CN110961738A - 超硬磨料钻具焊接加压方法 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
Abstract
本发明针对现有技术中，在对超硬磨料钻具进行高频钎焊加压时，直接对磨料层施压导致磨料层受力不均匀的问题，提供一种在焊接加压过程中，通过点接触施压，使焊缝宽度趋于均匀的超硬磨料钻具焊接加压方法，采用该方法，在磨料层的上端放置加压调整块，加压调整块的下端设置有容腔，上端设置球头，容腔的中心线与被焊件的长柄的轴线重合，球头中心设置在长柄的轴线上，施力装置通过与球头点接触对加压调整块施加向下的压力，采用本发明提供加压方法，压力方向沿施力点与球头中心的连线竖直向下，当磨料层发生倾斜时，其重心会偏离轴线，所以，当施力方向沿长柄轴线向下，磨料层向与倾斜方向相反的一侧摆动至平稳，从而调整焊缝趋于均匀。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种超硬磨料钻具焊接加压方法。
背景技术
超硬磨料钻具包括环状的磨料层和长柄，磨料层与长柄之间通过高频钎焊焊接呈一体。长柄在加工成成品前，通常设置呈中间为大径，上下两端为小径的台阶轴，磨料层在加工成成品前通常设置成环状。焊接时，磨料层套设在长柄的上端定位轴头的外圆周上，磨料层的下端面与长柄大径段的上端面之间设置银焊片，通过银焊片填充焊缝A，焊接的同时对磨料层施加向下的压力，减小焊缝A的宽度，保证焊接强度。焊接完毕后，再将长柄上端定位轴头以及磨料层内部一部分车削掉，再将磨料层及其下端的长柄加工成需要的直径，从而形成超硬磨料钻具成品。在实际操作中，由于磨料层在烧结坯体时很难保证上下端面的平行度和平面度，所以，当磨料层套设到长柄上后，磨料层通常会发生倾斜，当施力装置自上而下直接施压时，施力点在磨料层的最高点，磨料层偏向受力，导致其四周受力不均匀，焊接不稳定，很难保证两个焊接平面均匀接触，从而导致焊缝A不均匀，容易产生焊接缺陷，造成磨料层容易脱落，降低成品率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中，在对超硬磨料钻具进行高频钎焊加压的过程中，直接对磨料层施压会导致磨料层受力不均匀，焊接不稳定，无法保证两个焊接平面均匀接触，导致焊缝不均匀而造成焊接缺陷的问题，提供一种在焊接加压过程中，通过点接触施压，提高焊接稳定性，使焊缝宽度趋于均匀的超硬磨料钻具焊接加压方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种超硬磨料钻具焊接加压方法，被焊接的钻具包括环状磨料层和长柄，其特征在于，在长柄的上端设置定位轴头，定位轴头的直径小于长柄的直径，磨料层套设在定位轴头上与定位轴头移动配合，定位轴头的上端面高于磨料层的上端面，将长柄下端固定在固定装置上并保持竖直，在磨料层的上端放置加压调整块，加压调整块的下端面设置在磨料层的上端面，加压调整块的下端设置有容腔，容腔的中心线与长柄的轴线重合，容腔与定位轴头的外圆周相配合对加压调整块进行定位，加压调整块的上端设置球头，球头中心设置在长柄的轴线上，由施力装置自上而下通过与球头点接触来对加压调整块施力，加压调整块的受力方向沿球头中线竖直向下，加压调整块同时对磨料层施加竖直向下的压力，从而调整磨料层的倾斜程度，纠正磨料层的偏心；
加压调整块的下端设置支腿，支腿围绕加压调整块的中线设置，支腿之间形成容腔；
施力装置包括加压主轴，加压主轴竖直设置在加压调整块的上方，球头的中心与加压主轴的轴线重合；
施力装置设置在框架上，框架自上而下包括上横板、中横板、下横板，加压主轴贯穿上横板、中横板、下横板，与框架可轴向移动地连接，加压主轴的上端一侧设置有立柱，立柱与框架固定连接，加压主轴和立柱上方设置加压杆，加压杆分别与加压主轴和立柱的上端铰接，加压杆的另一端为自由端，通过对加压杆的自由端施力来操纵加压主轴轴向运动，从而对加压调整块施力；
固定装置包括置放座，置放座上端面设置定位孔，长柄下端与定位孔相配合对被钻具固定；
置放座上端竖向设置管状芯体，芯体内径与钻具下端直径相适应，芯体外径与定位孔的直径相适应，长柄的下端通过芯体固定在定位孔中，芯体的轴线与容腔的中心线以及加压主轴的轴线同线；
在加压主轴上设置轴肩，轴肩设置在上横板和中横板之间，轴肩上方轴径大于下方轴径，轴肩与中轴套之间设置抬升弹簧；
加压主轴下端设置呈T形轴头，轴头下端活动连接调节装置；
调节装置包括压头和接长杆，接长杆设置在压头下方，压头和接长杆的轴线与加压主轴的轴线重合，压头与T形轴头之间设置减震弹簧(212)。
采用本发明提供的超硬磨料钻具焊接加压方法，由于在磨料层上方设置了加压调整块，加压调整块的上端中心位置设置有球头，下端设置有容腔，通过容腔与长柄上端的定位轴头相配合对加压调整块进行定位，使球心设置在钻具的轴线上，加压时，加压主轴与球头点接触对加压调整装置和磨料层进行施力，压力方向沿施力点与球头中心的连线即轴线方向竖直向下，而当磨料层发生倾斜时，磨料层的重心会偏离轴线，向倾斜的一侧偏移，所以，当加压主轴沿轴线方向向下加压时，会使磨料层向与倾斜方向相反的一侧摆动至平稳，从而调整焊缝A的宽度趋于均匀。
进一步地，在加压调整块下端设置三个支腿，三个支腿的内表面分别与定位轴头的外表面接触，保持加压调整块横向稳定，加压调整块本体通过支腿与磨料层上端面接触，减小接触面积，并通过支腿向加压调整块四周均匀施力，防止加压调整块倾斜，更好地保持加压调整块的稳定，有利于将压力平稳传递给磨料层。
附图说明
图1为本发明超硬磨料钻具焊接加压装置主视图局部剖视图示意图；
图2为本发明中B处局部放大图示意图；
图3为本发明中C处局部放大图示意图。
附图标记说明
10、框架；11、上横板；12、上轴套；13、中横板；14、中轴套；15、下横板；20、施力装置；21、加压主轴；211、抬升弹簧；212、减震弹簧；213、螺母；214、轴头；215、外螺纹一；22、压头；221、内螺纹；23、接长杆；231、外螺纹二；24、加压杆；25、芯轴一；26、立柱；27、芯轴二；30、加压调整块；31、球头；32、支腿；33、容腔；40、银焊片；50、钻具；51、磨料层；52、长柄；521、定位轴头；522、大径段；523、小径段；60、置放座；61、定位孔；62、芯体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述：
如图1至图3所示，本发明提供一种超硬磨料钻具焊接加压方法，该超硬磨料钻具包括环状磨料层51和长柄52，焊接时采用如下焊接加压方法对钻具施压，在长柄52的上端设置一定位轴头521，定位轴头521的直径需小于长柄52的直径，将磨料层51套设在定位轴头521上并使其与定位轴头521上下可移动配合，定位轴头521的上端面高于磨料层51的上端面，使定位轴头高出磨料层一点，方便后续的操作，将长柄下端固定在固定装置上并使长柄保持竖直，在磨料层51的上端放置加压调整块30，加压调整块30的下端面设置在磨料层51的上端面，加压调整块30的下端设置有容腔33，容腔33的中心线与长柄52的轴线重合，定位轴头的高出磨料层的部分位于容腔内，容腔33与定位轴头521的外圆周相配合对加压调整块30进行定位，加压调整块30的上端设置球头31，球头31中心设置在长柄52的轴线上，由施力装置20自上而下通过与球头31点接触来对加压调整块30施力，加压调整块30的受力方向沿球头31中线竖直向下，加压调整块30同时对磨料层51施加竖直向下的压力，从而调整磨料层51的倾斜程度，纠正磨料层51的偏心。
可采用下列实施你还结构的加压装置对超硬磨粘钻具施压，该装置包括施力装置20、固定装置、加压调整块和框架10，施力装置20设置在框架10上方，固定装置设置在框架10的底部，钻具50固定设置在固定装置上，加压调整块30设置在钻具50上方，施力装置20通过加压调整块30对磨料层51施加向下的压力。
钻具50包括磨料层51和长柄52，长柄52设置呈台阶轴，包括上端的定位轴头521、中间部分的大径段522以及下端的小径段523，定位轴头521的直径小于大径段522的直径。磨料层51呈环状，内径大小在定位轴头521的直径和大径段522的直径之间，外径可以与大径段522的直径相同，磨料层套设在定位轴头521的外圆周上，定位轴头521的长度大于磨料层的高度，使定位轴头521的上端面突出于磨料层51的上端面，焊缝A设置在磨料层51与大径段522之间，由于磨料层51端面平面度较差，而大径段的上端面平面度较好，所以两个焊接面之间不能均匀接触，所以焊缝A不能保持均匀，因此在焊缝A处套设银焊片40，银焊片40可以在焊接时填充焊缝A。为使两个焊接平面更好地接触，通常采取边加压边焊接的工艺方法，但是，由于磨料层51上下端面的平行度存在偏差，又因为磨料层51内孔与定位轴头521之间存在一定量的间隙，所以当磨料层51置于长柄52上时通常会发生倾斜，倾斜后，磨料层的重心也会向倾斜的一侧偏离，重心与长柄的轴线之间存在一定距离。在磨料层51上端设置加压调整块30，通过加压调整块30对磨料层51上端面均匀施力。加压调整块30包括本体、球头和容腔，球头31设置在加压调整块本体的上端中心位置，容腔33设置在加压调整块30本体的下端，与球头31相对应。本发明中，在加压调整块30的下端设置支腿32，支腿32围绕加压调整块30的轴线均匀设置，数量优选为三个，支腿32内表面之间形成的空间即为容腔33。当加压调整块30置于磨料层51上方时，定位轴头521突出于磨料层51的部分置于容腔33内，定位轴头521的外径与各支腿的内表面分别相切，三个支腿的内表面分别与定位轴头的外表面接触从而对加压调整块30进行定位，使加压调整块30保持竖直，三个支腿32的下端面在同一水平面上，此时，球头31的中心设置在长柄52的轴线上。施力装置通过与球头31点接触对加压调整块30和磨料层施加向下的压力，施力装置所施加的压力方向沿球心竖直向下，并由三个支腿均匀向下传递。由于磨料层51上端面倾斜，三个支腿32中至少有一个支腿的下端面与磨料层较高的点接触，并对其施力，磨料层会向与倾斜方向相反的一侧摆动直至平稳，这样可以保证焊接的稳定性，保证焊缝A趋于均匀。
优选地，施力装置20包括加压主轴21，加压主轴21竖直设置在钻具的上方，加压主轴21的轴线与钻具50的轴线重合。加压主轴21设置在框架10上，框架10包括自上而下设置的上横板11、中横板13和下横板15，上横板11上设置有上轴套12，中横板13上设置有中轴套14，加压主轴21贯穿上轴套12和中轴套14并可以上下移动。还可以在加压主轴21上设置轴肩，轴肩设置在上轴套12和中轴套14之间，轴肩下端直径小于上端直径，轴肩与中轴套14之间设置抬升弹簧211。加压主轴21的上方一侧平行设置有立柱26，立柱26的下端与上横板11固定链接，在加压主轴21和立柱26的上端设置有加压杆24，加压杆24通过芯轴一25与加压主轴21上端铰接，加压杆24的一端端部通过芯轴二27与立柱26上端铰接，加压杆24的另一端为自由端，自由端的长度大于立柱与加压杆之间的轴线距离。
加压主轴21的下端设置呈T型轴头，T型轴头下端与调节装置连接，调节装置可以调节加压主轴与加压调整块30之间的距离。调节装置包括压头22和接长杆23，压头22内沿轴线设置变径孔，变径孔上端为小径孔，下端为大径孔，小径孔的直径略大于T型轴头下端直径，T型轴头下端端部设置外螺纹，T型轴头下端贯穿小径孔后，在外螺纹上设置螺母213，从而将压头22固定连接在T型轴头上。接长杆23设置在压头22的下端，接长杆23上端与压头22的大径孔螺纹连接，接长杆下端面为水平面。还可以在T型轴头的台阶面与压头22之间设置减震弹簧212，减震弹簧212可以防止加压过程对钻具50产生硬冲击。
固定装置包括置放座60，置放座60上开设定位孔61，定位孔的直径可以与长柄52下端的小径段523的直径相同，小径段523可以直接插入到定位孔61内进行固定。也可以在定位孔内竖向设置管状芯体62，再将钻具50的小径段523插入到芯体62内腔中，芯体62的外径与定位孔的直径相同，内径与小径段523直径相同，从而使钻具保持稳定。芯体62的材质最好采用金属铝，金属铝不导磁，可有效防止置放座60过热，提高置放座60的耐用性。
加压时，首先将钻具50固定在置放座上，在加加压调整块置于磨料层上，可以手动向下按压加压杆24的自由端，带动加压主轴21竖直向下对球头31施压，也可以拆掉加压杆21，采用压力机或加压气缸对加压主轴21施力。
Claims (9)
1.一种超硬磨料钻具焊接加压方法，被焊接的钻具(50)包括环状磨料层(51)和长柄（52），其特征在于，在长柄（52）的上端设置定位轴头(521)，定位轴头(521)的直径小于长柄（52）的直径，磨料层(51)套设在定位轴头(521)上与定位轴头(521)移动配合，定位轴头(521)的上端面高于磨料层(51)的上端面，将长柄下端固定在固定装置上并保持竖直，在磨料层(51)的上端放置加压调整块(30)，加压调整块(30)的下端面设置在磨料层(51)的上端面，加压调整块(30)的下端设置有容腔(33)，容腔(33)的中心线与长柄（52）的轴线重合，容腔(33)与定位轴头(521)的外圆周相配合对加压调整块(30)进行定位，加压调整块(30)的上端设置球头(31)，球头(31)中心设置在长柄（52）的轴线上，由施力装置(20)自上而下通过与球头(31)点接触来对加压调整块(30)施力，加压调整块(30)的受力方向沿球头(31)中线竖直向下，加压调整块(30)同时对磨料层(51)施加竖直向下的压力，从而调整磨料层(51)的倾斜程度，纠正磨料层(51)的偏心。
2.如权利要求1所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述加压调整块(30)的下端设置支腿(32)，所述支腿(32)围绕所述加压调整块(30)的中线设置，支腿(32)之间形成所述容腔(33)。
3.如权利要求1所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述施力装置(20)包括加压主轴(21)，加压主轴(21)竖直设置在加压调整块(30)的上方，所述球头(31)的中心与加压主轴(21)的轴线重合。
4.如权利要求3所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述施力装置设置在框架(10)上，所述框架(10)自上而下包括上横板(11)、中横板(13)、下横板(15)，所述加压主轴(21)贯穿所述上横板(11)、中横板(13)、下横板(15)，与所述框架(10)可轴向移动地连接，所述加压主轴(21)的上端一侧设置有立柱(26)，所述立柱(26)与框架(10)固定连接，所述加压主轴(21)和立柱(26)上方设置加压杆(24)，所述加压杆(24)分别与加压主轴(21)和立柱(26)的上端铰接，所述加压杆(24)的另一端为自由端，通过对加压杆(24)的自由端施力来操纵加压主轴(21)轴向运动，从而对加压调整块(30)施力。
5.如权利要求1所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述固定装置包括置放座(60)，所述置放座(60)上端面设置定位孔(61)，所述长柄（52）下端与定位孔(61)相配合对被钻具(50)固定。
6.如权利要求5所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述置放座(60)上端竖向设置管状芯体(62)，所述芯体(62)内径与所述钻具(50)下端直径相适应，芯体(62)外径与所述定位孔(61)的直径相适应，所述长柄（52）的下端通过所述芯体（62）固定在所述定位孔(61)中，所述芯体(62)的轴线与所述容腔(33)的中心线以及加压主轴(21)的轴线同线。
7.如权利要求4所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，在所述加压主轴(21)上设置轴肩，所述轴肩设置在所述上横板(11)和中横板(13)之间，所述轴肩上方轴径大于下方轴径，所述轴肩与所述中轴套(14)之间设置抬升弹簧(211)。
8.如权利要求1所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述加压主轴(21)下端设置呈T形轴头(214)，所述轴头(214)下端活动连接调节装置。
9.如权利要求8所述的超硬磨料钻具焊接加压方法，其特征在于，所述调节装置包括压头(22)和接长杆(23)，所述接长杆(23)设置在所述压头(22)下方，所述压头(22)和接长杆(23)的轴线与所述加压主轴(21)的轴线重合，所述压头(22)与所述T形轴头(214)之间设置减震弹簧(212)。
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