Устройство для сварки трением

 

Изобретение относится к устройствам для сварки трением. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства. Устройство содержит станину и электромагнитный привод осевого усилия, выполненный в виде кольцевого магнитопровода с катушками на противоположных торцах и двух расположенных со стороны катушек якорей. Один из якорей жестко связан с зажимом для вращаемой детали. Зажимное устройство для невращаемой детали установлено с возможностью раздельного и совместного перемещения с другим якорем. Магнитопровод и оба якоря установлены с возможностью установочного осевого перемещения. Размещение электромагнитов по обе стороны стыка дает возможность уменьшить рабочие зазоры между магнитопроводом и каждым из якорей и при суммарной величине зазоров, равной величине осадки, развивать значительные осевые усилия. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (gg)g B 23 K 20/12.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4190809/25-27 (22) 04.02,87 (46) 30.10.90.Бюл. М - 40 (71) Научно-производственное объедине«ие "АНИТИМ" (72) В.И. Коминов (53) 621 791.14 (088.8) (56) дыски« В.И. и др. Приспособление для сварки трением к токарному станку. — Свароч«ое производство, 1983, N - 6, с.36, Авторское свидетельство СССР

N - 893468, кл. В 23 К 20/12, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к устройствам для сварки трением. Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства. Устройство содержит станину и электромагнитИзобретение относится к сварке,а именно к устройствам для сварки деталей трением.

Целью изобретения является расши— ре«ие технологических возможностей.

На фиг.1 изображена схема устройства для сварки трением на .окарном станке; «а фиг.2 — вид А «а фиг.1; на фиг,3 — вид Б «а фиг.1.

Устройство размещено на станине токарного станка («е показан), в патроне которого закрепляется полый вал 1 жестко связанный с зубчатым колесом 2, входящим в зацепление с шестерней 3, расположен«ой жестко на

2 ный привод осевого усилия, выполненный в виде кольцевого магнитопровода с катушками на противоположных торцах и двух расположенных со стороны катушек якорей. Один из якорей жест ко связан с зажимом для вращаемой детали. Зажимное устройство для невращаемой детали установлено с возможностью раздельного и совместного перемещения с другим якорем. Магнитопровод и оба якоря установлены с возможностью установочного осевого перемещения. Размещение электромагнитов по обе стороны стыка дает возможность уменьшить рабочие зазоры между магнитопроводом и каждым из якорей и при суммарной величине зазоров, равной величине осадки, развивать значительные осевые усилия.

3 ил. конце вала 4, который установлен на подшипниках 5, закрепленных в раме 6, включающей заднюю 7 и переднюю 8 скалки (фиг.1.). .В средней части вала

4 размещена муфта свободного хода известного выполнения, обеспечивающая передачу крутящего момента только в одном направлении. Эта муфта содержит шестерню 9, жестко закрепленную на валу 4 и помещенную в обойму 10, и имеющую на наружной поверхности зубья. Между шестерней 9 и обоймой

10 помещены заклинивающие ролики 11, Обойма 10 находится в зацеплении с шестерней 12, жестко связанной с по1602649 лым валом 13, установленным ыа подшипниках 14 в раме 6 с возможностью осевого перемещения. На конце вала 13 закреплен зажим 15, жестко связанный с маховиком 16, являющимся одновременно и якорем электромагнита, Электромагнит выполнен в виде кольцевого магнитопровода 17 с радиальным пазом 18 по одной торцовой сторо- 1р не (см.фиг ° 2), обеспечивающим доступ инструмента для закрепления заготовки, и с кольцевыми пазами, в которые с торцов установлены катушки 19 и 20.

Иагнитопровод размещен посредством 15 подшипников 21 скольжения на скалках 7,8; рамы 6 с возможностью осевого перемещения и стопорения фиксаторами 22.

При этом с одной стороны в отверстие магнитопровода 17 соосно установлен 20 зажим 15. С другой стороны магнитопровода 17 также соосно в его отверстие установлен зажим 23, который жестко закреплен на винте 24, выполненном со сквозным отверстием 25 и 25 шлицами 26, расположенными на другом. конце зажима 23, Винт 24 через резьбовое соединение связан с кареткой

27, установленной с возможностью осевого перемещения на подшипниках 28 3р скольжения по скалкам 7 и 8, при помощи суппорта токарного станка. Со стороны зажима 23 торцовая часть каретки 27 выполнена в виде якоря 29, расположенного с возможностью взаимо- 35 действия с.магнитопроводом 17 через упругий элемент 30, установленный между ними, а.на другой стороне каретки 27 выполнена кольцевая проточка 31 со шлицами 32. 40

В проточку 31 установлена втулка

33 с рычагом 34 и со шлицами на наружной цилиндрической поверхности, соответствующими шлицам 32 каретки 27, а также со шлицами на внутренней 45 цилиндрической поверхности, соответствующими шлицам 26 винта 24.

В зажиме 25 закреплена заготовка

35, подлежащая вращению, а в зажиме

23 — неподвижная заготовка 36, Заго- 5р товки 35 и 36 закреплены соосно, так как зажим 15 установлен соосно относительно зажима 23.

Рама 6 устанавливается на направ ляющие станины токарного станка и крепится к ним посредством пластины .

37 с помощью болта 38, шайбы 39 и гайки 40 (см.фиг.3).

В качестве привода установочного перемещения каретки 27 с якорем 29 и зажимом 23 в описанном варианте устройства использован привод продоль ного перемещения суппорта токарного станка (не показан) °

Устройство работает следующим образом.

В патроне токарного станка закрепляется колесо 2 с валом 1, На станине устанавливается рама 6, закрепляется гайкой 40 так, чтобы оси зажимов 15 и 23 совпадали, при этом ко- . лесо 2 входит в зацепление с шестерней 3, а суппорт оказывается расположенным между кареткой 27 и передней скалкой 8. Затем производится установка и закрепление заготовок 35 и 36 в следующей последовательности. Вначале перемещается вправо каретка 27 при помощи суппорта, затем вал 13 с расположенными на нем деталями перемещается влево. Перемещение вращающегося зажима влево при установке сваривае— мой детали осуществляется вручную, также допускается использование рычага (инструмента), конец которого устанавливается в паз 18 на магнитопроводе 17. Прй необходимости перемещение вращающегося зажима влево может осуществляться вывинчиванием винта 24 сразу же после сварки или посредством суппорта в такой последовательности: после сварки заготовок в зажиме 15 освобождается заготовка 35, затем на определенную величину суппортом каретка 27 перемещает-. ся вправо вместе со сваренными заготовками, после этого зажимается в зажиме 15 заготовка 35 и суппортом перемещается влево вместе с кареткой

27 вращающийся зажим, I

В зажим 15 устанавливается заготов-. ка 35 и закрепляется инструментом через радиальный паз 18 в магнитопроводе 17, осевым перемещением которого по скалкам 7 и 8 устанавливается рабочий зазор между маховиком 16 и магни— топроводом 17. Затем магнитопровод

17 стопорится фиксатором 22. Втулка

33 выводится из проточки 31 и вращением ее за рычаг 34 вывинчивают винт 24, при этом зажим 23 перемещается вправо. Заготовка 36 закрепляется в зажим 23. Затем каретка 27 приводом суппорта перемещается влево до соприкосновения якоря 29 через

2649

6 и 36. Для этого вначале в зажиме 15 инструментом через паз 18 в магнитопроводе 17 освобождается один конец сварного соединения. Затем приводом перемещения суппорта каретка 27 перемещается вправо так, чтобы магнитопровод 17 не мешал освобождать иэ зажима 23 другой конец сварного соедине1р ния ° В освободившиеся зажимы 15 и 23 устанавливаются новые заготовки и процесс сварки повторяется.

Суммарное осевое перемещение ма-!

5 ховика 16 и якоря 29 равно осадке заготовок. При сварке действующее осевое усилие на заготовки 35 и 36 измейяется нелинейно в зависимости от рабочего зазора, который складывается из перемещения маховика 16 и: якоря 29, где перемещение якоря 29 определяется жесткостью упругого элемента 30 ° При этом упругий элемент 30 исключает прилипание к магнитопроводу 17 якоря 29. Максимальное осевое усилие создается при относительном равенстве величины перемещения якоря 29 и маховика 16.

При сварке длинномерных. заготовок последние устанавливаются в зажим 15 с исгользованием отверстий в шпиндельном узле токарного станка, в валах и 13, а в зажим 23 — с использованием отверстия 25 °

40

Подается ток на катушки 19 и 20, в результате возникают электромагнитные силы, от действия которых к магнитопроводу 17 притягиваются маховик

16 и якорь 29, создавая осевое уси— лие на стыке заготовок 35 и 36. Отно- 50 сительное вращение заготовок 35 и 36 и их сжатие обеспечивают нагрев заго— товок 35 и 36 до пластического состояния в зоне стыка, пластическую деформацию и сварку. Однако относительное вращение прекращается возникающим моментом сопротивления в процессе сварки,. После остановки выключается ток и вынимаются сваренные заготовки 35

160 упругий элемент 30 с магнитопроводом

17. Вращением втулки 33 за рычаг 34 производят ввинчивание винта 24 до соприкосновения заготовок 35 и 36, после чего втулка 33 по шлицам вводится в проточку 31, тем самым осуществляется надежное фиксирование зажима 23.

Далее включается привод вращения патрона токарного станка и маховик

16 вместе с деталями, расположенными на валу 13, начинает раскручиваться до заданного числа оборотов, которос определяется установлением соответствующей рабочей скорости в приводе токарного станка с учетом повышающей передачи: обойма 10 — шестерня 12..

Передача крутящего момента на маховик 16 осуществляется через вал

1, зубчатое колесо 2, шестерню 3, вал 4 с закрепленной на нем шестерней 9. При вращении шестерни 9 ролики 11 закатываются в узкую часть паза между внутренней поверхностью обоймы 10 и поверхностью шестерни 9, благодаря этому становится возможной передача крутящего момента через зубчатое зацепление обоймы 10 и шестерни 12 на вал 13 с установленным на нем маховиком 16.

После раскручивания маховика 16 привод вращения патрона отключается. Маховик со всеми деталями, расположенными на валу 13, и шестерней

12 продолжает вращаться по инерции.

Ролики ll выходят з широкую часть упомянутого паза между поверхностями обоймы 10 и шестерни 9 и поэтому вал

4, связанный через колесо 2 и шестерню 3, и вал 1 с патроном прекращают вращение, не влияя на вращение маховика 16. !

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет. существенно увеличить осевое усилие, так как электромагнитные силы изменяются нелинейно, а осадка заготовок 35 и 36 при сварке суммируется из перемещений двух, не связанных между собой, расположенных по обе стороны стыка якорей, от чего рабочий зазор каждого из нйх можно уменьшить (при величине осадки, равной суМме зазоров, осевые усилия, развиваемые описанным устройством, будут значительно больше, чем в прототипе); .увеличить габариты закрепляемых в зажимах заготовок 35 и 36 в связи с наличием сквозных отверстий в шпиндельном узле и задней бабке; увеличить частоту вращения вращающейся заготовки за счет того, что передача крутящего момента заготовок осуществляется через зубчатые передачи 2,3,11,12, связывающие заяим

15 с приводом токарного станка..1602649

Формула изобретения

78 19 20

Z9

2/

Дур ) б

Рог,д

Рог.2

Составитель И.Фелицина

Редактор М.Бандура Техред М.Дидык

Корректор Л,0cауленко

Заказ 3349 Тираж 634 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр» ГKlfT СССР

113035, .Москва, 335, Раушская наб., л. 4/ 5

Производственно-издательский комбинат "11атент", г. г;огород, ул. 1"агарина, 101

Устройство для сварки трением, содержащее станину, зажимное устройство для невращаемой,; детали и электромагнитный привод осевого усилия, выполненный в виде кольцевого магнитопровода с катушками на противоположных торцах и двух расположенных со стороны катушек якорей, один из которых жестко связан с зажимпым устройством для вращаемой детали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, зажимное устройство для невращаемой детали установлено с возможностью раздельного и совместного перемещения со вторым якорем, при этом магнитопровод и оба якоря установлены с возможностью установочного перемещения,