Некоторые особенности создания рабочих чертежей сварных металлоконструкций

Всем доброго времени суток! В этом уроке мы создадим сборочный чертеж металлоконструкции, сборку которой мы выполнили в уроке: «Создание сборки из металлоконструкции в SolidWorks».

В общем у вас должна быть открыта данная сборка.

Сборка металлоконструкции в SolidWorks

Если у вас ее нет, то можно скачать в конце данного урока: Сварочная конструкция в SolidWorks часть 2.

Назначение материала деталям сборки.

Начинаем с назначения материла, для этого в дереве конструирования нажимаем правой кнопкой мыши по детали «3ДДД.001.01.005 Раскос».

Меню для выбора материала на сборке в SolidWorks

В открывшемся меню переходим на строку «Материал», нажимаем на «Редактировать материал». Открывается окно назначения материала.

Окно выбора материала в SolidWorks

Выбираем «Сталь 3 ГОСТ 535-88» и нажимаем применить. Как видим по цвету деталей на сборке к ним применился другой материал.

Изменённый материал для раскосов на сборке в SolidWorks

Напомню, если у вас не установлена база материалов по ГОСТ, то узнать, как это сделать можно на этой странице: Добавление базы материалов по ГОСТ в SolidWorks.

Далее точно также назначаем материал Сталь 3 ГОСТ 535-88 для остальных деталей сборки.

Материал назначенный для всех деталей сборки

После назначения материала ко всем деталям нужно заполнить свойства сборки.

Виды швов по ГОСТам (квадраты 2 и 3 примера)

Возможные способы соединения двух элементов вплотную рассматриваются в ГОСТах 14771-76 и 5264-80. Есть такие виды сварочных соединений:

• С – стыковой шов. Два соединяемые элемента находятся в одной плоскости и на одном и том же уровне. Они состыкуются между собой смежными торцами. Это один из наиболее востребованных вариантов соединения. Его особенность заключается в том, что механические характеристики сварного шва очень высоки, а внешний вид готовой конструкции эстетичен. Наряду с положительными сторонами есть и отрицательные. Такой вид соединения остается сложным в техническом плане. Качественно он может быть исполнен только опытными специалистами.
• Т – тавровый шов. Подразумевается соединение двух элементов, расположенных один относительно другого под углом 90 градусов, а место соединения имеет Т-образную конфигурацию. Это наиболее жесткий вариант соединения из всех рассматриваемых. Поэтому его не применяют в случаях, когда для готовой конструкции важна некоторая эластичность.
• Н – нахлесточный шов. Две заготовки располагаются параллельно, но не в одной плоскости. Они соприкасаются с некоторым перекрыванием плоскости. Достаточно прочный и надежный способ соединения, но по жесткости уступает тавровому варианту.
• У – угловой шов. Две заготовки торцами располагаются под углом 90 градусов. Плавятся торцы, в результате чего образуется достаточно прочное и жесткое соединение.
• О – особые типы. Так обозначаются все другие варианты сваривания заготовок, которые не описаны в стандарте.

Оба упомянутые в начале раздела ГОСТа имеют общие черты и перекликаются между собой. Для ручного дугового соединения по ГОСТу 5264-80:

• С1 – С40 стыковые;
• У1 – У10 угловые;
• Н1 – Н2 нахлесточные;
• Т1 – Т9 тавровые.

Выполнение сварочных работ в инертной среде по ГОСТу 14771-76:

• У1 – У10 угловые;
• С1 – С27 стыковые;
• Н1 – Н4 нахлесточные;
• Т1 – Т10 тавровые.

В приведенном примере есть рассмотренные только что цифры. Во втором квадрате размещена информация по использованному стандарту – 14771-76. В третьем квадрате изложен способ соединения – тавровый двусторонний без скоса кромок.

Свойства сборки в SolidWorks

Для заполнения свойств нажимаем на иконку свойства файла…

Иконка свойства файла в SolidWorks

открывается окно для заполнения свойств. Заполняем свойства на вкладке «Конфигурация». Вводим обозначение: «3ДДД.001.01.000 СБ», и наименование: «Рама».

Свойства сборки в SolidWorks

Также в конце окна свойств вводим свойства в строку формат: «А3».

Переходи к созданию чертежа сборки.

9.3. Нанесение размеров

Простановка размеров является наиболее ответственной частью работы над чертежом, так как неправильно проставленные и лишние размеры приводят к браку, а недостаток размеров вызывает задержки производства. Ниже предложены некоторые рекомендации по нанесению размеров при выполнении чертежей деталей.

Размеры детали замеряют с помощью измерителя на чертеже общего вида сборочной единицы с учётом масштаба чертежа (с точностью 0,5мм). При замере наибольшего диаметра резьбы необходимо округлить его до ближайшего стандартного, взятого по справочнику. Например, если диаметр метрической резьбы по замеру d=5,5мм, то необходимо принять резьбу М6 (ГОСТ 8878-75).

9.3.1. Классификация размеров

Все размеры разделяются на две группы: основные (сопряжённые) и свободные.

Основные размеры входят в размерные цепи и определяют относительное положение детали в узле, они должны обеспечивать:

• расположение детали в узле;
• точность взаимодействия собранных деталей;
• сборку и разборку изделия;
• взаимозаменяемость деталей.

Примером могут служить размеры охватывающих и охватываемых элементов сопряжённых деталей (Рисунок 9.2). Общие соприкасающиеся поверхности двух деталей имеют одинаковый номинальный размер.

Свободные размеры в размерные цепи детали не входят. Эти размеры определяют такие поверхности детали, которые не соединяются с поверхностями других деталей, и поэтому их выполняют с меньшей точностью (Рисунок 9.2).

А – охватывающая поверхность; Б – охватываемая поверхность; В — свободная поверхность; d – номинальный размер Рисунок 9.2

9.3.2. Методы простановки размеров

Применяются следующие методы простановки размеров:

• цепной;
• координатный;
• комбинированный.

При цепном методе (Рисунок 9.3) размеры проставляются последовательно один за другим. При такой простановке размеров каждая ступень валика обрабатывается самостоятельно, и технологическая база имеет своё положение. При этом на точность выполнения размера каждого элемента детали не влияют ошибки выполнения предыдущих размеров. Однако, ошибка суммарного размера состоит из суммы ошибок всех размеров. Нанесение размеров в виде замкнутой цепи не допускается, за исключением случаев, когда один из размеров цепи указан как справочный. Справочные размеры на чертеже отмечаются знаком * и записываются на поле: «* Размеры для справок» (Рисунок 9.4).

Рисунок 9.3

Рисунок 9.4

При координатном методе размеры проставляются от выбранных баз (Рисунок 9.5). При этом методе нет суммирования размеров и ошибок в расположении любого элемента относительно одной базы, что является его преимуществом.

Рисунок 9.5

Комбинированный метод простановки размеров представляет собой сочетание цепного и координатного методов (Рисунок 9.6). Он применяется, когда необходима высокая точность при изготовлении отдельных элементов детали.

Рисунок 9.6

По своему назначению размеры подразделяются на габаритные, присоединительные, установочные и конструктивные.

Габаритные размеры определяют предельные внешние (или внутренние) очертания изделия. Они не всегда наносятся, но их часто указывают для справок, особенно для крупных литейных деталей. Габаритный размер не наносится на болтах и шпильках.

Присоединительные и установочные размеры определяют величины элементов, по которым данное изделие устанавливают на место монтажа или присоединяют к другому. К таким размерам относятся: высота центра подшипника от плоскости основания; расстояние между центрами отверстий; диаметр окружности центров (Рисунок 9.7).

Группа размеров, определяющих геометрию отдельных элементов детали предназначенных для выполнения какой-либо функции, и группа размеров на элементы детали, такие как фаски, проточки (наличие которых вызвано технологией обработки или сборки), выполняются с различной точностью, поэтому их размеры не включают в одну размерную цепь (Рисунок 9.8, а, б).

Рисунок 9.7

Рисунок 9.8, а

Рисунок 9.8, б

Создание чертежа из сборки.

Для создания чертежа нажимаем: «Файл, создать чертеж из сборки». Выбираем шаблон для чертежа и формат листа «А3- СПЕЦИФИКАЦИЯ-Л1-Г».

Формат листа для создания сборочного чертежа SolidWorks

Данные шаблоны форматов чертежей для SolidWorks по ГОСТ можно .

И нажимаем ОК. Лист чертежа открылся.

Способы сварки (квадрат 4)

В требованиях по стандартизации описаны и способы сварки. Самыми распространенными из них являются:

• А – автоматическая. Проводится с использования флюса, но без прокладок и подушек;
• Аф – тоже автоматическая. Но в этом случае на подушке;
• ИН – выполняется в инертной среде с применением вольфрамового электрода без присадок;
• ИНп – такой же самый способ, как и предыдущий с той лишь разницей, что присадки применяются;
• ИП – соединение металлом проводится в инертной среде с использованием плавящегося электрода;
• УП – все то же самое, что и ИП, только вместо инертной среды применяется углекислая.

В данном случае в четвертом квадрате стоят символы УП. Это значит, что сваривание выполнялось в углекислой среде плавящимися электродами.

Добавление видов на чертеж.

В качестве главного вида добавляем вид «Спереди», в качестве проекционного добавляем вид «Сверху».

Также добавляем вспомогательные виды с помощью «Местного вида» и «Разреза» и Триметрии.

Виды на чертеже в SolidWorks

Далее добавим сварные швы на чертеж.

Виды сварочных швов

Прежде всего нужно дать определение еще одной важной аббревиатуре – ЕСДК. Это – Единая Система Конструкторской Документации, в которую входит полный комплекс самых разных стандартов. Они регламентируют порядок выполнения технических чертежей, включая и документацию по сварочным работам.

В систему входят и интересующие нас стандарты:

• ГОСТ 2.312-72. Прописаны условные варианты отображения и обозначение сварочных швов на чертежах.
• ГОСТ 5264-80. Изложена исчерпывающая информация обо всех видах сварных соединений и швов, выполненных дуговой ручной сваркой.
• ГОСТ 14771-76. Детальная информация о сварке в инертной среде; типах швов и соединений, получаемых в таких условиях.

Прежде чем детально изучить примеры обозначения на чертежах, нужно проработать информацию об их видах. Лучше всего это сделать на практике. Пусть на чертеж будет выведено следующее изображение:

Нагромождение цифр и непонятных символов никак не добавляет оптимизма. Но на самом деле не все так печально. На самом деле в столь длинной строке зашита логическая цепочка, в которой совсем несложно разобраться. Сначала нужно выражение разбить на составляющие блоки:

Настало время рассмотреть все составные элементы, разбитые по квадратам:

1. вспомогательный символ, который информирует специалиста о виде стыка: замкнутая линия или монтажное соединение;
2. номер стандарта, соответственно которому здесь приводятся условные обозначения;
3. буквенное или номерное обозначение типа соединения со всеми конструктивными элементами;
4. метод выполнения сварочных работ соответственно стандарту;
5. тип конструктивного элемента и его размеры;
6. длина непрерывного участка;
7. символ, характеризующий тип соединения;
8. описание соединения при помощи вспомогательных знаков.

Далее рассмотрим каждый из элементов условного обозначения отдельно. в первом квадрате изображен овал, который символизирует круговое соединение. Его альтернативой является флажок, который информирует о монтажном типе соединения стыка. Односторонняя стрелка информирует о шовной линии. С ней связана специфическая особенность, которая выражается в наличии полки. Нередко на графических чертежах встречается такой знак:

Визуально он похож на символ корня квадратного из области математики. Видимая на рисунке полка является полем для размещения разных условных обозначений о характеристиках шовной линии.

Если информация расположена под так называемой «полкой», то это говорит о том, что сварной шов расположен с обратной стороны и является невидимым с лицевой части. Как определить, какая из сторон считается лицевой, а какая – изнаночной? При одностороннем соединении сделать это несложно. Лицевой будет считаться та сторона, с которой нужно работать. А вот при двухстороннем соединении с неодинаковыми кромками лицевой считается та сторона, на которой размещено основное сварочное соединение. При одинаковых кромках лицевой или изнаночной может быть любая из сторон.

Ниже представлена таблица с наиболее часто используемыми в чертежах символами и их значениями:

Размеры для сварной сборки в SolidWorks

На размерах отдельно останавливаться не будем, я поставил их как на картинке ниже. Все размеры на главном виде и виде сверху.

Размеры на сборочном чертеже сварной конструкции в SolidWorks

Далее нам осталось добавить номера позиций деталей и спецификацию. Начнем с номеров.

Примеры условных обозначений

Чтобы вам было понятнее, и вы смогли быстрее разобраться во всех обозначениях, мы приведем несколько простых и наглядных примеров. Итак, начнем.

Пример №1

На картинке выше вы видите стыковой шов, у которого одна кромка имеет криволинейный скос. Само соединение двустороннее, сделано методом ручной дуговой сварки. С обеих сторон нет усиления. С лицевой стороны шероховатость шва равна Rz 20 мкм, а с оборотной —Rz 80 мкм.

Пример №2

Здесь вы можете видеть, что шов угловой и двусторонний, у него нет ни скосов, ни кромок. Это соединение выполнено автоматической сваркой и с использованием флюса.

Пример №3

Тут у нас снова стыковой шов, но уже без скосов или кромок. Соединение одностороннее, с подкладкой. Выполнен шов с использованием нагретого газа и сварочной проволоки.

Пример №4

В четвертом примере шов тавровый, не имеет скосы или кромки. Он прерывистый и выполнен двусторонним методом. Шов как бы в шахматном порядке. Работа выполнена с помощь РДС в среде газа и с использованием неплавящегося металлического стержня. Катет шва равен 6 миллиметров, а длина шва составляет 50 миллиметров, с шагом в 100 миллиметров (обозначается буквой «Z»). t ш — это протяженность шва, а t пр — протяженность шага прерывистого соединения.

Пример №5

В нашем последнем примере шов выполнен нахлестом, не имеет скосов и кромок. Он также односторонний и выполняется ручной дуговой сваркой в среде защитного газа и с применением плавящегося стержня. Сварное соединение выполнено по незамкнутой линии. Катет шва равен 5 миллиметрам.

Номера позиций на сборочном чертеже в SolidWorks

Все номера позиций проставим на главном виде.

Позиций на главном виде сварной конструкции в SolidWorks

Подробней про позиции добавления спецификации в уроке: Сборочный чертеж кривошипно-коромыслового механизма в SolidWorks часть 2.

9.1. Понятие о видах изделий и конструкторских документах

Изделием называют любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

ГОСТ 2.101-88* устанавливает следующие виды изделия:

• Детали;
• Сборочные единицы;
• Комплексы;
• Комплекты.

При изучении курса «Инженерной графики» к рассмотрению предлагаются два вида изделий: детали и сборочные единицы.

Деталь – изделие, изготавливаемое из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций.

Например: втулка, литой корпус, резиновая манжета (неармированная), отрезок кабеля или провода заданной длинны. К деталям относятся так же изделия, подвергнутые покрытиям (защитным или декоративным), или изготовленные с применением местной сварки, пайки, склейки сшивки. К примеру: корпус, покрытый эмалью; стальной винт, подвергнутый хромированию; коробка, склеенная из одного листа картона, и т.п.

Сборочная единица – изделие, состоящее из двух и более составных частей, соединённых между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой, клёпкой, развальцовкой, склеиванием и т.д.). Например: станок, редуктор, сварной корпус и т.д.

Комплексы — два и более специфицируемых изделия не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, например, автоматическая телефонная станция, зенитный комплекс и т.п.

Комплекты — два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект запасных частей, комплект инструментов и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры и т.п.

Производство любого изделия начинается с разработки конструкторской документации. На основании технического задания проектная организация разрабатывает эскизный проект, содержащий необходимые чертежи будущего изделия, расчётно-пояснительную записку, проводит анализ новизны изделия с учётом технических возможностей предприятия и экономической целесообразности его осуществления.

Эскизный проект служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации. Полный комплект конструкторской документации определяет состав изделия, его устройство, взаимодействие составных частей, конструкцию и материал всех входящих в него деталей и другие данные, необходимые для сборки, изготовления и контроля изделия в целом.

Сборочный чертёж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и данные, необходимые для её сборки и контроля.

Чертёж общего вида – документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и принцип работы изделия.

Спецификация – документ, определяющий состав сборочной единицы.

Чертёж общего вида имеет номер сборочной единицы и код СБ.

Например: код сборочной единицы (Рисунок 9.1) ТМ.0004ХХ.100 СБ тот же номер, но без кода, имеет спецификация (Рисунок 9.2) этой сборочной единицы. Каждое изделие, входящее в сборочную единицу, имеет свой номер позиции, указанный на чертеже общего вида. По номеру позиции на чертеже можно найти в спецификации наименование, обозначение данной детали, а также количество. Кроме того, в примечании может быть указан материал, из которого деталь изготовлена.

9.9. Выполнение чертежа зубчатого колеса

Зубчатое колесо — важнейшая составная часть многих конструкций приборов и механизмов, предназначенных для передачи или преобразования движения.

Основные элементы зубчатого колеса: ступица, диск, зубчатый венец (рисунок 9.16).

Рисунок 9.16 — Элементы зубчатого колеса

Профили зубьев нормализованы соответствующими стандартами.

Основными параметрами зубчатого колеса являются (рисунок 9.17): m=Pt

/ π [
мм
] – модуль;
da
=
mст
(
Z
+2) – диаметр окружности вершин зубьев;
d
=
mстZ
– делительный диаметр;
df
=
mст
(
Z
– 2.5) – диаметр окружности впадин;
St
= 0.5 m
ст
π – ширина зуба; ha – высота головки зуба; hf – высота ножки зуба; h = ha+hf – высота зуба; Pt – делительный окружной шаг.

Рисунок 9.17 — Параметры зубчатого колеса

Основная характеристика зубчатого венца — модуль — коэффициент, связывающий окружной шаг с числом π. Модуль стандартизован (ГОСТ 9563-80). m = Pt / π [мм]
Таблица 9.1 — Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули, мм

На учебных чертежах зубчатых колес: Высота головки зуба – ha = m; Высота ножки зуба – hf = 1,25m; Шероховатость рабочих поверхностей зуба – Ra 0.8 [мкм];

Справа вверху листа выполняют таблицу параметров, размеры которой приведены на рисунке 9.18, часто заполняют только значение модуля, число зубьев и делительный диаметр.

Рисунок 9.18 — Таблица параметров

Зубья колеса изображают условно, согласно ГОСТ 2.402-68 (Рисунок 9.19). Штрихпунктирная линия — делительная окружность колеса.

В разрезе зуб показывают нерассеченным.

Рисунок 9.19 — Изображение зубчатого колеса а — в разрезе, б — на виде спереди и в — на виде слева

Шероховатость на боковую рабочую поверхность зуба на чертеже проставляют на делительной окружности. Пример выполнения чертежа зубчатого колеса приведен на рисунке 9.20.

Рисунок 9.20 — Пример выполнения учебного чертежа зубчатого колеса

9.5. Выполнение чертежа детали, имеющей форму тела вращения

Детали, имеющие форму тела вращения, в подавляющем большинстве (50-55% из числа оригинальных деталей) встречаются в машиностроении, т.к. вращательное движение – самый распространённый вид движения элементов существующих механизмов. Кроме того, такие детали технологичны. К ним относятся валы, втулки, диски и т.п. обработка таких деталей производится на токарных станках, где ось вращения расположена горизонтально.

Поэтому детали, имеющие форму тела вращения, располагают на чертежах так, чтобы ось вращения была параллельна основной надпись чертежа (штампу). Торец детали, принятый за технологическую базу для обработки, желательно располагать справа, т.е. так, как он будет расположен при обработке на станке. На рабочем чертеже втулки (Рисунок 9.9) показано выполнение детали, являющейся поверхностью вращения. Наружные и внутренние поверхности детали ограничены поверхностями вращения и плоскостями. Другим примером может быть деталь «Вал» (Рисунок 9.10), ограниченная соосными поверхностями вращения. Осевая линия параллельна основной надписи. Размеры проставлены комбинированным способом.

Рисунок 9.9 — Рабочий чертеж детали поверхности вращения

Рисунок 9.10 — Рабочий чертеж детали «Вал»