本发明专利技术的一种双动环搅拌摩擦点焊装置，包括主轴电机、搅拌针电机、搅拌内套电机、搅拌针滚珠丝杆、搅拌针花键轴、点焊机头外壳、搅拌内套滚珠丝杆、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴、搅拌针、搅拌内套、搅拌外套、搅拌轴肩；搅拌针、搅拌内套、搅拌外套通过搅拌针花键轴、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴传递主轴电机的高速旋转运动；搅拌针电机、搅拌内套电机分别通过搅拌针滚珠丝杆、搅拌内套滚珠丝杆将旋转运动转化为直线运动，驱动搅拌针、搅拌内套轴向运动。采用双动环搅拌摩擦点焊装置，可完成不同直径不同深度点焊接头焊接工艺的实现，通过机床机头主轴Z轴实现搅拌外套轴向运动，减少机床机头电机数量，提高主轴机头的集成度。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种双动环搅拌摩擦点焊装置 _
本专利技术涉及一种搅拌摩擦点焊机床的主轴机头装置，具体涉及一种双动环搅拌摩擦点焊装置，该装置适用于搅拌摩擦点焊焊接机床。
技术介绍
钛合金、镁合金、铝合金等材料具有重量轻、耐腐蚀性强、外观平整度好和易于制造复杂美观曲面外形等优点，受到航天航空、船舶、汽车等众多工业制造的欢迎。随着产品高速化和轻量化发展需求,对各类合金材料性能、接头强度及其安全性要求也越来越高。采用薄壁铝合金挤压型材和熔化自动焊接相结合的制造方式，增加了结构集成和减轻产品重量已成为市场发展趋势，而搅拌摩擦焊技术地提出，使得这一理念成为可能。搅拌摩擦点焊技术是在搅拌摩擦焊技术的基础上发展起来的一种新型焊接技术，搅拌摩擦点焊焊接具有无飞溅、无烟尘，且不需要添加焊丝和保护气等优良特点，是一种高效、节能、环保的新技术。在点焊焊接过程中，搅拌头在固定位置形成点焊接头从而实现上下板之间的连接.该过程主要包括三个阶段，即搅拌头压入过程、连接过程和搅拌头回撤过程。采用搅拌摩擦点焊技术制造薄壁铝合金等材料产品已成为国内外发展趋势，国内外不少相关研究机构、生产制造厂商纷纷对此项技术进行探索研究。目前，在搅拌摩擦点焊的研究主要集中在铝合金方面，包括焊接工艺参数(搅拌头旋转频率、停留时间和压入深度等)以及搅拌头形状(包括搅拌针、轴肩几何尺寸及形状等)对接头微观结构及力学性能的影响。针对传统搅拌摩擦点焊工艺，焊接接头存在着薄弱连接面问题，提出一种双动环搅拌摩擦点焊装置，解决这一难题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种双动环搅拌摩擦点焊装置，可实现对铝合金等材料搅拌摩擦点焊焊接，解决传统搅拌摩擦点焊焊接接头存在着薄弱连接面问题。通过将增加搅拌外套旋转运动和轴向运动的方法加强传统搅拌摩擦点焊焊接接头连接强度，实现固相点状焊接接头各处一致性的高质量连接。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种双动环搅拌摩擦点焊装置，包括主轴电机、搅拌针电机、搅拌内套电机、搅拌针滚珠丝杆、搅拌针花键轴、点焊机头外壳、搅拌内套滚珠丝杆、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴、搅拌针、搅拌内套、搅拌外套、搅拌轴肩；搅拌轴肩与焊接材料表面贴合；所述搅拌针、搅拌内套、搅拌外套通过搅拌针花键轴、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴传递主轴电机的高速旋转运动；所述搅拌针电机、搅拌内套电机分别通过搅拌针滚珠丝杆、搅拌内套滚珠丝杆将旋转运动转化为直线运动，驱动搅拌针、搅拌内套轴向运动。一些实施例中，双动环搅拌摩擦点焊装置设置第一气腔和第二气腔，控制搅拌轴肩轴向运动，焊接时第一气腔加压对焊接材料表面施加一定的压紧力。优选地，所述搅拌外套通过搅拌外套花键轴传递主轴电机的旋转运动，通过机床机头主轴Z轴传递轴向运动。本专利技术与现有技术相比有如下优点: 1.采用双动环搅拌摩擦点焊装置，可完成不同直径不同深度点焊接头焊接工艺的实现； 2.与传统的搅拌摩擦点焊相比,双动环搅拌摩擦点焊接头通过增加第一块母材轴向连接面，加强点焊接头连接的薄弱面； 3.通过机床机头主轴Z轴实现搅拌外套轴向运动，减少机床机头电机数量，提高主轴机头的集成度，使装置结构更加紧凑和运动的灵活性； 4.设置两个压力气腔，控制搅拌轴肩轴向运动以及搅拌轴肩与焊接材料表面压紧力。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显: 图1为本专利技术双动环搅拌摩擦点焊装置主体部分的结构示意图； 图2为双动环搅拌摩擦点焊搅拌工具的示意图； 图3双动环搅拌摩擦点焊焊接过程示意图。【具体实施方式】参见示出本专利技术实施例的附图，下文将更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本
的技术人员完全了解本专利技术的范围。图1为本专利技术双动环搅拌摩擦点焊装置的结构示意图，该装置包括主轴电机1、搅拌针电机2、搅拌内套电机3、搅拌针滚珠丝杆4、搅拌针花键轴5、点焊机头外壳6、搅拌内套滚珠丝杆7、搅拌内套花键轴8、搅拌外套花键轴9、搅拌工具；所述搅拌工具由搅拌针10、搅拌内套11、搅拌外套12、搅拌轴肩13组成，如图2所示；焊接时，搅拌针10和搅拌内套11作高速旋转运动，下压第二块焊接材料一定深度，且两者之间能够发生相对轴向运动，提供空间实现材料的回填；再以搅拌针10和搅拌内套11为单位与搅拌外套12作高速旋转运动，下压第一块焊接材料一定深度，同样两者之间能够发生相对轴向运动，实现材料回填。改变传统摩擦点焊思路，通过两次点焊不同深度的方法，增强搅拌摩擦点焊接头的连接面。结合图3介绍双动环搅拌摩擦点焊焊接过程，双动环搅拌摩擦点焊装置的搅拌针1、搅拌内套11、搅拌外套12通过搅拌针花键轴5、搅拌内套花键轴8、搅拌外套花键轴9传递主轴电机I的高速旋转运动。对两块薄板铝合金材料进行点焊时，在搅拌针10、搅拌内套11高速旋转的作用下，使得材料熔化；再由搅拌针电机2、搅拌内套电机3分别通过搅拌针滚珠丝杆4、搅拌内套滚珠丝杆7将旋转运动转化为直线运动，控制搅拌针10、搅拌内套11相对轴向运动，使搅拌内套11深入第二块焊接材料一定深度，搅拌针10收缩，留出适当空间存储熔化母材；最后搅拌内套11收缩，搅拌针10伸张，将熔化母材回填，完成所示的点焊过程。同样，将搅拌针10和搅拌内套11为单位与搅拌外套12通过搅拌针花键轴5、搅拌内套花键轴8、搅拌外套花键轴9传递主轴电机I作高速旋转运动，使得材料熔化；再由搅拌针电机2、搅拌内套电机3分别通过搅拌针滚珠丝杆4、搅拌内套滚珠丝杆7将旋转运动转化为直线运动，控制搅拌针10和搅拌内套11轴向运动，而搅拌外套12的轴向运动通过机床机头主轴Z轴传递，驱动搅拌外套12深入第一块焊接材料一定深度，搅拌针10和搅拌内套11收缩，留出适当空间存储熔化母材；最后搅拌外套12收缩，搅拌针10和搅拌内套11伸张，将熔化母材回填，完成点焊过程，至此完成双动环搅拌摩擦点焊焊接。另外，该装置设置第一气腔I和第二气腔II，控制搅拌轴肩13轴向运动。在点焊焊接过程中，搅拌轴肩13与焊接材料表面贴合，并通过第一气腔I加压对焊接材料表面施加一定的压紧力。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。【主权项】1.一种双动环搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，该装置包括主轴电机、搅拌针电机、搅拌内套电机、搅拌针滚珠丝杆、搅拌针花键轴、点焊机头外壳、搅拌内套滚珠丝杆、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴、搅拌工具； 所述搅拌工具由搅拌针、搅拌内套、搅拌外套、搅拌轴肩组成； 所述搅拌轴肩与焊接材料表面贴合； 所述搅拌针、搅拌内套、搅拌外套通过搅拌针花键轴、搅拌内套花键轴、搅拌外套花键轴传递主轴电机的高速旋转运动； 所述搅拌针电机、搅拌内套电机分别通过搅拌针滚珠丝杆、搅拌内套滚珠丝杆将旋转运动转化为直线运动，驱动搅拌针、搅拌内套轴向运动。2.根据权利要求1所述的双动环搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，该装置设置第一气腔和第二气腔，控制搅拌轴肩轴向运动，焊接时第一气腔加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双动环搅拌摩擦点焊装置，其特征在于，该装置包括主轴电机[1]、搅拌针电机[2]、搅拌内套电机[3]、搅拌针滚珠丝杆[4]、搅拌针花键轴[5]、点焊机头外壳[6]、搅拌内套滚珠丝杆[7]、搅拌内套花键轴[8]、搅拌外套花键轴[9]、搅拌工具；所述搅拌工具由搅拌针[10]、搅拌内套[11]、搅拌外套[12]、搅拌轴肩[13]组成；所述搅拌轴肩[13]与焊接材料表面贴合；所述搅拌针[10]、搅拌内套[11]、搅拌外套[12]通过搅拌针花键轴[5]、搅拌内套花键轴[8]、搅拌外套花键轴[9]传递主轴电机[1]的高速旋转运动；所述搅拌针电机[2]、搅拌内套电机[3]分别通过搅拌针滚珠丝杆[4]、搅拌内套滚珠丝杆[7]将旋转运动转化为直线运动，驱动搅拌针[10]、搅拌内套[11]轴向运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范振昌，林名润，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海;31
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