專(zhuān)利名稱(chēng):彎管內(nèi)表面的加工方法與裝置的制作方法
本發(fā)明涉及對(duì)彎曲管和彎頭管(下稱(chēng)彎管)的內(nèi)腔面或內(nèi)表面的加工方法。
特殊地說(shuō)，本發(fā)明可應(yīng)用于，例如，以堆焊方法對(duì)金屬?gòu)澒艿膬?nèi)表面覆上耐磨損的和(或)耐腐蝕的金屬襯層。根據(jù)對(duì)襯層的不同要求，除了金屬襯層之外，本發(fā)明還適用于熔敷塑料或陶瓷襯層。另外，還應(yīng)說(shuō)明的是，本發(fā)明提出的熔敷襯層的工藝方法，除了堆焊之外，還有火焰噴涂工藝，其中包括等離子體和氧-乙炔火焰噴涂金屬和(或)陶瓷工藝，以及除了火焰噴涂工藝之外的其他噴涂工藝。還有，本發(fā)明還可應(yīng)用于，以局部表面熱處理的方法對(duì)彎管的內(nèi)表面進(jìn)行加工。這種以熱源進(jìn)行的熱處理，隨后可進(jìn)行淬火或不進(jìn)行淬火。
根據(jù)本發(fā)明，還提出了對(duì)彎曲管或彎頭管(下稱(chēng)彎管)的內(nèi)腔面或內(nèi)表面進(jìn)行加工的設(shè)備，其中包括一個(gè)支架;用于使此支架繞一主要軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置;帶有固定裝置的支架，此裝置可這樣固定住彎管彎管的一個(gè)徑向方向上的斷面，基本上位于一個(gè)與所述軸線垂直的加工平面上，且當(dāng)此支架繞所述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述斷面的圓心基本上始終與此軸線重合;一加工頭位于所述加工平面上，靠近所述軸線，并能對(duì)所述表面的一個(gè)環(huán)形區(qū)(沿所述徑向斷面)進(jìn)行加工，這時(shí)，所述的支架以及一固定于它上面的彎管，在所述驅(qū)動(dòng)裝置的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使所述的環(huán)形區(qū)移過(guò)加工頭。
本發(fā)明還提出了對(duì)彎曲管和彎頭管(下稱(chēng)彎管)的內(nèi)表面進(jìn)行加工的加工方法，即將一彎管固定在一可繞主軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，一支承架的固定裝置上;彎管是這樣固定的，即它的一個(gè)徑向方向上斷面，基本上位于一個(gè)與所述軸線垂直的加工平面上，當(dāng)所述支架繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述斷面的圓心基本上位于所述軸線上;一加工頭位于所述的加工平面上，靠近所述軸線，并能對(duì)所述表面的一個(gè)環(huán)形區(qū)(沿所述徑向方向上的斷面)進(jìn)行加工，這時(shí)，所述支架及一固定于它上面的彎管，在所述驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使所述的環(huán)形區(qū)移過(guò)加工頭。
固定裝置可以是一墊塊，彎管即固定在它上面。該墊塊的外形制作成與彎管的曲率直徑和半徑相適配，整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)成，僅適合于加工形狀基本相同的彎管的內(nèi)表面。可以用將墊塊，或支架連同它上面的墊塊，從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上拆下，更換另一種的方法，以適配在同一設(shè)備上加工具有不同的曲率外直徑和(或)半徑彎管的內(nèi)表面。另一種方案是，墊塊是可調(diào)的，以便能將一定范圍的曲率外直徑和(或)半徑的彎管固定在它上面。
至少對(duì)一種具有一定曲率半徑的彎管來(lái)講，支架相對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是可移動(dòng)的。較好的方案是使支架能這樣移動(dòng)，即能使彎管上的徑向方向上的斷面，連續(xù)地位于與旋轉(zhuǎn)主軸線相垂直的加工平面上，其圓心也是與此軸線重合。為此目的，較好的方案是使此支架能統(tǒng)一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該樞軸軸線與主軸線呈直角，但不相交，而是位于其一側(cè)。對(duì)固定于此支架上的彎管而言，此樞軸軸線與彎管的曲率圓心重合，或極其靠近。
支架和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整個(gè)裝置的較好方案是，當(dāng)支架繞主軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，彎管與支架一起旋轉(zhuǎn)，這樣，彎管的徑向方向上的斷面將始終位于加工平面上，且其圓心與主軸線重合。
加工頭應(yīng)該是對(duì)將熔敷于彎管內(nèi)表面上的材料，例如焊接金屬，適合于操作的一種。加工頭的較好方案是能將其位置調(diào)成這樣，當(dāng)支架及固定于它上面的彎管旋轉(zhuǎn)時(shí)，它可以將熔化的材料涂敷于一基本呈環(huán)形的表面上，此熔敷區(qū)平行于，位于或靠近加工平面。也就是說(shuō)，加工頭適合于將材料熔敷于一個(gè)位置確定的彎管徑向方向斷面的內(nèi)表面四周。所以，隨著支架的轉(zhuǎn)動(dòng)，彎管的徑向斷面將連續(xù)地位于加工平面的位置，加工頭即可將材料連續(xù)地熔敷于沿彎管的基本上呈環(huán)形的熔敷區(qū)，這樣便可以在彎管的內(nèi)表面上形成一個(gè)襯層。
支架的某一部件，如它上面的墊塊是可移動(dòng)的，它可以步進(jìn)方式或連續(xù)地，將彎管的徑向斷面移到加工平面上。為此目的，較好的方案是設(shè)置一分度動(dòng)作拆置，或一連續(xù)動(dòng)作裝置，以便能調(diào)節(jié)墊塊和一固定于它上面的彎管，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的位置，方法是使墊塊繞其樞軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。這種動(dòng)作裝置可以與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)關(guān)，也可以由它驅(qū)動(dòng)。然而，不論在哪種情況下，較好的方案是使動(dòng)作裝置的操作，基本上與支架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是同步進(jìn)行的。也就是說(shuō)，動(dòng)作裝置最好能夠使加工頭這樣進(jìn)行操作當(dāng)支架在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下每旋轉(zhuǎn)一周，同時(shí)也已涂敷完一環(huán)形涂敷區(qū)，且至少有一個(gè)基本完整的環(huán)形區(qū)移過(guò)了加工平面。
很容易理解，動(dòng)作裝置的這種同步操作，將根據(jù)操作方式是分度的或是連續(xù)的，形成不同的材料涂敷形式。所以，當(dāng)支架以分度方式旋轉(zhuǎn)時(shí)，順次形成的涂敷區(qū)，將基本上是一個(gè)個(gè)真正的環(huán)形，且彼此緊靠在一起。但當(dāng)支架連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，則每個(gè)涂敷區(qū)將是由挨次形成的涂敷區(qū)構(gòu)成的，完整螺旋形的一圈。
當(dāng)然，一彎管的弧長(zhǎng)，由徑向方向最外端的最大值，逐步向內(nèi)減少，直達(dá)最內(nèi)端的最小值。如果假定，由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)支架及固定于它上面的彎管以恒速旋轉(zhuǎn)，且加工頭保持靜止不動(dòng)時(shí)，根據(jù)上面已述及的設(shè)備操作情況，將導(dǎo)出許多不同的結(jié)果。其中最主要的結(jié)果如下述(a)彎管的整個(gè)內(nèi)表面都以材料涂敷上，由于挨次相鄰的涂敷區(qū)在沿徑向方向上最外端的弧長(zhǎng)上，離得極近，則彼此間會(huì)產(chǎn)生插入或重疊現(xiàn)象。
(b)未能將內(nèi)表面全部涂敷上，這是由于相鄰的涂敷區(qū)未能相互插入或重疊，或者雖然在彎管徑向方向上的內(nèi)弧長(zhǎng)度上，是相互已經(jīng)插入或重疊的，但在徑向方向上外弧長(zhǎng)度上都是彼此有間隔的。
總的來(lái)說(shuō)，這些結(jié)果都是不利的，結(jié)果(b)則與形成涂敷層的目的相違背。從結(jié)果(a)來(lái)看，如果在彎管徑向方向的外弧長(zhǎng)度上，每單位面積上涂敷有符合要求的足夠量的材料的話，則沿其內(nèi)弧長(zhǎng)度上將會(huì)涂敷過(guò)量的材料。從結(jié)果(b)來(lái)看，在徑向方向的內(nèi)弧長(zhǎng)度上是涂敷有足夠量的材料的，既便這樣，在徑向長(zhǎng)度外弧長(zhǎng)度上，彎管的內(nèi)表面將露出來(lái)，就是說(shuō)，裸露的內(nèi)表面并未通過(guò)涂敷加工將其保護(hù)起來(lái)。
本發(fā)明的設(shè)備的較優(yōu)方案是，至少在彎管所要求的弧長(zhǎng)上，在彎管的整個(gè)內(nèi)表面上，涂敷有完整的襯層，其厚度至少有達(dá)到最小值。如果需涂敷耐腐蝕襯層，此設(shè)備可在整個(gè)內(nèi)表面上涂敷厚度基本上均勻的襯層。如果需涂敷耐磨損的襯層，則所需要的襯層應(yīng)是這樣的在彎管內(nèi)表面的徑向方向外弧長(zhǎng)度上的襯層厚度，應(yīng)大于徑向方向內(nèi)弧長(zhǎng)度上的襯層厚度，因?yàn)閷?duì)用于輸送具有摩擦性質(zhì)材料的管道中的彎管來(lái)說(shuō)，這些材料的摩擦作用，在彎管內(nèi)表面的外側(cè)部位較大。
根據(jù)本發(fā)明提出的第一種設(shè)備在操作時(shí)，其加工頭是靜止不動(dòng)的，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使支架，以及固定于它上面的彎管旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，其速度則在最大和最小值之間變化。在此設(shè)備中，當(dāng)加工頭分別在徑向內(nèi)弧長(zhǎng)度和外弧長(zhǎng)度上涂敷材料時(shí)，其旋轉(zhuǎn)便以最大和最小的速度進(jìn)行，這樣，涂敷的材料量，也就是厚度，在某種程度上也是涂敷區(qū)的寬度，從徑向外弧長(zhǎng)度到徑向內(nèi)弧長(zhǎng)度是逐步增加的。
在第一種設(shè)備的改型設(shè)備中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以基本上恒定的速度使支架及固定于它上面的彎管旋轉(zhuǎn)。然而，在此實(shí)例中，在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，向加工頭供給涂敷用料裝置的供料速度，卻是變化的。在此改型設(shè)備中，當(dāng)加工頭分別位于徑向外弧長(zhǎng)度和內(nèi)弧長(zhǎng)度上時(shí)，供料速度將在最大值和最小值之間變化。操作過(guò)程仍然是這樣，涂敷料的量，也就是涂敷襯層的厚度，在一定程度上也是涂敷區(qū)的寬度，從徑向內(nèi)弧長(zhǎng)度處逐步向徑向外弧長(zhǎng)度處增大。在此改型設(shè)備中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以如前段所述的那樣，使旋轉(zhuǎn)速度是變化的。
對(duì)第一種設(shè)備及其改型來(lái)說(shuō)，較優(yōu)的方案是，分別按連續(xù)循環(huán)的方式變化旋轉(zhuǎn)速度和供料速度。然而，在每種情況下，可以使涂敷料的厚度基本上是一定的，或者是厚度隨涂敷區(qū)的加寬而增大。在每種情況下，也可以使相鄰的涂敷區(qū)彼此插入或部分重疊，并以這種方式在彎管的內(nèi)表面上形成連續(xù)的襯層。襯層最好是，其厚度基本上是均勻的，或者在徑向外弧長(zhǎng)度上的厚度，較在徑向內(nèi)弧長(zhǎng)度上的厚度大。
在所提出的第二種設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)和涂敷料的供給二種速度或其中之一種速度，基本上是一定的。然而，在這種設(shè)備中，加工頭是如此裝置的，它可以振動(dòng)，其振動(dòng)軌跡所在平面通過(guò)主軸線，由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的支架繞此軸線旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)備的操作過(guò)程是這樣的，加工頭的振動(dòng)平面，基本上與正在涂敷材料的彎管處的弧線平行，但位于已形成的涂敷區(qū)的一側(cè)。
使加工頭產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)裝置，較優(yōu)的方案是，它的振動(dòng)幅度是可變的，如果需要的話，振動(dòng)頻率也是可變的。振動(dòng)裝置的操作，主要是變化加工頭的振動(dòng)幅度。當(dāng)加工頭在徑向內(nèi)弧長(zhǎng)度上涂敷材料時(shí)，振動(dòng)幅度最小，當(dāng)在徑向外弧長(zhǎng)度上時(shí)，幅度最小，這樣，加工區(qū)的寬度便由內(nèi)弧長(zhǎng)度向外弧長(zhǎng)度增大。
加工頭的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)也可以與第一種設(shè)備及其改型設(shè)備的各種動(dòng)作特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，這樣便能對(duì)在加工區(qū)涂敷的材料量進(jìn)行全面的控制。在這種情況下，最有效果的變化支架的旋轉(zhuǎn)速度。
很容易理解，當(dāng)旋轉(zhuǎn)彎管，以使它的一個(gè)徑向方向上的斷面位于一加工平面上，并且該斷面的圓心仍與旋轉(zhuǎn)軸線重合，則彎管的其他部分將偏離此主軸線。所以，如果此徑向斷面恰是彎管的中間斷面，則此彎管的兩端都將位于主軸線的一側(cè)，并整體地繞此軸線旋轉(zhuǎn)。在考慮如何將加工頭放置于彎管內(nèi)時(shí)，必須考慮此情況。
設(shè)備的較優(yōu)方案是有一加工頭夾持臂，在其一端安裝有加工頭。夾持臂或是可伸縮的，或是可移開(kāi)的，以便能將彎管固定到支架上，或者在將彎管固定到支架上之后，可將彎管穿入到夾持臂的一端處。不論在何種情況下，當(dāng)彎管固定好之后，便可以調(diào)整夾持臂的位置，即從主軸線成一定角度的方向，伸入到彎管中，并將加工頭定位在，或靠近于加工平面上，該平面即彎管的一個(gè)徑向方向上的斷面。當(dāng)將夾持臂如此定好位之后，最好是又處于這樣一個(gè)平面上，該平面包括有主軸線，或與其十分平行。該平面最好還是這樣一個(gè)平面，即彎管的曲率中心就在，或極其靠近此平面。
伸入夾持臂的方向與主軸線的夾角，取決于彎管的曲率半徑和本身的直徑，以及臂的橫向尺寸。還有，夾持臂伸入到彎管中的程度，也取決于這些因素，以及彎管的弧長(zhǎng)。為了最大限度地利用本發(fā)明，彎管的參數(shù)應(yīng)該是這樣的，即夾持臂可以伸入到，至少稍微超過(guò)彎管的一半弧長(zhǎng)處。所以，當(dāng)夾持臂伸入到彎管的一個(gè)端口內(nèi)之后，便可以對(duì)至少一半長(zhǎng)度的彎管內(nèi)表面進(jìn)行涂敷加工，之后，將彎管調(diào)轉(zhuǎn)方向，以便對(duì)其余的內(nèi)表面進(jìn)行涂敷加工。很容易理解，除了那些曲率半徑和內(nèi)徑很大的彎管以外，一般彎管的幾何參數(shù)，如果在對(duì)彎管進(jìn)行局部涂敷之后，而不將彎管調(diào)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的話，將會(huì)妨礙對(duì)整個(gè)內(nèi)表面進(jìn)行涂敷。
對(duì)加工頭來(lái)講，最方便的是始終保持一種基本上固定賣(mài)位向。此外，不管加工頭如何振動(dòng)，上面以提及，并且下面還要說(shuō)明的是，加工頭基本上始終位于加工平面上，彎管的一個(gè)規(guī)定的徑向方向斷面也位于此加工平面上，以便將材料涂敷于此斷面四周。所以，在這情況下，彎管是相對(duì)于，和圍繞位于其中的加工頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的。為了實(shí)現(xiàn)這種相對(duì)旋轉(zhuǎn)，至少在規(guī)定的徑向方向上的斷面與夾持臂伸入彎管的端口有一定距離的情況下，需要使夾持臂相對(duì)于主軸線的移動(dòng)，與彎管的旋轉(zhuǎn)是同步進(jìn)行的。
如果考慮到夾持臂是有縱向軸線的，則很容易明白，夾持臂相對(duì)于主軸線所能實(shí)現(xiàn)的最好的運(yùn)動(dòng)方式。這種運(yùn)動(dòng)方式是，夾持臂的軸線劃出一個(gè)旋轉(zhuǎn)錐體的軌跡線，錐頂是加工頭。最好是使旋轉(zhuǎn)錐體的軸線，基本與主軸線是重合的，或夾角極小。同時(shí)，夾持臂最好是使其相對(duì)于本身軸線的位向基本上保持不便。
為了容易實(shí)現(xiàn)夾持臂的這種運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持加工頭的位向基本不變，加工頭最好是以樞軸方式安裝在夾持臂的一端。還有，夾持臂中最好有一對(duì)長(zhǎng)桿件，它們由許多連接件連接，并構(gòu)成一四連桿機(jī)構(gòu)。加工頭可以是連接件，或者安裝在連接件上，或與連接件具有固定的位置關(guān)系。
由轉(zhuǎn)臂裝置使夾持臂產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，該裝置在安裝有加工頭的夾持臂的另一端，與夾持臂聯(lián)動(dòng)，并由使支架繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，或獨(dú)立于此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在本發(fā)明提出的一種設(shè)備中，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中有筒狀軸，這樣便可以使此裝置繞主軸線旋轉(zhuǎn)了。從此筒狀軸向偏離主軸線的一側(cè)伸展的轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，至少形成一個(gè)支承臂。最好是有兩個(gè)支承臂，二者在主軸線方向上相隔一定距離。在支承臂上安裝有環(huán)狀部件，其軸線位于主軸線的一側(cè)，最好是與主軸線平行，或基本平行。在這些環(huán)狀部件中，安裝有夾持臂支承部件，此部件與環(huán)狀部件之間可進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。夾持臂穿過(guò)並安裝在支承部件上，并可擺動(dòng)。操作過(guò)程是這樣的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的筒狀軸，與由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的支架同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)臂和它上面的環(huán)狀部件即繞主軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)環(huán)狀部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，此部件與支承部件之間也有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。夾持臂相對(duì)于環(huán)狀部件的軸線進(jìn)行擺動(dòng)，但相對(duì)于它本身軸線的位向關(guān)系仍保持不變。
當(dāng)加工頭在涂敷區(qū)操作時(shí)，它可以在此區(qū)的兩側(cè)往返運(yùn)動(dòng)。最方便的是，加工頭的往返運(yùn)動(dòng)的幅度是變化的，這樣，在彎管的內(nèi)弧長(zhǎng)度長(zhǎng)，幅度最小，在外弧長(zhǎng)度上，幅度最大，因而，涂敷區(qū)的寬度也由內(nèi)向外增大。可以由夾持臂的往返裝置使加工頭往返運(yùn)動(dòng)。該裝置可以使夾持臂沿縱向往返運(yùn)動(dòng)，從而使加工頭往返運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明提出的一種設(shè)備中，往返裝置中包括一凸輪，它可使凸輪隨動(dòng)件往返運(yùn)動(dòng)。凸輪隨動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)即可以傳給以樞軸方式運(yùn)動(dòng)的部件。安裝在夾持臂支承部件中的夾持臂位于上述以樞軸方式運(yùn)動(dòng)的部件附近，由此便可使夾持臂產(chǎn)生縱向的往返運(yùn)動(dòng)。
最好是，夾持臂支承部件是一個(gè)基本呈環(huán)形的框架，它內(nèi)中安裝一軛架。后者是這樣安裝于框架中的，它可繞第一個(gè)軸線擺動(dòng)，該軸線位于一個(gè)基本上垂直于主軸線的平面中。一萬(wàn)向架裝在軛架中。在萬(wàn)向架上，或萬(wàn)向架中安裝有可以樞軸方式擺動(dòng)的夾持臂。萬(wàn)向架可繞一個(gè)與第一個(gè)軸線平行的第二個(gè)軸線擺動(dòng)。凸輪隨動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用于軛架，然后通過(guò)萬(wàn)向架作用于夾持臂。
最好是借助一杠桿系統(tǒng)，將凸輪隨動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使用軛架。但是至今所說(shuō)明的夾持臂的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度是恒定不變的。最有利的是，杠桿系統(tǒng)的兩個(gè)杠桿臂是按樞軸方式連接起來(lái)的。這些平行于第一個(gè)和第二個(gè)軸線的桿臂中的一個(gè)，可通過(guò)調(diào)節(jié)裝置，在縱向上進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣便可以使夾持臂，也就是加工頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度，按要求進(jìn)行變化。
調(diào)節(jié)裝置包括有，轉(zhuǎn)臂件上環(huán)狀部件周邊的偏心表面，或者這些環(huán)狀部件中的一個(gè)，安裝有以樞軸方式運(yùn)動(dòng)的部件，往復(fù)裝置可對(duì)此部件起作用。在這種情況下，調(diào)節(jié)裝置包括有第一個(gè)板狀部件，它安裝在環(huán)狀部件的框架上，是可調(diào)節(jié)的，以便限定板狀部件，在平行于第一個(gè)部件和安裝于框架中萬(wàn)向架的第二個(gè)軸線的方向上的運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)裝置中，還包括一個(gè)安裝于第一個(gè)板狀部件中的滾輪，它壓在二環(huán)狀部件，或其中一個(gè)的偏心表面上。這樣，應(yīng)環(huán)狀件與轉(zhuǎn)臂件旋轉(zhuǎn)時(shí)，板狀部件則在相反方向上被調(diào)節(jié)。往復(fù)裝置安裝在第二個(gè)板狀件上，此板狀件最好與第一個(gè)板狀件基本上是平行的。以這種方式調(diào)節(jié)第一個(gè)板狀部件，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)、樞軸連接部位(位于往復(fù)裝置的二桿臂之間)的調(diào)節(jié)，以及對(duì)這些桿臂中的一個(gè)在其縱向方向上的調(diào)節(jié)。其結(jié)果是，夾持臂，也包括加工頭，將隨轉(zhuǎn)臂裝置的旋轉(zhuǎn)，變化其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度。
如果使用本發(fā)明提出的設(shè)備，以堆焊方式對(duì)彎管進(jìn)行復(fù)面加工的話，加工頭就可以用一焊頭。最方便的堆焊方法是使用消耗性電極絲，由電極絲供給裝置向焊頭送絲。然而，此設(shè)備也可用于粉末料焊，此時(shí)，由一粉末供給裝置向焊頭供給合金粉末。粉末被電極絲熔化，并形成一層符合要求的涂敷層。
用于焊接的電極絲將通過(guò)夾持臂的整個(gè)長(zhǎng)度，并達(dá)到焊頭處。為此目的，在夾持臂上可安裝一焊絲送進(jìn)裝置，例如安裝在安裝焊頭一端的夾持臂上的另一端。焊絲送進(jìn)裝置可以采用通用的型式，由焊絲盤(pán)(裝在送進(jìn)裝置上或附近)將焊絲送至焊絲送進(jìn)裝置處。從此送進(jìn)裝置處，焊絲通過(guò)一沿夾持臂裝置的導(dǎo)管被送到焊頭處。最好是，使穿過(guò)導(dǎo)管的焊絲再穿過(guò)一彎導(dǎo)管，該管可改變焊絲沿平行于夾持臂縱向移動(dòng)的方向，使再沿基本上平行于加工平面的方向移動(dòng)。此彎導(dǎo)管最好是一段彎管或彎槽鐵，如采用彎槽鐵，可在它上面安裝一些滾輪，以使焊絲沿槽鐵的彎度移動(dòng)。
如果進(jìn)行粉末料焊時(shí)，可采用一粉末送進(jìn)裝置以使合金粉末沿夾持臂的全長(zhǎng)移動(dòng)。最好將粉末送進(jìn)裝置安裝在夾持臂上，安裝焊頭所在一端的另一端。由料箱處將料送至粉末送進(jìn)裝置處，此料箱也可安裝在夾持臂的另一端上，或附近處。一種很簡(jiǎn)單的裝置是，將粉末送至送進(jìn)裝置的送料管中，再沿安裝在夾持臂上的送料管，將料送到安裝于焊頭附近的粉末計(jì)量裝置中。送料裝置中包括一進(jìn)料室，料從料箱外送入到此進(jìn)料室中，此進(jìn)料室中有一柱塞，可依次地將粉末推入到送料管中，并可使其沿此管流走。進(jìn)料室可以是一套筒，內(nèi)中有一柱塞，并與它同心。由一凸輪間斷地將此套筒向送料管的進(jìn)料口處推進(jìn)。一回復(fù)彈簧可使套筒回復(fù)原位，以便進(jìn)行下一次推進(jìn)。粉末計(jì)量裝置可以是通用的形式，由送料管將料送入到計(jì)量裝置中，再將粉末送至伸出于焊頭之外的電極絲附近。
在另一種裝置中，一合金粉末料斗和一計(jì)量裝置安裝于夾持臂上，安裝有焊頭一端的另一端。由計(jì)量裝置將粉末恒定地送入到一導(dǎo)管中，或送入到一很薄的，無(wú)接頭的運(yùn)送帶上，此帶經(jīng)過(guò)夾持臂全長(zhǎng)，并從它上面將粉末送到從焊頭中伸出的電極絲附近處。
在另一裝置中，合金粉末可以作為芯料，封在做成空心的電極絲中。在此裝置中，需選擇焊絲單位長(zhǎng)度上的空心管對(duì)芯料的重量比，以及空心管和芯料的成分，以便確定出合宜成分的焊接金屬，并獲得符合要求的涂敷材料。很清楚，對(duì)用粉末計(jì)量裝置供料的裝置來(lái)說(shuō)，也存在上述問(wèn)題。但在這種情況下，根據(jù)需要，可以通過(guò)計(jì)量裝置改變焊料的成分。
為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明。
圖1所示為彎管固定和轉(zhuǎn)動(dòng)部件總成的透視圖;
圖1A所示為圖1所示部件總成的平面圖;
圖2和圖2A與圖1和圖1A是相應(yīng)的，只是驅(qū)動(dòng)裝置不同;
圖3所示為側(cè)視圖，部分為斷面圖，圖1和圖2所示部件總成的右側(cè)為一夾持臂部件總成;
圖3A所示為圖3所示部件總成的透視圖;
圖4和5所示為圖3所示的部件總成上的另一種框架和軛架的放大圖;
圖6所示為圖5所示的框架的軸向視圖;
圖7所示為圖5所示軛架的透視圖;
圖8所示為圖5所示萬(wàn)向架的透視圖;
圖9所示為振動(dòng)部件，用于振動(dòng)夾持臂;
圖9A所示為自圖9的Ⅸa-Ⅸa線所取的斷面圖;
圖10所示為圖9所示部件的透視圖;
圖11至13詳細(xì)地示出了圖9所示的振動(dòng)部件的各個(gè)零件;
圖14和15各示出了金屬粉末供給裝置的側(cè)面和軸向視圖;
圖16示出了圖14所示某個(gè)零件的另一種構(gòu)造;
圖17和18分別示出了一粉末送給裝置的平面圖和側(cè)視圖。
附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的各個(gè)部件總成和設(shè)備的各零件。該設(shè)備主要用于以堆焊方法彎管復(fù)面，顯而易見(jiàn)的是，該設(shè)備也適合于對(duì)其他類(lèi)加工件進(jìn)行復(fù)面和處理。
圖1和1A所示為一彎管加工設(shè)備的彎管固定和轉(zhuǎn)動(dòng)部件總成10。它包括有一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和一可調(diào)輸出電動(dòng)機(jī)12以及一驅(qū)動(dòng)架14。驅(qū)動(dòng)架14由電動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)，繞一主要水平的X軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。呈三角形的彎管支承架16安裝在驅(qū)動(dòng)架14上，它上面有一些墊塊18，彎管20即可由壓板(未示出)固定在這些墊塊上。整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)成，將彎管20固定到墊塊18上之后，彎管20的一個(gè)位于徑向上的，選定的圓形截面即位于一個(gè)與X軸垂直的加工平面上，并使此徑向截面的圓心在此軸線上。這樣，當(dāng)支架14、16在電機(jī)12的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彎管20即可繞X軸線旋轉(zhuǎn)，且可使選定的加工截面仍保持上述位向關(guān)系。
一支承板11從支架14上突出來(lái)，它有一軸頸13。支承板11上的軸頸13的軸線基本上與X軸同心。支承板11和軸頸13可與支架14一起轉(zhuǎn)動(dòng)，它們的作用將在下面說(shuō)明。
圖2和圖2A所示的設(shè)備與圖1和1A所示的結(jié)構(gòu)不同，但在操作上是相同的，相同的標(biāo)號(hào)代表相同的零件。然而，在圖2和2A所示實(shí)例中，變速電機(jī)12安裝在支架14上的圓形板15附近，它通過(guò)一輸出齒輪總成17(與圓形板15圓周上的齒19咬合)，使支架14繞X軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。還有，滾輪21用于支承支架14的環(huán)形件23，以使其易于轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)圖1和1A所做的下述說(shuō)明，對(duì)圖2和2A所示的具有不同結(jié)構(gòu)的設(shè)備也同樣適用。
焊頭22的位置在加工平面上。焊頭22始終是垂直的，以便在彎管20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將金屬焊到彎管20加工部位的底面上，并在該部位形成一環(huán)形焊區(qū)。為了使焊頭22保持垂直，可將它安裝在夾持臂23的一端，且可擺動(dòng)。夾持臂為一曲上，下臂24、26構(gòu)成的四連桿機(jī)構(gòu)，其長(zhǎng)度可伸入到彎管20的一端。臂24、26的外端與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置連接(以樞軸方式)，下面將予以說(shuō)明。
支承架16安裝在支架14上，它可繞銷(xiāo)子28擺動(dòng)。銷(xiāo)子28的軸線與X軸線垂直，但不相交，偏在一側(cè)。該銷(xiāo)子軸線也是彎管20的曲率中心。這樣，當(dāng)焊完彎管20上選定截面上的焊區(qū)之后，支承架16即轉(zhuǎn)過(guò)一些，以便對(duì)加工平面上彎管20的另一相鄰徑向截面，進(jìn)行加工。此過(guò)程可繼續(xù)到，將彎管20的至少一半長(zhǎng)度，在管內(nèi)以焊接金屬涂敷完之后，使彎管調(diào)換方向，以便對(duì)余下的長(zhǎng)度進(jìn)行涂敷處理。
為使支架16擺動(dòng)，在它上面安裝有滾輪25，它可在支架14面上滾動(dòng)。在支架16的圓弧形周邊上，有許多齒27或一鏈條。支架14下面安裝一電機(jī)29，此電機(jī)通過(guò)一減速機(jī)構(gòu)(未示出)，驅(qū)動(dòng)一鏈輪31，該鏈輪與鏈條或齒27嚙合。鏈輪31固定在軸35上，該軸穿過(guò)支架14。當(dāng)電動(dòng)機(jī)12使支架14轉(zhuǎn)過(guò)一圈之后，電動(dòng)機(jī)29即可使支承架16以步進(jìn)方式擺動(dòng)，或者在電動(dòng)機(jī)12使支架14轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)29使支承架16連續(xù)擺動(dòng)。支承架16的擺動(dòng)可分別使焊頭22焊出環(huán)狀堆焊焊道，或者連續(xù)的螺旋狀堆焊焊道。然而，在這二種情況下，在彎管20整個(gè)內(nèi)表面的至少一部分表面上，焊接金屬多數(shù)是形成了連續(xù)的覆蓋層。
圖3示出了彎管加工設(shè)備的夾持臂轉(zhuǎn)動(dòng)部件總成30。如圖2和圖3所示，臂24、26從部件總成10伸展到部件總成30，并對(duì)X軸線傾斜一很小的角度，例如約20°。如圖3和3A所示，部件總成30包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其夾持臂24、26的外端頭以樞軸方式連接。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中有一筒形軸32，借助它可繞X軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，一對(duì)徑向轉(zhuǎn)臂件34、36焊在筒軸32上。部件總成30借助筒軸32固定在支架14上，筒形軸32固定在軸頸13上。部件總成30與支架14可一起繞筒形軸32轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)橐延寐菟?7固定住軸頸13的凸緣39和轉(zhuǎn)臂件34。在圖3中，各以實(shí)線和虛線表示，在支架14(為易于看清，未畫(huà)出)和彎管20轉(zhuǎn)過(guò)180°后，各個(gè)部件的情況。
轉(zhuǎn)臂件34、36上各有一支板38、39。支板38、39的外端各有一環(huán)狀部位40、41，它們的軸線與X軸線平行。轉(zhuǎn)臂件34上的環(huán)狀部位40，離部件總成10的距離，較轉(zhuǎn)臂件36上的環(huán)狀部位41近些，其軸線離X軸線也近些。環(huán)狀部位40、41中，有一框架42，如圖4所示，還有一矩形軛架總成44，其中在萬(wàn)向架49和銷(xiāo)軸46上固定的夾持臂24、26，可以擺動(dòng)。框架42上的滾柱45，可使環(huán)40、41與位于它中間的框架42之間，產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
部件總成30的總的操作方式是這樣的，當(dāng)它與支架14、16同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，夾持臂24、26一方面按一基本上呈錐形的軌跡，繞X軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面在環(huán)40、41內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，當(dāng)環(huán)40、41在轉(zhuǎn)它的框架42轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，夾持臂24、26仍能基本上保持它們之間的相對(duì)位置不變，即使夾持臂24位于上方。由于這種情況，由夾持臂24、26，將它們以及焊頭以樞軸方式連接起來(lái)的連接件所構(gòu)成的四連桿，可使這些零件的位向基本上保持不變。
圖5示出了框架42和軛架總成44的較優(yōu)設(shè)計(jì)方案的部分視圖。圖5所示部件的結(jié)構(gòu)與圖4所示的是相同的，但為了易于說(shuō)明問(wèn)題，其中未將滾輪45示出。還有，應(yīng)該指出的是，圖5所示的框架和軛架總成的下半部，與詳細(xì)畫(huà)出的它的上半部，基本上是對(duì)稱(chēng)的。為清楚起見(jiàn)，圖6至8示出了圖5所示部件的幾個(gè)零件。
如圖7所示，軛架總成44中有一軛架47，一般呈矩形并且有傾斜的四個(gè)角。軛架47上有一管形件47a，它與軛架的一個(gè)邊為一個(gè)整體。還有，轉(zhuǎn)臂件36的上軛架47與轉(zhuǎn)臂34上的軛架不同，因?yàn)樵谒囊粋€(gè)側(cè)邊上有一向外伸出的桿件47b，該側(cè)邊與管形件47a相對(duì)?？蚣?2有一空腔，其總的形狀與軛架47的是相似的，一側(cè)有一凹部42a，用于放置管形件47a。在凹部42a中安裝一樞軸42b，它穿過(guò)凹部47a中的軸承，這樣，軛架47便能繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此軸線與X軸線垂直，但位于一側(cè)，這樣便可使管形件47a的對(duì)面邊框，相對(duì)于框架42所在平面擺進(jìn)或擺出。
在軛架47中安裝一萬(wàn)向架49，如圖8所示為一方框形件。在萬(wàn)向架49的兩端各有一個(gè)樞銷(xiāo)49a，它們安裝在軛架47支承孔47c的軸承49b中，這樣，萬(wàn)向架49即可相對(duì)于軛架47所在平面，繞Z軸線擺進(jìn)或擺出。Z軸線與軛架47的樞軸軸線Y平行。Z軸線一般多穿過(guò)X軸線。
圖5所示的焊頭夾持臂24、26穿過(guò)萬(wàn)向節(jié)49，以銷(xiāo)子46固定在萬(wàn)向節(jié)49中，并可擺動(dòng)，此情況與圖4所示相同。銷(xiāo)子46的軸線基本上與框架47和萬(wàn)向節(jié)49各自的Y、Z軸線垂直，基本上也垂直于X軸線。
滾柱45能使框架42和它的軛架總成44，在各個(gè)方向上保持它們間的相對(duì)位置，如圖4和5所示。銷(xiāo)子46可使夾持臂24、26，相對(duì)于萬(wàn)向架49擺動(dòng)，因而當(dāng)部件總成30繞X軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，夾持臂的運(yùn)動(dòng)軌跡為一旋轉(zhuǎn)錐體。然而，由于軛架47具有可繞Y軸線擺動(dòng)的自由度，萬(wàn)向架49有轉(zhuǎn)Z軸線的自由度，因而，夾持臂24、26即可沿縱向振動(dòng)，相應(yīng)地使焊頭22振動(dòng)。
上面已對(duì)轉(zhuǎn)臂件34的環(huán)狀部位40中安裝的框架42和軛架總成44的主要特點(diǎn)做了說(shuō)明。轉(zhuǎn)臂36的環(huán)狀部位41也具有同樣特點(diǎn)。但轉(zhuǎn)臂36的環(huán)狀部位41還安裝有振動(dòng)裝置36a的一些零件，用于使夾持臂24、26和焊頭22產(chǎn)生振動(dòng)。
圖9、9A和10示出了振動(dòng)裝置36a，圖11～13示出了它的一些零件。振動(dòng)裝置36a大多安裝在轉(zhuǎn)臂件36的環(huán)狀部件41，框架42和軛架44的表面上。轉(zhuǎn)臂件36位于轉(zhuǎn)臂件34的一側(cè)，如圖3所示。振動(dòng)裝置36a包括一個(gè)振動(dòng)器固定板50，調(diào)整環(huán)51，振動(dòng)器總成52和一振動(dòng)調(diào)節(jié)裝置53。固定板50和環(huán)51各有一中間孔50a，51a，其形狀可允許軛架47和萬(wàn)向架49在其中擺動(dòng)。螺旋51c將板50固定到框架42上，該螺栓穿過(guò)板50上的孔50b，旋入框架42的螺旋孔42c中。環(huán)51位于框架42和板50之間的位置，其中孔的輪廓線中止于將板50固定的螺栓的外面。旋入到環(huán)51螺旋孔51b的螺栓(未示出)，穿過(guò)了板50的槽50c，這樣，環(huán)51在樞軸軸線Y、Z方向，相對(duì)于板50，可做有限的移動(dòng)。
以螺栓(未示出)穿過(guò)環(huán)51的孔51d，旋入到樞軸支架54底板54a的螺旋孔54c中，便可將樞軸支架54(見(jiàn)圖11)固定到環(huán)51上。固定后，樞軸支架54的支板54b即穿過(guò)板50的槽孔50d，這樣，即可使樞軸支架54的固定孔54e位于與環(huán)51相距較遠(yuǎn)的板50的一側(cè)。支板54b與槽50d的間隙可使環(huán)51相對(duì)于板50進(jìn)行移動(dòng)。
振動(dòng)器總成52固定在與環(huán)51相距較遠(yuǎn)的固定板50的一個(gè)表面上，它包括一圓形凸輪板55，它中間有一凸輪導(dǎo)槽55a，和一由桿件56、57、58組成的桿件系統(tǒng)。桿件56連接在板50的支架59上，這樣它便可以繞一固定為軸線56a擺動(dòng)。在它兩個(gè)端頭的中間部位，安裝有螺栓59，其螺桿即為凸輪隨動(dòng)件，并插在導(dǎo)槽55a中。當(dāng)電機(jī)60驅(qū)動(dòng)板55轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿件56的離軸線56a較遠(yuǎn)的一端，將相對(duì)于板50做反復(fù)的靠近和遠(yuǎn)離的動(dòng)作。桿件57的第一個(gè)桿臂57a上有一個(gè)槽57c，螺栓61的螺桿部分自其中穿過(guò)。該螺栓固定在桿件56的遠(yuǎn)端。桿件57的第二個(gè)桿臂57b與桿臂57a平行，但彼此間拉開(kāi)一定距離。桿件62將桿臂57a和57b連接起來(lái)，此桿件穿過(guò)固定在固定板50上的套筒63上。桿臂57b的遠(yuǎn)離桿件62的端部，以樞軸方式裝置在螺栓64(其軸線為57d)上，螺栓64將第二桿件58的一個(gè)端部及夾在它們之間的桿件62端部連接起來(lái)。桿件58的另一端部，借助一萬(wàn)向接頭65，連接到軛架47的外伸桿件47b上。在桿件58的兩個(gè)端部之間部位，桿件58借助螺栓66(穿過(guò)二桿件58上的各自一個(gè)槽孔58b和孔54c)與樞軸支架54的支板54b連接起來(lái)，這樣，便可使桿件58繞58a軸線進(jìn)行擺動(dòng)。
軸線56a、57d和58a彼此是平行的，與桿件62的軸線也平行。這些軸線與調(diào)整環(huán)51相對(duì)于板50可以移動(dòng)的方向是垂直的。此方向與軛架和萬(wàn)向架49的軸線Y、Z的方向平行。此裝置的操作過(guò)程是這樣的，凸輪板55轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將使桿件56擺動(dòng)，從而相應(yīng)地使桿臂57a，桿件57的桿臂57b，繞桿件62的軸線擺動(dòng)，并使桿件58繞軸線58a擺動(dòng)。桿件56、57和58反復(fù)地?cái)[動(dòng)，從而引起軛架47繞軸線Y，萬(wàn)向架49做振動(dòng)式擺動(dòng)，由此引起焊頭夾持臂24、26以及焊頭22沿其縱向反復(fù)振動(dòng)。
振動(dòng)調(diào)整裝置53中包括有部件總成30轉(zhuǎn)臂件36上的環(huán)狀部位41的圓周表面41a，此表面與該環(huán)的內(nèi)表面是偏心的，滾輪45在內(nèi)表面上轉(zhuǎn)動(dòng)。裝置53中還包括滾輪67，此滾輪固定在調(diào)整環(huán)51上，并壓在環(huán)狀部位41的偏心面上。當(dāng)部件總成30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)41即繞X軸線，并相對(duì)于其框架42和軛架總成44轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，固定板50和調(diào)整環(huán)51是固定的，并且與框架42之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾輪67壓在上面的環(huán)41的偏心表面41a則轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此表面是偏心的，因而當(dāng)環(huán)40轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)整環(huán)51即將在由固定板50的槽孔50c和50d限定的極限位置之間，產(chǎn)生振動(dòng)。環(huán)51的振動(dòng)將使樞軸支架54在槽50d中產(chǎn)生振動(dòng)，從而使樞軸軸線58a和桿件58的有效機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)?？偟慕Y(jié)果是，焊頭夾持臂24、26，因此連帶焊頭本身的振動(dòng)幅度是逐步變化的。
前已述及，當(dāng)夾持臂24、26按一錐形軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，夾持臂彼此間的位向關(guān)系仍保持不變。還述及，當(dāng)環(huán)40、41繞X軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們與它們內(nèi)中的框架42及擺動(dòng)件總成之間將產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，需要設(shè)計(jì)出一些限制機(jī)構(gòu)，以保持住前述的位向不變的關(guān)系和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)是。圖3示出了一種方便的設(shè)計(jì)方案，在框架的遠(yuǎn)離振動(dòng)裝置36a的一側(cè)，在部件總成30轉(zhuǎn)動(dòng)臂36的框架上，同心地安裝一帶齒輪36上。在此方案中，鏈條36c繞過(guò)輪子36b和另一同樣帶齒的輪子36d，該輪是固定不動(dòng)的，軸線與X軸線重合，這樣即可使框架不轉(zhuǎn)動(dòng)，因而可使夾持臂24、26之間保持位向不變(即使一個(gè)位于另一個(gè)之上)。在這種情況下，框架只繞該固定輪旋轉(zhuǎn)，但不繞本身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。很容易理解，另外一些設(shè)計(jì)方案也是可行的。
圖14和15詳細(xì)地示出了，向加工面送進(jìn)焊料的裝置。在此裝置中所用焊料是供消耗的電極絲68和合金粉，二者是通過(guò)夾持臂24、26，從各自的料箱中送進(jìn)來(lái)的。
電極絲是沿導(dǎo)管69，再通過(guò)導(dǎo)管70送進(jìn)來(lái)的。導(dǎo)管70是曲線形狀，可將電極絲送進(jìn)拉緊滾輪71之間。如圖16所示，導(dǎo)管70的斷面呈V形，并裝有一系列滾輪對(duì)72、74，它們可使電極絲流過(guò)導(dǎo)管70。然而，在導(dǎo)管70的另一設(shè)計(jì)方案中，它僅是簡(jiǎn)單的一段曲線管，電極絲通過(guò)此管，并由它拉緊。
通過(guò)了滾輪71的電極絲68，再穿過(guò)安裝在夾持臂76上的夾持器76，焊嘴座78和焊嘴80。焊嘴80的底端面與彎管20的內(nèi)表面有一段距離，以便使一段電極絲能伸出來(lái)。
合金粉末通過(guò)導(dǎo)管82(圖17)進(jìn)入到粉末計(jì)量裝置86的進(jìn)料器84處。后者，例如，可以是通用的旋轉(zhuǎn)類(lèi)型的，並由一柔性驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)驅(qū)動(dòng)。將計(jì)量好的粉末。通過(guò)管88，從裝置86處送到焊嘴座78處，再經(jīng)過(guò)靠近焊嘴80的出料口送出。
在離開(kāi)焊頭22較遠(yuǎn)的夾持臂24、26的端部，安裝一粉末供料裝置90和一變速驅(qū)動(dòng)裝置92。圖17和18示意地示出了裝置90。還安裝有一變速電極絲送進(jìn)裝置(未示出)，它可以任一種方便的結(jié)構(gòu)，將電極絲68沿導(dǎo)管69(它穿過(guò)上夾持臂24)，送到導(dǎo)管70中。粉末送料裝置90將粉末沿導(dǎo)管82送至計(jì)量裝置86處，導(dǎo)管82也同樣穿過(guò)夾持臂24。在導(dǎo)管82的進(jìn)料口端，裝置90有一套筒94，它可在凸輪96和回復(fù)彈簧97的作用下，對(duì)導(dǎo)管82的端口做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)套筒94從圖17所示的位置被推向左方時(shí)，粉末即可從料斗處經(jīng)過(guò)進(jìn)料管98，流入到套筒94之中。當(dāng)套筒在彈簧97的作用下，極快地返回到右方時(shí)，粉末即留在后面，這部分是由于慣性，部分是由于固定的柱塞99起了阻擋作用。套筒94可相對(duì)于柱塞99運(yùn)動(dòng)。
最后，可以理解，可以對(duì)前述的結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)，提出變動(dòng)，變型和(或)添加，但不偏離本發(fā)明的精神或范疇。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)彎曲管和彎頭管(下稱(chēng)彎管)的內(nèi)表面進(jìn)行涂敷加工的設(shè)備，它包括一支承架，使支承架繞一主軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，支承架上有可能將彎管在它上面定位的固定裝置，這樣便可使彎管的一個(gè)徑向方向上的斷面，基本與所述軸線垂直的加工平面重合，當(dāng)支架繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述斷面的圓心也基本上與所述軸線重合，還包括一個(gè)加工頭，它定位在所以加工平面上，靠近所述軸線，并可對(duì)所述徑向方向斷面四周的所述表面上的一環(huán)形區(qū)，進(jìn)行涂敷加工，這時(shí)，所述支架及固定于它上面的一彎管，在所述驅(qū)動(dòng)裝置的作用下旋轉(zhuǎn)，這樣便可使所述的環(huán)形區(qū)通過(guò)加工頭。
2.根據(jù)要求1提出的設(shè)備，其中所述的固定裝置為一墊塊，所述彎管可固定在上面。
3.根據(jù)要求1或要求2提出的設(shè)備，其中的所述支承裝置，其位置相對(duì)于所述支承架是可調(diào)節(jié)的，這樣便能將所述彎管的每一個(gè)依次相鄰的徑向方向上斷面定位在所述加工平面上，且使每個(gè)依次相鄰的斷面圓心基本上與所述軸線重合。
4.根據(jù)要求3提出的設(shè)備，其中所述的固定裝置是一墊塊，它安裝在所述支承架上，其位置可借助繞一樞軸進(jìn)行擺動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，此樞軸的軸線與主軸線垂直，但不重合，偏在一側(cè)。
5.根據(jù)要求4提出的設(shè)備，其中所述的墊塊適合于將一彎管固定到所述支承架上，此彎管具有一定的曲率半徑，所述樞軸軸線對(duì)所述主軸線偏離一個(gè)距離，此距離基本等于已知的曲率半徑，所述整塊能很恰當(dāng)?shù)貙⑺鰪澒芄潭ㄔ谒厦妫⑹顾鰪澒艿那手行呐c所述樞軸軸線重合。
6.根據(jù)要求4或5提出的設(shè)備，其中所述的整塊可繞所述樞軸軸線，相對(duì)于所述支承架進(jìn)行擺動(dòng)，當(dāng)所述支承架繞所述主軸線每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，則分度裝置即動(dòng)作，從而使所述彎管的次一個(gè)徑向方向上的斷面定位在所述加工平面上。
7.根據(jù)要求4或5提出的設(shè)備，其中所述墊塊可繞所述樞軸軸線，相對(duì)于所述支承擺動(dòng)，當(dāng)所述支承架繞所述主軸線轉(zhuǎn)過(guò)一周后，調(diào)節(jié)裝置即動(dòng)作，并使墊塊連續(xù)地?cái)[動(dòng)，從而使所述彎管的徑向方向上斷面，依次地定位在所述加工平面上。
8.根據(jù)要求1至7中的任一個(gè)提出的設(shè)備，其中所述加工頭安裝在夾持臂的一端，所述夾持臂對(duì)所述主軸線是傾斜的，所述加工頭定位在所述加工平面上，并穿過(guò)固定在所述固定裝置上彎管的一個(gè)端口，所述夾持臂至少有一個(gè)支承部位，此部位遠(yuǎn)離它本身的一端，由轉(zhuǎn)臂裝置帶動(dòng)所述夾持臂繞所述主軸線，與所述支承架同步旋轉(zhuǎn)，這樣，所述夾持臂便劃出一旋轉(zhuǎn)錐形，所述加工頭位于錐頂處。
9.根據(jù)要求8提出的設(shè)備，其中所述夾持臂包括一對(duì)桿件，以許多連接件，按樞軸方式將它們連接成一四連桿機(jī)構(gòu)，這樣，當(dāng)夾持臂按錐形軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，則加工頭仍能保持基本上固定的位向。
10.根據(jù)要求8或9提出的設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)臂裝置至少包括一個(gè)支臂，此支臂固定在它的一個(gè)端部，并沿徑向方向伸展，與所述支承架可同步地繞所述主軸線旋轉(zhuǎn)，所述夾持臂以樞軸方式安裝在所述支臂的另一端，這樣，當(dāng)所述支臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，即可劃出一旋轉(zhuǎn)錐形軌跡。
11.根據(jù)要求10提出的設(shè)備，其中有一對(duì)平行的支臂，它們都固定在一筒狀軸上，該軸固定在所述支承架上，并與它一起旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)要求10或11提出的設(shè)備，其中至少有一個(gè)支臂，在它的一端有一環(huán)形件，所述環(huán)形件的軸線偏離所述主軸，一樞軸裝置安裝在環(huán)形件中，借助此裝置，夾持臂便安裝在所述支臂上，并以樞軸方式動(dòng)作，所述樞軸裝置中包括一安裝在所述環(huán)形件中的框架，因此，此框架與環(huán)形件可實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在框架中有一連接件，借助此連接件將夾持臂安裝在框架上，夾持臂即可繞一垂直于所述環(huán)形件軸線的調(diào)節(jié)軸線擺動(dòng)。
13.根據(jù)要求1至12中的任一個(gè)提出的設(shè)備，其中包括一往復(fù)裝置，它可使所述加工頭，沿平行于主軸線的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而增大了所述環(huán)形區(qū)的寬度，以此方式加工頭進(jìn)行涂敷加工。
14.根據(jù)要求12提出的設(shè)備，其中包括一往復(fù)裝置，它可使所述加工頭，沿平行于主軸線的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而增大了所述環(huán)形區(qū)的寬度，加工頭以此方式進(jìn)行涂敷加工，所述連接件包括一個(gè)安裝在所述框架中的軛架，此軛架可繞第一個(gè)軸線，相對(duì)于框架擺動(dòng)，在所述軛架中安裝一萬(wàn)向架，此萬(wàn)向架可繞第二個(gè)軸線，相對(duì)于所述軛架擺動(dòng)，所述第一個(gè)和第二個(gè)軸線基本是平行的，并在一基本平行于所述環(huán)形件的平面中，彼此相距一個(gè)距離，它們與二所述調(diào)節(jié)軸線和所述環(huán)形件軸線，基本呈直角關(guān)系，這樣，夾持臂即可沿縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使所述加工頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)是由所述往復(fù)機(jī)構(gòu)形成的，此機(jī)構(gòu)使軛架繞所述第一個(gè)軸線擺動(dòng)，使萬(wàn)向架繞第二臺(tái)軸線擺動(dòng)。
15.根據(jù)要求14提出的設(shè)備，其中所述的往復(fù)機(jī)構(gòu)中包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪件，一凸輪隨動(dòng)件，后者與凸輪件連動(dòng)，并在凸輪件的作用下，產(chǎn)生一振動(dòng)軌跡，通過(guò)一桿件機(jī)構(gòu)使凸輪隨動(dòng)件與軛架連動(dòng)，凸輪隨動(dòng)件的振動(dòng)，將引起軛架繞所述第一個(gè)軸線的擺動(dòng)振動(dòng)，同時(shí)將引起萬(wàn)向架繞所述第二個(gè)軸線的擺動(dòng)振動(dòng)。
16.根據(jù)要求15提出的設(shè)備，其中的往復(fù)機(jī)構(gòu)安裝在二個(gè)板形件中的第一個(gè)上，二板形件安裝在所述框架上，所述板形件中的第二個(gè)上有一個(gè)滾輪，此滾輪壓在所述環(huán)形件的偏心圓周表面上，這樣，當(dāng)環(huán)形件每轉(zhuǎn)過(guò)一周時(shí)，將使第二個(gè)板形件在平行于環(huán)形件的方向上，并相對(duì)于第一個(gè)板形件運(yùn)動(dòng)，即完成一振動(dòng)循環(huán)，第二個(gè)板形件上有一凸起件，此凸起件可對(duì)桿件機(jī)構(gòu)中的一個(gè)桿件構(gòu)成一樞軸，由于所述凸起物是隨同第二個(gè)板形件一起動(dòng)作的，從而引起振動(dòng)幅度的變化，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)將傳給夾持臂和加工頭。
17.根據(jù)要求1至16中的任一個(gè)提出的設(shè)備，當(dāng)所述加工頭是一焊頭時(shí)，則所述設(shè)備中還包括有焊絲供給裝置，用以將焊絲送到所述焊頭處。
18.根據(jù)要求8至12中的任一個(gè)提出的設(shè)備，其中所述加工頭是一焊頭，則所述設(shè)備中還包括有焊絲供給裝置，用以將焊絲送到所述焊頭處，所述供給裝置安裝在遠(yuǎn)離所述焊頭處，它有一沿所述夾持臂伸展的導(dǎo)絲管，通過(guò)此管，焊絲即可從供給裝置處被送到所述焊頭處。
19.根據(jù)要求17提出的設(shè)備，還包括粉末供給裝置，它可將合金粉末送至靠近所述焊頭處，以便對(duì)彎管的內(nèi)表面進(jìn)行粉末熔焊。
20.根據(jù)要求18提出的設(shè)備，還包括粉末供給裝置，它可將合金粉末送至靠近所述焊頭處，以便對(duì)彎管的內(nèi)表面進(jìn)行粉末熔焊，所述粉末供給裝置安裝在遠(yuǎn)離所述焊頭處，它有一沿所述夾持臂伸展的導(dǎo)管，在一粉末送進(jìn)裝置的作用下，并在一粉末計(jì)量裝置的控制下，合金粉末可從所述供給裝置處，通過(guò)導(dǎo)管，被送到所述的位置。
21.一種對(duì)彎曲管和彎頭管(下稱(chēng)彎管)的內(nèi)表面進(jìn)行涂敷的加工方法，將一彎管定位在一支承架的固定裝置上，該支承架可繞一主軸線旋轉(zhuǎn)，彎管是這樣定位的，即它的一個(gè)徑向方向上的斷面，基本上位于一個(gè)垂直于所述軸線的加工平面上，還有，當(dāng)支架繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，此斷面的圓心基本上與所述軸線是重合的，一加工頭被定位在所述加工平面上，靠近所述軸線，當(dāng)所述支架和安裝在它上面的彎管，在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，加工頭便可對(duì)所述徑向方向斷面的所述表面環(huán)形區(qū)進(jìn)行加工，同時(shí)使所述環(huán)形區(qū)通過(guò)加工頭。
22.根據(jù)要求21提出的涂敷加工方法，其中所述支承裝置對(duì)所述支承架是可調(diào)的，從而可使所述彎管的依次相鄰徑向方向上的斷面都位于所述加工平面上，且它們的圓心都與所述軸線基本上是重合的。
23.根據(jù)要求22提出的涂敷加工方法，其中的所述固定裝置是一墊塊，它固定在所述支承架上，并對(duì)所述支承架是位置可調(diào)的，它可繞一樞軸軸線擺動(dòng)，該軸線與主軸線成直角，但偏離主軸線，位于其日側(cè)。
24.根據(jù)要求23提出的涂敷加工方法，其中所述墊塊對(duì)所述支承架是位置可調(diào)的，它可繞一所述樞軸軸線擺動(dòng)，該軸線偏離所述主軸線一個(gè)距離，此距離基本等于所述彎管的曲率半徑，所述彎管是這樣定位于所述墊塊上的，即使所述彎管的曲率中心，基本上與所述樞軸軸線的重合的。
25.根據(jù)要求23或24提出的加工方法，所述墊塊是可繞所述樞軸軸線，當(dāng)所述支承架繞所述主軸線每轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí)，按分度值相對(duì)于所述支承架進(jìn)行擺動(dòng)的，以便將所述彎管的次一個(gè)徑向方向上的斷面定位在所述加工平面上。
26.根據(jù)要求23或24提出的加工方法，所述墊塊可繞所述樞軸軸線，當(dāng)所述支承架繞所述主軸線每轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí)，在調(diào)節(jié)裝置的作用下進(jìn)行擺動(dòng)，此時(shí)所述墊塊是按連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式擺動(dòng)的，這樣所述彎管的徑向方向上的斷面是依次連續(xù)地被定位在加工平面上的。
27.根據(jù)要求21至26中的任一個(gè)提出的加工方法，所述加工頭安裝在一個(gè)與所述主軸線有傾斜度的夾持臂的一端，所述加工頭通過(guò)將所述夾持臂穿入所述彎管一端口的方法，定位在所述加工平面上，所述夾持臂的支承部位至少有一個(gè)，該部位遠(yuǎn)離其一端，當(dāng)所述支承架旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述夾持臂將繞主軸線同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣，所述夾持臂將劃出一旋轉(zhuǎn)錐形軌跡，錐頂處是所述加工頭安裝處。
28.根據(jù)要求27提出的加工方法，所述夾持臂包括一對(duì)桿臂，由許多連接件將它們以樞軸方式連接成一四連桿機(jī)構(gòu)，所述加工頭在夾持臂按錐形軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述加工頭的位向?qū)⒒旧媳３趾愣ā?br>29.根據(jù)要求21至28中的任意一個(gè)提出的加工方法，其中所述加工頭在與所述主軸線基本平行的方向上往復(fù)動(dòng)作，以增加所述環(huán)形區(qū)的寬度，以此方式加工頭進(jìn)行涂敷加工。
30.根據(jù)要求27或28提出的加工方法，所述加工頭在與所述主軸線基本平行的方向上往復(fù)動(dòng)作，以增加所述環(huán)形區(qū)的寬度，加工頭以此方式進(jìn)行涂敷加工，通過(guò)一往復(fù)裝置使所述加工頭產(chǎn)生往復(fù)動(dòng)作，此往復(fù)裝置對(duì)夾持臂的連接件產(chǎn)生作用，從而使所述夾持臂沿縱向產(chǎn)生往復(fù)動(dòng)作。
31.根據(jù)要求29提出的加工方法，在支承架旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，所述往復(fù)裝置的動(dòng)作是變化的，這樣，傳遞給夾持臂和加工頭的振動(dòng)幅度也是變化的。
32.根據(jù)要求21至31中的任一個(gè)提出的加工方法，所述加工頭是一焊頭，焊絲將從供給裝置處被送到所述焊頭處。
33.根據(jù)要求32提出的加工方法，合金粉末將從粉末供給裝置處，被送到一靠近所述焊頭的位置，以便對(duì)所述彎管的內(nèi)表面進(jìn)行粉末熔焊。
專(zhuān)利摘要
用于對(duì)彎曲管和彎頭管(下稱(chēng)彎管)進(jìn)行內(nèi)表面涂敷加工的工藝方法和設(shè)備，其中將一彎管定位在一可繞主軸線旋轉(zhuǎn)的支承架的固定裝置上。彎管可定位成這樣它的一個(gè)徑向方向上的斷面基本位于一個(gè)與該軸線垂直的加工平面上，還有，在支架繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，斷面的圓心基本與所述軸線是重合的。一加工頭定位在所述加工平面上，靠近所述軸線。它可對(duì)所述徑向方向上、斷面圓周上所述表面的一個(gè)環(huán)形區(qū)，進(jìn)行涂敷加工。
文檔編號(hào)B05B13/06GK86106399SQ86106399
公開(kāi)日1987年7月8日 申請(qǐng)日期1986年11月7日
發(fā)明者詹姆斯·威廉姆·香恩昂 申請(qǐng)人:澳大利亞維克爾斯有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan