Важным параметром качества материала является стабильность его свойств - узость интервала в разбросе показателей механических характеристик.
Кроме того, при выборе материала учитывают свариваемость, первоначальные затраты на материал, технологическую обработку, проведение сварочных операций и т.д.
Свариваемость - способность металлов и сплавов образовывать сварное соединение удовлетворяющее технологическим требованиям. Свариваемость сложная характеристика металлов и сплавов и её определение представляет некоторые трудности. Детали кабины трактора изготовлены из низкоуглеродистой стали марок: Сталь 08, Сталь 10, Сталь 20 (ГОСТ 1050-88). Химический состав данных сталей приведен в таблице 1.2.1 [1].
Таблица 1.2.1 - Химический состав и механические свойства сталей
| Марка стали | Пределы содержания химических элементов,% | σ0,2, МПа | σв, МПа | ||
| С | Mn | Si | |||
| 08 | ≤0,01 | 0,25-0,45 | ≤0,3 | ≤210 | 260-370 |
| 10 | 0,07-0,14 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | ≤220 | ≤380 |
| 20 | 0,17-0,24 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | ≤240 | ≤400 |
Основным элементом определяющим свариваемость углеродистых сталей является % С. Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали является эквивалентное содержание углерода, которое определяется по формуле [5]
Сэкв = С + Mn/6 + Si/24 + Cr/5 + Ni/40 + Cu/13 + V/14 + P/2. (1.1.1)
Определим Сэкв для каждого используемого материала.
Для стали 08:
Сэкв = 0,08 + 0,3/6 + 0,25/24 + 0,15/5 + 0,1/40 + 0,2/30 + 0,045/2 =0,12.
Для стали 10:
Сэкв = 0,1 + 0,4/6 + 0,3/24 + 0,15/5 + 0,1/40 + 0,2/30 + 0,045/2 = 0,18.
Для стали 20:
Сэкв = 0,2 + 0,4/6 + 0,3/24 + 0,15/5 + 0,1/40 + 0,2/30 + 0,045/2 = 0,24.
Т. к. во всех используемых для изготовления деталей кабины материалах Сэкв < 0,25, то данные стали обладают хорошей свариваемостью и при соблюдении определённых условий могут быть сварены всеми видами сварки, имеющими промышленное значение. При этом сварные швы обладают необходимой стойкостью против образования кристаллизационных трещин.
Анализ базового технологического процесса, направления его совершенствования
Исходными данными для выполнения данного дипломного проекта является технологический процесс для сварки кабины трактора, разработанный на ПО "Минский тракторный завод".
Сборка и сварка кабины трактора производится в главном кондукторе. Фиксация пола, боковин производится при помощи пневматических прижимов, стенка передняя и стенка задняя устанавливаются по неподвижным упорам; установка балок производится по отводным упорам.
Установка боковин в приспособление и съем готового изделия производится с помощью кран-балки.
Сварка осуществляется в среде углекислого газа полуавтоматом А 825 с источником питания Magster 351W
К недостаткам данного технологического процесса можно отнести вероятность пропуска сварных швов в виду их большого количества и как следствие необходимость дополнительной операции осмотра конструкции и заварка пропущенных швов.
В проектируемом варианте предлагается сварку выполнять при помощи промышленного робота с использованием в качестве защитного газа смеси углекислого газа и аргона с добавлением кислорода.
Данные изменения позволят сократить расход электроэнергии, снизить потери сварочной проволоки на разбрызгивание, повысить производительность труда за счет сокращения времени сварки и отсутствия операции осмотра и доварки недостающих швов. Получить сварные соединения с более высокими механическими свойствами.
Что в результате приведет к снижению себестоимости.
Анализ обоснованности выбора основного и вспомогательного сварочного оборудования
Оборудование для сварки может быть универсальным и специальным. Сварку осуществляют на сварочном посту или установке. В состав поста (установки) входит оборудование: сварочное, технологическое, механическое, вспомогательное и инструмент.
Сварочное оборудование включает источники питания и сварочные аппараты с приборами управления и регулирования процесса. Технические и конструктивные особенности источника питания, аппарата с приборами управления и регулирования процесса обусловливаются технологическим процессом сварки.
Технологическое оборудование включает: установочные и зажимные приспособления (стенды), герметичные камеры для защитной атмосферы, и другое. Основным назначением сборочного оборудования является фиксация и закрепление деталей собираемого сварного узла в заданном положении. Сборку можно производить на плите, стеллаже, стенде или в специальном приспособлении. Использование специальных сборочных приспособлений позволяет повысить производительность труда и улучшить качество сборки. При сборке детали заводят в приспособление, укладывают по упорам или фиксаторам и закрепляют прижимами. Винтовые, рычажные или эксцентриковые прижимы просты, но они приводятся в действие вручную. Использование пневматических, гидравлических, магнитных прижимов значительно сокращает вспомогательное время, особенно если требуется зажать изделие одновременно в нескольких местах, позволяет создать большие прижимные усилия, делает возможным расположение прижимов в труднодоступных местах.
В большинстве случаев, сборочное и сборочно-сварочное оборудование (кондукторы, стенды, установки) является специализированным, рассчитанным на изготовление изделий одного типоразмера или группы однотипных изделий. Однако узлы сборочного оборудования (установочные и закрепляющие элементы, поворотные устройства, основания) имеют универсальное значение и используются в различном сборочном оборудовании. Универсально-сборные приспособления сварочного производства представляют собой набор нормализованных деталей и узлов, из которых многократно компонуют приспособления для сборки и сварки различных сварных узлов. После изготовления партии сварных узлов приспособление разбирают, и детали и узлы используют для компоновки новых приспособлений. Универсально-сборные приспособления наиболее рациональны в единичном, опытном и мелкосерийном производстве, когда использовать специальное оборудование экономически невыгодно.
Исходя из программы выпуска, конструкции изделия и технологии изготовления для сборки передней рамы погрузчика используем специальное сборочное приспособление с пневматическими зажимными элементами. Сборка мелких узлов простой конструкции осуществляется на универсальной сборочно-сварочной плите. Для установки некоторых деталей, сборка в стенде которых вызывает некоторые затруднения, используем специальные шаблоны.
Механическое и вспомогательное оборудование включает: кантователи, позиционеры, манипуляторы, вращатели, подъемные площадки, люнеты и другое. Данное оборудование служит для установки и перемещения изделий в наиболее удобное для выполнения технологической операции положение и обеспечивает одно, два или три рабочих движений свариваемых изделий. Его использование позволяет оптимизировать положение изделия при сварке, улучшить доступ к сварным швам, повысить качество сварки, обеспечить получение конструкции согласно техническим требованиям.
Инструмент включает: молотки, зубила, щётки, пассатижи и другое.
Степень использования: технологического, механического и вспомогательного оборудования зависит от сложности и объёма выполняемых работ. Ввиду того, что при сварке значительное время затрачивается на вспомогательные, сборочные и дополнительные работы, сокращение цикла производства и повышение качества и эффективности сварочных работ может быть достигнуто только при комплексной механизации всех операций.
Исследование конкурентоспособности изделия на рынке сбыта. Расчет и обоснование программы выпуска
Кабина трактора - объект данного дипломного проекта является составной частью трактора МТЗ 2522, выпускаемого Минским тракторным заводом, который относится к сельскохозяйственной технике и имеет широкое применение.
Данный трактор является новинкой и не имеет аналогов в республике Беларусь. По производительности он не только не уступает мировым аналогам, но и превосходит некоторые из них. Имеет меньшую массу и габаритные размеры что делает его более маневренным и удобным в эксплуатации.
Исходя из этого, можно сделать вывод о достаточно большой потребности в тракторах данной модели. В Республике Беларусь и в странах СНГ существует несколько заводов, выпускающий данный тип тракторов. Трактор изготавливаемый на Минском тракторном заводе является более доступным по цене по сравнению с аналогичными машинами ведущих мировых производителей и стран СНГ.
Годовая производственная программа по выпуску трактора МТЗ 2522 составляет 7500 штук в год.
Составление технических условий на изготовление изделия
1) Подготовка деталей на сборку и сварку.
Все детали, поступающие на сборку, должны быть изготовлены в соответствие с чертежами, отклонения от плоскости и прямолинейности должны соответствовать ГОСТ 2246-81, если они не оговорены техническими требованиями чертежа.
На свариваемых поверхностях, в зазорах, между деталями, собранными для сварки не допускается наличие масла, ржавчины, грызи и влаги.
Окраска деталей перед сваркой не допускается.
Материалы для изготовления деталей должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий.
Поверхности деталей, изготовленных из металлопроката и подвергшихся механической обработке не должны иметь раковин, заусенец, трещин и других
механических повреждений.
2) Сборка конструкции.
Сборка деталей под сварку производится в специальных приспособлениях, обеспечивающих изготовление кабины трактора в соответствии с требованиями чертежа.