[发明专利]摩擦焊设备

说明书

本发明涉及摩擦焊设备。

在一种产生摩擦热以将两工件摩擦焊接在一起的方法中，将第一工件往复运动同时与另一个即第二工件接触，第一和第二工件互相压靠在一起，使它们之间产生摩擦热。

当产生的热量足以完成焊接时，停止两工件之间的相对往复运动，将两工件压靠在一起使它们焊接在一起。在产生摩擦热时，第二工件通常保持静止，或基本上静止。在随后的本发明的叙述中，是假定第二工件确实保持静止，或基本静止。但是可以理解，在应用本发明时，在产生摩擦热阶段，也可以使第二工件相对第一工件往复运动，或以某些其它方式移动。

在设计使第一工件往复运动的机械装置时会有困难。当待焊接在一起的工件是由金属制成的，并且在焊接前要把温度升到较高值时，困难就更加严重。造成困难的事实是，例如必须使第一工件快速往复运动，其典型的速度是每分钟介于1000到6000次往复，每个往复被认为是一个完整的循环运动，因此，例如往复运动如果是简谐运动形式，则每个往复是一个整360°的运动。还会造成困难的事实是，其必须克服的摩擦阻力不仅相当大，一般在50至100吨之间，而且在摩擦生热期间要变化。另外，当已经达到所需温度时，工件之间的相对移动必须迅速停止，然后在工件被焊接以前，通常要把两工件放置在予定的相对位置。

上面所考察到的问题，使人们提出了采用一种具有可变偏心距离凸轮的转轴的建议。这样，从轴上输出的能量在摩擦生热时可以从具有大偏心距离的部分获得，而在将两工件放置在它们的预定相对位置时则可从轴上偏心距离基本为零的部分获得。

美国专利US3，542，275公开了一种具有可变偏心距离装置的公知摩擦焊机的实例。由马达驱动的轴具有一个绕其自身轴线旋转的轴向杆部，还有一个与轴的旋转轴线相倾斜的成角度的轴颈部。该轴颈部包括一个圆筒，圆筒的第一端对中配置在旋转轴线上，圆筒的另一端，即第二端从旋转轴线向横向移位。这样，当轴旋转时，轴颈部描绘出一个锥形包络面。有一根连杆，其一端通过轴承与轴颈相连，其另一端与往复块相连。该连杆可沿轴颈的轴向长度移动，以改变往复块的位移，从当连杆位于轴颈第一端时的零值变到当连杆位于轴颈第二端时的最大值。这样，该轴颈起一个可变偏心距离的凸轮的作用。

当涉及到较大的力的时候，US3，542，275所公开的摩擦焊机的使用是不满意的，因为其轴，特别是其轴颈总是不平衡的。另外，作用在与轴颈相连接的轴承上的载荷，在轴颈的每次旋转时从轴承的一端移向另一端，当涉及到较大的力时所有这些问题变得特别难于解决。

本发明的一个目的是提供一种摩擦焊设备，它不需要采用上述种类的可变偏心距离装置，但却可获得同样的效果。

本发明的第一方面包括用于摩擦焊的设备，它包括机械装置，具有传动装置，在运转时使第一工件相对第二工件往复运动，以便在两工件之间产生摩擦热。有第一驱动件工作时产生往复运动，有第二驱动件工作时产生往复运动，其频率与第一驱动件的相同。有调节装置工作时使第一和第二驱动件的相位差在所述驱动件运转时可被调节。还有积分装置，工作时使所述传动装置产生往复运动，该往复运动是第一和第二驱动件的往复运动的函数，其幅度可以通过对调节装置的适当调节而减小至零。积分装置包括可摆动的连接体，第一驱动件由第一联接装置与连接体的第一部分联接，第二驱动件由第二联接装置与连接体的与所述第一部分相间隔的第二部分联接，所述传动装置被联接到连接体的与其第一和第二部分相间隔的第三部分上。

各驱动件的往复运动最好是简谐运动，使传动装置的往复运动也是简谐运动形式或大致是简谐运动形式，是两个相同频率的简谐往复运动的合成。

在进行摩擦焊时，通常需要并且实际上常常是很重要的是，在第一和第二工件被加热之后和被焊接之前，要把它们放置在予定的相对位置。当使用本发明的设备时，就有可能实现这一目的。因为调节装置的使用可以在焊接过程的适当阶段，使传动装置的往复运动的幅度迅速而逐渐地减小至零。

使用依照本发明第一方面的设备的特别有利之处是可以不需要采用有各种偏心距离的偏心。这是重要的，因为使用有不同偏心距的偏心存在问题，特别是存在平衡这种偏心所涉及的问题。