[發明專利]一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊方法及裝置

有效

• 申請號: 202010618363.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111805073B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 趙升噸;張鵬;王永飛;李靖祥;范淑琴
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23P15/00
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍

1.一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊裝置，其特征在于：

包括攪拌摩擦鉚焊主軸(1)、C型機架(2)和工裝臺(3)；

攪拌摩擦鉚焊主軸(1)包括旋轉機構(5)、進給機構(6)、振動/旋轉混料機構(7)和粉末給料機構(8)；攪拌摩擦鉚焊主軸(1)用于實現鉚釘(4)的旋轉運動和進給運動以及粉末的給料和混合；

C型架(2)用于固定攪拌摩擦鉚焊主軸(1)和工作臺(3)；

工作臺(3)主要由測力傳感器(301)、傳感器壓頭(302)、工裝模具(303)和工裝壓板(304)構成，用于裝夾待鉚焊接工件和實時測試主軸鉚焊作用力。

2.根據權利要求1所述的一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊裝置，其特征在于：

所述旋轉機構(5)包括中空主軸(501)、下端軸承機構(502)、中空伺服電機(503)和上端軸承機構(504)；

中空主軸(501)由下端軸承機構(502)和上端軸承機構(504)在豎直方向上固定，中空主軸(501)的旋轉運動依靠中空伺服電機(503)驅動，中空伺服電機(503)為中空內轉子電機，中空伺服電機轉子(505)通過中空伺服電機轉子鍵槽(507)和中空主軸花鍵(506)配合傳動。

3.根據權利要求2所述的一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊裝置，其特征在于：

所述進給機構(6)包括中空滾柱絲杠(601)、絲杠螺母固定套(602)、絲杠螺母(603)、同步帶(604)、伺服電機(605)和下端直線軸承(606)；

伺服電機(605)和絲杠螺母固定套(602)之間通過同步帶(604)傳動，當裝置執行進給運動時，伺服電機(605)轉動，帶動絲杠螺母(603)轉動，則中空滾珠絲杠(601)可在豎直方向上運動，同時，中空滾珠絲杠(601)和旋轉機構(5)中的中空主軸(501)以及上端軸承機構(504)之間為機械連接，中空主軸(501)與中空伺服電機轉子(507)之間通過花鍵配合，而且中空主軸(501)的下端軸承機構(502)外側安裝有下端直線軸承(606)，所以中空滾珠絲杠(601)可以帶動中空主軸(501)實現豎直方向上的上下往復運動。

4.根據權利要求3所述的一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊裝置，其特征在于：

振動/旋轉混料機構(7)包括混料螺桿(701)、混料動力源(702)和支撐軸承(703)；

粉末混料機構提供振動混料和旋轉混料兩種混料方式：當混料動力源(702)為激振器時，所對應的支撐軸承(703)為直線軸承，激振器驅動混料螺桿(701)上下往復高頻振動，同時中空主軸(501)高速旋轉，從而實現中空主軸型腔(508)中粉末的振動混料；當混料動力源(702)為伺服電機時，所對應的支撐軸承(703)為滾動軸承，伺服電機驅動混料螺桿(701)旋轉，且旋轉方向與中空主軸(501)旋轉方向相反，從而實現中空主軸型腔(508)中粉末的旋轉混料。

5.根據權利要求4所述的一種粉末增強攪拌摩擦鉚焊裝置，其特征在于：

所述粉末給料機構(8)包括空氣壓縮機、粉末給料泵(801)、增強基粉末倉(802)、母材粉末倉(803)和導管(804)；

在空氣壓縮機的驅動下，粉末給料泵(801)將增強基粉末倉(802)中的增強基粉末和母材粉末倉(803)中的母材粉末經導管(804)注入到中空主軸型腔(508)中。