Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия "Кронштейн"

 

Государственное бюджетное образовательное учреждение

 Среднего профессионального образования

Пермский политехнический колледж им. Н.Г. Славянова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработка технологического процесса

сборки и сварки изделия "Кронштейн".

Курсовой проект

по дисциплине «Производство сварных конструкций»

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель:

Нохрина А.В.

Студент гр. Т-09-9

Вахрушев А.А.

 

 

 

Пермь 2013

 

Содержание

Введение

1.Описание конструкции_______________________________________4

2. Анализ технологичности_____________________________________5

3. Технологические условия на изготовление  конструкции__________5

4. Описание материала конструкции_____________________________7

5. Выбор и обоснование способа  сварки__________________________8

6. Выбор сварочных материалов_________________________________8

7. Расчет выбор режимов  сварки________________________________9

8. Выбор основного сварочного оборудования____________________10

9. Выбор механического оборудования и сборочно-сварочных

приспособлений ___________________________________________12

10. Выбор метода контроля____________________________________14

11. Расчет количества наплавленного металла и определение расхода

сварочных материалов_____________________________________15

12. Нормирование сборочно-сварочных операций_________________19

13. Мероприятия по охране труда и техника безопасности__________24

Список  литературы__________________________________________27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Изготовление конструкций различного назначения с помощью сварки          получает все большее распространение во всех промышленно развитых странах. Экономичность изготовления сварных конструкций является основополагающим фактором, обеспечивающим их приоритетное применение по сравнению с литыми, коваными и штампованными конструкциями.

Так, например, за последние 50 лет доля сварных заготовок при изготовлении металлоконструкций для металлообрабатывающего производства в России возросла с 25 до 50% при этом объем выпуска сварных металлоконструкций для машиностроения за тот же период возрос с 3 до 25 млн. т.

Машиностроение является отраслью с высокоразвитым сварочным производством. Технологический процесс изготовления сварных конструкций включает в себя последовательное выполнение заготовительных, сборочных, сварочных, контрольных, отделочных и других операций. Преобладающими способами сварки является электродуговая и электрошлаковая.

В условиях широкого применения компьютерных средств проектирования и моделирования технологических процессов роль конструктора и технолога существенно возрастает. Вопросы проектирования и изготовления должны противопоставляться друг другу. При разработке технологических процессов изготовления сварных конструкций следует стремиться к максимальной замене ручного труда путем комплексной механизации и автоматизации, как отдельных операций, так и процесса в целом.

Технология выполнения сборочно-сварочных операций включает в себя десятки самостоятельных операций: установку и базирование заготовок, сборку, сварку, кантовку, транспортировку, зачистку швов и зон сварки, правку, контроль, маркировку, окраску и т.п.

Разработка технологии предусматривает выбор схем базирования, последовательности сборки, технологической оснастки, элементов приспособлений, вспомогательного инструмента и материалов.

Целью курсового проекта является разработать технологию изготовления и спроектировать участок сборки и сварки.  

 

 

 

1. Описание конструкции.

Кронштейн, является узлом сборки для установки

глубинного насоса. Работает в условиях  динамических и вибрационных нагрузок.

Данная конструкция состоит из:

Ребро(10ХСНД) – 2шт

Пластина(10ХСНД) – 1шт

Пластина (Ст 3) 1 шт

 

 

2. Анализ технологичности.

Технологичность конструкции-это совокупность свойств, определяющих возможность ее изготовления с наименьшими затратами труда и материалов методами прогрессивной технологии в соответствии с требованиями к качеству

Данная конструкция изготовленная из низкоуглеродистой стали Ст3 ГОСТ 19282-73 которая сваривается без ограничений и низколегированной стали 10ХСНД ГОСТ 19282-73 которая сваривается без ограничений. Сварка производится полуавтоматом который обеспечивает высокую производительность труда. Сварочные материалы обеспечивают хорошую защиту сварного шва от атмосферного воздуха. Применяют сварочную проволоку Св08Г2С ГОСТ 2246-70, а в качестве защитного газа применяют двуокись углерода   ГОСТ 8050-85.

Сварка производиться в нижнем положении, все швы легко доступны для сварки. Конструкция имеет массу 52кг. Применяем транспортные и грузоподъёмные механизмы.

 

 

3.Технические условия на изготовление.

1.3 Общие требования.

1.3.1.1. Изготовление сварных швов должно производиться по утверждённой технической документации.

1.3.1.2. Сборочно-сварочное оборудование должно быть укомплектовано контрольно измерительными приборами.

1.3.1.3 Оборудование должно быть аттестовано и иметь паспорт.

1.3.1.4 Сборка и сварка должна производиться в отапливаемом помещении, температура не ниже +5, без сквозняков.

1.3.1.5 К сварке допускается сварщики не ниже III разряда и прошедших аттестацию.

1.3.2 Требования к материалам

1.3.2.1 Свариваемый материал должен удовлетворять требованиям стандартов на эти материалы. Качество применяемых материалов должно быть подтверждено сертификатами

1.3.2.2 Сварочная проволока применяемая при сварке должна соответствовать:  по химическому составу, размеру. Соответствию поверхности и маркировке ГОСТ 2246-70.

 

4. Описание материала конструкции.

 

  4.1 В конструкции используются две марки стали: Ст3сп и 10ХСНД.

              Сталь Ст3 – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного

качества для сварных конструкций общего назначения.

 

Таблица №1 – Химический состав стали Ст3сп по

ГОСТ 4543-74

в процентах

C	Si	Mn	Cu, Cr, Ni	S	P	As
				до
0.14-0.22	0.12 – 0.30	0.4 – 0.65	до 0,3	0,05	0,04	0,08

 

 

Таблица №2 – Механические свойства стали по

ГОСТ 16523-70

 

Состояние поставки	Сечение, мм	, МПа	, МПа	, %
Листы холоднокатаные	До 2,0 вкл. Св. 2,0 до 3,9 вкл.	-	370-480	22

 

Сталь 3сп сваривается без ограничений т.к. углерода 0,14%. Для толщин более 36 мм. рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Сталь 10ХСНД- сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Таблица №3 – Химический состав стали 10ХСНД по

ГОСТ 19281-89

                                                   в процентах

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
до 0.12	0.8 - 1.1	0.5 - 0.8	0.5 - 0.8	до 0.04	до 0.035	0.6 - 0.9	до 0.008	0.4 - 0.6	до 0.08

 

 

 

          Таблица №4 – Механические свойства стали 10ХСНД

по ГОСТ 16523-70

 

Состояние поставки	Сечение, мм	, МПа	, МПа	, %
Листы горячекатаные ГОСТ 17066-80	от 2 до 39 вкл.	-	530	15

 

Свариваемость стали 10ХСНД без ограничений- сварка производится без подогрева и последующей тормообработки.

 

5Выбор и обоснование способа сварки.

 

       Способ сварки выбирается в зависимости от свойств материала и от формы сварных швов.

Для данной марки материала можно выбрать следующие виды сварки:  Ручная дуговая сварка(РДС) не производительна, требует большой затраты времени.

 Сварка в среде аргона дорогостоящая по сравнению с  и применяется в основном при малых толщинах.

Поэтому выбираем  полуавтоматическую сварку плавящимся электродом в среде углекислого газа .

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом осуществляется в среде защитных газов. Защитный газ- двуокись углерода . Применяем сварку полуавтоматом, так как этот способ производительный и дешёвый. Швы короткие, неправильной формы и при данном методе сокращается время выполнения сварных швов..А так же, полуавтоматическая сварка в защитных газах образует более качественные сварные швы чем при РДС. Но при этом у данного способа сварки есть особенность: должна применяться электродная проволока с повышенным содержанием элементов раскислителей, марганца и кремния, компенсирующие их выгорание в свариваемом металле. Недостаток этого способа-большое разбрызгивание Данные сварные швы выполняются по ГОСТу 14771 – 76.

 

 

6. Выбор сварочных материалов.

1.5 Сварочная проволока.

 

       Сварная проволока берется Св08Г2С согласно ГОСТу 2246 – 70. Во избежание окисления металла кислородом, входящим в состав двуокиси углерода,сварочная проволока должна иметь элементы, имеющие большое сродство к кислороду, чем железо. Такими элементами являются кремний (Si) и марганец (Mn).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица №3 – Химический состав сварочной проволоки по

ГОСТ 2246 – 70

 

                                               в процентах

Сварочная проволока	Массовая доля элементов
	C	Mn	Si	S	P	Cu	Cr	N	As
				Не более
Св08Г2С	0,05-0,11	1,80-2,10	0,70-0,95	0,025	0,030	0.025	0.20	0.010	0.080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     1.6 Защитный газ.

 

       Защитный газ – двуокись углерода(СО2). Предназначенный для защиты сварочной ванны от окисления и порообразования. Должен соответствовать ГОСТу 8050 – 85. При использовании (СО2) устраняется пористость пористость в сварных швах, повышается стабильность горения дуги и улучшается формирование шва.

Транспортировка, хранение и использование осуществляется в баллонах чёрного цвета с жёлтой надписью.

 

7.Расчёт и выбор режимов сварки:

1)Устанавливаем требуемую глубину провара.

Шов У9-односторонний, глубина провара 16мм, глубина проплавления 1 прохода 5мм. Отсюда следует что Н=5

 

2) выбор силы тока.

 

Н-глубина провара

 

 

 

3)Выбираем диаметр электродной проволоки.

 

j-допустимая плотность тока

 

 

4) Определяем напряжение на дуге.

 

 

 

Выбираем значения из справочника:

 

 

 

 

8. Выбор сварочного оборудования.

 

Полуавтомат Ф-1197 п.

Предназначен для сварки стальной проволокой в среде углекислого газа.

Комплектуют подающим устройством на тележке, сварочной горелкой и шкафом управления.

Номинальный ток 500А

Продолжительность работы (ПВ %) 60%

Пределы регулировки тока 100-500А

Пределы регулировки напряжения 18-30В

 проволоки 1,2-2,0мм

Скорость подачи проволоки 90-900

Масса подающего устройства 35кг

Тип охлаждения горелки – водное

Расход охлаждающей воды 100

Расход защитного газа 1200

Масса 35кг

 

Сварочный выпрямитель ВДГ – 401

Предназначен для ручной дуговой сварки, механизированной сварки под флюсом и в среде защитных газов.

Состоит из трёхфазного понижающего трансформатора, с жёсткой внешней характеристикой.

 

Технические характеристики:

Напряжение питания 3х380В

Номинальный сварочный ток 400А (60%)

Сварочный ток при ПВ 100%=320А

Пределы регулирования сварочного тока 80-500А

Количество ступеней регулировки 3

Напряжение холостого хода 67В

Потребляемая мощность 29 ква

Масса 180 кг

Габаритные размеры 595х720х630

 

Горелка ГДПГ – 502

Используется в полуавтомате ПДГ-308, служит для подачи проволоки. Разработана на основе полого электросварочного кабеля КПЭС который содержит в резиновой оболочке спираль оплетенную медными токоподводящими вилками и тремя проводами управления.

 

Технические характеристики:

Номинальный сварочный ток 500А

Сечение токопроводящей жилы 50

Внутренний  спирали кабеля 6мм

Сменной спирали 3мм

 электродной проволоки 1,4; 1,6; 2,0 мм

Длинна кабеля 3м

9. Выбор механического оборудования:

Данная конструкция собирается на прихватки в приспособлении.