Том 2. Технология (1041447), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На стадии технического проекта конструкции всех основных узлов и наиболее трудоемких деталей обычно разрабатывают в нескольких вариантах, которые затем сравнивают по их технологичности и надежности в эксплуатации. В случае необходимости при этом производят расчеты трудоемкости изготовления, металлоемкости и других показателей. Не всегда удается изыскать вариант, существенно превосходящий все другие. Тогда выбор производят на основании того показателя, который в данном случае является решающим.
На этапе рабочего проектирования производят детальную технологическую проработку принятого варианта конструкции. В первую очередь прорабатывают чертежи и технические условия на крупные заготовки, в особенности поставляемые извне, затем чертежи всех основных узлов и деталей и технические условия на их изготовление, сборку, монтаж и испытания. Рабочие чертежи направляют в отдел главного сварщика.
Здесь при разработке рабочей технологии спроектированной конструкции выявляют недостатки, связанные в основном с выбором материалов (по их свариваемости), видов заготовок, размеров швов и характера подготовки кромок, припусков на механическую обработку, допусков формы и размеров, методов контрольных операций. Необходимые изменения по согласованию с конструктором вносят в чертежи и технологическую документацию до запуска изделия в производство. В ряде случаев при создании принципиально новых типов сварных конструкций, а также при освоении новых материалов или сварочных процессов к решению наиболее сложных вопросов привлекают научно-исследовательские организации.
На стадии проектирования работа по улучшению технологичности обычно проводится в основном по трем направлениям. 1. Экономия металла. Поиск наилучших конструктивных форм, возможно более точный учет характера и значений действующих нагрузок, применение уточненных методов расчета позволяют конструктору экономить металл, устраняя излишний запас прочности, уменьшая массу металла, слабо участвующего в работе. Целесообразно вместо пространственных решетчатых конструкций использовать оболочковые; требования высокой жесткости удовлетворять, применяя гнутые или гофрированные тонколистовые,.а также сотовые элементы; при работе на продольную устойчивость использовать трубчатые элементы. ГВыбор металла открывает большие возможности снижения массы изделия. Наибольшая экономия металла может быть получена при использовании прочных и высокопрочных сталей и сплавов с высокой удельной прочностью (алюминиевых, титановых).
Снижению массы изделия способствует также применение более прочных холоднокатаных элементов вместо горячекатаных, Повышение прочности, а следовательно, и снижение массы изделия достигается термообработкой. Однако повышение прочности металла нередко сопровождается ухудшени- 26 ем его свариваемости или снижением сопротивления разрушению, Поэтому экономия металла за счет повышения его прочности целесообразна только при учете этих факторов. Большие перспективы имеет применение композиционных материалов, например двухслойных сталей.
2. Снижение трудоемкости изготовления, В этом плане важным является выбор размеров и метода получения заготовок, а также приемов их сварки. При проработке конструктивной схемы и ориентировочном подсчете размеров сечений еще не имеет существенного значения, будет ли конструкция монолитной или сварной.
Вопросы, непосредственно связанные со сваркой, возникают при членении изделия на отдельные заготовки. Намечая расположение сварных соединений, проектировщик не только задает форму и размеры отдельных заготовок, а и в значительной степени предопределяет решение ряда конструктивных и технологических вопросов, таких, как методы получения заготовок, типы соединений, приемы сварки и т. д. Поэтому выбор варианта расчленения весьма важен с точки зрения его влияния на технологичность конструкции.
При проектировании уникальных изделий большого размера и массы членение нередко является единственно возможным решением задачи, так как изготовить их целиком не позволяет недостаточная мощность существующего оборудования, При членении сложных деталей желательно сочетать простоту форм отдельных заготовок с рациональным расположением сварных соединений. Так, например, цельнолитую сложную стальную отливку большого размера приходится формовать в полу цеха с большими затратами реечного труда.
Переход к сварному варианту из небольших простых литых заготовок позволяет применить машинную формовку и значительно сократить трудоемкость. Нередко условия нагружения различных частей сварной конструкции различаются весьма заметно. В этом случае целесообразно выбирать материалы и методы получения заготовок с учетом различия требований к механическим свойствам отдельных частей. При выборе метода сварки конструктор должен учесть свариваемость металла заготовок, назначить тип соединения и обеспечить удобство выполнения сборочно-сварочных операций.
Доставка крупных сварных изделий к месту эксплуатации целиком нередко оказывается невозможной или нецелесообразной. В этом случае часть сварочных операций выполняют при монтаже. Подход к выбору метода сварки и конструктивному оформлению соединений для заводской и монтажной сварки может быть различным. Поэтому размеры элементов и места расположения монтажных швов назначают одновременно с выбором метода сварки.
Выбор метода сварки обычно включает назначение типа сварного соединения, приемов его выполнения и применяемого присадочного металла, а также термообработки, если это необходимо. Эти данные предопределяют механические свойства сварного соединения и значения допускаемого напряжения, что необходимо для выполнения расчетов на прочность. 27 На стадии рабочего проектирования конструктивное оформление сварных соединений прорабатывается более детально. На чертежах указываются характер обработки кромок, допуски на размер с учетом припусков на последующую механическую обработку узла или изделия. Вопросы точности и стабильности размеров конструкции, конечно, не исчерпываются выбором метода сварки, Существенным является учет сварочных деформаций и напряжений, назначение технологических мероприятий по их предотвращению и устранению.
Этот круг вопросов решают на стадии рабочего проектирования как с целью обоснования значений допусков и припусков, так и с точки зрения целесообразности проведения термообработки. Многие весьма ответственные изделия вполне надежно работают после сварки без какой-либо термической обработки. С другой стороны, применение термообработки нередко заметно улучшает механические свойства и структуру сварных соединений, способствуя повышению их работоспособности. Неоправданное назначение операции термообработки может существенно увеличить трудоемкость изготовления изделия, в особенности в условиях серийного производства.
Проводить а) послесварочную термо12м 1с~ обработку или отказаться от нее — решают, принимая во внимание химический состав металла, метод сварки и присадочный металл, конструктивное оформление соединений и узлов, требования к механическим свойствам, условия эксплуатации и т. д.
3. Зкономия времени. Наибольшая экономия Рнс. 13.!. Типовая стропильная ферма (а); времени достигается в усвозможные способы ее компоновки (б) ловиях непрерывнэго по- точного автоматизированного производства при крупносерийном и массовом выпуске продукции, когда все операции согласованы во времени и выполняются механизмами. Следовательно, при проектировании сварных изделий конструктор должен обеспечить эффективность их изготовления с помощью высокопроизводительных механизмов и автоматических устройств. Однако доля сварных конструкций, изготовляемых в условиях серийного и массового производства, относительно невелика.
В мелкосерийном производстве эффективно использовать поточные методы изготовления позволяют типизация и нормализация. Важно осуществить рациональный выбор системы конструкции и размерных ее параметров. Изыскание прогрессивных конструктивных форм и технологий позволяет проектировщику ограничить количество типоразмеров и тем самым увеличить серийность 28 выпускаемых изделий.
Рассмотрим решение этихвопросов напри- мере стропильных ферм, серийному производству которых препятствует большое число типоразмеров и множество коротких различно ориентированных швов, а также необходимость кантовки под сварку уже собранной фермы. В настоящее время разработана типовая конструкция стропильной фермы из минимального числа деталей (рис. 13,1,а). Типоразмеры различаются по размерам сечений элементов при сохранении неизменными длины фермы 1=12 м и высоты 6=1,5 м. Компоновки из таких ферм позволяют сооружать перекрытия пролетом более 12 м (рис. 13,1,б). Это позволяет увеличить выпуск таких типовых ферм до 400000 шт.
и год, что обеспечивает возможность перехода к их крупносерийному производству. Кроме того, ограниченное число деталей, их легкая сборка, возможность использования точечной контактной сварки, не требующей кантоьки фермы,— все это позволяет организовать производство ферм в условиях автоматической поточной линии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
