CN214291903U - 双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接设备技术领域，尤其是双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，克服现有传动轴类零件焊接效率低和精度差的问题，方案是床身上中间位置处设有固定夹具，固定夹具两侧各设置一在床身导轨上移动的摩擦头装置，每个摩擦头装置由一电推装置驱动在床身上移动，电推装置的推力伺服电机输出端传动联接传动丝杆，传动丝杆啮合在固定于摩擦头装置上的螺母中以驱动摩擦头装置移动，对应于每个摩擦头装置位置处还设置有一车飞边装置，车飞边装置具有安装车刀的车刀架，车刀架由车刀平移伺服电机和车刀升降伺服电机控制平移和升降；推力伺服电机、车刀平移伺服电机、车刀升降伺服电机和摩擦头装置的主轴伺服电机由电源控制装置控制。

Description

双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，尤其是一种双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机。

背景技术

车辆上使用的传动轴是一种传递扭距的轴类零件，这种转动轴是在空心圆管两端焊接实心短轴或焊接其它的结构件，具体的焊接方式有多种，但最好的焊接方式是摩擦焊，摩擦焊使焊接处两个零件融为一体，零件的机械性能最优。

目前，这类零件的焊接的方式和使用的设备如附图1，焊机由床身、主油缸、主轴箱、旋转夹具、移动夹具、滑、传动三角带和主轴电机等组成。

工艺过程是：焊接零件之前，先手动设定好焊接工艺参数，手动调整好摩擦压力，确认后，先将圆管与一端的结构件焊接，旋转夹具夹紧结构件，圆管固定在移动夹具上，主轴电机安装在主轴箱上部，通过皮带带动主轴和旋转夹具旋转，油缸推滑台及移动夹具向主轴一侧移动，圆管接近结构件后，主轴旋转，两工件开始摩擦，摩擦结束后，顶锻保压，旋转夹具和移动夹具松开，油缸回原位；一端焊接结束后，再使用同样的方式将圆管另一端与另一端的结构件焊接；焊接完成后，将工件放到车床上去除焊接飞边。

现有工艺的缺点是：

1、生产效率底，单端焊接，焊完一端再焊另一端；

2、主轴结构复杂，摩擦结束后，制动主轴时需要外置制动器，制动时间不准确；

3、焊接零件精度低，焊接过程中液压油缸受压力油温度影响，影响焊接精度，主要体现在两端结构件之间的间距和同轴度较差；

4、无自动车飞边装置，焊后零件产生的焊疤需另外加工去除，降低生产效率，增加成本；

5、无品质监控系统，不能检测焊接过程中的参数变化，不能发现不合格产品；

6、操作复杂，焊接前要先计算焊接工艺参数，手动设定，效率低下。

造成现有这种工艺设备状况的原因分析：一是摩擦焊设备相对于普通金加工设备技术要求较高，一般都是只具有一个主轴；二是转动轴制造者善于使用后步的金加工工艺保证转动轴的精度，对焊接精度要求不高，导致摩擦焊机制造者没有追求技术进步的动力；三是尽管生产效率低，但人力成本低，设备投资意愿不强。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中传动轴类零件焊接设备所存在的问题，提供一种双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，适于将两结构件焊接在中间件的两端，具有床身，床身上中间位置处固定有夹持中间件的固定夹具，固定夹具两侧各设置一在床身导轨上移动的摩擦头装置，每个摩擦头装置由一电推装置驱动在床身上移动；

所述电推装置包括推力伺服电机、传动丝杆和螺母，推力伺服电机输出端传动联接传动丝杆，传动丝杆啮合在固定于摩擦头装置上的所述螺母中以驱动摩擦头装置往复移动；

每个摩擦头装置包括主轴伺服电机、主轴箱和夹持结构件的旋转夹具；

对应于每个摩擦头装置位置处还设置有一车飞边装置，所述车飞边装置具有安装车刀的车刀架，所述车刀架由车刀平移伺服电机和车刀升降伺服电机控制平移和升降，车刀架可移动至焊接位置处；

所述主轴伺服电机、推力伺服电机、车刀平移伺服电机和车刀升降伺服电机由电源控制装置控制，电源控制装置具有程序控制功能。

上述的中间件一般是空心圆管，结构件为实心的短轴或其它形状的零件。

具体的，车飞边装置可以设置在床身上，但更好的手段是直接设置在摩擦头装置上，所述车飞边装置的安装座设置在主轴箱的上方，安装座上具有水平的中滑轨，中滑轨上设中拖板，中拖板上设直立的小滑轨，小滑轨上设小拖板，所述车刀架设置在小拖板上，所述车刀平移伺服电机驱动中拖板往复平移，所述车刀升降伺服电机驱动小拖板往复升降。

具体的为了对摩擦头制动和使焊接完成松开装夹中间件的固定夹具后、工件两端被旋转夹具夹持不产生扭力，两个摩擦头装置的主轴伺服电机由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

为了提高两结构件在中间件上的焊接精度，两个电推装置的推力伺服电机由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

对于常见的一种传动轴，两结构件的形状和尺寸一致时，为提高焊接处的表面质量，两个车飞边装置的车刀平移伺服电机由电源控制装置控制同时启停和转速一致、车刀升降伺服电机由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

具体的，一种非刚性推力传动系统是所述推力伺服电机输出端经同步齿形带传动联接至传动丝杆。

本实用新型的有益效果是：

1、双头焊接和双头车削极大的提高了生产效率；

2、电推伺服控制系统保证了压力恒定和构件的焊接精度；

3、使用伺服电机和控制装置，取消主轴的制动机构，优化了主轴结构，延长了主轴的使用寿命；

4、实现了程序自动化控制，控制装置可使焊接过程全监控，工艺参数数控可调，可存储、可打印。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有传动轴类零件单头焊接设备的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图。

图中：1、床身，2、固定夹具，3、摩擦头装置，3-1、主轴伺服电机，3-2、主轴箱，3-3、旋转夹具，4、电推装置，4-1、推力伺服电机，4-2、传动丝杆，4-3、螺母，5、车飞边装置，5-1、车刀平移伺服电机，5-2、车刀升降伺服电机，6、同步齿形带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2，一种双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，适于将两结构件焊接在中间件的两端，具有床身1，床身1上中间位置处固定有夹持中间件的固定夹具2，固定夹具2两侧各设置一在床身1导轨上移动的摩擦头装置3，每个摩擦头装置3由一电推装置4驱动在床身1上移动；电推装置4包括推力伺服电机4-1、传动丝杆4-2和螺母4-3，推力伺服电机4-1输出端传动联接传动丝杆4-2，传动丝杆4-2啮合在固定于摩擦头装置3上的所述螺母4-3中以驱动摩擦头装置3往复移动；

每个摩擦头装置3包括主轴伺服电机3-1、主轴箱3-2和夹持结构件的旋转夹具3-3；对应于每个摩擦头装置3位置处还设置有一车飞边装置5，所述车飞边装置5具有安装车刀的车刀架，所述车刀架由车刀平移伺服电机5-1和车刀升降伺服电机5-2控制平移和升降；

主轴伺服电机3-1、推力伺服电机4-1、车刀平移伺服电机5-1和车刀升降伺服电机5-2由电源控制装置控制。

图2中车飞边装置5的安装座设置在主轴箱3-2的上方，安装座上具有水平的中滑轨，中滑轨上设中拖板，中拖板上设直立的小滑轨，小滑轨上设小拖板，车刀架设置在小拖板上，车刀平移伺服电机5-1驱动中拖板往复平移，车刀升降伺服电机5-2驱动小拖板往复升降。

摩擦头装置3的主轴伺服电机3-1由电源控制装置控制同时启停和转速一致，图2中没有显示电源控制装置。

两个电推装置4的推力伺服电机4-1可以由电源控制装置控制同时启停和转速一致，当然对于特殊的工件，中间件两端和/或两端的构件在形状尺寸上不同时，这两个电机也可另设定成不同时启停和不转速一致。

两个车飞边装置5的车刀平移伺服电机5-1由电源控制装置控制同时启停和转速一致、车刀升降伺服电机5-2由电源控制装置控制同时启停和转速一致，同样对于特殊工件，中间件两端和/或两端的构件在形状尺寸上不同时，这两两电机也可另设定成不同时启停和不转速一致。

推力伺服电机4-1输出端经同步齿形带6传动联接至传动丝杆4-2，避免刚性推动摩擦头装置3移动，造成可能的设备损坏。

本实用新型的工作过程是这样的：焊接开始时，输入产品规格，焊接工艺参数自动生成，两端主轴箱自动调整到工作位置；人工上料，固定夹具夹紧中间件，旋转夹具夹紧结构件，传动丝杠推主轴箱移动，两工件摩擦，摩擦结束，顶锻保压，固定夹具松开，两侧主轴同时旋转，车刀快速下移，车飞边，旋转夹具松开，主轴箱退回原位，取下工件。

本实用新型还可以增加监控装置，焊接过程中，监控装置监控焊接全过程，超差报警。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，适于将两结构件焊接在中间件的两端，其特征是：具有床身(1)，床身(1)上中间位置处固定有夹持中间件的固定夹具(2)，固定夹具(2)两侧各设置一在床身(1)导轨上移动的摩擦头装置(3)，每个摩擦头装置(3)由一电推装置(4)驱动在床身(1)上移动；

所述电推装置(4)包括推力伺服电机(4-1)、传动丝杆(4-2)和螺母(4-3)，推力伺服电机(4-1)输出端传动联接传动丝杆(4-2)，传动丝杆(4-2)啮合在固定于摩擦头装置(3)上的所述螺母(4-3)中以驱动摩擦头装置(3)往复移动；

每个摩擦头装置(3)包括主轴伺服电机(3-1)、主轴箱(3-2)和夹持结构件的旋转夹具(3-3)；

对应于每个摩擦头装置(3)位置处还设置有一车飞边装置(5)，所述车飞边装置(5)具有安装车刀的车刀架，所述车刀架由车刀平移伺服电机(5-1)和车刀升降伺服电机(5-2)控制平移和升降；

所述主轴伺服电机(3-1)、推力伺服电机(4-1)、车刀平移伺服电机(5-1)和车刀升降伺服电机(5-2)由电源控制装置控制。

2.根据权利要求1所述的双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，其特征是：所述车飞边装置(5)的安装座设置在主轴箱(3-2)的上方，安装座上具有水平的中滑轨，中滑轨上设中拖板，中拖板上设直立的小滑轨，小滑轨上设小拖板，所述车刀架设置在小拖板上，所述车刀平移伺服电机(5-1)驱动中拖板往复平移，所述车刀升降伺服电机(5-2)驱动小拖板往复升降。

3.根据权利要求1所述的双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，其特征是：两个摩擦头装置(3)的主轴伺服电机(3-1)由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

4.根据权利要求1所述的双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，其特征是：两个电推装置(4)的推力伺服电机(4-1)由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

5.根据权利要求1所述的双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，其特征是：两个车飞边装置(5)的车刀平移伺服电机(5-1)由电源控制装置控制同时启停和转速一致、车刀升降伺服电机(5-2)由电源控制装置控制同时启停和转速一致。

6.根据权利要求1所述的双头电推数控式焊接与车削复合摩擦焊机，其特征是：所述推力伺服电机(4-1)输出端经同步齿形带(6)传动联接至传动丝杆(4-2)。

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