[發(fā)明專利]攪拌摩擦焊接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410681300.0
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104475965A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宇晗;畢慶貞
• 申請（專利權(quán)）人: 上海拓璞數(shù)控科技有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種摩擦焊接設(shè)備，尤其是涉及一種應(yīng)用于全電動伺服系統(tǒng)控制的攪拌摩擦焊接裝置。

背景技術(shù)

攪拌摩擦焊最初主要用于鋁合金等低熔點(diǎn)材料的焊接，作為一種先進(jìn)的固相連接技術(shù)，除了具有普通摩擦焊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)外，還可以進(jìn)行多種接頭形式和不同焊接位置的連接，已經(jīng)在造船、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

目前，在攪拌摩擦焊加工過程中，攪拌焊頭軸肩到工件表面的距離、對工件的下壓力、前進(jìn)抗力與工件的焊接質(zhì)量密切相關(guān)，焊接過程中遺留的匙孔也影響著焊接質(zhì)量；由于現(xiàn)有攪拌摩擦焊的焊接機(jī)床沒有測量控制系統(tǒng)，在焊接過程對位移和壓力無法進(jìn)行適當(dāng)控制與檢測；而且一般都是液壓伺服控制，存在著維護(hù)困難、易泄漏、過載能力低、噪聲大等不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有攪拌摩擦焊接裝置存在的焊接過程對位移和壓力無法進(jìn)行控制與檢測，焊接匙孔降低焊接質(zhì)量的不足，本發(fā)明提供一種由全電動伺服系統(tǒng)控制的攪拌摩擦焊接裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：攪拌摩擦焊接裝置包括全電動伺服系統(tǒng)、電機(jī)、攪拌頭、主軸，電機(jī)包括力矩電機(jī)和回抽電機(jī)；力矩電機(jī)的定子固定安裝在主軸的內(nèi)孔中，主軸安裝在主軸殼體內(nèi)；力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)孔由外向內(nèi)依次安裝有中心軸、花鍵軸；中心軸的兩個端部與主軸內(nèi)孔之間安裝有軸承。花鍵軸的前端部為花鍵，花鍵軸前端內(nèi)孔固定安裝有攪拌針；與花鍵軸配合的花鍵套后端與中心軸固定連接，前端與攪拌頭固定連接。

花鍵軸的后端與行星絲杠固定連接；行星絲杠的后端安裝有行星絲杠螺母，行星絲杠螺母與大帶輪固定連接。

回抽電機(jī)與減速機(jī)連接，減速機(jī)的輸出軸上安裝有小帶輪；小帶輪通過皮帶與大帶輪連接。

主軸前端有外凸臺，外凸臺與主軸殼體前端面之間安裝有壓力傳感器，壓力傳感器的數(shù)量為4個，且沿主軸殼體的圓周均布。

主軸殼體上固定安裝有激光測頭，激光測頭與摩擦焊點(diǎn)的位置固定。

本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)合理，通過全電動伺服控制實(shí)現(xiàn)了攪拌摩擦焊接裝置多功能集成，摩擦焊主軸在焊接工件時采用恒壓力、恒位移焊接，并且具有回抽功能，可以避免焊接匙孔存在，提高焊接質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明攪拌摩擦焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明主軸壓力傳感器安裝局部示意圖。

圖中：1.力矩電機(jī)，2.主軸殼體，3.回抽電機(jī)，4.主軸，5.壓力傳感器，6.激光測頭，7.減速機(jī)，8.小帶輪，9.定子，10.轉(zhuǎn)子，11.花鍵軸，12.花鍵套，13.攪拌針，14.攪拌頭，15.行星絲杠，16.行星絲杠螺母，17.大帶輪，18.中心軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的具體實(shí)施方式，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

參見附圖1。本發(fā)明攪拌摩擦焊接裝置主要包括力矩電機(jī)1、回抽電機(jī)3、減速機(jī)7、主軸4、中心軸18、花鍵軸傳動副、行星絲杠傳動副、帶傳動等，采用全電動伺服系統(tǒng)集成恒壓力、恒位置控制，且中心軸具有回抽功能。

電機(jī)包括力矩電機(jī)1和回抽電機(jī)3；

力矩電機(jī)1的定子9固定安裝在主軸4的內(nèi)孔中，主軸4安裝在主軸殼體2內(nèi)，在主軸殼體2上還設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，用于電機(jī)定子9的冷卻，增加電機(jī)的穩(wěn)定性和使用壽命。力矩電機(jī)1的轉(zhuǎn)子10內(nèi)孔中固定安裝有中心軸18；中心軸18的內(nèi)孔中安裝有花鍵軸11。中心軸18的兩個端部與主軸4內(nèi)孔之間安裝有軸承。

花鍵軸11的前端部為花鍵，攪拌針13與花鍵軸11前端固定連接。與花鍵軸11配合的花鍵套12位于中心軸18的前端；花鍵套12的后端與中心軸18固定連接，花鍵套12的前端固定安裝有攪拌頭14，攪拌頭14在中心軸18的作用下旋轉(zhuǎn)。

花鍵軸11的后端與行星絲杠傳動副的行星絲杠15固定連接；行星絲杠15的后端安裝有行星絲杠螺母16，行星絲杠螺母16與大帶輪17固定連接。

回抽電機(jī)3與減速機(jī)7連接，減速機(jī)7的輸出軸上安裝有小帶輪8；小帶輪8通過皮帶與大帶輪17連接。在回抽電機(jī)3的驅(qū)動下，依次通過減速機(jī)7、皮帶傳動、行星絲杠傳動副，再通過花鍵傳動帶動攪拌針13旋轉(zhuǎn)以及軸向移動，實(shí)現(xiàn)回抽功能，可以避免焊接匙孔問題，提高焊接質(zhì)量。