Установка сварочная и вращатель двухстоечный (сборочные чертежи)

титульники.doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
«Юго-Западный государственный университет»
Кафедра _машиностроительных технологий и оборудования__
КУРСОВАЯ РАБОТА (ПРОЕКТ)
по дисциплине «Инженерное обеспечение производства сварных конструкций»
(наименование учебной дисциплины)
на тему «Разработка технологического процесса сборки и сварки сварной
Специальность (направление подготовки) 15.03.01 Машиностроение
фамилия) (подпись дата)
Руководитель работы (проекта) Котельников А.А.
(подпись дата) (инициалы фамилия)
Кафедра машиностроительных технологий и оборудования
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ (ПРОЕКТ)
Студент (слушатель) Питегин Д.Э. шифр 061302 группа СП-
Тема «Разработка технологического процесса сборки и сварки сварной
Исходные данные (для проектирования для научного исследования):
Чертеж изделия (сварная шестерня) годовая программа выпуска n = 500 шт.
способы сварки для соединения составных частей изделия: ручная дуговая
сварка и сварка в среде СО2 материал изделия Сталь
Содержание пояснительной записки курсовой работы (проекта):
Перечень графического материала: Вращатель двухстоечный (сборочный
чертеж) КП15.03.01 - 21.17-0853-1СБ спецификация КП15.03.01-21.17-0853-
СБ; установка сварочная (сборочный чертеж) КП15.03.01-21.17-0853СБ
спецификация КП15.03.01-21.17-0853СБ; варианты конструктивного исполнения
сварных швов КП15.03.01-21.17-0887 планировка участка технологический
(подпись дата) (инициалы

Планировка2.cdw

7. Источник питания для
Источник питания для
Однобалочный мастовой
КП 15.03.01-21.17-0882
Склад готовых изделий
S - Площадь участка 3375м

СПЕЦИФИКАЦИЯ ВРАЩ5.spw

КП 15.03.01-21.17-0853-1
Вращатель двухстоечный
КП 15.03.01-21.17-0853-1-1
Механизм передвижения
КП 15.03.01-21.17-0853-1-2
КП 15.03.01-21.17-0853-1-3
КП 15.03.01-21.17-0853-1-4
КП 15.03.01-21.17-0853-1-5
КП 15.03.01-21.17-0853-1-6
Шайба А.24.01.08Х18Н12Т.Ти9
Гайка 1 М20 х 125-6H.12.40Х.16

СЕЦИФИКАЦИЯ СВ УСТАНОВКА2.spw

КП-15.03.01-21.17-0853
КП 15.03.01-21.17-0853-1
Вращатель двухстоячный
КП 150301-21.17-0853-2
Устройство для подающег
механизма полуавтомата
КП 15.03.01-21.17-0853-3
КП 15.03.01-21.17-0853-16
Болт 1 М10 х 125-6g х 60.58.35Х.16
Гайка 1 М10 х 125-6H.12.40Х.16

Записка Питегин СП-41б.doc

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ 5
АНАЛИЗ ВАРИАНТА И ВЫБОР СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ 7
РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА И ВЫБОР ТИПОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1. Расчёт режимов сварки РДС 8
2. Расчет режимов при сварке в среде СО2 10
3. Выбор оборудования для РДС и сварки в среде СО2. 13
ВЫБОР МЕТОДА КОНТРОЛЯ 15
РАЗРАБОТКА МАРШРУТНО-ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ 16
1. Технологический процесс изготовления изделия 16
2. Нормирование сборки металлоконструкции под сварку 16
3. Расчет количества постов для сборки. 18
4. Нормирование РДС 18
5. Нормирование сварки в среде СО2 20
6. Расчёт количества сварных постов при РДС 21
7. Расчёт количества сварных постов при сварке в среде СО2 22
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ 24
ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 31
Целью курсового проекта является углубление и закрепление знаний в
области технологии механизации и автоматизации.
Задачи курсового проекта:
Оценка технологичности конструкции выбор и подробная разработка
технологической последовательности изготовления деталей узлов и
подузлов включая заготовительные сборочные и сварочные
Выбор способа и метода сварки расчет параметров процесса;
Выбор оборудования из номенклатуры выпускаемого серийно наиболее
рационального для выполнения тех или иных операций и развитие
навыков в проектировании специальной технологической оснастки и
Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:
чертеж изделия: сварная шестерня
годовая программа выпуска: n=500шт
способы сварки для соединения составных частей изделия: РДС и сварка в
материал изделия: Сталь 35.
ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ
Сварныеколёса применяют при индивидуальном производстве вместо литых. По
сравнению с литыми сварные зубчатые колёса имеют меньший вес. Применяться
сварные зубчатые колёса могут только в том случае когда допускается
применение материала с относительно невысокими механическими свойствами.
Изготавливается сварное колесо из отдельных венца ступицы и диска. Для
устранения возможных смещений венца относительно ступицы при сварке
элементы колеса имеют центрирующие расточки. Для придания жесткости колесу
к диску привариваются ребра. Окончательную обработку зубчатого колеса и
нарезание зубьев рекомендуется производить после сварки колеса.
Литой обод для сварной шестерни нецелесообразен так как в самой
ответственной части конструкции ставится менее надежный материал. Кованый
обод при очень высоких качественных показателях имеет тот недостаток что
Наиболее дешевой является вальцовка обода с последующей заваркой стыка. В
зависимости от марки стали диаметра и ширины обода и мощности вальцов
определяется предельная толщина обода которая может быть завальцована
вхолодную или с подогревом. На мощных вальцах можно загнуть холодный обод
При двух стенчатых шестернях в ободе обычно делаются по краям кольцевые
проточки для удобства установки колесных центров.
Если обод свальцован достаточно. точно и внутренняя его поверхность не
нуждается в обработке проточек можно и не делать. Иногда в очень тяжелых
колесах применяется обод соединяющийся с колесным центром встык. Такое
соединение уменьшает концентрацию напряжений в точке перехода от диска к
Колесный центр сварной шестерни нормально состоит и одного или двух дисков
усиленных достаточным числом ребер и диафрагм. В дисках и диафрагмах
прорезаются отверстия для облегчения конструкции и для возможности заварки
части внутренних швов (при двух стенчатых конструкциях больших диаметров).
Ребра выполняются из полосы или штампованных профилей.
Легкие шестерни и шестерни тихоходных передач можно выполнять без дисков
но на жестких спицах коробчатого или круглого сечения.
Конструкция колесного центра и спиц может существенно влиять на качество
шестерни в эксплуатации и на ее стоимость. При малой жесткости обода и
отсутствии надежной его опоры по всему периметров виде диска при работе
шестерни обод прогибается что вызывает шум во время работы и повышенный
Рис. 1. Изделие «Сварная шестерня».
АНАЛИЗ ВАРИАНТА И ВЫБОР СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ
Сварную шестерню рационально сваривать сваркой в среде углекислого
газа. Этот способ позволяет получать надежное проплавление всего сечения за
один проход а так же необходимое качество швов. А при ручной дуговой
сварке для выполнения такой задачи затрачивается намного больше времени.
Поэтому для изготовления изделия применяется способ сварки в среде
углекислого газа как наиболее рациональный и технологичный.
Исходя из толщины свариваемых элементов равной 20 мм возможны
варианты конструктивного оформления сварных соединений полученных
полуавтоматической сваркой в среде СО2 и ручной дуговой сварки.
При СО2 могут быть предложены три типов швов:
тавровый односторонний со скосом одной кромки (ГОСТ 14771-76
тавровый двусторонний без скоса кромок (ГОСТ 14771-76 -Т3);
тавровый односторонний без скоса кромок (ГОСТ 14771-76 -Т1).
При сварке в среде РДС также могут быть предложены три типа швов:
тавровый односторонний со скосом одной кромки (ГОСТ 5464-80 -Т6);
тавровый двусторонний без скоса кромок (ГОСТ 5464-80 -Т3);
тавровый односторонний без скоса кромок (ГОСТ 5464-80 -Т1).
Выберем при РДС и сварке в среде СО2 односторонние тавровые швы без
разделки кромок как самые простые и не требующие предварительной подготовки
свариваемых деталей.
Дуговую сварку в среде СО2 производить проволокой Св08Г2С диаметром 16
мм по ГОСТ 2246-70 в среде СО2 ГОСТ 8050-85 а дуговую сварку производить
электродами АНО-4 по ГОСТ 9467-75.
1. Расчёт режимов сварки РДС
) Выбираем по ГОСТ 5264-80 форму подготовки кромок под сварку
Рис. 2. Подготовка кромок под РДС.
) Выбираем тип марку и диаметр электрода.
По справочным данным определяем что Cталь 35 имеет временное
сопротивление в= 43 кгмм2. Для сварки этой стали выбираем электрод типа
Э46 марки АНО-4 дающий наплавленный металл с в= 48 кгмм2.
Диаметр электрода – 4 мм. Катет 8 мм.
) Электрод марки АНО-4 имеет рутиловое покрытие. Для него
используется переменный ток.
) Определяем площадь наплавленного металла.
где [pic] - коэффициент увеличения учитывающий наличие зазора и
выпуклости шва [pic]
[pic] - катет шва (принимаем [pic]).
) Определяем силу сварочного тока:
[pic] - коэффициент определяется в зависимости от типа покрытия
и положения шва в пространстве [pic].
для нижнего положения:
) Определяем напряжение на дуге.
Для электрода Э46 марки АНО-4 принимаем напряжение 25В.
) Скорость сварки определяется:
) Определяем погонную энергию сварки:
) Определяем глубину провара:
где [pic] - погонная энергия.
) Определяем мгновенную скорость охлаждения З.Т.В. при температуре
наименьшей устойчивости аустенита:
[pic] - толщина металла см.
2. Расчет режимов при сварке в среде СО2
) По ГОСТ 14771-76 выбираем форму и конструктивные элементы
подготовки кромок под сварку размеры выполненных швов (рисунок
Рис. 3. Подготовка кромок под сварку в СО2.
) На основе заданного значения катета шва определяем площадь
поперечного сечения металла шва:
) Выбираем диаметр электродной проволоки :[pic].
) Определяем силу тока:
где [pic] - плотность тока (принимаем [pic]).
) Определяем напряжение на дуге:
) Определяем скорость сварки:
где [pic] - коэффициент наплавки принимаем [pic]
) Определяем коэффициент на угар и разбрызгивание:
) Определяем скорость подачи электродной проволоки:
3. Выбор оборудования для РДС и сварки в среде СО2.
Из справочника выбираем стандартное оборудование характеристики
которого совпадают с расчетными данными.
Таблица 1 – Оборудование для РДС.
Напряжение питающей сети В Номинальный сварочный ток А Пределы
регулирования А Номинальный режим работы ПР % Номинальная мощность кВа
(длина x ширина x высота) ммкг Цена руб ТДМ-302М 380 300
-300 40 20 640 x 715 x 490 65 7700 ТДМ-502 380 500 100-500
32 400 x 420 x 590 104 11900 ТДМ-503 380 500 100-500 60 32
0 x 570 x 620 104 13200
Таблица 2 – Оборудование для сварки в среде защитного газа СО2.
регулирования А Диаметр электродной проволоки мм Скорость подачи
проволоки мч Тип источника питания Габаритные размеры
(длина x ширина x высота) ммкг Цена руб
Подающего механизма Шкафа управления ПДГ-502 380 500 100-500
-2 120-1200 ВДУ-506 904×660×434 500×460×700 280 65000 ПДГ-504
0 500 100-500 12-2 120-1200 ВДУ-504 470×298×260 500×460×700 245
000 ПДГ-506 380 500 100-500 12-2 120-1200 ВДУ-506С
0×298×260 500×460×700 250 64000
Наиболее экономически целесообразно для сварки в среде СО2 данного
изделия выбрать полуавтомат ПДГ-504 с выпрямителем ВДУ-504 а для РДС - ТДМ-
ВЫБОР МЕТОДА КОНТРОЛЯ
Данное изделие используется как ответственное. Данные сварные швы
должны обладать прочностью. Поэтому допускаемыми дефектами в них могут быть
лишь одиночные поры и незначительные шлаковые включения.
Для контроля качества сварных швов в данном случае выбирается
радиографический метод контроля.
Контроль производится рентгеном.
Область применение обнаружение трещин и непроваров.
Радиографический метод контроля сварных соединений предусматривает
использование рентгеновского гамма-излучения и радиографической пленки для
выявления различных дефектов (ГОСТ 3242 - 79). Данный метод обладая
определенными достоинствами и недостаткам нашел широкое применение в
Рентгеновские лучи и гамма-лучи обладают ценными свойствами: способны
проходить через непрозрачные предметы (металлы); действуют на фотопленку
(рентгеновскую пленку); способны вызвать свечение (флюоресценцию) некоторых
химических элементов что используется при применении усиливающих экранов
во время просвечивания сварных швов.
Источником рентгеновских лучей служит рентгеновская трубка. Пучок лучей
направляется на сварное соединение перпендикулярно оси шва. С другой
стороны шва устанавливают светонепроницаемую кассету в которой находятся
рентгеновская пленка и два экрана усиливающие изображение. Дефектные места
шва - газовые поры шлаковые включения трещины и другие - в меньшей
степени снижают интенсивность проникающих лучей чем сплошной металл.
Степень засвечивания пленки будет больше в местах расположения дефектов.
РАЗРАБОТКА МАРШРУТНО-ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
1. Технологический процесс изготовления изделия
Технологический процесс изготовления изделия состоит из следующих
– зачистить места под сварку от окалины ржавчины загрязнений;
– дуговая сварка в углекислом газе;
– зачистка сварного соединения от брызг металла и неровностей сварных
– контроль качества сварных швов.
После сборки и сварки изделия осуществляется следующая операция
техпроцесса - зачистка сварных швов. Эта операция производится на машине
пневматической ручной шлифовальной ПШМ – 8.
Заключительным этапом изготовления изделия является контроль качества
его сварных швов. Данная операция производится контрольной линейкой УСШЗ
кадибрами а так же требуется визуальный контроль.
Важнейшей составляющей разработки маршрутно - операционной технологии
сварки является нормирование сборочно - сварочных работ. Нормирование
позволяет выбрать наиболее выгодный с экономической точки зрения способ
сварки изделия из двух вариантов предложенных в задании.
2. Нормирование сборки металлоконструкции под
Норма времени на сборку металлоконструкций под сварку состоит из
подготовительно-заключительного основного и вспомогательного времени и
времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места отдых и
естественные надобности.
Подготовительно-заключительное время включает в себя время
затрачиваемое рабочим на получение производственного задания указаний и
инструктажа мастера ознакомление с работой получение и сдачу инструмента
и приспособлений и сдачу работы.
где [pic] - время на получение производственного задания указаний и
инструктажа мастера мин;
[pic] - время затраченное на получение и сдачу работы мин.
Норма штучного времени на сборку металлоконструкций в целом (из
отдельных деталей и узлов) определяется как сумма затрат времени на
установку крепление деталей и времени на повороты конструкции.
[pic] - время на повороты конструкций в сборке мин.
Норма времени на сборку партии конусов:
где n – годовая программа выпуска
3.Расчет количества постов для сборки.
Количество сборочных постов определяется по формуле:
где [pic] - эффективный фонд времени сборочного поста:
где ПС - продолжительность одной смены час;(82);
ЧС - число рабочих смен в сутках;(1);
ЧД - число рабочих дней в году дн.;(250);
КП – коэффициент потерь времени работы оборудования
(выбирается в зависимости от ЧС КП = 095).
Принимается количество сборочных постов [pic].
Коэффициент загрузки сборочного поста рассчитывается по формуле:
Таким образом мы принимаем один пост для сборки металлоконструкции.
Число рабочих смен в сутках - одна.
Норма штучного времени при ручной дуговой сварке рассчитывается по
[pic] - норма вспомогательного времени связанного со сварным
[pic] - норма вспомогательного времени связанного со
свариваемым изделием;
[pic] - коэффициент учитывающий затраты времени на обслуживание
рабочего места отдых и естественные нужды;
Рассчитывается основное время на один погонный метр шва:
Определяется вспомогательное время связанное со сварочным швом:
[pic] - время затрачиваемое на зачистку сварного соединения от
[pic] - время затрачиваемое на осмотр и проверку шва мин.
Определяется вспомогательное время связанное со свариваемым изделием:
где [pic] - время затрачиваемое на установку изделия с помощью крана
[pic] - время затрачиваемое на снятие изделия с помощью крана
[pic] - время на поворот изделия мин.
Норма времени на сварку партии коленчатых валов:
Соответственно штучно-калькуляционное время на одно изделие составит:
5. Нормирование сварки в среде СО2
Определяется подготовительно-заключительное время для сварки в среде
где tп - время затрачиваемое на получение производственного задания
указаний и инструктажа мин;
tо - время затрачиваемое на ознакомление с работой мин;
tу - время затрачиваемое на установку величины сварочного тока
tсп - время затрачиваемое на установку скорости подачи
электродной проволоки мин;
tор - время затрачиваемое на установку оптимального расхода
углекислого газа мин;
tпр - время на продувку газовых шлангов горелки мин;
tру – затрачиваемое на включение и регулировку сварочной
tпс – время затрачиваемое на сдачу работы мин.
Определение вспомогательного времени связанного со сварочным швом:
где tбр – время на очистку и осмотр свариваемых кромок мин;
tсф – время на очистку шва от шлака промер и осмотр шва мин;
tош – время на переход сварщика к началу шва мин.
Определение вспомогательного времени связанного со свариваемым
Норму штучного времени рассчитываем по формуле:
где К2 - коэффициент к оперативному времени К2= 109
6. Расчёт количества сварных постов при
Количество постов для РДС определяется по формуле:
Принимается количество сварочных постов [pic].
Коэффициент загрузки поста РДС рассчитывается по формуле:
Таким образом мы принимаем один пост для РДС. Число рабочих смен в
7. Расчёт количества сварных постов при сварке в среде
Количество постов для сварки в среде СО2 определяется по формуле:
Коэффициент загрузки поста сварки в СО2 рассчитывается по формуле:
Таким образом мы принимаем один пост для сварки в среде СО2. Число
рабочих смен в сутках - одна.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Расчет двухстоечного вращателя с электромеханическим приводом
Рис. 4. Расчетная схема двухстоечного вращателя с шарнирными крепежными
На рис.4. Представлена расчетная схема двухстоечного вращателя с
шарнирными крепежными приспособлениями. Наибольший крутящий момент [pic]
воспринимаемый приводом кантователя равен сумме двух моментов: грузового
[pic] и [pic] сил трения в подшипниках обоих шпинделей:
Рассчитаем массу изделия представленного на рис. 5.
Рис. 5. Изделие «Сварная шестерня».
Рассчитаем мощность двигателя:
Определяются усилия действующие на хвостовики:
h2 h1 – расстояния см (см. рис. 4).
Определяются вертикальные радиальные усилия в подшипниках передней
где l1 a1 – расстояния см (см. рис. 4).
Определяются вертикальные радикальные усилия в подшипниках задней
где a2 l2 - расстояния см (см. рис. 4).
В подшипниках передней бабки кроме того возникают радиальные усилия
под действием окружной силы Q на зубчатом колесе:
Где Q = МгрR= 230432 = 72.
R – радиус зубчатого колеса см.
Так как при данном расположении ведущей шестерни или червяка (при
червячной передаче) усилияи В3 будут направлены горизонтально т. е.
перпендикулярно вертикальным нагрузкам АВ и ВВ то суммарные радиальные
усилия в подшипниках передней бабки будут равны геометрической сумме двух
взаимно перпендикулярных составляющих:
Грузовой момент определяется по формуле:
[pic] где е – эксцентриситет см.
Момент сил трения определяется по формуле:
где [pic] - коэффициенты трения (для упорных и радиально-упорных
подшипников качения f = 002).
Определяется наибольший крутящий момент воспринимаемый приводом
Определяется общий КПД привода:
[pic] - КПД червячной передачи и КПД ременной передачи.
Скорость вращения примем равное 1440 обмин.
Определяем мощность приводного двигателя:
Участок где осуществляется техпроцесс изготовления изделия состоит из
Склад готовых изделий.
Минимальная ширина прохода между местами составляет 15 м. На участке
размещены источники питания щит пожарной опасности ящик с песком.
К участку подведены магистрали подачи сжатого воздуха воды
углекислого газа а также осуществлен подвод электрической энергии есть
противопожарный трубопровод.
Площадь участка составляет 375 м2.
План и грузопоток сборки и сварки стойки изображены на чертеже КП
Рис. 6. План сборочно-сварочного участка.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
К расчёту режимов ручной дуговой сварки покрытыми металлическими
электродами: Методические указания;
Сост. Воротников В.Я. Иванов С.В. Курск 1984г. 24с.
Технология и оборудование сварки плавлением конструкционных сталей
и сплавов: Методические указания к выполнению курсовой работы Курск. гос.
техн. ун-т; Сост.: Воротников В.Я. Курск. 2004г.
Д. Ш. Гитлевич Л. А. Животинский Д. Ф. Жмакин
Техническое нормирование технологических процессов в сварных цехах.-
Изд. Машиностроение М. 1962г.
Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. – М.: Машиностроение
79 – Т.4 Под ред. Ю.Н.Зорина. 1979. 512с.
Новые сварочные приспособления. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние
С.А. Куркин Г.А. Николаев
Сварные конструкции. Технология изготовления механизация и контроль
качества в сварочном производстве. – М.: Высшая школа 1991. – 398 с.
А.А. Котельников т.в. Алпеева
Производство сварных конструкций: методические указания к выполнению
курсового проекта Курск. гос. техн. ун-т. Курск 2007. 22 с.
Установка сварочная (сборочный чертеж) КП-15.03.01 - 21. 17-0853СБ
Спецификация КП-15.03.01 - 21. 17 – 0853СБ
Варианты конструктивного исполнения сварных швов КП - 15.03.01- 21. 17
Планировка участка КП-15.03.01 - 21. 17-0882
Вращатель двусточеный (сборочный чертеж) КП-15.03.01 - 21. 17-0853-
Спецификация КП-15.03.01 - 21. 17-0853-1СБ
Технологический процесс.
Государственное образовательное учреждение
Юго-западный государственный университет
Кафедра: «Машиностроительные технологии и оборудование»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
к дипломному (курсовому) проекту (работе)
Питегин Денис Эдуардович
(фамилия имя отчество студента)
Наименование изделия (технического процесса)

Варианты конструктивного исполнения сварных швов2.cdw

1. Сварка в защитном газе по ГОСТ 14 771-76
углекислый газ ГОСТ 8050-85
проволка 1.6Св-08Г2С ГОСТ 2246-70
Ручная дуговая сварка по ГОСТ 5264-80
проволка СВ-08А ГОСТ 2246-70
флюс Н148А ГОСТ 9087-85
КП 15.03.01-21.17-0887
Варианты конструктивного
Варианты конструктивного исполнения тавровых соединений по ГОСТ 5264-80
Варианты конструктивного исполнения тавровых соединений по ГОСТ 14771-76

Св установка3.CDW

КП-15.03.01-21.17-0853
Технические данные полуавтомата ПГД-504
номинальное значение 500
Электродная проволока
производить электродой проволокой Св08Г2С

вращатель.cdw

КП 15.03.01-21.17-0853-1Сб
Вращатель двухстоечныйэ