一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置的制造方法
【專利說明】一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及航天裝備制造領(lǐng)域，特別涉及一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，適用于攪拌摩擦點焊機床。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]鋁合金材料由于重量輕、抗腐蝕、易成形等優(yōu)點受到眾多工業(yè)制造的青睞，隨著這種材料的性能的不斷提高如新型牌號的硬鋁、超硬鋁等材料的出現(xiàn)，在航空航天、高速列車、高速艦船等工業(yè)制造領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的焊接方法焊接變形大是困擾其發(fā)展的一個重要問題。
[0005]回填式攪拌摩擦點焊(FSSW)是德國GKSS在攪拌摩擦焊接基礎(chǔ)上發(fā)明的一種新興的固相聯(lián)接技術(shù)。自從攪拌摩擦點焊發(fā)明以來，該技術(shù)得到廣泛的關(guān)注和深入的研究，特別是針對鋁合金材料，世界范圍的研究機構(gòu)學(xué)校以及大公司都對此進行了深入細(xì)致的研究和工程應(yīng)用開發(fā)，并且在諸多工業(yè)制造領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。
[0006]因此，業(yè)界需要加強航空航天、高速列車、高速艦船等工業(yè)制造領(lǐng)域的研發(fā)，尤其是需要一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，解決攪拌摩擦點焊主軸機頭體積龐大，靈活不足的問題，同時解決了攪拌針和攪拌套軸向相對運動、點焊的攪拌工具問題。
[0009]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，包括主軸機頭、攪拌工具、攪拌針軸向動力傳遞裝置和攪拌套軸向動力傳遞裝置；主軸機頭內(nèi)置于主軸機頭裝置中部，由主軸電機定子、主軸電機轉(zhuǎn)子、電主軸組成，主軸電機定子與機座固連，主軸電機轉(zhuǎn)子與電主軸固連，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動；電主軸與花鍵軸B通過花鍵方式聯(lián)連；攪拌工具由攪拌針、壓緊套、攪拌套三部分組成，壓緊套與攪拌針連接，攪拌套安裝在絲桿軸B上，攪拌針安裝與花鍵軸B固連；攪拌針軸向動力傳遞裝置位于主軸機頭上端，主要由回抽電機A、齒輪A、齒輪B、絲桿軸A、絲桿螺母A和花鍵軸A組成，絲桿螺母A與主軸機座固連，花鍵軸A與絲桿軸A通過軸承相連，回抽電機A通過齒輪A、齒輪B帶動絲桿軸A進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸A軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動；攪拌套軸向動力傳遞裝置位于主軸機頭末端，主要由回抽電機B、齒輪C、齒輪D、絲桿軸B、絲桿螺母B和花鍵軸B9組成，絲桿螺母B與主軸機座固連，花鍵軸B與絲桿軸B通過軸承相連，回抽電機B通過齒輪C、齒輪D帶動絲桿軸B進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸B軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動。
[0010]優(yōu)選地，主軸電機通過電主軸B和花鍵軸B分別帶動攪拌針、攪拌套做旋轉(zhuǎn)運動；另外，攪拌針和攪拌套在回抽電機A、回抽電機B的控制下可完成軸向相對運動。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1.采用電主軸電機內(nèi)置于攪拌摩擦焊主軸機頭，提高主軸機頭的集成度，使裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊；
2.采用電主軸電機內(nèi)置于攪拌摩擦焊主軸機頭，，減小主軸機頭的體積,提高主軸機頭運動的靈活性；
3.采用雙回抽電機控制攪拌針和攪拌套的軸向運動，提高攪拌摩擦點焊焊接的靈活性，降低焊接缺陷率，提高生產(chǎn)效率。
[0012]
【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1為本發(fā)明的雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。
[0017]現(xiàn)詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置。
[0018]請同時參閱圖1，本發(fā)明實施例的雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，將主軸電機內(nèi)置于主軸機頭中部，主要由主軸電機定子6、主軸電機轉(zhuǎn)子7、電主軸8、滾珠軸承等部分組成。主軸電機定子6與機座固連，主軸電機轉(zhuǎn)子7與電主軸8固連，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動；電主軸8與花鍵軸B9通過花鍵方式聯(lián)連，可實現(xiàn)軸向相對運動，因此花鍵軸B9可完成旋轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合運動。
[0019]為解決攪拌針14和攪拌套軸16向相對運動，本發(fā)明專利提供了攪拌針12和攪拌套16軸向運動的動力傳遞裝置。攪拌針12軸向運動的動力傳遞裝置位于主軸機頭上端，主要由回抽電機A1、齒輪A17、齒輪B18、絲桿軸A4、絲桿螺母A3、花鍵軸A5和軸承等部件組成。絲桿螺母A3與主軸機座固連，花鍵軸A5與絲桿軸A4通過軸承相連，回抽電機A1通過齒輪A17、齒輪B18帶動絲桿軸A4進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸A5軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動。同理，攪拌套16軸向運動的動力傳遞裝置位于主軸機頭末端，主要由回抽電機B2、齒輪C10、齒輪D11、絲桿軸B12、絲桿螺母B13、花鍵軸B9和軸承等部件組成。絲桿螺母B13與主軸機座固連，花鍵軸B9與絲桿軸B12通過軸承相連，回抽電機B2通過齒輪C10、齒輪D11帶動絲桿軸B12進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸B9軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動。
[0020]本攪拌摩擦點焊的主軸機頭實現(xiàn)攪拌摩擦點焊焊接原理:實現(xiàn)攪拌摩擦點焊焊接的攪拌工具由攪拌針14、壓緊套15、攪拌套16三部分組成。焊接時，攪拌套16安裝在絲桿軸B12上，攪拌針14安裝與花鍵軸B9固連。由主軸電機通過電主軸B8和花鍵軸B9分別帶動攪拌針14、攪拌套16做旋轉(zhuǎn)運動，另外，攪拌針14和攪拌套16在回抽電機A1、回抽電機B2的控制下可完成軸向相對運動，通過一定邏輯控制關(guān)系實現(xiàn)攪拌摩擦點焊原理。
[0021]另外，根據(jù)不同的工況，由控制器按一定的邏輯控制關(guān)系通過回抽電機A1、回抽電機B2分別對攪拌軸肩8和攪拌針9的轉(zhuǎn)速進行控制，控制材料表面與材料內(nèi)部溫度，從而解決厚板鋁合金等材料進行攪拌摩擦焊接時焊縫表面和內(nèi)部受熱不均勻的問題。
[0022]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項】
1.一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，其特征在于，包括主軸機頭、攪拌工具、攪拌針軸向動力傳遞裝置和攪拌套軸向動力傳遞裝置； 所述主軸機頭內(nèi)置于主軸機頭裝置中部，由主軸電機定子、主軸電機轉(zhuǎn)子、電主軸組成，主軸電機定子與機座固連，主軸電機轉(zhuǎn)子與電主軸固連，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動；電主軸與花鍵軸B通過花鍵方式聯(lián)連； 所述攪拌工具由攪拌針、壓緊套、攪拌套三部分組成，壓緊套與攪拌針連接，攪拌套安裝在絲桿軸B上，攪拌針安裝與花鍵軸B固連； 所述攪拌針軸向動力傳遞裝置位于主軸機頭上端，主要由回抽電機A、齒輪A、齒輪B、絲桿軸A、絲桿螺母A和花鍵軸A組成，絲桿螺母A與主軸機座固連，花鍵軸A與絲桿軸A通過軸承相連，回抽電機A通過齒輪A、齒輪B帶動絲桿軸A進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸A軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動； 所述攪拌套軸向動力傳遞裝置位于主軸機頭末端，主要由回抽電機B、齒輪C、齒輪D、絲桿軸B、絲桿螺母B和花鍵軸B9組成，絲桿螺母B與主軸機座固連，花鍵軸B與絲桿軸B通過軸承相連，回抽電機B通過齒輪C、齒輪D帶動絲桿軸B進行軸向運動，進而實現(xiàn)花鍵軸B軸向和旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，其特征在于，所述主軸電機通過電主軸B和花鍵軸B分別帶動攪拌針、攪拌套做旋轉(zhuǎn)運動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，其特征在于，所述攪拌針和攪拌套在回抽電機A、回抽電機B的控制下可完成軸向相對運動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，其特征在于，控制器通過回抽電機A、回抽電機B分別對攪拌軸肩和攪拌針的轉(zhuǎn)速進行控制，控制材料表面與材料內(nèi)部溫度。
【專利摘要】本發(fā)明的一種雙電主軸式攪拌摩擦焊的主軸機頭裝置，包括回抽電機A、回抽電機B、滾珠絲桿A、花鍵軸A、主軸電機定子、主軸電機轉(zhuǎn)子、電主軸、滾珠絲桿B、花鍵軸B、攪拌套、攪拌針等主要部件組成；該裝置內(nèi)置電主軸電機，同時驅(qū)動攪拌套和攪拌針做高速旋轉(zhuǎn)運動；回抽電機A、回抽電機B可分別驅(qū)動攪拌套和攪拌針做相對軸向運動。該裝置可實現(xiàn)攪拌摩擦點焊焊接，同時，由于電機內(nèi)置于攪拌摩擦焊主軸機頭，減小主軸機頭體積，提高主軸機頭靈活性。解決攪拌摩擦點焊主軸機頭體積龐大，靈活不足的問題，同時解決了攪拌針和攪拌套軸向相對運動、點焊的攪拌工具問題。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN105269142
【申請?zhí)枴緾N201410351910
【發(fā)明人】林名潤, 范振昌, 趙維剛, 郭立杰
【申請人】上海航天設(shè)備制造總廠
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月23日