Устройство для шовной контактной сварки

 

Использование: изготовление многослойных дисковых пил методом контактной сварки. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с приводом перемещения, две электродные головки с роликовыми электродами и приводом их сжатия. Электроды установлены с возможностью свободного вращения. Устройство включает также оправку для закрепления свариваемой заготовки с приводом вращения. Приводы перемещения каретки, сжатия электродов и вращения оправки связаны между собой через систему управления. Скорость радиального перемещения корпуса связана с частотой вращения оправки по приведенной в описании формуле. 2 ил.

Изобретение относится к установкам для шовной контактной сварки и может быть использовано при изготовлении многослойных дисковых пил.

Известно устройство для шовной контактной сварки, содержащее корпус с приводом его перемещения, размещенные на корпусе привод сжатия и две электродные головки с роликовыми электродами, установленными на оси с возможностью свободного вращения, оправку для закрепления детали с приводом вращения.

Известное устройство имеет следующие недостатки: отсутствует кинематическая связь между приводом перемещения корпуса и приводом вращения оправки; невозможно поддерживать постоянную скорость скольжения электродов относительно свариваемой заготовки на различных расстояниях от оси вращения заготовки.

В результате известное устройство не позволяет использовать его для получения спиральных или концентричных свариваемых швов с одинаковой скоростью перемещения электродов относительно заготовки на различных расстояниях от оси вращения заготовки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве привод вращения оправки, привод перемещения корпуса и привод сжатия электродов связаны между собой через систему управления, причем скорость радиального перемещения корпуса связана с частотой вращения оправки по формуле: = tg ϕ; ω˙R const, где S_м скорость радиального перемещения корпуса; ϕ- угол наклона спирали свариваемого шва; R расстояние от точки контакта роликового электрода с заготовкой до оси оправки; ω- частота вращения оправки. При этом роликовые электроды установлены с возможностью свободного вращения, а оси вращения роликовых электродов перпендикулярны оси вращения изделия.

Это позволяет выполнять свариваемый шов в виде спирали с различным углом подъема, концентричных окружностей, лучей, мозаики и т.д. Корпус пилы становится неоднородным по твердости, в результате в процессе резания происходит демпфирование колебаний стоячих волн, что ведет к устойчивости процесса резания. В устройстве возможность получения разных по форме швов обеспечивается кинематической связью частоты вращения изделия (оправки) и радиальной подачи роликовых электродов.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 векторная схема движений.

Устройство для шовной контактной сварки содержит роликовые электроды 1 и 2, установленные на осях с возможностью свободного вращения в электродных головках 3, которые с возможностью свободного вращения на осях 4 установлены в корпусе, состоящем из двух рычагов 5, связанных шарниром 6. Рычаги 5 соединены между собой приводом 7 сжатия. Свариваемое изделие 8 закрепляется на оправке 9, имеющей привод 10 вращения. Корпус может совершать радиальное перемещение посредством привода 11 с ходовым винтом 12. Привод 11 кинематически связан с приводом 10 вращения, например, через систему 13 управления по формуле: = tg ϕ; ω˙R const, где S_м скорость радиального перемещения корпуса; ϕ- угол наклона спирали свариваемого шва; R расстояние точки контакта роликового электрода с заготовкой до оси оправки; ω- частота вращения оправки. Оси 4 перпендикулярны осям роликовых электродов 1 и 2. На электроды 1 и 2 подается напряжение питания (не показано).

Устройство работает следующим образом.

На оправку 9 устанавливаются диски и фиксируются. Включается привод 10 вращения оправки с изделием. Включается привод 11, подводящий корпус с электродами 1 и 2 к изделию 8 в исходное положение (например, к периферии изделия). Подается электрический ток к электродам 1 и 2, привод 7 сжатия сжимает рычаги 5 и включается рабочая программа системы 13 управления, обеспечивающая кинематическую связь движений по заданному закону.

Постоянная скорость перемещения электродов 1 и 2 относительно изделия позволяет получить одинаково высокое качество сварки как на периферии, так и у центра изделия (изделие вращается медленнее, когда электроды расположены ближе к периферии, и быстрее, когда близко к оправке). После сварки элементы устройства возвращаются в исходное положение, а изделие удаляется. Имея различные программы в системе 13 управления, можно получать различную по форме линию сварки, а также менять угол наклона спирали (чем больше радиальная подача корпуса, тем больше угол).

Например, для выполнения сварочных швов в виде прямых радиальных лучей выполняются следующие движения: привод 10 приводит в движение оправку 9, силовой цилиндр 7 периодически сжимает электроды (если необходимо иметь 6 радиальных швов, то через каждые 60^о происходит сжатие), в момент сжатия на электроды подается напряжение. После одного поворота детали включается привод 11 и перемещает электроды в радиальном направлении на шаг (на новую окружность), где электроды 1 и 2 также выполняют шесть точечных сварок, снова включается привод 11 и электроды снова перемещаются на шаг и т.д. Точечные сварки каждой окружности в радиальном направлении при этом имеют вид лучей.

Возможен и другой вариант сварки дисков в виде радиальных швов-лучей: диск неподвижен, электроды сжаты и включен привод 11 выполняется сварка в виде радиального луча. Далее происходит делительный поворот заготовки (например, на 60^о) и выполняется следующий шов и т.д.

Возможны другие варианты сварных швов, например в виде мозаики: привод 11 и 10 включены, а силовой цилиндр 7 периодически сжимает электроды 1 и 2 на поверхности детали остаются хаотично расположенные места точечной сварки.

Возможны швы сплошные или точечные в виде лучей, концентрично расположенных окружностей, и т.д. Вид шва зависит от взаимной работы приводов 10 и 11 и силового цилиндра 7, что управляется системой 13.

Формула изобретения

Устройство для шовной контактной сварки, содержащее корпус с приводом его перемещения, размещенные на корпусе две электродные головки с роликовыми электродами, установленными на оси с возможностью свободного вращения, привод сжатия электродов, а также оправку для закрепления свариваемой заготовки с приводом вращения, отличающееся тем, что оси вращения роликовых электродов перпендикулярны оси вращения изделия, привлд перемещения корпуса, привод вращения оправки и привод сжатия электродов связаны между собой через систему управления, при этом скорость радиального перемещения корпуса связана с частотой вращения оправки по следующей зависимости: причем ω·R = const,
где S_м скорость радиального перемещения корпуса;
ω частота вращения оправки;
R расстояние от точки контакта роликового электрода с заготовкой до оси оправки;
v угол наклона спирали свариваемого шва.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2