[实用新型]一种多用主轴结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主轴结构，具体是一种多用主轴结构。

背景技术

随着国内对搅拌摩擦焊技术的研究与应用，技术逐渐成熟稳定，已开始广泛应用于高铁、航空航天及管道焊接加工中。搅拌摩擦焊的优点不胜枚举，但其有一个显著缺点，就是搅拌头离开焊缝时，会在焊缝末端留下一个凹坑，称之为匙孔。匙孔的存在不仅影响了焊缝美观，也会在一定程度上影响焊件末端的焊缝性能。

随着摩擦焊技术的发展，回抽式搅拌摩擦焊妥善解决了匙孔问题，因此越来越多的厂家采用回抽式摩擦焊进行焊接加工。图1为回抽式搅拌头的结构示意图，其中，1为搅拌针，2为搅拌头（轴肩），3为刀柄。回抽式搅拌摩擦焊的原理是将搅拌针与搅拌头（轴肩）分离，使用控制系统控制搅拌针轴向伸缩，这样就能在焊接过程中自动消除匙孔，提高焊件质量。

目前搅拌摩擦焊机均为特种设备，特别是采用回抽式工艺方法的搅拌摩擦焊机，只能进行搅拌摩擦加工。当厂家需要生产转型或者临时增加数控加工工序时，摩擦焊专机只能闲置，需另购数控加工中心，这给厂家的生产成本带来了较大的压力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种既可作为摩擦焊设备使用、又可作为数控加工中心使用的多用主轴结构，其结构简单，经过简单的改造即可实现摩擦焊设备与数控加工中心间的快速、灵活转换，大大扩展了设备的应用范围，可满足用户一机多用的要求，大幅节约设备采购成本。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多用主轴结构，包括主轴、主电机、第一传动机构和回抽装置，所述的主电机的输出端与所述的第一传动机构的输入端相连，所述的主轴与所述的第一传动机构的输出端相连，所述的第一传动机构安装在第一减速箱内，所述的主轴直立安装在主轴箱体内，所述的主轴上开设有轴向通孔，所述的回抽装置可拆卸地安装在所述的第一减速箱上，所述的主轴箱体固定在所述的第一减速箱的下端，所述的回抽装置包括上下设置的伺服电机、第二减速箱和电动缸，所述的伺服电机的输出端与所述的第二减速箱的输入端相连，所述的第二减速箱的输出端与所述的电动缸的输入端相连，所述的电动缸的输出端可拆卸地连接有连接杆，所述的连接杆贯穿所述的轴向通孔设置，所述的连接杆为长连杆或短连杆，所述的长连杆的底端安装有摩擦焊刀柄，所述的摩擦焊刀柄固定在所述的主轴上，所述的摩擦焊刀柄内安装有搅拌针和搅拌头，所述的搅拌针固定在所述的长连杆的底端，所述的搅拌头套设在所述的搅拌针上；所述的短连杆的底端安装有拉刀爪，所述的主轴的下端安装有主轴锥柄，所述的主轴锥柄的上端固定有主轴拉钉，所述的主轴拉钉与所述的拉刀爪相连，所述的主轴锥柄用于安装数控刀具。

在主轴上安装长连杆时，直接在长连杆的底端安装摩擦焊刀柄及搅拌针和搅拌头，回抽装置驱动搅拌针完成伸缩动作，此时该多用主轴结构作为搅拌摩擦焊设备使用。工作时，伺服电机经第二减速箱增大扭矩后驱动电动缸，由电动缸向连接杆传递扭矩，利用伺服电机的正反转完成连接杆的轴向伸缩动作，通过连接杆的轴向伸缩动作，调整搅拌针在焊缝处的位置，当搅拌针达到合适位置后，伺服电机停止工作，之后主电机工作，通过第一传动机构向主轴传递扭矩，驱动主轴旋转，进而完成摩擦焊动作。需要安装数控刀具时，将回抽装置从第一减速箱上拆卸并向上抽出，再将长连杆拆下，换上短连杆，装上拉刀爪、主轴拉钉和主轴锥柄，即可安装数控刀具，此时该多用主轴结构便改造为能夹持标准数控刀具的加工中心。此时的回抽装置作为松夹刀机构使用，可控制伺服电机输出恒扭力将数控刀具拉到固定坐标点后停止，完成拉刀动作。拉刀完成后关断伺服电机，主电机工作，通过第一传动机构向主轴传递扭矩，驱动主轴旋转，完成对工件的数控加工操作。

可见，本实用新型的多用主轴结构，既可作为摩擦焊设备使用，又可作为数控加工中心使用。其结构简单，经过简单的改造即可实现摩擦焊设备与数控加工中心间的快速、灵活转换，大大扩展了设备的应用范围，可满足用户一机多用的要求，大幅节约设备采购成本。其回抽装置由伺服电机驱动，可作为伺服轴或松夹刀机构使用，进行短距离抽拉动作，且伺服电机的定位速度快、定位准确，可实现对连接杆的高精度定位，精确控制搅拌针的坐标位置。

本实用新型的多用主轴结构，其回抽装置采用电动缸形式，由伺服电机驱动，不需要液压驱动，可杜绝液压油渗漏等安全问题，并避免包括泵、管路、电磁阀、压力开关、接头等在内的复杂的成套系统的设计使用，简化设备控制系统，便于后期设备维护。该多用主轴结构的使用，可避免设备的油污污染，节省了一些特殊零部件的清洁成本。