Проектування складально-зварювальної оснастки

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

ЗМІСТ

ЗМІСТ

  

 Вступ                                                                                                                 4     

1.Вихідні дані для проектування складально-зварювальної оснастки.

1. Характеристика конструкції зварного виробу та ТУ на виготовлення.                                                                                          

 

2. Технологічний процес складання - зварювання виробу.                    
3. Вибір технологічних баз та базування заготовок.

 

4. Способи  та режими зварювання.
5. Зварювальне устаткування.

 

6. Обґрунтування доцільності розробки складально-зварювальної оснастки.

 

2. Технічне завдання на проектування складально-зварювальної оснастки.

 

1. Найменування складально-зварювальної оснастки.
2. Призначення складально-зварювальної оснастки.

 

3. Технічні вимоги до розроблюваного пристрою.

 

2.4. Технологічний процес складання-зварювання виробу в пристрої.

 

2.5. Схема  базування та закріплення заготовок виробу в пристрої.

 

6. Зварювальне та допоміжне устаткування.

Режими роботи (кількість змін). Кількість пристроїв.

 

 

3. Розроблення складально-зварювальної оснастки.
1. Розрахунок сил для закріплення заготовок виробу в пристрої.

 

3.2. Обґрунтування вибору та розрахунок несучих конструкцій, упорів, опор та притискачів розроблюваної складально-зварювальної оснастки.

 

3.3  Технологічність і точність пристрою                            

 

4. Опис та компонування конструкції та роботи складально -зварювального пристрою.                                                                                                                                                                                  

 

 

4.  Висновки.                                                                                                       41

5.  Література.

 

6.  Додатки.

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

На сьогоднішній день машинобудування належить до найпотужніших галузей народного господарства, забезпечує високу якість і точність виробів взагалі та оброблюваних поверхонь деталей машин зокрема. Його ефективність досягається збільшенням питомої ваги автоматизованого устаткування, роботизованих систем, споряджених мікропроцесорною чи обчислювальною технікою, гнучких автоматизованих комплексів і гнучких виробничих систем.

Ефективне використання зазначеного устаткування неможливе без створення сучасного інструментального спорядження підвищеної надійності, яке би забезпечувало економічне використання дорогої прогресивної техніки. Ця обставина зумовлює підвищені вимоги до металорізальних інструментів, їх якості, ефективності. Тому майбутні фахівці в галузі металооброблювання повинні вміти проектувати різні види інструментів а також вдосконалювати їх для верстатів-автоматів, автоматичних ліній, верстатів з ЧПК, швидко переналагоджувальних технологічних систем з урахуванням вимог до оброблюваних деталей, особливостей устаткування.

Кронштейни набули широкого поширення як елементи кріплення, використовувані в сучасних інженерних конструкціях приладобудування, машинобудування, в промисловому та цивільному будівництві. В процесі своєї експлуатації вони несуть суттєве навантаження, тому їх конструкція повинна забеспечувати гарантовані умови експлуатації і в більшості випадків не бути металоємкісною.

Відповідно, для їх виконання необхідно проводити розрахунок напружено-деформованого стану цього виду деталей ще на стадії проектування, зокрема з використанням комп'ютерної техніки.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Вихідні дані для проектування складально-зварювальної оснастки.

 

1.1 Характеристика конструкції зварного виробу та ТУ на виготовлення

Завданням курсового проекту  є проектування складально-зварювальної оснастки на конструкцію, яку ми назвимо кронштейн.

Оскільки, кронштейн-це консольна опорна деталь, або конструкція, що служить для кріплення на вертикальній площині (стіни чи колони) виступаючих або висунутих в горизонтальному напрямку частин машин або споруд.

Конструктивно кронштейн може виконуватися у вигляді самостійної деталі або багато детальної конструкції з розкосами, а також у вигляді значного потовщення в базовій конструкції деталі.

Механічний принцип дії - опір матеріалу на відкол і руйнування.

Отож вигляд кронштейна має вигляд: (рис 1.1)

Рис 1.1.1 Кронштейн

Даний кронштейн призначений, у вигляді полиці, з привареним до нього розкоса, який служить для підтримання виробів зі значною вагою, або пристроїв що працюють на певній висоті.

 

зобразимо ескіз нашого кронштейна та покажемо основні елементи, що конструюють даний виріб (рис 1.1.2)

Рис 1.1.2 ескіз та розчленування на основні елементи

Кронштейн складається зі:

1-закріплюючого елементу, особливість якого є, те що по краях цієї пластини симетрично розташовані 4 отвори з діаметрам 10 мм, які служать для з'єднання з колоною на якій буде розташований виріб, габарити даного елементу:  500х200х10 мм.

2- полиця поперечна, яка служить для підтримання виробу, ширина цієї пластини 200мм, довжина 10мм, висота 280 мм, а товщина 10 мм;

3 - косинка, яка діє, як ребро жорсткості та підтримує основний елемент з поперечною опорою, тим самим забезпечуючи міцність між полицею та закріплюючого елементу, габарити якої 350х10х 10мм  .

Даний кронштейн виготовлений зі конструкційної вуглецевої сталі ВСт3сп, яка нормується за ГОСТ 380-71. Наведемо хімічні (таблиця 1.1.1), механічні(таблиця 1.1.2) температури критичних точок (таблиця 1.1.3) та технологічні властивості даного матеріалу (таблиця 1.1.4):

 

 

Таблиця 1.1.1                        

 
Хімічний склад в % сталі  сталі ВСт3сп

 

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.14 - 0.22	0.12 - 0.3	0.4 - 0.65	0.3	0.05	0.04	0.3	до   0.3	до   0.08

 
Таблиця 1.1.2                        

 

 
Механічні властивості при Т=20oС сталі ВСт3сп .

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Поковки	до 100		353	175	28	55	640	Нормализация
Поковки	100 - 300		353	175	24	50	590	Нормализация
Прокат горячекатан.	до 20		370-480	245	26			Состояние поставки

 

 

Таблиця 1.1.3

Температура критических точек материала ВСт3сп.

Ac1 = 735 ,      Ac3(Acm) = 850 ,       Ar3(Arcm) = 835 ,       Ar1 = 680

 
Таблиця 1.1.4 

Технологічніе властивості сталі ВСт3сп .

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

 

Зварюваністю називають комплексну технологічну характеристику сталі, яка відображає її реакцію на тепловий і металургійний вплив процесу зварювання і визначає відносну природність цієї сталі для утворення (отримання) зварного з’єднання з заданими властивостями при застосуванні технологічно відпрацьованих на даний час способів зварювання і зварювальних матеріалів.

Головні показники зварюваності – можливість і умови отримання експлуатаційно-надійних зварних з’єднань (уникнення гарячих і холодних тріщин, отримання заданих механічних властивостей або певного хімічного складу, фізичних властивостей).

Чим менше обмежуючих умов необхідно виконати для отримання зварних з’єднань заданих властивостей, тим вище оцінка зварюваності (група зварюваності).

Попередню оцінку зварюваності можна дати по хімічному складу сталі.

Гарячі тріщини, звичайно, утворюються в однофазних аустенітних стальних швах і в швах при зварюванні сплавів на нікелевій основі, рідше вони спостерігаються в феритно-мартенситних і феритних швах, а також в швах, які отримуються при зварюванні вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей.

Утворення гарячих тріщин зумовлено низькою деформаційною здатністю (пластичністю) і міжкристалітною міцністю метала шва (або околошовної зони), при високих температурах і виникненням, і розвитком розтягуючих напружень в зварному з’єднанні в момент мінімальної міцності і пластичності. Основними хімічними елементами, які можуть викликати гарячі тріщини це: вуглець, сірка, фосфор та шкідливі домішки.

Схильність до утворення гарячих тріщин можна оцінити за формулою:

 

Якщо HCS >4, то утворення гарячих тріщин можливе.

 

HCS

 

Дана сталь схильна до утворення гарячих тріщин, оскільки  9,46 ˃4

Холодні тріщини виникають при температурах нижче +200°С, коли метал має високу твердість. По характеру розповсюдження, в металі холодні тріщини являються, в основному, транскристалітним руйнуванням металу. Зароджуючись на границях зерен (найчастіше на стику трьох зерен), холодні тріщини розповсюджуються потім як по границях, так і по тілу зерен. Вони, звичайно утворюються в зварних швах, які закалюються і околошовній зоні основного металу, схильного до закалки. Найбільш часто, холодні тріщини виявляються в швах і околошовній зоні з’єднань середньолегованих і високолегованих сталей перлітного і мартенситного класів, які зварюються дротом або електродами ідентичного класу. Рідше вони зустрічаються в аустенітних зварних швах.

Схильність до утворення холодних тріщин можна оцінити за допомогою формули:

Якщо Секв>0.45, сталь схильна до утворення холодних тріщин.

Отже, сталь не схильна до утворення холодних тріщин, враховуючи, що розрахунок вівся для найнесприятливішої комбінації хімічних елементів.