Приспособление для сборки и сварки

Усилие цепи с помощью зажимов предотвращает смещение деталей в результате теплового расширения металла от случайных нагрузок и от собственного веса.При монтаже детали запрещается использовать более 6 контрольных точек. Ненужные контрольные точки мешают правильной установке детали, когда она зафиксирована, положение нарушается.Поверхность детали с тремя опорными точками называется главной; боковая направляющая поверхности; торцевая поверхность с одной точечной устойчивостью.Желательно выбирать как основную базовую поверхность, имеющую самые большие габаритные размеры, так и направляющую поверхность в наибольшей степени.Мы выполняем детали развертывания на основе вышеупомянутых требований к устройству. В сборочно-сварочном устройстве чаще всего используются зажимы с механическим, пневматическим, гидравлическим, магнитным или электромеханическим приводом.По степени механизации зажимы подразделяются на:- ручной труд по мышечной силе работника;- механизированный привод с ручным управлением; - автоматическое удержание зажимных и крепежных деталей и узлов без участия работника.Различные конструкции зажимов имеют разное время отклика и фиксирующие (отсоединяемые) детали.Неподвижная часть должна находиться в равновесии под действием всех зажимающих сил, а также сил, возникающих в процессе сварки и поддерживающих реакцию.Исходя из вышеперечисленных требований, мы произведем базирование изделия «Штуцер» с учетом опорных и крепежных элементов устройства.Рисунок 2.1 – Базирование изделия «Штуцер»Выбор и расчет режимов сваркиПод режимом обработки понимают значения регулируемых параметров процесса. Тип и количество параметров определяются конкретным методом обработки.Автоматический и полуавтоматический режимы сварки в среде аргона неплавящимся электродом с присадочной проволокой и плавильной проволокой приведены в таблицах 3.1 и 3.2 соответственно.Одним из основных энергетических элементов режима дуговой сварки является сварочный ток.Для расчета значения сварочного тока при сварке тонколистовых материалов с быстродвижущимся источником можно использовать формулу:(3.1)где V- скорость сварки,FПР - площадь проплавления основного металла.p - плотность материала.hПЛ - теплосодержание металла в сварочной ванне.U - напряжение на дуге.a - коэффициент температуропроводности.nU - эффективный КПД дуги.nt - термический КПД процесса проплавления.Численные значения параметров V и U подбираются по литературным источникам:V = 25-30 м/ч, возьмем V=28 м/ч, V=0,78 см/с;U= 12-15 В, берем U=13 В.nt= 0,485;ТПЛ = 1440 0С;TПЕР =0,2·TПЛ=0,2·1440=288 0С;ρ = 7,86 г/см3;а = 0,05 см2/с;L = 250 Дж/г;С = 0,628 Дж/г 0С.Площадь проплавления FПР считается по следующей приближенной формуле:(3.2)где δ - толщина свариваемого сечения.Теплосодержание расплавленного металла hПЛ в сварочной ванне определяется из соотношения:(3.3)где С - удельная теплоемкость;ТПЛ - температура плавления металла;ТПЕР - температура перегрева металла в сварочной ванне (обычно принимают ТПЕР = 0,2ТПЛ);L - скрытая теплота плавления.Величина сварочного тока:Полученное значение сварочного тока не входит в диапазон литературных данных: 140-180 А. Значения выберем из справочных данных.Таблица 3.1 - Режимы автоматической в среде Ar неплавящимся электродом с присадочной проволокой.δ, ммЧисло слоевdнепл. элммIсв, АUсв, ВVсв, м/чd пр. Vпр, м/чQЗГ, л/мин312140-18012-1525-301,66512-16Для полуавтоматической сварки режимы выберем из справочных данныхТаблица 3.2 - Режимы полуавтоматической сварки в среде Ar плавящимся электродом δ, ммЧисло слоевdэл, ммIсв, АUсв, ВVпр, м/чQЗГ, л/мин311,2230-26024-28100-1406-8Расчет усилий прижатия зажимных устройствДля обеспечения неподвижности детали в устройстве, постоянства ее положения при повороте, плотного прилегания основанияповерхности к опорам устройства, предохраняя детали от деформации под воздействием температуры цикла сварки или созданияобратная деформация необходима для обеспечения принудительного закрытия детали.Необходимо определить необходимые зажимные силы с учетом запаса прочности, который предусматривает изменчивость установки, отклонения формы и размера заготовок, износ опорных и зажимных элементов устройства. Для ручных зажимов необходимо использовать коэффициент запаса, равный 2, для механизированных - 1,5. (4.1)где k – коэффициент запаса; G – вес изделия; μ – коэффициент трения стали по стали, принимаемый 0,2 для необработанных поверхностей и 0,16 для чистых обработанных поверхностей;n – количествоприжимов.Находим усилие зажима для сварной конструкции: k= 1,5, используются механические зажимы, поверхность обработанная, чистаяn=3 количество прижимовВыбор пневматического зажимного устройстваЧтобы сократить время вспомогательного зажима длинных деталей, используются пневматические и гидравлические зажимы, чтобы обеспечить необходимые усилия зажима одновременно в нескольких точках.Основной частью пневмопривода является силовой узел, на который подаются пневмоцилиндры одностороннего или двустороннего действия, мембранные камеры и воздушная трубка.Пневматические и гидравлические цилиндры могут прижимать детали непосредственно стержнем или через систему рычагов. При совместном использовании пневматических и гидравлических приводов с рычагами реализуется всевозможное расположение устройств и обеспечивается увеличение усилия прижимных частей.Расчет пневматического цилиндра производится при заданной силе зажима детали.В цилиндрах двустороннего действия при толкающем движении штока: (5.1)При обратном (тянущем) движении штока: (5.2)где Q – давление сжатого воздуха или масла в цилиндре, МПа;D – Диаметр цилиндра, мм; d – диаметр штока, мм; - коэффициент полезного действия, учитывающий потери на трение в манжетах, уплотнениях и направляющих штока(для пневмоцилиндров составляет 0,85…0,9, для гидроцилиндров – 0,93).Стандартное давление сжатого воздуха в пневмоцилиндре находится в пределах 0,4…0,6 Н/мм2, давление масла в гидроцилиндре 2…10 Н/мм2.С учетом того, что пневмоцилиндр будет поджимать детали через рычажную систему.Усилие, прикладываемое к рычагу, определяется из соотношения: (5.3)гдеl1 и l2 – плечи рычагов;P- требуемое усилие прижатия детали.l1= 70мм, l2= 90мм; размеры задаются конструктивно;С учетом найденного усилия, прикладываемого к рычагу, можем определить размеры пневмоцилиндра; (5.4)Определим диаметр поршня – D. (5.5)По ГОСТ 15608-81 выбираем ближайшие размеры диаметра поршня – D, и диаметра штока – d;D=25мм;d=12мм;Зная размеры пневмоцилиндра, можем определить усилие при обратном (тянущем) движении штока: (5.6)Поворот и вращение свариваемого изделияДля поворота и вращения изделий в сварочном производстве широко используются различные наклоны, которые можно разделить на манипуляторов, позиционеры, вращатели, роликовые стойки, поворотные столы и собственно наклоны. Выбор типа наклона определяется программой выпуска продукта, конфигурацией, весом и размерами продукта, методами сварки и техническими требованиями к сварной сборке.Схема вращения и вращения сварной конструкции, представленная на FUSELAGE.01000.203, представляет собой комбинацию двух схем. Книжный поворотник и два кантователя с передвижной подставкой.Исходя из этого, мы выбираем два редуктора и соответствующие им электродвигатели для зажима рамы перед ее поворотом. Редуктор для выбора типа Н-100, Моторы для выбора типа 4ААМЕ50А2.Чтобы установить вращение зажимной рамы, выберите тип редуктора 2Ц2-250Ни, тип двигателя 4АМАТ80В2.Основными параметрами наклона являются грузоподъемность и крутящий момент относительно оси вращения.Исходя из этого условия, мы выбираем предварительно установленный радиально-упорный шарикоподшипник SKF 7030 ACD / HCP4A.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения проекта была разработана конструкция приспособления для сборки и механизированного штуцера. При выполнении работы придерживались цели – спроектировать приспособление не используя стандартные детали оснастки (существующие в ГОСТе прижимы, опоры и др.). Спроектировано приспособление, а также кантовательдля данного типа оборудования. При их проектировании использовали стандартные профиля (уголки, швеллера, прутки, трубы). При разработке придерживались метода унификации, вследствие чего, получена хорошая взаимозаменяемость всех частей приспособления в короткие сроки, что важно при серийном производстве. Все поставленные цели и задачи были выполнены в полном объёме.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия. 2. ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. Технические условия.3. ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.4. ГОСТ 21495-76. Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения.6. Потапьевский Г.А. Сварка в защитных газах плавящимся электродом.-М.: Машиностроение, 1974. - 238 с.7. Хайдарова А.А. Сборочно-сварочные приспособления. Этапы конструирования: учебное пособие.− Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013, 150 с.8. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Расчет режимов сварки». Составитель Е.А. Трущенко. Изд-во Томского политехнического университета, 2008, 41 с.9. Скворцов В.Ф. Основы размерного анализа технологических процессов изготовления деталей: Учебное пособие. –Томск: Изд. ТПУ, 2006. -100 с.