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本文将XK6336数控摇臂铣床改造成一台回抽式搅拌摩擦焊机，保留原数控铣床的机架和工作台，重新设计焊机的B轴回转装置、Z轴数控滑台和回抽式动力头等部件。改造后，回抽式搅拌摩擦焊机具有6轴5联动控制系统的，6轴分别为工作台横向运动轴（X轴）、工作台纵向运动轴（Y轴）、动力头伸缩运动轴（Z轴）、搅拌针伸缩运动轴（Z轴）、动力头旋转运动轴（B轴）、数控转台旋转轴（C轴），其中X、Y、Z、B、C是5个联动轴。回抽式搅拌摩擦焊机可以实现以下焊接工艺试验：（1）XY平面内的直线、圆形和曲线焊缝；（2）ZX平面内的环形焊缝以及起伏焊缝；（3）变厚度工件的焊接（4）焊缝尾部匙孔消除；（5）无匙孔搅拌摩擦点焊。本文根据搅拌摩擦焊工艺参数和焊接过程中搅拌头承受的力和力矩，确定了焊机各运动轴的基本参数和力学指标。本文通过对6mm厚7075（T6）铝合金进行搅拌摩擦焊对接试验，测量出焊接过程中搅拌头承受的轴向力和径向力的最大值、平均值以及变化曲线。并通过理论计算出了搅拌头承受的摩擦扭矩。焊机的力学指标是在搅拌头承受力和力矩的基础上乘以1.5~1.8倍安全系数得出的。焊机的力学指标：搅拌头承受的最大轴向力为25kN，平均轴向力为12.5kN；最大径向力为2.5kN，平均径向力为1.25kN，最大摩擦扭矩50Nm，平均摩擦扭矩为20Nm；搅拌针承受的最大轴向力为6.5kN，平均轴向力2.7kN，最大摩擦扭矩5Nm,平均摩擦扭矩为2.5Nm。根据搅拌摩擦焊机的设计参数，对铣床保留部分进行可行性分析，重新设计了回抽式动力头、Z轴数控滑台、B轴转动装置等机构。回抽式动力头是在电主轴的基础上增加了搅拌针回抽装置构成的，实现在焊接过程中搅拌针长度的调节，用于变厚度工件焊接、焊后匙孔消除和无匙孔搅拌摩擦点焊。Z轴数控滑台拖动回抽式动力头上下运动，实现搅拌头插入退出工件。B轴转动装置控制着回抽式动力头、Z轴数控滑台绕Y轴旋转，实现搅拌头和工件的倾角，同X、Y、Z轴联动可完成ZX竖直面内的环形工件和起伏焊缝的焊接。采用激光跟踪仪对装配后的回抽式搅拌摩擦焊机进行几何精度和运动精度的检测。检测结果表明，各个运动轴的几何精度、运动精度满足技术要求。随后，用搅拌摩擦焊接工艺验证了焊机的功能要求，目前完成了直缝、圆形、曲线焊缝的焊接。