一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭，包括軸肩軸、與軸肩軸同心安裝的攪拌針軸，及攪拌頭和安裝于攪拌頭內(nèi)的攪拌針，所述攪拌頭安裝于軸肩軸的頂端，所述軸肩軸和內(nèi)藏式電機連接，攪拌針安裝于攪拌針軸的頂端，所述攪拌針軸通過花鍵與軸肩軸連接，所述攪拌針軸的尾端設置有一個滾珠絲桿螺母副，所述滾珠絲桿螺母副通過同步帶輪機構(gòu)及減速機和伺服電機連接，滾珠絲桿螺母副的末端安裝有傳感器組。本發(fā)明精度高，回抽行程的速度與進給量可控制性好，輸出回抽力大。
【專利說明】一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭。

【背景技術】
[0002]攪拌摩擦焊是由英國焊接研究所(1116 161(1111? 11181:11:111:6，簡稱！'11)于1991年提出的一種固態(tài)連接方法，并于1993年和1995年在世界范圍內(nèi)的發(fā)達和發(fā)展中國家申請了知識產(chǎn)權保護。此技術原理簡單，且控制參數(shù)少，易于自動化，可將焊接過程中的人為因素降到最低。攪拌摩擦焊技術與傳統(tǒng)的熔焊相比，擁有很多優(yōu)點，因而使得它具有廣泛的工業(yè)應用前景和發(fā)展?jié)摿ΑＳ嘘P攪拌摩擦焊接頭的組織、力學性能(包括斷裂、疲勞、腐蝕性能)、無損檢測以及工藝參數(shù)對焊縫質(zhì)量的影響等的研究是推廣應用攪拌摩擦焊的基礎，有關這些方面的研究是這個領域的研究熱點。攪拌摩擦焊技術是世界焊接技術發(fā)展史上自發(fā)明到工業(yè)應用時間跨度最短和發(fā)展最快的一項神奇的固相連接新技術。截止2002年9月15日，世界范圍內(nèi)得到英國焊接研究所(111)攪拌摩擦焊專利技術許可的用戶已經(jīng)有78家，與攪拌摩擦焊技術相關的專利技術有551項，用戶已覆蓋24個國家和地區(qū)。著名的8061II8,,8^2,,62,1I 1^等公司購買了此項技術，并已大量的在航天、航空、車輛、造船等行業(yè)得到成功地應用。
[0003]攪拌摩擦焊的焊接原理為:置于墊板上的對接工件通過夾具夾緊，以防止對接接頭在焊接過程中松開。一個帶有特型攪拌指頭的攪拌頭旋轉(zhuǎn)并緩慢的將攪拌指頭插入兩塊對接板材之間的焊縫處。一般來講，攪拌指頭的長度接近焊縫的深度。當旋轉(zhuǎn)的攪拌指頭接觸工件表面時，與工件表面的快速摩擦產(chǎn)生的摩擦熱使接觸點材料的溫度升高，強度降低。攪拌指頭在外力作用下不斷頂鍛和擠壓接縫兩邊的材料，直至軸肩緊密接觸工件表面為止。這時，由旋轉(zhuǎn)軸肩和攪拌指頭產(chǎn)生的摩擦熱在軸肩下面和攪拌指頭周圍形成大量的塑化層。當工件相對攪拌指頭移動或攪拌指頭相對工件移動時，在攪拌指頭側(cè)面和旋轉(zhuǎn)方向上產(chǎn)生的機械攪拌和頂鍛作用下，攪拌指頭的前表面把塑化的材料移送到攪拌指頭后表面。在攪拌指頭沿著接縫前進時，攪拌焊頭前頭的對接接頭表面被摩擦加熱至超塑性狀態(tài)。攪拌指頭和軸肩磨擦接縫，破碎氧化膜，攪拌和重組攪拌指頭后方的磨碎材料。攪拌指頭后方的材料冷卻后就形成焊縫。可見此焊縫是在熱、機聯(lián)合作用下形成的固態(tài)焊縫。這種方法可以看作是一種自鎖孔連接技術，在焊接過程中，攪拌指頭所在處形成小孔，小孔在隨后的焊接過程中又被填滿，應該指出，攪拌摩擦焊縫結(jié)束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。
[0004]薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭適用于單軸肩和雙軸肩攪拌頭，以消除攪拌焊接所產(chǎn)生的匙孔。
[0005]專利號為⑶200420003406.7、專利名稱為“可回抽攪拌摩擦焊主軸頭”的中國發(fā)明專利，涉及對攪拌摩擦焊機的改進。它包括殼體、主軸、攪拌針和電機，在殼體后部有滑套腔和驅(qū)動腔；在主軸上有槽孔，在主軸的內(nèi)孔中有拉桿，它的前端與攪拌針連接，后端有一個銷孔，滑套套在主軸上，銷軸將主軸、拉桿和滑套結(jié)合成可相對軸向移動的連接形式；有一個撥叉，其下端通過齒輪、變速箱與伺服電機連接，撥叉臂的上端通過軸與滑套連接；在殼體上槽孔的部位固定著一個位移測量機構(gòu)。該發(fā)明采用機械傳動回抽攪拌針，避免了液壓式漏油帶來的危害。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。通過閉環(huán)控制，攪拌針的回抽位移精度高。
[0006]但，其回抽主軸頭的精度還不能滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭，它精度高，回抽行程的速度與進給量可控制性好，輸出回抽力大。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]本發(fā)明提供了一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭，包括軸肩軸、與軸肩軸同心安裝的攪拌針軸，及攪拌頭和安裝于攪拌頭內(nèi)的攪拌針，所述攪拌頭安裝于軸肩軸的頂端，所述軸肩軸和內(nèi)藏式電機連接，攪拌針安裝于攪拌針軸的頂端，所述攪拌針軸通過花鍵與軸肩軸連接，所述攪拌針軸的尾端設置有一個滾珠絲桿螺母副，所述滾珠絲桿螺母副通過同步帶輪機構(gòu)及減速機和伺服電機連接，滾珠絲桿螺母副的末端安裝有傳感器組。
[0010]發(fā)明的工作原理為:薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭采用內(nèi)藏式電機提供攪拌焊接扭矩，驅(qū)動軸肩軸帶動攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)，攪拌針軸通過花鍵連接與軸肩軸一起旋轉(zhuǎn)，同時攪拌針軸可以沿軸向滑動。攪拌針軸的軸向滑動是由伺服電機連接減速機通過同步帶輪機構(gòu)帶動滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)動，經(jīng)過絲桿螺母副將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，然后帶動攪拌針軸沿軸向運動實現(xiàn)攪拌針的回抽功能。絲桿螺母副的末端安裝傳感器組提供位置型號形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)了對攪拌針回抽功能的位置控制與調(diào)節(jié)。通過減速機的目的是將伺服電機輸出的轉(zhuǎn)速降低，使得輸出的扭矩增大，增強攪拌針軸回抽平穩(wěn)性，以保證回抽時一次進給量減小到0.01mm，位置控制精度提高到±0.02，滿足厚度在Imm左右鋁板的焊接。
[0011]本發(fā)明薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭精度高，回抽行程的速度與進給量可控制性好，輸出回抽力大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭，包括軸肩軸1、與軸肩軸同心安裝的攪拌針軸2，及攪拌頭3和安裝于攪拌頭內(nèi)的攪拌針4，所述攪拌頭安裝于軸肩軸的頂端，所述軸肩軸和內(nèi)藏式電機5連接，攪拌針安裝于攪拌針軸的頂端，所述攪拌針軸通過花鍵與軸肩軸連接，所述攪拌針軸的尾端設置有一個滾珠絲桿螺母副6，所述滾珠絲桿螺母副通過同步帶輪機構(gòu)7及減速機8和伺服電機9連接，滾珠絲桿螺母副的末端安裝有傳感器組10。
[0014]發(fā)明的工作原理為:薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭采用內(nèi)藏式電機提供攪拌焊接扭矩，驅(qū)動軸肩軸帶動攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)，攪拌針軸通過花鍵連接與軸肩軸一起旋轉(zhuǎn)，同時攪拌針軸可以沿軸向滑動。攪拌針軸的軸向滑動是由伺服電機連接減速機通過同步帶輪機構(gòu)帶動滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)動，經(jīng)過絲桿螺母副將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，然后帶動攪拌針軸沿軸向運動實現(xiàn)攪拌針的回抽功能。絲桿螺母副的末端安裝傳感器組提供位置型號形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)了對攪拌針回抽功能的位置控制與調(diào)節(jié)。通過減速機的目的是將伺服電機輸出的轉(zhuǎn)速降低，使得輸出的扭矩增大，增強攪拌針軸回抽平穩(wěn)性，以保證回抽時一次進給量減小到0.01臟，位置控制精度提高到±0^ 02，滿足厚度在1臟左右鋁板的焊接。
[0015]本發(fā)明薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭精度高，回抽行程的速度與進給量可控制性好，輸出回抽力大。
[0016]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種薄板攪拌摩擦焊可回抽主軸頭,其特征在于:包括軸肩軸、與軸肩軸同心安裝的攪拌針軸，及攪拌頭和安裝于攪拌頭內(nèi)的攪拌針，所述攪拌頭安裝于軸肩軸的頂端，所述軸肩軸和內(nèi)藏式電機連接，攪拌針安裝于攪拌針軸的頂端，所述攪拌針軸通過花鍵與軸肩軸連接，所述攪拌針軸的尾端設置有一個滾珠絲桿螺母副，所述滾珠絲桿螺母副通過同步帶輪機構(gòu)及減速機和伺服電機連接，滾珠絲桿螺母副的末端安裝有傳感器組。
【文檔編號】B23K20/12GK104400208SQ201410577466
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】楊桂珍, 張磊 申請人:楊桂珍