CN102581466B - 一种双级行星轮控冷压焊装置及其冷压焊方法 - Google Patents

Abstract

一种双级行星轮控冷压焊装置及其冷压焊方法，装置包括电机，电机输出轴和太阳轴连接，太阳轴作为双级行星轮的太阳轮，双级行星轮的输出轴与丝杠的一端连接，丝杠螺母固定在螺母套上，螺母套固定在滑块上，滑块配置在导轨上，导轨固定在机架上，丝杠螺母和冲头连接，板料放置在冲头正下方的机架上，电机带动丝杠做旋转运动，电机通过太阳轴将其扭矩传递给双级行星轮，通过行星轮提高输出扭矩，丝杠螺母将丝杠的旋转运动转化成直线运动，丝杠螺母带动冲头做直线运动，当板料变形量达到冷压焊的板料的变形量时，冷压焊成功，本发明能够实现不同材质不同厚度以及不同尺寸要求的连接，提高了生产效率，具有省工省时、节能的优点。

Description

一种双级行星轮控冷压焊装置及其冷压焊方法

技术领域

本发明涉及汽车车身铝板的连接技术领域，具体涉及一种双级行星轮控冷压焊装置及其冷压焊方法。

背景技术

随着汽车产业的不断发展，人们对节能环保提出了新的要求，汽车轻量化是现代汽车发展的重要方向，对于节能，降低排放具有重要意义；汽车自重每降低10％，油耗可降低8～10％，而排放亦随之下降4％。

汽车、飞机用的覆盖件不仅需要具有一定的强度和较高的综合性能，同时还要考虑汽车、飞机的节能减重的问题。为了实现汽车节能减重，除了要选择合适的材料之外，还要选择合适的连接技术。冷压焊是一种不采用任何填料、不产生热影响区和应力集中的一种焊接方法。

汽车轻量化与轻量化材料的应用密切相关，汽车轻量化材料有高强度钢、铝合金、工程塑料和镁合金，这四大类材料在汽车中应用。由于铝及铝合金的属性决定了在成形和连接上存在一些不可避免的缺点，铝及铝合金不宜进行熔化焊，通常采用惰性气体焊接。惰性气体保护焊MIG焊接速度快，质量一般，飞溅较大。空气中的惰性气体的含量较少，提取成本高。

冷压焊技术是一种金属材料的连接技术，应用弹性变形和塑性变形等理论，并结合挤压，冲压，滚压等工艺特点的较小能量的损失的一种加工方法，是一种利用冲头实现金属的连接。利用冲头冲压板料，使板料产生强大的塑性变形而将板料连接在一起。冷压焊应用范围广泛，目前欧美一些汽车企业打造的全铝车身采用压铆技术。随着冷压焊连接理论与实践的成熟，将广泛的被应用到航空航天领域。

目前国外的一些研究机构正在致力于冷压焊设备的研究，冷压焊设备加快汽车节能减重的步伐，能量损失较少，对于板料的利用率很高，但是由于压力的大小对材料连接的质量的影响较大，因此对于冷压焊过程中的施压装置常常有较高的要求。在冷压焊连接的过程中往往不能够一次压焊成功，冲击力过大影响焊接质量，既不能节省能源同时也会使得板料在铆接的过程中发生较强的硬化现象，影响接头的质量。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双级行星轮控冷压焊装置及其冷压焊方法，保证了接头结合质量和生产效率，具有省时省工、节能的优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双级行星轮控冷压焊装置，包括电机1，电机1通过电机盖2固定在机架12上，电机1输出轴和太阳轴3连接，太阳轴3作为双级行星轮4的太阳轮，双级行星轮4的输出轴与丝杠7的一端连接，丝杠7由轴承5支撑，轴承5通过机架盖6固定在机架12上，丝杠螺母8固定在螺母套9上，螺母套9固定在滑块13上，滑块13配置在导轨14上，导轨14固定在机架12上，丝杠螺母8和冲头10连接，板料11放置在冲头10正下方的机架12上。

所述的双级行星轮4的两个外齿圈为一体，靠近电机1一端的双级行星轮4的外圈的齿数多于远离电机1的外圈的齿数。

一种双级行星轮控冷压焊方法，电机1旋转传递扭矩给太阳轴3，太阳轴3作为双级行星轮4的太阳轮传递扭矩给双级行星轮4，双级行星轮4的输出端将扭矩通过键传递给丝杠7，保证丝杠7做旋转运动，丝杠7带动丝杠螺母8做旋转运动，丝杠螺母8被导轨13限制做直线运动，同时带动冲头10做直线运动，冲头10在冲击放置在机架12上的板料11将机械能转化为板料成形的塑性成形能，当板料11的变形量达到冷压焊的变形要求时，两个板料11冷压焊成功，冲头10复位，进行下一次的冷压焊过程。

本发明能够将同种金属或者异种薄板金属连接在一起，不产生热影响区，利用双级行星轮将电机的扭矩增大传递给丝杠，并通过丝杠螺母将旋转运动转换成直线运动，在整个过程中，这个组合的设备极大的提高了两个板料连接的质量和生产效率，具有省时省工、节能等优点。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照附图，一种双级行星轮控冷压焊装置，包括电机1，电机1通过电机盖2固定在机架12上，电机1输出轴通过键和太阳轴3连接，太阳轴3作为双级行星轮4的太阳轮，双级行星轮4的输出轴通过键与丝杠7的一端连接，丝杠7由轴承5支撑，轴承5通过机架盖6固定在机架12上，丝杠螺母8固定在螺母套9上，螺母套9固定在滑块13上，滑块13配置在导轨14上，导轨14固定在机架12上，丝杠螺母8和冲头10连接，板料11放置在冲头10正下方的机架12上。

所述的双级行星轮4的两个外齿圈为一体，靠近电机1一端的双级行星轮4的外圈的齿数多于远离电机1的外圈的齿数。

一种双级行星轮控冷压焊方法，电机1旋转传递扭矩给太阳轴3，太阳轴3作为双级行星轮4的太阳轮传递扭矩给双级行星轮4，双级行星轮4的输出端将扭矩通过键传递给丝杠7，保证丝杠7做旋转运动，丝杠7带动丝杠螺母8做旋转运动，丝杠螺母8被导轨13限制做直线运动，同时带动冲头10做直线运动，冲头10在冲击放置在机架12上的板料11将机械能转化为板料成形的塑性成形能，当板料11的变形量达到冷压焊的变形要求时，两个板料11冷压焊成功，冲头10复位，进行下一次的冷压焊过程。

本发明的工作原理是：

将旋转运动转化成直线运动完成冷压焊过程，在这个过程不会产生热影响区，保证结合处材料的性能，并在一定程度上强化了材料。电机1和导轨14固定在机架12上保证了系统在运行过程中的稳定性。系统工作时，电机1带动太阳轴3、双级行星轮4、丝杠7、丝杠螺母8做旋转运动，丝杠螺母8将丝杠7的旋转运动转化为直线运动，利用导轨14将丝杠螺母8限定在直线方向上运动，并利用滑块13引导丝杠螺母8做直线运动，冲头10与丝杠螺母8一起做直线运动，冲头10在丝杠螺母8的带动下冲击板料11，冲头10将双级行星轮4大的扭矩传递给板料11，将机械能转化为塑性变形功，当两个板料11的变形量达到冷压焊对材料变形量的要求时，冷压焊结束，冲头10复位。

Claims (2)

1.一种双级行星轮控冷压焊装置，包括电机（1），其特征在于：电机（1）通过电机盖（2）固定在机架（12）上，电机（1）输出轴和太阳轴（3）连接，太阳轴（3）作为双级行星轮（4）的太阳轮，双级行星轮（4）的输出轴与丝杠（7）的一端连接，丝杠（7）由轴承（5）支撑，轴承（5）通过机架盖（6）固定在机架（12）上，丝杠螺母（8）固定在螺母套（9）上，螺母套（9）固定在滑块（13）上，滑块（13）配置在导轨（14）上，导轨（14）固定在机架（12）上，丝杠螺母（8）和冲头（10）连接，板料（11）放置在冲头（10）正下方的机架（12）上；

双级行星轮（4）的两个外齿圈为一体，靠近电机（1）一端的双级行星轮（4）的外圈的齿数多于远离电机（1）的外圈的齿数。

2.采用权利要求1所述的一种双级行星轮控冷压焊装置进行冷压焊的方法，其特征在于：电机（1）旋转传递扭矩给太阳轴（3），太阳轴（3）作为双级行星轮（4）的太阳轮传递扭矩给双级行星轮（4），双级行星轮（4）的输出端将扭矩通过键传递给丝杠（7），保证丝杠（7）做旋转运动，丝杠（7）带动丝杠螺母（8）做旋转运动，丝杠螺母（8）被导轨（13）限制做直线运动，同时带动冲头（10）做直线运动，冲头（10）在冲击放置在机架（12）上的板料（11）将机械能转化为板料成形的塑性成形能，当板料（11）的变形量达到冷压焊的变形要求时，两个板料（11）冷压焊成功，冲头（10）复位，进行下一次的冷压焊过程。