Курсовая работа: Технологии заготовки, сборки и сварки гнезда для отливки шпал на Могилевском автозаводе
Ниже приводится перечень и описание наиболее характерного для изготовления узлов заготовительного оборудования.
Для резки используют гильотинные ножницы. Ими режут материал размером до 3000мм и толщиной до 32мм. Угол створа ножей является важным установочным параметром. Точность резки на гильотинных ножницах зависит от толщины материала, состояние кромок ножей и размеров отрезаемых заготовок.
Гильотинные ножницы позволяют выполнить не только прямой рез, но и осуществлять скос кромок. Резка заготовок с прямолинейными кромками производится на гильотинных ножницах модели Н3225.
Таблица 2.2.1 Техническая характеристика гильотинных ножниц
модели Н3225
| Параметр | Значение |
|
Наибольшая толщина листа при |
32 |
| Ход ножа, мм | 105 |
| Число ходов ножа в минуту | 22 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 45 |
| Габаритные размеры, мм | 2570×1570×600 |
МПа, ммОснованием для выбора гибочного пресса является размер детали и радиус гиба. Гибка осуществляется на правильно-гибочном прессе Н1332Б
Таблица 2.2.2 Техническая характеристика правильногибочного пресса модель Н1332Б
| Параметр | Значение |
| Номинальное усилие, кН | 1600 |
| Ход ползуна, мм | 100 |
| Габаритные размеры, мм | 3370×1650×1480 |
Очистка поверхности от загрязнений, ржавчины и т.п. осуществляется металлическими щетками. Для удаления заусенцев, снятие усиления шва и удаления окалины на небольших поверхностях используется очистка абразивными кругами.
2.3 Расчет норм времени заготовительных операций
В качестве образца производим расчет норм времени на изготовление конуса поз5:
1. Резка листа
- основное время резки на гильотинных и сортовых ножницах и пробивки отверстий на прессах для работы на "самоходе"
Тосн.вр. = 5 мин
подготовительно-заключительное время на резку гильотинными ножницами
Тпод.зак. = 5 мин
вспомогательное время на транспортировку листа и установку его на столе ножниц по упору
Твсп. = 3 мин
Общее время резки балки
Тобщ.рез = 5 + 5 + 3 = 13 мин.
2. Пробивка отверстий
основное время пробивки Тосн.вр. = 0,25 мин.
подготовительно-заключительное время Тподг.заг. = 0,11 мин.
вспомогательное время Твсп. =0,12 мин;
- общее время Т = 0,25 + 0,11 + 0,12 = 0,48 мин.
- суммарное время на изготовление балки
Т" = Т общ.рез. + Т общ.шт.
Т" = 13 + 0,48 = 13,48 мин
3 Технология сварки
3.1 Выбор и обоснование способа сварки
Для производства консоли каркаса пресс-формы выбран способ сварки в среде защитного газа. Защитным газом является Аr взамен сварки в СО2 ; так как сварка в аргоне является более экономичным способом сварки плавлением, обеспечивает достаточно высокое качество швов. За счёт уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного металла под действием кислорода стабилизируется процесс переноса металла, уменьшается разбрызгивание, улучшается внешний вид и формирование шва. По сравнению со сваркой в СО2 сварка в аргоне увеличивается предел выносливости при работе на переменных нагрузках. Возрастает также технологическая прочность шва, уменьшается склонность к образованию кристаллизационных и холодных трещин.
С учётом зачистки швов, горелок, производительности процесса сварка в Аr оказывается дешевле сварки в СО2.
3.2 Выбор и обоснование сварочных материалов
Сварочные материалы при сварке гнезда принимаются исходя из способа сварки.
В курсовом проекте для сварки изделия выбрана проволока сварочная диаметром 1,2 мм марки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70, так как она наиболее оптимально подходит к рассчитанным режимам сварки.
Проволока сварочная диаметром 1,2 мм, марки Св-08Г2С, предназначенная для сварки (наплавки), с омеднённой поверхностью. Такая проволока, как и многие другие, должна поставляться или с омеднённой поверхностью, или с неомеднённой поверхностью, но с удалением следов мыльной смазки. При этом вид поверхности поставляемой проволоки устанавливается изготовителем, если в заказе не оговорена поставка проволоки с омеднённой поверхностью.
Проволока должна быть принята техническим контролем предприятия- изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям ГОСТ 2246-70. В таблице 3.2.1 приведён химический состав проволоки Св-08Г2С.
Таблица 3.2.1- Химический состав проволоки Св-08Г2С, %
| Марка проволоки | С | Si | Mn | Cr | Ni | S |
Р |
| не более | |||||||
| Св-08Г2С | 0,05-0,11 | 0,7-0,95 | 1,8-2,1 | Ј 0,2 | Ј 0,25 | 0,025 | 0,03 |
3.3 Выбор, обоснование и расчет режимов сварки
Режимы полуавтоматической сварки плавящимся электродом в смеси Ar устанавливают в зависимости от марки и диаметра проволоки и характера выполняемых сварных швов. Режимы сварки выбирают в пределах, рекомендованных паспортом проволоки.
К параметрам режима сварки в смеси Ar относятся: род и полярность сварочного тока, диаметр сварочной проволоки, величина тока, напряжение дуги, скорость подачи и вылет электродной проволоки, расход газа, положение электрода относительно шва и скорость сварки.
Выбираем сварочную проволоку диаметром 1,2 – 1,4 мм, так как толщина свариваемых изделий 4 мм.
Сварку в Ar выполняют постоянным током обратной полярности при помощи источника питания с жесткой характеристикой. Возможна сварка от источника питания с другими характеристиками и на переменном токе с осциллятором, но при этом увеличивается разбрызгивание и ухудшается формирование сварного шва. Сварку нужно производить короткой дугой при напряжении 22…34 В. Увеличение напряжения приводит к повышенному разбрызгиванию металла и сильному окислению металла шва, что может также способствовать образованию пор в металле шва.
Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины металла, катета шва и от качества сборки.
Величину сварочного тока для сварки в нижнем положении выбираю в зависимости от диаметра электродной проволоки.
Скорость сварки в зависимости от толщины свариваемого металла, качества подготовки свариваемых изделий и площади поперечного сечения шва устанавливается технологическим процессом или самим сварщиком. Расход газов в зависимости от положения сварки в пространстве, от движения окружающего воздуха колеблется от 5 до 20 дм3/мин.
Расчет режимов ведем исходя из следующих соображений .
Определяем величину сварочного тока, которая, зависит от требуемой глубины проплавления, и от диаметра электрода. Требуемая глубина проплавления, в свою очередь, зависит от толщины металла и условий сварки. Для односторонних стыковых швов глубина проплавления равна толщине свариваемого металла, h=d.
Для сварки в среде аргона силу сварочного тока определяют по формуле:
А,
где kn- коэффициент пропорциональности, зависящий от условий сварки, kn=1,55.
Уточняем диаметр сварочной проволоки по формуле:
,
мм,
где j - допустимая плотность тока, А/мм2, для диаметра проволоки <2 мм j=90-200 А/мм2.
Напряжение на дуге для сварки в аргоне:
,
Скорость сварки вычисляют по формуле:
,
м/ч,
где aн- коэффициент наплавки, г/А час;
Iсв- сила сварочного тока, А;
g- плотность металла, г/см3; g=7,8 г/см3;
Fн- площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см2.
Коэффициент наплавки для сварки в аргоне aн=(12-14) г/А час.
Площадь наплавленного металла зависит от типа сварного соединения. Для стыкового соединения она определяется про формуле:
,
где Fз – площадь зазора между деталями
Fв – площадь валика шва,
Скорость подачи сварочной проволоки вычисляют по формуле:
,
м/час
где Fэ- площадь поперечного сечения проволоки.
,
мм2,
3.4 Выбор и обоснование сварочного оборудования
Сварочные полуавтоматы совместно с источником питания должны обеспечивать устойчивое течение и поддержание заданных режимов в процессе сварки. На основании расчетных данных для сварки формы для отливки шпал выбираем полуавтомат Kempact MIG 2530 , который предназначен для сварки сплошной проволокой в среде защитного газа стыковых, нахлесточных и угловых соединений из низкоуглеродистых и легированных сталей.
Полуавтомат состоит из подающего механизма, источника питания, шкафа управления, универсального унифицированного держателя, сварочного шланга, газового редуктора с расходометром и подогревателем газа.
Полуавтомат служит для подачи электродной проволоки, защитного газа, через унифицированный держатель в зону сварки.
В полуавтомат входят: кассета с тормозным устройством, подставка, механизм подачи, отсекатель газа.
Кассета служит в качестве емкости для электродной проволоки.
Подставка служит для установки на ней механизма подачи отсекателя газа, а также органов управления электрической схемой полуавтомата. Механизм подачи служит для подачи сварочной проволоки в зону сварки. Он приводится в движение электродвигателем мощностью О,12 кBт.
Подача осуществляется подающими и прижимными роликами. Усилие прижатия проволоки обеспечивается с помощью прижима, расположенного в верхней части корпуса механизма подачи. Изменение скорости подачи электродной проволоки производится поворотом маховиков, расположенных на передней стенке механизма подачи.
Держатель унифицированный предназначен для подвода в зону сварки защитного газа, сварочного напряжения и электродной проволоки.
Техническая характеристика Kemppi Pro Evolution 5200
Сетевое напряжение 400В -15%...+20%
Коэффициент мощности 0,93
Диапазон сварочных токов 10А...520А
и напряжений 12В...42В
Габаритные размеры 530*230*520 мм
Масса 48 кг
Кemppi Pro Evolution - это сварочный аппарат, обеспечивающий рентабельное, экономичное производство и превосходное качество. Благодаря своей модульной конструкции и превосходным возможностям регулирования, эта система является наиболее универсальной из всех имеющихся на рынке. Её легко смонтировать, какой бы ни была область ее применения. При использовании такого надежного сварочного аппарата объем необходимых отделочных работ сводится к минимуму, Выбор аппарата Kemppi Pro Evolution, позволяющего выполнять сварку любыми методами, включая импульсную сварку МИГ, является оптимальным решением для профессионального использования в производстве тяжелых и средних металлоконструкций, а также на верфях и морских сооружениях.
3.5 Способы предотвращения деформаций и уменьшения остаточных напряжений
Деформация при сварке возникает в результате неравномерного нагрева металла. Таким образом, после сварки остаётся деформация укорочения свариваемого изделия. Центральные слои после остывания испытывают остаточные напряжения растяжения, а удалённые от шва слои - напряжения сжатия. Данный вид напряжения действует вдоль сварного шва, поэтому их называют продольными. Наряду с продольными напряжениями действуют и поперечные напряжения.
Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями можно разделить на три группы: мероприятия, реализуемые до сварки, в процессе сварки и после сварки.
1. Рациональная последовательность выполнения сборочно-сварочных операций, т. е. происходит сборка всей конструкции на прихватках, а затем производим сварку.
2. Использование правильных режимов и способов сварки, обеспечивающих минимальное тепловложение и узкую зону термического влияния.
3. Сварные швы симметрично расположены на сварной конструкции. Не рекомендуется выполнять сварные швы близко друг от друга.
4. Рациональная последовательность наложения сварных швов на конструкцию. При сварке протяженных швов, сварку необходимо производить от середины к концам.
5. Сварку производим в специальных приспособлениях, которые обеспечивает жесткое закрепление свариваемых деталей.
4 Конструирование, расчет и описание средств технологического
оснащения
4.1 Выбор установочных баз и разработка теоретической
схемы базирования деталей и узлов
Базированием называют определение положения деталей в изделии относительно друг друга или изделия относительно приспособления, рабочего инструмента, технологического сварочного оборудования (сварочной дуги, пламени горелки, электродов контактной машины). При проектировании сборочно-сварочных приспособлений чаще всего приходится иметь дело с установочными базами.
Установочной базой следует считать каждую поверхность детали, которой она соприкасается с установочными поверхностями приспособления. Благодаря контакту с этими поверхностями деталь (узел) получает строго определенное положение относительно приспособления или сварочного оборудования.
Для базирования любой детали требуется выполнять правило шести точек: чтобы придать детали вполне определенное положение в приспособлении необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, лишающих деталь всех шести степеней свободы.
В связи с тем, что при сварке электрическая дуга (пламя горелки) не вызывает каких-либо значительных сдвигающих усилий, крепить детали (изделия) во многих приспособлениях, особенно в неповоротных, не обязательно. Силовое замыкание с помощью прижимов, как правило, предусматривают для предупреждения смещения деталей в результате температурного расширения металла, от случайных нагрузок и от собственной массы.
При установке деталей недопустимо использовать более шести опорных точек. Лишние опорные точки препятствуют правильной установке детали; при закреплении ее положение нарушается.
Часто в сборочно-сварочных приспособлениях детали устанавливаются с использованием группы установочных баз. В этих случаях ни один новый установочный элемент не должен лишать деталь степеней свободы, которых она уже лишена ранее другими элементами.
