Курсовая работа (т): Проектування складально-зварювальної оснастки

2. Технічне завдання на проектування складально-зварювальної оснастки

.1 Найменування складально-зварювальної оснастки

Складальні пристрої призначенні для фіксації та закріплення заготовок зварювального виробу або його вузлів та забезпечення регламентованої точності і якості зварювальних виробів.

Обов'язковими елементами усіх складальних пристроїв є несучі конструкції, фіксатори, притискачі, силові приводи притискачів та механізми повороту і переміщення.

До типових складальних пристроїв відносять:

- фіксуючі та закріплюючі елементи - упори, фіксатори, опори, пальці, гнізда, призми, притискачі і затискачі.

- звичайні переносні складальні пристрої - струбцини, домкрати, стяжки, розпірки, клинові скоби, клинові притискачі, прихвати.

- неповоротні пристрої - стелажі, плити та столи

- універсально - складальні пристрої в комплект яких входять базові та корпусні деталі, фіксуючі та притискні елементи.

- неповоротні складальні стенди і кондуктори.

-неповоротні складально - зварювальні стенди і кондуктори

- поворотні складально - зварювальні кондуктори.

- складально-зварювальні комбайни

До типових пристроїв для повороту і переміщення зварювальних виробів призначені не лише для оперативних поворотів при обробці контролі та випробуванні. Сюди відносять: кантувачі, позиціонери, обертачі, маніпулятори, роликові стенди, поворотні столи.

Пристрої для становлення і переміщення зварювальних апаратів, які призначені для закріплення та переміщування зварювальних апаратів з маршовою або зварювальною швидкостями.

До пристроїв для становлення і переміщення зварювальних апаратів відносять:

несучі підйомно-поворотні колони, зварювальні візки, спеціальні пристрої для переміщення зварювальної головки, площадки для зварників.

Для нашого виробу, оскільки він не дуже габаритний, але відповідальний, необхідно обрати оснастку для складання та зварювання, таку яка б

по-перше, забезпечила необхідні зусилля для фіксації елементів конструкції,для уникнення деформацій;

по-друге, вільний доступ до зварних швів;

.2 Призначення складально-зварювальної оснастки

Призначення складально-зварювальної оснастки зводиться до наступного:

- збереження з необхідною точністю габаритів, геометричної форми та взаємного розміщення деталей і вузлів виготовлюваних зварних конструкцій

- зменшення обсягу ручних робіт при складанні та зварюванні виробів;

- підвищення продуктивності праці;

- зменшення трудомісткості робіт;

- скорочення тривалості виробничого циклу;

- полегшення умов праці за рахунок механізації ручних робіт;

- використання менш кваліфікованої робочої сили;

- зменшення вартості виготовлюваних зварних конструкцій;

- розширення технологічних можливостей зварювального устаткування;

- підвищення якості зварних виробів та забезпечення їх взаємозамінності;

- підвищення рівня комплексної механізації та автоматизації виробництва зварних конструкцій;

Отже, для нашого кронштейну ми повинні призначити оснастку, яка відповідатиме вище сказаним умовам, тим самим вона (оснастка) є доцільною та доречною для складання під зварювання нашої зварної конструкції.

.3. Технічні вимоги до розроблюваного пристрою

Складально - зварювальна оснастка повинна забезпечувати:

установлення деталей в зварному вузлі без приганяльних операцій;

точність складання в межах установлених кресленнями допусками;

найбільш вигідний порядок складання та послідовність виконання зварних швів;

надійне закріплення зварювального виробу притискачами;

можливість зварювання в нижньому положенні;

швидке відведення тепла від місця інтенсивного нагрівання;

зниження зварювальних деформацій і напружень у вузлі;

захист всіх базових та установочних поверхонь;

необхідну міцність та жорсткість елементів пристрою;

виключення можливості заклинювання затискних механізмів під дією зварювальних деформацій;

вільне знімання (витягування) складеного або звареного виробу пристрою;

ремонтоспроможність (можливість зміни швидкозношуваних деталей та відновлення необхідної точності пристрою);

технологічність пристрою;

безпека експлуатації (наявність самогальмівних пристроїв та ін.);

широке використання типових уніфікованих, нормалізованих та стандартних деталей, вузлів і механізмів, що сприяє зменшенню їх собівартості, строків проектування;

.4 Технологічний процес складання-зварювання виробу в пристрої

Покажемо технологічний процес складання-зварювання виробу в пристроях в таблиці 2.4.1

2.5 Схема базування та закріплення заготовок виробу в пристрої

Перед зварюванням кронштейну необхідно складальні елементи лишити всіх степенів вільності, для надійного фіксування елементів конструкції.

Нагадаємо (як і в п 1.3) та покажемо схему базування елементів конструкції.

Рисунок 2.5.1 схема базування виробу та зварювальних елементів

Умовно покажемо як ми будемо, використовуючи засоби оснащення, закріплення елементів на рисунку 2.5.2

Рисунок 2.5.2 Ескіз розташування оснастки відносно кронштейна

На рисунку 2.5.2 покажемо основні елементи оснастки:

складально-зварювальний стіл;

- палець (шт);

- кутник 120х120х40мм;

- струбцини (2шт);

- кутник;

- горизонтальні притискачі (2 шт.);

2.6.   Зварювальне та допоміжне устаткування.

Режими роботи (кількість змін). Кількість пристроїв.

Отож, як висновок даного розділу нагадаємо всі види оснастки та допоміжного складально - зварювального устаткування які будуть використовуватися:

- спец. складально-зварювальний стіл, розміри якого 1000 х 500, висотою 1200 мм, з отворами для фіксування. Даний стіл покажемо на рисунку 2.6.1.

Рис.2.6.1Складально-зварювальний стіл

-спец. горизонтальний стенд притискач (2шт), який призначений для притиску поперечної полиці до косинки кронштейна. Даний пристрій буде спеціально з конструйований для масового виробництва даних виробів, з спеціально підібраними габаритами та вільним доступом до закріплення та від'єднання. Даний притискач - прижим покажемо на рисунку 2.6.2

Рис.2.6.2 Спеціальний горизонтальний притискач

- спеціальні пальці, які призначенні для закріплення кронштейну на зварювальному столі, їхнє застосування враховуємо з однієї причини, що в кронштейні та столі розташовані отвори, діаметрами допустимими до їхнього застосування (діаметром-10мм та 12мм). Кількість робочих пальців, що найменше 2 шт. Дані елементи покажемо на рисунку 2.6.3

Рис.2.6.3 Складальний палець

- струбцини (2 шт.), які призначені для вертикального притиску поперечної полиці та косинки. Дані струбцини складаються з вертикальної направляючої яка має висоту 350 мм та притискної частини, яка також має горизонтальну направляючу, пружинний елемент і саму притискну поверхню. Ці струбцини розташовуються та закріплюються в столі між рамами-пазами, у випадку зняття горизонтальна частина може вільно повертатися на 360град, що значно полегшує як і закріплення так і їх зняття. Даний вид струбцини покажемо на рисунку 2.6.4

Рис.2.6.4 Струбцина

-направляючий кутник (застосування лише при складанні для вирівнювання та упору косинки та закріплюючого елементу з поперечною полицею). Даний кутник закріплюється в столі болтовим з'єднанням в певному положенні. Покажемо даний кутник на рисунку 2.6.5.

Рис.2.6.5 Кутник направляючий

-Підкладка під кутник, дана підкладка застосовується для підтримання кутника 120х120х20 мм для підтримання косинки. Покажемо дану підкладку, яка дорівнює товщині металу основної закріплюючої частини на рисунку 2.6.6.

Рис.2.6.6 Підкладка під кутник

-Кутник 120х120х20 мм, слугує як упор для косинки. Даний кутник має 3 отвори діаметром 20 мм. Покажемо даний кутник на рисунку 2.6.7.

Рис.2.6.7 Кутник 120х120х40

Загальний вигляд кронштейна в остнастці перед зварюванням Показана на рисунку 2.6.6

Рис 2.6.6 Загальний вигляд кронштейна в оснастці

Зварювання виконується в оснастці, механізованим зварюванням в середовищі захисних газів. Зварювання виконується по контуру. При необхідності використовується болтові з'єднання. Враховуючи, що виробництво масове , то дану роботу буде виконувати 1 робітник-зварник, з кількістю змін - 2

3. Розроблення складально-зварювальної оснастки

.1      Розрахунок сил для закріплення заготовок виробу в пристрої

Розрахуємо обидва притискачі та визначимо геометричні параметри, які необхідно для закріплення.

Знайдемо усадочну силу для двох струбцин:

Притискач №1 (для закріплення косинки):

Розрахуємо зосереджені сили притиску Q1:

Р - усадочна сила, Н;

е - ексцентреситет на даній полиці,(9.2 мм);- довжина косинки, (350 мм)

Визначаємо внутрішній діаметр гвинта, що враховує крутильний момент:

==0,0183 м =18,32 мм

Вибираємо зі стандарту ГОСТ 9150-59 гвинт М22, внутрішній діаметр складає d_внт=19,294 мм а зовнішній d_зов=20,376 мм.

Момент затяжки гвинта з плоским торцем:

 =0,8d;

 - cередній крок різьби (r=0,45d_зов)

Визначаємо довжину рукоятки, при зусиллі робітника Р'=100 Н

Приймаємо: l=210мм

Діаметр рукоятки гвинта визначаємо з умови міцності:

Приймаємо: діаметр рукоятки 10 мм

Визначаємо кількість витків різьби на гайці:

Приймаємо:

Визначаємо висоту гайки при кількості заходів різьби (m=2):

різьби; для нашого гвинта S=3

Визначаємо розміри поперечного перерізу корпусу притискача b*

, В=115 мм

Притискач №2 (для закріплення поперечної полиці):

Розрахуємо зосереджені сили притиску Q2:

Р - усадочна сила, Н;

е - ексцентреситет на даній полиці,(9,4 мм);- довжина косинки, (200 мм)

Визначаємо внутрішній діаметр гвинта, що враховує крутильний момент:

==0,024 м =24 мм

Вибираємо зі стандарту ГОСТ 9150-59 гвинт М30, внутрішній діаметр складає d_внт=26,211 мм а зовнішній d_зов=27,727 мм.

Момент затяжки гвинта з плоским торцем:

 =0,8d;

 - cередній крок різьби (r=0,45d_зов)

Визначаємо довжину рукоятки, при зусиллі робітника Р'=100 Н

Приймаємо: l=380 мм

Діаметр рукоятки гвинта визначаємо з умови міцності:

Приймаємо: діаметр рукоятки 12 мм

Визначаємо кількість витків різьби на гайці:

Приймаємо:

Визначаємо висоту гайки при кількості заходів різьби (m=1):

різьби; для нашого гвинта S=3

Визначаємо розміри поперечного перерізу корпусу притискача b*

.2 Обґрунтування вибору та розрахунок несучих конструкцій, упорів, опор та притискачів розроблюваної складально-зварювальної оснастки

Під час проектування скадально-зварювальних пристоїв необхідно розглядати декілька варіантів вирішення однієї і тієї ж задачі з метою її оптимізації та функціональними ознаками. До таких показників відносять:

точність виготовлення конструкції;