CN219541993U - 一种回填式搅拌摩擦点焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接技术领域，具体公开了一种回填式搅拌摩擦点焊装置，包括中空的箱体、焊具、主轴、搅拌针轴、搅拌套轴及两个驱动组件；焊具连接于箱体的一外侧面，并包括压紧套、搅拌套及搅拌针；主轴可拆卸地连接在箱体的远离焊具的一外侧面，并连接有第一动力源；搅拌针轴的两端活动伸出箱体，一端同轴且可轴向移动地连接主轴内的芯轴，另一端同轴连接搅拌针；搅拌套轴可轴向移动地套接在搅拌针轴外侧，一端活动伸出箱体并同轴连接搅拌套；两个驱动组件分别驱动搅拌针轴及搅拌套轴沿轴向移动。该回填式搅拌摩擦点焊装置能够有效解决不能同时兼容机械主轴和电主轴以及不能单独调整搅拌套及搅拌针的轴向移动量的问题。

Description

一种回填式搅拌摩擦点焊装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种回填式搅拌摩擦点焊装置。

背景技术

回填式搅拌摩擦点焊是基于搅拌摩擦点焊(Friction Stir Spot Welding,简称FSSW)技术研究开发的一种新型固相点焊技术，不仅具备搅拌摩擦点焊技术的效率高、耗能少、污染少的优点，还成功地解决了传统搅拌摩擦点焊焊接后在焊接表面留有匙孔的问题，目前已经被应用于铝合金、镁合金等异种材料的焊接，在航空航天、高铁以及汽车领域有了很广泛的应用。

其中，公开号为CN108857044A的发明专利公开了一种轻量化回填式搅拌摩擦点焊装置，其采用第一动力源驱动主轴转动，从而带动搅拌套及搅拌针同步转动；并采用第二动力源驱动与主轴共中心轴线的双向滚珠丝杆转动，从而带动搅拌套及搅拌针沿轴向同步相向移动。但是，该轻量化回填式搅拌摩擦点焊装置存在以下问题：

1、不能同时兼容机械主轴和电主轴，当需要更换不同的主轴时，必须把整个主轴箱拆掉更换，导致更换难度较大，不利于工业化的生产。

2、不能单独调整搅拌套及搅拌针的轴向移动量，导致点焊应用范围受限。

因此，有必要设计一种回填式搅拌摩擦点焊装置，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种回填式搅拌摩擦点焊装置，能够有效解决现有的回填式搅拌摩擦点焊装置不能同时兼容机械主轴和电主轴以及不能单独调整搅拌套及搅拌针的轴向移动量的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种回填式搅拌摩擦点焊装置，包括中空的箱体、焊具、主轴、搅拌针轴、搅拌套轴及两个驱动组件；

所述焊具连接于所述箱体的一外侧面，并包括中空的压紧套，所述压紧套内设置有可自由转动且可轴向移动伸出的搅拌套，所述搅拌套内同轴连接有可轴向移动伸出的搅拌针；

所述主轴可拆卸地转动连接在所述箱体的远离所述焊具的一外侧面，内部转动连接有芯轴，并连接有驱动所述芯轴转动的第一动力源；

所述搅拌针轴的两端活动伸出所述箱体，一端同轴且可轴向移动地连接所述芯轴，另一端同轴连接所述搅拌针；

所述搅拌套轴可轴向移动地套接在所述搅拌针轴外侧，一端活动伸出所述箱体并同轴连接所述搅拌套；

两个所述驱动组件分别驱动所述搅拌针轴及所述搅拌套轴沿轴向移动。

进一步地，所述驱动组件包括与所述搅拌针轴平行的丝杆、与所述丝杆螺纹配合的丝杆螺母、轴承架及第二动力源；

所述丝杆可转动地连接于所述箱体内，且一端伸出所述箱体并连接所述第二动力源；

所述轴承架与所述丝杆螺母连接，所述搅拌针轴或所述搅拌套轴通过轴承与所述轴承架转动连接。

进一步地，所述搅拌针轴的外侧及所述搅拌套轴的外侧均同轴凸设有限位凸台，并均同轴套接有固定环，所述轴承安装于所述限位凸台及所述固定环之间。

进一步地，两个所述丝杆的中心轴线相对于所述搅拌针轴的中心轴线对称设置。

进一步地，所述第二动力源为伺服电机。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，可同时兼容电主轴和机械主轴，更换不同的主轴时，只需换掉主轴，无需拆除整个箱体。

2、本实用新型的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，采用两个驱动组件分别驱动搅拌针轴和搅拌套轴沿轴向移动，使得搅拌针和搅拌套可以独立地轴向移动，移动精度高，工作划分明确，便于检修。

3、本实用新型的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，采用第一动力源提供搅拌针和搅拌套转动所需动力，采用两个第二动力源分别提供搅拌针和搅拌套轴向移动所需动力，动力传输系统简单、动力传输稳定，焊接效果较好，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种回填式搅拌摩擦点焊装置的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种回填式搅拌摩擦点焊装置的剖面结构示意图。

图中：1-箱体；11-连接法兰；12-丝杆轴承；2-焊具；21-压紧套；22-搅拌套；23-搅拌针；3-主轴；4-搅拌针轴；41-定位凸台；42-锁紧螺母；5-搅拌套轴；6-驱动组件；61-丝杆；62-丝杆螺母；63-轴承架；64-第二动力源；7-轴承。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和2所示，一种回填式搅拌摩擦点焊装置，包括中空的箱体1、焊具2、主轴3、搅拌针轴4、搅拌套轴5及两个驱动组件6。

具体的，箱体1的外形呈长方体状。焊具2连接于箱体1的一外侧面，并包括中空的压紧套21，该压紧套21与箱体1连接，内部设置有可自由转动且可轴向移动伸出的搅拌套22，搅拌套22内同轴连接有可轴向移动伸出的搅拌针23。

其中，主轴3可拆卸地连接在箱体1的远离焊具2的一外侧面，内部同轴转动连接有芯轴，并连接有用于驱动芯轴转动的第一动力源；搅拌针轴4的两端活动伸出箱体1，一端通过花键同轴且可轴向移动地连接芯轴，另一端同轴连接搅拌针23；搅拌套轴5可轴向移动地套接在搅拌针轴4外侧，一端活动伸出箱体1并同轴连接搅拌套22；两个驱动组件6分别驱动搅拌针轴4及搅拌套轴5沿轴向移动。

进一步地，箱体1的远离焊具2的一外侧连接有连接法兰11，主轴3的一端通过法兰螺栓与该连接法兰11连接。其中，主轴3可为电主轴或机械主轴，由于主轴3通过法兰螺栓可拆卸地连接在箱体1的外侧面，更换不同的主轴时，只需换掉主轴3，无需拆除整个箱体。用于向主轴3内部的芯轴提供转动所需动力的第一动力源优选为伺服电机。

工作时，第一动力源向主轴3内部的芯轴提供动力，使芯轴带动搅拌针轴4及搅拌套轴5相对于箱体1共同转动，进而带动搅拌针23及搅拌套22相对于压紧套21共同转动。

如图2所示，两个驱动组件6均包括与搅拌针轴4平行的丝杆61、与丝杆61螺纹配合的丝杆螺母62、轴承架63及第二动力源64。其中，丝杆61的两端通过丝杆轴承12与箱体1侧壁转动连接，且一端伸出箱体1并连接第二动力源64，该第二动力源64优选为伺服电机。轴承架63与丝杆螺母62连接，搅拌针轴4或搅拌套轴5通过轴承7与轴承架63转动连接。

进一步地，搅拌针轴4及搅拌套轴5均为花键轴。搅拌针轴4的外侧及搅拌套轴5的外侧均同轴凸设有定位凸台41，并均同轴套接有锁紧螺母42，轴承7安装于定位凸台41及锁紧螺母42之间，通过定位凸台41及锁紧螺母42实现轴向定位。

作为本实用新型的优选方案，该两个驱动组件6中，两个丝杆61的中心轴线相对于搅拌针轴4的中心轴线对称设置。

工作时，第二动力源64向对应的丝杆61提供动力，使丝杆61相对于箱体1转动，带动轴承架63沿丝杆61的轴向移动，进而带动与该轴承架63连接的搅拌针轴4或搅拌套轴5沿轴向移动，从而实现搅拌针轴4/搅拌套轴5的下扎及回抽。该回填式搅拌摩擦点焊装置中，由于采用两个驱动组件6分别驱动搅拌针轴4及搅拌套轴5轴向移动，因此，搅拌针23及搅拌套22的轴向运动相互独立，使用者可根据实际需要任意调整搅拌针23及搅拌套22的轴向移动量，并且移动精度高，工作划分明确，便于检修。另外，由于采用两个第二动力源64分别提供搅拌针23和搅拌套22轴向移动所需动力，动力传输系统简单、动力传输稳定，焊接效果较好，使用寿命长。

本实用新型的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，在进行焊接前，应根据焊接工艺及被焊材料类型来设置转速、下扎深度等工艺参数，并使搅拌针23及搅拌套22的端面位于同一平面。该回填式搅拌摩擦点焊装置可实现两种点焊作业模式：搅拌套模式及搅拌针模式。

其中，采用搅拌套模式时的工作过程是：启动点焊设备，在第一动力源的作用下，主轴3内部的芯轴带动搅拌针轴4和搅拌套轴5转动，从而带动搅拌针23及搅拌套22共同转动；达到设定转速后，主轴3带动箱体1下降以朝向被焊工件移动，使搅拌针23及搅拌套22同时接触被焊工件表面，通过摩擦生热，将被焊工件表面加热至塑形状态；在两个驱动组件6的驱动下，搅拌套轴5沿轴向移动使搅拌套22下扎，同时，搅拌针轴4沿轴向移动使搅拌针23回抽；达到设定时间后，在两个驱动组件6的反向驱动下，搅拌套轴5沿轴向移动使搅拌套22回抽，同时，搅拌针轴4沿轴向移动使搅拌针23下扎，直至搅拌套22及搅拌针23回到端面共面的初始位置；芯轴停止转动、主轴3带动箱体1上升移动回位，焊接完成。

其中，采用搅拌针模式时的工作过程是：启动点焊设备，在第一动力源的作用下，主轴3内部的芯轴带动搅拌针轴4和搅拌套轴5转动，从而带动搅拌针23及搅拌套22共同转动；达到设定转速后，主轴3带动箱体1下降以朝向被焊工件移动，使搅拌针23及搅拌套22同时接触被焊工件表面，通过摩擦生热，将被焊工件表面加热至塑形状态；在两个驱动组件6的驱动下，搅拌针轴4沿轴向移动使搅拌针23下扎，同时，搅拌套轴5沿轴向移动使搅拌套22回抽；达到设定时间后，在两个驱动组件6的反向驱动下，搅拌针轴4沿轴向移动使搅拌针23回抽，同时，搅拌套轴5沿轴向移动使搅拌套22下扎，直至搅拌套22及搅拌针23回到端面共面的初始位置；芯轴停止转动、主轴3带动箱体1上升移动回位，焊接完成。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，包括中空的箱体(1)、焊具(2)、主轴(3)、搅拌针轴(4)、搅拌套轴(5)及两个驱动组件(6)；

所述焊具(2)连接于所述箱体(1)的一外侧面，并包括中空的压紧套(21)，所述压紧套(21)内设置有可自由转动且可轴向移动伸出的搅拌套(22)，所述搅拌套(22)内同轴连接有可轴向移动伸出的搅拌针(23)；

所述主轴(3)可拆卸地转动连接在所述箱体(1)的远离所述焊具(2)的一外侧面，内部转动连接有芯轴，并连接有驱动所述芯轴转动的第一动力源；

所述搅拌针轴(4)的两端活动伸出所述箱体(1)，一端同轴且可轴向移动地连接所述芯轴，另一端同轴连接所述搅拌针(23)；

所述搅拌套轴(5)可轴向移动地套接在所述搅拌针轴(4)外侧，一端活动伸出所述箱体(1)并同轴连接所述搅拌套(22)；

两个所述驱动组件(6)分别驱动所述搅拌针轴(4)及所述搅拌套轴(5)沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，所述驱动组件(6)包括与所述搅拌针轴(4)平行的丝杆(61)、与所述丝杆(61)螺纹配合的丝杆螺母(62)、轴承架(63)及第二动力源(64)；

所述丝杆(61)可转动地连接于所述箱体(1)内，且一端伸出所述箱体(1)并连接所述第二动力源(64)；

所述轴承架(63)与所述丝杆螺母(62)连接，所述搅拌针轴(4)或所述搅拌套轴(5)通过轴承(7)与所述轴承架(63)转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，所述搅拌针轴(4)的外侧及所述搅拌套轴(5)的外侧均同轴凸设有定位凸台(41)，并均同轴套接有锁紧螺母(42)，所述轴承(7)安装于所述定位凸台(41)及所述锁紧螺母(42)之间。

4.根据权利要求2所述的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，两个所述丝杆(61)的中心轴线相对于所述搅拌针轴(4)的中心轴线对称设置。

5.根据权利要求2所述的一种回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，所述第二动力源(64)为伺服电机。