Я ручная шлифовальная пневматическая машина 2 страница
Технические преимущества сварных конструкций по сравнению с конструкциями, изготовленными с использованием других методов получения неразъемных соединений, обеспечили им широкое распространение в различных отраслях машиностроения. Однако они обладают рядом особенностей, которые необходимо учитывать как при проектировании, так и при производстве сварных конструкций, в частности, существенное воздействие технологии обработки на исходные свойства материала, наличие в них напряженного состояния и деформаций, связанных со сваркой, неоднородность свойств материала в зоне сварных соединений и др. Эти особенности оказывают заметное влияние на характер перераспределения напряжений в сварных конструкциях в зависимости от прикладываемых нагрузок и сопротивляемость их эксплуатационным воздействиям, в конечном счете влияя на надежность и долговечность изделий.
Технологичной считается конструкция, обеспечивающая наиболее простое, быстрое и экономичное изготовление при обязательном соблюдении необходимых условий прочности, устойчивости, выносливости и других эксплуатационных качеств, т. е. в которой соблюдается соответствие прогрессивных конструктивных решений передовым технологическим возможностям производства. Отсюда понятие технологичности конструкции представляется как довольно сложная характеристика, определяемая комплексом прогрессивных конструктивных и технологических решений, позволяющих при обеспечении всех необходимых эксплуатационных качеств изделия добиться в процессе изготовления высоких производственных показателей — снижения металлоемкости, быстрого освоения в производстве, минимальной трудоемкости и себестоимости.
|
|
Следовательно, технологичность лежит в основе наилучшего использования конструкторско-технологических резервов для наиболее полного решения задач, связанных с повышением технико-экономических показателей качества изделий и их изготовлением с соблюдением технических требований, поэтому достижение высокой технологичности является основной целью технологической отработки конструкций, проводимой в период подготовки производства.
В практике современного машиностроения существуют два метода отработки конструкций на технологичность.
|
|
Первый заключается в анализе технической документации после окончания проектирования и разработки рабочего проекта изделия. В этом случае проводится анализ уже имеющейся документации в отношении удовлетворения требований технологичности, предъявляемых производством конкретного завода-изготовителя. Обычно такой анализ проводится параллельно с разработкой рабочей технологии и организацией серийного производства нового изделия. При этом в техническую документацию вносятся лишь незначительные изменения, мало влияющие на принципиальные конструктивные решения, разработка конструкции к этому моменту практически завершена. Эффективность такого подхода невысока.
По второму методу отработка технологичности конструкций является непрерывным процессом, начинающимся с эскизного проекта изделия и продолжающимся на всех стадиях проектирования и изготовления как его опытных образцов, так и серийной продукции. Такой подход во всех случаях дает большую эффективность, особенно с точки зрения своевременной технологической подготовки и освоения серийного производства, а также в отношении проведения необходимых научных исследований и экспериментальных работ, выявление типажа оборудования и разработки рекомендаций по внедрению новых прогрессивных технологических процессов.
|
|
Содержание работ по отработке конструкций на технологичность зависит от стадии разработки технической документации.
Отметим, что основные принципиальные положения, определяющие направленность отработки технологичности конструкций, закладываются уже в период разработки эскизного и технического проектов. Опытом отечественной и зарубежной промышленности установлено, что более 70 % общего уровня технологичности конструкций достигают на этапе технологической отработки, совпадающим с периодом эскизного и технического проектирования.
Уже на стадии эскизного проектирования выявляют возможность осуществления различных конструктивных решений и оценивают их технологическую целесообразность. Отработка технологичности идет за счет выбора наиболее оптимальных конструктивных решений, расчленения конструкции на основные сборочные единицы, разработки общих схем сборки и сварки, обоснованного назначения точности изготовления и выявления важнейших размерных цепей, выбора материалов и важнейших технологических методов обработки.
|
|
Принципиальные вопросы изготовления сварной конструкции решаются уже на первом этапе ее проектирования. Второй этап технологической отработки совпадает с разработкой рабочего проекта и изготовлением опытных образцов. При этом отрабатывается до 20…25% всего эффекта технологичности. На этапе рабочего проектирования производится детальная технологическая проработка принятого ранее варианта конструкции. Производится выбор рациональных заготовок и способов их получения, определяются меры по обеспечению требований технологичности при обработке различными способами, выбираются конструктивные и технологические базы, обеспечивается удобство подходов к местам соединений, нормализация материалов, полуфабрикатов и параметров соединений. Детально прорабатывается конструктивное оформление всех сварных соединений с указанием характера обработки кромок, допусков на размеры и припусков на обработку после сварки.
Для достижения точности и сохранения размеров конструкций после сварки предусматривают технологические мероприятия по предотвращению и устранению сварочных напряжений и деформаций. Эти вопросы также прорабатывают на стадии рабочего проектирования как в целях обоснования величин допусков на размеры заготовок, припусков на последующую механическую обработку сварного изделия, так и для определения рациональности применения операций термообработки.
Все вопросы по технологической отработке конструкций в период проектирования решаются технологическими службами проектно-конструкторских организаций в тесном сотрудничестве с конструкторами. К рассмотрению проектов новых изделий, уровня их технологичности и соответствия требованиям производства и намечаемому масштабу выпуска привлекаются технологические службы предприятий-изготовителей и специализированных технологических научно-исследовательских организаций. По окончании рабочего проектирования и изготовления опытных образцов должна завершаться и отработка технологичности конструкций. На дальнейших этапах создания и освоения выпуска изделий отработка технологичности, как правило, не превышает 5…10% общего уровня.
Высокая технологичность создаваемых конструкций может быть обеспечена только при тесном взаимодействии конструкторских служб на всех стадиях создания изделия, особенно в период его проектирования.
Анализ современных технологических процессов показывает, что для создания технологичных конструкций необходимо использовать наиболее экономичные и производительные методы обработки и передовые формы организации производства. Однако полное и всестороннее использование существующих прогрессивных технологических методов и процессов возможно только при соблюдении ряда дополнительных требований. Например, нерационально использовать автоматические линии в единичном производстве, в то время как применение автоматических линий в массовом производстве является одним из правильных решений. Поэтому при создании конструкций и отработке их технологичности необходимо учитывать ряд следующих общих условий:
1) технологичность конструкций в значительной степени зависит от масштаба выпуска и вида производства. Конструкция, технологичная для одного масштаба выпуска, может оказаться не технологичной для другого. Опыт показывает, что при переходе от одного масштаба выпуска к другому конструкции подвергаются значительным изменениям, а при большой разнице — в масштабах коренной переработки всей конструкции;
2) технологичность отдельных элементов конструкции должна рассматриваться и увязываться с технологичностью изделия в целом. Повышение технологичности отдельных элементов может вызвать изменения, которые в итоге ухудшают отработку всей конструкции или приводят к снижению ее технико-эксплуатационных характеристик. Отработку технологичности конструкций необходимо рассматривать как комплексную задачу, учитывающую требования ко всем стадиям производственного процесса, начиная от изготовления заготовок и кончая сборкой, сваркой и испытанием готовых изделий. Производство сварных конструкций включает большое число разнообразных технологических процессов. Их связи и взаимное влияние в большинстве случаев неодинаковы и неоднозначны, только комплексное рассмотрение может обеспечить оптимальное решение, дающее наибольшую экономическую эффективность от технологической отработки конструкций;
3) при отработке технологичности изделий необходимо исходить в первую очередь из учета передового опыта и наиболее высокого технического уровня, достигнутого в данной отрасли производства. При этом необходимо учитывать и специфику данного предприятия-изготовителя, его технико-организационные особенности, оснащенность, освоенность различных процессов и оборудования и др.
Технологическая отработка сварных конструкций предусматривает обеспечение выполнения требований технологичности, предъявляемых к выбору и назначению характера конструкции и металла для ее изготовления, способов сварки и характеристик сварных соединений, точности изготовления и способов устранения или уменьшения сварочных напряжений и деформаций. В связи сэтим можно наметить целый ряд вопросов, требующих решения при создании технологичных сварных и паяных конструкций.
1. Выбор и применение наиболее прогрессивных, современных методик расчета и проектирования сварных конструкций, в наибольшей мере учитывающих их особенности и воздействие технологических факторов.
Отметим, что в настоящий период еще часто допускается неоправданно завышенная металлоемкость, увеличение массы изделий, размеров сварных конструкций, что обусловлено недостатками самих методов разработки. Поэтому при создании новых конструкций необходимо применять новые методики проектирования, основанные на комплексном учете разнообразных конструктивных и технологических факторов. В настоящее время в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях страны ведется большая и важная работа по пересмотру норм и правил расчета сварных конструкций. В итоге это позволит существенно сократить расход металла и объем сварочных работ.
Все более остро выдвигаются вопросы точности изготовления сварных конструкций, во многом определяющие работоспособность и надежность изделий в эксплуатации, поэтому наряду с прочностными расчетами должны производиться и расчеты точности, которым не всегда уделяется должное внимание. Часто ограничиваются лишь назначением требований к точности отдельных элементов и конструкции в целом и не проверяют, в какой мере при выбранных конструктивных формах и технологии достижима эта точность. Точность сварных конструкций в первую очередь зависит от возникающих напряжений. В настоящее время существуют инженерные методы расчета деформаций сварных конструкций, позволяющие оценивать точность сварных элементов, а следовательно, еще при проектировании предусмотреть технологические меры для достижения заданной точности. Таким образом, при создании новых изделий необходимо исходить из принципов конструктивно-технологического проектирования с применением уточненных методик расчетов прочности и устойчивости элементов, а также расчетных методов оценки точности и технологичности сварных конструкций.
2. Удовлетворение требований технологичности, связанных с характером самой конструкции, является важнейшей задачей технологической отработки.
Рациональность конструктивных решений определяется возможностью снижения металлоемкости изделия и удовлетворения требований технологичности при изготовлении. С этих позиций в сварных конструкциях рекомендуется использовать детали и узлы наиболее простых геометрических форм, уменьшать число составляющих элементов, имеющих минимально возможные по расчету сечения, широко использовать более экономичные заготовки и детали из листового и фасонного проката, гнутые и штампованные элементы вместо сложных поковок и отливок, максимально унифицировать и стандартизировать их по типам материалов, профилям, толщине, параметрам соединений. Необходимо назначать минимально допустимое число соединений в конструкции, избегать скопления их на близком расстоянии друг от друга, обеспечивать свободный доступ к местам соединений для выполнения сварки и контроля.
Технологичность конструкций повышается при более широком использовании в них прогрессивных конструктивных решений и форм, принятых для ранее выпускавшейся, аналогичной продукции и хорошо освоенных в производстве.
При выборе конструктивных форм необходимо также предусмотреть возможность использования при изготовлении сварных конструкций технологической оснастки, позволяющей предотвращать развитие деформаций и облегчающей изготовление. Существенным является назначение схемы собираемости конструкции. В связи с этим большое значение приобретает возможность и характер расчленения сварных конструкций на сборочные единицы. Правильное расчленение позволяет существенно упростить технологический процесс, сократить производственный цикл за счет расширения фронта работ при изготовлении укрупненных частей на параллельных технологических линиях, дает возможность специализации рабочих мест и производственных подразделений, более эффективно использовать средства механизации и автоматизации. Назначение числа и мест технологических разъемов в конструкциях зависит от их конкретных особенностей и особенностей производства. При этом необходимо учитывать следующее:
§ назначаемые сборочные единицы должны представлять собой часть конструкции со сварными соединениями, доступными для выполнения сварки с помощью серийно выпускаемого оборудования при минимальном числе переналадок в процессе обработки;
§ основной объем сварочных работ должен приходиться на сборочные единицы и быть минимальным при соединении их в изделия;
§ сборочные единицы должны обладать достаточной жесткостью, обеспечивающей возможность их транспортировки, сборки и сварки, проведение механической доработки или термообработки и др.;
§ число и последовательность сварочных операций при изготовлении сборочных единиц должны обеспечивать минимальные сварочные деформации и при необходимости допускать проведение операций правки.
Расчленением изделия на отдельные элементы уже обусловливается необходимость изготовления его с помощью сварки. Причем, намечая расположение соединений, предопределяется решение таких конструктивно-технологических вопросов, как выбор типов соединений, методов и приемов сварки и др. Поэтому выбор варианта расчленения и схемы собираемости является важным этапом проектирования сварных конструкций, его влияние на технологичность весьма значительно.
3. Правильный выбор материала — один из важнейших вопросов проектирования и технологической отработки, так как оказывает непосредственное влияние на технические характеристики, массу и экономичность изготовления конструкции.
Требования к свойствам материалов в первую очередь определяются условиями работы, при этом важным является стабильность их свойств. Кроме того, учитывают затраты на материал, технологическую обработку, возможность проведения сварочных работ. В сочетании с требованиями, предъявляемыми к условиям эксплуатации, требование высокой свариваемости определяет практическую пригодность материала для сварных конструкций.
Особенно важен этот вопрос при создании конструкций из разнородных материалов. Масса конструкции существенно зависит от удельных показателей механических характеристик материала. Широко используемые низкоуглеродистые стали обладают низкой удельной прочностью, что ведет к увеличению металлоемкости конструкций, поэтому целесообразна замена их низколегированными сталями с пределом текучести 350…600 МПа. Весьма перспективны высокопрочные стали с мартенситной и бейнитной структурой. Использование таких материалов дает возможность значительно снизить массу изделий, однако повышение прочности материала требует более совершенных конструктивных разработок изделий, высокого качества изготовления и контроля. Использование более прочных сталей (30ХГСА и др.) требует высокой культуры проектирования всего производства. Кроме того, существенно возрастает трудоемкость изготовления, так как требуется проводить операции термообработки.
Для многих специальных конструкций применяются высоколегированные стали: коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Однако стоимость их высока и использование в конструкциях диктуется особыми условиями.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 64; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!