一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，包括轉(zhuǎn)子軸、前蓋、隔圈、前軸承座、殼體、轉(zhuǎn)子部件、定子部件、后軸承座、軸承套、后蓋，轉(zhuǎn)子部件設(shè)置固定在轉(zhuǎn)子軸中部，定子部件設(shè)置固定在殼體內(nèi)中部，前軸承座和后軸承座固定套裝在殼體前端和后端，在前軸承座前端設(shè)置安裝有定心圈和前蓋，在后軸承座后端設(shè)置安裝有后蓋。通過外接液壓站提供壓力油，由殼體的進(jìn)油孔油道，經(jīng)前后軸承座油道到達(dá)轉(zhuǎn)子軸的徑向表面，使轉(zhuǎn)子軸懸浮，在轉(zhuǎn)子軸和前后軸承座之間形成環(huán)裝油膜，通過外接變頻器，驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子軸在無(wú)金屬接觸的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過拉刀機(jī)構(gòu)帶動(dòng)前端的中空冷卻刀柄和攪拌頭旋轉(zhuǎn)，通過外力作用下插入兩塊被焊接進(jìn)行攪拌摩擦焊接。
【專利說明】一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于攪拌摩擦焊設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸。

【背景技術(shù)】
[0002]在攪拌摩擦焊的英文是Frict1n Stir Welding縮寫為FSW，于1991年由英國(guó)焊接研宄所(TWI)發(fā)明的。它是利用間接摩擦熱實(shí)現(xiàn)板材的連接。這種方法打破了原來摩擦焊只限于圓形斷面材料焊接的概念，是上個(gè)世紀(jì)末本世紀(jì)初最新的鋁及其合金的焊接技術(shù)。作為設(shè)備的主要功能部件主軸，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高，采用滾動(dòng)軸承，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)存在滾動(dòng)摩擦，摩擦焊接時(shí)間長(zhǎng)溫升高，攪拌頭和軸承容易損壞，主軸整體的可靠性不高，維修復(fù)雜，成本高，不易維修。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的針對(duì)現(xiàn)有攪拌摩擦焊技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，可靠性高的攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種攪拌摩擦動(dòng)靜壓電主軸，包括攪拌頭、轉(zhuǎn)子軸、前蓋、隔圈、前軸承座、殼體、轉(zhuǎn)子部件、定子部件、后軸承座、軸承套、后蓋、擋油環(huán)，轉(zhuǎn)子部件設(shè)置固定在轉(zhuǎn)子軸中部，該轉(zhuǎn)子軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置安裝有拉刀機(jī)構(gòu)和中空氣冷卻機(jī)構(gòu)，定子部件設(shè)置固定在殼體內(nèi)中部，前軸承座和后軸承座固定套裝在殼體前端和后端，在前軸承座前端設(shè)置安裝有定心圈和前蓋，在后軸承座后端設(shè)置安裝有后蓋。
[0005]所述轉(zhuǎn)子軸后端設(shè)置安裝有軸承套，該軸承套與后軸承座內(nèi)孔匹配，該軸承套的外徑與轉(zhuǎn)子軸的前段外徑尺寸一致。
[0006]所述殼體設(shè)置有進(jìn)油通道，該殼體中部外徑設(shè)置有進(jìn)油孔和出油孔，并與殼體軸向油道連通，該軸向油道與殼體兩端的通往內(nèi)腔的油道連通，并與前后軸承座的油道對(duì)接，通到轉(zhuǎn)子軸的徑向表面，同時(shí)前軸承座設(shè)置有油道有隔圈和前蓋的油道連通。
[0007]所述拉刀機(jī)構(gòu)，包括中空拉桿、碟簧、墊圈、連接套、中空冷卻刀柄形成，所述中空拉桿前端設(shè)置有螺紋段與連接套匹配安裝，所述墊圈安裝在轉(zhuǎn)子軸內(nèi)部型腔臺(tái)階處，在墊圈與中空拉桿之間設(shè)置安裝有碟簧，最終形成在碟簧力作用下，中空拉桿通過連接套拉緊中空刀柄的拉刀機(jī)構(gòu)。
[0008]所述中空氣冷機(jī)卻構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)接頭、中空拉桿、連接套、中空冷卻刀柄、ER夾芯、ER夾帽，所述中空拉桿后端內(nèi)部設(shè)置螺紋段匹配安裝有旋轉(zhuǎn)接頭，最終形成依次連通旋轉(zhuǎn)接頭、中空拉桿、連接套、中空冷卻刀柄、ER夾芯的中空氣冷卻。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:1.零部件少，誤差積累少，主軸精度高；2.減少轉(zhuǎn)動(dòng)磨擦，提高電主軸的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命；3.主軸中空冷卻，溫升低；4攪拌頭更換簡(jiǎn)單；5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸的油路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中標(biāo)號(hào)1攪拌頭，2為ER夾帽，3為ER夾芯，4為中空冷卻刀柄，5為轉(zhuǎn)子軸，6為前蓋，7為隔圈，8為前軸承座，9為殼體，10為轉(zhuǎn)子部件，11為定子部件，12為軸承套，13為后軸承座，14為擋油環(huán)，15為后蓋，16為旋轉(zhuǎn)接頭，17為拉桿，18為碟簧，19為墊圈，20為連接套。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合圖1和圖2并通過具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸做更加詳細(xì)說明。
[0014]圖1、2所示，本實(shí)用新型一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，包括攪拌頭1、轉(zhuǎn)子軸5、前蓋6、隔圈7、前軸承座8、殼體11、轉(zhuǎn)子部件9、定子部件10、后軸承座13、軸承套12、后蓋15、擋油環(huán)14，所述轉(zhuǎn)子部件9設(shè)置固定在轉(zhuǎn)子軸5中部，定子部件10設(shè)置固定在殼體11內(nèi)中部，前軸承座8和后軸承座13固定套裝在殼體11前端和后端，在前軸承座8前端設(shè)置安裝有定心圈7和前蓋6，在后軸承座13后端設(shè)置安裝有后蓋15，在后軸承座13和后蓋15之間設(shè)置安裝有起密封擋油作用的擋油環(huán)14。
[0015]所述轉(zhuǎn)子軸5的后端設(shè)置安裝有軸承套12，該軸承套與后軸承座13匹配，該軸承套的外徑與轉(zhuǎn)子軸5的前段外徑尺寸一致，前軸承座8和后軸承座12油膜承載面積一致，前后軸承座承載壓力一致。
[0016]所述殼體5設(shè)置有進(jìn)油通道，該殼體中部外徑設(shè)置有進(jìn)油孔，并與該殼體軸向油道連通，該軸向油道與殼體兩端的通往內(nèi)腔的油道連通，并與前軸承座4和后軸承座8的油道對(duì)接，通到轉(zhuǎn)子軸5的徑向表面，同時(shí)前軸承座8設(shè)置有油道有隔圈7和前蓋6的油道連通。
[0017]所述拉刀機(jī)構(gòu)，包括中空拉桿17、碟簧18、墊圈19、連接套20、中空冷卻刀柄4形成，所述中空拉桿17前端設(shè)置有螺紋段與連接套20匹配安裝，所述墊圈19安裝在轉(zhuǎn)子軸5內(nèi)部型腔臺(tái)階處，在墊圈19與中空拉桿17之間設(shè)置安裝有碟簧18，最終形成在碟簧力作用下，中空拉桿17通過連接套20拉緊中空刀柄4的拉刀機(jī)構(gòu)。
[0018]所述中空氣冷機(jī)卻構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)接頭16、中空拉桿17、連接套20、中空冷卻刀柄4、ER夾芯3，所述中空拉桿17后端內(nèi)部設(shè)置螺紋段匹配安裝有旋轉(zhuǎn)接頭16，最終形成依次連通旋轉(zhuǎn)接頭16、中空拉桿17、連接套19、中空冷卻刀柄4、ER夾芯3的中空氣冷卻。
[0019]本實(shí)用新型的使用過程或工作狀態(tài)，首先，由外部液壓站提供的壓力油經(jīng)殼體11的進(jìn)油孔，由該殼體的油道通過前軸承座8和后軸承座13油道到達(dá)轉(zhuǎn)子軸5的徑向表面，使轉(zhuǎn)子軸5懸浮，在轉(zhuǎn)子軸5和軸承座8、后軸承座12之間形成環(huán)裝油膜，前軸承座8和后軸承座12油膜承載面積一致，前后軸承承載壓力一致，同時(shí)，壓力油由前軸承座8的油道，經(jīng)過隔圈7油道和前蓋6油道到達(dá)轉(zhuǎn)子軸5前端徑向表面和兩個(gè)臺(tái)階端面，通過隔圈7調(diào)整前蓋6與轉(zhuǎn)子軸5臺(tái)階端面的間隙。通過外接變頻器，驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子軸5在無(wú)金屬接觸的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過拉刀機(jī)構(gòu)帶動(dòng)前端的中空冷卻刀柄4轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步帶動(dòng)攪拌頭1旋轉(zhuǎn)，通過外力作用下插入兩塊被焊接鋁合金工件對(duì)接處，攪拌頭1與被焊接鋁合金工件快速摩擦產(chǎn)生摩擦熱，使接觸點(diǎn)鋁合金材料的溫度升高，強(qiáng)度下降，然后攪拌頭1沿著被焊鋁合金工件的待焊界面向前移動(dòng)，通過攪拌頭1對(duì)鋁合金材料的攪拌、摩擦，使待焊鋁合金材料加熱至熱塑性狀態(tài)，在攪拌頭1高速旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下，處于塑性狀態(tài)的鋁合金材料環(huán)繞攪拌頭1由前向后轉(zhuǎn)移，同時(shí)結(jié)合攪拌頭對(duì)焊縫金屬的擠壓作用，在熱-機(jī)聯(lián)合作用下材料擴(kuò)散連接形成致密的金屬間固相連接。高壓冷卻氣體通過中空冷卻機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)接頭16到達(dá)前端ER夾芯3，通過ER夾芯的縫隙噴射出，對(duì)攪拌頭1進(jìn)行冷卻，同時(shí)高壓冷卻氣體的流動(dòng)降低主軸內(nèi)部的溫升。
[0020]在攪拌頭1損壞后，旋動(dòng)ER夾帽，及時(shí)更換攪拌頭1。
【權(quán)利要求】
1.一種攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，包括攪拌頭、轉(zhuǎn)子軸前蓋、隔圈、前軸承座、殼體、轉(zhuǎn)子部件、定子部件、后軸承座、軸承套、后蓋、擋油環(huán)，轉(zhuǎn)子部件設(shè)置固定在轉(zhuǎn)子軸中部，該轉(zhuǎn)子軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置安裝有拉刀機(jī)構(gòu)和中空氣冷卻機(jī)構(gòu)，定子部件設(shè)置固定在殼體內(nèi)中部，前軸承座和后軸承座固定套裝在殼體前端和后端，在前軸承座前端設(shè)置安裝有定心圈和前蓋，在后軸承座后端設(shè)置安裝有后蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，其特征是:所述轉(zhuǎn)子軸后端設(shè)置安裝有軸承套，該軸承套與后軸承座內(nèi)孔匹配，該軸承套的外徑與轉(zhuǎn)子軸的前段外徑尺寸一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，其特征是:所述殼體設(shè)置有進(jìn)油通道，該殼體中部外徑設(shè)置有進(jìn)油孔和出油孔，并與殼體軸向油道連通，該軸向油道與殼體兩端的通往內(nèi)腔的油道連通，并與前后軸承座的油道對(duì)接，通到轉(zhuǎn)子軸的徑向表面，同時(shí)前軸承座設(shè)置有油道有隔圈和前蓋的油道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊動(dòng)靜壓電主軸，其特征是:所述中空氣冷機(jī)卻構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)接頭、中空拉桿、連接套、中空冷卻刀柄、ER夾芯，所述中空拉桿后端內(nèi)部設(shè)置螺紋段匹配安裝有旋轉(zhuǎn)接頭，最終形成依次連通旋轉(zhuǎn)接頭、中空拉桿、連接套、中空冷卻刀柄、ER夾芯的中空氣冷卻。
【文檔編號(hào)】B23K20/12GK204234967SQ201420594097
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】趙亞東, 梁興, 張一寒, 王倩 申請(qǐng)人:安陽(yáng)工學(xué)院