Разработка технологии и оборудования точечной сварки двери автомобиля

Время предварительного сжатия  для создания необходимого контактного сопротивления зависит от толщины металла,

tсж = 0,08 + 0,03 · δ = 0,116 с.                                        (2.18)

Время проковки обеспечивает необходимое уплотнение кристаллизующегося металла сварной точки [3]:

tпр = 0,1 + 0,04 · δ = 0,148 с.                                        (2.19)

Время паузы tП = 0,114 с.

Время цикла tЦ рассчитаем по формуле:

tЦ = tСЖ +tСВ + tПР + tП = 0,116 + 0,36 + 0,148 + 0,114 =0,738 с.     (2.20)

Определим режим работы машины ПВ:

ПВ = · 100 % = 48,78 %.                                         (2.21)

Полученные результаты занесем в таблицу 2 и сравним с экспериментальными данными.

 

Таблица 2.- Режимы сварки [3]

Параметр	ICB, кА	tCB, с	FCB, кН
Расчет	7,1	0,36	3
Эксперимент	9,5 – 10,5	0,12 - 0,2	3 - 4

 

2.2. Выбор сварочного оборудования

 

На основании произведенных ранее расчетов ICB и FCB, а также удобство сварки изделия с вылета электродов 750 мм выбираем сварочную машину стационарного типа МТ-1503Л.

Машина МТ-1503Л проста в эксплуатации, универсальна, позволяет сваривать изделия из низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, а также стальной арматуры различных классов. Машина предназначена для интенсивной работы в условиях различного производства. [4]

Рисунок 4. Машина точечной сварки МТ-1503Л

Технические характеристики представлены в таблице 3.

Оснащение машины:

1. Система стабилизации сварочного тока при колебаниях напряжения электрической сети;

2. Регулятором цикла сварки РКС-502 с дискретным регулированием пяти позиций сварочного цикла;

3. Эффективная система привода сжатия с системой регулировки и под готовки сжатого воздуха фирмы СМС (Япония).

Машина имеет расширенные технологические возможности:

увеличенный по сравнению с машинами МТ-1928 и МТ-2002 до 750 мм вылет, что позволяет сваривать сетки и плоские детали шириной до 1500 мм.

можно осуществлять сварку при низких давлениях деталей толщиной от 0,2 мм. Машина имеет возможность наклонной установки верхнего и нижнего электрододержателей, установки нижней консоли уменьшенных габаритов (возможность сварки обечаек малого диаметра, в т.ч. сварки корпусов масляных фильтров автомобилей и т.д.).

Таблица 3. Технические характеристики. [4]

Наименование	Значение
Наибольшая мощность при коротком замыкании, кВА.	75
Наибольший вторичный ток, кА.	15
Номинальный длительный вторичный ток, кА.	5,6
Усилие сжатия (регулируемое), даН	70 - 440
Вылет, мм.	750
Номинальный раствор мм.	200
Ход верхнего электрода (наибольший), мм.	50
Свариваемые толщины, мм.
- низкоуглеродистая сталь	От 0,3+0,3 до 3,0+3,0
- нержавеющая сталь (12Х18Н9Т)	От 0,3+0,3 до 1,0+1,0
- титановые сплавы (ОТ4)	От 0,5+0,5 до 1,2+1,2
- стальная арматура класса А1 и В1	От 3,0+3,0 до8,0+8,0
Габаритные размеры ДхШхВ мм.	520х1500х1700
Масса, кг.	320

 

 

3. Проектирование технологической оснастки

3.1. Общие требования, предъявляемые к приспособлениям

 

Механизация и автоматизация производственного процесса изготовления сварных изделий представляет собой одну из основных задач современного сварочного производства.

Сборочные операции при изготовлении сварных конструкций имеют целью обеспечение правильного взаимного расположения и закрепления деталей собираемого изделия. Наиболее рационально для сборки использовать прижимы.

Специальное сборочное приспособление позволяет улучшить качество сборки. Применение при этом пневматических прижимов значительно сокращает вспомогательное время, особенно если требуется зажать изделие одновременно в нескольких местах. Широкое применение получили пневматические прижимы, приводимые в действие сжатым воздухом малого давления (0,4 МПа).

Основными требованиями к сборочно – сварочным приспособлениям являются [5]:

- свободный доступ к детали;

- обеспечение рациональной последовательности сборки;

- обеспечение минимального числа кантовок изделия;

- безопасность в работе;

- прочность и жесткость приспособления.

 

3.2. Описание сборочно – сварочного приспособления

 

В данном проекте спроектировано сборочно – сварочное приспособление для сварки между собой двух рельефных пластин.

Приспособление ФЮРА.000009.074.01.000.СБ приспособление состоит из стола поз.1, размещенного на остове поз.2, в корпусе которого размещен подшипниковый узел, позволяющий опоре поз.3 вращаться вокруг своей оси и вращать при этом свариваемый узел. Наличие колес поз. 4 на раме позволяет перемещать изделие в поперечном направлении по направляющим поз.5 по мере необходимости. Направляющие расположены на каретке поз. 6, которая перемещается вдоль консоли машины по роликам поз. 7 стола поз. 8. Чтобы деталь при перемещении не соприкасалась с нижним электродом машины, стол поз. 9 после подъема верхнего электрода поднимается вверх с помощью пневмодиафрагменных камер поз. 10. Это позволяет избежать трения деталей о поверхность электрода и предотвратить их преждевременный износ.

В целом приспособление обеспечивает легкую установку и перемещение свариваемого изделия для оптимизации сварочного процесса.

Общий вид приспособления с машиной для шовной сварки представлен на чертеже ФЮРА.000009.074.03.000.ВО.

 

4. Проектирование технологического процесса

 

Типовой технологический процесс производства состоит из ряда основных и вспомогательных операций. К основным операциям относится: изготовление деталей, сборка, прихватка, сварка, подготовки поверхности  к сварке, правка и механическая обработка. К вспомогательным операциям относится: кантовка, антикоррозионная защита, контроль.

Заготовки из листа вырезают на гильотинных, дисковых, вибрационных ножницах. Формообразование деталей выполняют обычно холодной деформацией: штамповкой, гибкой.

Цель подготовки поверхности – удаление исходных толстых, неравномерных по свойствам поверхностных пленок. Подготовка поверхности включает в себя несколько последовательных операций: обезжиривание, удаление исходных пленок, пассивирование, нейтрализацию, промывку, сушку и контроль. Обезжиривание служит для удаления загрязнений, масла, маркировочной краски протиркой растворителями либо в ваннах различного состава. Удаление оксидных пленок – трудоемкая операция, т. к. оксиды химически связаны с металлом. Обычно их удаляют механической обработкой или химическим травлением. Механическую подготовку проводят дробеструйной обработкой или металлическими щетками. Химическое травление осуществляют в щелочных и кислотных растворах с различными добавками для регулирования скорости травления. После травления идет нейтрализация, т. е. удаление с поверхности продуктов реакции.

Качество подготовки поверхности оценивают визуально по сравнению с эталонными образцами. Поверхность деталей должна быть матовой или иметь равномерный металлический блеск. Схема изготовления изделия показана на рисунке 5.

 

Рисунок 5. Схема изготовления изделия.

Изготовление изделия начинается с операции комплектации 005 (подбора) необходимых деталей. Далее следует слесарно - сборочная операция 010, в которой лист поз. 1 устанавливается на лист поз. 2 и завальцовывается в него согласно чертежу. Далее следует операция 015 -сварка, в которой устанавливают на приспособление собранные и завальцованные листы и провариваются два шва Н1 по замкнутому контуру на машине МТ - 1503Л. Изготовление завершается слесарной обработкой (опер. 020) и операцией контроля (опер.025). Технологический процесс приведен в приложении.

 

5. Определение  норм и годовой производительности

5.1. Расчет норм времени

 

Норма штучного времени для точечной сварки рассчитывается по формуле [6]:

Тш = (Т0 . i + tв)×(1 + (аобс + аотд /100)),                              (3.22)

где То – основное время, мин; i – количество точек; tв – вспомогательное время, мин (время на снятие, установку, перемещение между точками и поворот во время сварки); Sа = 10% - для точечной сварки.

Операция 010: Рассчитываем время на установку и снятие:

Тш = 0,08 + 3,8+ 0,057 = 3,94 мин.

Операция 015:

Т0= 1/10 = 0,1 мин.

Тш = ( 0,1.96+0,1252.96 + 0,026 + 0,057).(1 + 10/100 ) = 23,74 мин.

Операция 020: Рассчитываем время на слесарную обработку:

Тш = 1,14 + 3,4 + 1,1 = 5,64 мин.

Таблица 4. Штучное время на изготовление двери

№ операции	Наименование	Тш, мин
005	Комплектовочная	-
010	Сборка	3,94
015	Сварка	23,74
020	Слесарная	5,64
025	Контроль	-
	Итого	33,32

 

 

5.2. Определение производительности машины

 

Для определения программы выпуска (производительности машины) необходимо знать годовой фонд времени работы машины. Действительный годовой фонд времени контактной машины при двухсменной работе:

Фд = 3810 ч. в год

Программа выпуска точечной машины составляет:

Нв = Тгод/Тш

Программа выпуска точечной машины типа МТ - 1503Л составляет:

Нв = 3810.60/33,32 ≈ 6860 шт./год.

 

Заключение

 

В процессе работы для точечной контактной сварки двери автомобиля из стали 09Г2С с толщиной стенок 1,2 мм, была выбрана циклограмма и на ее основе были рассчитаны следующие режимы: Iсв = 7100 А, tсв = 0,36 с,

tп = 0,114с, tц = 0,738 с, Рсв = 3 кН; в соответствии с полученными режимами подобрано сварочное оборудование: машина точечная МТ -1503Л, которая обеспечивает сварку на рассчитанных режимах; спроектировано сборочно-сварочное приспособление, обеспечивающее подвод к зоне сварки и необходимые перемещение при сварки; на основе возможностей приспособления и оборудования разработан технологический процесс.

Таким образом, благодаря выбранному оборудованию, спроектированному приспособлению и разработанному технологическому процессу нормы штучного времени на изготовление изделия составляет:

Тш = 33,32 мин,     что     обеспечивает     годовую    производительность:

Нв ≈ 6860 шт./год. Итоги работы представлены в текстовом документе - пояснительной записке и графической части курсового проекта. Результатом проделанной работы явилось закрепление и упорядочение знаний по предмету "Технология и оборудование сварки давлением".

 

Литература

 

1. Марочник сталей и сплавов / М.: Машиностроение, 1985 – 356с.

2. Расчет режимов точечной сварки / Ильященко Д.П, Крюков А.В. - ЮТИ ТПУ Юрга, 2006. - 20с.

3. ООО ГК СфераПро [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sferapro.ru/pages/kontakt/mt-1503l.html (дата обращения 20.04.2014).

4. Технология и оборудование контактной сварки: Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Технология и оборудование сварки давлением» / Крюков А. В. - Юрга: ИПЛ ЮТИ Т1ТУ, 2006. - 30с.

5. Справочник нормировщика / А. В. Ахумов, Б. М. Генкин, Н. Ю. Иванов. – Машиностроение, 1986. – 458 с.