Модернизация технологии сборки и сварки днища легкового автомобиля и днища

3.5 Выбор сварочного оборудования3.5.1 Оборудование для точечной сваркиСварочные полуавтоматы и ручные аппараты контактной сварки, активно используемые в условиях автомастерской, все же следует отнести к универсальному оборудованию. В том смысле, что оно находит применение не только при авторемонте, но и в других производственных отраслях. Нельзя не упомянуть о специализированном сварочном оборудовании, разработанном исключительно для ремонта автомобилей. Точнее, для ремонта панелей кузова.Это — споттеры и универсальные аппараты на их основе.Spotter (споттер от англ. spot – точка) - аппарат односторонней точечной сварки. Принцип действия – сварка сопротивлением. Бывают споттеры трансформаторного и инверторного типов. Самые дешевые споттеры – это отдельно стоящие трансформаторы однофазного переменного тока. Они не пригодны для  использования в работе с кузовами из оцинкованной стали или стали с высокой упорной прочностью. Споттеры с большей мощностью имеют трансформатор трехфазного постоянного тока. В современных споттерах вместо трансформаторов используют инвертор, в таком исполнении они более компактные и легкие. При помощи такого оборудования сварное соединение имеет высокое качество (т.к. может быть получен ток высокой частоты до 2000Гц). Таким аппаратом можно осуществить сварку любых металлов, используемых для изготовления автомобилей. Современные цифровые споттеры снабжены электронным управлением режимами сварки.СпоттерDIGITALPLUS 9000 R.AСПОТТЕР Telwin Digital Plus 9000 R.A. (сварочный аппарат точечной сварки, рихтовки вмятин, приварки шпилек), управляемый при помощи микропроцессора, подходит для применения в секторе авторемонта. Многофункциональная панель обеспечивает автоматическую регулировку сварочных параметров точечной сварки в зависимости от выбранного инструмента и толщины листа.Особенности контроль напряжения сети автоматическое распознавание вставленного инструмента автоматическое управление охлаждением сварочных клещей выбор оптимального сварочного тока для точечной сварки, зависит от мощности сети укомплектована пневматическими клещами с воздушным охлаждением и тележкой. Telwin Digital Spotter 9000 RA серийно поставляется с тележкой и пневматическими клещами для двухсторонней сварки с водяным охлаждением + аппарат водяного охлажденияТаблица 3.7 - Технические характеристикиМощность при нагрузке 50%, кВт: 13Напряжение (В): 380Сварочный ток DC,max(А): 7000Толщина свариваемого материала,мм: 3Мощность (кВт): 40Длина (мм): 850Ширина (мм): 520Высота (мм): 1060Вес (кг): 91Для точечной сварки в условиях крупносерийного и массового производства используются сварочные клещи, рисунок 3.10 и 3.11.Рисунок 3.10 - С - образные сварочные клещи для пространственной точечной сварки днища автомобиля Сварочные клещи для контактной точечной сварки делятся на C - образные и L - образные. Принцип их делимости заключается в месте выполнения сварки. Рисунок 3.11 - L - образные сварочные клещи для пространственной точечной сварки днища автомобиля Подвешивание аппарата/ ПозиционированиеРучные сварочные клещи подвешиваются при помощи подвесного бугеля. Кроме того, сварочные клещи для точечной сварки можно повернуть на 360° с помощью поворотного круга и фиксатора поворотного круга.РукояткаОбслуживающие элементы сварочных клещей для точечной сварки находятся на рукоятке аппарата (доп. опция: штепсельное исполнение). Для более удобного захвата на передней части корпуса расположена дополнительная направляющая рукоятка.Система усилия сжатия электродовКомпоненты и функции пневматики:Сварочный цилиндрЦилиндр сжатого воздуха для образования усилия сжатия электродов в переднем и рабочем ходуХодовой магнитный клапан с дросселем отходящего воздуха5'2-ходовой клапан, приводящийся электрическим способом в действие. Запускает такт цилиндра.Пропорциональный клапан (доп. опция)Давление сжатого воздуха и сила сварки регулируются с помощью блока управления сваркой.Обеспечение охлаждающей водойВторичные высокие токи производят сильное нагревание на единичных компонентах (вторичных шинах, электрододержате лях, трансформаторе и т. д.), поэтому они охлаждаются водой. Реле контроля потока (доп. опция) обеспечивает контроль охлаждающей воды в сварочных клещах. Оно обычно расположено на панели.Передний корпусВ передней части сварочных клещей для точечной сварки находится передний корпус. При этом речь идет о герметичном корпусе, защищающем пользователя от случайных травм.На корпусе смонтировано устройство для электрододержателей и у сварочных клещей Ьобразной формы - балансир. Передний корпус принимает на себя усилие сжатия электродов сварочных клещей.Задний корпусЗадний электрический корпус представляет собой распределительный короб, з котором все электрические входы и выходы (термовыключатель, сенсор тока, управление пневматическими клапанами и т. д.) соединены проводами и подсоединены. Задний корпус закреплен на задней стороне трансформатора и разделен на два отдела:Гнездо подключения к сети для встроенного трансформатора Подключение цепей управления для передачи сигналаТрансформаторСварочный трансформатор служит для передачи электрической энергии, необходимой для процесса сварки => низкое напряжение, высокий ток.При этом различают две системы: технология работы с переменным током и работа на повышенных частотах.Вид сварочного тока/Силовая частьВ силовой части различают две системы управления трансформатором:Сварочные клещи для точечной сварки, работающие на переменном токе с управлением через тиристор Сварочные клещи для точечной сварки с управлением через инвертор повышенной частотыРисунок 3.12 - Устройство L - образного сварочного клеща.3.5.2 Оборудование для полуавтоматической сваркиВ машиностроении и автомобиле строении применяются сварочные полуавтоматы различных типов и модификации отечественных производителей, а также иностранных производителей, таких как ESAB, Kemppi и других изготовителей - поставщиков для полуавтоматической сварки MIG/MAG - Metal Inert / Active Gas в основном инверторного типа. В таблицах 3.8 и 3.9 приведены характеристики отечественных сварочных полуавтоматов и источников питания. [13]Таблица 3.8 - Характеристики сварочных полуавтоматовТип полуавтоматаНапряжениепитающей сети, ВСварочный ток, Аноминальное значениепределы регулированияА-547У38025060-300A-1230М38031550-315ПДГ-30538031550-315ПДГ-307220, 38031550-315А-825М38030080-300ПДГ-502380300100-500ПДГ-508380500150-500А-1197г220, 38050080-500Таблица 3.9 Характеристики источников питания отечественного производства.Тип источникапитанияНапряжение, ВСварочный ток, АНом. режимработы(ПР), %Потребляемая мощностькВтМах. рабочееМах. холостого ходаНом. значениепределы регулированияBC-300304030030-3006515ВДГ-303465631550-3156021BСЖ-303465031550-3156520ПСГ-500-1404050060-5006050ВС-600404960060-6006532ВДУ-504-15080500100-5006040ВДУ-5Ш-8550060-5006040ВДУ-50650-50060-500--ВДГ-6016690630100-70060693.6 Организация контроля качества3.6.1 Основы ультразвукового контроляВ основе ультразвукового контроля лежит способ исследования, при котором звуковые волны передаются в материал. Если механические движения в веществе повторяются периодически и в течение определенного отрезка времени, то они классифицируются по количеству циклов в секунду, то есть по своей частоте. Звук является слышимым для человека, если он достигает уха либо по воздуху, либо через тело. Звуки частотой ниже 16 Гц и выше 20 Гц не слышимы для человеческого уха. Звуковые волны с частотой выше 20 кГц называются ультразвуком. На рисунке 3.13 представлено рабочее место ОТК.Рисунок 3.13 - Рабочее место ОТК.Многочисленные виды применения звуковых волн в технике можно разделить на две группы: звук может быть использован физически на данном материале, либо для исследования его физического состояния. Мы рассмотрим вид применения для исследования его внутреннего физического состояния. Энергия звуковой волны используется для проверки качества материала, для обнаружения дефектов и измерения толщинами используемым методом ультразвукового теста, проводимого вручную, является метод отраженных импульсов. В этом методе звуковые импульсы частотой 20 МГц передаются в испытуемый объект. Полученные отраженные импульсы, несут в себе информацию об испытуемом объекте. В этом применяемом методе часть звука, отраженного от поверхностей или зон дефектов испытуемого объекта получается и оценивается электронным способом. В цифровом приборе используется формула, в котором измеренное время прохождения ультразвукового импульса умножается на скорость звука. Это обеспечивается встроенным микропроцессором, и результатом является толщина металлов или расстояние до задней стенки последнего металла. В этих случаях звуковая волна выступает в качестве носителя информации, она пропускается сквозь образец, после чего волна возвращается, и анализируется та информация, которую она несет.3.6.2 Основы ультразвукового контроляВ проверке утразвукового теста используется оригинальное оборудование фирмы "GE Inspection Technologies", специализирующееся на разработке и производстве оборудования для различных тестов качества сварки. В таблице 3.10 приведено оборудование, с назначением и функциями, которое применяется в тесте точечной сварки ультразвуком.Таблица 3.10 - Оборудование для контроля точечной сварки ультразвуком№Применяемое оборудованиеНазначение оборудования1Генератор USLT 2000Генератор импульсов ультразвука частотой 20 МГц2USLT картаМикропроцессор, преобразователь эхо сигналов на дисплеи компьютера3Сигнальный кабельДля передачи ультразвука4ПробникСформировывает, передает ультразвук от генератора в материал и обратно на микропроцессор5Приёмник пульта управленияПринимает сигналы от пульта управления6Дистанционный пульт управленияПередает команды управления программой UltraLOG7Применяемое оборудованиеРабота с программой UltraLOG8Генератор USLT 2000UltraLOG 3.2.4 и USLT 20009USLT картаЗаправка пробника10Сигнальный кабельУлучшение проводимости ультразвука11ПробникИмеет каплевидную форму, заполняет лунку сварочной точкиПеред ультразвуковым тестом подготавливаем оборудование к работе.1.Включить компьютер.2.После загрузки операционной системы, в меню пуск выбрать программу UltraLog.Рисунок 3.14 - Окно программы3.В окне инспекционные планы выбрать проверку для первого тестируемого шва (рисунок 3.14.).4.Проверить целостность нужного пробника (выбрать по таблице №2) и установить на сигнальный кабель.5.Визуально осмотреть работу диаграммы A-Scan, наличие входящего импульса и протестировать работу пульта управления.Выбор пробника и минимальный диаметр ядра сварочной точки При производстве кузова в сборе происходит сварка листового металла различных толщин, к ним предъявляются соответствующие требования к минимальному диаметру ядра сварочной точки. Самый тонкий лист определяет диаметр ядра и выбор пробника перед ультразвуковым тестом. В таблице 3.11 приведены комбинации толщин самого тонкого металла с минимально допустимым диаметром сварочной точки и выбором используемого пробника.Таблица 3.11 - Комбинации толщин металла с минимально допустимым диаметром сварочной точки и выбором используемого пробникаТолщина самого тонкого металл, ммМинимальный диаметр сварочной точки, ммИспользуемый пробник0.6 – 0.83.6G20 MNХ 3.60.8 – 14G20 MNХ 41 – 1.254.5G20 MNХ 4.51.25 – 1.55G20 MNХ 51.5 – 1.755.5G20 MNХ 5.51.75 - 26G20 MNХ 6В таблице мы видим, что при возрастании толщины наименьшего металла повышается требование к минимальному ядру сварочной точки и соответственно увеличивается диаметр используемого пробника, т.е. перед проведением теста сварочного шва производится замер толщины наименьшего металла и в соответствие с ней выбирается пробник (или взять пробник который установлен в инспекционном плане). Более точно высчитать диаметр сварочного ядра по самому тонкому металлу можно по формуле: S = 4*√d, где d – толщина наименьшого металла, S – минимальный диаметр сварочной точки.3.7 Планирование производственного участкаПланировка участка - этоплан расположения производственного, подъемно-транспортного и др. оборудования, рабочих мест, проездов и проходов и др. Основным принципом при составлении плана расположения оборудования на участке и в цехе является обеспечение прямоточности движения деталей в процессеих обработки в соответствии с технологическим процессом.Для выполнения сборочно-сварочной операции для получения детали "днище автомобиля" необходимо оборудование для сварки, приспособления , контрольный стол и стенд для сборки днища. Также необходимо соответствующее вспомогательное оборудование и инструменты. Территория цеха должна быть оборудована системой пожарной сигнализации, кондиционирования и системой автоматической установки пожаротушения. Для данного цеха принимаем для оборудования под напряжением систему порошкового пожаротушения ОСП-12 , для проходов систему спринклерного тушения. Также цех оборудован системой автоматического дымоудаления.Расстановка оборудования по типам применяется в цехах единичного и мелкосерийного производства, а также для отдельных деталей серийного производства.План расположения оборудования выполняется в масштабе 1:100.Ширина пролетов (L) для легкого машиностроения принимается 12 м; шаг колонн t (в продольном направлении) - 12м.Таким образом, применяют следующие сетки колонн: 12 12.При рассмотрении нескольких вариантов выбирают оптимальный.Правила размещения оборудования:Участки, занятые оборудованием должны быть по возможности короткими(40 - 80 м). Технологические линии на участке желательно располагать вдоль пролетов.Оборудование вдоль участка могут быть расположены в два, три и более рядов, а также по отношению к проезду вдоль, поперек и под углом.Расстояние между оборудованием выбирается в зависимости от габаритных размеров станков – 0,9 м.Ширина магистральных проездов от 3 до 4,5 м для грузов до 1 т перевозимых тележками.Планировка выполняется с учетом норм расстояний между оборудованием и от оборудования до стен и колонн зданий.Вид расстановки сварочного оборудования для сварки днища автомобиля FordFocusII представлен на рисунке 3.15.Рисунок 3.15 - Расстановка оборудования в цехе.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной дипломной работе произведена модернизация технологического процесса сборки и сварки днища автомобиля FordFocusII.Разработан и описан технологический процесс сборки, сварки и монтажа на стапеле объемной секции днища с внедрением односторонней сварки на медном ползуне, включая общие требования к изготовлению металлоконструкций, требования к сварочным материалам, прокату. Как показал опыт применения односторонней сварки, что механические свойства швов сварных соединений обеспечивают для получения стыковых швов всех категорий корпусных конструкций из углеродистых сталей.Выполнен расчет режимов сварочных процессов технологического процесса сборки и сварки днища автомобиля. В работе приводится сварочное оборудование и материалы, которое применяется при сборки, сварки днища автомобиля.Приведены конструктивные и технологические методы предупреждения сварочных деформаций, которые влияют на заданные размеры конструкции. Приводится описание сварочно-сборочного цеха для изготовления днища автомобиля. Произведен сравнительный экономический анализ базового и проектируемого технологического процесса сборки и сварки днища автомобиля. На основании анализа выполнен технико-экономический расчет и определен годовой экономический эффект, который составляет 117000 руб. при изготовлении днища автомобиля. Технико-экономический расчет показал, что рентабельность проектных решений составляет 1,2 года, что отвечает требованиям к внедрению нового оборудования.Рассмотрены мероприятия по технике безопасности и охране труда при сборке, сварке и монтаже днища автомобиля. Главной задачей, в дипломной работе являлось уменьшение времени сварки , за счет внедрения новой оснастки. Данная задача была достигнута за счет внедрения в производство новой технологической оснастки для позиционирования UB и позиционирования, и надёжной фиксации порогов на станции 8Y-090 при контактно точечной сварке. В результате ее внедрения, процесс сварки днища был снижен с 166 до 145 секунд.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1 ЕСКД. Единая система конструкторской документации.2 Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. /Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1979.3 Справочник сварщика /Под ред. В.В. Степанова. - 4-ое изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. -560 с.4 Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. - Учебник для машиностроительных техникумов. - 3-ое изд., перераб. и допол. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1987.-461 с.5 Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование: Учебник для вузов / Под ред. Г.А. Николаева. - М.: Высш. шк., 1990. - 446 с.6 Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - М.: Машиностроение, 1974. - 240 с.7 Шебеко Л.П. Оборудование и технология автоматической и полуавтоматической сварки: Учебник для технических училищ. - 3-ое изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1981.- 296 с.8 Шебеко Л.П., Гитлевич А.Д. Экономика, организация и планирование сварочного производства: Учебник для учащихся машиностроительных техникумов. - 4-ое изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 264 с.9 Авраменко Е.Н. Методические указания по дипломному проектированию специальности «Сварочное производство»10 Нестерова Ю.В. Методические указания по выполнению экономической части дипломного проекта по специальности «Сварочное производство»11 Филиппова О.В. Методические указания по разделу «Охрана труда » в дипломном проектировании.12. Ультразвуковая проверка качества точечных швов с использованием USLT 2000 и UltraLOG . Автор U. Hoppenkamps., 5 – изд., 2003г.13.Неразрушающий ультразвуковой контроль точечной сварки. Инструкция. Автор Каминский Р., Ford – Genk., 1986г.14.Руководство по контролю качества точечной сварки. Устройство управления базой данных / UltraLOG., Krautkramer., Индефикационный номер №28.652