CN108080964B - 一种多功能焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能焊接设备，包括设备架和依序固定在设备架上的支撑板、夹持定位机构、切削机构、摩擦焊接装置，夹持定位机构包括滑轨、定位底座、第一夹持组件、第二夹持组件，切削机构包括第一切削组件和第二切削组件，第一切削组件包括第三连接座、螺纹套筒、丝杆、切刀和手柄；第二切削组件包括连接杆和镗刀。本发明的夹持定位机构通过多方位对工件进行夹持，稳定性强，另外通过在设备架上增设切削机构，有效减少了成品工件焊缝位置的焊痂、焊瘤，提高了成品工件的内壁、外壁的平整度，适应航空、石油、核工业等特种设备高品质的要求。

Description

一种多功能焊接设备

技术领域

本发明属于特种加工设备技术领域，尤其涉及一种多功能焊接设备。

背景技术

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程，促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或同时加热又加压金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类。

其中在特种加工设备技术领域内，例如矿山、石油或核工业等设备零部件，由于其胚料的密度大、焊接面积大的特点，通常采用压焊的方式，其中平煅加热和摩擦焊是焊接加工企业常用的方法：平煅加热是在加热设备的辅助作用下，利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使两个接近熔融状态下的互相挤压产生塑性变形而焊接固定，摩擦焊是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。

授权公告号CN101952077B的专利文献公开了一种摩擦焊接设备，向所述伺服电机供电并且主轴转动，由此向一个工件以及另一个工件施加固定的相对转动运动,并且,在这样做的同时，所述一个工件与所述另一个工件彼此接触，并且向其施加摩擦推力从而使所述两个工件和之间的结合界面软化。接着，该摩擦焊接设备进行减速直到所述主轴的每分钟转数变为相位调节每分钟转数；当所述主轴的每分钟转数达到所述相位调节每分钟转数时，离合器装置与所述主轴接合，并且切断对所述伺服电机的供电，从而停止所述主轴的转动。该结构仅对摩擦焊接设备进行改进，为涉及工件的固定方式和焊痂处理方式，实际使用意义有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多功能焊接设备，本发明的夹持定位机构通过多方位对工件进行夹持，稳定性强，另外通过在设备架上增设切削机构，有效减少了成品工件焊缝位置的焊痂、焊瘤，提高了成品工件的内壁、外壁的平整度，适应航空、石油、核工业等特种设备高品质的要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能焊接设备，包括设备架和依序固定在设备架上的支撑板、夹持定位机构、切削机构、摩擦焊接装置，

所述支撑板下端与设备架固定连接，所述支撑板上设置进料孔，所述支撑板靠近夹持定位机构的侧端面设置两个第一伸缩缸，

所述夹持定位机构包括滑轨、定位底座、第一夹持组件、第二夹持组件，所述滑轨与设备架固定连接，所述定位底座与滑轨滑动连接，所述第一夹持组件和第二夹持组件均固定在滑轨上端面，所述第一夹持组件包括两个第一连接座和位于两个第一连接座之间的第一夹具，所述第一伸缩缸的端部与第一连接座固定连接，所述第一夹具包括上夹具和下夹具，所述下夹具与定位底座固定连接；所述第二夹持组件包括两个对称设置的第二连接座和第二夹具，每个第二连接座上均固定设置第二伸缩缸，第二夹具包括前夹具和后夹具，前夹具和后夹具分别与第二伸缩缸远离第二连接座的端部固定连接；

所述切削机构包括第一切削组件和第二切削组件，所述第一切削组件包括第三连接座、螺纹套筒、丝杆、切刀和手柄，所述第三连接座与其中一个第二连接座固定连接，螺纹套筒与第三连接座固定连接，所述丝杆与螺纹套筒螺纹配合，切刀和手柄分别设置在丝杆的两端；所述第二切削组件包括连接杆和镗刀。

进一步的，所述摩擦焊接装置包括伺服电机、转轴、转轴箱、旋转夹具和控制箱，所述伺服电机的输出轴与转轴的一端传动连接，所述旋转夹具固定在转轴的另一端，连接杆远离镗刀的一端与旋转夹具相匹配。

进一步的，所述设备架上设置第三伸缩缸，所述第三伸缩缸上端设置中频加热装置，中频加热装置位于夹持定位机构和摩擦焊接装置之间。

进一步的，所述支撑板远离第一伸缩缸的侧端面设置防抖动机构，所述防抖动机构包括多个第四伸缩缸，多个第四伸缩缸沿周向均匀布置在进料孔的四周，所述第四伸缩缸的端部设置滚轮。

进一步的，上夹具和下夹具之间通过螺栓进行固定，所述前夹具和后夹具均设置L形卡槽，所述L形卡槽内设置防滑板，所述防滑板的外端面设置防滑锯齿。

进一步的，所述支撑板和摩擦焊接装置之间设置固定柱。

本发明的有益效果是：

1.本发明依托现有技术中的摩擦焊接装置，增加支撑板、夹持定位机构和切削机构，待加工的半成品工件从进料孔内水平进入，支撑板为半成品工件的尾端提供支撑，支撑板侧端面的两个第一伸缩缸为夹持定位机构和半成品工件提供推力，支撑板的结构设计在摩擦焊接过程中提供稳定的支撑力；

配合第一伸缩缸的推顶，定位底座、第一夹持组件和第二夹持组件通过滑轨与设备架滑动连接，滑轨与设备架固定连接，定位底座与滑轨滑动连接，第一夹持组件和第二夹持组件均固定在滑轨上端面，第一夹持组件的第一夹具从上、下对半成品工件竖直方向夹持固定，第二夹持组件的第二夹具从前、后对半成品工件水平方向夹持固定，需指出的是：第一连接座提供第一伸缩缸的施力点，第二连接座为第二伸缩缸提供施力点；夹持定位机构的结构设计从多个方位为半成品工件提供加持力，当摩擦焊接装置在高速旋转过程中，可有效预防半成品工件同轴转动的问题发生，增加摩擦焊接过程中的稳定性；

在摩擦焊接后的焊缝处内侧、外侧均会产生焊痂，此时打开第一夹持组件和第二夹持组件使加工好的成品工件可跟随摩擦焊接装置一起转动，通过丝杆与螺纹套筒之间的螺纹配合实现切刀的前进，使切刀从侧壁对外部的焊痂进行切削；对于端部为敞口的成品工件，在其被夹持固定的状态下，将成品工件从摩擦焊接设备的旋转夹具上拆除，并控制第一伸缩缸后退一定距离，在将第二切削组件的连接杆固定在摩擦焊接装置的旋转夹具上，然后控制第一伸缩缸前进，使连接杆端部的镗刀伸入成品工件内，开启摩擦焊接装置，镗刀对成品工件内壁焊缝处的焊痂进行切削；切削机构的设计有效减少了成品工件焊缝位置的焊痂、焊瘤，提高了成品工件的内壁、外壁的平整度，适应航空、石油、核工业等特种设备高品质的要求，例如工件在用于气体、流体输送的过程中，可预防焊痂脱落影响气体、流体的品质。

2.设备架上设置第三伸缩缸，第三伸缩缸上端设置中频加热装置，中频加热装置位于夹持定位机构和摩擦焊接装置之间，具体使用时，将其中一个半成品工件固定在旋转夹具上，另外一个半成品工件通过夹持定位机构进行固定，控制第一伸缩缸实现两个半成品工件的相互挤压接触，控制第三伸缩缸推动中频加热装置移动至两个半成品工件的接触位置进行加热使其达到熔接温度，第一伸缩缸持续加压是两个半成品工件挤压固定；本结构设计通过增设中频加热装置，可以实现两个半成品工件之间的锻压成型，例如方形结构或者不规则结构的半成品工件之间的焊接，从而实现本发明的功能多样性，减少企业设备的成本投入，一机多用。

3.在对工件外壁的焊痂处理过程中，整个工件仅在靠近摩擦焊接装置的一端进行固定，通常工件的长度较长或者平整度不够，在整个工件转动过程中，工件靠近支撑板的端部存在抖动的问题，对切削位置造成一定影响，本发明在支撑板远离第一伸缩缸的侧端面设置防抖动机构，防抖动机构包括多个第四伸缩缸，第四伸缩缸设计为至少三个，多个第四伸缩缸沿周向均匀布置在进料孔的四周，第四伸缩缸的端部设置滚轮，当使用第一切削结构对成品工件外壁的焊痂进行处理时，位于成品工件四周的第四伸缩缸对成品工件进行接触式限位或者非接触式限位，预防该位置的端部抖动或者晃动的问题发生，提高切削效率和品质。

4.上夹具和下夹具之间通过螺栓进行固定，前夹具和后夹具均设置L形卡槽， L形卡槽内设置防滑板，防滑板的外端面设置防滑锯齿，本结构设计可有效提高前夹具和后夹具与工件之间的接触面积，从而进一步提高夹持定位过程中的稳定性。

5.由于第一伸缩缸的推顶作用，本申请在支撑板和摩擦焊接装置之间设置固定柱，可以提高整体设备的结构强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明支撑板、防抖动机构的结构示意图；

图3为本发明第一夹具的结构示意图；

图4为图3的左视结构示意；

图5为本发明第二夹持组件的结构示意图；

图6为第一切削组件的结构示意图；

图7为第二切削组件的结构示意图。

图中标号：1-设备架，2-支撑板，3-固定柱，4-第三伸缩缸，5-中频加热装置，6-进料孔，7-第一伸缩缸，8-第四伸缩缸，9-滚轮，10-滑轨，11-定位底座，12-第一连接座，13-上夹具，14-下夹具，15-第二连接座，16-第二伸缩缸，17-前夹具，18-后夹具，19-防滑板，20-防滑锯齿，21-第三连接座，22-螺纹套筒，23-丝杆，24-切刀，25-手柄，26-连接杆，27-镗刀，28-转轴，29-转轴箱，30-控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明包括设备架1和依序固定在设备架1上的支撑板2、夹持定位机构、切削机构、摩擦焊接装置，设备架1采用钢桁架结构，承重效果好，支撑板2和摩擦焊接装置之间安装有固定柱3，设备架1上固定安装第三伸缩缸4，第三伸缩缸4上端固定连接中频加热装置5，中频加热装置5位于夹持定位机构和摩擦焊接装置之间；

如图2所示，支撑板2下端与设备架1之间通过螺栓固定连接，支撑板2上设置进料孔6，进料孔6外周设置凸台状加强筋，支撑板2靠近夹持定位机构的侧端面设置两个第一伸缩缸7（图1中仅示出前方的一个），支撑板2远离第一伸缩缸7的侧端面设置防抖动机构，防抖动机构包括多个第四伸缩缸8，本实施例中的第四伸缩缸8为三个通过连接底板与支撑板2进行固定，三个第四伸缩缸8沿周向均匀布置在进料孔6的四周，第四伸缩缸8的端部安装滚轮9；

如图3-6所示，夹持定位机构包括滑轨10、定位底座11、第一夹持组件、第二夹持组件，滑轨10与设备架1固定连接，定位底座11与滑轨10滑动连接，第一夹持组件和第二夹持组件均固定在滑轨10上端面，第一夹持组件包括两个第一连接座12（图1中示出前方的一个）和位于两个第一连接座12之间的第一夹具，每个第一伸缩缸7的端部与其中一个第一连接座12固定连接，第一夹具包括可拆卸式连接的上夹具13和下夹具14，上夹具13和下夹具14的通过螺栓进行固定，下夹具14的下端与定位底座11固定连接；第二夹持组件包括两个对称设置的第二连接座15和第二夹具，每个第二连接座15上均固定设置第二伸缩缸16，第二夹具包括前夹具17和后夹具18，前夹具17和后夹具18分别与第二伸缩缸16远离第二连接座15的端部固定连接，前夹具17和后夹具18相对的一侧均开设L形卡槽，L形卡槽内固定安装齿状的防滑板19，防滑板19的外端面一体成型防滑锯齿20；

如图6和图7所示，切削机构包括第一切削组件和第二切削组件，第一切削组件包括第三连接座21、螺纹套筒22、丝杆23、切刀24和手柄25，第三连接座21与其中一个第二连接座15固定连接，螺纹套筒22与第三连接座21固定连接，丝杆23与螺纹套筒22螺纹配合，24切刀和25手柄分别固定在丝杆23的两端；第二切削组件包括连接杆26和镗刀27；

如图1所示，摩擦焊接装置采用现有技术的设备，包括伺服电机(图未示)、转轴28、转轴箱29、旋转夹具(图未示)和控制箱30，伺服电机的输出轴与转轴28的一端通过皮带传动连接，旋转夹具固定在转轴的另一端且位于转轴箱29内部，连接杆26远离镗刀27的一端与旋转夹具相匹配；

需指出的是：第一伸缩缸、第二伸缩缸、第三伸缩缸、第四伸缩缸均可采用液压式伸缩结构。

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，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种多功能焊接设备，其特征在于：包括设备架和依序固定在设备架上的支撑板、夹持定位机构、切削机构、摩擦焊接装置，

所述支撑板下端与设备架固定连接，所述支撑板上设置进料孔，所述支撑板靠近夹持定位机构的侧端面设置两个第一伸缩缸，

所述夹持定位机构包括滑轨、定位底座、第一夹持组件、第二夹持组件，所述滑轨与设备架固定连接，所述定位底座与滑轨滑动连接，所述第一夹持组件和第二夹持组件均固定在滑轨上端面，所述第一夹持组件包括两个第一连接座和位于两个第一连接座之间的第一夹具，所述第一伸缩缸的端部与第一连接座固定连接，所述第一夹具包括上夹具和下夹具，所述下夹具与定位底座固定连接；所述第二夹持组件包括两个对称设置的第二连接座和第二夹具，每个第二连接座上均固定设置第二伸缩缸，第二夹具包括前夹具和后夹具，前夹具和后夹具分别与第二伸缩缸远离第二连接座的端部固定连接；

所述切削机构包括第一切削组件和第二切削组件，所述第一切削组件包括第三连接座、螺纹套筒、丝杆、切刀和手柄，所述第三连接座与其中一个第二连接座固定连接，螺纹套筒与第三连接座固定连接，所述丝杆与螺纹套筒螺纹配合，切刀和手柄分别设置在丝杆的两端；所述第二切削组件包括连接杆和镗刀；

所述支撑板远离第一伸缩缸的侧端面设置防抖动机构，所述防抖动机构包括多个第四伸缩缸，多个第四伸缩缸沿周向均匀布置在进料孔的四周，所述第四伸缩缸的端部设置滚轮；

上夹具和下夹具之间通过螺栓进行固定，所述前夹具和后夹具均设置L形卡槽，所述L形卡槽内设置防滑板，所述防滑板的外端面设置防滑锯齿。

2.根据权利要求1所述的一种多功能焊接设备，其特征在于：所述摩擦焊接装置包括伺服电机、转轴、转轴箱、旋转夹具和控制箱，所述伺服电机的输出轴与转轴的一端传动连接，所述旋转夹具固定在转轴的另一端，连接杆远离镗刀的一端与旋转夹具相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种多功能焊接设备，其特征在于：所述设备架上设置第三伸缩缸，所述第三伸缩缸上端设置中频加热装置，中频加热装置位于夹持定位机构和摩擦焊接装置之间。