[发明专利]一种激光辅助摩擦搅拌焊机

摘要

本发明属于激光加工制造技术领域，提供一种新型激光辅助摩擦搅拌焊机，包括动力总成、传动总成、旋转总成、激光传输与发射总成、支撑总成、搅拌头总成。动力总成的电机主轴与传动总成的皮带轮通过键连接，实现轴向定位。传动总成的主轴皮带轮与电机皮带轮连接，将电机旋转运动传递给上部芯轴。旋转总成的上下部芯轴连接，端盖安装光纤旋转连接器，下部芯轴与搅拌头总成的夹头连接。支撑总成构成该焊机的机架，用于连接和支撑相关零部件，支撑总成的支撑臂与可移动机架连接，实现该焊机在空间三自由度的平动。本发明结构紧凑，配置合理，能将激光辅助加热与摩擦搅拌焊接有效地耦合，激光的利用率高，可极大地提高焊接效率。

主权项

1.一种激光辅助摩擦搅拌焊机，其特征在于，所述的激光辅助摩擦搅拌焊机包括动力总成、传动总成、旋转总成、激光传输与发射总成、支撑总成、搅拌头总成；所述的动力总成中的电机(28)与电机外壳(30)固接，电机(28)主轴上端设有键槽和螺纹，电机(28)主轴与电机皮带轮通过键(29)连接，并通过固定螺母(31)实现轴向定位；所述的传动总成包括主轴皮带轮(5)、电机皮带轮(32)和连接二者的传动皮带(33)，三者处于同一水平面内，将电机(28)主轴的旋转运动传递给上部芯轴(7)；所述的旋转总成包括端盖(2)、上部芯轴(7)、下部芯轴(18)以及安装激光发射器(15)的旋转箱体(20)和盖板；所述的搅拌头总成包括夹头(16)和搅拌针(17)；所述的上部芯轴(7)和下部芯轴(18)均为非等截面且中空的圆柱形长轴，二者通过锥形螺纹连接；所述的上部芯轴(7)上端安装端盖(2)，端盖(2)用于安装光纤旋转连接器(1)，上部芯轴(7)的中部设有两个轴肩，用于安装上部和下部向心推力轴承(4、8)，在两轴肩中部设有法兰盘A，法兰盘A与主轴皮带轮(5)连接，主轴皮带轮(5)与上部芯轴(7)连接；所述的下部芯轴(18)下端与搅拌针(17)的夹头(16)连接；在下部芯轴(18)的轴身段，由上至下分别设有轴肩、两个对称布置的径向通孔和法兰盘B，轴肩用于安装深沟球轴承(22)，法兰盘B用于安装旋转箱体(20)，径向通孔和上下部芯轴的内部通孔构成光纤(36)的通道；所述的旋转箱体(20)上部开口，旋转箱体(20)的下端面圆心处安装法兰盘B，法兰盘B与下部芯轴(18)连接，旋转箱体(20)的下端面还设有对称布置的矩形通孔，用于通过激光发射器(15)；旋转箱体(20)上端面安装盖板；所述的支撑总成包括皮带轮外壳a、b(3、35)，上下部向心推力轴承(4、8)，深沟球轴承(22)，轴承座a、b(10、23)，U形支架(24)，支撑臂(25)；所述的皮带轮外壳a(3)为半圆柱体结构，其外侧面与皮带轮外壳b(35)连接；所述的皮带轮外壳b(35)主体也为半圆柱体形结构，圆柱体侧面设有与电机外壳(30)连接的接头；所述的U形支架(24)上端与皮带轮外壳b(35)连接，下端侧面与矩形支撑臂(25)连接，另一侧与轴承座b(23)连接，轴承座a(10)与轴承座b(23)关于下部芯轴(18)对称设置，用于径向固定深沟球轴承(22)；支撑臂(25)为焊机的主臂，与可移动机架连接，实现该焊机在空间三自由度的平动；所述的激光传输与发射总成包括两组激光发射器(15)和激光发射器支座(13)、激光传输光纤、光纤分支接头(9)和光纤旋转连接器(1)；所述的激光发射器(15)和激光发射器支座(13)安装在旋转箱体(20)内部；激光发射器支座(13)关于上部芯轴(7)和下部芯轴(18)的轴线对称布置，且激光发射器(15)在待焊材料表面形成的光斑关于搅拌针(17)轴线对称分布且与搅拌针(17)侧面相切；所述的光纤旋转连接器(1)与激光传输光纤连接，激光传输光纤通过光纤分支接头(9)分别与两组激光发射器(15)连接。