[发明专利]单主轴箱一次装卡的双头相位摩擦焊机

说明书

技术领域

本发明涉及一种单主轴箱一次装卡的双头相位摩擦焊机，属于相位摩擦焊机技术领域。

背景技术

如果焊接的一对工件是圆管或者圆棒，焊接完成制动时，可以停止在任意圆周位置；如果焊接的一对工件是异形或者方管，焊接完成制动时，必须停止在固定的角度上，保持两个工件所确定的相位关系，这就是相位摩擦焊接。

有时一个工件的两端，各焊一个接头，而两端的接头之间有固定的角度要求，即“双头”相位摩擦焊。为保证固定的角度，通常摩擦焊机采用两端焊件共轭驱动旋转，实际上是一种机械同步相位摩擦焊接，这是一种机械结构繁杂，相位角不能随意设置，技术上相对落后的摩擦焊机。而且只能用于两端对称的三个零件焊接，两端的零件间可有相位要求，而对中间的零件不能实现固定相位焊接。

为克服上述局限，目前国外已有使用伺服电机驱动的单头相位摩擦焊机和双头相位摩擦焊机，但是仍有一些问题不理想。

如日本产的双头相位摩擦焊机，顶锻力仅200KN，由于使用两个主轴箱和两个昂贵的75KW的伺服电机，售价达到380万元。

伺服电机控制的单头相位摩擦焊机也能用于两端对称的三个零件焊接，两端的零件之间，或两端的零件对中间的零件都能实现固定相位焊接。

焊接方法是：先将一个端头装卡在旋转夹具里，中间的零件夹紧在固定夹具里，实现第一次相位焊接，然后松开旋转夹具和固定夹具，取出第一次焊接完成的组件，掉头翻转180°再重新夹紧，再将第二个端头装入旋转夹具，进行第二次焊接。

众所周知二次装卡无论是对机械加工还是摩擦焊接的精度影响都是较大的，由于卡具的误差以及焊接工件本身的误差，二次装卡对摩擦焊接的相位精度、同心度影响都是较大的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即二次装卡无论是对机械加工还是摩擦焊接的精度影响都是较大的，由于卡具的误差以及焊接工件本身的误差，二次装卡对摩擦焊接的相位精度、同心度影响都是较大的。进而提供一种单主轴箱一次装卡的双头相位摩擦焊机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单主轴箱一次装卡的双头相位摩擦焊机，包括：主轴箱、直流电机组件、同步带轮传动机构、编码器、主轴，旋转夹具、固定夹具、中心架、滚轮中心架、后顶装置、工件定位夹紧装置和床身，所述主轴箱设置在床身一侧的上部，工件定位夹紧装置设置在床身另一侧的上部，后顶装置设置在工件定位夹紧装置的上部，主轴设置在主轴箱内，主轴的外端上设有编码器，直流电机组件设置在主轴箱的上部，直流电机组件与主轴之间由同步带轮传动机构传动连接，旋转夹具设置在主轴的内端上，旋转夹具与工件定位夹紧装置之间依次设有固定夹具、中心架和滚轮中心架，固定夹具靠近旋转夹具一侧。

焊接前将工件的前端头、中间杆和后端头三部分一次装卡完成，所述的直流电机组件通过同步带轮传动机构带动主轴、旋转夹具夹紧工件的前端头一起旋转，并向夹紧在固定夹具内的工件移动，中心架做辅助定位、完成工件的前端头和中间杆的焊接。然后松开固定夹具、松开中心架，再以滚轮中心架做中心定位，由于前端头和中间杆已经焊接在一起，再次启动直流电机组件，前端头和中间杆一起旋转，并向夹紧在后顶装置内的后端头移动，完成第二次相位摩擦焊接。工件的前端头、中间杆和后端头三部分只需一次装卡，分二次完成相位焊接。

本发明的有益效果：1、与国外双头相位摩擦焊机相比，大大减少了设备的投资，2、与国外单头相位摩擦焊机相比，也减少了设备的投资，由于前端头、中间杆、后端头三部分一次装卡完成，避免了第二次焊接调转180°重新装卡带来的精度损失，在提高焊接相位精度的同时，提高了焊接生产效率。3、本发明采用直流电机准确控制主轴的角速度和角位移，实现了摩擦焊接精准的相位控制。相位控制精度可达到±0.5°。

附图说明

图1为本发明单主轴箱一次装卡的双头相位摩擦焊机的结构示意图；

图2为图1的A向视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。