Лекция 2 Порядок проектирования приспособлений

Прежде всего технолог и конструктор должны решить воп­рос: возможно ли в одной конструкции сочетать сборочное и сварочное приспособления, т. е. возможно ли вести сварку в сборочном приспособлении без нарушения взаимного располо­жения его базовых.поверхностей (без потери точности приспо­собления) и как скажется на организации труда сборщиков и сварщиков такое объединение функций приспособления. Если согласно проведенному анализу это окажется целесообразным, то следует этому решению отдать предпочтение как наиболее рациональному.

Выбор типа приспособления зависит от многих факторов: от конфигурации и размеров деталей, характера их сопряжения, от размера изделия и технологии сварки.

Так, при изготовлении объемных (корпусных) конструкций с различно расположенными в пространстве швами рациональ­нее проектировать поворотные приспособления, хотя они и бо­лее сложны; их применение позволяет намного облегчить труд и выполнять сварку в нижнем положении и в положении «в ло­дочку», что допускает наложение шва с большими скоростями на максимальных режимах сварочного тока. При сварке в нижнем положении выше и качество соединения.

При изготовлении плоскостных конструкций (длинные стро­пильные фермы и т. п.) устройство поворотных приспособлений затруднено и оправдывается лишь в условиях серийного произ­водства. В этом случае следует проектировать неповоротные облегченные приспособления — шаблоны.

При изготовлении простых по форме и небольших по разме­рам сварных узлов целесообразно проектировать многоместные приспособления.

Проектирование приспособлений ведется в несколько эта­пов:

1) определение рационального порядка сборки и сварки эле­ментов изделия (выполняется технологом, а конструктором про­изводится дополнительная проверка возможности выполнения намеченного порядка при заданных требованиях);

2) выбор базовых поверхностей и деталей (выбор баз);

3) разработка принципиальной схемы приспособления,

4) выбор типа фиксирующих и крепежных устройств;

5) разработка конструкции приспособления;

6) проверка экономичности применения спроектированного приспособления.

Рациональный порядок сборки элементов изделия предпо­лагает обеспечение заданной точности и производительности работ, создание наилучших условий для удобного их выполне­ния, возможность проверки разме­ров и исправления допущенных от­клонений от чертежа на любой стадии сборки.

Рациональный порядок сварки изделия предполагает обеспечение при наименьшем числе кантовок наибольшего удобства сварки всех швов при получении минимальных сварочных деформаций, причем сварка подавляющего числа швов должна проводиться в нижнем положении.

Выбор базовых поверхностей для каждой из добираемых деталей осуществляется по сбороч­ному чертежу. При этом за базовую принимают такую деталь, фиксирование относительно поверхности которой, производится достаточно легко и надежно. Выбор базовых поверхностей должен согласовываться с процессами получения заготовок-деталей свариваемого узла и дальнейшими процессами по механической обработке и окончательной сборке изделия.

Затем выбирается способ фиксирования собираемых деталей в пространстве и определяется расположение установочных моментов приспособления. При этом исходят из следующего; полное (жесткое) фиксирование плоской заготовки можно достигнуть, если лишить заготовку всех шести степеней свобо­ды, т. е. зафиксировать ее в шести точках (рисунок 2). В этом слу­чае заготовка, находящаяся в контакте с установочными эле­ментами приспособления, расположенными по правилу шести точек, три из которых должны располагаться на установочной поверхности, займет относительно приспособления одно един­ственное положение. При этом необходимо, чтобы центр тяже­сти заготовки находился внутри трех точек, расположенных на установочной поверхности.

На практике точечные контакты нередко частично или пол­ностью заменяются линейными, однако и в этом случае для пол­ной ориентации детали относительно установочных баз приспособления также должно сохраниться правило шести точек.

Возможно также неполное фиксирование детали, когда у нее остается одна или больше степеней свободы. Например, если надо закрепить деталь в вертикальной плоскости, то для этого достаточно установить ее одной из прямолинейных кромок на плоскость (или на две точки) и поджать поверхность такой де­тали к трем точкам. Другим примером неполной фиксации де­тали может служить установка фланца на трубу (фланец может проворачиваться на трубе). В таких и аналогичных случаях фиксирование заготовок ведут по охватываемым или охватывающим поверхностям базы.

Рисунок 2 – Схема жесткого фиксирования плоской заготовки по правилу шести точек

Разработка принципиальной схемы приспособления включает в себя все элементы эскизного проектирования. Следовательно, при разработке принципиальной схемы производится выбор до­пустимой и рациональной сложности приспособления, его точ­ности, схемы размещения фиксирующих и крепежных устройств, предварительный анализ приспособления на прочность и т. д. Принципиальная схема разрабатывается лишь для сложных и дорогих приспособлений, т. е. лишь тогда, когда требуется ана­лиз различных вариантов их конструкций для выбора наиболее рационального. Для простых приспособлений, особенно если их создает опытный конструктор, эскизное и окончательное проек­тирование выполняются одновременно.

Выбор типа фиксирующих и закрепляющих устройств приспо­собления ведут, исходя из формы и размеров собираемых дета­лей и требуемых для их надежного закрепления усилий зажа­тия. Причем при выборе типа привода крепежных устройств (ручной, электрический, пневматический, гидравлический, пневмо-гидравлический, магнитный) в первую очередь удовлетворя­ют требования техники безопасности при производстве сбороч­ных и сварочных работ. Учитывают также технико-экономиче­ские особенности различных приводов, а также местные усло­вия в цехе, где будет использоваться приспособление.

В качестве фиксирующих элементов в сборочно-сварочных приспособлениях используют плоские, круглые и фигурные упо­ры, фиксирующие пальцы, конические призмы либо их сочета­ния. В ряде случаев, когда по условиям сборки для облегче­ния последующего съема готового изделия с приспособления применение жестко установленных фиксирующих элементов не­допустимо, широко используются различные шаблоны-упоры.

Окончательное проектирование сборочно-сварочных приспо­соблений ведется на основе тех же общепринятых приемов, что и проектирование приспособлений для механической обработки. Отличным является лишь необходимость учета ряда специфи­ческих требований, перечисленных выше (в разделе «Методика проектирования приспособлений»). Необходимо учитывать при проектировании также возможность крепления отдельных эле­ментов приспособления к различным конструкциям производст­венных помещений (колонны, стены и т. д.), наличие в цехе транспортных средств и возможность их использования для перемещения приспособлений, наличие в цехе сети сжатого воз­духа.

Проверка экономичности применения спроектированного при­способления может вестись на основе анализа разности между количеством труда, сэкономленного в результате применения приспособления, и количеством труда, затраченного на его раз­работку и изготовление; при этом также учитывается стоимость израсходованных на приспособление материалов. Такой анализ позволяет не только решить вопрос, оправдано ли на данной кон­кретной операции применение разработанной конструкции при­способления, но и выбрать наиболее рациональный вариант при­способления. Проведенный анализ подскажет, не следует ли про­стое дешевое приспособление заменить более сложным и более дорогим с тем, чтобы получить значительно большую экономию труда.

Максимальную допустимую стоимость приспособления можно подсчитать по следующей формуле

где Р - процент цеховых накладных расходов на заработную плату;

е - экономия заработной платы на одном узле, достигае­мая при применении приспособлении;

N - годовая программа собираемых узлов;

К - коэффициент амортизационных расходов,

i - срок амортизации приспособления в годах;

g - процент накладных расходов, связанных с наладкой, хранением и ремонтом приспособ­ления.

Из приведенной формулы видно, что максимальная допусти­мая стоимость приспособления зависит не только от числа из­готовляемых с его помощью узлов, но также и от амортизаци­онного срока. Конструктор должен правильно учитывать влия­ние срока амортизации на эффективность приспособления. С этой целью он должен предусматривать изготовление быст­роизнашивающихся деталей приспособления из достаточно прочных материалов с применением термической обработки и упрочнения.

Конструктор должен также проектировать приспособление таким образом, чтобы обеспечивалась возможность периодиче­ской проверки его точности, смены изнашиваемых деталей и производства текущего ремонта.

Литература

6осн.[8-11].

Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит выбор типа приспособления?

2. Каков порядок проектирования приспособлений?

3. Какое количество точек должно быть использовано для жесткого фиксирования плоской заготовки?

4. Какие аспекты должны учитываться при расчете экономической целесообразности изготовления приспособления

Лекция 3 Элементы сборочно-сварочных приспособлений

Практически любое сборочно-сварочное приспособление как сложное, так и простое, состоит из элементов общего назначения, которыми являются закрепляющие и фиксирующие устройства, а иногда и специальные устройства для формирования обратной стороны шва.

Дата добавления: 2015-08-20