自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统技术方案

本发明专利技术公开一种自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，包括主轴外壳，主轴外壳内转动连接有空心旋转轴，空心旋转轴传动连接有控制部，空心旋转轴内沿其轴线滑动连接有锁紧弹出组件，锁紧弹出组件内卡接有圆棒母材原料的一端，圆棒母材原料另一端穿过空心旋转轴底部位于主轴外壳外侧，主轴外壳底部固定安装有加热组件，圆棒母材原料贯穿加热组件设置，主轴外壳顶部安装有施压部，施压部底端位于空心旋转轴内且与锁紧弹出组件转动连接；本发明专利技术结构合理，操作便捷，增材换料过程方便快捷，且作业过程中摩擦增材效率高。且作业过程中摩擦增材效率高。且作业过程中摩擦增材效率高。

【技术实现步骤摘要】
自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统


[0001]本专利技术涉及摩擦增材制造
，特别是涉及自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统。

技术介绍

[0002]目前摩擦增材技术由于其突出的优势，备受世界上各国政府、各科研机构、大中型企业的广泛关注，国内从事相关领域的研究机构在摩擦增材装备和摩擦增材工艺过程中都有相当大的投入。作为摩擦增材的设备，普遍使用较大的龙门机床作为摩擦增材设备的基础设备，利用龙门机床的主轴使增材母材旋转的同时对母材提供顶锻力，为了实现摩擦增材制造过程通常会对龙门设备进行改装，这样会破坏原有的设备结构，使原有设备丧失个别功能，而且改装有缩短设备寿命的风险。同时在增材过程中其换料过程过于繁琐、复杂，需要人为拆卸主轴拿出剩余余料，费工费时。而且在摩擦增材初始阶段需要圆棒母材原料与基板之间要旋转摩擦一段时间后才能达到圆棒母材原料塑性化的要求，圆棒母材原料塑性化后才能开始增材，这种方式不利于初始阶段的增材成型且初始阶段摩擦增材效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，包括主轴外壳，所述主轴外壳内转动连接有空心旋转轴，所述空心旋转轴传动连接有控制部，所述空心旋转轴内沿其轴线滑动连接有锁紧弹出组件，所述锁紧弹出组件内卡接有圆棒母材原料的一端，所述圆棒母材原料另一端穿过所述空心旋转轴底部位于所述主轴外壳外侧，所述主轴外壳底部固定安装有加热组件，所述圆棒母材原料贯穿所述加热组件设置，所述主轴外壳顶部安装有施压部，所述施压部底端位于所述空心旋转轴内且与所述锁紧弹出组件转动连接。
[0005]优选的，所述锁紧弹出组件包括滑动连接在所述空心旋转轴内的移动法兰，所述圆棒母材原料端部位于所述移动法兰内，所述移动法兰内固定安装有若干三爪固定块，所述三爪固定块沿所述圆棒母材原料周向设置，所述三爪固定块上转动连接有卡接三爪，所述圆棒母材原料通过若干所述卡接三爪卡接在所述移动法兰内，所述移动法兰底部螺纹连接有固定环，所述空心旋转轴底部固定连接有中心齿轮，所述中心齿轮上固定连接有若干弹出柱，所述弹出柱与所述卡接三爪对应设置，所述弹出柱贯穿所述空心旋转轴底部且位于所述空心旋转轴内，所述固定环与所述弹出柱对应开设有与所述弹出柱相适配的通孔。
[0006]优选的，所述卡接三爪包括首爪和尾爪，所述尾爪与所述弹出柱对应设置，所述首爪的水平高度高于所述尾爪的水平高度，所述尾爪一侧固定连接有锁紧爪，所述锁紧爪底端为圆弧形，所述锁紧爪通过摩擦对所述圆棒母材原料进行限位。
[0007]优选的，所述加热组件包括加热壳体，所述加热壳体内转动连接有两个上下布置
的定星齿轮支架，两个所述定星齿轮支架之间固定连接有定星齿轮，所述中心齿轮位于所述加热壳体内，所述中心齿轮与所述定星齿轮顶部相啮合，所述加热壳体底部转动连接有旋转齿轮轴肩，所述定星齿轮位于所述旋转齿轮轴肩一侧且所述定星齿轮底壁与所述旋转齿轮轴肩顶部啮合，所述圆棒母材原料贯穿所述中心齿轮、旋转齿轮轴肩并伸出所述旋转齿轮轴肩，所述圆棒母材原料分别与所述中心齿轮以及旋转齿轮轴肩滑动连接；所述加热壳体内固定连接有加热线圈，所述加热线圈位于所述圆棒母材原料周向且所述加热线圈位于所述旋转齿轮轴肩上方，所述加热壳体外壁上固定连接有线圈接头，所述加热线圈接口处贯穿所述加热壳体内壁且与所述线圈接头相连通。
[0008]优选的，所述施压部包括顶锻杆，所述顶锻杆贯穿所述主轴外壳顶部且与所述移动法兰转动连接，所述顶锻杆与所述主轴外壳顶部滑动配合。
[0009]优选的，所述控制部包括驱动主轴，所述驱动主轴一端与所述主轴外壳内壁通过轴承转动连接，所述驱动主轴另一端贯穿所述主轴外壳且固定连接有万向联轴器，所述万向联轴器固定连接有驱动电机，所述驱动主轴周向固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮位于所述主轴外壳内，所述空心旋转轴周向固定连接有旋转轴齿轮，所述驱动齿轮与所述旋转轴齿轮啮合。
[0010]优选的，所述驱动主轴与所述驱动齿轮之间以及空心旋转轴与旋转轴齿轮之间均固定连接有固定套筒。
[0011]优选的，所述三爪固定块上开设有通槽，所述通槽内固定连接有固定销，所述固定销贯穿所述卡接三爪中部且与所述卡接三爪转动连接。
[0012]优选的，所述卡接三爪在所述通槽内的转动角度为0
‑
100度。
[0013]优选的，所述移动法兰与固定环外侧沿其轴线方向开设有若干限位滑槽，所述空心旋转轴内壁上与所述限位滑槽对应固定连接有若干限位凸筋，所述限位滑槽与所述限位凸筋滑动配合。
[0014]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术利用锁紧弹出组件对圆棒母材原料进行卡接，便于安装，同时能够在圆棒母材原料损耗到需要更换时将剩余余料弹出，具有拆装方便工作效率高的优点；利用驱动部带动空心旋转轴转动，进而通过锁紧弹出组件带动圆棒母材原料进行同步转动，利用施压部带动锁紧弹出组件向下滑动，能够在提供旋转的同时提供顶锻力，同时能够利用加热线圈辅助加热对增材初始阶段进行辅助加热以达到快速增材目的；本专利技术结构合理，操作便捷，增材换料过程方便快捷，且作业过程中摩擦增材效率高。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术增材主轴系统外观示意图；
[0017]图2为本专利技术增材主轴系统剖视图；
[0018]图3为本专利技术锁紧弹出组件示意图；
[0019]图4为本专利技术锁紧弹出组件剖视图；
[0020]图5为本专利技术卡接三爪结构示意图；
[0021]图6为本专利技术加热组件剖视图；
[0022]图7为本专利技术空心旋转轴结构示意图；
[0023]其中：1
‑
主轴外壳，2
‑
空心旋转轴，3
‑
圆棒母材原料，4
‑
移动法兰，5
‑
三爪固定块，6
‑
卡接三爪，7
‑
固定环，8
‑
中心齿轮，9
‑
弹出柱，10
‑
首爪，11
‑
尾爪，12
‑
锁紧爪，13
‑
加热壳体，14
‑
定星齿轮支架，15
‑
定星齿轮，16
‑
旋转齿轮轴肩，17
‑
加热线圈，18
‑
线圈接头，19
‑
顶锻杆，20
‑
驱动主轴，21
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，其特征在于：包括主轴外壳(1)，所述主轴外壳(1)内转动连接有空心旋转轴(2)，所述空心旋转轴(2)传动连接有控制部，所述空心旋转轴(2)内沿其轴线滑动连接有锁紧弹出组件，所述锁紧弹出组件内卡接有圆棒母材原料(3)的一端，所述圆棒母材原料(3)另一端穿过所述空心旋转轴(2)底部位于所述主轴外壳(1)外侧，所述主轴外壳(1)底部固定安装有加热组件，所述圆棒母材原料(3)贯穿所述加热组件设置，所述主轴外壳(1)顶部安装有施压部，所述施压部底端位于所述空心旋转轴(2)内且与所述锁紧弹出组件转动连接。2.根据权利要求1所述的自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，其特征在于：所述锁紧弹出组件包括滑动连接在所述空心旋转轴(2)内的移动法兰(4)，所述圆棒母材原料(3)端部位于所述移动法兰(4)内，所述移动法兰(4)内固定安装有若干三爪固定块(5)，所述三爪固定块(5)沿所述圆棒母材原料(3)周向设置，所述三爪固定块(5)上转动连接有卡接三爪(6)，所述圆棒母材原料(3)通过若干所述卡接三爪(6)卡接在所述移动法兰(4)内，所述移动法兰(4)底部螺纹连接有固定环(7)，所述空心旋转轴(2)底部固定连接有中心齿轮(8)，所述中心齿轮(8)上固定连接有若干弹出柱(9)，所述弹出柱(9)与所述卡接三爪(6)对应设置，所述弹出柱(9)贯穿所述空心旋转轴(2)底部且位于所述空心旋转轴(2)内，所述固定环(7)与所述弹出柱(9)对应开设有与所述弹出柱(9)相适配的通孔。3.根据权利要求2所述的自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，其特征在于：所述卡接三爪(6)包括首爪(10)和尾爪(11)，所述尾爪(11)与所述弹出柱(9)对应设置，所述首爪(10)的水平高度高于所述尾爪(11)的水平高度，所述尾爪(11)一侧固定连接有锁紧爪(12)，所述锁紧爪(12)底端为圆弧形，所述锁紧爪(12)通过摩擦对所述圆棒母材原料(3)进行限位。4.根据权利要求2所述的自动夹紧母材并弹出余料的辅助加热摩擦增材主轴系统，其特征在于：所述加热组件包括加热壳体(13)，所述加热壳体(13)内转动连接有两个上下布置的定星齿轮支架(14)，两个所述定星齿轮支架(14)之间固定连接有定星齿轮(15)，所述中心齿轮(8)位于所述加热壳体(13)内，所述中心齿轮(8)与所述定星齿轮(15)顶部相啮合，所述加热壳体(13)底部转动连接有旋转齿轮轴肩(16)，所述定星齿轮(15)位于所述旋转齿轮轴肩(16)一侧且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，李宁，张亮，王会霞，付凯，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：