CN109648151A - 一种摩擦焊机自动切边装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦焊机自动切边装置，包括安装于摩擦焊机内的切边装置；所述切边装置包括传动组件和切边组件；所述传动组件包括主动齿轮、从动齿轮、传动轴、轴承座、支座和第一油缸；所述主动齿轮安装于摩擦焊机主轴上；所述从动齿轮安装于所述传动轴的一端部，且与主动齿轮位置相对；所述传动轴上安装有两所述轴承座；位于两所述轴承座之间，在所述传动轴上设有外螺纹段；两所述轴承座分别与两所述支座滑动连接，两所述轴承座均与所述第一油缸相连接；所述切边组件包括移动座、连接于移动座上方的刀座和安装于所述刀座上的切削刀；所述移动座通过其内螺纹孔外套在所述传动轴的外螺纹段处。本发明结构简单，制造成本低，能实现飞边自动切除。

Description

一种摩擦焊机自动切边装置

技术领域

本发明涉及摩擦焊机技术领域，尤其是涉及一种摩擦焊机自动切边装置。

背景技术

摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。

自1991年摩擦焊被发明到现在，摩擦焊已经经历了二十多年的发展。在中国，摩擦焊的研究、开发及推广应用始于1957年的哈尔滨，在市场化的环境下，通过引进、消化、吸收及技术创新，摩擦焊得到了快速发展，尤其在航空、航天兵器等竣工制造领域，在国家政策和项目的支持下，摩擦焊必将在我国其它工业领域得到较快的推广应用。面对中国在航空、航天、船舶铁路、能源等领域的远景规划和长远发展，以及潜在的巨大市场需求，摩擦焊在未来的3-5年内将迎来快速发展和应用的高峰。摩擦焊的推广应用将提升中国工业企业在铝合金、镁合金、铜合金、钛合金等轻合金金属材料的连接技术水平。并且将进一步增强中国工业产品国际竞争力。

在摩擦焊的焊接过程中，焊件在焊缝附近的金属处于高温塑性状态，在高应力作用下，塑性状态的金属不断从焊接表面挤出，在焊缝的周围形成环形焊接飞边，简称飞边，由于焊件的使用和外观等要求，焊接产生的飞边需要去掉。现有去除飞边的方法有如下两种：一是焊接结束后焊接接头区先退火，再转移到其他加工设备去除飞边，此存在如下缺点：增加了一道热处理工序，成本高，且热处理工序操作不当，极易影响焊接质量，同时转移到其他加工设备上去除飞边，造成生产效率低，且当焊件很大，焊接的转移就是存在一定的困难。二是在摩擦焊机旁专门配置一台去除飞边的设备，操作时，当焊接接头区在330-380℃的范围内时，将焊件快速转移到去除飞边的设备上，操作麻烦，生产效率低，同时当焊接节拍很快或者焊件很大，焊接的转移就是存在一定的困难。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单，制造成本低，能实现飞边自动切除的摩擦焊机自动切边装置。为了实现上述目的，本发明提供了一种摩擦焊机自动切边装置，包括安装于摩擦焊机内的切边装置；所述切边装置包括传动组件和切边组件；所述传动组件包括主动齿轮、从动齿轮、传动轴、轴承座、支座和第一油缸；所述主动齿轮安装于摩擦焊机主轴上；所述从动齿轮安装于所述传动轴的一端部，且与主动齿轮位置相对；所述传动轴上安装有两所述轴承座；位于两所述轴承座之间，在所述传动轴上设有外螺纹段；两所述轴承座分别与两所述支座滑动连接，两所述轴承座均与所述第一油缸相连接；所述切边组件包括移动座、连接于移动座上方的刀座和安装于所述刀座上的切削刀；所述移动座上设有内螺纹孔；所述移动座通过其内螺纹孔外套在所述传动轴的外螺纹段处。

进一步地，所述移动座上方连接有安装板；所述安装板侧面设有U型缺口；所述移动座上设有T型槽；所述移动座通过T型槽与安装板的U型缺口处相连接；所述安装板一边的上方连接有滑座，所述安装板另一边的上方通过第二油缸与所述刀座相连接；所述刀座与所述滑座滑动连接。

进一步地，所述刀座上设有阶梯型凹槽；多个切削刀分别安装于阶梯型凹槽的相应凹槽内，且多个切削刀呈阶梯型结构。

进一步地，所述支座上设有第一导轨，所述轴承座上设有与所述第一导轨滑动配合安装的第一滑槽。

进一步地，所述滑座上设有第二滑槽，所述刀座上设有与所述第二滑槽滑动配合安装的第二导轨。

进一步地，所述切边装置还包括安装于所述支座上方的锁紧组件，所述锁紧组件包括壳体、电磁铁、第一弹簧、磁铁和第一滑块；所述壳体上设有第一安装槽；所述电磁铁、第一弹簧、磁铁和第一滑块位于所述第一安装槽内；所述电磁铁位于所述第一安装槽的槽底；所述电磁铁通过第一弹簧与所述磁铁的一端相连接；所述磁铁的另一端与所述第一滑块相连接；所述轴承座的下方设有与所述第一安装槽位置相对的第一插槽。

进一步地，所述切边装置还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括第二滑块、第二弹簧和U型拉杆；所述轴承座的上方设有第二插槽；所述摩擦焊机上设有与第二插槽位置相对的第二安装槽；第二安装槽呈阶梯结构；所述第二安装槽包括由外向内依次设置的小径孔和大径孔；所述第二滑块和第二弹簧位于所述大径孔内；所述第二弹簧的一端与大径孔的孔底相连接，另一端与第二滑块相连接；所述U型拉杆的U型端穿过小径孔和第二弹簧后与第二滑块相连接。

本发明还提供了一种利用所述摩擦爆机自动切边装置进行切边的方法，包括如下步骤：

当两工件摩擦焊接完成后，摩擦焊机停止工作，从而摩擦焊机主轴停止转动；此时第一油缸带动两轴承座上升，从而带动从动齿轮、传动轴和切边组件上移；当移动至从动齿轮与主动齿轮相啮合时，第一油缸停止动作；再摩擦焊机开启工作，摩擦焊机主轴带动焊件正转，且带动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转以带动从动齿轮旋转，以带动传动轴旋转，从而切边组件向着飞边轴向移动，并切削刀切除飞边，切除飞边后，摩擦焊机主轴带动焊件反转，从而切边组件背离飞边轴向移动至初始位置后，第一油缸带动两轴承座下降，从而带动从动齿轮、传动轴和切边组件下降。

本发明还提供了一种摩擦焊机，包括所述的摩擦焊机自动切边装置。

本发明的有益效果：本发明直接在摩擦焊机内安装切边装置，无需另外专门配备去除飞边的设备，结构紧凑，占用面积小，且无需将焊后的焊件转移，生产效率高。当两工件完成摩擦焊接后，启动切边装置完成飞边的快速切除，且本发明的切边装置结构简单，制造成本低，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明支座的结构示意图。

图3为图2的仰视图。

图4为本发明移动座的结构示意图。

图5为图4的左视图。

图6为本发明安装板的结构示意图。

图7为本发明滑座的结构示意图。

图8为本发明刀座和切削刀的装配示意图。

图9为本发明锁紧组件的结构示意图一。

图10为本发明锁紧组件的结构示意图二。

图11为图10的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-11所示，本实施方式提供的一种摩擦焊机16自动切边装置，包括安装于摩擦焊机16内的切边装置；所述切边装置包括传动组件和切边组件；所述传动组件包括主动齿轮6、从动齿轮5、传动轴4、轴承座3、支座2和第一油缸1；所述主动齿轮6安装于摩擦焊机主轴12上；所述从动齿轮5安装于所述传动轴4的一端部，从动齿轮5与传动轴4通过键相连接或者成一体化制造，且从动齿轮5与主动齿轮6位置相对；所述传动轴4上安装有两所述轴承座3；位于两所述轴承座3之间，在所述传动轴4上设有外螺纹段；两所述轴承座3分别与两所述支座2滑动连接，两所述轴承座3均与所述第一油缸1相连接。

具体地，所述支座2上设有第一导轨201，所述轴承座3上设有与所述第一导轨201滑动配合安装的第一滑槽。轴承座3通过其上安装的轴承与传动轴4转动安装。两轴承座4通过连接杆19相连接后，再连接杆19与第一油缸1的活塞杆相连接。其中连接杆19的两端设螺栓孔，两轴承座3的相对侧面均设螺纹孔，以通过螺栓或者螺钉将连接杆19与两轴承座3锁紧可拆卸连接，且第一油缸1的活塞杆端部焊接法兰，法兰上沿圆周均布设有螺栓孔，连接杆19上设有螺纹孔，以通过螺栓或者螺钉将法兰与连接杆19锁紧可拆卸连接，如此实现传动组件内各零件之间的可拆卸安装，方便后期维护和更换。其中支座2通过螺栓或者螺钉可拆卸地安装于摩擦焊机16内部。

所述切边组件包括移动座7、连接于移动座7上方的刀座11和安装于所述刀座11上的切削刀20；所述移动座7上设有内螺纹孔702；所述移动座7通过其内螺纹孔702外套在所述传动轴4的外螺纹段处，以实现切边组件与传动轴4的移动连接。本实施方式中，所述移动座7上方连接有安装板8；所述安装板8侧面设有U型缺口801；所述移动座7上设有T型槽701；所述移动座7通过T型槽701与安装板8的U型缺口801处相连接；所述安装板8一边的上方连接有滑座9，所述安装板8另一边的上方通过第二油缸10与所述刀座11相连接；所述刀座11与所述滑座9滑动连接。具体地，所述滑座9上设有第二滑槽901，所述刀座11上设有与所述第二滑槽901滑动配合安装的第二导轨111。以图1所示方位说明，在T型槽701和U型缺口801的作用下，实现了安装板8相对于移动座7的前后移动，以调节切削刀20相对于焊件的X轴位置。其中移动座7与安装板8通过螺栓和螺母锁紧可拆卸连接。安装板8上设有螺纹孔802，第二油缸10通过其上固有的螺栓孔与安装板8上的螺纹孔802螺栓或螺钉连接，且第二油缸10的活塞杆端部焊接法兰，法兰上沿圆周均布设有螺栓孔，刀座11下方底部上设有螺纹孔，以通过螺栓或者螺钉将法兰与刀座11锁紧可拆卸连接，如此实现移动座7、安装板8、刀座11和第一油缸10的可拆卸安装，方便后期维护和更换。优选地，滑座9与安装板8相焊接成一体。在第二油缸10的作用下，以调节切削刀20相对于焊件的Z轴位置。

本实施方式进一步优选地，如图8所示，所述刀座11上设有阶梯型凹槽；多个切削刀20分别安装于阶梯型凹槽的相应凹槽内，且多个切削刀20呈阶梯型结构。如此在多个切削刀20的作用下实现飞边18的层层切除，以使得每个切削刀20切除飞边的量少，有效保护切削刀20的使用寿命，防止切削刀20切削量多而容易断裂，造成需经常更换切削刀，使用成本增加的问题。由于飞边18相比于焊件硬度高，因此如果直接采用一个切削刀20将飞边18一次性切除，切削刀20承受载荷大，易断裂，且焊件所受切削力大，易造成焊件弯曲变形等问题。其中切削刀20通过内六角圆柱头螺钉与刀座相连接，内六角圆柱头螺钉的螺钉头沉于切削刀20内，以方便多个切削刀20的安装，同时采用内六角圆柱头螺钉，装拆方便。

摩擦焊机16焊接过程中，长度较短工件13安装于与摩擦焊机主轴12转动连接的卡盘上，长度较长工件14安装于摩擦焊机16尾部的夹紧机构15上，且长度较短工件13的端面与长度较长工件14的端面对准并贴合。焊接时，摩擦焊机主轴12带动长度较短工件13转动，使得焊接处的金属处于高温塑性状态，在高应力作用下，塑性状态的金属不断从焊接表面挤出，在焊缝的周围形成环形结构的飞边18，且长度较短工件13与长度较长工件14焊接后形成焊件。其中摩擦焊机主轴12通过摩擦焊机16内的动力设备带动其旋转，夹紧机构15可优选为卡盘结构，以使得摩擦焊机16能适用于不同焊件尺寸的焊接加工，此并非本实施方式的重点所在，故不做过多赘述。

本实施方式还提供了一种所述摩擦爆机16自动切边装置进行切边的方法，包括如下步骤：

当两工件摩擦焊接完成后，摩擦焊机16停止工作，从而摩擦焊机主轴12停止转动；此时第一油缸1带动两轴承座3上升，从而带动从动齿轮5、传动轴4和切边组件上移；当移动至从动齿轮5与主动齿轮6相啮合时，第一油缸1停止动作；再摩擦焊机16开启工作，摩擦焊机主轴12带动焊件正转，且带动主动齿轮6旋转，主动齿轮6旋转以带动从动齿轮5旋转，以带动传动轴4旋转，从而切边组件向着飞边18轴向移动（如图8所示的箭头方向），并切削刀20切除飞边18，切除飞边18后，摩擦焊机主轴12带动焊件反转，从而切边组件背离飞边18轴向移动至初始位置后，第一油缸1带动两轴承座3下降，从而带动从动齿轮5、传动轴4和切边组件下降，至传动组件处于初始位置，以为下次切除飞边18做准备，且本实施方式的切边装置容纳在摩擦焊机16内，不影响摩擦焊机16的正常焊接工作，使用方便，结构紧凑，占用面积小，无需另外专门配备去除飞边18的设备，无需将焊后的焊件转移，生产效率高。

本实施方式中，通过第一油缸1带动切边组件上升，当切边组件停止上升后，切削刀20到达切削位置时，无需再调节第二油缸10以实现切削刀20相对于焊件Z轴位置的调整，当切削刀20未到达切削位置时，调节第二油缸10以实现切削刀20相对于焊件Z轴位置的调整，如此在第二油缸10的作用下，以使得本实施方式能适用于不同焊件尺寸切除飞边18，适用范围广。同时通过安装板8上的U型缺口801和移动座7上的T型槽701实现X轴位置的调整，保证切削刀20有效切除飞边18。

本实施方式进一步优选地，所述切边装置还包括锁紧组件17，以当第一油缸1带动切边组件上升至从动齿轮5与主动齿轮6相啮合时，通过锁紧组件17进一步锁紧，以保证切边组件切除飞边18时，传动组件不会松动而影响切飞边18，结构稳定，且安全可靠。其中锁紧组件17的结构有如下两种：

第一种结构为：如图1和9所示，锁紧组件17安装于所述支座2的上方，所述锁紧组件17包括壳体170、电磁铁171、第一弹簧172、磁铁173和第一滑块174；所述壳体170上设有第一安装槽；所述电磁铁171、第一弹簧172、磁铁和173第一滑块174位于所述第一安装槽内；所述电磁铁171位于所述第一安装槽的槽底；所述电磁铁171通过第一弹簧172与所述磁铁173的一端相连接；所述磁铁173的另一端与所述第一滑块174相连接；所述轴承座3的下方设有与所述第一安装槽位置相对的第一插槽301。其中壳体170上设有螺栓孔，支座2上方设有螺纹孔，从而壳体170与支座2螺栓或螺钉连接，实现壳体170与支座2的可拆卸安装。当第一油缸1带动切边组件上升至从动齿轮5与主动齿轮6相啮合时，轴承座3上升至其下方的第一插槽301正好与第一安装槽相对，在第一弹簧172的作用下，使得第一滑块174的部分插入至第一插槽301内，另一部分仍位于第一安装槽内，从而实现支座2与轴承座3的锁紧，限制轴承座3与支座2的上下运动，此时电磁铁171处于失电状态。当第一油缸1带动轴承座3下降时，电磁铁171得电，从而吸引磁铁173向着电磁铁171移动，从而磁铁173带动第一滑块174移动至第一安装槽内，第一滑块174与轴承座3脱离，如此轴承座3相对于支座2能上下运动，当轴承座3下降至第一插槽301与第一安装槽未对准时，电磁铁171失电。其中电磁铁171、第一弹簧172、磁铁173、第一滑块174之间相固连，此固连可以是通过焊接等方式连接成一整体。

第二种结构为：如图10和11所示，所述锁紧组件17包括第二滑块175、第二弹簧176和U型拉杆177；所述轴承座3的上方设有第二插槽302；所述摩擦焊机16上设有与第二插槽302位置相对的第二安装槽；第二安装槽呈阶梯结构；所述第二安装槽包括由外向内依次设置的小径孔和大径孔；所述第二滑块175和第二弹簧176位于所述大径孔内；所述第二弹簧176的一端与大径孔的孔底相连接，另一端与第二滑块175相连接；所述U型拉杆177的U型端穿过小径孔和第二弹簧176后与第二滑块175相连接。当第一油缸1带动切边组件上升至从动齿轮5与主动齿轮6相啮合时，轴承座3上升至其上方的第二插槽302正好与第二安装槽相对，在第二弹簧176的作用下，使得第二滑块175的部分插入至第二插槽302内，另一部分仍位于第二安装槽内，从而实现轴承座3相对于摩擦焊机16的锁紧，限制轴承座3的上下运动。当第一油缸1带动轴承座3下降时，操作人员手握U型拉杆177，使得U型拉杆177向外拉，从而第二滑块175移动至第二安装槽内，第二滑块175与轴承座3脱离，如此轴承座3能上下运动，当轴承座3下降至第二插槽302与第二安装槽未对准时，操作人员松开U型拉杆177。其中第二弹簧176、第二滑块175、U型拉杆177之间相固连，此固连可以是通过焊接等方式连接成一整体。

本实施方式还提供了一种摩擦焊机16，包括所述的摩擦焊机16自动切边装置。

本实施方式中油缸的伸缩、以及电磁铁171的得失电均是现有常规的公知技术，故不做过多赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，包括安装于摩擦焊机内的切边装置；所述切边装置包括传动组件和切边组件；所述传动组件包括主动齿轮、从动齿轮、传动轴、轴承座、支座和第一油缸；所述主动齿轮安装于摩擦焊机主轴上；所述从动齿轮安装于所述传动轴的一端部，且与主动齿轮位置相对；所述传动轴上安装有两所述轴承座；位于两所述轴承座之间，在所述传动轴上设有外螺纹段；两所述轴承座分别与两所述支座滑动连接，两所述轴承座均与所述第一油缸相连接；所述切边组件包括移动座、连接于移动座上方的刀座和安装于所述刀座上的切削刀；所述移动座上设有内螺纹孔；所述移动座通过其内螺纹孔外套在所述传动轴的外螺纹段处。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述移动座上方连接有安装板；所述安装板侧面设有U型缺口；所述移动座上设有T型槽；所述移动座通过T型槽与安装板的U型缺口处相连接；所述安装板一边的上方连接有滑座，所述安装板另一边的上方通过第二油缸与所述刀座相连接；所述刀座与所述滑座滑动连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述刀座上设有阶梯型凹槽；多个切削刀分别安装于阶梯型凹槽的相应凹槽内，且多个切削刀呈阶梯型结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述支座上设有第一导轨，所述轴承座上设有与所述第一导轨滑动配合安装的第一滑槽。

5.根据权利要求2所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述滑座上设有第二滑槽，所述刀座上设有与所述第二滑槽滑动配合安装的第二导轨。

6.根据权利要求1所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述切边装置还包括安装于所述支座上方的锁紧组件，所述锁紧组件包括壳体、电磁铁、第一弹簧、磁铁和第一滑块；所述壳体上设有第一安装槽；所述电磁铁、第一弹簧、磁铁和第一滑块位于所述第一安装槽内；所述电磁铁位于所述第一安装槽的槽底；所述电磁铁通过第一弹簧与所述磁铁的一端相连接；所述磁铁的另一端与所述第一滑块相连接；所述轴承座的下方设有与所述第一安装槽位置相对的第一插槽。

7.根据权利要求1所述的一种摩擦焊机自动切边装置，其特征在于，所述切边装置还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括第二滑块、第二弹簧和U型拉杆；所述轴承座的上方设有第二插槽；所述摩擦焊机上设有与第二插槽位置相对的第二安装槽；第二安装槽呈阶梯结构；所述第二安装槽包括由外向内依次设置的小径孔和大径孔；所述第二滑块和第二弹簧位于所述大径孔内；所述第二弹簧的一端与大径孔的孔底相连接，另一端与第二滑块相连接；所述U型拉杆的U型端穿过小径孔和第二弹簧后与第二滑块相连接。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述摩擦爆机自动切边装置进行切边的方法，其特征在于，包括如下步骤：

当两工件摩擦焊接完成后，摩擦焊机停止工作，从而摩擦焊机主轴停止转动；此时第一油缸带动两轴承座上升，从而带动从动齿轮、传动轴和切边组件上移；当移动至从动齿轮与主动齿轮相啮合时，第一油缸停止动作；再摩擦焊机开启工作，摩擦焊机主轴带动焊件正转，且带动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转以带动从动齿轮旋转，以带动传动轴旋转，从而切边组件向着飞边轴向移动，并切削刀切除飞边，切除飞边后，摩擦焊机主轴带动焊件反转，从而切边组件背离飞边轴向移动至初始位置后，第一油缸带动两轴承座下降，从而带动从动齿轮、传动轴和切边组件下降。

9.一种摩擦焊机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的摩擦焊机自动切边装置。