Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций

Состав и структура библиотеки элементов

В базе данных имеются основные каталоги элементов, конструк­тивных узлов и механизмов сборочно-сварочных приспособлений (табл. 6.1). В зависимости от требований производства конкретная структура и состав базы формируются пользователем системы. Каталоги базы дан­ных открыты не только для их пополнения, но и для изменения их со­става самим пользователем. Однако на первом этапе работы рекоменду­ется принять структуру базы данных, предложенную разработчиком. Состав элементов базы данных на примере заводов ГАЗ и ВАЗ показан на рис. 6.2.

Элементы, используемые в процессе формирования блоков (узлы фиксации, узлы пробивки, узлы контроля и т. п.), можно разделить на стан­дартизованные (например, блочок, платик, прижим, силовая головка, упор, фиксатор), образы которых сформированы ранее, помещены в базу данных и не подлежат изменению в процессе работы над проектом, и переходные, формируемые в процессе разработки конкретного приспособления (напри­мер, рычаг, пластина и т. п.). Изготовление контактных элементов (сухарей) из блочков унифицированных типоразмеров — промежуточный случай, ко­гда дорабатывается элемент из базы данных.

Узлы фиксации и силовые головки устанавливаются на кондуктор­ную плиту с помощью стоек и в зависимости от направления усилия могут занимать относительно нее разное пространственное положение. Каждый

узел фиксации может иметь несколько контактных элементов, воздействую­щих на кромки собираемых деталей в разных направлениях (рис. 6.3): со стороны кондукторной плиты — опора 1;

в противоположном направлении — прижим 2;

в торец кромки детали вдоль ее плос­кости — упор 3.

Блочок — это стандартизованный элемент, имеющий ряд типораз­меров. Он изготовляется серийно из качественного материала (металла, полиуретана и других материалов), обладает большой точностью (имеет шлифованные грани) и хранится на складе. Размеры блочка унифициро­ваны (т. е. число типоразмеров ограничено, с изменением размеров по размерному ряду). Желательно, чтобы габаритные размеры блочка и меж - осевые расстояния были целые числа. Блочок определяется габаритными размерами А х В х S и параметрами коннектора (совокупностью размеров крепежных поверхностей).

Коннектор — присоединительный элемент, его форма предлагается симметричной или кососимметричной и определяется размерами межосевых расстояний А х В и диаметром D крепежного отверстия. Ответная часть кон­нектора всегда соответствует его основной части (равна или зеркальна). Тол­щина S пластины под коннектор может быть меньше габаритной толщины пла­стины. При этом исполнение может быть как «правое», так и «левое» (рис. 6.4).

Блочок выбирается и располагается следующим образом:

• по ширине — симметрично относительно линии контакта;

• по высоте — ось коннектора блочка совмещается с осью коннектора сухаря и излишек высоты блочка срезается при обработке торца сухаря;

• положение оси коннектора от линии контакта Y определяется сум­мой половины ширины коннектора, свободной высотой X и малой фаски (рис. 6.4).

В отличие от блочка сухарь является элементом оригинальным, изготов­ляемым специально каждый раз. Часто может изготовляться из блочка путем механообработки контактной поверхности, причем блочок из базы данных для конкретного сухаря выбирается как ближайший подходящий по ширине и по длине. Если такого нет, то сухарь изображается как нестандартный.

Платик — стандартизованный элемент базы данных, служит основа­нием конструктивного элемента (стойки), несущего сухари и зажимы через соединительный элемент — пластину. Нижняя плоскость платика контак­тирует с кондукторной плитой, верхняя — с пластиной.

Стандарт на блочки и платики утверждают заводы. Желательно, что­бы их габаритные размеры и межосевые расстояния были целые круглые числа.

Платик и пластина стойки условно рассматриваются отдельно друг от друга. Это необходимо для построения системы, хотя они вместе составля-

F1

Рычаг

г

/

Рис. 6.6. Схемы пневматического (о) и ручного (б) прижимов

ют сборочную единицу стойка (соединяют их чаще всего сваркой). Крепле­ние к плите производится через коннектор, расположенный по всей плоско­сти платика. В состав коннектора входят отверстия под винты и штифты, количество которых может быть разным. Основные варианты — это 2 + 2 и 2 + 4 (рис. 6.5).

Толщина s платика под пластину может быть меньше габаритной толщины S при ширине паза, равной толщине пластины (он является на­правляющим при сборке под сварку пластины и платика).

Определение конкретных размеров платиков, в том числе ширины к и положения к торца пластины-трубы под сварку, осуществляется при подго­товке элемента в базе данных или при выборе элементов из базы данных. Количество типоразмеров платиков может быть ограничено (например: ос­новной, удлиненный под широкую стойку, расширенный под головку), что позволяет упростить простановку крепежных отверстий на кондукторной плите.

Крепежные фланцы прочих переходных элементов (кронштейнов и переходников) формируются аналогичным образом.

Прижимы. Прижим пневматический (рис. 6.6, а) — стандартизован­ный элемент базы данных, в данном случае он имеет два механических коннектора — для крепления рычага и для крепления к стойке, а также штуцеры для подводки воздуха. Коннекторы должны быть по возможности унифицированными, но окончательно они определяются как атрибуты ти­поразмеров. В отличие от пневмоприжимов ручные прижимы представле­ны в сборе с рычагом и верхним сухарём (шпинделем) и имеют чаще всего точечный контакт (рис. 6.6, б). Основные параметры — длина рычага L

Рис. 6.7. Схема силовой головки

и расстояние / (независимо от исполнения) — определяются расстоянием прижима от кромки узла. Типоразмеры подразделяются по усилию фикса­ции (нормальное и облегченное исполнение).

Силовая головка (рис. 6.7), так же как прижим, имеет два механиче­ских коннектора: со стойкой и с штамповой группой. Задание коннекторов головок аналогично заданию коннекторов пневмоприжимов.

Фиксатор имеет, как правило, небольшие размеры (рис. 6.8), относи­тельно просту ю форму и способы крепления, введен в систему ввиду своей функциональной значимости. Располагается по центру элемента (пластины, сухаря) и привязывается к базовому отверстию штампованного узла.

Пластина стойки — нестандартный переходной элемент, формируе­мый в процессе работы системы (рис. 6.9). Является частью стойки (куда входит также платик) и в сборе с сухарем составляет опору. Геометрия пла­стины формируется заданием коннекторов сухарей, платика, фиксатора и фланцев прижима. Фланец прижима обычно располагается центрально от­носительно пластины и имеет правое или левое исполнение.

Варианты исполнения пластины могут быть различ­ными в зависимости от коли­чества поддерживаемых ею элементов. Это могут быть су­харь, прижим, фиксатор, си­ловая головка и их комбина­ции (например, сухарь и два прижима; прижим и два суха­ря и т. п.). Контур пластины формируется как огибающая поддерживаемых элементов, или она может быть составной (например, используется переходной крон­штейн от стойки к пневмоцилиндру).

Если прижим имеет нестандартное крепление на кондукторной плите (например, крепление пневмоцилиндра в осях на двух стойках, крепление на стойке без верхнего платика с расположением пластины по центру и т. п.), то он изображается без стойки с последующей ручной дорисовкой переход­ных элементов.

Рычаг является нестандартным переходным элементом, формиру­емым в процессе работы системы (рис. 6.10). Задание геометрии рычага оп­ределяется взаиморасположением коннекторов, высотой Н осевой линии рычага и шириной полосы А1 (она равна нижней стороне коннектора). На­ложение рычага на коннекторы сухаря и прижима с той или иной стороны производится автоматически в зависимости от исполнения прижима (пра­вый или левый). Однако, если требуется, возможна ручная установка с про­тивоположной стороны.

При проектировании выбор конструктивных элементов сборочно­сварочного приспособления из базы данных предоставлен инженеру - конструктору в соответствии с техническим заданием и схемой базиро­вания в зависимости от вида, назначения и конфигурации фиксируемого сечения собираемой детали.

Если проектная ситуация не накладывает серьезных ограничений на габаритные размеры приспособления, предпочтительнее использование при­жимов с горизонтальными платиками и креплением на стойках. Прижимы с вертикальными платиками рационально размещать по наружному контуру узла с креплением в торец кондукторной плиты.

Примеры типоразмеров ручных и пневматических прижимов и сило­вых головок базы данных приведены в табл. 6.2.

Дополнительно:

геометрия стойки (высота, вынос и наклон)

I

Пневматические прижимы ГАЗ

Номер чертежа и файла в базе данных

Количество

типоразмеров

вх

Узлы фиксации пневматические ГАЗ

Угол раскрытия 90 и 120°

Диаметр поршня 75 мм

Прочие размеры узлов фиксации

Угол раскрытия 108°

Диаметр поршня 50 мм

Прочие размеры узлов фиксаци

Пример формирования 3D-образа ручного прижима для занесения его в базу данных системы рассмотрен в § 1.5. Примеры 3D-o6pa30B пневмати­ческих и ручных прижимов из базы данных элементов сборочно-свароч-

а б

Рис. 6.11. Примеры ЗП-образов базы данных пневматических и ручных прижимов:

а — пневматические прижимы; б — ручные прижимы

рочных приспособлений приведены на рис. 6.11. Состав деталей одного из типовых пневматических прижимов базы данных показан на рис. 6.12.

Каждый из прижимных элементов сборочно-сварочных приспособле­ний имеет множество конструктивных параметров, которые в определенных пределах обеспечивают его адаптацию к фиксируемому изделию. Часи, па­раметров, определяющих подстройку под высоту прижимаемой поверхно­сти относительно кондукторной плиты, рассчитывается системой автомати­чески, прочие могут быть заданы пользователем.