CN2140803Y

CN2140803Y - 管材摩擦焊机

Info

Publication number: CN2140803Y
Application number: CN 92230791
Authority: CN
Inventors: 韩余林; 杨得山; 张金禄; 刘振清; 葛子仁
Original assignee: JIA-MU-SI COAL MINE MACHINERY FACTORY
Current assignee: JIA-MU-SI COAL MINE MACHINERY FACTORY
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1993-08-25
Anticipated expiration: 2002-08-21

Abstract

一种管材摩擦焊机，包括床身和中间夹具，床头箱对称地设置于床身的左右两侧，回转夹具固联在床头箱的一端，其中的卡爪工作表面经软金属复合处理后在施加较大的夹持力时，仍不会伤害已精加工过的工件表面。液压控制回路中采用双泵供液辅以蓄能器的支持，使本装置的床头箱通过加压油缸驱动既具备快进快退的功能，并在工件顶锻阶段能够提供足够大的轴向顶锻力。本装置可以在保证已精加工后的工件表面精度不变的前提下，一次完成双道焊缝的焊接。

Description

本实用新型涉及一种摩擦焊接大直径管材的专用机械设备，尤其适用于煤矿单体液压支柱生产中活柱体的焊接。

在我国，摩擦焊接理论的研究与应用尽管已有多年历史，但到目前为止，只是在工具制造、管路连接等方面采用。而且多为焊后工件精度要求不高或焊接后再进行精加工的工件。对于大批量生产的矿用单体液压支柱中活柱体的加工，由于大规格的活柱体属长工件，若焊前不分段精加工，焊后加工既不便搬运又受设备限制不易实现。同时，活动体工件要求为三段组焊而成，为了保证其整体的同轴度要求，应一次形成双焊道。

为了适应活柱体生产加工的特殊要求，本实用新型的目的就在于提供一种利用摩擦焊接方法同时实现双道焊缝的专用焊接设备。

本实用新型是通过以下技术措施来实现的：

一种焊接管材用的摩擦焊机，包括机床床身，床头箱和置于其中的加压油缸，以及液压控制回路。所述床头箱对称地设置于机床床身的两端，且可沿床身导轨往复移动，在床头箱的一端设有可沿其轴线旋转的迴转夹具，中间夹具固联于床身导轨的中部。

所述中间夹具包括一块用以夹持工件的V型块和定位铁，分别与其相连接的是控制夹持运动的夹紧油缸和用于调整被夹工件对中性的丝杆，在丝杆端部设置有锁紧螺母。

所述迴转夹具是：油缸通过联结法兰与主轴箱体联接，其内侧装有活塞，且在端部设有端盖；在活塞与夹具体之间依次设置有推力轴承和内锥套，以及起固联用作的法兰盘，夹具体的一端通过螺栓与机床主轴联接，另一端连有用于限制沿主轴圆周均布的、且工作表面经软金属复合处理的三块卡爪轴向窜动的法兰；沿轴向位于卡爪内侧中部还设置有在放松工件时靠弹力使卡爪反向位移的弹簧圈。

所述液压控制回路中设置双台液压泵供液，其中第二台泵的工作压力大于第一台泵的工作压力，而第二台泵的额定流量小于第一台泵的额定流量。

第二台泵通过电磁阀控制床头箱加压油缸。在第二台泵的出口处设有蓄能器。

本实用新型的优点是：

1、由于本实用新型采用两端迴转夹具对称布置形式，可同时相对于中间固定夹具形成双焊道摩擦焊接，因而可有效地避免分段焊接时造成的不同轴度偏差，保证了加工件的同轴度要求。

2、由于本实用新型中的迴转夹具夹持工件部位进行了软金属复合处理，从而保证了已精加工的工件外表面在摩擦焊接过程中，不受较大摩擦力和顶锻力的影响而能保持原有的精度等级及表面粗糙度。

3、由于采用本实用新型克服了原工艺过程的诸多不便，既能保证产品的精度要求，同时也大大减轻了工人的劳动强度，减化了工艺过程，提高了劳动产生率。

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型的总体示意图；

图2为本实用新型中中间夹具的结构图；

图3为本实用新型中迴转夹具的结构图；

图4为本实用新型的液压原理图。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1示意性地表示了本实用新型装置的总体结构，其中序号1表示床头箱部分，该部分分别对称地设置在床身4的左右两端，且其结构是相同的。床头箱1可在床头箱加压油缸（位于床头箱内图中未示出）的驱动下沿床身4上的导轨移动。两床头箱1相对侧设有沿床头箱轴线向外突出的迴转夹具2，中间夹具3固连于床身4的中部。

图2详细表示了中间夹具3的具体结构。从图中可以看出，中间夹具3的左侧设有一个轴线与被焊工件轴线（即本实用新型装置主轴线）相垂直的夹紧油缸5。夹紧油缸5的缸体通过螺栓固定在侧立板6上，而其活塞杆则穿过侧立板6上的孔伸出与V型铁7固定连接。定位铁9的前面设置一块定位板8，调整丝杆10穿过后立板11与定位铁9固连。由上述结构可知，V型铁7和定位铁9可分别在夹紧油缸5和调整丝杆10的带动下沿底衬板12相对靠近或互相分离的滑动。这样，在首次加工之前，利用调整丝杆10将定位铁9和定位板8调至满足预定加工精度的位置，然后，利用螺母13将其锁定后，即可通过控制夹紧油缸5而将被焊接工件精确牢固地夹持在预定工位上，或更换被焊工件。

图3以局部剖视的方式表示了迴转夹具2的详细结构，其中并未对床头箱1的结构予以详细的完整表示，因这部分内容是公知技术。

图中以序号16表示床头箱1中的主轴。油缸体19通过联接法兰14与床头箱1的外壳固定连接，油缸体19同时还是迴转夹具2的支承外壳。夹具体15的左端通过螺栓固连在床头箱1的主轴16上，其右端则沿其轴线开设三条纵向的槽，槽中分别容纳有夹持工件的卡爪18。在卡爪18的内侧设有用以使卡爪18复位的弹簧圈22，在卡爪18的右侧设置有法兰盘23。法兰盘23是由螺栓固定在夹具体15上的，由此而将卡爪18保持在夹具体15中并限制了其在夹具体15上的纵向槽中沿轴向的位移。活塞20呈带凸台的圆柱形套筒，通过端盖21将活塞20保持在油缸体19上，并形成相应的左、右液压腔室24和25。内锥套17通过两组推动力轴承连接于活塞20的内孔，并可随活塞20一起作轴向移动。从图中可以看出，内锥套17内孔右端设有向图中右侧直径逐渐增大的内圆锥，其锥度与卡爪18的锥度相互吻合。同时，内锥套17左侧的内孔直径与夹具体15相应段的外径相互配合，并可沿夹具体15的外径滑动。这样，当左液压腔室24进液时，活塞20便在液压力的驱动下向右运动，同时带动内锥套17一起向右运动，这样三个卡爪18便在内锥套17右侧的内圆锥的带动下向着迴转卡具2轴线的方向在夹具体15的纵向槽中沿径向移动，也就是说，如图3中所示的这一块卡爪18将向下运动。这样，便将工件夹持住，并使其可以在卡爪18的夹持作用下随主轴16一起旋转。而当右液压腔室25进液时，活塞20向图中左侧移动。这时，卡爪18上的约束力被消除，弹簧圈22恢复变形的弹力将各卡爪18向着远离迴转夹具2轴线的方向推出，则卡爪18便脱离与工件的接触。

需要指出的是，卡爪18的工作面，即夹持工件的表面，是经过软金属复合处理的，其方法包括采用铜合金嵌于卡爪18的工作表面等等。这样便保证了已经过精加工的工件外表面在焊接过程中，即在较大的摩擦力和顶锻力的作用下，不会被卡爪18划伤，并在完成焊接以后仍然保持其原有的精度等级和表面粗糙度。

在本实用新型装置中，左、右两侧的迴转卡具2的结构完全相同。

下面将参照图4对本装置的液压系统及工作原理予以简要的描述。由于本装置的工作原理要求两床头箱1要具备快进和快退的功能，因此在液压控制回路中设置了一个大流量压力较低的泵26。同时，又由于本装置在工作过程中是先通过被焊工件以一定轴向力（如11吨左右）的作用而相对转动摩擦后再施以较大的轴向力（如22吨左右）进行顶锻，因此在系统中还设置了另一个流量较小但压力较大的第二台泵27。为了辅助第二台泵27的工作，还设置了一只蓄能器28，以用在短时间内提供高压。当然，也可以采用单泵供液，但其效果不佳。

图中序号29和30分别表示迴转夹具2中的加紧油缸，而序号31表示中间夹具3中的夹紧油缸5。序号34和35表示的是左、右床头箱中离合器控制油缸。左、右床头箱1的驱动是分别采用两组油缸32和33控制的，从图中可以看出，这两组油缸同时还与小流量大压力的第二台泵27和蓄能器28相连。这样便可为这两组油缸32和33提供高压供液的工作方式，以满足顶锻的工作要求。当然，在本系统中，高低压油路是相互隔离的，即第二台泵27和蓄能器28是由单独的电磁阀控制向系统供液。在图1中为清晰起见，并未表示出床头箱加压油缸的布置形式，实际上这两组油缸分别置于两床头箱1中，其活塞杆伸出与中间夹具3固连，通过控制对加压缸的进、排液，带动床头箱1相对床身4滑动。

另外，从液压系统图中可以看出，本装置中的各执行元件均由单独的电磁阀控制，这就使得本装置的工作形式可以得到方便灵活的选择，即在必要时，可以只进行一道焊缝的加工。当然也完全可以严格同步地一次进行两道焊缝的加工。也正是由于本装置在机械结构和液压控制上采用了左、右两侧完全对称的布置，再配以对卡爪工作表面的软金属复合处理，才得以使本实用新型装置具备明显区别于现有摩擦焊机的优越效果，即在保证焊接件已加工表面精度的前提下，实现了一次完成双道焊缝的工作。

Claims

1、一种焊接管材用的摩擦焊机，包括机床床身，床头箱和置于其中的加压油缸，以及液压控制回路，其特征在于，所述床头箱对称地设置于机床床身的两端，且可沿床身导轨往复移动，在床头箱的一端设有可沿其轴线旋转的迴转夹具，中间夹具固联于床身导轨的中部。

2、如权利要求1所述的摩擦焊机，其特征在于，所述中间夹具包括一块用以夹持工件的V型块和定位铁，分别与其相连接的是控制夹持运动的夹紧油缸和用于调整被夹工件对中性的丝杆，在丝杆端部设置有锁紧螺母。

3、如权利要求1所述的摩擦焊机，其特征在于，所述迴转夹具是：油缸通过联结法兰与主轴箱体联接，其内侧装有活塞，且在端部设有端盖；在活塞与夹具体之间依次设置有推力轴承和内锥套，以及起固联用作的法兰盘，夹具体的一端通过螺栓与机床主轴联接，另一端连有用于限制沿主轴圆周均布的、且工作表面经软金属复合处理的三块卡爪轴向窜动的法兰；沿轴向位于卡爪内侧中部还设置有在放松工件时靠弹力使卡爪反向位移的弹簧圈。

4、如权利要求1所述的摩擦焊机，其特征在于，所述液压控制回路中设置双台液压泵供液，其中第二台泵的工作压力大于第一台泵的工作压力，而第二台泵的额定流量小于第一台泵的额定流量。

5、如权利要求4所述的摩擦焊机，其特征在于，在第二台泵的出口处设有蓄能器。