專利名稱：去除摩擦焊焊接飛邊的新型裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及去除摩擦焊焊接飛邊的裝置，特別是涉及在摩擦焊焊接循環過程中直接去除焊接接頭飛邊的裝置。
在摩擦焊焊接過程中，焊件在焊縫附近的金屬處于高溫塑性狀態。在高應力作用下，塑性狀態的金屬不斷從焊接表面擠出，在焊縫周圍形成環形焊接飛邊。在絕大多數情況下，由于焊件的使用要求或外觀形狀要求，焊接飛邊需要去掉。
現有的去除摩擦焊焊接飛邊的方法大至可分為兩種一種是在焊接結束后，拿到其它機加工設備上將飛邊去除；另一種是直接在摩擦焊機上去除飛邊。
采用第一種方法的過程是，當焊接結束后，從焊機上取下已焊好的焊件，然后轉到車床或沖床等機加工設備上去除飛邊。這樣，除了有摩擦焊機之處，還要配置車床或沖床。由于多數的摩擦焊焊件材質的碳含量或含金元素含量較高，有一定的淬火傾向。并且，摩擦焊的飛邊很窄，又處在焊件的周圍，焊后冷卻速度很快，以及由于飛邊金屬經過了劇烈的形變過程，所以，冷卻后飛邊的硬度和強度都很高，焊后在車削或沖剪飛邊之前，接頭區必須要進行退火處理。這不僅又增加了一套熱處理工序，還可能由于熱處理不當而降低接頭性能。另外，有些摩擦焊機使用廠家在焊機旁設置了專用于去除焊件飛邊的車床或沖床，在焊接結束后，立即取下焊件，盡快將焊件移至車床或沖床上去除飛邊。這時焊件接頭區的溫度大約在350℃左右，雖然允許車削或沖剪飛邊，但刀具的磨損很快。并且在摩擦焊機的焊接效率很高(200－300件／小時)或焊件很重時，將焊件按照焊機的節拍及時移到車床或沖床上，無論是用人工還是機械的辦法都存在著一定的困難。
第二種方法是在摩擦焊機上設置車削或沖剪去除飛邊的裝置。當采用車削裝置時，在摩擦焊焊接過程頂鍛階段一結束，立即打開移動卡具，然后按車削速度重新轉動主軸(車削時主軸的轉速要比摩擦焊接時的轉速低很多，所以摩擦焊機還要增加減速裝置)，車刀快速移至飛邊附近再慢速徑向或軸向進給車去飛邊，然后制動主軸，快速退回車刀，重新卡緊移動卡具，松開主軸上的旋轉卡盤，移動卡具帶著已車去飛邊的焊件后退至原始位置，再松開移動卡具后取下焊件。這里應當指出的是，由于飛邊自身的溫度較高，切削時很難斷屑，這給摩擦焊機的維護及正常操作帶來很多困難。當采用沖剪裝置時，在焊接過程頂鍛階段一結束，沖除飛邊裝置的沖剪油缸推動沖頭快速沖去飛邊，沖剪油缸退回，然后松開旋轉卡盤，移動卡具帶著已沖去飛邊的焊件后退至原始位置，再打開移動卡具后取下焊件。綜上所述，現有的在摩擦焊機上車去或沖去焊接飛邊的方法，是在摩擦焊機原來的焊接循環過程中增加了去除飛邊的程序和裝置。這不僅使摩擦焊機的結構和控制系統復雜化，而且在去除飛邊時，實除上是把價格昂貴的高效率摩擦焊機當成價格低得多的車床或沖床來使用，增加了焊件在焊機上的停留時間，降低了焊機的焊接效率。
本實用新型的目的就是要克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種能直接在摩擦焊機上去除焊接飛邊的新型裝置，它不改變摩擦焊機原有的焊接循環過程，也不會降低焊機的焊接效率。
本實用新型的另一個目的是提供一種在摩擦焊機上直接去除飛邊的新型裝置，它結構簡單，能夠很方便地安裝在現有的各種摩擦焊機上。
本實用新型還有一個目的是提供一種在摩擦焊機上直接去除飛邊的新型裝置，它能同時去除焊件的內外飛邊，還能夠采用組合刀具，以降低沖剪力。
本實用新型所設計的沖剪外飛邊裝置由環形外沖刀、壓板、銷軸、沖刀架和叉形支座等組成。叉形支座通過螺釘或螺栓固定在摩擦焊機的主軸箱或床身上，沖刀架通過銷軸安裝在叉形支座上，外沖刀安裝在沖刀架中，環形外沖刀的中心線與焊機主軸中心線一致，通過壓板和螺栓將外沖刀和沖刀架固定在一起，對于去除內飛邊，還要增加一帶有內沖刀的刀桿，該刀桿與焊機的主軸同心地固定在一起，沖除焊接飛邊的沖剪力由摩擦焊機的主推力油缸直接提供，而無須增加其它動力裝置。即摩擦焊接過程頂鍛階段一結束，馬上松開旋轉卡盤，推力油缸帶動移動卡具將已焊好的焊件快速拉至原始位置，在這一過程中，還處在較高溫度中的焊接飛邊在通過沖刀時被沖剪掉。在棒狀焊件直徑較大(如在φ60以上)或管狀焊件直徑和壁厚都較大時，形成的焊接飛邊很厚，這時為降低沖剪力，減輕飛邊被沖斷瞬間的振動，提高焊件接頭表面質量，還可以采用多種形式的組合沖刀。
由于焊接飛邊是在焊機原來的焊接循環過程頂鍛階段結束后，移動卡具后退過程中被沖除掉的，因此沒有增加焊機原來焊接循環的時間，沒有降低焊機的焊接效率，由于在相同的時間內完成了多道工序，實際上大大提高了焊件的生產效率。由于沖剪力是由摩擦焊機主推力油缸直接提供，也無需增加新的控制系統，所以，本實用新型所提供的去除焊接飛邊的裝置具有成本低廉，結構簡單，安裝方便等許多優點。如果在目前摩擦焊機使用廠家使用的焊機上增加這樣一個裝置，可以顯著地提高生產效率。
圖1為去除焊接外飛邊裝置的剖面示意圖。
圖2為
圖1所示的去除外飛邊裝置的側視圖。
圖3為環形沖刀的剖面圖。
圖4為同時沖除內外飛邊裝置的剖面示意圖。
圖5為一種組合外沖刀的前沖刀示意圖。
圖6為圖5所示組合外沖刀的后沖刀示意圖。
圖7為一種組合內沖刀的前沖刀示意圖。
圖8為圖7所示組合內沖刀的后沖刀示意圖。
為了更清楚地了解本發明和便于實施，
以下結合附圖舉例說明。
實施例1當需要去除棒——棒摩擦焊焊接的外飛邊時，參見附
圖1和2。圖中焊機主軸箱上的旋轉卡盤6和移動卡盤7分別夾緊兩個被焊成一體的零件10。去除外飛邊的裝置由環形外沖刀5、壓板4、銷軸3、沖刀架2和叉形支座1組成。叉形支座1由螺釘8(圖中示意地畫出了中心線)固定在主軸箱法蘭上，以保證外沖刀與焊機主軸同心。沖刀架2由銷軸3安裝在叉形支座1上，壓板4和螺栓9(圖中示意地畫出了中心線)將沖刀5固定在沖刀架2上。卡盤6和卡具7夾緊的兩個焊件的伸出長度應保證焊后接頭飛邊11處于外沖刀5和卡盤6的間隙中，這個間隙應盡可能的小。當焊接循環過程頂鍛階段剛一結束，馬上打開旋轉卡盤6，焊機上的主推力油缸(圖中未示出)帶動移動卡具7夾緊著已焊好的焊件10快速后退，當焊接飛邊11遇到外沖刀5時被沖剪掉。外沖刀的形狀如附圖3所示，圖中d為環形沖刀的內徑，D為環形沖刀的外徑，沖刀的α角(后角)很小，這樣可以增強沖刀刃的強度，提高使用壽命。當焊件尺寸改變時或沖刀用鈍時，可以抽出銷軸3，松開螺栓9，打開壓板4，取出沖刀5更換新刀或重磨。
實施例2當需要同時去除管——管摩擦焊焊接的內外飛邊時，參照附圖4。去除外飛邊裝置的結構與實施例1所述相同。沖除內飛邊的裝置由內沖刀12、與內沖刀組成一體的刀桿13和螺母14組成，刀桿12與主軸箱的主軸同心地固定在一起。沖除內飛邊15的內沖刀12與沖除外飛邊11的外沖刀5要相距一定距離H，H一般應大于焊接飛邊的厚度。以保證當摩擦焊接過程頂鍛階段剛一結束，馬上打開旋轉卡盤6，在主推力油缸的作用下，移動卡具7帶著已焊好的焊件10快速后退，首先沖除掉外飛邊11后，再沖除內飛邊15。因為外飛邊的沖剪面積比內飛邊的要大，故在溫度高時首先沖除掉外飛邊。一般不在同一時刻沖除內外飛邊，因為那樣所需的沖剪力較大。
實施例3在上述實施例1和2中，當焊件棒材的直徑較大或管材的壁厚和直徑都較大時，為了減少沖除飛邊的沖剪力和為了將環形飛邊剪斷，易于同焊件脫離，可以采用兩片或多片沖刀疊加在一起的組合沖刀。組合沖刀的安裝方式與上述單片沖刀5或12的安裝方式相同。用于沖除外飛邊的組合沖刀由內“十”字形環狀前沖刀16和圓環形后沖刀17組成，其形狀如附圖5和6所示。用于沖除內飛邊的組合沖刀由“十”字形環狀前沖刀18和圓環形后沖刀19組成，其形狀如附圖7和8所示。前沖刀16和18的作用是先將完整的環形飛邊沖剪出“十”形豁口，然后由后沖刀17和19將余下的飛邊全部沖剪掉。
權利要求1.一種安裝在摩擦焊機上直接去除焊接接頭飛邊的裝置，由推力油缸，移動卡具，環形外沖刀，內沖刀、壓板、沖刀架、叉形支座及連接件組成，其特征在于所述的叉形支座被螺釘或螺栓固定在摩擦焊機的主軸箱或床身上，沖刀架安裝在叉形支座上，外沖刀安裝在沖刀架中，外沖刀的中心線與焊機主軸的中心線一致，內沖刀固定在一把刀桿上，該刀桿與焊機的主軸同心地安裝在一起。
2.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的推力油缸為摩擦焊機的主推力油缸。
3.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的沖刀架通過銷軸安裝在叉形支座上。
4.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的環形外沖刀是通過螺栓和壓板與沖刀架固定在一起的。
5.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的內沖刀與刀桿通過螺母固定在一起。
6.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的內沖刀與刀桿可整體地形成。
7.根據權利要求1所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的內、外沖刀可由多把刀片疊加在一起組成組合沖刀。
8.根據權利要求7所述的去除焊接接頭飛邊的裝置，其特征在于所述的外沖刀由內“十”字形環狀前沖刀和圓環形后沖刀疊加組成。
9.根據權利要求7所述的組合沖刀，其特征在于所述的內沖刀由“十”字形環狀前沖刀和圓環形后沖刀疊加組成。
專利摘要一種在摩擦焊焊接循環過程中直接去除焊接飛邊的裝置。它由推力油缸、移動卡具、環形內、外沖刀、壓板、沖刀架、叉形支座及連接件組成，其特征在于，叉形支座固定在焊機的主軸箱或床身上，沖刀架安裝在叉形支座上，外沖刀安裝在沖刀架中，外沖刀的中心線與焊機主軸的中心線一致，內沖刀固定在一把刀桿上，該刀桿與焊機的主軸同心地安裝在一起。本裝置由于在相同的循環時間內完成了多道加工工序，大大提高了焊件的生產效率。
文檔編號B23K20/12GK2098987SQ9022118
公開日1992年3月18日 申請日期1990年9月29日 優先權日1990年9月29日
發明者任希凡, 張忠信, 周水明, 王志剛 申請人:機械電子工業部哈爾濱焊接研究所, 黑龍江省地質探礦機械廠