Общие теоретические положения. Исходными данными для проектирования оснастки
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
Содержание Введение . Общие теоретические положения . Исходными данными для проектирования оснастки . Проектирование приспособлений . Выбор приспособления в зависимости от программы выпуска и коэффициента загрузки . Описание приспособления и принципа его работы . Заклепочное соединение .1 Общие сведенья .2 Виды повреждений и критерии работоспособности .3 Расчет заклепочного соединения . Расчет экономической эффективности применения приспособления Список литературы Введение Сварочное производство является одной из ведущих областей техники и технологии. Во всех отраслях машиностроения широко применяют высокопроизводительные и экономически эффективные технологические процессы сварки, наплавки, пайки, термической резки. В настоящее время уровень сварки позволяет соединять конструктивные материалы от десятков микрометров до нескольких метров. Сварка является мощным средством ускоренного развития машиностроения, строительства, транспорта, так как вносит важные изменения в конструкцию и технологию производства изделий, оказывает большое влияние на организацию и экономику производства. Благодаря применению сварки стало возможным создание многих конструкций, которые практически нельзя было изготовить другими способами обработки. Сварка широко применяется в основных отраслях производства, использующих металлопрокат, так как сокращаются сроки выполнения работ, расход металла и трудоёмкость производственных процессов. Достигнутый высокий уровень развития сварочной техники служит прочной базой для дальнейшего увеличения производительности труда, экономии материалов и энергетических ресурсов, а также позволяет получить снижение себестоимости продукции. Безусловно, чтобы происходило нормальное функционирование сварочного производства, необходимо наличие определенных средств и источников. Основные производственные фонды, состоящие из зданий, сооружений, машин, оборудования и других средств труда, которые участвуют в процессе производства, являются самой главной основой деятельности предприятия. Без их наличия вряд ли могло что-либо осуществиться. Естественно, для нормального функционирования предприятия необходимы не только основные средства, но и оборотные средства, представляющие собой, прежде всего денежные средства, которые используются предприятием для приобретения оборотных фондов и фондов обращения. Основной задачей моей работы является проектирование сборочно-сварочного участка. В ходе проектирования одновременно решаются технологические, экономические и организационные задачи. Планировка сборочно-сварочного участка должна обеспечивать рациональное размещение оборудования, минимальный путь движения деталей, устранить перемещение деталей и узлов через участки, на которых не производится сборка-сварка. Качество проекта определяется производительностью труда, себестоимостью продукции, размерами капитальных вложений и сроками их окупаемости, рентабельностью участка при эксплуатации. Разнообразные приспособления, применяемые для сборки и сварки, можно разделить на универсальные (общие) и специальные. Универсальные (общие) приспособления могут быть применены для сборки различных изделий или узлов. Применяются они главным образом при индивидуальном производстве. Специальные приспособления или специальные кондукторы применяются для сборки и сварки однотипных по виду и размерам или совершенно одинаковых изделий и отдельных узлов. Специальные приспособления имеют большое применение в массовом и серийном производстве. В зависимости от вида сборочно-сварочных операций приспособления можно разбить на: 1) опорные поверхности для сборки и сварки, 2) фиксирующие, зажимные, стягивающие, распорные и поворотные устройства и 3) специальные кондукторы и манипуляторы. Опорные поверхности представляют собой стеллажи, сборочно-сварочные плиты, на которых производится свободная сборка и сварка конструкций и узлов. Стеллажи изготовляют из двутавров или швеллеров, уложенных на жестком горизонтальном основании. Фиксирующие устройства представляют собой упоры, остановы, ограничители для установки в определенное положение деталей при сборке конструкций на стеллажах, сборочно-сварочных плитах или стендах. Зажимы и прижимы служат для прочного закрепления деталей в требуемом положении при сборке и для уменьшения коробления при сварке. Зажимные приспособления довольно разнообразны. В настоящее время нашли широкое применение быстродействующие пневматические зажимы. Стягивающие приспособления служат для получения правильного взаимного расположения деталей, обеспечивающего требуемые зазоры, перекрытия и совпадения поверхностей собираемых деталей и узлов. Распорные приспособления служат для создания необходимого зазора или перекрытия в стыках. Для распора применяются клинья, домкраты, винты, распорные кольца и пр. Основными приспособлениями для поворота и вращения изделий при сборке и сварке являются роликовые опоры, кантователи и поворотные кондукторы. Кондукторы облегчают установку деталей в требуемое положение при сборке, а манипуляторы облегчают установку собранного изделия в любое положение, удобное для сварки. Кондукторы и манипуляторы широко применяются при серийном и массовом производстве. 1. Общие теоретические положения Сборочно-сварочные приспособления являются весьма важной оснасткой сварочного производства. Наряду с обеспечением требуемого взаимного расположения свариваемых деталей сборочно-сварочные приспособления обеспечивают: 1) уменьшение трудоемкости работ; 2) повышение производительности труда; 3) сокращение длительности производственного цикла работ; 4) облегчение условий труда; 5) повышение точности работ; 6) улучшение качества продукции; 7) сохранение заданной формы свариваемых изделий путем соответствующего закрепления их в целях уменьшения деформаций при сварке. Сборочно-сварочные приспособления должны удовлетворять следующим требованиям. 1. Обеспечивать доступность к местам установки деталей, к рукояткам фиксирующих и зажимных устройств, к местам прихваток и местам сварки. 2. Обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и наиболее правильный порядок наложения сварных швов. 3. Быть достаточно прочными и жесткими, чтобы обеспечить точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформированию при сварке. 4. Обеспечивать такие положения изделия, при которых требуется наименьшее число поворотов как при наложении прихваток, так и при сварке. 5. Обеспечивать свободный доступ для проверки размеров изделий. 6. Обеспечивать легкий съем собранного или сваренного изделия. 7. Обеспечивать безопасность выполнения сборочно-сварочных работ. Разнообразные приспособления, применяемые для сборки и сварки, можно разделить на универсальные (общие) и специальные. Универсальные (общие) приспособления могут быть применены для сборки различных изделий или узлов. Применяются они главным образом при индивидуальном производстве. Специальные приспособления или специальные кондукторы применяются для сборки и сварки однотипных по виду и размерам или совершенно одинаковых изделий и отдельных узлов. Специальные приспособления имеют большое применение в массовом и серийном производстве. В зависимости от вида сборочно-сварочных операций приспособления можно разбить на: 1) опорные поверхности для сборки и сварки, 2) фиксирующие, зажимные, стягивающие, распорные и поворотные устройства и 3) специальные кондукторы и манипуляторы. Опорные поверхности представляют собой стеллажи, сборочно-сварочные плиты, на которых производится свободная сборка и сварка конструкций и узлов. Стеллажи изготовляют из двутавров или швеллеров, уложенных на жестком горизонтальном основании. Фиксирующие устройства представляют собой упоры, остановы, ограничители для установки в определенное положение деталей при сборке конструкций на стеллажах, сборочно-сварочных плитах или стендах. Зажимы и прижимы служат для прочного закрепления деталей в требуемом положении при сборке и для уменьшения коробления при сварке. Зажимные приспособления довольно разнообразны. В настоящее время нашли широкое применение быстродействующие пневматические зажимы. Стягивающие приспособления служат для получения правильного взаимного расположения деталей, обеспечивающего требуемые зазоры, перекрытия и совпадения поверхностей собираемых деталей и узлов. Распорные приспособления служат для создания необходимого зазора или перекрытия в стыках. Для распора применяются клинья, домкраты, винты, распорные кольца и пр. Основными приспособлениями для поворота и вращения изделий при сборке и сварке являются роликовые опоры, кантователи и поворотные кондукторы. 2. Исходные данные для проектирования оснастки Исходными данными для проектирования оснастки служат: Чертежи изделия; детали, заготовки и технические требования к ним. Операционные эскизы с указанием промежуточных и окончательных размеров, припусков и допусков; требований к качеству обработанных и обрабатываемых поверхностей; всех поверхностей, принятых в качестве технологических баз.  Рисунок 1. Задание к курсовому проекту заклепочный сварной соединение сборка 3. Проектирование приспособлений Основная задача базирования при сборке - это нахождение и применение наиболее простых и надежных схем базирования, при которых обеспечивается собираемость компонентов изделия. Схемы базирования в значительной степени определяет конструкцию приспособления, точности собираемых изделий и вид применяемого оборудования. Выбор способа базирования основан на учете особенности технологии конструкции, массы и габаритов изделия, точности изготовления собираемых компонентов, вида и точности соединения и от необходимых сил зажима. При выборе технологических баз при сборке стремятся использовать принципы совмещения и постоянства баз. Для этого на всех операциях сборки все размеры должны быть проставлены от одной измерительной базы. Основную группу технологической оснастки производства составляют приспособления. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций обработки, сборки и контроля. Применение приспособлений позволяет: увеличить производительность труда на операции; снизить себестоимость продукции; облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность; расширить технологические возможности оборудования; организовать многостаночное обслуживание; применить технически обоснованные нормы времени и сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции. 4. Выбор приспособления в зависимости от программы выпуска и коэффициента загрузки В соответствии с заданием принимается схема одноместного приспособления. Конструкция зажимного устройства выбирается из соотношения такта выпуска tд и штучного времени на обработку tш. Такт выпуска при годовом объеме выпуска N=100 000 шт. и действительном годовом фонде времени работы приспособления в одну смену Fд=2014 час.  мин.Коэффициент загрузки оборудования в серийном производствах рекомендуется принимать в пределах Кз=0,4…0,6 [1]. Штучное время на данной операции одного станка можно определить из формулы коэффициента загрузки  Отсюда  В свою очередь штучное время можно определить по формуле  где tо - основное время, tо=0,4 мин. α - коэффициент, учитывающий потери времени на техническое и организационное обслуживание и регламентированные перерывы. Принимаем α=10%. Из формулы определяем  Таким образом, фактическое значение не должно превышать 4,4 мин. Принимается решение на приспособление для обеспечения зажима заготовки применить струбцины с винтовым зажимом. С его помощью можно закрепить заготовку массой до 1кг. Зажим (отжим) осуществляется вручную поворотом болта с помощью гаечного ключа. Время закрепления одной струбцины равно 0,4 мин., что при времени на установку и снятие 0,3 мин. 4х струбцин обеспечит вспомогательное время tв=2,8 мин. Полученное значение меньше допустимого (tв=4,4 мин.). Это значит, что выбранный зажим обеспечивает нужную производительность оборудования и быстродействие приспособления. Таким образом. для обеспечения требуемой производительности сварки выбрано комбинированное зажимное устройство, состоящее из четырех струбцин и каркаса из профильного проката. 5. Описание приспособления и принципа его работы Приспособление представляет собой металлоконструкцию из профильного металлопроката. Состоит из двух стоек и стяжки. Заготовки крепятся с помощью струбцин к стойкам и затем происходит процесс сварки (пайки) Собираемые детали устанавливаются под углом 90 градусов. На детали устанавливаются стойки в сборе со стяжками и крепятся с помощью струбцин. Струбцины затягиваются с помощью гаячного ключа. Затем происходит процесс сварки (пайки). По эскизу задания можно сделать следующие выводы: . Деталь сваривается из двух частей под прямым углом . Приспособление позволяет выполнять процесс пайки . Приспособление позволяет снизить время на установку деталей . Приспособление исключает деформации в процессе сварки . Простота и экономическая эффективность конструкции . Конструкция состоит из стандартных деталей. 6. Заклепочное соединение .1 Общие сведенья При анализе конструкции приспособления можно сделать вывод, что самым слабым элементом является заклепочное соединение. Рассмотрим подробнее этот вид соединения и рассчитаем нагрузки которое оно выдержит. Заклепочным соединением является соединение деталей с помощью заклепки. Заклепка это сплошной или полый цилиндрический стержень с головкой. Заклепочные соединения применяют для соединения тонкостенных деталей. Заклепку устанавливают в подготовленное отверстие диаметром d на оправку 4 (рис.).  Рисунок 2 Осадкой пуансона 1 в направляющих 2 формируют замыкающую головку 3 заклепки, образуя заклепочное соединение. При этом пакет листов стягивается и засчет поперечной упругопластичекой деформации стержня происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками отверстия. Детали соединяют в нахлестку или встык с одной или двумя накладками. Соединения обладают сравнительно невысокой технологичностью и высокой трудоемкостью изготовления и контроля качества. Заклепки изготавливаются из алюминиевых и титановых сплавов, латуни. .2 Виды повреждений и критерии работоспособности Отказы заклепочных соединений обуславливают обрывы головок и разрушением стержней, смятие стенок и стержней заклепок, а также разрушением соединяемых деталей, ослабленных отверстиями под заклепки. Следовательно, критериями работоспособности заклепочных соединений будут прочность заклепки, смятие стержня заклепки и детали, прочность детали.  Рисунок 3. Виды заклепочных соединений  Рисунок 4 6.3 Расчет заклепочного соединения Разрушение стержня заклепки при действии силы F происходит в результате среза в плоскости стыка соединяемых деталей (рис.). Условие прочности имеет вид  . где Z, i - количество заклепок и стыков деталей. Примем действие силы  =100 мПаКоличество заклепок Z=2 шт. Количество стыков i=1шт. Диаметр заклепки d=6 мм. Определим максимальное усилие которое выдержит заклепочное соединение  7. Расчет экономической эффективности применения приспособления Для определения экономической эффективности рассмотрим два варианта сварки: Без приспособления В приспособлении Сборка без приспособления будет включать в себя дополнительные операции такие как: Прихватка Приварка дополнительных распорок Контрольная разметка Правка после сварки Все эти операции влекут за собой дополнительные расходы на заработанную плату и материалы. Из-за дополнительных операций  1 варианта будет выше 2 вариантаЭкономическую эффективность определяют расчетом технологической себестоимости сварки без приспособления и в приспособлениях  и  . Основная заплата на выполнение операции в приспособлениях  ,где  - штучное время сварки, мин; - часовая ставка рабочего, - разрядный коэффициент, для третьего разряда  Стоимость изготовления приспособления  , где  - количество деталей в приспособлении; - стоимость одной детали. , где  - процент цеховых накладных расходов   - коэффициент проектирования   - коэффициент эксплуатации   - срок службы приспособления  Годовой экономический эффект от применения нового приспособления в расчете на программу выпуска составит  Срок окупаемости дополнительных затрат определяется, в годах  Список литературы 1. Блюменштейн В.Ю., Клепцов А.А. «Проектированние технологической оснастки» - СПб., 2011-224 с. . Черпаков Б.И. «Технологическая оснастка», - М., 2003.-288 с. . Базров Б.М., Сорокин А.И. и др. «Альбом по проектированию приспособлений», М.: Машиностроение, 1991- 121 с. . Гжиров Р.И. «Краткий справочник конструктора», Л.: Машиностроение, 1983 г. |