Разработка и описание технологической оснастки
Большая часть времени при изготовлении сварных конструкций (до 70-80%) затрачивается на вспомогательные операции. Сама операция сварки (получение соединения) практически полностью автоматизирована, а степень механизации вспомогательных операций не превышает в ряде случаев 10%.
Разработка конструкции оснастки и приспособлений производится с целью автоматизации и механизации процесса сборки и сварки изделия. Применение приспособлений позволяет обеспечить получение заданных размеров сварных узлов и достигнуть их взаимозаменяемости, уменьшить образование значительных деформаций.
Уровень механизации и автоматизации определяется системой организации производства. Сварочные машины, средства механизации и автоматизации располагают по ходу технологического процесса и организуют в механизированные поточные или автоматические линии.
Наивысшая степень автоматизации достигается на машинах, где все операции, в том числе заготовительные и контрольные, выполняются без участия человека.
Для сварки данной панели необходимо применять поддерживающее приспособление для сварки крупногабаритных плоских панелей, показанное на чертеже.
В данной курсовой работе была разработана оснастка для сварки крупногабаритных плоских панелей изображена на рисунке № 7.1 Свариваемый узел помещен на раме 1, которая может перемещаться в поперечном направлении по роликам 3, ролики установлены на подвижной каретке 5, расположенной на столе 6 приспособления. Таким образом, панель относительно электродов и машины может перемещаться вдоль шва (на шаг точек) и перпендикулярно плоскости контура (при переходе на другой ряд точке). Стол связан с основанием приспособления через мембранные камеры 7, которые поднимают панель над нижним электродом в момент пауз между импульсами тока, что позволяет избежать трение деталей о поверхность электрода и предотвратить их преждевременный износ.
Конструкция рассматриваемого приспособления благодаря наличию упругого элемента - диафрагмы позволяет также предупредить деформацию детали при уменьшении, высоты нижнего электрода, например, после многократной его заправки или зачистки.
После сварки первой точки верхний электрод поднимается вверх. После этого рама должна будет переместиться к месту, где должна быть "поставлена" вторая точка. При этом, во избежание преждевременного истирания нижнего электрода, необходимо поднять раму вверх на определенное расстояние, чтобы не было прямого контакта нижнего электрода с нижней поверхностью листа.
После окончания сварки электроды отводятся в сторону, а готовая панель вынимается из зажимов и складируется в специально отведенном месте. Затем в приспособление устанавливается новый лист, и к нему также жестко фиксируются штампованный профиль. После чего весь процесс сварки снова повторяется.
Приспособление для сварки сильфона показано на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 Приспособление для сварки сильфона.
Устройство для контактной шовной сварки сильфонов содержит станину 1 со смонтированным на ней основанием 2, на котором жестко закреплены концами две параллельно расположенные направляющие, выполненные в виде штанг 3 и 4 с размещенными на них на шариковых опорах 5 каретками 6 и 7. На каретке 6 установлена сварочная головка 8 со сварочным роликом 9, а на каретке 7 установлен опорный ролик 10, при этом ролики 9 и 10 выполнены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости. Каретки 6 и 7 подпружинены одна относительно другой горизонтально расположенными пружинами растяжения 11 и 12, концы которых связаны с планками 13, которые имеют последовательно расположенные сквозные отверстия 14. Планки 13 посредством отверстий 14 сопряжены с пальцами 15, закрепленными на каретках 6, 7. На основании 2 смонтирован привод вращения в виде электродвигателя постоянного тока 16, связанного зубчатой передачей 17 с вертикально расположенным шпинделем 18, в котором выполнено центральное осевое цилиндрическое отверстие 19 и радиально установлен винт 20 для поджатия и фиксации размещенного в отверстии 19 приспособления 21, на котором закреплены свариваемые детали сильфона 22. Приспособление 21 выполнено с наружной трапецеидальной резьбой 23 и с продольным наружным пазом 24, в котором размещается конец винта 20, исключающий возможность проворачивания приспособления 21 относительно шпинделя 18. Для регулирования положения свариваемого сильфона 22 и точной установки его относительно роликов 9 и 10, приспособление 21 снабжено установочной гайкой 25. На основании 2 установлен бесконтактный датчик 26 угла поворота шпинделя 18. Управляющий элемент 27 датчика 26 установлен на валу 28 электродвигателя 16 и выполнен в виде диска с расположенными по периметру радиальными пазами и предназначен для шагового счета электрических импульсов угла поворота при вращении вала 28 с диском 27. Управляемый элемент датчика 26 подключен в электрическую цепь управления подачей импульсов сварочного тока.
Соосно шпинделю 18 на основании 2 установлен горизонтально кулачок 29 с рукояткой 30, выполненный в виде кольца большого диаметра, взаимодействующего внутренней цилиндрической поверхностью с опорными роликами 31, закрепленными на основании 2. Наружные рабочие поверхности 32 и 33 кулачка 29 выполнены в виде противоположных диаметрально расположенных спиралей Архимеда с малым углом подъема. Рабочие поверхности взаимодействуют с роликами 34 и 35, которые установлены на каретках 6 и 7 с возможностью смещения относительно кареток 6, 7 с последующей фиксацией в определенном положении по линейкам с делениями 36 и 37, которые закреплены на кронштейнах 38, 39 кареток 6, 7. Возможность смещения роликов 34 и 35 позволяет изменять зону разведения сварочного 9 и опорного 10 роликов при необходимости сварки сильфонов разных диаметров.
Подача сварочного тока к сварочному ролику 9 и свариваемому сильфону 22 осуществляется по гибким токоподводам 40 и 41.
Устройство работает следующим образом.
Путем поворота с помощью рукоятки 30 кулачка 29, взаимодействующего поверхностями 32, 33 с упорными роликами 34 и 35 осуществляется разведение сварочного 9 и опорного 10 роликов за счет перемещения кареток 6 и 7 по штангам 3 и 4 в противоположные стороны. При этом предварительно по линейкам 36 и 37 смещаются на кронштейнах 38 и 39 ролики 34 и 35 и фиксируются в положении, обеспечивающем необходимое для установки и сварки сильфонов определенного диаметра разведение сварочного 9 и опорного 10 роликов. Для выполнения этой операции планки 13 пружин 11 и 12 желательно снять с пальцев 15 одной из кареток, а затем закрепить планки 13 на пальцах 15 соответствующими отверстиями 14, обеспечивающими требуемое усилие сжатия, свариваемых деталей сильфона 22.
Предварительно собранный из свариваемых деталей сильфон 22 на приспособлении 21 устанавливается на шпинделе 18, для чего приспособление 21 опускается в отверстие 19 так, чтобы конец винта разместился в пазу 24. Поворотом установочной гайки 25 осуществляется установка по вертикали сильфона 22 относительно сварочного 9 и опорного 10 роликов, затем приспособление 21 поджимается винтом 20 к внутренней поверхности отверстия 19 шпинделя 18 и фиксируется.
При повороте кулачка 29 в обратном направлении ролики 9 и 10 прижмутся к свариваемому сильфону 22 с определенным усилием, создаваемым пружинами 11 и 12, которые растянуты путем сопряжения планок 13 соответствующими отверстиями 14 с пальцами 15, закрепленными на каретках 6 и 7.
Задатчиком шага сварки (на чертеже не показан), подключенным в электрическую цепь устройства, задается требуемое количество электрических импульсов, соответствующее определенному шагу сварного шва.
При включении электродвигателя 16 вращение вала 28 передается через зубчатую передачу 17 на шпиндель 18 с установленным на нем сильфоном 22, при этом в результате поворота диска 27 с радиальными пазами через определенные промежутки времени, обусловленные шагом расположения радиальных пазов на диске 27, датчиком 26 выдаются электрические импульсы в задатчик. По достижении определенного количества импульсов, равного заданному числу в задатчике, происходит включение сварочного тока и подача его импульсов по токоподводам 40 и 41 на сварочный ролик 9 и сильфон 22. Вращающийся сильфон 22 приводит во вращение сварочный ролик 9, в результате чего осуществляется шаговая сварка деталей сильфона 22. После того, как сильфон 22 совершит полный оборот, сварочный ток и электродвигатель 16 отключается.
С помощью рукоятки 30 производится поворот кулачка 29, в результате чего ролики 9 и 10 отводятся от сваренного сильфона 22. После ослабления затяжки винта 20 приспособление 21 с готовым сильфоном 22 извлекается из шпинделя 18, а вместо него устанавливается другое приспособление 21 с очередным сильфоном 22, сварка которого производится в том же порядке, но при автоматически совершаемом реверсировании вращения электродвигателя 16.