一种搅拌摩擦焊主轴和焊机的制作方法

本技术用于搅拌摩擦焊，特别是涉及一种搅拌摩擦焊主轴和焊机。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊技术具有焊接速度快、热影响区小、焊接变形小、焊接强度高等优点，在制造业中得到广泛应用。常规的搅拌摩擦焊会在焊缝末端留下一个匙孔，影响美观和工件的成型性能。带回抽功能的搅拌磨擦焊主轴可以解决焊缝末端有匙孔的问题，因此带回抽功能的搅拌磨擦焊主轴现在得到越来越广泛的应用。

2、随着搅拌摩擦焊技术在不同领域得到广泛应用，对主轴高精度和高刚性的要求也逐步提高，使得搅拌摩擦焊主轴可以焊接更高硬度的材料同时获得更高的焊接质量和焊接速度。

3、现有的搅拌摩擦焊主轴由于结构设计上的缺陷，导致轴向刚性和径向刚性不足，限制了焊接质量和焊接速度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种搅拌摩擦焊主轴和焊机。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、第一方面，一种搅拌摩擦焊主轴，包括机体、转轴和回抽轴组件，所述转轴通过转轴轴承安装于所述机体，所述转轴内部设有轴芯内孔，所述转轴的端部设有搅拌轴肩，所述回抽轴组件包括回抽轴和回抽轴轴承座，所述回抽轴设置于所述轴芯内孔，所述回抽轴与所述转轴之间通过传动副相配合，使所述回抽轴能够与所述转轴做同步旋转运动并沿轴向浮动，所述回抽轴的端部设有能够由所述搅拌轴肩向外伸出的搅拌针，所述回抽轴轴承座设置于所述轴芯内孔并与所述轴芯内孔间隙配合，所述回抽轴伸入所述回抽轴轴承座，并通过回抽轴轴承支承于所述回抽轴轴承座。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述轴芯内孔沿轴向包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的内径大于所述第二孔段的内径，所述回抽轴轴承座设置于所述第一孔段，所述回抽轴与所述转轴在所述第二孔段通过传动副相配合。

5、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述转轴在所述第一孔段的外侧设有转子，所述转子包括贴片安装于所述转轴外表面的磁钢，所述机体设有与所述转子配合的定子。

6、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述回抽轴通过多个背对背安装的回抽轴轴承支承于所述回抽轴轴承座。

7、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述机体前端设有前轴承座，所述转轴通过前轴承支承于所述前轴承座，所述机体后端设有后轴承座，所述转轴通过后轴承支承于所述后轴承座，所述前轴承和所述后轴承的至少之一包括多个背对背安装的转轴轴承。

8、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述回抽轴组件还包括回抽轴驱动机构，所述回抽轴驱动机构的输出端与所述回抽轴轴承座连接，所述回抽轴驱动机构设置于所述机体后部，所述机体在所述回抽轴驱动机构的后侧设有后端盖。

9、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述回抽轴驱动机构包括驱动电机和滚柱丝杠，所述滚柱丝杠的输入端与所述驱动电机的输出端连接，所述滚柱丝杠的输出端与所述回抽轴轴承座连接。

10、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述驱动电机的输出端设有谐波减速器。

11、结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述驱动电机设有编码器。

12、第二方面，一种焊机，包括第一方面中任一实现方式所述的搅拌摩擦焊主轴。

13、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本实用新型的技术方案中，转轴端部的搅拌轴肩、回抽轴端部的搅拌针作为搅拌摩擦焊中与工件直接接触的部件，在工作中由转动带动旋转，其中，搅拌轴肩高速旋转时与被焊工件产生摩擦热，使搅拌轴肩附近工件材料产生强烈的塑性变形，同时搅拌针也在传动副的作用下做高速旋转运动，也和被焊工件材料产生摩擦热，加速被焊材料的塑性变形。搅拌摩擦焊主轴带动搅拌轴肩和搅拌针沿着被焊工件的对接处慢慢移动，这样就在两工件的对接处形成一道焊缝。焊接完成后，搅拌针向上运动从被焊接工件的焊缝中抽出，这时还处在塑性变形的材料会填满搅拌针抽出形成的孔，这样就避免了匙孔的产生。

14、本实用新型的技术方案中，作为搅拌针支撑结构的回抽轴组件，采用套装在回抽轴外侧的回抽轴轴承座，即回抽轴伸入回抽轴轴承座，并通过回抽轴轴承支承于回抽轴轴承座，这种结构形式能够使回抽轴组件采用更大尺寸的回抽轴轴承，进而使回抽轴具有高的轴向刚性，提升了焊接质量和焊接速度。

15、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，包括机体、转轴和回抽轴组件，所述转轴通过转轴轴承安装于所述机体，所述转轴内部设有轴芯内孔，所述转轴的端部设有搅拌轴肩，所述回抽轴组件包括回抽轴和回抽轴轴承座，所述回抽轴设置于所述轴芯内孔，所述回抽轴与所述转轴之间通过传动副相配合，使所述回抽轴能够与所述转轴做同步旋转运动并沿轴向浮动，所述回抽轴的端部设有能够由所述搅拌轴肩向外伸出的搅拌针，所述回抽轴轴承座设置于所述轴芯内孔并与所述轴芯内孔间隙配合，所述回抽轴伸入所述回抽轴轴承座，并通过回抽轴轴承支承于所述回抽轴轴承座，所述回抽轴组件还包括回抽轴驱动机构，所述回抽轴驱动机构的输出端与所述回抽轴轴承座连接，所述回抽轴驱动机构设置于所述机体后部，所述机体在所述回抽轴驱动机构的后侧设有后端盖。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述轴芯内孔沿轴向包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的内径大于所述第二孔段的内径，所述回抽轴轴承座设置于所述第一孔段，所述回抽轴与所述转轴在所述第二孔段通过传动副相配合。

3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述转轴在所述第一孔段的外侧设有转子，所述转子包括贴片安装于所述转轴外表面的磁钢，所述机体设有与所述转子配合的定子。

4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述回抽轴通过多个背对背安装的回抽轴轴承支承于所述回抽轴轴承座。

5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述机体前端设有前轴承座，所述转轴通过前轴承支承于所述前轴承座，所述机体后端设有后轴承座，所述转轴通过后轴承支承于所述后轴承座，所述前轴承和所述后轴承的至少之一包括多个背对背安装的转轴轴承。

6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述回抽轴驱动机构包括驱动电机和滚柱丝杠，所述滚柱丝杠的输入端与所述驱动电机的输出端连接，所述滚柱丝杠的输出端与所述回抽轴轴承座连接。

7.根据权利要求6所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述驱动电机的输出端设有谐波减速器。

8.根据权利要求7所述的搅拌摩擦焊主轴，其特征在于，所述驱动电机设有编码器。

9.一种焊机，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的搅拌摩擦焊主轴。

技术总结
本技术公开了一种搅拌摩擦焊主轴和焊机，包括机体、转轴和回抽轴组件，转轴通过转轴轴承安装于所述机体，转轴内部设有轴芯内孔，转轴的端部设有搅拌轴肩，回抽轴组件包括回抽轴和回抽轴轴承座，回抽轴设置于所述轴芯内孔，回抽轴与所述转轴之间通过传动副相配合，使回抽轴能够与所述转轴做同步旋转运动并沿轴向浮动，所述回抽轴的端部设有能够由所述搅拌轴肩向外伸出的搅拌针，所述回抽轴轴承座设置于所述轴芯内孔并与所述轴芯内孔间隙配合，所述回抽轴伸入所述回抽轴轴承座，并通过回抽轴轴承支承于所述回抽轴轴承座。这种结构形式能够使回抽轴组件采用更大尺寸的回抽轴轴承，进而使回抽轴具有高的轴向刚性，提升了焊接质量和焊接速度。

技术研发人员：符东川,梁桂转,覃仕基,姜丁阳,程振涛,汤秀清,雷群,汤丽君,黄腾晖,汤智锋
受保护的技术使用者：广州市昊志机电股份有限公司
技术研发日：20231225
技术公布日：2024/9/9