НАЗНАЧЕНИЕ СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1.1. Функциональное назначение
Конструкция приспособления в первую очередь определяется
a) массогабаритными показателями изготавливаемого изделия и
b) типом производства.
При проектировании приспособления необходимо детально проанализировать свариваемое в приспособлении изделие, расчленив его на составные части. Ознакомиться с назначением и будущими условиями эксплуатации собираемой конструкции, что позволит выбрать нормативный документ, регламентирующий сборку, сварку и контроль качества конструкции. Согласно нормативно-техническому документу, специалисту необходимо определить порядок сборки деталей и способ сварки, позволяющий получать сварные швы требуемого качества. При этом разрабатываемое приспособление должно обеспечить возможность сварки всех швов в нижнем положении.
1.1.НАЗНАЧЕНИЕ СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ.
Сварочными приспособлениями называются дополнительные технологические устройства к оборудованию, используемые для выполнения операций сборки под сварку, сварки, термической резки, пайки, наплавки, устранения или уменьшения деформаций и напряжений, контроля качества.
Назначение сварочных приспособлений состоит в том, чтобы
a. обеспечить установку изделия и сварочной аппаратуры в удобное для сварки положение, в котором сварщиком бы затрачивались наименьшие усилия в процессе работы.
b. обеспечить заданные размеры сварных узлов
c. уменьшение трудоемкости сборочно-сварочных работ
d. создать условия для быстрого отвода тепла, создания обратного прогиба сварного соединения или жесткого закрепления сварного узла, что обеспечивает минимальные деформации сварной конструкции.
Совокупность приспособлений и специального инструмента для
выполнения работ по изготовлению сварных конструкций называется
технологической оснасткой.
Приспособления должны обеспечивать
a. правильность установки и неизменность положения каждой детали,
b. свободный доступ к местам прихватки и сварки и
c. последующий легкий съем собранной конструкции с приспособления.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве применяются простейшие
приспособления для установки элементарных деталей. В этом случае слесарь помогает придержать деталь до прихватки и сварки. Применение такой оснастки увеличивает затраты времени на прихватку деталей, так как при установке слесарем следующей детали сварщик бездействует.
В крупносерийном и массовом производстве необходимы приспособления, позволяющие быстро и надежно закреплять детали с помощью фиксаторов и зажимов, а также располагать детали в удобном для сварки положении.
Наибольшее распространение в крупносерийном и массовом производстве находят специальные приспособления, сконструированные для конкретного вида изделия. При этом при конструировании приспособления конструктор должен стремиться к тому, чтобы приспособление после небольших переделок можно было использовать для другого свариваемого изделия. В этом случае большое значение имеет нормализация деталей приспособления, а также типизация и нормализация приспособления в целом.
1.2.Классификация сборочно-сварочных приспособлений
Согласно общероссийскому классификатору, технологическая оснастка подразделяется по назначению на классы, каждый класс делится на подклассы в зависимости от вида оснастки, а в зависимости от конструктивных особенностей подклассы делятся на группы.
В зависимости от выполняемых операций технологического процесса
оснастка различается для заготовительных, сборочных, сварочных, контрольных, подъемно-транспортных и других видов работ.
По способу сварки выделяют оснастку для дуговых и контактных методов формирования неразъемных соединений.
Оснастку разделяют по виду установки, по необходимости и возможности поворота, по уровню механизации и автоматизации, по энергии привода вращения и т. д.
Таблица 1.1 Классификация технологической оснастки сварочного производства
| Класс | Подкласс | Группа |
| Для заготовительных операций | Шаблоны | 1) для разметки; 2) для опиливания |
| Оправки | 1) для гибки | |
| Штампы специальные | 1) пластинчатые; 2) для гибки; 3) для обрезки и просечки труб; 4) для формовки труб | |
| Приспособления | 1) для гибки труб; 2) для формовки | |
| Станки | 1) для гибки | |
| Для сборочных операций | Шаблоны | 1) для газовой сварки; 2) для электродуговой сварки; 3) для контактной сварки |
| Приспособления | 1) переносные; 2) стационарные поворотные и неповоротные; 3) подвесные; 4) накидные; 5) передвижные поворотные и неповоротные | |
| Стапели* | 1) стационарные поворотные и неповоротные; 2) подвесные; 3) передвижные поворотные и неповоротные | |
| Для сварки | Подставки | 1) для контактной сварки; 2) для дуговой сварки |
| Приспособления для сварки плавлением и давлением | 1) переносные; 2) стационарные поворотные и неповоротные; 3) передвижные поворотные и неповоротные | |
| Стапели | 1) стационарные поворотные и неповоротные; 2) передвижные поворотные и неповоротные | |
| Для правки | Оправки сплошные и разъемные Приспособления Стапели | 1) для холодной правки; 2) для горячей правки |
| Для механической доработки | Кондукторы | 1) для сверления |
| Приспособления | 1) для растачивания; 2) для фрезерования; 3) для строгания; 4) для шлифования | |
| Стапели разделочные | 1) для разделки отверстий; 2) для фрезерования; 3) комбинированные; 4) для шлифования | |
| Для термической обработки | Оправки глухие и разъемные Распорки Приспособления | 1) для нагрева и быстрого охлаждения; 2) для нагрева и медленного охлаждения |
| Для контроля | Шаблоны Приспособления | 1) для проверки после сварки; 2) для проверки после механической обработки |
| Измерительные средства для контроля приспособлений | 1) болванки; 2) макеты; 3) эталоны | |
| Для испытаний | Заглушки | 1) резьбовые; 2) прижимные |
| Приспособления | 1) для механических испытаний; 2) для пневмоиспытаний; 3) для гидроиспытаний | |
| Стенды | 1) для пневмоиспытаний; 2) для гидроиспытаний; 3) комбинированные |
* Приспособления, габаритные размеры которых превышают 1500 м
Все приспособления можно разделить на три группы по функциональному назначению:
1. Сборка сварных конструкций и изделий: простейшие переносные сборочные приспособления (струбцины, домкраты, универсальные приспособления), неповоротные сборочные и сборочно-сварочные стенды и кондукторы, поворотные сборочно-сварочные кондукторы, сборочно-сварочные комбайны.
2. Установка, поворот и вращение свариваемых изделий: неповоротные устройства (стеллажи, плиты, столы), кантователи и позиционеры, сварочные вращатели и манипуляторы, роликовые стенды, поворотные столы, автооператоры.
3. Установка и перемещение сварочных аппаратов: несущие подъемно-поворотные колонны, сварочные тележки, специальные устройства для перемещения сварочной головки (каретки, многокоординатные суппорты и др.).
Оборудование, входящее в первую группу, предназначено для фиксирования и закрепления деталей свариваемой конструкции и обеспечения необходимой точности соблюдения заданных чертежами размеров.
Конструкции сборочных стендов и кондукторов зависит от конфигурации свариваемого изделия, технологии его сварки и вида и масштабовпроизводства.
Оборудование, входящее во вторую группу, предназначено для установки свариваемых изделий и поворота их в удобное для сварки положение и вращения со сварочной скоростью. Для наклона изделия в удобное положение и вращения его со сварочной скоростью при автоматической, механизированной или ручной сварке применяют манипуляторы. Для наклона, поворота и вращения изделия с маршевой скоростью применяют позиционеры. Вращатели используются только для вращения изделий со сварочной скоростью вокруг одной оси. Для вращения крупных цилиндрических изделий со сварочной или маршевой скоростью целесообразно использовать роликовые стенды, а для установки изделий в удобное для сварки положение достаточно применять различные кантователи.
Оборудование третьей группы предназначено для закрепления и
перемещения только сварочной головки или аппарата. Перемещение может осуществляться как с маршевой, так и со сварочной скоростью. При этом в зависимости от конструкции несущего устройства и степени его универсальности оборудование подразделяется на универсальные и специализированные устройства.
В мелкосерийном и единичном производстве применяют простые, универсальные переносные приспособления, а в крупносерийном и массовом производстве предпочтение отдается специальным приспособлениям с быстродействующими зажимными механизмами.
1.3. Требования, предъявляемые к приспособлениям
К конструкциям сборочно-сварочных приспособлений предъявляются многочисленные требования. В связи с разделением приспособлений по назначению на три группы можно отдельно рассмотреть требования, предъявляемые к каждой из них.
В случае если изделие собирается отдельно и операция сборки не
связана с последующими операциями сварки и транспортировки, то к
сборочным устройствам предъявляются общие требования:
a. приспособление должно обеспечивать качество сборки, требуемую производительность, невысокую стоимость и малую трудоемкость.
Если приспособление предназначено для сборки и сварки изделия
одновременно, то необходимо наложить ряд дополнительных требований и ограничений на конструкцию приспособления:
1) удобство и безопасность в работе;
2) применение наиболее простых и надежных фиксаторов, не деформирующих поверхность деталей изделия;
3) обеспечение быстрой и надежной установки изделия;
4) минимальные поверхности соприкосновения поверхностей изделия и фиксирующих устройств;
5) прочность и надежность оснастки;
6) минимальное количество отъемных частей во избежание их потери;
7) использование унифицированных, нормализованных и стандартных деталей и механизмов для обеспечения быстрого изготовления, повышения ремонтопригодности приспособления и снижения стоимости;
8) обеспечение длительной неизменности размеров;
9) обеспечение заданной последовательности сборки и наложения швов;
10) обеспечение сборки изделия с одной установки, наименьшего числа поворотов при сборке;
11) обеспечение быстрого отвода тепла из зоны сварки для уменьшения коробления изделия;
12) применение механизмов для загрузки, подачи и установки деталей
и выгрузки собранного изделия;
13) возможность смены изнашиваемых частей и демонтажа фиксаторов;
14) быстрая установка поворотных стапелей и приспособлений в нужное положение;
15) смазка устройств без разбора механизмов;
16) отсутствие острых кромок и углов;
17) исключение подгоночных и доделочных работ с изделием после
его сборки и сварки в приспособлении;
18) малый вес приспособлений, которые вместе с собираемым изделием удерживаются на весу.
При проектировании приспособления необходимо также учитывать
основы технической эстетики и в соответствии с принципами художественного конструирования, формообразования и эргономики определять внешний вид конструкции. Необходимо определить рабочую позу оператора и размер рабочего места, хорошо представить конкретные действия человека при работе с оснасткой и в сложном случае изготовить макет будущего приспособления и проверить возможности будущих конструкторских решений.
Конструирование нового приспособления или модернизация существующего производятся на основе изучения чертежей и технических
условий (ТУ) на сварную конструкцию; разработки (изучения) технологического процесса изготовления изделия; анализа производственной программы выпуска изделий; технико-экономического обоснованиянаилучшего варианта приспособления из числа возможных.