一種雙級行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法
2023-05-04 10:51:36
專利名稱：一種雙級行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法
技術領域：
本發明涉及汽車車身鋁板的連接技術領域，具體涉及一種雙級行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法。
背景技術：
隨著汽車產業的不斷發展，人們對節能環保提出了新的要求，汽車輕量化是現代汽車發展的重要方向，對於節能，降低排放具有重要意義；汽車自重每降低10%，油耗可降低8 10%,而排放亦隨之下降4%。汽車、飛機用的覆蓋件不僅需要具有一定的強度和較高的綜合性能，同時還要考慮汽車、飛機的節能減重的問題。為了實現汽車節能減重，除了要選擇合適的材料之外，還要選擇合適的連接技術。冷壓焊是一種不採用任何填料、不產生熱影響區和應力集中的一種焊接方法。汽車輕量化與輕量化材料的應用密切相關，汽車輕量化材料有高強度鋼、鋁合金、 工程塑料和鎂合金，這四大類材料在汽車中應用。由於鋁及鋁合金的屬性決定了在成形和連接上存在一些不可避免的缺點，鋁及鋁合金不宜進行熔化焊，通常採用惰性氣體焊接。惰性氣體保護焊MIG焊接速度快，質量一般，飛濺較大。空氣中的惰性氣體的含量較少，提取成本高。冷壓焊技術是一種金屬材料的連接技術，應用彈性變形和塑性變形等理論，並結合擠壓，衝壓，滾壓等工藝特點的較小能量的損失的一種加工方法，是一種利用衝頭實現金屬的連接。利用衝頭衝壓板料，使板料產生強大的塑性變形而將板料連接在一起。冷壓焊應用範圍廣泛，目前歐美一些汽車企業打造的全鋁車身採用壓鉚技術。隨著冷壓焊連接理論與實踐的成熟，將廣泛的被應用到航空航天領域。目前國外的一些研究機構正在致力於冷壓焊設備的研究，冷壓焊設備加快汽車節能減重的步伐，能量損失較少，對於板料的利用率很高，但是由於壓力的大小對材料連接的質量的影響較大，因此對於冷壓焊過程中的施壓裝置常常有較高的要求。在冷壓焊連接的過程中往往不能夠一次壓焊成功，衝擊力過大影響焊接質量，既不能節省能源同時也會使得板料在鉚接的過程中發生較強的硬化現象，影響接頭的質量。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種雙級行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法，保證了接頭結合質量和生產效率，具有省時省工、節能的優點。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為一種雙級行星輪控冷壓焊裝置，包括電機1，電機I通過電機蓋2固定在機架12 上，電機I輸出軸和太陽軸3連接，太陽軸3作為雙級行星輪4的太陽輪，雙級行星輪4的輸出軸與絲槓7的一端連接，絲槓7由軸承5支撐，軸承5通過機架蓋6固定在機架12上， 絲槓螺母8固定在螺母套9上，螺母套9固定在滑塊13上，滑塊13配置在導軌14上，導軌14固定在機架12上，絲槓螺母8和衝頭10連接，板料11放置在衝頭10正下方的機架12上。所述的雙級行星輪4的兩個外齒圈為一體，靠近電機I 一端的雙級行星輪4的外圈的齒數多於遠離電機I的外圈的齒數。一種雙級行星輪控冷壓焊方法，電機I旋轉傳遞扭矩給太陽軸3，太陽軸3作為雙級行星輪4的太陽輪傳遞扭矩給雙級行星輪4，雙級行星輪4的輸出端將扭矩通過鍵傳遞給絲槓7，保證絲槓7做旋轉運動，絲槓7帶動絲槓螺母8做旋轉運動，絲槓螺母8被導軌13 限制做直線運動，同時帶動衝頭10做直線運動，衝頭10在衝擊放置在機架12上的板料11 將機械能轉化為板料成形的塑性成形能，當板料11的變形量達到冷壓焊的變形要求時，兩個板料11冷壓焊成功，衝頭10復位，進行下一次的冷壓焊過程。本發明能夠將同種金屬或者異種薄板金屬連接在一起，不產生熱影響區，利用雙級行星輪將電機的扭矩增大傳遞給絲槓，並通過絲槓螺母將旋轉運動轉換成直線運動，在整個過程中，這個組合的設備極大的提高了兩個板料連接的質量和生產效率，具有省時省工、節能等優點。
附圖為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。參照附圖，一種雙級行星輪控冷壓焊裝置，包括電機I，電機I通過電機蓋2固定在機架12上，電機I輸出軸通過鍵和太陽軸3連接，太陽軸3作為雙級行星輪4的太陽輪，雙級行星輪4的輸出軸通過鍵與絲槓7的一端連接，絲槓7由軸承5支撐，軸承5通過機架蓋 6固定在機架12上，絲槓螺母8固定在螺母套9上，螺母套9固定在滑塊13上，滑塊13配置在導軌14上，導軌14固定在機架12上，絲槓螺母8和衝頭10連接，板料11放置在衝頭 10正下方的機架12上。所述的雙級行星輪4的兩個外齒圈為一體，靠近電機I 一端的雙級行星輪4的外圈的齒數多於遠離電機I的外圈的齒數。一種雙級行星輪控冷壓焊方法，電機I旋轉傳遞扭矩給太陽軸3，太陽軸3作為雙級行星輪4的太陽輪傳遞扭矩給雙級行星輪4，雙級行星輪4的輸出端將扭矩通過鍵傳遞給絲槓7，保證絲槓7做旋轉運動，絲槓7帶動絲槓螺母8做旋轉運動，絲槓螺母8被導軌13 限制做直線運動，同時帶動衝頭10做直線運動，衝頭10在衝擊放置在機架12上的板料11 將機械能轉化為板料成形的塑性成形能，當板料11的變形量達到冷壓焊的變形要求時，兩個板料11冷壓焊成功，衝頭10復位，進行下一次的冷壓焊過程。本發明的工作原理是將旋轉運動轉化成直線運動完成冷壓焊過程，在這個過程不會產生熱影響區，保證結合處材料的性能，並在一定程度上強化了材料。電機I和導軌14固定在機架12上保證了系統在運行過程中的穩定性。系統工作時，電機I帶動太陽軸3、雙級行星輪4、絲槓7、 絲槓螺母8做旋轉運動，絲槓螺母8將絲槓7的旋轉運動轉化為直線運動，利用導軌14將絲槓螺母8限定在直線方向上運動，並利用滑塊13引導絲槓螺母8做直線運動，衝頭10與絲槓螺母8 —起做直線運動，衝頭10在絲槓螺母8的帶動下衝擊板料11，衝頭10將雙級行星輪4大的扭矩傳遞給板料11，將機械能轉化為塑性變形功，當兩個板料11的變形量達到冷壓焊對材料變形量的要求時，冷壓焊結束，衝頭10復位。
權利要求
1.一種雙級行星輪控冷壓焊裝置，包括電機(I)，其特徵在於電機(I)通過電機蓋 (2)固定在機架(12)上，電機(I)輸出軸和太陽軸(3)連接，太陽軸(3)作為雙級行星輪 ⑷的太陽輪，雙級行星輪⑷的輸出軸與絲槓(7)的一端連接，絲槓(7)由軸承(5)支撐， 軸承(5)通過機架蓋￠)固定在機架(12)上，絲槓螺母(8)固定在螺母套(9)上，螺母套(9)固定在滑塊(13)上，滑塊(13)配置在導軌(14)上，導軌(14)固定在機架(12)上，絲槓螺母(8)和衝頭(10)連接，板料(11)放置在衝頭(10)正下方的機架(12)上。
2.採用權利要求I所述的一種雙級行星輪控冷壓焊裝置進行冷壓焊的方法，其特徵在於雙級行星輪(4)的兩個外齒圈為一體，靠近電機(I) 一端的雙級行星輪(4)的外圈的齒數多於遠離電機(I)的外圈的齒數。
3.採用權利要求I所述的一種雙級行星輪控冷壓焊裝置進行冷壓焊的方法，其特徵在於電機⑴旋轉傳遞扭矩給太陽軸⑶，太陽軸⑶作為雙級行星輪⑷的太陽輪傳遞扭矩給雙級行星輪(4)，雙級行星輪(4)的輸出端將扭矩通過鍵傳遞給絲槓(7)，保證絲槓(7) 做旋轉運動，絲槓(7)帶動絲槓螺母⑶做旋轉運動，絲槓螺母⑶被導軌(13)限制做直線運動，同時帶動衝頭(10)做直線運動，衝頭(10)在衝擊放置在機架(12)上的板料(11) 將機械能轉化為板料成形的塑性成形能，當板料(11)的變形量達到冷壓焊的變形要求時， 兩個板料(11)冷壓焊成功，衝頭(10)復位，進行下一次的冷壓焊過程。
全文摘要
一種雙級行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法，裝置包括電機，電機輸出軸和太陽軸連接，太陽軸作為雙級行星輪的太陽輪，雙級行星輪的輸出軸與絲槓的一端連接，絲槓螺母固定在螺母套上，螺母套固定在滑塊上，滑塊配置在導軌上，導軌固定在機架上，絲槓螺母和衝頭連接，板料放置在衝頭正下方的機架上，電機帶動絲槓做旋轉運動，電機通過太陽軸將其扭矩傳遞給雙級行星輪，通過行星輪提高輸出扭矩，絲槓螺母將絲槓的旋轉運動轉化成直線運動，絲槓螺母帶動衝頭做直線運動，當板料變形量達到冷壓焊的板料的變形量時，冷壓焊成功，本發明能夠實現不同材質不同厚度以及不同尺寸要求的連接，提高了生產效率，具有省工省時、節能的優點。
文檔編號B23K20/00GK102581466SQ20121004237
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者井慶祝, 張琦, 徐凡, 範淑琴, 趙升噸, 韓曉蘭 申請人:西安交通大學