[發明專利]一種可回抽的攪拌摩擦焊電主軸

有效

• 申請號: 202011138701.3
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112453681B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陳樹君;謝欣宏;程博;曹子睿
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種可回抽的攪拌摩擦焊電主軸，針對現有攪拌摩擦焊主軸技術在焊接結束時，攪拌針在焊縫末端留下一個匙孔，影響工件的成型性能，主軸的整體結構設計復雜，傳動鏈多，模塊化較難實現，提供一種可回抽的攪拌摩擦焊電主軸。本發明所述可回抽的攪拌摩擦焊電主軸，包括電主軸系統、回抽機構兩部分。電主軸系統包含攪拌軸肩、刀柄、前端蓋、中空主軸、電主軸外殼、電機轉子、電機定子、尾部端蓋等。回抽機構包含攪拌針、連接球頭、電動缸。本發明的結構簡單，可以主要分為兩大模塊，提高了可靠性和整體性，本發明可以避免攪拌摩擦焊匙孔的產生。

技術領域

本發明涉及攪拌摩擦焊設備領域，具體涉及一種帶有回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸。

背景技術

攪拌摩擦焊是一種固相連接技術，于1991年由英國焊接研究所(TWI)發明的，高速旋轉的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運動，在攪拌頭與工件的接觸部位產生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層，并在攪拌軸肩與攪拌針的攪拌和擠壓作用下實現材料的連接。目前大多采用固定式的攪拌頭，在焊接結束時，攪拌針在焊縫末端留下一個匙孔，影響工件的成型性能，考慮采用的就是攪拌針回抽的技術來消除匙孔。為實現主軸的回抽功能，部分主軸的整體結構設計復雜，傳動鏈多，模塊化較難實現，可靠性有待加強。

發明內容

本發明針對現有攪拌摩擦焊主軸技術存在的不足和缺陷，即焊接結束時，攪拌針在焊縫末端留下一個匙孔，影響工件的成型性能，主軸的整體結構設計復雜，傳動鏈多，模塊化較難實現，提供一種可回抽的攪拌摩擦焊電主軸。

本發明采用的技術方案為一種可回抽的攪拌摩擦焊電主軸，包括電主軸系統、回抽機構兩部分。

電主軸系統包含攪拌軸肩(1)、刀柄(2)、前端蓋(3)、中空主軸(4)、前軸承室(5)、擋圈(6)、角接觸球軸承ABCD(7)、螺紋擋圈A(8)、電主軸外殼(9)、電機轉子(10)、電機定子(11)、后軸承室(12)、角接觸球軸承E(13)、后軸承室端蓋(14)、編碼器(15)、連接套(16)、螺紋擋圈B(17)、尾部端蓋(18)?；爻闄C構包含攪拌針(19)、回抽結構(20)。

所述角接觸球軸承ABCD(7)安裝在前軸承室(5)內部，角接觸球軸承ABCD(7)后端由螺紋擋圈A(8)鎖緊，電機定子(11)安裝在電主軸外殼(9)的一端，其右側面與電主軸外殼(9)的內壁貼緊，電機轉子(10)過盈配合安裝在中空主軸(4)第四階梯軸上，且其位置與電機定子(11)緊密配合，角接觸球軸承ABCD(7)與中空主軸(4)配合安裝，將前軸承室(5)與電主軸外殼(9)另一端的端面通過螺栓固定，前端蓋(3)通過螺栓固定在前軸承室(5)的左端面。后軸承室(12)通過螺栓與電主軸外殼(9)的右端面固定，后軸承室(12)的孔內裝入角接觸球軸承E(13)，且該角接觸球軸承E(13)也裝配在中空主軸(4)右側的第一階梯軸上。后軸承室端蓋(14)通過螺栓固定在后軸承室(12)的右端面上，在后軸承室端蓋(14)的右端面上固定編碼器(15)的部件，編碼器(15)的剩余部件安裝在中空主軸(4)的右側第一階梯軸上，通過螺紋擋圈B(17)對其進行鎖緊。連接套(16)的左側端面通過螺栓與電主軸外殼(9)的右側外沿固定，尾部端蓋(18)通過螺栓與連接套(16)的右側端面固定，刀柄(2)通過螺栓裝配在中空主軸(4)的最左側端面，攪拌軸肩(1)與刀柄(2)內孔配合安裝固定，構成不包含回抽功能的電主軸。由電機轉子(10)在通電后轉動帶動中空主軸(4)高速旋轉，使得刀柄(2)和攪拌軸肩(1)一起旋轉?；爻榻Y構(20)尾部通過螺栓與尾部端蓋(18)，攪拌針(19)與回抽結構(20)通過螺紋完成連接再從攪拌軸肩(1)伸出。所述的電主軸當通電內部的電機轉子(10)轉動，帶動中空主軸(4)高速旋轉完成主軸的主要運動功能。所述的回抽機構，由回抽結構(20)完成上下平移的運動，就可以使得攪拌針(19)完成逐漸回抽的功能，進而實現在攪拌摩擦焊中消除匙孔的功能。