Разработка технологического процесса сварки

1. Анализ исходных данных о сборочной единице применительно к типу производства, ознакомление с ее конструкцией и назначением в кузове (кабине), изучение чертежей и способов соединений в аналогах.

2. Выбор метода изготовления сборочной единицы, т. е. способ и вид сварки. Выбор производится на основе изучения современных методов сборки однотипных сборочных единиц и прогрессивных способов сварки. Способ сварки определяют исходя из конструктивных особенностей сборочной единицы, а также с учетом толщины свариваемых деталей.

3. Предварительное определение последовательности сборки сборочной единицы и применяемых средств технологического оснащения.

4. Назначение технологических баз для фиксации каждой из собираемых деталей. Для получения точных и стабильных по геометрическим параметрам сборочных единиц важно соблюдение принципа единства баз, т. е. базы при сборке-сварке деталей должны быть аналогичны базам, выбранным при изготовлении (штамповке) деталей.

5. Подбор типовых технологических процессов на основании анализа аналогов.

6. Окончательный выбор последовательности сборочно-сварочных операций с созданием наилучших условий для выполнения сварки и обеспечением возможности проверки размеров и исправления допущенных отклонений на любой стадии сборки. При разработке последовательности сборочно-сварочных операций стремятся выбрать минимальное число поворотов деталей, сварку соединений в наиболее удобном положении и предусмотреть возможность уменьшения возникающих от сварки деформаций.

7. Анализ различных типов оборудования.

8. Расчет режимов сварки.

9. Нормирование технологического процесса.

10. Выбор современного оборудования, оснастки и средств механизации и автоматизации.

11. Непосредственная разработка технологических операций. Для каждой конкретной технологической операции выбирается оборудование. Исходя из способа сварки, толщины свариваемых деталей по справочным таблицам выбираются режимы сварки и подсчитываются их параметры. К сварочному оборудованию подбираются соответствующие оснастка и инструмент. На этом этапе также прорабатываются принципиальные схемы приспособлений для сборки-сварки собираемого изделия. Для каждой конкретной технологической операции сборки-сварки разрабатывается эскиз, характеризующий последовательность сборки.

Разработанный технологический процесс записывается в технологических картах пооперационно в строгой последовательности. Разработка технологических процессов при изготовлении кузовов и кабин ведется на каждую сборочную единицу.

Основными требованиями при построении технологического процесса сборки-сварки являются:

точность сборки изготовляемых сборочных единиц;

возможность наименьшей продолжительности сборки;

максимальное облегчение условий труда и обеспечение безопасности работ.

Технологический процесс изготовления мелких и несложных сборочных единиц, у которых к основной детали приваривается одна или несколько других деталей, как правило предусматривает их изготовление на стационарных сварочных машинах, имеющих специальную или универсальную оснастку. Сварка при этом ведется обычно с применением самофиксации по предварительно отштампованным в деталях углублениям, выступам, отверстиям и т. п. Межоперационное транспортирование осуществляют тележками или подвесным замкнутым конвейером.

Технологический процесс изготовления средних сборочных единиц включает в себя вначале последовательную сборку входящих в их состав мелких сборочных единиц, затем их пооперационную сборку с чередованием сборочно-сварочных операций на кондукторах подвесными сварочными машинами со сваркой на многоточечных машинах. Самые современные технологические процессы изготовления мелких и средних сборочных единиц осуществляются с применением роботизированных технологических комплексов (РТК), позволяющих автоматизировать подачу и съем собранных изделий.

Для сборки-сварки крупных сборочных единиц, в том числе кузовов (кабин) в целом, характерно следующее построение технологического процесса: сборка-сварка отдельных входящих сборочных единиц; общая сборка крупных сборочных единиц в кузов (кабину).

Технологический процесс сборки-сварки крупных сборочных единиц может быть построен двумя способами:

с одновременной закладкой в сборочно-сварочное приспособление (кондуктор) всех входящих в сборочную единицу деталей и последующей их сборкой, а затем окончательной операцией — сваркой всей конструкции;

по типу постепенного наращивания конструкции при невозможности или труднодоступности одновременной сварки всей сборочной единицы.

По первому способу выполняется обычно сборка-сварка оснований кузовов, каркасов кузовов автобусов. По второму способу строятся технологические процессы сборки-сварки боковин, дверей, кузовов (кабин) автомобилей.

Технологический процесс сборки-сварки кузовов (кабин) может быть построен с созданием сразу жесткой конструкции или с первоначальным созданием полужесткой конструкции и последующим доведением ее до жесткой. На современных автомобильных заводах в условиях массового и крупносерийного производства технологический процесс сборки-сварки кузовов (кабин) организуется таким образом, что вначале создается по- лужесткая конструкция. Для ее создания выполняют прихватку сборочных единиц в определенном объеме. Сборка обычно начинается с укладки в кондуктор основания (пола) в сборе, а затем и всех остальных сборочных единиц. Сборка производится таким образом, чтобы соединение, определяющее базовый размер, сваривалось последним. Это делается для того, чтобы все недостатки, вызванные предыдущими операциями, компенсировались в этом соединении. Последние соединения обычно выполняют внахлестку.

Классификация технологических процессов. Проектирование технологических процессов сварки представляет собой сложную оптимизационную задачу, основанную на использовании расчетных аналитических методов проектирования. Оптимальный вариант технологического процесса изготовления сложной сварной конструкции выбирается из нескольких расчетных вариантов технологии.

В зависимости от основного назначения различают перспективные и рабочие технологические процессы (ТП).

Перспективный ТП включает в себя последовательность технологических операций, разбивку конструкции на отдельные технологические узлы или элементы, эскизную проработку специальных приспособлений и оснастки, расчеты режимов основных сварочных процессов, расчеты ожидаемых сварочных напряжений и деформаций, сравнительную оценку разработанных вариантов технологии.

После окончательного утверждения технического проекта и принятого варианта технологии выполняют рабочее проектирование конструкции (составление конструкторской документации) и разработку рабочей технологии (составление технологической документации).

Рабочий ТП включает в себя следующие действия:

• • уточнения и изменения принципиального технологического процесса, связанные с изменением конструкции на этапе рабочего проектирования;
• • разработку технологических карт, в которых указывают все параметры режима сварки, применяемые сварочные материалы и оборудование;
• • краткие описания технологических приемов выполнения отдельных сварочных операций;
• • требования к прочности и качеству сварных конструкций на отдельных этапах их изготовления;
• • указания методов проверки точности и контроля качества соединений, узлов и готовой конструкции.

В зависимости от количества изделий, охватываемых процессом, установлено два вида ТП: типовой и единичный.

Правила разработки рабочих технологических процессов предусматривают обязательное использование типовых ТП и стандартов на технологические операции.

В зависимости от степени детализации каждый ТП может быть маршрутным, операционным или операционно-маршрутным.

Типовые ТП разрабатывают на основе анализа многих действующих и возможных ТП для типовых представителей групп изделий.

Технологическая операция является частью ТП, выполняемой на одном рабочем месте.

Разработка типового технологического процесса сварки. Существуют следующие основные этапы разработки типового ТП:

• • классификация объектов производства — выбирают группы объектов, имеющих общие конструктивно-технологические характеристики, и типовых представителей групп;
• • количественная оценка групп объектов — оценка типа производства (единичное, серийное или массовое);
• • анализ конструкций типовых объектов по чертежам, ТУ, программам выпуска и типу производства — разрабатывают основные маршруты изготовления конструкций, включая заготовительные процессы;
• • выбор деталей и способов их изготовления с технико-экономической оценкой — оценивают точностные характеристики способов изготовления и качества поверхности, выбирают способ обработки;
• • выбор технологических баз;
• • выбор вида производства (сварка, литье, обработка давлением, механическая обработка);
• • составление технологического маршрута обработки — определяют последовательность операций и выбирают группы оборудования по операциям;
• • разработка технологических операций;
• • расчет точности, производительности и экономической эффективности вариантов типовых ТП с выбором оптимального варианта;
• • оформление документации на типовой ТП, согласование ее с заинтересованными службами и утверждение.

Разработка технологических операций включает в себя:

• • выбор структуры и рациональное построение операций;
• • определение рациональной последовательности переходов в операции;
• • выбор оборудования, обеспечивающего оптимальную производительность и требуемое качество;
• • выполнение расчета загрузки технологического оборудования;
• • выбор конструкции технологической оснастки;
• • расчет припусков на обработку и межоперационных припусков, установление исходных данных для расчета оптимальных режимов обработки и норм времени;
• • определение разряда работ и профессии исполнителей.

На предприятии должны быть компьютерные информационно-поисковые системы для поиска ранее разработанных аналогичных ТП и отдельных технологических операций. Всю информацию вводят в компьютер в кодированном виде.

При разработке ТП анализируют технологичность сварных изделий и конструкций. Количественная оценка технологичности основывается на системе показателей, включающей в себя:

• • базовые показатели технологичности, устанавливаемые в техническом задании на проектирование конструкций;
• • показатели технологичности, достигнутые при разработке конструкции;
• • уровень технологичности (отношение достигнутых показателей к базовым).

Основными показателями технологичности являются трудоемкость и технологическая себестоимость изготовления конструкций.

Факторы, влияющие на выбор показателей: требования к изделию; вид изделия; объем выпуска; наличие информации, необходимой для определения показателей.

Требования к конструкции определяют, каким именно видом технологичности должна обладать конструкция: производственной, эксплуатационной или и той и другой, что, в свою очередь, определяет группу показателей технологичности.

В зависимости от вида конструкции (сборочная единица, комплекс, комплект или деталь) из групп выбирают те показатели, которые могут характеризовать технологичность данного вида конструкций.

Знание объема выпуска позволяет выбирать показатели, характеризующие расходы или затраты и имеющие наибольшую значимость при данном объеме выпуска.

Самостоятельная работа может служить основой для выполнения курсовой работы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

« Белгородский машиностроительный техникум»

На тему: «Разработка технологического процесса сборки и сварки опоры»

Выполнил обучающийся гр.32 Черноиванов Артем

Руководитель ____________ /Шахбанова В.И. /

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1. Описание и назначение сварной конструкции
2. Материал изделия

1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Выбор электродов и режима сварки
2. Технологическая карта изготовления сварной конструкции

1. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Техника безопасности при выполнении сварочных работ
2. Электробезопасность
3. Пожаробезопасность

Сварка – технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава. На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Простейшие приёмы сварки были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом. Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до "сварочного жара" в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н.

Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов . К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено – кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Клепаные соединения применяют для изделий из листового, полосового материала или профильного проката в конструкциях, работающих в условиях ударных или вибрационных нагрузок при небольших толщинах соединяемых деталей для скрепления деталей из разных материалов, деталей из материалов, не допускающих нагрева или не свариваемых. В наше время клепаные соединения вытесняются более экономичными и технологичными сварными и клееными соединениями, так как отверстия под заклепки ослабляют сечения деталей на 10—20%, а трудоемкость изготовления и масса клепаной конструкции обычно больше, чем сварной или клееной.

Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Несмотря на непрерывно увеличивающееся применение в сварных конструкциях и изделиях легких сплавов, полимерных материалов и композитов, основным конструкционным материалом остается сталь. Именно поэтому мировой рынок сварочной техники и услуг возрастает пропорционально росту мирового потребления стали. К началу ХХI в. он оценивается примерно в 40 млрд. долларов, из которых около 70 % приходится на сварочные материалы и около 30 % – на сварочное оборудование. Отмеченные особенности определяют общую положительную тенденцию роста мирового производства сварных конструкций, динамичного развития мирового и регионального рынков сварочной техники и материалов, а также объемов научных исследований и разработок по совершенствованию сварки и родственных технологий. Основываясь на анализе, проведенном академиком Б.Е. Патоном, выделим основные направления развития сварки и родственных технологий в ХХI в. Сначала несколько слов об общих тенденциях применительно к нашей стране. Доля механизированных и автоматических способов сварки в защитных газах, заменяющих ручную дуговую, составит в будущем 50 – 55 % общего ее объема. Развитие сварки под флюсом, доля которой к 2018 г. составит

17 % в общем ее объеме, связано с созданием более совершенного оборудования. Учитывая мировые тенденции расширения области применения прогрессивных ресурсосберегающих технологий можно предположить, что доля лазерной технологии в сварочном производстве в предстоящее десятилетие существенно увеличится и достигнет 6 – 8 % общего объема сварочных работ.

1.1 Описание опоры и анализ её технологичности

Опора предназначена для складирования длинномерного проката (труб,уголков, швеллеров). Изделие представляет собой сварную металлоконструкцию, выполненную из листовой стали марки 09Г2-это сталь легированная конструкционная качественная, содержит 0,09% углерода, 2% марганца. Так как сталь низкоуглеродистая, то будет свариваться без ограничений.

Металлическая конструкция состоит из следующих деталей: на плиту (поз.5) вертикально устанавливают лист (поз.7) тавровым соединением.

Для более жесткого закрепления листа (поз.7) с обеих сторон приварены листы (поз.3-2шт) и листы (поз.4-4шт). По краям приварены тавровым соединением 2 листа (поз.6), на которых имеются по 2 сборочных отверстия диаметром 28 мм на каждом листе. Сверху на лист (поз.7) приварен тавровым соединением изогнутый лист с радиусным закруглением R 1018мм (поз.1). Для закрепления листа (поз.1) и листов (поз.6-2шт) внахлестку приварены лапки (поз.2-2шт). Лапки (поз.2) собирают и прикрепляют к листам (поз.6) по контрольным отверстиям при помощи болтов (поз.8-2шт) на каждой лапке. На плите (поз.5) имеется 4 отверстия диаметром 30мм для установки и закрепления опоры.

Габаритные размеры конструкции: 1820-300-1000 мм.

Все соединения на опоре выполняются полуавтоматической сваркой в среде защитных газов : 80% Ar + 20% CO2 и проволокой с диаметром 1.2 мм соединениями : тавровым соединением Т1 с катетом 6 мм. и нахлесточным соединением.

Конструкция технологична т.к. её можно разбить на подузлы.

Технологичность – это выбор такого конструктивного оформления конструкции которое обеспечивает удобство, простоту изготовления сварного изделия любыми видами сварки.

Технологичность конструкции обеспечивается выбором металл, формы свариваемых элементов, типов соединений, видов сварки и мероприятий по снижению остаточной сварочной деформации.

Технологичность оценивается двумя критериями качественно и количественно

Качественно: технологичность на основании опыта исполнителя (требования предъявляемые к конструкции)

Количественно: с использованием отдельных критериев (трудоемкость, эффективность использования материалов, уровень механизации производства)

1.2 Характеристика металла и его свариваемость

09Г2 (ГОСТ 19281 – 89) – сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, применяется для стойки ферм, элементов сварных металлоконструкций и других деталей, работающие при t 0 от -40 до +450. Низкоуглеродистые стали обладают невысоким уровнем прочности(Qв=330. 420 МПА), поэтому конструкции из них имеют большую металлоемкость. Уменьшить удельный расход стали, можно, используя низкоуглеродистые низколегированные стали, легирующими добавками кремний, хром, никель, ванадий, молибден и др. Их содержание не более 1%. Для повышения коррозионной стойкости в сталь вводят медь (0,3. 0,4%). Основными легирующими элементами являются марганец и кремний (до 2% каждого). При этом содержание углерода не должно превышать 0,23%. к этим сталям относятся 09Г2, 12ГС и 10ХСНД.

Низколегированные низкоуглеродистые стали поставляют в термообработанном состоянии.

Таблица 1 – Механические свойства стали 09Г2 по ГОСТ 19281 – 89