Машина для сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,SU 1 1961 А

ЗСЮ B 23 К 20 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (AHPblTMA (211 3319284/25-27. (22) 24.11.81 ,46) 23.12 ° 83. Вюл. М 47 ,72) П.М. Сутовский, 10.,А. Ткачев, .A. Осипов и М.Ф. Керимов ,53) 621.791.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 469557, кл. В 23 К 20/12, 1973. с возможностью осевого перемещения, и резцовый суппорт с резцом, уста,новленный с воэможностью радиального перемещения, о т л и ч а ющ а я 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 иэделий, машина снабжена упором, корпус невращаюшегося 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.

2. Авторское свидетельство СССР

9 297447, кл. В 23 К 20/12, 1969 (прототип ). (54 )(57 ) МАШИНА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, включающая переднюю бабку с зажимным патроном, закрепленным на шпинделе, невращающийся зажим, установленный

ПлоСиосаь сим- rpacieee ме Р ре ие

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

А 1

1061961

25 свариваемых заготовок. Так, например, 60

Изобретение относится к области сварки трением и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется сварка трением и требуется удаление наружного грата, в частности в крупносерийном производстве, где для обеспечения высокого качества сварных соединений на деталях, свариваемых из заготовок различной длины, требуется удаление наружного грата, например при изготовлении бурильных труб с приварными соединительными замками.

Известно устройство для удаления наружного грата при сварке трением, выполненное в виде врацаюцейся втулки с резцом, установленной на шпинделе 1 ).

Однако в тех случаях, когда заготовки по длине различаются на величину,- чем ширина резца, для обеспечения воэможности удаления грата после сварки 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 условиях крупносерий.ного и массового производств, т.е. там, где эффетивно применяется процесс сварки трением на поточных линиях.

Наиболее близким к изобретению является машина для сварки трением,. включающая переднюю бабку с зажимным патроном, закрепленным на шпинделе, неврацаюцийся зажим, устанОвленный с возможностью осевого перемещения, и резцовый суппорт с резцом, установленный с воэможностью радиального перемещения f2 ).

Изготовление сварных деталей из заготовок, различающихся по длине,. на этой машине в условиях крупносерийного и массового производств неприемлемо, т.е. для удаления грата необходима перенастройма машины в зависимости от длины каждой из при сварке трением приварных замков, имеющих допуск по длине свыше

40 мм, с бурильными трубами снятие наружного грата на известной машине не представляется возможным.

Целью изобретения является обеспечение возможности удаления наружного грата в горячем .состоянии у деталей, сваренных иэ заготовок различной длины, и повышение качества свариваемых изделий.

Поставленная цель достигается тем,.что машина для сварки трением, включающая переднюю бабку с зажим( ным патроном, закрепленным на шпин10

55 деле, неврацаюцийся зажим, установленный с воэможностью осевого перемещения, и резцовый суппорт с резцом, установленный с возможностью радиального перемещения, снабжена упором, корпус невращаюцегося зажима снабжен направляюцими, в которых установлены резцовый суппорт с резцом и упор, причем упор смещен относительно резца в сторону шпинделя на величину, равную половине полной величины осадки.

На фиг.. 1 приведена машина для сварки трением; на фиг. 2 — сечение

A-A на фиг. 1.

Машина состоит из станины 1, на которой установлена передняя бабка

2. В корпусе передней бабки 2 на опорах установлен шпиндель 3, предназначенный для передачи вращения в процессе нагрева трением одной из свариваемых заготовок.

В шпинделе 3 установлен упор 4, служащий для восприятия осевых усилий в процессе сварки, зажимной патрон 5 для закрепления вращающейся заготовки 6 ° Направляющие 7 предназначены для перемещения относительaa станины корпуса 8 зажима 9 (в данном варианте 2 зажима )неврацающейся нри сварке заготовки 10.

К корпусу 8 закреплены направляющие 11, по которым перемещается от общего привода 12 дополнительный упор 13, служаций для выставления привариваемого торца неврацаюцейся заготовки на постоянный размер относительно зажима 9, и резцовый суппорт 14 для удаления наружного грата, образующегося в процессе сварки, причем плоскость симметрии режуцей части резца 14 смещена относительно боковой поверхности упора 13 со стороны зажима 9 на вели-, чину, равную половине полной осадки. Эта величина смещения устанавливается расчетным путем и зависит от требуемой величины осадки в процессе сварки трением для получения качественного сварного соединения (величина осадки задается в зависимости от сечения и материала свариваемых заготовок, а величина грата зависит от заданной величины осадки, и его оптимальная величина устанавливается экспериментально на опытных образцах заготовок ).

Привод 12 выполнен в виде силового гидроцилиндра 15 двухстороннего действия с поршнем 16, подпружиненным пружинами 17 с обеих сторон, и соединен тягами 18 с корпусами резцового суппорта 14 и дополнительного упора 13.

Благодаря такой конструкции ра- бота привода 12 (подача масла .под давлением в полости гидроцилиндра

1061961

15 ) сблокирована так, что дополнительный упор перемешивается к оси машины только в исходном положении корпуса 8 зажима 9 неврашающейся заготовки, т.е. масло под давлением подается в правую полость гидроцилиндра 15. После установки на минимальный постоянный вылет и закрепления невращающейся заготовки 10 в зажиме 9 давление в правой полости гидроцилиндра 15 снимается, и пру- 10 жины 17 через тяги 18 по направляющим 11 возвращают дополнительный упор 13 и реэцовый суппорт 14 в ис- . ходное положение.

Перемещение резцового суппорта

14 с резцом к оси машины для срезания наружного грата осуществляется подачей давления масла в левую полость гидроцилиндра 15 только в крайнем рабочем положении корпуса 8 зажима 9 после протекания процесса сварки.

После удаления наружного грата давление масла снимается и пружины ! ,17 возвращают резцовый суппорт и до- 75 полнительный упОр в исходное положение. Такая конструкция общего дифференциального привода перемещения резцового суппорта и дополнительного упора в рабочие положения позволяет исключить аварийные ситуации при протекании процесса сварки, и тем самым уменьшить количество бракованных сварных изделий.

Машина для сварки трением работает следующим образом. 35

Перед началом сварки заготовка 6 подается в шпиндепь 3 до соприкосновения с упором 4 и закрепляется патроном 5. Корпус 8 зажима 9 невра- 4р щающейся заготовки 10 находится в крайнем исходном положении (крайнее правое ), при этом зажимы 9 раскрыты и дополнительный упор 13 от привода 12 по направляющим 11 45 перемещают к центру оси машины так, чтобы край упора 13 находился примерно на оси машины. Затем в зажимы 9 подается заготовка 10 до соприкосно вения с рабочей поверхностью упора

13, после чего производят закрепле- . ние заготовки 10 в зажимах 9. После закрепления заготовки 10 упор 13 .отводят в исходное положение. Затем начинают процесс сварки, при этом заготовка б начинает вращаться вмес- 55 те с патроном 5 и шпинделем 3, а заготовка 10, закрепленная в зажимах

9 вместе с корпусом 8, начинает перемещаться по направляющим 7 в сто. рону шпинделя с осевым усилием, 60 достаточным для получения качественного сварного соединения (усилие нагрева ). После соприкосновения торцов заготовок 6 и 10 происходит интенсивный разогрев стыков загото- 65 нок б и 10 до необходимой заданной температуры, при которой металл заготовок в зоне разогрева находится в пластичном состоянии, затем при достижении заданной температуры разогрева стыков производят осадку (мгновенное повышение осевого усилия приблизительно в два раза ) при неподвижных заготовках. В результате осадки горячий металл н зоне стыка, находящийся в пластичном состоянии ныдавливается наружу в виде кольцеобразного гребешка (горячий грат). В этот момент длина свариваемых заготовок уменьшается на величину, равную линейной величине осадки (неличина перемещения корпуса 8 с зажимами 9 и закрепленной в них заготовки 10), и корпус 8 с зажимами 9 приходит н крайнее рабочее положение.

Затем раскрепляют невращающуюся заготовку 10 в зажимах 9 и одновременно подводят реэцовый суппорт

14 по направляющим 11 приводом 12 в рабочее положение (к оси машины до соприкосновения с горячим гратом).

После раскрепления заготовки 10 начинают вращение сваренной детали (из заготовок б и 10), закрепленной в патроне 5, шпинделем 3 и в результате удаляется горячий грат резцом

14 до требуемой чистоты наружной поверхности стыка.

Так как плоскость симметрии режущей части резца 14 смещена относительно боковой поверхнос-:,;; .,: npa 13 со стороны зажима 9 на величину, ранную половине полной величины осадки, то это позволяет полностью удалить наружный грат при укорочении свариваемых заготовок в процессе осадки, при этом прикладываемое усилие резания на резец небольшое, так как грат горячий.

После удаления наружного грата вращение шпинделя прекращают и одновременно резцовый суппорт 14 с резцом отводят в исходное положение.

Затем сваренную деталь раскрепляют н патроне 5 и удаляют ее из машины и одновременно корпус 8 с зажимами 9 перемещают по направляющим 7 в исходное положение.

Блокировка привода перемещения резцового суппорта и дополнительного упора (упор перемешается в рабочее положение только в крайнем исходном положении зажима, а резцовый суппорт — только н крайнем рабочем положении зажима) полностью позволяет исключить аварийные ситуации, возникающие при неправильном порядке работы этих узлов машины (поломка узлов, брак по сварному соединению, некачЕственная обработка наружного грата и т.д.).

1061961

A-д Риз.2

Сос таз итель И. Фелицина

Редактор И.Шулла Техред В,Далекорей Корректор В.Гирняк

Заказ 10119/13 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемая машина для сварки трением позволяет 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, для некоторых иэделий ответственного назначения, эксплуатирующихся в условиях сложного нагружения, например бурильные трубы с приварньми замками, очень важно обеспечить качественную термическую обработку сварного соединения, которая производится после сварки до механической обработки, так как термообработка этих иэделий производится с нагревом ТВЧ удаление наружного грата является крайне желательным, в связи с тем, что при наличии грата нагрев соединения

ТВЧ происходит неравномерно из-за разных сечений и сложной формы. По» этому удаление грата в этом случае крайне необходимо для обеспечения высокого качества бурильных труб.

Однако допуск на изготовление приварных замков по длине порядка

40 мм не позволяет производить удале. ние грата на известной машине для сварки трением. Предлагаемая машина позволяет удалять горячий наружный грат на бурильных трубах вне зависимости от сильно различающихся

10 по длине приварных замков, т.е. обеспечит воэможность проведения качественной термообработки ТВЧ свар. ных соединений и, следовательно, повысит качество и уменьшит аварий 5 ность при эксплуатации бурильных труб, изготовляемых,на поточных линиях при крупносерийном и массовом производствах, когда переналадка и перерегулировка режущих инструментов под каждую свариваемую заготовку сильно снижает эффективность применения сварки трением и самого процесса изготовления бурильных труб с приварными замками.