SU1061961A1 - Машина дл сварки трением - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области сварки трением и может быть исполь зовано во всех отрасл х народного хоз йства, где примен етс  сварка трением и требуетс  удаление наруж ного грата, в частности в крупносе рийном производстве, где дл  обеспечени  высокого качества сварных соединений на детал х, свариваемых из заготовок различной длины, требуетс  удаление наружного грата, например при изготовлении бурильны труб с приварными соединительныки замками. Известно-устройство дл  удалени  наружного грата при сварке трением выполненное в виде вращающейс  втулки с резцом, установленной на шпинделе Однако в тех случа х, когда заго товки по длине различаютс  на величину ,- чем ширина резца, дл  обеспечени  возможности удалени  грата после сварк;и необходимо перемещать резцовый суппорт в осевом направлении относительно Станины в зависимости от конкретной длины каждой из свариваемых заготовок. Перенастройка машины в зависимости от длины каждой из свариваемых деталей неприемлема в услови х крупносерий .ного и массового производств, т.е. там, где эффетивно примен етс  процесс сварки трением на поточных лини х . Наиболее близким к изобретению  вл етс  машина дл  сварки трением, включающа  переднюю бабку с зажимны патроном, закрепленным на шпинделе, невращающийс  зажим, установленный с возможностью осевого перемещени , и резцовый суппорт с резцом, установленный с возможностью радиального перемещени  2. Изготовление сварных деталей из заготовок, различающихс  по длине, на этой машине в услови х крупносерийного и массового производств не приемлемо, т.е. дл  удалени  грата необходима перенастройма машины в зависимости от длины каждой из свариваемых заготовок. Так, наприме при сварке трением приварных замков , имеющих допуск по длине свыше 40 мм, с бурильными трубами сн тие наружного грата на известной машине не представл етс  возможным. Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности удалени  наружного грата в гор чем состо нии у деталей, сваренных из заготовок различной длины, и повышение качест ва свариваемых изделий. Поставленна  цель достигаетс  тем,.что машина дл  сварки трением, включающа  переднюю бабку с зажимным пaтpoнoм закрепленным намипинделе , невращающийс  зажим, установленный с возможностью осевого перемещени , и резцовый суппорт с резцом, установленный с возможностью радиального перемещени , снабжена упором, корпус невращающегос  зажима снабжен направл ющими, в которых установлены резцовый суппорт с резцом и упор, причем упор смещ.ен относительно резца в сторону шпиндел  на величину, равную половине полной величины осадки. На фиг.. 1 приведена машина дл  сварки трением; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Машина состоит из станины 1, на которой установлена передн   бабка 2. В корпусе передней бабки 2 на опорах установлен шпиндель 3, предназначенный дл  передачи вращени  в процессе нагрева трением одной из свариваемых заготовок. В ишинделе 3 установлен упор 4, служащий }У1Я воспри ти  осевых усилий в процессе сварки, зажимной патрон 5 дл  закреплени  вращающейс  заготоззки 6. Направл ющие 7 предназначены .дл  перемещени  относительно станины корпуса 8 зажима д (в данном варианте 2 зажима /невращающейс  при сварке заготовки 10. К корпусу 8 закреплены направл ющие 11, по которым перемещаетс  от общего привода 12 дополнительный упор 13, служащий дл  выставлени  приваривасгмого торца невращающейс  заготовки на посто нный размер относительно зажима 9, и резцовый суппорт 14 дл  удалени  наружного грата, образующегос  в процессе сварки, причем плоскость симметрии режущей резца 14 смещена относительно боковой поверхности упора 13 со стороны зажима 9 на вели-. чину, равную половине полной осадки . Эта величина смещени  устанавливаетс  расчетным путем и зависит от требуемой величины осадки в процессе сварки трением дл  получени  качественного сварного соединени  (величина осадки задаетс  в зависимости от сечени  и материала свариваемых заготовок, а величина грата зависит от заданной величины осадки, и его оптимальна  величина устанавливаетс  экспериментально на опытных образцах заготовок ), Привод 12 выполнен в виде силового гидроцилиндра 15 двухстороннего действи  с поршнем 16, подпружиненным пружинами 17 с обеих сторон , и соединен т гами 18 с корпусами резцового суппорта 14 и дополнительного упора 13. Благодар  такой конструкции работа привода 12 (подача масла .под давлением в полости гидроцилиндра 15 I сблокирована так, что дополнительный упор перемешиваетс  к оси машины только в исходном положении корпуса 8 зажима 9 невращающейс  заготовки, т.е. масло под давлением подаетс  в правую полость гидроцилиндра 15. После.установки на минимальный посто нный вылет и закреп лени  невращающейс  заготовки 10 в зажиме 9 давление в правой полост гидроцилиндра 15 снимаетс , и пружины 17 через т ги 18 по направл ющим 11 возвращают дополнительный упор 13 и резцовый суппорт 14 в исходное положение. Перемещение резцового суппорта 14 с резцом к оси машины дл  срезани  наружного грата осуществл етс  подачей давлени  масла в левую полость гидроцилиндра 15 только в крайнем рабочем положении корпуса 8 зажима 9 после протекани  процесса сварки. После удалени  наружного грата давление масла снимаетс  и пружины ,17 возвращают резцовый суппорт и до полнительный упОр в исходное полож ние. Така  конструкци  общего дифференциального привода перемещени  резцового суппорта и дополнительно упора в рабочие положени  позвол е исключить аварийные ситуации при протекании процесса сварки, и тем самым уменьшить количество бракова ных сварных изделий. MawHHa дл  сварки трением работа ет следующим образом. Перед началом сварки заготовка подаетс  в итиндепь 3 до соприкосн вени  с упором 4 и закрепл етс  патроном 5. Корпус 8 зажима 9 невр щающейс  заготовки 10 находитс  в крайнем исходном положении (край нее правое ), при этом зажимы 9 раскрыты и дополнительный упор 13 от привода 12 по направл ющим 11 перемещают к центру оси машины так чтобы край упора 13 находилс  прим но на оси машины. Затем в зажимы 9 подаетс  заготовка 10 до соприкосн вени  с рабочей поверхностью упора 13, после чего производ т закрепле ние заготовки 10 в зажимах 9. Посл закреплени  заготовки 10 упор 13 .отвод т в исходное положение. Зате начинают процесс сварки, при этом заготовка 6 начинает вращатьс  вме те с патроном 5 и шпинделем.3, а заготовка 10, закрепленна  в зажим 9 вместе с корпусом 8, начинает перемещатьс  по направл ющим 7 в с рону шпиндел  с осевым усилием, достаточным дл  получени  качестве ного сварного соединени  (усилие нагрева). После соприкосновени  торцов заготовок 6 и 10 происходит интенсивный разогрев стыков загото вок б и 10 до необходимой заданной температуры, при которой металл заготовок в зоне разогрева находитс  в пластичном состо нии, затем при достижении заданной температуры разогрева стыков производ т осадку (мгновенное повышение осевого усили  приблизительно в два раза при неподвижных заготовках. В результате осадки гор чий металл в зоне стыка, наход щийс  в пластичном состо нии выдавливаетс  наружу в виде кольцеобразного гребешка (гор чий грат). В э.тот момент длина свариваемых заготовок уменьшаетс  на величину, линейной величине осадки (величина перемещени  корпуса 8 с зажимами 9 и закрепленной в них заготовки 10), и корпус 8 с зажимами 9 приходит в крайнее рабочее положение. Затем раскрепл ют невращающуюс  заготовку 10 в зажимах 9 и одновременно подвод т резцовый суппорт 14 по направл юошм. 11 приводом 12 в рабочее положение (к оси машины до соприкосновени  с гор чим гратом). После раскреплени  заготовки 10 начинают вращение сваренной детали (из заготовок 6 и 10), закрепленной в патроне 5,. шпинделем 3 и в результате Удал етс  гор чий грат резцом 14 до требуемой чистоты наружной поверхности стыка. Так как плоскость симметрии режущей части резца 14 смещена относительно боковой поверхног-;и ..гора 13 со стороны зажима 9 на величину, равную половине полной величины осадки, то это позвол ет полностью удалить наружный грат при укорочении свариваемых заготовок в процессе осадки, при этом прикладываемое усилие резани  на резец небольшое, так как грат гор чий. После удалени  наружного грата вращение шпиндел  прекращают и одновременно резцовый суппорт 14 с резцом отвод т в исходное положение. Затем сваренную деталь раскрепл ют в патроне 5 и удал ют ее из машины и одновременно корпус 8 с зажимами 9 перемещают по направл ющим 7 в исходное положение. Блокировка привода перемещени  резцового суппорта и дополнительного упора (упор перемешаетс  в рабочее положение только в крайнем исходном положении зажима, а резцовый суппорт - только в крайнем рабочем положении зажима) полностью позвол ет исключить аварийные ситуации, возникаюошё при неправильном пор дке работы этих узлов машины (поломка узлов, брак по сварному соединению/ некачественна  обработка наружного грата и т.д.).

Таким образом, предлагаема  машина дл  сварки трением позвол ет в отличие от известной обеспечить удаление наружного грата вне зависимости от длины свариваемых заготовок , что обуславливает повышение эффективности и снижение себестоимости процесса сварки трением.

Кроме того, дл  некоторых изделий ответственного назначени , эксплуатирующихс  в услови х сложного- нагружени , например бурильные трубы с приварными замками, очень важно обеспечить качественную термическую обработку сварного соединени , котора  производитс  после сварки до механической обработки, так как термообработка этих изделий производитс  с нагревом ТВЧ удаление наружного грата  вл етс  крайне желательным, в св зи с тем,.что при наличии грйта нагрев соединени  ТВЧ происходит неравномерно из-за разных сечений и сложной формы. Поэтому удаление грата в этом случае

крайне необходимо дл  обеспечени  высокого качества бурильных труб. Однако допуск на изготовление приварных замков по длине пор дка 40 мм не позвол ет производить удалние грата на известной машине дл  сварки трением. Предлагаема  машина позвол ет удал ть гор чий наружный грат на бурильных трубах вне зависимости от сильно различающихс  по дЛине приварных замков, т.е. обеспечит возможность проведени  качественной термообработки ТВЧ сваных соединений и, следовательно, повысит качество и уменьшит аварийность при эксплуатации бурильных труб, изготовл емых .на поточных лини х при крупносерийном и массовом производствах, когда переналадка и перерегулировка режущих инструментов под каждую свариваемую заготовку сильно снижает эффективность применени  сварки трением и самого процесса изготовлени  бурильных труб с приварньми замками.

W

/ / /

П 12 1

9иг.2

/5 15 17 19

Claims (1)

1. (54 J(57 I МАШИНА.ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, включающая переднюю бабку с зажимным патроном, закрепленным на шпинделе, невращающийся зажим, установленный с возможностью осевого перемещения, и резцовый суппорт с резцом, установленный с возможностью радиального перемещения, о т л и ч а тощая с я тем, что, с целью обеспечения возможности удаления наружного грата в горячем состоянии у деталей, сваренных из заготовок различной длины, и повышения качества сварных изделий, машина снабжена упором, корпус невращающегося зажима снабжен направляющими, в которых установлены резцовый суппорт с резцом и упор, причем упор смещен относительно резца в сторону шпинделя на величину, равную половине полной величины осадки. с

   Плоскость сим- Крайнее метрии режущей . рабочее части резца J положение , Исходное положение