摩擦增材制造用主轴系统的制作方法

本申请属于及摩擦增材制造，更具体地说，是涉及一种摩擦增材制造用主轴系统。

背景技术：

1、搅拌摩擦增材制造(additive friction srir deposition，afsd)是基于搅拌摩擦焊(friction stir welding，fsw)技术，通过搅拌头与材料间摩擦产热，使材料达到半固态，进而实现固相金属堆积成形。搅拌摩擦焊作为一种先进的焊接技术，具有变形小、强度高等优点，其利用一种特殊设计的搅拌头插入工件待焊部位，通过搅拌头与工件间的搅拌摩擦，产生的摩擦热使该部位金属处于热塑性状态并在搅拌头的压力作用下，后退侧材料对前进侧填充，从而使待焊件焊接为整体。搅拌摩擦增材制造在搅拌摩擦焊原理的基础上，实现材料逐层堆砌，最终实现增材制造。

2、现有的摩擦增材制造用主轴系统为了减小旋转轴与推料轴的同轴度，旋转轴的内侧面与推料轴的外侧面紧紧贴合在一起，同时，推料轴在推料过程中需要在推料通道中沿着旋转轴的长度延伸方向来回移动，在长时间的摩擦作用后，推料轴会产生大量的热量，如果不能即时对推料轴进行散热，推料轴则会由于高温出现轻度膨胀，从而进一步的增大推料轴与旋转轴之间的摩擦作用，加剧推料轴摩擦损耗，严重缩短摩擦增材制造用主轴系统的使用寿命。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种摩擦增材制造用主轴系统，以解决现有技术中的摩擦增材制造用主轴系统不能即时对推料轴进行散热，导致推料轴的摩擦损耗加剧，严重缩短整个摩擦增材制造用主轴系统的使用寿命的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种摩擦增材制造用主轴系统，包括：旋转轴，所述旋转轴内形成有推料通道；旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与所述旋转轴传动连接，所述旋转驱动装置用于带动所述旋转轴转动；推料轴，所述推料轴穿设在所述推料通道中，并可沿着所述推料通道的长度延伸方向活动，所述推料轴内形成有冷却通道；推料驱动装置，所述推料驱动装置与所述推料轴传动连接，所述推料驱动装置用于带动所述推料轴将所述推料通道内的料棒推向待加工产品；冷却液输送装置，所述冷却液输送装置与所述冷却通道连通。

3、本申请提供的摩擦增材制造用主轴系统的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的摩擦增材制造用主轴系统通过将旋转驱动装置与旋转轴传动连接，将推料驱动装置与推料轴传动连接，并且将推料轴穿设在旋转轴的推料通道中，在加工前先将安装在推料通道靠近待加工产品的一端，在旋转驱动装置的带动下，旋转轴能够带动料棒转动，在推料驱动装置的带动下，推料轴能够推动料棒朝待加工产品的方向移动，使得料棒的材料成型在待加工产品中，同时，在推料轴内形成有冷却通道，并且将冷却液输送装置与冷却通道相互连通，从而冷却液输送装置能够向冷却通道中持续输送冷却液，以使得推料轴能够进行即时散热，避免高温导致推料轴出现损耗加剧，有效延长整个摩擦增材制造用主轴系统的使用寿命。

4、在其中一个实施例中，所述推料轴包括有第一轴体和第二轴体，所述第一轴体的一端与所述推料驱动装置传动连接，另一端与所述第二轴体活动连接，所述第一轴体用于推动所述第二轴体沿所述推料通道的长度延伸方向移动。

5、在其中一个实施例中，所述冷却通道成型于所述第一轴体中，所述冷却液输送装置用于带动冷却液在所述冷却通道中循环流动。

6、在其中一个实施例中，还包括有轴套和第一冷却套筒，所述旋转轴可转动地穿设在所述轴套中，所述第一冷却套筒套设在所述轴套的外周侧，所述第一冷却套筒的内侧面与所述轴套的外侧面围构形成第一冷却空间。

7、在其中一个实施例中，所述轴套上形成有第二冷却空间，所述轴套上设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口均与所述第二冷却空间连通。

8、在其中一个实施例中，还包括有箱体，所述箱体内形成有安装腔，所述轴套设置在所述安装腔中，所述第二冷却空间由所述安装腔的内壁面和所述轴套的外侧面围构形成。

9、在其中一个实施例中，所述箱体上开设有观察窗。

10、在其中一个实施例中，所述旋转轴包括主轴体和加工刀头，所述加工刀头可拆卸地设置在所述主轴体背离所述推料驱动装置的一端。

11、在其中一个实施例中，还包括有第二冷却套筒，所述第二冷却套筒设置在所述加工刀头的外周侧，所述第二冷却套筒内形成有第三冷却空间，所述第三冷却空间用于对所述加工刀头进行冷却降温。

12、在其中一个实施例中，所述旋转轴与所述推料轴之间设有滚珠花键轴。

技术特征：

1.一种摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述推料轴包括有第一轴体和第二轴体，所述第一轴体的一端与所述推料驱动装置传动连接，另一端与所述第二轴体可拆卸连接，所述第二轴体穿设在所述推料通道中。

3.如权利要求2所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述冷却通道成型于所述第一轴体中，所述冷却液输送装置用于带动冷却液在所述冷却通道中循环流动。

4.如权利要求1所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：还包括有轴套和第一冷却套筒，所述旋转轴可转动地穿设在所述轴套中，所述第一冷却套筒套设在所述轴套的外周侧，所述第一冷却套筒的内侧面与所述轴套的外侧面围构形成第一冷却空间。

5.如权利要求4所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述轴套上形成有第二冷却空间，所述轴套上设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口均与所述第二冷却空间连通。

6.如权利要求5所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：还包括有箱体，所述箱体内形成有安装腔，所述轴套设置在所述安装腔中，所述第二冷却空间由所述安装腔的内壁面和所述轴套的外侧面围构形成。

7.如权利要求6所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述箱体上开设有观察窗。

8.如权利要求1-7任一项所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述旋转轴包括主轴体和加工刀头，所述加工刀头可拆卸地设置在所述主轴体背离所述推料驱动装置的一端。

9.如权利要求8所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：还包括有第二冷却套筒，所述第二冷却套筒设置在所述加工刀头的外周侧，所述第二冷却套筒内形成有第三冷却空间。

10.如权利要求1-7任一项所述的摩擦增材制造用主轴系统，其特征在于：所述旋转轴与所述推料轴之间设有滚珠花键轴。

技术总结
本申请属于及摩擦增材制造技术领域，提供了一种摩擦增材制造用主轴系统，包括旋转轴、旋转驱动装置、推料轴、推料驱动装置和冷却液输送装置，旋转轴内形成有推料通道；旋转驱动装置与旋转轴传动连接，旋转驱动装置用于带动旋转轴转动；推料轴穿设在推料通道中，推料轴内形成有冷却通道；推料驱动装置与推料轴传动连接；冷却液输送装置与冷却通道连通。本申请提供的摩擦增材制造用主轴系统通过将冷却液输送装置与冷却通道相互连通，从而冷却液输送装置能够向冷却通道中持续输送冷却液，以使得推料轴能够进行即时散热，避免高温导致推料轴出现损耗加剧，有效延长整个摩擦增材制造用主轴系统的使用寿命。

技术研发人员：叶民崇,聂炎,张成明,黄国君
受保护的技术使用者：深圳市威雄精机有限公司
技术研发日：20230731
技术公布日：2024/3/27