專利名稱：一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車車身鋁板的連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)節(jié)能環(huán)保提出了新的要求，汽車輕量化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要方向，對(duì)于節(jié)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(jī)用的覆蓋件不僅需要具有一定的強(qiáng)度和較高的綜合性能，同時(shí)還要考慮汽車、飛機(jī)的節(jié)能減重的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)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(shù)。冷壓焊是一種不采用任何填料、不產(chǎn)生熱影響區(qū)和應(yīng)力集中的一種焊接方法。汽車輕量化與輕量化材料的應(yīng)用密切相關(guān)，汽車輕量化材料有高強(qiáng)度鋼、鋁合金、 工程塑料和鎂合金，這四大類材料在汽車中應(yīng)用。由于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(diǎn)，鋁及鋁合金不宜進(jìn)行熔化焊，通常采用惰性氣體焊接。惰性氣體保護(hù)焊MIG焊接速度快，質(zhì)量一般，飛濺較大?？諝庵械亩栊詺怏w的含量較少，提取成本高。冷壓焊技術(shù)是一種金屬材料的連接技術(shù)，應(yīng)用彈性變形和塑性變形等理論，并結(jié)合擠壓，沖壓，滾壓等工藝特點(diǎn)的較小能量的損失的一種加工方法，是一種利用沖頭實(shí)現(xiàn)金屬的連接。利用沖頭沖壓板料，使板料產(chǎn)生強(qiáng)大的塑性變形而將板料連接在一起。冷壓焊應(yīng)用范圍廣泛，目前歐美一些汽車企業(yè)打造的全鋁車身采用壓鉚技術(shù)。隨著冷壓焊連接理論與實(shí)踐的成熟，將廣泛的被應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域。目前國(guó)外的一些研究機(jī)構(gòu)正在致力于冷壓焊設(shè)備的研究，冷壓焊設(shè)備加快汽車節(jié)能減重的步伐，能量損失較少，對(duì)于板料的利用率很高，但是由于壓力的大小對(duì)材料連接的質(zhì)量的影響較大，因此對(duì)于冷壓焊過(guò)程中的施壓裝置常常有較高的要求。在冷壓焊連接的過(guò)程中往往不能夠一次壓焊成功，沖擊力過(guò)大影響焊接質(zhì)量，既不能節(jié)省能源同時(shí)也會(huì)使得板料在鉚接的過(guò)程中發(fā)生較強(qiáng)的硬化現(xiàn)象，影響接頭的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法，保證了接頭結(jié)合質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有省時(shí)省工、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置，包括電機(jī)1，電機(jī)I通過(guò)電機(jī)蓋2固定在機(jī)架12 上，電機(jī)I輸出軸和太陽(yáng)軸3連接，太陽(yáng)軸3作為雙級(jí)行星輪4的太陽(yáng)輪，雙級(jí)行星輪4的輸出軸與絲杠7的一端連接，絲杠7由軸承5支撐，軸承5通過(guò)機(jī)架蓋6固定在機(jī)架12上， 絲杠螺母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(dǎo)軌14上，導(dǎo)軌14固定在機(jī)架12上，絲杠螺母8和沖頭10連接，板料11放置在沖頭10正下方的機(jī)架12上。所述的雙級(jí)行星輪4的兩個(gè)外齒圈為一體，靠近電機(jī)I 一端的雙級(jí)行星輪4的外圈的齒數(shù)多于遠(yuǎn)離電機(jī)I的外圈的齒數(shù)。一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊方法，電機(jī)I旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩給太陽(yáng)軸3，太陽(yáng)軸3作為雙級(jí)行星輪4的太陽(yáng)輪傳遞扭矩給雙級(jí)行星輪4，雙級(jí)行星輪4的輸出端將扭矩通過(guò)鍵傳遞給絲杠7，保證絲杠7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠7帶動(dòng)絲杠螺母8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8被導(dǎo)軌13 限制做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)沖頭10做直線運(yùn)動(dòng)，沖頭10在沖擊放置在機(jī)架12上的板料11 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為板料成形的塑性成形能，當(dāng)板料11的變形量達(dá)到冷壓焊的變形要求時(shí)，兩個(gè)板料11冷壓焊成功，沖頭10復(fù)位，進(jìn)行下一次的冷壓焊過(guò)程。本發(fā)明能夠?qū)⑼N金屬或者異種薄板金屬連接在一起，不產(chǎn)生熱影響區(qū)，利用雙級(jí)行星輪將電機(jī)的扭矩增大傳遞給絲杠，并通過(guò)絲杠螺母將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過(guò)程中，這個(gè)組合的設(shè)備極大的提高了兩個(gè)板料連接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有省時(shí)省工、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。參照附圖，一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置，包括電機(jī)I，電機(jī)I通過(guò)電機(jī)蓋2固定在機(jī)架12上，電機(jī)I輸出軸通過(guò)鍵和太陽(yáng)軸3連接，太陽(yáng)軸3作為雙級(jí)行星輪4的太陽(yáng)輪，雙級(jí)行星輪4的輸出軸通過(guò)鍵與絲杠7的一端連接，絲杠7由軸承5支撐，軸承5通過(guò)機(jī)架蓋 6固定在機(jī)架12上，絲杠螺母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(dǎo)軌14上，導(dǎo)軌14固定在機(jī)架12上，絲杠螺母8和沖頭10連接，板料11放置在沖頭 10正下方的機(jī)架12上。所述的雙級(jí)行星輪4的兩個(gè)外齒圈為一體，靠近電機(jī)I 一端的雙級(jí)行星輪4的外圈的齒數(shù)多于遠(yuǎn)離電機(jī)I的外圈的齒數(shù)。一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊方法，電機(jī)I旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩給太陽(yáng)軸3，太陽(yáng)軸3作為雙級(jí)行星輪4的太陽(yáng)輪傳遞扭矩給雙級(jí)行星輪4，雙級(jí)行星輪4的輸出端將扭矩通過(guò)鍵傳遞給絲杠7，保證絲杠7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠7帶動(dòng)絲杠螺母8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8被導(dǎo)軌13 限制做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)沖頭10做直線運(yùn)動(dòng)，沖頭10在沖擊放置在機(jī)架12上的板料11 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為板料成形的塑性成形能，當(dāng)板料11的變形量達(dá)到冷壓焊的變形要求時(shí)，兩個(gè)板料11冷壓焊成功，沖頭10復(fù)位，進(jìn)行下一次的冷壓焊過(guò)程。本發(fā)明的工作原理是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)完成冷壓焊過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生熱影響區(qū)，保證結(jié)合處材料的性能，并在一定程度上強(qiáng)化了材料。電機(jī)I和導(dǎo)軌14固定在機(jī)架12上保證了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)I帶動(dòng)太陽(yáng)軸3、雙級(jí)行星輪4、絲杠7、 絲杠螺母8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8將絲杠7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，利用導(dǎo)軌14將絲杠螺母8限定在直線方向上運(yùn)動(dòng)，并利用滑塊13引導(dǎo)絲杠螺母8做直線運(yùn)動(dòng)，沖頭10與絲杠螺母8 —起做直線運(yùn)動(dòng)，沖頭10在絲杠螺母8的帶動(dòng)下沖擊板料11，沖頭10將雙級(jí)行星輪4大的扭矩傳遞給板料11，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為塑性變形功，當(dāng)兩個(gè)板料11的變形量達(dá)到冷壓焊對(duì)材料變形量的要求時(shí)，冷壓焊結(jié)束，沖頭10復(fù)位。
權(quán)利要求
1.一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置，包括電機(jī)(I)，其特征在于電機(jī)(I)通過(guò)電機(jī)蓋 (2)固定在機(jī)架(12)上，電機(jī)(I)輸出軸和太陽(yáng)軸(3)連接，太陽(yáng)軸(3)作為雙級(jí)行星輪 ⑷的太陽(yáng)輪，雙級(jí)行星輪⑷的輸出軸與絲杠(7)的一端連接，絲杠(7)由軸承(5)支撐， 軸承(5)通過(guò)機(jī)架蓋￠)固定在機(jī)架(12)上，絲杠螺母(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(dǎo)軌(14)上，導(dǎo)軌(14)固定在機(jī)架(12)上，絲杠螺母(8)和沖頭(10)連接，板料(11)放置在沖頭(10)正下方的機(jī)架(12)上。
2.采用權(quán)利要求I所述的一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置進(jìn)行冷壓焊的方法，其特征在于雙級(jí)行星輪(4)的兩個(gè)外齒圈為一體，靠近電機(jī)(I) 一端的雙級(jí)行星輪(4)的外圈的齒數(shù)多于遠(yuǎn)離電機(jī)(I)的外圈的齒數(shù)。
3.采用權(quán)利要求I所述的一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置進(jìn)行冷壓焊的方法，其特征在于電機(jī)⑴旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩給太陽(yáng)軸⑶，太陽(yáng)軸⑶作為雙級(jí)行星輪⑷的太陽(yáng)輪傳遞扭矩給雙級(jí)行星輪(4)，雙級(jí)行星輪(4)的輸出端將扭矩通過(guò)鍵傳遞給絲杠(7)，保證絲杠(7) 做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠(7)帶動(dòng)絲杠螺母⑶做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母⑶被導(dǎo)軌(13)限制做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)沖頭(10)做直線運(yùn)動(dòng)，沖頭(10)在沖擊放置在機(jī)架(12)上的板料(11) 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為板料成形的塑性成形能，當(dāng)板料(11)的變形量達(dá)到冷壓焊的變形要求時(shí)， 兩個(gè)板料(11)冷壓焊成功，沖頭(10)復(fù)位，進(jìn)行下一次的冷壓焊過(guò)程。
全文摘要
一種雙級(jí)行星輪控冷壓焊裝置及其冷壓焊方法，裝置包括電機(jī)，電機(jī)輸出軸和太陽(yáng)軸連接，太陽(yáng)軸作為雙級(jí)行星輪的太陽(yáng)輪，雙級(jí)行星輪的輸出軸與絲杠的一端連接，絲杠螺母固定在螺母套上，螺母套固定在滑塊上，滑塊配置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌固定在機(jī)架上，絲杠螺母和沖頭連接，板料放置在沖頭正下方的機(jī)架上，電機(jī)帶動(dòng)絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)太陽(yáng)軸將其扭矩傳遞給雙級(jí)行星輪，通過(guò)行星輪提高輸出扭矩，絲杠螺母將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母帶動(dòng)沖頭做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)板料變形量達(dá)到冷壓焊的板料的變形量時(shí)，冷壓焊成功，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)不同材質(zhì)不同厚度以及不同尺寸要求的連接，提高了生產(chǎn)效率，具有省工省時(shí)、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K20/00GK102581466SQ20121004237
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者井慶祝, 張琦, 徐凡, 范淑琴, 趙升噸, 韓曉蘭 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)