Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком



Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком
Фрикционный инструмент с адаптируемым по форме заплечиком

 


Владельцы патента RU 2429956:

ЭРБЮС САС (FR)

Изобретение может быть использовано для ротационной сварки трением. Фрикционный инструмент (1) содержит корпус (2), выполненный с возможностью приведения во вращение. На его конце, обращенном от привода, предусмотрен заплечик (3), от которого в направлении конца корпуса (2), который обращен от привода, проходит стержнеобразный выступ (4), выполненный с возможностью вращения, имеющий меньший диаметр, чем заплечик (3). Заплечик (3) содержит несущий корпус (6), открытый в направлении выступа (4), в котором размещены элементы (7), выполненные с возможностью осевого смещения, или сторона (8) которого выполнена упругой. Поверхность (5) заплечика (3) выполнена адаптируемой по форме. Инструмент позволяет обрабатывать элементы, имеющие криволинейную форму поверхности, с получением кольцевых швов высокого качества. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к фрикционному инструменту в соответствии с ограничительной частью независимого пункта 1 формулы изобретения, который используется, в частности, при ротационной сварке трением и при обработке, которая известна как ротационная обработка трением.

Уровень техники

Известно, что ротационная сварка трением все в большей степени используется в авиации и космической технике, при строительстве железных дорог и в автомобилестроении. Этот простой, не вызывающий загрязнений и инновационный способ сборки отличается высоким потенциалом для автоматизации и устранением необходимости в заклепках, при этом затраты на производство снижаются и масса создаваемых конструкций уменьшается.

Известно, что при ротационной сварке трением, как описано, например, в WO 93/10935, две обрабатываемые детали, которые должны быть сварены друг с другом, вводят в контакт и удерживают в данном положении. Сварочный электрод или стержнеобразный выступ соответствующего инструмента вводят при его вращении в зону соединения обрабатываемых деталей до тех пор, пока заплечик, расположенный на инструменте над сварочным электродом, не окажется на поверхности обрабатываемых деталей. В данном случае вследствие перемещения инструмента и обрабатываемых деталей друг относительно друга вырабатывается теплота трения, так что соседние зоны материала в зоне соединения приобретают пластифицированное состояние. Когда вращающийся сварочный электрод находится в контакте с зоной соединения, инструмент перемещают вперед вдоль линии соединения обрабатываемых деталей, так что материал, расположенный вокруг сварочного электрода, пластифицируется и впоследствии затвердевает. Перед полным затвердеванием материала сварочный электрод удаляют из зоны соединения обрабатываемых деталей. Благодаря заплечику, который находится в контакте с поверхностью обрабатываемой детали во время сварки, вырабатывается дополнительная теплота трения и можно предотвратить утечку пластифицированного материала.

Материалы, например, такие как металлы, их сплавы, металлические композиционные материалы (которые известны как MCC) или соответствующие пластики, могут быть сварены таким образом с образованием стыкового соединения, нахлесточного соединения или таврового соединения. Само собой разумеется, также могут быть образованы точечные соединения, при этом можно обойтись без перемещения вперед сварочного электрода, который находится в контакте с зоной соединения и одновременно вращается, или поступательного перемещения вращающегося сварочного электрода и обрабатываемых деталей друг относительно друга.

Тем не менее, технология ротационного воздействия трением также используется при ремонте, механической обработке и чистовой обработке обрабатываемых деталей, и обычно ее называют ротационной обработкой трением. В данном случае, как описано выше, стержнеобразный выступ вводят при его вращении в, по меньшей мере, одну обрабатываемую деталь (то есть происходит сварка в твердом, сплошном теле) для модификации материала обрабатываемой детали, по меньшей мере, в зоне контакта со сварочным электродом. Для ремонта вращающийся сварочный электрод вводят, например, в трещину в обрабатываемой детали, причем это представляет только один пример использования.

Тем не менее, недостаток как ротационной сварки трением, так и ротационной обработки трением заключается в том, что до настоящего времени была невозможна сварка или обработка криволинейных компонентов, в частности сферических компонентов, за пределами особых радиусов, поскольку заплечик больше не может опираться или, в случае вогнутой поверхности компонента, располагаться поверх места соединения. То же относится к образованию орбитальных швов, таких как образуемые, например, при соединении труб, половин оболочки или полусфер. Аналогичным образом, до настоящего времени было невозможно сваривать или обрабатывать компоненты, имеющие любой другой профиль поверхности (например, с поднутрениями).

Сущность изобретения

Следовательно, цель изобретения заключается в создании фрикционного инструмента, посредством которого даже криволинейные компоненты или компоненты с другой формой могут быть сварены или механически обработаны с высоким качеством, и орбитальные или кольцевые швы могут быть образованы надежно и просто.

Данная цель достигается посредством устройства, имеющего признак, заявленный в независимом пункте 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения заявлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Фрикционный инструмент согласно изобретению содержит корпус, выполненный с возможностью приведения во вращение, на конце которого, обращенном от привода, предусмотрен заплечик, от которого в направлении конца корпуса инструмента, который обращен от привода, проходит стержнеобразный выступ, выполненный с возможностью вращения, который имеет меньший диаметр, чем заплечик, при этом поверхность заплечика, которая направлена в направлении выступа, выполнена адаптируемой по форме. В этой связи выражение «в направлении того конца корпуса инструмента, который обращен от привода» следует понимать как означающее то, что стержнеобразный выступ, выполненный с возможностью вращения, проходит от той стороны заплечика, которая расположена напротив корпуса инструмента или направлена в сторону от корпуса инструмента.

Главная идея изобретения заключается в разработке фрикционного инструмента с выступающей частью, поверхность которой, направленная в направлении выступа (или в направлении обрабатываемой детали/обрабатываемых деталей), может быть адаптирована к профилю обрабатываемых деталей, подлежащих соединению или подлежащих механической обработке, таким образом, что указанный заплечик будет плотно прилегать к поверхности обрабатываемых деталей; то есть той поверхности заплечика, которая направлена в направлении выступа, может быть придана переменная форма. Данное свойство будет выражено термином «адаптируемая по форме».

С этой целью поверхность заплечика, направленная в направлении выступа, выполнена гибкой так, что она или автоматически, то есть сама, будет плотно прилегать к поверхностям обрабатываемых деталей при контакте с обрабатываемыми деталями, подлежащими или соединению, или механической обработке, или она может быть деформирована регулируемым образом активно, то есть за счет внешнего воздействия (например, механического, гидравлического, электрического или пневматического), для адаптации ее к соответствующей форме обрабатываемых деталей, в частности к криволинейной форме.

Преимущество этого заключается в том, что, даже при соединении или механической обработке криволинейных компонентов с одномерной или двумерной криволинейностью, поверхность заплечика будет расположена на поверхности обрабатываемой детали в зонах впереди вращающегося стержнеобразного выступа, рядом с вращающимся стержнеобразным выступом или позади него, чтобы в каждом направлении она располагалась на поверхности обрабатываемой детали в осевом направлении относительно оси вращения вращающегося стержнеобразного выступа так, чтобы эффективно предотвратить утечку в осевом направлении пластифицированного материала на всей поверхности заплечика.

Предпочтительно поверхность заплечика, направленная в направлении выступа, выполнена с возможностью обратимого деформирования, то есть поверхность заплечика также возвращается снова в ее наиболее не нагруженное исходное состояние, например, с плоской недеформированной поверхностью. Если, например, выступ фрикционного инструмента в соответствии с изобретением с обеспечением вращения и силового воздействия вставляют в обрабатываемую деталь или в зону соединения двух обрабатываемых деталей, расположенных рядом друг с другом, поверхность заплечика, направленная в направлении выступа, сначала будет иметь исходную форму, но как только поверхность заплечика, направленная в направлении выступа, войдет в контакт с обрабатываемой деталью, она будет адаптироваться к форме последней, так что поверхность заплечика будет плотно прилегать к обрабатываемой детали определенной формы с обеспечением непрерывности, то есть без щелей, зазоров или волнообразности. Когда инструмент или выступ снова извлекают из материала обрабатываемой детали, поверхность заплечика восстанавливает свою исходную форму. Как уже было упомянуто выше, само собой разумеется, также существует возможность деформирования поверхности заплечика, направленной в направлении выступа, регулируемым образом активно, то есть за счет внешнего регулирования, до того, как она будет введена в контакт с поверхностью обрабатываемой детали, или во время ее ввода в контакт с поверхностью обрабатываемой детали.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления заплечик содержит несущий корпус, который, по меньшей мере, частично открыт в направлении выступа и в котором расположен, по меньшей мере, один элемент, выполненный с возможностью смещения в осевом направлении, и/или сторона которого, направленная, по меньшей мере, в направлении выступа, выполнена упругой. Тем самым реализуется адаптируемость по форме, описанная выше, и термин «осевое смещение» следует понимать как означающий смещение в продольном направлении, то есть вдоль оси вращения инструмента для ротационного воздействия трением. Это гарантирует то, что различные зоны поверхности заплечика могут быть изогнуты по-разному так, как необходимо, в направлении, перпендикулярном поверхности заплечика.

Как правило, элементы в несущем корпусе расположены так, что они концентрично окружают стержнеобразный выступ. Конструкция с вращательной симметрией обеспечивает надежную адаптируемость всего поперечного сечения поверхности заплечика.

В соответствии с наиболее предпочтительным первым вариантом осуществления изобретения в несущем корпусе расположено множество элементов, выполненных с возможностью смещения в осевом направлении, стороны которых, направленные в направлении выступа, образуют поверхность заплечика, направленную в направлении выступа. Таким образом, для изменения профиля поверхности заплечика каждый отдельный элемент может быть смещен в осевом направлении, при этом элементы выполнены, например, из металла, керамического или композиционного материала с фиксированными, то есть неупругими наружными контурами. Само собой разумеется, не исключено дополнительное выполнение упругими тех сторон элементов, которые направлены в направлении выступа. Однако это приводит к дополнительным издержкам.

В первом варианте осуществления изобретения элементы, как правило, выполнены в виде стержнеобразных сегментов, продольные направления которых проходят, по существу, в осевом направлении. В данном случае поперечные сечения стержнеобразных сегментов предпочтительно образуют круглые кольца, концентрично окружающие выступ, при этом те стороны стержнеобразных сегментов, которые направлены в направлении выступа, образуют, по существу, непрерывную поверхность. В данном случае эта, по существу, непрерывная поверхность образует поверхность заплечика, при этом обеспечивается очень хорошая адаптируемость по форме, поскольку поверхность заплечика может быть изогнута в осевом направлении в любом месте на поверхности заплечика.

С этой целью предпочтительно, чтобы каждый элемент мог быть приведен в действие поодиночке, то есть отдельно, для осуществления его осевого смещения. Это может быть осуществлено механически, гидравлически, пневматически, электрически или любым другим пригодным способом. Предпочтительно каждый элемент соединен с несущим корпусом посредством пружинного элемента, упругого в осевом направлении. Таким образом, пассивная адаптируемость поверхности заплечика по форме обеспечивается простым образом, поскольку каждый отдельный элемент, будучи введенным в контакт с поверхностью обрабатываемой детали, может подаваться в осевом направлении, чтобы, таким образом, обеспечить адаптацию поверхности заплечика, состоящей из тех отдельных сторон предпочтительно стержнеобразных элементов, которые направлены в направлении выступа, к форме поверхности обрабатываемой детали.

В соответствии с альтернативным вторым вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, одно свободно формуемое тело расположено в несущем корпусе. Свободно формуемое тело представляет собой, в частности, подушку с текучей средой, но также может представлять собой другое имеющее форму баллона тело или эластичный или упругий материал, который, тем не менее, гарантирует то, что заплечик будет воздействовать с достаточным давлением на обрабатываемые детали, подлежащие соединению или механической обработке, для предотвращения образования зазоров между выступающей частью и поверхностью обрабатываемой детали во время процесса ротационной сварки трением, так что никакой пластифицированный материал не сможет вытекать (например, в радиальном направлении). Однако также возможна конструкция, в которой два свободно формуемых тела, выполненные в виде колец с разными радиусами, расположены концентрично вокруг выступа. Само собой разумеется, также можно предусмотреть много других возможностей.

Во втором варианте осуществления, в частности, целесообразно, чтобы та сторона, по меньшей мере, одного свободно формуемого тела, которая направлена в направлении выступа, образовывала поверхность заплечика, направленную в направлении выступа. Благодаря упругости свободно формуемого тела, в частности его стороны, направленной в направлении выступа, можно изменять форму или профиль поверхности заплечика на всей площади последней.

Кроме того, второй вариант осуществления может быть модифицирован таким образом, что в несущем корпусе между, по меньшей мере, одним свободно формуемым телом и открытым концом несущего корпуса будут также расположены незакрепленные заполняющие тела, которые выполнены с возможностью смещения, по меньшей мере, в осевом направлении и посредством которых образуется поверхность заплечика, направленная в направлении выступа. В этом случае незакрепленные заполняющие тела будут расположены с возможностью смещения в несущем корпусе, так что при вхождении их в контакт с обрабатываемой деталью они адаптируются по форме к последней так, что они повторяют профиль поверхности обрабатываемой детали. Незакрепленные заполняющие тела данного типа, в частности, представляют собой сферы из твердого металла, керамики или пластика и, как правило, имеют диаметр от 0,1 до 5 мм.

Кроме того, целесообразно, чтобы как в первом, так и во втором варианте осуществления изобретения открытый конец несущего корпуса был, по меньшей мере, частично, закрыт посредством гибкого материала, например гибкого металлического листа. Данный гибкий материал может быть дополнительно предусмотрен, по меньшей мере, на его стороне, направленной в направлении выступа, с покрытием, которое обеспечивает уменьшение трения или повышение износостойкости. Само собой разумеется, подобное покрытие может быть также нанесено на те стороны, в частности, стержнеобразных элементов, которые направлены в направлении выступа (см. первый вариант осуществления), и на ту сторону свободно формуемого тела, которая направлена, по меньшей мере, в направлении выступа (см. второй вариант осуществления).

Фрикционный инструмент в соответствии с изобретением в особенности используется при ротационной сварке трением или в процессах, которые известны как ротационная обработка трением (то есть для ремонта, механической обработки или чистовой обработки обрабатываемых деталей).

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут очевидными из последующего, приведенного в качестве примера описания различных вариантов осуществления в соответствии с изобретением, представленного совместно с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой схематичное сечение фрикционного инструмента в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

Фиг.2 представляет собой модификацию фрикционного инструмента, показанного на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой схематичное сечение фрикционного инструмента в соответствии со вторым вариантом осуществления в исходном состоянии;

Фиг.4 представляет собой фрикционный инструмент, показанный на фиг.3, в состоянии сварки или механической обработки;

Фиг.5 представляет собой модификацию фрикционного инструмента, показанного фиг.4;

Фиг.6 представляет собой дополнительную модификацию фрикционного инструмента, показанного на фиг.3-5; и

Фиг.7 представляет собой вид в поперечном сечении заплечика инструмента, описанного со ссылкой на фиг.1 и 2 или фиг.6.

Аналогичные элементы на фигурах обозначены идентичными ссылочными позициями. Элементы, соответствующие друг другу, обозначены ссылочной позицией, умноженной на множитель 10.

Описание приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 показан схематичный вид в сечении в продольном направлении осесимметричного фрикционного инструмента 1 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Как известно, фрикционный инструмент 1 содержит корпус 2, выполненный с возможностью приведения во вращение, на конце которого, обращенном от привода, предусмотрен заплечик 3, от которого в направлении того конца корпуса 2, который обращен от привода, то есть в направлении стрелки, обозначенной «А», проходит стержнеобразный выступ 4, выполненный с возможностью вращения, который имеет меньший диаметр, чем заплечик 3. Другими словами, стержнеобразный выступ 4 выступает от той стороны заплечика 3, которая находится напротив корпуса 2 или направлена в сторону от последнего.

Как правило, стержнеобразный выступ 4 образован за одно целое с корпусом 2, и в варианте осуществления, показанном на фиг.1, заплечик 3, который выполнен в виде отдельного элемента, расположен вокруг стержнеобразного выступа 4 с обеспечением его осесимметричности. В результате этого возможна простая сборка фрикционного инструмента 1, например, посредством насаживания заплечика 3 на стержнеобразный выступ 4 в направлении, противоположном направлению, обозначенному «А». Это также обеспечивает простую замену заплечика 3. Кроме того, заплечик 3 может быть приведен в действие отдельно, то есть независимо от вращения выступа 4 или вращения корпуса 2. Фрикционный инструмент в соответствии с изобретением в данном случае может быть приведен в действие при неподвижном заплечике (то есть, при частоте вращения n=0) или при типовых частотах вращения, составляющих от 5 до 5000 об/мин.

Заплечик 3, показанный на фиг.1, выполнен таким образом, что поверхность 5 заплечика, которая направлена в направлении выступа 4 и которая схематично показана на фиг.1 пунктирной линией, адаптируется к форме, в частности к профилю поверхности, обрабатываемой детали 100 автоматически, то есть при вводе поверхности 5 заплечика и поверхности обрабатываемой детали в контакт друг с другом. С этой целью множество элементов 7 расположены в несущем корпусе 6, который выполнен, например, из металла, керамического, композиционного материала или тому подобного, при этом каждый элемент 7 выполнен с возможностью смещения в осевом направлении, которое обозначено на фиг.1 двойной стрелкой. Те стороны 8 отдельных элементов 7, которые направлены в направлении выступа 4, образуют в данном случае поверхность 5 заплечика. Элементы 7 должны быть расположены как можно ближе друг к другу, так что получается, по существу, непрерывная, то есть сплошная, поверхность 5 заплечика. Если будут слишком большие зазоры или щели между отдельными элементами 7, существует возможность того, что пластифицированный материал сможет вытечь в данные зазоры и щели, что является недостатком.

Предпочтительно отдельные элементы 7 выполнены из твердого, то есть неупругого или недеформируемого материала (например, из металла, керамического или композиционного материала). Способность отдельных элементов 7 смещаться в осевом направлении реализуется особенно простым образом за счет того, что каждый отдельный элемент 7 расположен посредством пружинного элемента 9, упругого в осевом направлении, на верхней стороне несущего корпуса 6, то есть на той стороне несущего корпуса, которая направлена в направлении корпуса 2. Когда фрикционный инструмент 1 вводят при вращающемся выступе 4 в обрабатываемую деталь 100 до тех пор, пока поверхность 5 заплечика и поверхность обрабатываемой детали не окажутся в контакте друг с другом, поверхность 5 заплечика адаптируется к форме или к профилю поверхности обрабатываемой детали за счет того, что каждый отдельный элемент 7 смещается в осевом направлении таким образом, что та сторона 8 каждого отдельного элемента 7, которая направлена в направлении выступа 4, начинает опираться на поверхность обрабатываемой детали 100 для образования непрерывной поверхности 5 заплечика, плотно прилегающей к поверхности обрабатываемой детали 100. В данном случае, как правило, форма тех сторон 8 элементов 7, которые направлены в направлении выступа 4, не изменяется, но это по существу не исключено. В принципе модификация с упругими сторонами 8 элементов, аналогичная второму варианту осуществления, возможна, но связана с дополнительными затратами.

Элементы 7, как правило, выполнены в виде стержнеобразных сегментов, продольный размер которых определяется, по существу, в осевом направлении. Как можно понять из изображения слева на фиг.7, которое показывает поперечное сечение заплечика 3, показанного на фиг.1, элементы 7 расположены концентрично вокруг выступа 4 таким образом, что поперечные сечения элементов 7 образуют сегменты в виде круглого кольца (обозначенного штриховкой на фиг.7), которое концентрично окружает выступ 4.

Кроме того, открытый конец несущего корпуса 6, направленный в направлении выступа 4, может быть закрыт посредством гибкого материала, например эластичного сгибаемого металлического листа. Это не показано на фиг.1, но описано более подробно ниже со ссылкой на фиг.5. Гибкий материал может быть дополнительно выполнен, по меньшей мере, на его стороне, направленной в направлении выступа 4, с покрытием, которое обеспечивает уменьшение трения или повышение износостойкости.

Элементы 7, описанные со ссылкой на фиг.1, само собой разумеется, также могут иметь другую конфигурацию или могут быть смещены в осевом направлении другим способом, например, за счет действия давления. Действие давления, показанное на фиг.2 стрелками, обозначенными «Р», может быть осуществлено, например, с помощью электрических, гидравлических, пневматических средств или другим пригодным способом. В данном случае также предпочтительно приводить в движение каждый отдельный элемент 7 отдельно от остальных элементов 7. Таким образом, поверхности 5 заплечика могут быть приданы «активно» определенная форма или профиль, то есть за счет внешнего воздействия, перед процессом ротационной сварки трением или во время процесса ротационной сварки трением. Тип операции и функционирование во всем остальном такие же, как описанные со ссылкой на фиг.1.

На фиг.3 показано схематичное сечение в продольном направлении фрикционного инструмента 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. На фиг.3 показано исходное состояние, в котором стержнеобразный выступ 4 еще не находится в контакте с обрабатываемой деталью 100. Фрикционный инструмент 1 содержит корпус 2, на конце которого, обращенном в сторону от привода, предусмотрен заплечик, который обозначен ссылочной позицией 30 для того, чтобы отличить его от варианта осуществления согласно фиг.1. От заплечика 30 в направлении того конца корпуса 2 инструмента, который обращен в сторону от привода, выступает стержнеобразный выступ 4, выполненный с возможностью вращения, который имеет меньший диаметр, чем заплечик 30, как уже было описано выше в отношении первого варианта осуществления (фиг.1 и 2). Тип операции и функционирование заплечика 30 также соответствуют тем, которые были описаны для первого приведенного в качестве примера варианта осуществления.

Как видно из фиг.3, заплечик 30 имеет несущий корпус 60, который открыт, по меньшей мере, частично, в направлении выступа 4 и в котором расположено, по меньшей мере, одно свободно формуемое тело 70, в частности подушка с текучей средой. Вместо подушек с текучей средой также могут быть использованы другие материалы, которые, с одной стороны, являются упругими или деформируемыми, но, с другой стороны, гарантируют то, что заплечик 30 сможет обеспечивать приложение достаточной силы давления к обрабатываемой детали 100 для гарантии того, что заплечик 30 будет надежно располагаться на поверхности обрабатываемой детали. Подушка 70 с текучей средой может быть выполнена, например, в виде кольца и может быть расположена так, что она будет концентрично окружать выступ 4. Та сторона 80 свободно формуемого тела 70, которая направлена в направлении выступа 4, образует в данном случае поверхность 50 заплечика, которая также показана пунктирными линиями на фиг.3. Само собой разумеется, даже множество свободно формуемых тел может быть размещено в несущем корпусе 60 различными способами.

Когда фрикционный инструмент 1 вводят при вращающемся выступе 4 в обрабатываемую деталь 100, как показано на фиг.4, поверхность 50 заплечика деформируется при вводе ее в контакт с поверхностью обрабатываемой детали. Вследствие упругости подушки 70 с текучей средой подушка деформируется, в особенности ее сторона 80, направленная в направлении выступа, и входит непрерывно в плотный контакт с поверхностью обрабатываемой детали 100.

Поскольку никакого отдельного держателя или крепления для подушки 70 с текучей средой не предусмотрено в несущем корпусе 60, тот конец несущего корпуса 60, который направлен вниз, то есть в направлении обрабатываемой детали 100, также может быть закрыт посредством гибкого материала 61, в частности деформируемого металлического листа (см. фиг.5).

Модификация второго варианта осуществления показана на фиг.6. В несущем корпусе 60 дополнительно размещены незакрепленные заполняющие тела 71, которые расположены между свободно формуемым телом 70 и открытым концом несущего корпуса 60. Незакрепленные заполняющие тела данного типа представляют собой, например, шарики из твердого металла, керамики или пластика, которые выполнены с возможностью смещения, по меньшей мере, в осевом направлении. В данном случае поверхность 50 заплечика образована незакрепленными заполняющими телами 71. Конструкция согласно фиг.6 аналогичным образом гарантирует то, что при вводе вращающегося выступа 4 поверхность 50 заплечика 30 будет автоматически адаптироваться к форме обрабатываемой детали 100 и будет непрерывно опираться на поверхность обрабатываемой детали 100. Кроме того, как уже было описано в отношении фиг.5, открытый конец несущего корпуса 60 может быть закрыт посредством гибкого материала, который, однако, не показан на фиг.6.

На фиг.7 справа показан вид в поперечном сечении заплечика 30, заполненного незакрепленными заполняющими телами 71. Предпочтительно незакрепленные шарики расположены так, что они концентрично окружают стержнеобразный выступ 4, чтобы тем самым обеспечить оптимальную адаптацию к изогнутым компонентам. В данном случае незакрепленные заполняющие тела 71 в зависимости от места расположения могут иметь разную прочность, и/или на них может воздействовать разное давление.

Перечень ссылочных позиций на чертежах

1 - фрикционный инструмент

2 - корпус

3 - заплечик

4 - стержнеобразный выступ

5 - поверхность заплечика

6 - несущий корпус

7 - отдельный элемент

8 - поверхность отдельного элемента

9 - пружинные элементы

30 - заплечик

50 - поверхность заплечика

60 - несущий корпус

61 - гибкий материал

70 - подушка с текучей средой

71 - заполняющее тело

80 - поверхность подушки с текучей средой

100 - обрабатываемая деталь

1. Фрикционный инструмент (1), содержащий корпус (2), выполненный с возможностью приведения во вращение, на конце которого, обращенном от привода, предусмотрен заплечик (3; 30), от которого в направлении конца корпуса (2), который обращен от привода, проходит стержнеобразный выступ (4), выполненный с возможностью вращения, который имеет меньший диаметр, чем заплечик (3; 30), отличающийся тем, что заплечик (3; 30) содержит несущий корпус (6; 60), который, по меньшей мере, частично, открыт в направлении выступа (4) и в котором расположен, по меньшей мере, один элемент (7; 70), выполненный с возможностью осевого смещения, и/или сторона (80) которого, направленная, по меньшей мере, в направлении выступа (4), выполнена упругой, так что поверхность (5; 50) заплечика (3; 30), направленная в направлении выступа (4), является адаптируемой по форме.

2. Инструмент (1) по п.1, отличающийся тем, что адаптируемая по форме поверхность (5; 50) заплечика выполнена с возможностью обратимого деформирования.

3. Инструмент (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы (7; 70) расположены так, что они концентрично окружают выступ (4).

4. Инструмент (1) по п.1, отличающийся тем, что в несущем корпусе (6) расположено множество элементов (7), выполненных с возможностью смещения в осевом направлении, стороны (8) которых, направленные в направлении выступа (4), образуют адаптируемую по форме поверхность (5) заплечика.

5. Инструмент (1) по п.4, отличающийся тем, что элементы (7) выполнены в виде стержнеобразных сегментов, продольные оси которых направлены, по существу, в осевом направлении, при этом поперечные сечения стержнеобразных сегментов окружают выступ (4) с образованием концентричных круглых колец.

6. Инструмент (1) по п.4 или 5, отличающийся тем, что каждый элемент (7) соединен с несущим корпусом (6) посредством пружинного элемента (9), упругого в осевом направлении.

7. Инструмент (1) по п.1, отличающийся тем, что элемент, расположенный в несущем корпусе (60), выполнен в виде, по меньшей мере, одного свободно формуемого тела (70), в частности подушки с текучей средой.

8. Инструмент (1) по п.7, отличающийся тем, что та сторона (80), по меньшей мере, одного свободно формуемого тела (70), которая направлена в направлении выступа (4), является упругой и образует адаптируемую по форме поверхность (50) заплечика.

9. Инструмент (1) по п.7, отличающийся тем, что в несущем корпусе (60) между, по меньшей мере, одним свободно формуемым телом (70) и открытым концом несущего корпуса (60), расположены незакрепленные заполняющие тела (71), выполненные с возможностью смещения, по меньшей мере, в осевом направлении и образующие адаптируемую по форме поверхность (50) заплечика.

10. Инструмент (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, частично, открытый конец несущего корпуса (6; 60) выполнен с возможностью закрытия посредством гибкого материала (61).

11. Применение фрикционного инструмента по любому из пп.1-10 для ротационной сварки трением или ротационной обработки трением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к орбитальной сварке трением и, в частности, к устройствам, сообщающим одной из свариваемых деталей орбитальное (круговое) движение. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановлении рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для выполнения стыковых соединений алюминиевых сплавов. .

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для закрытия торцов труб, например для коллекторов трубчатых стальных радиаторов отопления.

Изобретение относится к области сварки, а именно к устройствам для фрикционной сварки тонкостенных конструкций из легких сплавов, например топливных баков для летательных аппаратов.

Изобретение относится к оборудованию для фрикционной сварки и может быть использовано для фрикционной сварки кольцевых и/или продольных швов при изготовлении изделий преимущественно из легких сплавов, например топливных баков ракет-носителей.

Изобретение относится к сварке трением с перемешиванием и может быть использовано в различных отраслях промышленности для неразъемного соединения деталей как с продольными, так и с замкнутыми кольцевыми швами.

Изобретение относится к изготовлению моноблочного диска, снабженного системой лопаток и предназначенного, в частности, для ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановлении рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей

Изобретение относится к способам сварки трением с перемешиванием (ротационной сварки трением) для соединения или обработки жаропрочных металлов или металлических сплавов с низкой теплопроводностью

Изобретение относится к способу получения соединения разнородных материалов и может быть использовано в судостроении, авиации, химическом машиностроении и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения соединения разнородных материалов в судостроении, авиации, химическом машиностроении и других отраслях промышленности

Изобретение относится к способу получения соединения сваркой трением нескольких плоских, прилегающих друг к другу деталей, удерживаемых вместе посредством соединительного элемента, буртик которого опирается на верхнюю деталь, и торцевая сторона которого вместе с нижней деталью образует зону сварки трением путем вращения и давления соединительного элемента
Наверх