CN102744515B - 径向摩擦焊加压工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种径向摩擦焊加压工装，包括支撑部分和径向加压部分；所述支撑部分为套状的夹具体，径向加压部分包括绕夹具体轴线均匀分布并径向滑动连接于夹具体工作端的多个夹爪以及沿夹具体轴向与各夹爪滑动配合并由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动用于将油缸推力转化为夹爪径向压力的推力套，夹具体工作端设置有供夹爪滑动连接的径向直通槽，本发明的径向摩擦焊加压工装，滑动承力采用滑键结构，夹爪设置为带侧滑槽的整体结构，具有足够的刚性和强度，不易变形和断裂，可保证夹爪与推力套的配合面结构稳定，使夹爪和推力套进退平稳，能够满足较厚环状焊件对工作压力的需要，焊接质量好，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种径向摩擦焊专用工装装置，尤其涉及一种高刚性的径向摩擦焊加压工装。
背景技术
径向摩擦焊是利用环状焊件圆柱形接触面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热，使被焊接面的金属达到塑化状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶实现连接的一种焊接方法，焊接面上线速度均匀，利于异种材料管件(如铜环套于钢管外壁)的焊接，具有焊接质量稳定、重现性好、节能和效率高等优点。
径向摩擦焊是在具有旋转主轴、轴向移动夹具和轴向推力油缸的摩擦焊机上安装可将油缸推力转化为对环状焊件的径向压力的专用工装实现的，轴体焊件装夹于轴向移动夹具固定，环状焊件装夹于径向压力工装，主轴带动径向压力工装和环状焊件旋转，同时径向压力工装能够将油缸推力转化为径向压力作用于环状焊件外壁，通过带动环状焊件旋转和对其进行加压使之与轴体焊件外壁摩擦产生塑性变形进而两焊件材料间相互扩散和动态再结晶实现焊接，在现有的径向摩擦焊加压工装的设计中，考虑大多数径向摩擦焊工件的环基本在圆柱或圆管的前端及夹持点与焊接点尽可能近的设计原则，基本采用了骑墙结构，使用过程中发现：卡爪复位不平稳，复位键存在拖变形现象，且卡爪与推力套锥角容易出现误差，使焊接着力点移动到卡爪的后端，造成卡爪变形。
因此为保证焊接质量，适应较厚的环状焊件，提高工作压力，防止卡爪变形或断裂，需要高刚性的径向摩擦焊加压工装，保证夹爪结构强度，进而保证夹爪与推力套的配合面结构稳定，使夹爪和推力套进退平稳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种径向摩擦焊加压工装，夹爪结构强度高，不易变形和断裂，可保证夹爪与推力套的配合面结构稳定，使夹爪和推力套进退平稳，能够满足较厚环状焊件对工作压力的需要，焊接质量好，实用性强。
本发明的径向摩擦焊加压工装，包括支撑部分和径向加压部分；所述支撑部分为套状的夹具体，夹具体一端为用于固接于摩擦焊机主轴的固定端，另一端为工作端；所述径向加压部分包括绕夹具体轴线均匀分布并径向滑动连接于夹具体工作端的多个夹爪以及由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动并沿夹具体轴向与各夹爪滑动配合用于将油缸推力转化为夹爪径向压力的推力套，夹具体工作端设置有供夹爪滑动连接的径向直通槽。
进一步，所述夹爪沿夹具体周向两侧设置有径向滑槽，径向直通槽设置有用于与径向滑槽滑动配合的径向滑键；
进一步，所述夹爪沿夹具体径向外侧面为锥形面并设置有与锥面斜度相同的T形槽，各夹爪沿夹具体径向外侧面位于同一锥形面，所述推力套包括由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动的锥套和固定于锥套的滑键，锥套设置有与夹爪锥形面相匹配的锥形孔并与各夹爪的锥形面滑动配合，滑键包括与锥套固接的连接环和与连接环一体设置并与各夹爪T形槽滑动配合的导向块；
进一步，所述夹爪向夹具体轴线一侧凸起形成用于顶压环状焊件外壁的凸块；
进一步，所述夹具体固定端外壁设置有用于与摩擦焊机主轴连接的外螺纹。
本发明的有益效果是：本发明的径向摩擦焊加压工装，滑动承力采用滑键结构，夹爪设置为带侧滑槽的整体结构，具有足够的刚性和强度，不易变形和断裂，可保证夹爪与推力套的配合面结构稳定，使夹爪和推力套进退平稳，能够满足较厚环状焊件对工作压力的需要，焊接质量好，实用性强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为夹具体结构示意图；
图3为夹爪结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为夹具体结构示意图，图3为夹爪结构示意图，如图所示：本发明的径向摩擦焊加压工装，包括支撑部分和径向加压部分；所述支撑部分为套状的夹具体1，夹具体1一端为用于固接于摩擦焊机主轴的固定端，另一端为工作端；所述径向加压部分包括绕夹具体1轴线均匀分布并径向滑动连接于夹具体1工作端的多个夹爪2以及由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动并沿夹具体1轴向与各夹爪2滑动配合用于将油缸推力转化为夹爪2径向压力的推力套3，夹具体1工作端设置有供夹爪2滑动连接的径向直通槽11，本实施例中夹爪2和径向直通槽11分别设置为八个，径向直通槽11侧壁与底面夹角以及夹爪2上相应棱边处均设置有倒角，焊件各处受径向力较均匀，夹具体1上槽与槽之间宽窄合适并且通过倒角结构降低加工难度，消除局部应力，利于保证夹具体1结构强度，设计较合理。
本实施例中，所述夹爪2沿夹具体1周向两侧设置有径向滑槽21，径向直通槽11设置有用于与径向滑槽21滑动配合的径向滑键12，夹爪2具有足够的刚性和强度，不易变形和断裂，使进退平稳，能够满足较厚环状焊件对工作压力的需要，利于保证焊接质量。
本实施例中，所述夹爪2沿夹具体1径向外侧面为锥形面并设置有与锥面斜度相同的T形槽22，各夹爪2沿夹具体1径向外侧面位于同一锥形面，所述推力套3包括由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动的锥套31和固定于锥套31的滑键，锥套31设置有与夹爪2锥形面相匹配的锥形孔并与各夹爪2的锥形面滑动配合，滑键包括与锥套31固接的连接环32和与连接环32一体设置并与各夹爪2T形槽22滑动配合的导向块33，连接环32与锥套31之间以及锥套31与推力油缸活塞之间采用螺栓连接固定，推力套3在推力油缸的推力作用下滑动并通过锥套31推动夹爪2径向滑动对环状焊件外壁进行径向加压，实现轴向推力与径向压力之间的有效转化，油缸带动推力套3回位时，通过滑键的导向块33与夹爪2之间的滑动连接带动夹爪2复位，结构紧凑，设计合理，自动化程度高。
本实施例中，所述夹爪2向夹具体1轴线一侧凸起形成用于顶压环状焊件外壁的凸块23，凸块23长度根据环状焊件径向尺寸设定，通过配备具有不同长度的凸块23的夹爪2，可实现不同尺寸焊件的焊接，实用性强。
本实施例中，所述夹具体1固定端外壁设置有用于与摩擦焊机主轴连接的外螺纹，连接强度高，轴向承载能力强，拆装方便。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种径向摩擦焊加压工装，其特征在于：包括支撑部分和径向加压部分；所述支撑部分为套状的夹具体，夹具体一端为用于固接于摩擦焊机主轴的固定端，另一端为工作端；所述径向加压部分包括绕夹具体轴线均匀分布并径向滑动连接于夹具体工作端的多个夹爪以及由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动并沿夹具体轴向与各夹爪滑动配合用于将油缸推力转化为夹爪径向压力的推力套，夹具体工作端设置有供夹爪滑动连接的径向直通槽；所述夹爪沿夹具体周向两侧设置有径向滑槽，径向直通槽设置有用于与径向滑槽滑动配合的径向滑键。
2.根据权利要求1所述的径向摩擦焊加压工装，其特征在于：所述夹爪沿夹具体径向外侧面为锥形面并设置有与锥面斜度相同的T形槽，各夹爪沿夹具体径向外侧面位于同一锥形面，所述推力套包括由摩擦焊机推力油缸带动轴向滑动的锥套和固定于锥套的滑键，锥套设置有与夹爪锥形面相匹配的锥形孔并与各夹爪的锥形面滑动配合，滑键包括与锥套固接的连接环和与连接环一体设置并与各夹爪T形槽滑动配合的导向块。
3.根据权利要求2所述的径向摩擦焊加压工装，其特征在于：所述夹爪向夹具体轴线一侧凸起形成用于顶压环状焊件外壁的凸块。
4.根据权利要求3所述的径向摩擦焊加压工装，其特征在于：所述夹具体固定端外壁设置有用于与摩擦焊机主轴连接的外螺纹。
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