CN102744518B - 径向摩擦焊定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向摩擦焊定位工装，安装于径向摩擦焊加压工装夹具体内孔，包括通过轴承同轴的转动连接于所述夹具体内孔的轴承芯轴以及与轴承芯轴同轴设置并且可轴向滑动和限位的弹性定位座，本发明的径向摩擦焊定位工装，适于对各种径宽比的环状焊件进行精确、有效的定位，可避免装偏，保证焊后零件尺寸精度，满足产品的后续加工要求。

Description

径向摩擦焊定位工装

技术领域

本发明涉及径向摩擦焊专用工装装置，尤其涉及一种定位精确的径向摩擦焊定位工装。

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，基于径向摩擦焊的基本特点，环形工件的轴向定位是影响焊后零件尺寸精度的关键因素之一，是保证焊接产品能否满足产品后续加工要求的控制条件，在径向摩擦焊接加工中，曾采用纯粹人工安装，通过根据试焊的结果确认环状工件与卡爪前端的相对尺寸然后靠操作工人保证焊件的轴向位置，其缺陷是大批量加工时，操作人员劳动强度较大，后来采用人工手持定位工装安装，根据计算需将环状焊件推送至压力工装的深度来设计定位工装的结构，定位尺寸由工具确定，与纯粹人工安装相比可减轻操作人员的劳动强度，但经实验表明，采用手持定位工装对径宽比小于4的工件定位效果较好，对径宽比大于10的工件，容易装偏。

因此，为了解决上述问题，需要对现有的定位工装加以改进，适于对各种径宽比的环状焊件进行精确、有效的定位，避免装偏，保证焊后零件尺寸精度，满足产品的后续加工要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种定位精确的径向摩擦焊定位工装，适于对各种径宽比的环状焊件进行精确、有效的定位，可避免装偏，保证焊后零件尺寸精度，满足产品的后续加工要求。

本发明的径向摩擦焊定位工装，安装于径向摩擦焊加压工装夹具体内孔，包括通过轴承同轴的转动连接于所述夹具体内孔的轴承芯轴以及与轴承芯轴同轴设置并且可轴向滑动和限位的弹性定位座。

进一步，所述轴承芯轴为管状结构，弹性定位座包括与轴承芯轴内孔轴向滑动配合并且两端伸出轴承芯轴外的定位杆、固定于定位杆前端用于对套状焊件进行轴向定位的定位板、套于定位杆设置的用于对弹性定位座轴向向前弹顶的压缩弹簧和固定设置于定位杆后端可挡于轴承芯轴定位并且轴向可调的定位块；

进一步，所述弹性定位座还包括套于定位杆前端过渡配合并固定连接于定位板的加固套，所述压缩弹簧弹顶于加固套和轴承芯轴之间，轴承芯轴内孔为可供压缩弹簧伸入并限位的台阶孔，加固套与轴承芯轴之间留有轴向间隙，弹性定位座整体可相对于轴承芯轴轴向移动将压缩弹簧压缩并通过加固套挡于轴承芯轴定位；

进一步，所述定位杆后端设置有外螺纹，所述定位块为设置于定位杆后端外螺纹的调整螺母；

进一步，连接于轴承芯轴与夹具体的轴承为至少背向设置的两个角接触轴承；

进一步，所述角接触轴承为同轴挨紧排列设置的三个，位于两端的两个角接触轴承背向设置；

进一步，所述轴承芯轴前端设置有挡于前端角接触轴承内圈的台阶面。

本发明的有益效果是：本发明的径向摩擦焊定位工装，适于对各种径宽比的环状焊件进行精确、有效的定位，可避免装偏，保证焊后零件尺寸精度，满足产品的后续加工要求。

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。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的径向摩擦焊定位工装，安装于径向摩擦焊加压工装夹具体8内孔，包括通过轴承同轴的转动连接于所述夹具体8内孔的轴承芯轴1以及与轴承芯轴1同轴设置并且可轴向滑动和限位的弹性定位座，夹具体8为阶梯型套结构，其内孔为可为轴承芯轴1及轴承安装和弹性定位座往复滑动提供空间的阶梯型孔，装夹环状焊件时先将环状焊件平稳放置于于夹具体8内并紧贴于弹性定位座，焊接开始时通过夹具预夹紧约束环状焊件，另一焊件伸入环状焊件内并进一步伸入将弹性定位座推至滑动极限位置，环状工件在预夹紧约束的作用下保持在搁置位置，进而实现了环形工件的轴向定位，摩擦焊接过程中夹具体8带动环状焊件旋转，弹性定位座和轴承芯轴1通过轴承转动配合设置于夹具体8内孔与另一焊件相对静止。

本实施例中，所述轴承芯轴1为管状结构，弹性定位座包括与轴承芯轴1内孔轴向滑动配合并且两端伸出轴承芯轴1外的定位杆2、固定于定位杆2前端用于对套状焊件进行轴向定位的定位板3、套于定位杆2设置的用于对弹性定位座轴向向前弹顶的压缩弹簧4和固定设置于定位杆2后端可挡于轴承芯轴1定位并且轴向可调的定位块5，定位板3与环状焊件截面对应的设置为圆盘形结构并通过螺栓垂直于定位杆2紧固连接，定位杆2前端为靠近环状焊件夹持位置的一端，轴向向前即朝向定位杆2前端。

本实施例中，所述弹性定位座还包括套于定位杆2前端过渡配合并固定连接于定位板3的加固套6，所述压缩弹簧4弹顶于加固套6和轴承芯轴1之间，轴承芯轴1内孔为可供压缩弹簧4伸入并限位的台阶孔，加固套6与轴承芯轴1之间留有轴向间隙，弹性定位座整体可相对于轴承芯轴1轴向移动将压缩弹簧4压缩并通过加固套6挡于轴承芯轴1定位，定位板3与加固套6通过螺栓紧固连接，通过设置加固套6可有效保证定位板3与定位杆2的连接强度，保证结构稳定，调节定位块5使加固套6与轴承芯轴1之间间隙为计算值，然后通过试验，将间隙调整到满足产品使用要求，装夹环状焊件时先将环状焊件平稳放置于于夹具体8内并紧贴于弹性定位座，焊接开始时通过夹具预夹紧约束环状焊件，另一焊件伸入环状焊件内并进一步伸入推动弹性定位座使加固套6与轴承芯轴1之间间隙为零，环状工件在预夹紧约束的作用下保持在搁置位置，进而实现了环形工件的轴向定位。

本实施例中，所述定位杆2后端设置有外螺纹，所述定位块5为设置于定位杆2后端外螺纹的调整螺母，螺母结构轴向承载能力强，调节方便，利用现有技术即可进行加工制作，成本较低。

本实施例中，连接于轴承芯轴1与夹具体8的轴承为至少背向设置的两个角接触轴承7，本结构的两角接触轴承7可承受轴向推力作用，结构合理，性能可靠，轴承芯轴1与轴承以及轴承与夹具体8之间可通过热装固定。

本实施例中，所述角接触轴承7为同轴挨紧排列设置的三个，位于两端的两个角接触轴承7背向设置，可进一步保证轴承芯轴1与夹具体8的同轴度，当然，如果轴承芯轴1及弹性定位座承受径向力作用较大而导致转动不平稳可增加角接触轴承7数量。

本实施例中，所述轴承芯轴1前端设置有挡于前端角接触轴承7内圈的台阶面，结构设计合理，轴向限位可靠，能适应焊件轴向推力的冲击。

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 (5)

1.一种径向摩擦焊定位工装，安装于径向摩擦焊加压工装夹具体内孔，其特征在于：包括通过轴承同轴的转动连接于所述夹具体内孔的轴承芯轴以及与轴承芯轴同轴设置并且可轴向滑动和限位的弹性定位座；所述轴承芯轴为管状结构，弹性定位座包括与轴承芯轴内孔轴向滑动配合并且两端伸出轴承芯轴外的定位杆、固定于定位杆前端用于对套状焊件进行轴向定位的定位板、套于定位杆设置的用于对弹性定位座轴向向前弹顶的压缩弹簧和固定设置于定位杆后端可挡于轴承芯轴定位并且轴向可调的定位块；所述弹性定位座还包括套于定位杆前端过渡配合并固定连接于定位板的加固套，所述压缩弹簧弹顶于加固套和轴承芯轴之间，轴承芯轴内孔为可供压缩弹簧伸入并限位的台阶孔，加固套与轴承芯轴之间留有轴向间隙，弹性定位座整体可相对于轴承芯轴轴向移动将压缩弹簧压缩并通过加固套挡于轴承芯轴定位。

2.根据权利要求1所述的径向摩擦焊定位工装，其特征在于：所述定位杆后端设置有外螺纹，所述定位块为设置于定位杆后端外螺纹的调整螺母。

3.根据权利要求2所述的径向摩擦焊定位工装，其特征在于：连接于轴承芯轴与夹具体的轴承为至少背向设置的两个角接触轴承。

4.根据权利要求3所述的径向摩擦焊定位工装，其特征在于：所述角接触轴承为同轴挨紧排列设置的三个，位于两端的两个角接触轴承背向设置。

5.根据权利要求4所述的径向摩擦焊定位工装，其特征在于：所述轴承芯轴前端设置有挡于前端角接触轴承内圈的台阶面。