專利名稱：攪拌摩擦焊動力主軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力主軸，特別是涉及一種金屬焊接用的攪拌摩擦焊動力主 軸o
背景技術(shù)：
攪拌摩擦焊是一種新型低溫固相連接技術(shù)。適用于難以用熔化焊接的低熔點合 金，在航天航空、船舶、高速列車、裝甲戰(zhàn)車等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。在攪拌摩擦焊機中，主軸 是決定這一技術(shù)的關(guān)鍵之一，為獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，攪拌主軸必須確保攪拌焊頭在承受 巨大摩擦動載荷的狀態(tài)下，高速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，同時實時驅(qū)動攪拌頭軸向微動、軸向進(jìn)給和焊接 工藝傾角調(diào)整等多重作用。但是，在目前所采用的攪拌摩擦焊主軸中，攪拌主軸與主驅(qū)動電 機分體布置，由皮帶傳動。主要存在以下缺點其一、分體傳動高速振動大，抗振性較差，難以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速大扭矩強力攪拌；其二、焊接過程控制要求攪拌頭能實時進(jìn)行軸向微量移動，以保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定， 而分體式主軸體積龐大，攪拌頭軸向運動通過焊機橫梁的上下移動來實現(xiàn)的，慣量大，運動 摩擦阻力大，難以靈敏準(zhǔn)確地實時響應(yīng)；其三、攪拌頭工藝傾角固定，不便根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整，不便調(diào)整傾角，以滿足 不同材料和不同厚度的攪拌摩擦焊的工藝要求；其四、進(jìn)行大厚度焊接，或焊接大型構(gòu)件時，攪拌頭與工件間因劇烈摩擦，產(chǎn)生強 烈自激振動，現(xiàn)有攪拌摩擦焊主軸部件無消振措施，影響焊接穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗振性較好、能實時進(jìn)行軸向微量移 動、攪拌頭工藝傾角調(diào)整方便的攪拌摩擦焊動力主軸。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的攪拌摩擦焊動力主軸，包括主軸及其 攪拌焊頭，所述的主軸由軸承組、下端蓋和上端蓋裝卡在筒體內(nèi)，轉(zhuǎn)子固定在所述的主軸 上，定子固定在所述的筒體上，在所述的筒體的圓周墻體內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻水道及其進(jìn)出水 咀，所述的上端蓋上固定設(shè)有絲桿，在主軸座上設(shè)有轉(zhuǎn)座上蓋，蝸輪螺母與所述的絲桿嚙合 傳動連接且支承在與所述的轉(zhuǎn)座上蓋一體的蝸輪箱內(nèi)，所述的蝸輪螺母通過蝸桿與固定在 所述的轉(zhuǎn)座上蓋上的伺服電機傳動連接，所述的筒體上設(shè)有鍵與所述的主軸座的內(nèi)孔配合 導(dǎo)向上下滑動，所述的絲桿頂部與所述的主軸座之間連接有減振裝置；所述的主軸座通過 芯軸定心與橫溜板連接，所述的主軸座的圓形座板通過T型槽螺栓與所述的橫溜板上的環(huán) 形T型槽緊固聯(lián)接。所述的減振裝置是所述的絲桿頂部連接有減振器筒體，減振器筒體內(nèi)充滿液壓 油，所述的減振器筒體內(nèi)設(shè)有活塞且所述的活塞上設(shè)節(jié)流小孔，所述的活塞與活塞桿固定 連接，所述的活塞桿與減振座固聯(lián)，所述的減振座與所述的轉(zhuǎn)座上蓋固定聯(lián)結(jié)。采用上述技術(shù)方案的攪拌摩擦焊動力主軸，本實用新型提出一種集攪拌摩擦焊接
3主軸、電機、焊接傾角調(diào)節(jié)機構(gòu)、軸向微動機構(gòu)和阻尼減振機構(gòu)于一體的新型攪拌摩擦焊接 動力主軸。傳動鏈縮至最短(無傳動副)，在輸出高轉(zhuǎn)速大扭矩的同時，自身傳動產(chǎn)生的振 動顯著減??；攪拌主軸設(shè)軸向微量移動功能，縮短傳動鏈，減小運動慣量，能對焊接過程控 制系統(tǒng)實時軸向調(diào)控信號作出靈敏準(zhǔn)確的響應(yīng)，實現(xiàn)穩(wěn)定焊接；主軸座與溜板間采用芯軸 定心，轉(zhuǎn)盤式緊固連接，傾角可調(diào)，滿足不同焊接工況需要；在主軸頂端設(shè)置減振裝置，有效 抑制攪拌頭與工件間因劇烈摩擦而產(chǎn)生強烈自激振動，達(dá)到提高焊接穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量的 目的。該攪拌主軸技術(shù)的推廣應(yīng)用，將對于我國攪拌摩擦焊接技術(shù)的發(fā)展具有重要工程實 際意義。綜上所述，本實用新型是一種抗振性較好、能實時進(jìn)行軸向微量移動、攪拌頭工藝 傾角調(diào)整方便的攪拌摩擦焊動力主軸。

圖1為攪拌動力主軸主視圖；圖2為攪拌動力主軸俯視圖；圖3為攪拌動力主軸安裝示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，攪拌焊頭1裝在主軸2下端，錐孔配合，主軸2由軸承組 4、下端蓋3和上端蓋9裝卡在筒體5內(nèi)，轉(zhuǎn)子6固定主軸2上，定子7固定在筒體5上，由 轉(zhuǎn)子6直接驅(qū)動主軸2旋轉(zhuǎn)，在筒體5圓周墻體內(nèi)設(shè)循環(huán)冷卻水道，通過進(jìn)出水咀10對內(nèi) 置電機進(jìn)行冷卻。攪拌焊頭1、主軸2、下端蓋3、軸承組4、筒體5、轉(zhuǎn)子6、定子7、上端蓋9、 進(jìn)出水咀10組成攪拌主軸核心部件，上端蓋9上固定設(shè)有絲桿12，轉(zhuǎn)座上蓋11由螺釘緊固 在主軸座8上，蝸輪螺母13與絲桿12嚙合傳動連接且由推力軸承14、滑動軸承11、蝸輪箱 壓蓋16支承在與轉(zhuǎn)座上蓋11 一體的蝸輪箱內(nèi)，與蝸輪螺母13對應(yīng)的蝸桿22由悶蓋26、軸 承27、透蓋28支承于蝸輪箱上，蝸輪副由稀油潤滑，伺服電機24固定在轉(zhuǎn)座上蓋11上，通 過連接套23與蝸桿22傳動連接，伺服電機24通過連接套23、蝸桿22、蝸輪螺母13和絲桿 12，驅(qū)動攪拌主軸核心部件，筒體5上設(shè)有鍵25與主軸座8的內(nèi)孔32配合導(dǎo)向上下滑動，整 體在主軸座8的內(nèi)孔32內(nèi)上下滑動，實現(xiàn)攪拌焊頭1位置實時微調(diào)；絲桿12頂部連接減振 器筒體18，減振器筒體18內(nèi)設(shè)有活塞19且活塞19上設(shè)節(jié)流小孔，活塞19與活塞桿20螺 紋連接，活塞桿20由螺母21與減振座17固聯(lián)，減振座17與蝸輪箱壓蓋16螺栓聯(lián)結(jié)。攪 拌焊頭1的軸向振動經(jīng)主軸2、軸承組4、筒體5、上端蓋9和絲桿12，傳到減振器筒體18，減 振器筒體18內(nèi)充滿液壓油，振動能量最后由活塞19上的節(jié)流小孔形成的液體阻尼吸收，達(dá) 到消振目的。主軸座8通過芯軸29定心與橫溜板30連接，主軸座8的圓形座板通過T型 槽螺栓31與橫溜板30上的環(huán)形T型槽緊固聯(lián)接。松開T型螺栓31，扳動攪拌動力主軸轉(zhuǎn) 動所需工藝傾角θ，再擰緊T型螺栓31，滿足不同工藝傾角需要。焊接時，當(dāng)焊接進(jìn)給方向 朝右時，動力主軸需要逆時針方向調(diào)整傾角，當(dāng)焊接進(jìn)給方向朝左時，動力主軸則順時針方 向調(diào)整傾角。本實用新型的優(yōu)點和積極效果 要表現(xiàn)在以下方面[0018]1、攪拌摩擦焊主軸系統(tǒng)采用電機與主軸合二為一的形式，傳動鏈短，剛性好，結(jié)構(gòu) 簡單緊湊，傳動效率高，焊接過程平穩(wěn)，噪音低、振動小，有利于提高焊接質(zhì)量，消除因振動 產(chǎn)生的組織疏松和空洞等焊接缺陷；2、攪拌主軸核心部件完成軸向微量進(jìn)給和實時隨動控制，運動慣量小，對控制信 號響應(yīng)靈敏，從而可實現(xiàn)對焊接過程的精確靈敏控制；3、焊接傾角可實現(xiàn)任意調(diào)節(jié)以滿足不同材料和厚度攪拌摩擦焊接的工藝要求。4、主軸頂端加裝減震器能夠很好的消除焊接過程中的振動，從而達(dá)到改善焊接質(zhì) 量的效果。
權(quán)利要求一種攪拌摩擦焊動力主軸，包括主軸(2)及其攪拌焊頭(1)，其特征是所述的主軸(2)裝卡在筒體(5)內(nèi)，轉(zhuǎn)子(6)固定在所述的主軸(2)上，定子(7)固定在所述的筒體(5)上，在所述的筒體(5)的圓周墻體內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻水道，所述的上端蓋(9)上固定設(shè)有絲桿(12)，在主軸座(8)上設(shè)有轉(zhuǎn)座上蓋(11)，蝸輪螺母(13)與所述的絲桿(12)嚙合傳動連接且支承在與所述的轉(zhuǎn)座上蓋(11)一體的蝸輪箱內(nèi)，所述的蝸輪螺母(13)通過蝸桿(22)與固定在所述的轉(zhuǎn)座上蓋(11)上的伺服電機(24)傳動連接，所述的筒體(5)上設(shè)有鍵(25)與所述的主軸座(8)的內(nèi)孔(32)配合導(dǎo)向上下滑動，所述的絲桿(12)頂部與所述的主軸座(8)之間連接有減振裝置；所述的主軸座(8)通過芯軸(29)定心與橫溜板(30)連接，所述的主軸座(8)的圓形座板通過T型槽螺栓(31)與所述的橫溜板(30)上的環(huán)形T型槽緊固聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊動力主軸，其特征是所述的減振裝置是所述的 絲桿(12)頂部連接有減振器筒體(18)，減振器筒體(18)內(nèi)充滿液壓油，所述的減振器筒體 (18)內(nèi)設(shè)有活塞(19)且所述的活塞(19)上設(shè)節(jié)流小孔，所述的活塞(19)與活塞桿(20) 固定連接，所述的活塞桿(20)與減振座(17)固聯(lián)，所述的減振座(17)與所述的轉(zhuǎn)座上蓋 (11)固定聯(lián)結(jié)。
專利摘要本實用新型公開了一種攪拌摩擦焊動力主軸，主軸(2)裝卡在筒體(5)內(nèi)，轉(zhuǎn)子(6)固定在主軸(2)上，定子(7)固定在筒體(5)上，上端蓋(9)上固定設(shè)有絲桿(12)，在主軸座(8)上設(shè)有轉(zhuǎn)座上蓋(11)，蝸輪螺母(13)與絲桿(12)嚙合傳動連接且支承在與轉(zhuǎn)座上蓋(11)一體的蝸輪箱內(nèi)，蝸輪螺母(13)通過蝸桿(22)與伺服電機(24)傳動連接，筒體(5)上設(shè)有鍵(25)與主軸座(8)的內(nèi)孔(32)配合，絲桿(12)頂部與主軸座(8)之間連接有減振裝置；主軸座(8)通過芯軸(29)定心與橫溜板(30)連接，主軸座(8)的圓形座板通過T型槽螺栓(31)與所述的橫溜板(30)上的環(huán)形T型槽緊固聯(lián)接。本實用新型是一種抗振性較好、能實時進(jìn)行軸向微量移動、攪拌頭工藝傾角調(diào)整方便的攪拌摩擦焊動力主軸。
文檔編號B23K20/12GK201618916SQ20102013970
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
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