Устройство для сварки трением

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнх

Соцналнстнческих республик (11) 71 6743

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено 05.01.76 (21) 2310822/25-27 с присоединением заявки М (23}Приоритет

В 23 К 19/02

Ьеудэрстаениьд квинтет

ССьр йв аллан изобретеннй и открытий

Опубликовано 25.02.80; Бюллетень .% 7 (53) УДК 621.791. .14 (088.8) Дата опубликования описания 25 02 80 (72) Авторы изобретении

А. Ф. Маркин, А. Г. Мустафин и А. Т. Радченков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к устройствам для сварки трением.

Известно устройство для сварки трением, содержащее зажим первой заготовки, закреп-. ленный в шпинделе передней бабки, зажим второй заготовки, установленный в корпусе, имеющем возможность осевого перемещения от привода, и механизм для прекращения относительного вращения заготовок 11).

Это устройство работает следующим образом.

Детали, подлежащие сварке, вставляются в зажимы шпинделя и суппорта. Нажимом кнопки включают рабочий цикл машины, при кбтором происходит предварителып» и зажим дета- лей, после чего фрикционной муфтой включа15 ют вращение шпинделя и. с помощью гидроцилиндров начинают. подвод суппорта к шпинделю.

После соприкосновения торцов деталей давле-. ние s гидросети возрастает, и суппорт переключают на рабочее перемещение. На рабочеь ходу происходит. сжатие деталей осевым усилием, обеспечивающим усилие нагрева, возникают силы трения, которые вызывают выделение тепла и интенсивнътй нагрев торцов и прилегающего

4 к ним металла. Через некоторый промежуток времени осевое усилие резко повышается до величины, обеспечивающей дальнейший нагрев деталей, по истечении которого переключением фрикционной муфты вращение шлинделя мгновенно останавливается, а усилие повышается.

Происходит проковка и сварка деталей. Затем давление сбрасывают, происходит раскрытие цанговых зажимов и отход суппорта назад с помощью гидроцилиндра.

Однако данная машина не позволяет качественно сваривать малогабаритные детали (с сечением до 50 мм ). Трение, имеющее место в гидроцилиндрах, становится соизмеримо с усилием нагрева и проковки, требующимися для сварки малогабаритных деталей. Возникает значительная нестабильность режима сварки по усилию нагрева и проковки, в результате— большая нестабильность качества сварного соединения, т.е. потеря основного достоинства сварки трением, К недостаткам описанного устройства можно отнести также сложность конструкции гид716743

3 росистемы и механизма для мгновенного тор" " можения свариваемых деталей.

Целью изобретения является улучшение качества сварки малогабаритных деталей путем повышения точности воспроизведения требуемых режимов.

Это достигается тем, что устройство снабжено пружиной с нелинейной упругой характерис. тикой, зажим второй заготовки установлен с возможностью вращения и перемещения в осе1 вом направленйи относительн6 корйуса, пружина размещена в корпусе между его торцовой стенкой и зажимом второй заготовки, а механизм для прекращения относительного вращенйя заготовок выполнен в виде двух пар упо- i5 ров, одна из которых расположена в радиальном направлении на корпусе, а другая — на зажиме второй заготовки. Пружина может быть .выполнена в виде усеченного конуса из синтетического уретанового каучука. 20

На фиг. 1 изображено устройство для сварки трением, общий вид; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — график зависимости усилия нагрева и проковкн от величины прогиба пружины, 25

Предлагаемое устройство для сварки трением иснольэуется, напрймср, на токарном станке

1162. В шпинделе 1 передней бабки 2 токар- ного станка с помощью зажима 3 танавлйва ют вращающуюся деталь 4. В задней бабке 5 30 токарного станка, имеющей привод от автоматической продольной подачи, крепится само устройство.

Устройство содержит зажим цаногового типа для закрепления второй (невращающейся) з детали 6, состоящий из цанги 7 и зажимного патрона 8, сжимающего губки цанги при ее осевом поджатии. Патрон смонтирован на подшипниках качения 9 и может вращаться и перемещаться вдоль оси в кбрпусе 10 устрой- t0 ства. В задней части патрона S установлен упорный подшипник (шарик) 11, который через шток 12 воздействует на йружину 13, изготовленную, найрнмер, иэ синтетического уретанового кау"ука СКУ вЂ” 7Л.

Пружйна имеет форму усеченного конуса и характеристику с максимальной нелинейностью на участке проковки.

И передней части патрона 8 расноложены два упора 14, которые в начале рабочего цик- 50 ла находятся в зацеплении с регулируемыми., упорами 15, закрепленными на корпусе 10 винтами 16.

Сварку производят следующим образом.

Свариваемые детали 4 и 6 вставляют до упора в раскрытые зажймы 3 и 7,передней и з.дней бабки. токарного станка. Быстрым перемещением задней бабки приводят в сопри ;косновение торцовые поверхности свфиваемых

4 деталей, происходит их предварительный зажим.

Затем включают вращение шпинделя 1 и автоматическое продольное перемещение задней бабки 5 с вполне определенной величиной подачи, ойределяющей время нагрева н проковки. Прокручйвание свариваемых деталей в зажимах исключено, так как силы трения, возникающие между деталью и цангой, значительно больше сил трения между торцами свариваемых деталей.

По мере автоматического перемещения задней бабки происходит дальнейший зажим деталей в цангах и увеличение осевого усилия в стыке свариваемых деталей, передаваемое пружиной 13 через упорный-подшипник 11 и шток

12. Характеристика пружины выбирается и рас,считывается конкретно для определенного режима сварки. Период нагрева идет с постоянным нарастанием усилия. Возрастающие при этом силы трения обеспечивают интенсивный нагрев торцов деталей. Через определенный промежуток времени упоры 14 выходят из зацепления с регулируемыми упорами 15, и ранее невраща-. ющаяся деталь 6 за счет сил трения торцами свариваемых деталей приводится во вращение.

Относительная скорость обеих свариваемых деталей становится равной нулю.

Образование нераэъемного соединения про исходит в процессе продолжающегося затем их совместного вращения и одновременного резкого увеличения осевого усилия проковки за счет продолжающегося сжатия пружины на участке MRKcHMBJIbHQH нелинейности.

В момент достижения максимального значения усилия проковки вращение шпинделя и автоматическое продольное перемещение задней бабки включается с помощью концевых выключателей, и задняя бабка отводится в исходное положение. Происходит раскрытие цан-, говых зажимов и съем готовой детали.

Регулирование и поддержание других параметров режима сварки, таких как скорость вращения, время нагрева и проковки, обеспечивается с достаточной точностью и стабильностью конструкцией выбранного металлорежущего станка.

Высокая износостойкость и долговечность уретановых каучуков, способность выдерживать высокие удельные давления (до 40-50 кг/мм ) и деформацйю (до 75%), а после снятия перегруэкй восстанавливать свою первоначальную форму (остаточная деформация 1 — 3%), стабиль- . ность упругих характеристик в течение практически неограниченного периода времени, воэможность получения из них пружин любой заданной характеристики позволяет получать в автоматическом режиме очень стабильные по

1 качеству сварные .соединения, i

5 716743 6

Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я корпуса, пружина размещена в корпусе между

его торцовой стенкой и зажимом второй эаго1. Устройство для сварки трением, содержа- товкн, а механизм для прекращения относй=" "" щей зажим первой заготовки, закрепленный в тельного вращения заготовок выполнен в виде шпинделе передней бабки, зажим второй заго- S двух ар упоров, одна из которых расположен» товки, установленный в корпусе, имеющем воэ- в радиальном направлении на корпусе, а дру- можность осевого перемещения от привода, И гая — на зажиме второй заготовки. механизм для прекращения относительного вра1 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ еI щения заготовок, о т л и ч а ю щ е е с "я * "" e с я тем, что пружина выполнена в виде уоетем, что, с целью улучшения качества сварки 1о ченного конуса нз синтетического уретанового малогабаритных деталей путем повышения точ- каучука. ности воспроизведения требуемых режимов; устройство снабжено пружиной с нелинейной уп- Источники информации, ругой характеристикой; зажим второй заготов- принятые во внимание -тфи эксйертизе ки установлен с возможностью вращения и пе- >s 1. Авторское свидетельство СССР N 267315 ремещения в осевом направлении относительйо кл. В 23 К 19 02, 1968 (прототип). г ррагид, ю

ЦНИИПИ

Тираж 1160 Подписное

Заказ 9715/12

Филиал ППП "Патент" r. Ymo o; ул. Проектная, 4