JPH0152116B2 - - Google Patents

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JPH0152116B2
JPH0152116B2 JP56206044A JP20604481A JPH0152116B2 JP H0152116 B2 JPH0152116 B2 JP H0152116B2 JP 56206044 A JP56206044 A JP 56206044A JP 20604481 A JP20604481 A JP 20604481A JP H0152116 B2 JPH0152116 B2 JP H0152116B2
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JP
Japan
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plunger
pressure
receiving device
welding machine
friction welding
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JP56206044A
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English (en)
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JPS58107290A (ja
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Saburo Noda
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
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Publication of JPH0152116B2 publication Critical patent/JPH0152116B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、摩擦圧接機における固定側、即ち
非回転側の圧接推力受装置に関するものである。
従来より、第1図に示される通り駆動モータ8に
よつて回転駆動される回転クランプ10の回転チ
ヤツク12で保持したワーク14と固定クランプ
装置16で保持したワーク18の各々の接合面を
所定の位置でつき合せ、回転クランプ装置10を
作動して一方のワーク14を回転すると共に他方
のワーク18にスライドシリンダ20の作用下に
推圧力を加えて両ワークの接合面に摩擦熱を発生
させて発熱させ、これらの接合面が充分な高温状
態となつたとき、回転クランプ装置10にブレー
キをかけて一方のワーク14を急停止させ、つい
で回転クランプ装置10を操作して他方のワーク
18にアプセツト圧を加えることにより両ワーク
を接合する摩擦圧接機が広範に使用されている。
これらの従来の摩擦圧接機において、非回転側
ワークの圧接推力はワークの後端面にストツパを
当接して受けていたが、最近では長尺ワーク、例
えば、ドリルパイプ、ボーリングロツド等に摩擦
圧接を使用する例が多くなり、従来のストツパ方
式ではワークに座屈が生ずる現象が見られ、これ
を回避する手段として、クランプ装置の装備数を
増やし、座屈の発生しない間隔に配設し且つワー
クの後端面にストツパを使用する方式が提案され
ている。また、最近ではクランプ装置の把持力で
全圧接推力を受ける方式が採用され始めている。
このクランプ装置は、通常位置決め機能を有し、
第2図に示される通り、対称的に摺動自在に配置
された2つのスライダ22,24の対向端面にワ
ーク25の保持爪26,28を固着し、これらの
2つのスライダ22,24の反対端部を夫々プラ
ンジヤ30,32を介して2つの独立した油圧シ
リンダ34,36に連結し、一方のスライダ22
の底部にラツク歯38を設け、このラツク歯38
にピニオン40を噛合させ、更にこのピニオン4
0と噛合するラツク歯杆42を設けてその端部を
ピン44を介して他方のスライダ24に接続する
ことにより2つのスライダ22,24を連動させ
るように構成されている。しかし乍ら、この型式
のクランプ装置は、芯出し装置を内蔵しているた
め、強度的に大きい把握力を得ることが困難であ
り、このためクランプ装置の使用数を増大させて
いる。そして、このような複雑なクランプ装置を
多数使用することは、操作の点で、また製造コス
トの点で極めて不利である。
そこで、簡単な機構で非回転側ワークの圧接推
力に耐え得る圧接推力受装置を得るべく鋭意研究
試作を重ねた結果、位置決め機能を有するクラン
プ装置と2つの独立したシリンダを備えた浮動爪
式機構の圧接推力受装置等を独立して並設するこ
とにより所期の目的を達成しうることを突き止め
た。
即ち、スライドシリンダ20により回転側ワー
ク14を介して非回転側ワーク18に与える圧接
推力は、推力受装置16の爪26,28とワーク
14,18間の摩擦力で受けることになる。いま
圧接推力をT、推力受装置の1爪当たりの把握力
をF、摩擦係数をMとすれば、爪26,28とワ
ーク14,18間に滑りが生じないための必要把
握力Fは、F≧T/2Mとなり、例えば、T=60ton のときのFはM=0.2とすれば、F≧60/2×0.2≧ 150tonとなり、圧接推力の25倍以上の把握力が必
要となることが了解されよう。そして、この把握
力を得るためには、芯出しを行なうクランプ装置
と推力受装置とを分離すれば、後に説明する通
り、推力受装置の構造が簡単となり、推力受本体
も中実構造になり、必要な大把握力が容易に得ら
れる。
それ故、この発明の一般的な目的は、簡単な構
造で非回転側ワークの圧接推力を受けることがで
き、しかもワークの芯出しを行うことのできる摩
擦圧接機の圧接推力受装置を提供するにある。
先の目的を達成するため、本発明にかかる摩擦
圧接機の圧接推力受装置は、相対的に回転するか
もしくは一方が回転する2つのワークを所定の圧
接推力下で接触させてこの回転接触により発生す
る摩擦熱でワークの各接触面を発熱させて前記2
つのワークを圧接接合する摩擦圧接機において、 ベツド上を互いに接近離反する2つのスライダ
にそれぞれ保持爪を取付け、前記2つのスライダ
をそれぞれプランジヤを介して有効面積の異なる
2つのシリンダに連結し、少なくとも一方のプラ
ンジヤに位置決め制御手段を設けて前記2つのシ
リンダをそれぞれ導油管を介して共通の油圧切換
え手段に接続してなる位置決め機能を有するクラ
ンプ装置と、 基台上に摺動自在に配置された2つのスライダ
の対向端部にワーク保持爪を固着し、前記2つの
スライダの反対端部をそれぞれプランジヤを介し
て2つの独立したシリンダに連結してなる圧接推
力受装置とを、 ワークの非回転側に並設することを特徴とす
る。
本発明の圧接推力受装置において、プランジヤ
の位置決め制御手段は、ベツドと一体的に構成さ
れたプランジヤガイドとこのプランジヤガイドに
係止するようプランジヤの外周部に取り付けられ
たストツパとから構成される。更に、ストツパは
プランジヤガイドとシリンダとの間においてプラ
ンジヤの外周部に取り付けられる。また、油圧切
換え手段としては電磁切換弁が好適に使用され
る。
次に、この発明にかかる摩擦圧接機の圧接推力
受装置の典型的な構成例について、図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。
第3図において、この発明にかかる摩擦圧接機
の圧接推力受装置は、基台46上に載置された駆
動軸台48によつて回転自在に支持され且つ駆動
モータ50によりプーリ52を介して回転力を加
えられしかもスライドシリンダ54により圧接推
力を付与される回転クランプ装置56と、この回
転クランプ装置56に対向して非回転側において
所定の間隔で基台46上に配置された位置決め機
能を有する固定クランプ装置58と圧接推力受装
置60とから基本的に構成される。
位置決め機能を有するクランプ装置としては、
第2図に示される従来型のクランプ機構を使用す
ることができる。この従来型のクランプ機構の大
要はすでに先に説明したのでその作用との関係に
おいて説明を若干補足すれば、油圧ポンプなど油
圧源からの導入油圧が導管62に、排出側が導管
64に通ずると一方のシリンダ34の導油管66
と連通管孔68および他方のシリンダ36の導油
管70とから両シリンダ34,36へ油圧が加え
られるので、プランジヤ30は第2図で左方へ、
プランジヤ32は右方へ滑動して、各プランジヤ
30,32の反対側の油はそれぞれ導油管72と
導油管74および連通管76から導管64を経て
排油される。従つて、各プランジヤ30および3
2と一体として動く各スライダ22と24並びに
その各先端部に取り付けられた爪26と28も水
平の中心のワークを両シリンダ34,36の油圧
により強固に挾持する。その際、同時に一方のス
ライダ22のラツク歯38で回転されるピニオン
40、ラツク歯杆42、突設ピン44を介して他
方のスライダ24が連動する機構を備えているの
で、両シリンダ34,36における油圧がなんら
かの原因で不均衡になつても、両摺動体22,2
4は同期作動で互いに接近してワークを保持し、
従つて、従来のこの種のクランプ装置のように挾
圧する力の方向が爪の共通中心線からはずれて偏
動しないように構成されている。
第4図は別の位置決め機能を有するクランプ機
構を示し、その構成と作用につき以下説明を続け
る。即ち、ベツド78上に2つのスライダ80及
び82を互いに対向して配置し、これらのスライ
ダ80および82の各対向面にワーク83を保持
する爪84および86を取付けると共にスライダ
80,82の反対側をそれぞれプランジヤ88お
よび90を介して互いに有効面積の異なる2つの
シリンダ92と94とに連結する。
プランジヤ90は、ガイド96によつて軸承さ
れこのガイド96とシリンダ94との間において
プランジヤ90にストツパ98を装着する。
シリンダ92および94は、それぞれ導油管1
00および102を介して電磁切換弁104に連
結され、この電磁切換弁104の下流側に流量調
整弁106が設けてある。なお、参照符号108
はプランジヤ88を軸承しかつシリンダ92と突
き合うカバープレートである。
次に、このように構成されたこの発明に係る摩
擦圧接機のクランプ装置によるワークの締付けお
よび開放動作を説明すれば、先ず導油管100を
介してシリンダ92の第1チヤンバ110および
シリンダ94の第1チヤンバ112に導入すると
プランジヤ88および90はスライダ80と82
とをベツド78上を摺動させながら移動する。す
なわち、シリンダ92の押し側有効面積をAs、
シリンダ94の押し側有効面積をALとし、AL>
Asなる面積に設定すれば、両シリンダ92,9
4の圧力Pは均等であるから、電磁切換弁104
のSOLbを励磁すればP・AL>P・Asとなり、
従つてワーク83の芯は位置決めストツパ98に
よつて規定されることが了解されよう。
後に説明する通り、電磁切換弁104のSOLa
を励磁すれば、爪84,86が後退し、外ばりを
除去するためのワーク回転時にクランプ装置の爪
84,86がワークに接触することはない。プラ
ンジヤ90の移動は、ストツパ98がプランジヤ
ガイド96と衝合した点で停止され、この停止点
はワーク83の芯合わせ点でもある。
プランジヤ90の停止に伴い、導油管100の
圧油は、シリンダ92のチヤンバ110のみに加
えられて、プランジヤ88を更に押圧し、爪83
がワーク83をしつかりと締付ける。ワーク83
の圧接作業完了後、電磁切換弁104を動作させ
て導油管102を介して圧油をシリンダ92の第
2チヤンバ114およびシリンダ94の第2チヤ
ンバ113に導入するとプランジヤ88および9
0は、それぞれ外方に移動し、第1チヤンバ11
0および112内の油は排出される。このように
してワーク83は、爪84,86から完全に開放
され、外ばり除去のためワークの回転に際し、ワ
ーク83と爪84,86との接触は全く生じな
い。
次に、第5図において、圧接推力受装置は、基
台116上に摺動自在に配置された2つのスライ
ダ118と120との対向端面にワーク121の
保持爪122,124を固着し、さらにスライダ
118,120の反対端部を夫々プランジヤ12
6及び128を介して2つの独立した油圧シリン
ダ130,132とに連結する。即ち、ワーク1
21の締付操作に際し、シリンダ130の第1チ
ヤンバ142とシリンダ132の第1チヤンバ1
44とに夫々通路134及び136を介して圧油
を導入するとプランジヤ126,128はワーク
121の方向へ移動し、スライダ118,120
を摺動させて爪122,124によりワーク12
1を掴持する。
ワークの解放に際しては、シリンダ130の第
2チヤンバ146及びシリンダ132の第2チヤ
ンバ148に夫々油通路138,140を介して
油圧を導入すれば、第1チヤンバ142,144
内の油は夫々通路134,136から排出され、
プランジヤ126,128が夫々外方へ移動し
て、スライダ118,120を外方へ従動させ、
爪122,124が開いてワーク121が開放さ
れる。
このように構成した本発明の摩擦圧接機の圧接
推力受装置は、一方のシリンダの有効面積をAs
とし、他方のシリンダの有効面積をALとして、
AL>Asなる面積に設定すれば、両シリンダの圧
力Pは均等であるから、油圧切換え手段としての
電磁切換弁を励磁することによりP・AL>R・
Asの条件となり、これによりワークの芯は位置
決め制御手段としての位置決めストツパによつて
適確に規定することができる。従つて、本発明に
よれば、従来の方式に比べ簡単な構造でしかも少
ない構成部材で非回転側のワークの圧接推力を受
けることができ、ワークの位置決めを適確に行う
ことができる。
以上この発明にかかる摩擦圧接機の圧接推力受
装置の典型的な構成例について説明したが、この
説明例に限定されることなく発明の目的及び精神
を逸脱しない範囲において種々の設計変更を加え
ることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の摩擦圧接機の圧接推力受装置の
側面図、第2図は固定クランプ装置の縦断面図、
第3図はこの発明にかかる摩擦圧接機の圧接推力
受装置の側面図、第4図は別の実施例にかかる固
定クランプ装置の縦断面図、第5図は圧接推力受
装置の縦断面図である。 8…駆動モータ、10…回転クランプ、12…
回転チヤツク、14…ワーク、16…固定クラン
プ装置、18…ワーク、20…シリンダ、22,
24…シリンダ、25…ワーク、26,28…保
持爪、30,32…プランジヤ、34,36…油
圧シリンダ、38…ラツク歯、40…ピニオン、
42…ラツク歯杆、44…ピン、46…基台、4
8…駆動軸台、50…駆動モータ、52…プー
リ、54…スライドシリンダ、56,58…固定
クランプ装置、60…圧接推力受装置、62,6
4…導管、66…導油管、68…連通管孔、70
…導油管、72,74…導油管、76…連通管、
78…ベツド、80,82…スライダ、83…ワ
ーク、84,86…爪、88,90…プランジ
ヤ、92,94…シリンダ、96…ガイド、98
…ストツパ、100,102…導油管、104…
電磁切換弁、106…流量調整弁、108…カバ
ープレート、110,112…第1チヤンバ、1
14…第2チヤンバ、116…基台、118,1
20…スライダ、121…ワーク、122,12
4…保持爪、126,128…プランジヤ、13
0,132…油圧シリンダ、134,136…通
路、142,144…第1チヤンバ、146,1
48…第2チヤンバ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 相対的に回転するかもしくは一方が回転する
    2つのワークを所定の圧接推力下で接触させてこ
    の回転接触により発生する摩擦熱でワークの各接
    触面を発熱させて前記2つのワークを圧接接合す
    る摩擦圧接機において、 ベツド上を互いに接近離反する2つのスライダ
    にそれぞれ保持爪を取付け、前記2つのスライダ
    をそれぞれプランジヤを介して有効面積の異なる
    2つのシリンダに連結し、少なくとも一方のプラ
    ンジヤに位置決め制御手段を設けて前記2つのシ
    リンダをそれぞれ導油管を介して共通の油圧切換
    え手段に接続してなる位置決め機能を有するクラ
    ンプ装置と、 基台上に摺動自在に配置された2つのスライダ
    の対向端部にワーク保持爪を固着し、前記2つの
    スライダの反対端部をそれぞれプランジヤを介し
    て2つの独立したシリンダに連結してなる圧接推
    力受装置とを、 ワークの非回転側に並設することを特徴とする
    摩擦圧接機の圧接推力受装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の摩擦圧接機の圧
    接推力受装置において、プランジヤの位置決め制
    御手段は、ベツドと一体的に構成されたプランジ
    ヤガイドとこのプランジヤガイドに係止するよう
    プランジヤの外周部に取付けられたストツパとか
    ら構成してなる摩擦圧接機の圧接推力受装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の摩擦圧接機の圧
    接推力受装置において、ストツパは、プランジヤ
    ガイドとシリンダとの間においてプランジヤの外
    周部に取付けてなる摩擦圧接機の圧接推力受装
    置。 4 特許請求の範囲第1項記載の摩擦圧接機の圧
    接推力受装置において、油圧切換え手段は電磁切
    換弁からなる摩擦圧接機の圧接推力受装置。
JP20604481A 1981-12-22 1981-12-22 摩擦圧接機の圧接推力受装置 Granted JPS58107290A (ja)

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