一種回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接技術(shù)領(lǐng)域，詳細(xì)講是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定性高，焊接精度高、效果好，使用壽命長(zhǎng)的回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保的日益重視，輕量化成為了汽車(chē)、動(dòng)車(chē)等現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)以及航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展方向。這使得輕質(zhì)高強(qiáng)材料如鋁合金、鎂合金等的應(yīng)用得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，但同時(shí)也對(duì)這些材料的連接技術(shù)提出了更高的要求。鋁合金以其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，被大量廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是汽車(chē)、航空業(yè)。目前，鋁合金主要的連接方式為電阻點(diǎn)焊和鉚接，但它們存在許多局限性和缺陷，制約了鋁合金在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]攪拌摩擦點(diǎn)焊(Frict1n Stir Spot Welding，簡(jiǎn)稱(chēng)FSSW)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是在攪拌摩擦焊(Frict1n Stir Welding,簡(jiǎn)稱(chēng)FSW)技術(shù)的基礎(chǔ)上研究開(kāi)發(fā)的一種新型的固相焊接技術(shù)。采用FSSW技術(shù)可以形成類(lèi)似電阻點(diǎn)焊和鉚接的搭接接頭，并且具有接頭質(zhì)量高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，變形小以及高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，有效的彌補(bǔ)了電阻點(diǎn)焊和鉚接的缺陷?；靥钍綌嚢枘Σ咙c(diǎn)焊的出現(xiàn)又成功的解決了傳統(tǒng)攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接完成后在焊點(diǎn)中心留有匙孔的問(wèn)題，可以一次獲得無(wú)匙孔、力學(xué)性能更佳的搭接接頭，生產(chǎn)效率高而且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?，F(xiàn)有的回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置存在動(dòng)力傳輸系統(tǒng)復(fù)雜、穩(wěn)定性差，攪拌針、袖套易發(fā)生形變，點(diǎn)焊效果差、使用壽命短，裝置整體體積大等缺點(diǎn)。
[0004]國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2013年11月公開(kāi)了一項(xiàng)名稱(chēng)為:一種回填式攪拌摩擦焊接方法及其裝置、申請(qǐng)?zhí)?201310347507.X的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，雖然該裝置實(shí)現(xiàn)了回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊的功能，但其仍存在如下缺陷:一、攪拌針通過(guò)花鍵副帶動(dòng)袖套旋轉(zhuǎn)，是內(nèi)層帶動(dòng)外層旋轉(zhuǎn)，扭矩大，動(dòng)力要求高、能效低;二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積大，易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、彈性變形、反向間隙、運(yùn)動(dòng)滯后、摩擦、振動(dòng)、噪聲及磨損等問(wèn)題，整體穩(wěn)定性差;三、工作時(shí)，攪拌針和袖套上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力施力點(diǎn)與阻力受力點(diǎn)不同軸，存在側(cè)向載荷，攪拌針和袖套產(chǎn)生形變，焊接精度低、效果差，攪拌針和袖套及外套間由于形變而易磨損，使用壽命短。四、雙動(dòng)力源雙絲杠分別驅(qū)動(dòng)攪拌針和袖套上下運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、浪費(fèi)空間，絲杠過(guò)長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)、穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定性高，焊接精度高、效果好，使用壽命長(zhǎng)的回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置。
[0006]本發(fā)明解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，包括外殼體及由攪拌針、管狀袖套、夾套組成的攪拌頭，夾套固定在外殼體下端部，袖套可自由轉(zhuǎn)動(dòng)及上下滑動(dòng)的套設(shè)于夾套內(nèi)，攪拌針可上下滑動(dòng)的套設(shè)于袖套內(nèi)，其特征在于外殼體內(nèi)設(shè)有中空軸電機(jī)，中空軸電機(jī)的中空主軸內(nèi)設(shè)有中空的袖套軸，袖套軸內(nèi)設(shè)有攪拌針軸，袖套軸和攪拌針軸為花鍵軸，中空主軸上設(shè)有與袖套軸相配合的袖套花鍵套，袖套軸上設(shè)有與攪拌針軸相配合的攪拌針花鍵套，袖套軸下端與袖套相連，攪拌針軸下端與攪拌針相連;外殼體內(nèi)的袖套軸上方設(shè)有第一滾珠絲杠，第一滾珠絲杠的螺桿為中空螺桿，攪拌針軸可上下滑動(dòng)的穿設(shè)于第一滾珠絲杠的螺桿內(nèi)，第一滾珠絲杠的螺桿下端設(shè)有第一軸承架，袖套軸上端部經(jīng)軸承安裝在第一軸承架上;夕卜殼體內(nèi)的攪拌針軸上方設(shè)有第二滾珠絲杠，第二滾珠絲杠的螺桿下端設(shè)有第二軸承架，攪拌針軸上端部經(jīng)軸承安裝在第二軸承架上;設(shè)有第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源，第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源分別與第一滾珠絲杠和第二滾珠絲杠的螺母相連。
[0008]本發(fā)明中所述的中空軸電機(jī)的中空主軸、袖套軸、攪拌針軸、第一滾珠絲杠的螺桿和第二滾珠絲杠的螺桿同軸。
[0009]本發(fā)明中所述的第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源均為伺服電機(jī)，兩臺(tái)伺服電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)裝置分別與第一滾珠絲杠和第二滾珠絲杠的螺母相連。
[0010]第一伺服電機(jī)經(jīng)行星減速器、小帶輪、同步帶與固定在第一滾珠絲杠螺母上的大帶輪相連，用于驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)；同理，第二伺服電機(jī)經(jīng)另一套行星減速器、小帶輪、同步帶與固定在第二滾珠絲杠螺母上的大帶輪相連，用于驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明中所述的外殼體由至少兩部分組合而成。便于本發(fā)明的裝卸及維修。
[0012]本發(fā)明中所述的中空軸電機(jī)為中空軸伺服電機(jī)，中空軸伺服電機(jī)及第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源的控制端分別與控制器相連?？刂破饔糜诳刂破涔ぷ鳡顟B(tài)。
[0013]本發(fā)明在工作時(shí)，將中空軸電機(jī)、第一動(dòng)力源、第二動(dòng)力源和控制器的電源線與電源連通，使用加壓裝置驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的點(diǎn)焊裝置，使夾套壓緊在待焊工件上，第一動(dòng)力源、第二動(dòng)力源工作、帶動(dòng)袖套和攪拌針緊貼工件上表面，中空軸電機(jī)工作、帶動(dòng)袖套和攪拌針旋轉(zhuǎn)，與工件摩擦生熱，使工件材料塑化；當(dāng)工件材料達(dá)到足夠的塑性狀態(tài)時(shí)，通過(guò)控制第一動(dòng)力源和第二動(dòng)力源使袖套下壓，攪拌針上升或者袖套上升，攪拌針下壓。上升是為了給塑性材料提供空間，下壓是為了對(duì)塑性材料進(jìn)行攪拌，促進(jìn)其融合。當(dāng)攪拌針或袖套下壓達(dá)到焊接厚度要求時(shí)，攪拌針和袖套反向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)材料融合，同時(shí)起到回填作用。當(dāng)攪拌針和袖套反向運(yùn)動(dòng)到焊接前的平面時(shí)，加壓裝置帶動(dòng)本發(fā)明的點(diǎn)焊裝置上升，夾套離開(kāi)工件，焊接完成。本發(fā)明具有動(dòng)力傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單、動(dòng)力傳輸穩(wěn)定，攪拌針和袖套不會(huì)因受徑向力而發(fā)生形變，有效減輕了摩擦、振動(dòng)、噪聲及磨損等問(wèn)題，整體穩(wěn)定性高，焊接效果佳、使用壽命長(zhǎng)，裝置整體體積小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示的回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊裝置，包括外殼體16及由攪拌針13、管狀袖套
11、夾套12組成的攪拌頭，夾套12固定在外殼體16下端部，用于壓緊待焊工件，袖套11可自由轉(zhuǎn)動(dòng)及上下滑動(dòng)的套設(shè)于夾套12內(nèi)，攪拌針13可上下滑動(dòng)的套設(shè)于袖套11內(nèi)，袖套11與攪拌針13的接觸面及袖套與夾套的接觸面均為鏡面，外殼體內(nèi)設(shè)有中空軸電機(jī)10，中空軸電機(jī)10的中空主軸9內(nèi)設(shè)有中空的袖套軸8，袖套軸8內(nèi)設(shè)有攪拌針軸I，袖套軸8和攪拌針軸I均為花鍵軸，中空主軸9上設(shè)有與袖套軸8相配合的袖套花鍵套15，袖套軸8上設(shè)有與攪拌針軸I相配合的攪拌針花鍵套14，中空主軸9經(jīng)袖套花鍵套15傳動(dòng)、帶動(dòng)袖套軸8轉(zhuǎn)動(dòng);袖套軸8經(jīng)攪拌針花鍵套14傳動(dòng)、帶動(dòng)攪拌針軸I轉(zhuǎn)動(dòng);袖套軸可在中空主軸內(nèi)上下滑動(dòng)，攪拌針軸可在袖套軸內(nèi)上下