Разработка приспособления для сборки-сварки подставки двухосной

«Разработка приспособления для сборки-сварки подставки двухосной»

Содержание сварка двухосная подставка

1 Описание изделия

2 Оценка технологичности сварной конструкции

2.1 Оценка свариваемости материала конструкции

2.2 Выбор и обоснование способа сварки, сварочных материалов

2.3 Выбор типов и конструктивных форм сварных соединений

2.4 Обоснование маршрутной последовательности выполнения сборочно-сварочных операций

3 Проектирование приспособления для сборки-сварки переходника

3.1 Техническое задание на проектирование

3.2 Разработка последовательности и схемы базирования и закрепления деталей сборочной единицы

3.3 Выбор и обоснование конструктивных элементов приспособления (установочных, зажимных элементов, вспомогательных устройств, рамы и т. д.)

3.4 Разработка компоновочной схемы и сборочного чертежа приспособления

3.5 Описание устройства и работы приспособления Список использованных источников

1 Описание изделия Изделие «Подставка двуосная» представляет собой сварную конструкцию, в состав которой входят: четыре ушка с отверстием и пластина.(см. КР.ПССО.620 681.13.01.00.000СБ) Все элементы данного изделия соединяются посредством сварки.

К пластине приваривается два ушка, тавровым швом Т3, получившаяся сварная конструкция переворачивается и привариваются оставшиеся две пластины Т3.

Габаритные размеры изделия 220×200×180 мм.

Материал изделия конструкционная, низколегированная сталь 15ХСНД. В изделии должны быть выдержаны следующие технологические размеры:

— 150 мм, определяющий межосевое расстояние между отверстиями Ш15 мм;

Точность изготовления выполняется по 14 квалитету точности.

2 Оценка технологичности сварной конструкции

2.1 Оценка свариваемости материала конструкции Все детали, входящие в состав изделия, изготовлены из стали 15ХСНД, химический состав и механические свойства которой приведены в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 — Химический состав в % материала 10ХСНД

Таблица 2.2 — Механические свойства материала 10Г2С1

Сталь 15ХСНД конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Применяется в элементах сварных металлоконструкций и различных деталях, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от —70 до 450 °C. Свариваемость материала: без ограничений.

2.2 Выбор и обоснование способа сварки, сварочных материалов

Выбор способа сварки производится с учетом толщины деталей в месте их соединения, типа и конструктивного оформления, протяженности и конфигурации, доступности и положения шва в пространстве, особенностей свариваемости, программы выпуска и т. д.

При изготовлении подставки двухосной необходимо сваривать детали толщиной от 6 до 10 мм. Все соединения — тавровые.

Сварку деталей из данного материала можно осуществлять практически любым из существующих способов сварки.

Ручная дуговая сварка не будет применяться вследствие малой производительности труда, газовая сварка применяется в основном для ремонта, и тоже применяться не будет.

Сварка под флюсом: для данной конструкции применять этот способ нецелесообразно, так как конструкция имеет малые габариты, протяженность сварных швов небольшая.

Лазерную и электронно-лучевую сварку тоже нецелесообразно использовать для сварки данной конструкции, так как они имеют высокую стоимость и применяются в основном для сварки цветных металлов и сплавов 3.

Следовательно, наиболее рациональным способом сварки переходника будет механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. Основными преимуществами дуговой сварки в среде защитного газа являются: высокая производительность процесса, надежная защита металла шва и зоны термического влияния, высокая степень концентрации дуги, обеспечивающая минимальную зону термического влияния и относительно небольшие деформации изделия, возможность наблюдения за формированием шва, возможность сварки в любых пространственных положениях 3.

Для выбранного вида сварки выбираем защитный газ и проволоку в соответствии с рекомендациями литературного источника.

Использование смеси 80%СО2 и 20% О2 позволяет обеспечить достаточно хорошую защиту дуги и сварочной ванны, сварка в углекислом газе менее чувствительна к отрицательному влиянию ржавчины. Получается ровный гладкий шов, увеличивается плотность шва.

При сварке в углекислом газе для обеспечения необходимых механических свойств металла шва и высокой стойкости его против образования пор и трещин следует применять сварочную проволоку марки Св-08Г2С, химический состав которой приведен в таблице 2.3. Толщину сварочной проволоки выбираем 1,2 мм Сварка ведется постоянным током обратной полярности.

Таблица 2.3 — Химический состав проволоки Св-08Г2С ГОСТ 2246–70, %

2.3 Выбор типов и конструктивных форм сварных соединений

Выбор типов, конструктивных элементов и размеров сварных соединений осуществляем по ГОСТ 14 771– — 76.

Для соединения ушка с отверстием (поз 2) и плиты (поз 1) используем тавровое соединение; форма подготовленных кромок — без скоса кромок; характер выполненного шва — двусторонний; условное обозначение типа соединения — Т3.

Основные конструктивные элементы подготовленных кромок и шва сварного соединения Т3 представлены соответственно на рисунке 1.

Рисунок 1 — Конструктивные элементы подготовленных кромок и шва сварного соединения Т3

2.4 Обоснование маршрутной последовательности выполнения сборочно-сварочных операций

Проанализируем конструкцию подставки двуосной с точки зрения технологичности. Целесообразно предусмотреть поворот конструкции на 180° для удобного доступа к сварным швам.

На операции осуществляем сборку и сварку следующих деталей: плита (поз 1) и 2-х Ушек (поз 2) (см. КП.ПССО.620 671.13.01.00.000.СБ).

Затем перевернем изделие на 180 градусов и приварим симметрично оставшиеся 2 Ушка (поз 2).

Сварные швы расположены в одном пространственном положении.

Изделие также не имеет труднодоступных мест для сварки.

Для операции будем разрабатывать приспособление, которое будет обеспечивать высокую точность изделия и производительность труда.

3 Проектирование приспособления

3.1 Техническое задание на проектирование приспособления для сборки-сварки подставки двуосной Назначение приспособления: приспособление предназначено для сборки и сварки подставки двуосной, установки и закреплений деталей плиты (поз. 1) и 2-х ушек на одной стороне плиты, (КР. ПССО 620 681. 13.01.00.000СБ). По заданному положению деталей относительно друг друга и обеспечения выполнения требуемых технологических размеров и требований.

Технические требования:

Типы зажимных устройств — винтовые с откидными базами.

Привод зажимных устройств — ручной.

Установка деталей и снятие готового изделия с приспособления выполняется вручную.

Уровень механизации — приспособление поворотное, т.к. изделие «подставка двухосная» сваривается тавровым швом и добраться к обоим сторонам, без поворота стола, будет затруднительно.

К техническому заданию прилагаются:

— сборочный чертёж подставки двуосной (КР. ПССО 620 681. 13.01.01.000СБ) со спецификацией.

3.2 Разработка последовательности и схемы базирования и закрепления деталей сборочной единицы При базировании используется известное из механики правило шести точек, т. е. при базировании по установочным элементам приспособления каждая деталь должна лишаться не более шести степеней свободы (не более шести опорных точек).

Первой в приспособление устанавливается деталь «плита» (поз.1) (см. КП.ПССО.620 681.13.01.00.000СБ), деталь базируется с помощью пальца, 3-х нижних упоров и одного бокового, лишается 6 степеней свободы.

Второй базируются ушки с отверстиями. Базирование должно обеспечить соосносность отверстий с допуском 0,3 мм и технологического размера между ними 150 мм. Сборочная единица устанавливается в откидную базу.

Затем производим прихватку деталей по сварным швам.

Производим переворот изделия на 180 градусов и провариваем сварные швы.

Производим обратный переворот и провариваем швы. В последнем переходе снимаем зажимы и извлекаем изделие.

Схема базирования представлена на карте эскизов технологического процесса.

3.3 Выбор и обоснование конструктивных элементов приспособления (установочных, зажимных элементов, вспомогательных устройств, рамы и т. д.).

Исходя из разработанной схемы базирования и фиксации, учитывая габаритные размеры деталей и требование обеспечения свободного доступа к местам сварки, выбираем следующие установочные и зажимные элементы.

Разработанная рама приспособления представляет собой сварную конструкцию из трубы электросварной, квадратной Ст1−2пс 20*15 по ГОСТ 8639–82

База откидная и пальцы крепятся на стальных пластинах толщиной 8 мм, закреплённых на раме, поверхности которых при изготовлении будут фрезероваться с целью получения требуемых пространственных плоскостей.

(рис. 2.1).

Рис. 2.1 Схема расположения отверстий Рис. 2.2 Стойка правая

1 — Основание; 2 — Ребро; 3 — Стойка; 4 — Рукоятка; 5 — Шток.

Рис 2.3 Стойка левая

1 — Ребро; 2 — Стойка; 3 -Основание; 4 — Фиксатор; 5 — Вал; 6 — Втулка.

Для базирования плиты (поз. 1) используем палец (рис 2.4), три опоры с плоской головкой (рис. 2.5) и палец, к которому прижимают плиту (рис. 2.7)[4].

Рис. 2.4 Палец

1- штифт 6×26; 2- палец; 3- болт М6×32.

Рис. 2.5 Упор плоский

1- винт М5×18; 2- опора с плоской головкой; 3- штифт 4×19.

Рис. 2.7 Палец

1- палец; 2- основание.

Для базирования ушек (поз. 2) и сохранения условий соосности отверстий, проделанных в них, используется откидная база (рис 2.8) и нажимные болты (рис 2.9), которые вкручиваются в корпус откидной базы. Также присутствует опора о сферической головкой (рис. 2.10), которая прижимает плиту (поз. 1) к установочным базам.

Рис. 2.8 Откидная база

1-винт нажимной с рукояткой М20×120; 2- упорная гайка; 3- постоянная опора со сферической головкой; 4- палец; 5- втулка с бурком; 6- опорный кулачек; 7- пружина; 8- шарик.

Рис. 2.9 Винт нажимной с рукояткой.

Рис. 2.10 Упор со сферической головкой.

1- база откидная;2- гайка нажимная; 3- опора со сферической головкой.

3.4 Разработка компоновочной схемы и сборочного чертежа приспособления Компоновку установочных и прижимных элементов приспособления разрабатываем в соответствии с принятой схемой базирования. Разработку компоновочной схемы и общего вида начинаем с нанесения контуров деталей, входящих в сварную конструкцию. Затем вокруг контура узла наносим последовательно неподвижные упоры. После этого прорисовываем контуры рамы приспособления.

Для всех элементов приспособления предусматриваем места крепления на пластинках, которые приварены к стальной раме, поверхность которой при изготовлении будет фрезероваться с целью получения требуемых пространственных плоскостей.

При вычерчивании общего вида и деталей приспособления устанавливаем допуски на свободные размеры обработанных поверхностей по 14-му квалитету точности.

Разработанная рама приспособления представляет собой стальной профиль из трубы электросварной, квадратной Ст1−2пс 20*15 по ГОСТ 8639–82 с приваренными пластинами, основание вращается во втулках поворотного механизма, состоящего из двух стоек, фиксирующего приспособления и ручки для поворота для поворота на 180? (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 Компоновочная схема приспособления

1 — Фиксатор; 2 — Упор 3,9 — Базы установочные плоские; 4,8 — Винты нажимные; 5 — Палец; 6 — Рукоятка; 7 — База откидная.

3.5 Описание устройства и работы приспособления Приспособление служит для сборки и сварки «Подставки двухосной» (КР.ПССО.620 681.13.02.00.000СБ).

Положение тех элементов, которые базируют детали при сборке, зафиксировано штифтами.

Принцип работы приспособления следующий:

Первым в приспособление устанавливается плита поз. 1, которая прижимается к упорам 3,9, кладется на палец 5 и затем прижимается к упору 2. Плита прижимается двумя прижимами, находящимися на нижнее части откидной базы 7. Далее устанавливаются ушки поз. 2., которые фиксируются пальцами из установочной базы 7. Далее ушки фиксируются прижимными винтами 4 и 8 к установочной базе 7. Рукоятка 11 и фиксатор 1 обеспечивают поворот приспособления.

Затем производим прихватку деталей по сварным швам.

Далее вытаскиваем заготовку, переворачиваем на 180? и закрепляем на те же места для приварки ещё 2-х ушек поз.2 к плите поз.1 на другой стороне. Приспособление поворачивается на 180?, фиксируется, и аналогично провариваются сварные швы.

Разборка осуществляется в следующей последовательности:

1) Отворачиваются нажимные винты;

2) Освобождаем отверстия от пальцев, поворотом винта и вынимаем деталь из приспособления вверх.

Список использованных источников

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 2 кн. М.: Машиностроение, 1968 — Кн.1 — 415с.; Кн.2.-575 с.

2. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В. Т. Сорокина — М.: Машиностроение, 1989 -640 с.

3. Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. — М.: Машиностроение, 1974. — 238 с.

4. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. — М.: Машиностроение, 1979. — 303 с.