[实用新型]微型高速惯性摩擦焊机

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及一种焊机，尤其是涉及一种微型高速惯性摩擦焊机。

二、背景技术：

摩擦焊接技术作为一种先进的固态连接技术(其焊合区为锻造组织)，具有优质、高效、节能、低耗、清洁等技术经济特征，通过与材料、计算机、知识与信息处理、光机电一体化、软件、可靠性工程等高新技术的紧密结合，其本身也正在以高新技术的面貌展现在人们面前，并在国防军工等高新技术产业及传统产业技术升级中具有广阔的开发应用与产业化前景。

随着现代微机械及微细加工技术的发展，摩擦焊机的发展方向之一是实现焊机的微型化与高速化。

国内摩擦焊机制造业于上世纪70年代开始起步，经过30多年的发展，通用摩擦焊机的研发与生产已形成一定规模，在一定程度上满足了国内低端和部分中端用户的需求，但与国外相比，国内摩擦焊接技术的整体水平和市场竞争力至今仍差距甚大，远不能适应国内市场的迫切需求，迄今为止，国内外在微型高速惯性摩擦焊机技术的开发、应用方面的报道还十分少见。

国外，仅有美国MTI公司和德国KUKA公司研发生产微型焊机的报道，MTI公司生产的40型微型高速惯性摩擦焊机采用主轴驱动电机与主轴体同轴安装的结构方案，其主轴转速为45000-60000rpm，飞轮的最大转动惯量为0.00036kg·m²，最大焊接力为2.2KN，管型工件最大焊接面积为45.2mm²；KUKA公司生产的RS05E摩擦焊机的最大焊接力为5.0KN，焊件直径(低碳钢)为φ2-φ8mm。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种微型高速惯性摩擦焊机，其取消了所有中间传动环节，具有转速高、结构紧凑、易于平衡、传动效率高以及重量轻、响应迅速、振动小、噪声低等优点，实现了惯性摩擦焊机的微型化和高速化。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种微型高速惯性摩擦焊机，其特殊之处在于：包括安装在床身上的焊机主轴，工作滑台与推力油缸连接，电主轴通过电磁离合器与焊机主轴以及安装在焊机主轴上的飞轮相连，旋转夹具与焊机主轴连接，移动夹具安装在工作滑台上，电主轴上连有变频器和传感器，变频器和传感器与控制器连接。

电主轴支撑采用角接触球轴承。

旋转夹具和移动夹具采用微型精密弹簧夹头。

工作滑台的导轨采用高导向精度的直线导轨。

电主轴的轴承和焊机主轴轴承与油雾器连接。

电磁离合器包括外套筒，端盖板与外套筒连接构成壳体，壳体内装有励磁线圈，励磁线圈与线圈骨架连接，磁环采用稀土强永磁材料钕铁硼材料制成，胶接于左、右两侧端盖板的环形凸台上，磁环端面上胶合有橡胶垫圈，左侧端盖板中孔设有与电主轴轴体相连的外花键轴，右侧端盖板中孔设有与安装有飞轮的焊机主轴轴体相连的另一外花键轴，外花键轴和另一外花键轴与磁环一侧的内花键套采用花键连接，内花键套、端盖板、外套筒均采用导磁材料制成，外花键轴和另一外花键轴采用非导磁材料制成，励磁线圈通过继电器与直流电源连接，继电器上连有压敏电阻。

控制器为可编程控制器，人机界面与可编程控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

1、本实用新型集成了高速切削加工技术中的电主轴单元技术，实现了焊机主轴——飞轮与其驱动电机的同轴配置和直接驱动，取消了所有中间传动环节，其传动链长度为零(“零传动”)，并具有转速高、结构紧凑、易于平衡、传动效率高以及重量轻、响应迅速、振动小、噪声低等优点，从而实现了惯性摩擦焊机的微型化和高速化。

2、本实用新型通过焊机主轴及其轴系转动件结构的优化设计，使其固有的转动惯量的下限值达到3.2×10^-5kgm²；同时，在焊机主轴转速高达50000rpm的超高转速条件下，焊机主轴及其轴系转动件的动平衡品质良好。

3、本实用新型中电磁离合器采用小惯量、推挽式、花键齿结构，能保证电磁离合器在高达数万转的超高转速下频繁、快速和可靠的离合和传递较大的摩擦峰值扭矩，具有结构紧凑、外形尺寸小、转动惯量小、响应速度快等优点，并实现了电磁离合器的小型化。

4、本实用新型所能焊接的工件尺寸的下限可细至Φ1.5mm(棒材)。

四、附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中电主轴的结构示意图；