CN106342136B - 搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置，该装置包括回抽电机、减速器、第一齿轮、过渡齿轮、第二齿轮、丝杠螺母、滚珠丝杠、第一花键轴、轴肩、主轴电机和第二花键轴，其中：第一花键轴与轴肩、第二花键轴之间通过花键相连；主轴电机带动第二花键轴，进而带动第一花键轴；回抽电机通过减速器减速，并通过第一齿轮、过渡齿轮与第二齿轮的传动组合将运动传递到滚珠丝杠上；丝杠螺母固定在机头结构件上；搅拌头设在第一花键轴上。搅拌头的搅拌针的伸出长度通过本发明可以在焊接过程中改变长短，在环缝搅拌摩擦焊的末尾，使搅拌针逐渐回抽，实现环缝“无匙孔”搅拌摩擦焊接。

Description

搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置

技术领域

本发明涉及一种搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置。

背景技术

搅拌摩擦焊是利用一种非耗损的搅拌头，旋转插入被焊零件，然后沿着待焊零件的待焊界面向前移动，通过搅拌头对材料的搅拌、摩擦，使待焊材料加热至塑性状态，在搅拌头高速旋转、挤压带动下，处于塑性状态的焊缝金属环绕搅拌头由前向后移动，在热-机械联合作用下，材料扩散连接形成致密的金属间固相连接。搅拌头在轴向压力下高速旋转，使其上的搅拌针与工件表面接触，摩擦生热并软化了一部分金属，迅速扎进被焊材料；当搅拌针扎进表面以下时，有一部分金属被挤出表面以上，这些在焊接的瞬间产生。焊接深度主要由搅拌头的搅拌针长度决定，随着搅拌头搅拌针的钻入，当轴肩与被焊板件的金属表面接触时，轴肩的旋转产生了辅助的摩擦热，并在搅拌头的搅拌针周围产生了塑性金属，此时，搅拌头沿着板件的对接缝运动时，利用搅拌针与工件材料间摩擦生热，不断软化、挤压和搅拌前方的金属，而在搅拌头已走过的部位金属逐渐冷却、固化，就形成了搅拌摩擦焊的焊缝。

铝合金材料由于重量轻抗腐蚀易成形等优点受到众多工业制造的青睐随着这种材料的性能的不断提高如新型牌号的硬铝、超硬铝等材料的出现，在高科技研发等工业制造领域得到了越来越广泛的应用，但是铝合金材料表面的致密的氧化层以及弧焊过程中较大变形等又限制了这种材料的进一步推广应用。英国焊接研究所(The Welding Institute)发明的搅拌摩擦焊为轻金属材料的连接提供了新的方法和途径。自从搅拌摩擦焊发明以来，搅拌摩擦焊技术得到广泛的关注和深入的研究，特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和工程应用开发，并且在诸多工业制造领域得到了成功应用。

在工程应用中，经常会碰到环形焊缝，克服环形焊缝搅拌摩擦焊遇到的一个难题，就是焊缝尾端“匙孔”的消除。通常，长直焊缝可以用“引焊板”来消除焊接尾端“匙孔”，但是环形焊缝“匙孔”的消除就不容易用引焊的方法来消除。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提出一种搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置。搅拌头的搅拌针的伸出长度通过本发明回抽装置可以在焊接过程中改变长短，在环缝搅拌摩擦焊的末尾，使搅拌针逐渐回抽，实现环缝“无匙孔”搅拌摩擦焊接。

本发明为解决其技术问题而提供的技术方案是：一种搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置，该装置包括回抽电机、减速器、第一齿轮、过渡齿轮、第二齿轮、丝杠螺母、滚珠丝杠、第一花键轴、轴肩、主轴电机和第二花键轴，其中：第一花键轴与轴肩、第二花键轴之间通过花键相连；主轴电机带动第二花键轴，进而带动第一花键轴；回抽电机通过减速器减速，并通过第一齿轮、过渡齿轮与第二齿轮的传动组合将运动传递到滚珠丝杠上；丝杠螺母固定在机头结构件上；搅拌头设在第一花键轴上。

现有的搅拌头回抽装置基本以液压和气动为主，本发明同抽装置提出了一种电传动和机械传动相结合的方式，勿需额外附加动力源，成本低、操作方便。

附图说明

图1是本发明搅拌头回抽装置的结构示意图。

其中：1为回抽电机、2为减速器、3为第一齿轮、4为过渡齿轮、5为第二齿轮、6为丝杠螺母、7为滚珠丝杠、8为第一花键轴、9为轴肩、10为主轴电机、11为第二花键轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明优选实施例提供的搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置包括：回抽电机1、减速器2、第一齿轮3、过渡齿轮4、第二齿轮5、丝杠螺母6、滚珠丝杠7、第一花键轴8、轴肩9、主轴电机10和第二花键轴11。第一花键轴8与轴肩9、第二花键轴11之间是通过花键相连，所以他们既可以做同步转动，也可以做轴向相对运动。主轴电机10带动第二花键轴11，进而带动第一花键轴8，第一花键轴8与轴肩9是做同步旋转运动，并可以做轴向运动。回抽电机1通过减速器2减速，然后通过第一齿轮3、过渡齿轮4与第二齿轮5的传动组合将运动传递到滚珠丝杠7上，丝杠螺母6固定在机头结构件上，所以滚珠丝杠7转动的同时也会做轴向运动，从而带动花键轴8做轴向运动，搅拌头是装在花键轴8上的。

综上所述，搅拌头可以在主轴电机10的带动下与轴肩9同步转动，在回抽电机1的带动下，实现搅拌针棒伸出部分的长短变化。

藉由本实施例的搅拌头装置，搅拌针的回抽范围最高可达30mm，即本实施例的搅拌头装置在焊接板材厚度不大于30mm时，可以实现搅拌头的回抽，进而在焊接环缝时，消除“匙孔”。

Claims (1)

1.一种搅拌摩擦焊接机床的搅拌头回抽装置，其特征是，该装置包括回抽电机[1]、减速器[2]、第一齿轮[3]、过渡齿轮[4]、第二齿轮[5]、丝杠螺母[6]、滚珠丝杠[7]、第一花键轴[8]、轴肩[9]、主轴电机[10]和第二花键轴[11]，其中：第一花键轴[8]与轴肩[9]、第二花键轴[11]之间通过花键相连；主轴电机[1]带动第二花键轴[11]，进而带动第一花键轴[8]；回抽电机[1]通过减速器[2]减速，并通过第一齿轮[3]、过渡齿轮[4]与第二齿轮[5]的传动组合将运动传递到滚珠丝杠[7]上；丝杠螺母[6]固定在机头结构件上；搅拌头设在第一花键轴[8]上，搅拌头的回抽范围最高可达30mm。