一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴，外接三相电源通过电机定子和电机转子驱动电机轴，通过联轴器连轴销带动转轴转动，同时通过连轴销带动回抽轴转动，通过转轴与回抽轴形成的上下两个气腔压力差，使回抽轴上下滑移首先搅拌针的回抽，消除搅拌摩擦焊遗留的匙孔，同时，利用轴套外围齿条键槽结构，使主轴上下滑移控制搅拌针插入深度，搅拌头采用螺纹配合及时更换。该复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴结构合理，转速可控，中空气冷散热好，气压控制搅拌针回抽，主轴可提升，消除匙孔，设备简化，占用空间少，成本低。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴，外接三相电源通过电机定子和电机转子驱动电机轴，通过联轴器连轴销带动转轴转动，同时通过连轴销带动回抽轴转动，通过转轴与回抽轴形成的上下两个气腔压力差，使回抽轴上下滑移首先搅拌针的回抽，消除搅拌摩擦焊遗留的匙孔，同时，利用轴套外围齿条键槽结构，使主轴上下滑移控制搅拌针插入深度，搅拌头采用螺纹配合及时更换。该复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴结构合理，转速可控，中空气冷散热好，气压控制搅拌针回抽，主轴可提升，消除匙孔，设备简化，占用空间少，成本低。【专利说明】
本技术属于搅拌摩擦焊设备领域，特别涉及一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主 轴。 一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴
技术介绍
搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接技术，简称FSW。其具有工艺简单、无需焊前清 理、能保持原合金的冶金性能以及易于实现机械化与自动化等优点。目前搅拌摩擦焊技术 正在广泛应用于航天航空，交通运输等铝合金构件的连接制造。在铝合金搅拌摩擦焊接设 备中，主轴的研制开发应用刚刚开始，存在结构复杂、转速可控性差、主轴振动大和压力不 易控制，造成铝合金构件焊接质量差，在焊接结束时，终端存在匙孔，难以消除，并不易实现 点焊，主轴密封差，长时间搅拌摩擦焊接，电机散热条件差，搅拌头长时间使用摩擦损坏不 能及时更换，造成焊接质量不稳定，焊接设备复杂，主轴成本高，占用空间大。
技术实现思路
本技术针对现有铝合金搅拌摩擦焊技术存在的不足和缺陷，提供一种复合式 铝合金搅拌摩擦焊主轴。 本技术所采用的技术方案：一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴，包括搅拌针、 锁紧搅拌头、前端盖、轴套、转轴、回抽轴、电机外壳、电机轴、电机定子、电机转子、后盖、联 轴器、上下传动环、连轴销，所述电机轴通过前后轴承套装于电机外壳内，由电机螺母和压 紧螺母固定，该电机轴与电机外壳之间设置有电机定子和电机转子，所述电机外壳外围设 置有散热筋结构，所述轴套外围靠近电机外壳一端设置有齿条结构和长方形开口结构，该 轴套旋转90度设置有键槽结构，该轴套下端径向外围设置安装有直线轴承，在轴套和前端 盖之间还设置安装用于密封轴承的密封环和密封盖，所述电机轴为中空结构，该电机轴内 部设置有轴向冷却气孔和压力气孔，电机轴下端内部设置安装有导气管，该导气管中部设 置有轴向冷却气孔和压力气孔，电机轴上端设置安装有旋转接头，该旋转接头内部设置有 冷却气孔和压力气孔外接高压冷却气体和高压气体，所述转轴通过前、后轴承组套装于轴 套内，由前螺母和后螺母锁紧固定，该转轴为中空结构，转轴内部设置有台阶气腔机构，下 端内表面匹配安装有套轴，该套轴下端径向外围设置有螺纹段安装有锁紧搅拌头，该锁紧 搅拌头径向外围设置有均布键槽结构，所述套轴中部设置有冷却机构，套轴中部径向设置 有台阶结构匹配安装有前端盖，所述回抽轴为中空结构，该回抽轴内部设置有轴向冷却孔 和压力气孔，回抽轴上端设置有径向通孔安装有连轴销，该连轴销中部径向设置有冷却气 孔和压力气孔，该回抽轴下端内部设置有螺纹段安装有搅拌针，该回抽轴下部设置有径向 台阶结构，该径向台阶外围设置有2处凹槽结构匹配安装有密封圈，所述搅拌针上端外径 部位设置有螺纹段与套轴下端中部螺纹段匹配安装。 所述冷却气路机构包括旋转接头、电机轴、导气管、连轴销、回抽轴、套轴、锁紧搅 拌头形成，所述电机轴中部轴向冷却气孔上端与旋转接头冷却气孔连接，下端与导气管内 设置的冷却气孔连通，所述回抽轴内部轴向冷却气孔上端与导气管内冷却气孔连通，该回 抽轴下端匹配设置安装有套轴，该回抽轴轴向冷却气孔下端与套轴径向气孔连通，一路与 套轴轴向气孔连通，所述锁紧搅拌头设置有均布轴向气孔与回抽轴轴向冷却气孔相通，到 达锁紧搅拌头端面，最终形成从上端到下端依次连通旋转接头、电机轴、导气管、连轴销、回 抽轴、套轴、锁紧搅拌头的冷却气路。 所述气腔机构包括回抽轴、上传动环、下传动环、转轴形成，所述回抽轴下部的台 阶上下端与上下两个传动环之间形成上下两个密闭气腔，回抽轴下部靠近两个气腔部位设 置有径向气孔连通，该回抽轴内部设置有两个轴向的压力气孔与径向气孔连通，依次通过 连轴销、导气管、电机轴和旋转接头的压力气孔，最终外接高压气体。 本技术的有益效果是：1.电机驱动，转速可控；2.电机后置，散热好；3.搅拌 头搅拌针损坏后，能及时更换；4.气压控制回抽，可消除匙孔；5.焊接压力可控；6.中空气 冷却，降低焊接搅拌头温升；7.气体密封，防尘效果好；8.结构简单，主轴可提升，搅拌针插 入深度可控，整体设备简化，占用空间少，成本低。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴的剖面结构示意图； 图2是图1的左视图。 图中标号1为搅拌针,2为锁紧搅拌头,3为前端盖,4为密封环,5为前轴承组,6为 直线轴承，7为轴套,8为转轴,9为后轴承组,10为后螺母,11为连轴销，12为联轴器,13为 电机前轴承，14为电机外壳,15为电机轴，16为电机定子，17为后盖,18为压紧螺母,19为 旋转接头，20为电机后轴承,21为电机转子,22为电机螺母,23为导气管,24为上传动环,25 为回抽轴，26为前螺母,27为下传动环,28为密封盖,29为套轴。 【具体实施方式】 下面结合图1和图2并通过具体的实施方式对本技术的复合式铝合金搅拌摩 擦焊主轴做更加详说明。 图1、2所示，本技术的一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴，包括搅拌针1、锁 紧搅拌头2、前端盖3、轴套7、转轴8、回抽轴25、电机外壳14、电机轴15、电机定子16、电机 转子21，后盖17,联轴器12,上下传动环24和27、连轴销11，所述电机轴12通过前后电机 轴承13、20套装于电机外壳14内，由电机螺母22和压紧螺母18锁紧固定，该电机轴与电 机外壳之间设置有电机定子16和电机转子21，所述电机外壳14外围设置有散热筋结构， 所述轴套7外围靠近电机外壳一端设置有齿条结构和长方形开口结构，该轴套旋转90度设 置有键槽结构，该轴套下端径向外围设置安装有直线轴承6,在轴套和前端盖之间还设置安 装用于密封轴承的密封环4和密封盖28,所述电机轴15为中空结构，该电机轴内部设置有 轴向冷却气孔和压力气孔，电机轴下端内部设置安装有导气管23,该导气管中部设置有轴 向冷却气孔和压力气孔，电机轴上端设置安装有旋转接头19,该旋转接头内部设置有冷却 气孔和压力气孔外接高压冷却气体和高压气体，所述转轴8通过前、后轴承组5、9套装于轴 套7内，由前螺母26和后螺母10锁紧固定，该转轴8为中空结构，转轴内部设置有台阶气 腔机构，下端内表面匹配安装有套轴29,该套轴下端径向外围设置有螺纹段安装有锁紧搅 拌头2,该锁紧搅拌头径向外围设置有均布键槽结构，所述套轴29中部设置有冷却机构，套 轴中部径向设置有台阶结构匹配安装有前端盖3,所述回抽轴25为中空结构，该回抽轴内 部设置有轴向冷却气孔和压力气孔，回抽轴上端设置有径向通孔安装有连轴销11，该连轴 销中部径向设置有冷却气孔和压力气孔，该回抽轴下端内部设置有螺纹段安装有搅拌针1， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式铝合金搅拌摩擦焊主轴，包括搅拌针、锁紧搅拌头、前端盖、轴套、转轴、回抽轴、电机外壳、电机轴、电机定子、电机转子、后盖、联轴器、上下传动环、连轴销，所述电机轴通过前后轴承套装于电机外壳内，由电机螺母和压紧螺母固定，该电机轴与电机外壳之间设置有电机定子和电机转子，所述电机外壳外围设置有散热筋结构，所述轴套外围靠近电机外壳一端设置有齿条结构和长方形开口结构，该轴套旋转90度设置有键槽结构，该轴套下端径向外围设置安装有直线轴承，在轴套和前端盖之间还设置安装用于密封轴承的密封环和密封盖，所述电机轴为中空结构，该电机轴内部设置有轴向冷却气孔和压力气孔，电机轴下端内部设置安装有导气管，该导气管中部设置有轴向冷却气孔和压力气孔，电机轴上端设置安装有旋转接头，该旋转接头内部设置有冷却气孔和压力气孔外接高压冷却气体和高压气体，所述转轴通过前、后轴承组套装于轴套内，由前螺母和后螺母锁紧固定，该转轴为中空结构，转轴内部设置有台阶气腔机构，下端内表面匹配安装有套轴，该套轴下端径向外围设置有螺纹段安装有锁紧搅拌头，该锁紧搅拌头径向外围设置有均布键槽结构，所述套轴中部设置有冷却机构，套轴中部径向设置有台阶结构匹配安装有前端盖，所述回抽轴为中空结构，该回抽轴内部设置有轴向冷却孔和压力气孔，回抽轴上端设置有径向通孔安装有连轴销，该连轴销中部径向设置有冷却气孔和压力气孔，该回抽轴下端内部设置有螺纹段安装有搅拌针，该回抽轴下部设置有径向台阶结构，该径向台阶外围设置有2处凹槽结构匹配安装有密封圈，所述搅拌针上端外径部位设置有螺纹段与套轴下端中部螺纹段匹配安装。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚东，梁兴，张一寒，王涛，来彦玲，苏华，智鹏鵬，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41