Требования к сварочным приспособлениям

Обновлено: 15.05.2024

? удобство в эксплуатации (предполагает доступность к местам установки деталей, зажимным устройствам и устройствам управления, местам наложения прихваток и сварных швов, удобные позы рабочего, минимум его наклонов и хождений и другие требования организации труда);

  • ? заданную последовательность сборки и выполнения швов в соответствии с разработанным технологическим процессом;
  • ? заданную точность размеров и формы сварного изделия (приспособление должно быть достаточно прочным и жестким, а закрепляемые детали должны оставаться в требуемом положении без деформирования при сварке);
  • ? использование при их конструировании и изготовлении типовых, унифицированных, нормализованных и стандартных деталей, узлов и механизмов (это способствует уменьшению сроков проектирования и изготовления приспособлений, снижению их себестоимости и т.п.);
  • ? сборку всей конструкции с одной установки, наименьшее число поворотов при сборке, прихватке и сварке;
  • ? свободную установку, а также удобный съем собранного и сваренного (прихваченного) изделия;
  • ? быстрый отвод теплоты от места сварки для уменьшения деформаций свариваемого изделия;
  • ? свободный доступ для осмотра, наладки и ремонта приспособления;
  • ? технологичность деталей и узлов, а также приспособления в целом;
  • ? использование механизмов для загрузки, подачи и установки деталей, снятия, выталкивания и выгрузки собранного изделия, применения других средств комплексной механизации.

Приспособление должно быть ремонтнопригодным, безопасным в эксплуатации, иметь достаточно высокий срок службы. Для этого предусматривают возможность замены быстро изнашивающихся деталей и восстановления требуемой точности приспособления. Оно должно включать устройства для подрегулировки в процессе эксплуатации.

В приспособлениях изнашивающиеся детали должны иметь упрочненные рабочие поверхности. Нужно избегать применения открытых механизмов и передач; предотвращать проникновение пыли, грязи, влаги, флюса, брызг металла на трущиеся и сопряженные поверхности; предупреждать возможность перегрузки приспособления в эксплуатации. Следует вводить предохранительные и предельные устройства; предусматривать возможность удобной очистки базовых поверхностей от шлака и флюса, уборки последних после сварки.

Для предупреждения самопроизвольного расжатия прижимов и выпадения изделия необходимо встраивать самотормозящие звенья.

При разработке приспособлений и оборудования следует руководствоваться принципами художественного конструирования, а также учитывать эргономические требования. Надо определять рабочую зону оператора и размеры его рабочего места, хорошо представлять себе конкретные действия человека.

Для регулировки и настройки механизмов их оснащают специальными ручками и другими устройствами, которые должны быть защищены от случайных поворотов. Следует также предусмотреть смазывание деталей без разборки механизмов.

Корпусные детали и кожухи не должны иметь острых кромок и углов, которые могут быть причиной травм.

Требования к сварочным приспособлениям

К конструкциям сварочных приспособлений предъявляется целый ряд требований:

1. удобство в эксплуатации (предполагает доступность к местам установки деталей, зажимным устройствам и устройствам управления, местам наложения прихваток и сварных швов, удобные позы рабочего, минимум его наклонов и хождений и другие требования научной организации труда);

2. обеспечение заданной последовательность сборки и наложения швов в соответствии с разработанным технологическим процессом;

3. обеспечение заданного качества сварного изделия (приспособление должно быть достаточно прочным и жестким, а закрепляемые детали оставаться в требуемом положении без деформирования их при сварке);

4. возможность использования при конструировании и изготовлении сварочных приспособлений типовых, унифицированных, нормализованных и стандартных деталей, узлов и механизмов (это способствует снижению их себестоимости приспособлений, сроков их проектирования и изготовления, повышению ремонтоспособности и т.п.)

5. обеспечение сборки всей конструкции с одной установки, наименьшего числа поворотов при сборке и прихватке (сварке), свободного съема собранного и сваренного (прихваченного) изделия или монтажного приспособления;

6. обеспечение быстрого отвода тепла от места сварки для уменьшения коробления, заданного угла поворота изделия, свободной установки и съема изделия, свободного доступа для осмотра, наладки и контроля;

7. технологичность деталей и узлов приспособления, а также приспособления в целом:

8. использование механизмов для загрузки, подачи и установки деталей, снятия, выталкивания и выгрузки собранного изделия, применения других средств комплексной механизации.

Приспособление должно быть ремонтоспособным, безопасным в эксплуатации, иметь достаточно высокий срок службы. Для этого следует предусматривать возможность замены быстроизнашивающихся деталей и восстановления требуемой точности приспособления. Оно должно включать устройства для подрегулировки в процессе эксплуатации. В конструкции приспособлений изнашивающиеся детали надо использовать с упрочненными рабочими поверхностями; избегать применения открытых механизмов и передач, предотвращать проникновение пыли, грязи, влаги, флюса, брызг металла на трущиеся и сопряженные поверхности; предупреждать возможность перегрузки приспособления в эксплуатации, вводить предохранительные и предельные устройства; предусматривать возможность удобной очистки базовых поверхностей от шлака и флюса, уборки последних после сварки. Для предупреждения самопроизвольного раскрепления прижимов и выпадения изделия в кинематическую схему механизмов поворотных приспособлений необходимо встраивать самотормозящие звенья.

Целесообразность проектирования, изготовления и применения любого приспособления и его конструктивная сложность должны обосновываться технико-экономическими показателями.

При разработке приспособлений и оборудования следует руководствоваться принципами художественного конструирования, формообразования машин, а также эргономическими требованиями. Надо определять оптимальную рабочую позу оператора и размеры его рабочего места, хорошо представлять себе конкретные действия человека, его связи с машиной. В сложных случаях необходимо готовить модели и макеты с целью проверки вариантов композиционных решений, при конструировании приспособлений анализировать известные технические решения и широко использовать опыт других предприятий и организаций.

Тема 2 (4 часа). Общие принципы конструирования приспособлений. Методика конструирования сборочно-сварочной оснастки (ССО).

Сборочно-сварочные приспособления

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 соответствугищего 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. 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.

Требования к сборочно-сварочным приспособлениям.

На выбор типа технологической оснастки и сборочно-сварочных приспособлений оказывают влияние: характер производства (единичное, серийное, массовое); особенности конструкции сварного узла; требования к точности сборки и качеству сварного соединения; технология изготовления заготовок; способ сварки и ряд других факторов.

Конструктивное исполнение оснастки влияет на выбор средств межоперационного транспорта и регламентирует степень механизации всего процесса изготовления изделий.

Сборочно-сварочная оснастка обладает рядом специфических особенностей, отличающих ее от оснастки, обычно применяемой в машиностроении.

Изделие под сварку собирают обычно из значительного числа различных деталей, установка которых на приспособлении ведется последовательно, а фиксирование их чаще всего осуществляется независимо друг от друга. В этих приспособлениях крепление изделий должно обеспечить их полную неподвижность в процессе механической обработки.

В сварочных приспособлениях часто является необходимым свободное перемещение свариваемых деталей за счет изменения их размеров в процессе нагрева и охлаждения при сварке. В связи с этим в сварочных приспособлениях часто применяют комбинированную сборку деталей, предусматривающую жесткую установку одних деталей в сочетании со свободной установкой других, фиксируемых по разметке или по жестко установленным деталям.

Сварочные приспособления, как правило, не воспринимают в работе каких-либо значительных внешних усилий, кроме усилий от зажимных элементов или массы устанавливаемых деталей. С другой стороны, они подвержены местному воздействию высоких температур, развиваемых при прихватке и, в еще большей степени, в процессе сварки. В связи с этим одной из важнейших функций таких приспособлений является уменьшение деформирования конструкций, развивающегося вследствие температурных воздействий.

Сборочно-сварочная оснастка должна обеспечивать:

  • • пространственное размещение деталей в свариваемом узле, исключая операцию подгонки, а также быстроту и надежность базирования и закрепления изделия в приспособлении;
  • • точность сборки в пределах допусков, установленных чертежом;
  • • удобство доступа к местам прихватов и сварки;
  • • наиболее выгодный порядок сборки и последовательность наложения сварных швов;
  • • соблюдение заданного размера (зазора) между кромками свариваемых деталей;
  • • надежное закрепление свариваемого изделия силовыми прижимами — винтовыми, пневматическими и гидравлическими;
  • • возможность сварки в нижнем положении;
  • • быстрый отвод теплоты от мест интенсивного нагрева;
  • • снижение сварочных деформаций в свариваемом узле;
  • • надежную защиту базовых и установочных поверхностей, силовых элементов (штоков цилиндров, резьбовых поверхностей силовых зажимов и др.), а также корпуса самой оснастки от прилипания сварочных брызг;
  • • надежный токоподвод для создания условий стабильного режима сварки с целью устранения прихватки поворотных цапф кантователей к корпусу технологической оснастки и для нормальной работы подшипников качения в механизме поворота планшайб;
  • • возможность механизации транспортных операций.

Элементы сборочно-сварочных приспособлений должны быть

достаточно прочными и жесткими для точного закрепления изделия в требуемом положении и для исключения его деформаций при сварке.

Зажимные и установочные элементы (шаблоны, упоры, фиксаторы) сварочной оснастки не должны создавать заклинивания под действием сварочных деформаций элементов свариваемого или собираемого на прихватках узла, при необходимости они должны обеспечивать сдвиг детали в сторону от установочных элементов, а уже затем свободный съем узла.

Вся технологическая оснастка должна удовлетворять требованиям техники безопасности.

Требования к станочным приспособлениям

1. Обеспечивать точность обработки детали. Приспособление должно надёжно крепить деталь, чтобы ее не сдвинуло во время обработки, не возникло вибраций, также, чтобы и само приспособление не сдвинулось на станке. Иметь дополнительные подводимые элементы для придания жесткости, чтобы тонкостенные места детали не деформировались от сил резания. Должно обеспечивать стабильность получения годного результата обработки детали.

2. Обеспечивать производительность установки и закрепления детали, а также раскрепления и снятия. Приспособление должно быть быстродействующим. Возможно применение пневмо- или гидроприжимов для автоматизации процесса.

3. Обеспечивать хорошую ремонтопригодность. Конструкция приспособления должна гарантировать удобство проведения ремонта. Для замены одной детали не нужно разбирать всё приспособление, особенно это касается быстро изнашиваемых деталей.

4. Обеспечивать легкость работы с приспособлением. Оно не должно утомлять рабочего, и должно полностью исключать возможность неправильной установи детали. По возможности установка детали осуществляется одним рабочим без посторонней помощи.

5. Обеспечивать эргономические требования. Приспособление должно иметь рукоятки удобные для руки человека, и они должны располагаться в наиболее удобных местах. Предусмотреть удобство установки, транспортировки, хранения приспособления. Легкость наладки и привязки приспособления на станке.

6. Обеспечивать требования безопасности. Приспособления не должны иметь острых углов и других источников опасности, хорошо крепиться на станке. Соответствовать ГОСТ 12.2.029 ССБТ. Приспособления станочные. Требования безопасности. По возможности применять устройства отключения станка при раскреплении заготовки.

7. Соблюдение требования максимального количества стандартизованных деталей.

8. Обеспечение минимального вылета инструментов для обработки детали, закрепленной в приспособлении. Кроме этого обеспечить минимальные ходы инструментов, снизить риск столкновения инструмента с приспособлением.

9. Обеспечивать экономический эффект.Проектирование, изготовление, эксплуатация, ремонт приспособления должны влечь минимальные затраты сил, времени, экономических и других ресурсов.

Также существует и ряд других требований к станочным приспособлениям — долговечность, защищенность от коррозии и т.д. Но это уже все прописано в вышеприведенных ОСТах.


Резюме

При проектировании технологических процессов необходимо стремиться к использованию универсальных приспособлений (тисков, патронов и т.д.), а при невозможности их использования необходима разработка специальных приспособлений.

Приспособления должны отвечать всем, предъявляемым к ним, требованиям. Соответствовать всем стандартам и современным условиям.

Хорошее приспособление — это залог успеха! Так как, имея надёжное, хорошее приспособление, детали обязательно получатся наивысшего качества.


Твердые сплавы используются в виде изготовленных порошковой металлургией пластинок, которые имеют определенную форму и размер. Пластинки прессуются, после чего спекаются при температуре от +1500 °С до +1900 °С. Существует деление твердых сплавов на несколько групп – вольфрамовая представлена сплавами ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК4, ВК4В, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титановольфрамовая включает в себя сплавы Т30К4Д15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титанотанталовольфрамовая – ТТ17К12, ТТ10К8Б.

Для пластинок твердого сплава (HRC3 86-92) характерны такие качества, как высокая износо- и красностойкость (+800…+1000 °С), благодаря чему скорость обработки может составлять 800 м/мин. Пластинки припаиваются к державкам или корпусам инструментов при помощи медных (латунных) припоев или крепятся механическими способами.

· Минералокерамика является синтетическим материалом, основу которого составляет спеченный при температуре +1720…+1750 °С глинозем (А12 Оз). Красностойкость минералокерамики марки ЦМ-332 (HRC 91-93) составляет +1200 °С. Этот материал отличается высокой износостойкостью и используется для производства инструментов, требующих высокой размерной стойкости. Благодаря небольшому родству с металлами материал не слипается с обрабатываемыми деталями.

Инструменты, в которых используются пластинки из минералокерамики, подходят для получистовой обработки деталей, выполненных из сталей и цветных металлов, при безударной нагрузке.

Чтобы увеличить эксплуатационные характеристики таких инструментов, в пластинки из минералокерамики добавляются такие элементы, как W, Мо, В, Ti, Ni. Подобные материалы носят название керметов. Особое значение керметы приобретают в технологии механической обработки деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов.

· Алмазы входят в особую группу материалов. В промышленности находят применением как природные (А), так и синтетические алмазы марок АСО, АСР, АСБ, АСК, ACC, ACM, АСН. Это самый твердый материал с повышенной красно- и износостойкостью.

Алмазные резцы широко применяются в таких технологиях механической обработки деталей, как тонкое точение или растачивание элементов, состоящих из сплавов алюминия, бронз, латуней и неметаллических материалов.


С помощью алмазного инструмента работают с деталями, изготовленными из твердых и полупроводниковых материалов, германия, кремния, керамики, жаропрочных сталей и сплавов. При использовании такого инструмента качество обработанных поверхностей существенно возрастает. Скорость обработки составляет свыше 100 м/мин. Для поверхностей заготовок, обработанных таким образом, характерны низкая шероховатость и высокая точность размеров, поскольку алмазы характеризуются значительной размерной стойкостью.

Читайте также: