ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Раздел 7 НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ 1

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Раздел 7. НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ 1

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА НЕРАЗЬЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ К неразъемным соединениям относятся соединения, не подлежащие разборке и могущие быть разъединены только в результате разрушения соединяемых деталей либо элементов, их соединяющих. § К ним относятся: § сварные соединения; § заклепочные соединения; § паяные соединения; § клеевые соединения; § соединения опрессовкой; § соединения заливкой; соединения развальцовкой (или завальцовкой); § соединения кернением; § соединения сшиванием; § соединения посадкой с натягом и др. 2

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Сварка – один из наиболее прогрессивных способов соединения составных частей изделия и имеет значительные преимущества перед литьем и соединением заклепками. Сваркой называют процесс получения неразъемного соединения твердых предметов, состоящих из металлов, пластмасс или других материалов, путем местного их нагревания до расплавленного или пластического состояния без применения или с применением механических усилий. § Существует множество видов сварки и способов их осуществления, : § ручная дуговая (ГОСТ 5264 -80); автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом (ГОСТ 11533 -75); § дуговая сварка в защитном газе (ГОСТ 14771 -76); § контактная сварка (ГОСТ 15878 -79) и др. Подробно способы сварки описаны в ГОСТ 19521– 74 «Сварка металлов. Классификация» 3

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Сварное соединение - неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает четыре образующиеся в результате сварки зоны металла в изделии: § зону сварного шва (1); § зону сплавления (2); § зону термического влияния (3); § часть основного металла (4), прилегающую к зоне термического влияния. Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. 4

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Металл шва - сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом. Основной металл - металл соединяемых частей подвергающихся сварке. Зона сплавления - зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Нерасплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла. Зона термического влияния - участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке. 5

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Металл шва - сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом. Основной металл - металл соединяемых частей подвергающихся сварке. Зона сплавления - зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Нерасплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла. Зона термического влияния - участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке. 6

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения По способу взаимного расположения свариваемых деталей различают соединения: стыковые - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности; угловые - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев; тавровые - сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента; внахлестку - сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друга. 7

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Вид соединения определяет вид сварного шва. Сварные швы подразделяются на: стыковые, угловые (для угловых, тавровых соединений и соединений внахлестку), точечные (для соединений внахлестку, сваркой точками). По своей протяженности сварные швы могут быть: А. непрерывными по замкнутому контуру; Б. непрерывными по незамкнутому контуру; В. прерывистыми. 8

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Условные изображения и обозначение швов сварных соединений выполняются в соответствии с ГОСТ 2. 312 -72. Сварные швы изображают: если шов видимый - сплошными основными линиями; если шов невидимый – штриховыми линиями. От изображения шва проводят одностороннюю стрелку с линией-выноской. 9

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Условное обозначение шва наносят: а) на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны; б) под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны. За лицевую сторону принимают: § для одностороннего шва сварного соединения - сторону, с которой производят сварку; § для двустороннего шва сварного соединения с несимметрично подготовленными кромками - сторону, с которой производят сварку основного шва. 10 § двустороннего шва сварного соединения с симметрично подготовленными

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Структура условного обозначения стандартного шва: 1. вспомогательные знаки § О – шов по замкнутому контуру § | – монтажный шов; 2. обозначение стандарта на тип и конструктивные элементы шва; 3. буквенно-цифровое обозначение шва по этому стандарту; 4. условное обозначение способа сварки по стандарту на данный шов; 5. вспомогательный знак А – треугольник и размер катета шва; 6. размеры в мм прерывистого шва со знаками: § I – для цепного шва § Z – для шахматного шва § ] – знак незамкнутого контура сварки; 7. вспомогательные знаки (Q или со) обработки шва; 8. обозначение шероховатости механически обработанного шва; 11 9. указание о контроле шва.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения Знак катета и вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями, высотой, равной высоте цифр, входящих в обозначение шва. В условном обозначении шва вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями. Вспомогательные знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в обозначение шва. 12

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Сварные соединения При наличии одинаковых швов на чертеже: А. обозначение наносят у одного изображения, а у остальных проводят линии-выноски с полками для указания номера шва; Б. без полок и без номера, если все швы одинаковы - обозначение шва приводят один раз в технических требованиях чертежа. Примеры условного обозначения сварных швов: ГОСТ 14806– 80 = Т 5 – Ри. З = 1 6– 50 Z 100 – шов выполняется электродуговой сваркой алюминия, соединение тавровое Т 5, сварка ручная в среде защитных газов Ри. З, катет шва 6 мм А 6, шов шахматный, длина провариваемого участка 50 мм, шаг – 100 мм (50 Z 100). ГОСТ 5264– 80–С 18 – шов выполняется ручной электродуговой сваркой при монтаже 1, шов стыковой (С 18) по незамкнутому контуру. 13

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения Клепаное соединение - неразъёмное соединение деталей при помощи заклепок. Обеспечивает высокую стойкость в условиях ударных и вибрационных нагрузок. Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, один конец которого имеет сферическую (а), коническую (б) или другую форму. Последние время широкое распространение получили закладные трубчатые 14 заклёпки, представляющие собой трубочку, развальцованную с одной стороны со вставленным в неё пуансоном (стержнем с шариком на конце) (в).

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА § § § Клепаные соединения Существует несколько разновидностей заклёпок: обычные (классические) заклёпки горячей и холодной клёпки для общего применения; § стержневые заклёпки для высоконагруженных соединений; трубчатые и полутрубчатые заклёпки для малонагруженных соединений; § пистонные заклёпки для соединение мягких материалов; закладные заклёпки для создания соединения при доступе только с одной стороны; § взрывные заклёпки; § болт-заклёпки и т. д. На современном этапе развития технологии заклепочное соединение уступает место сварке и склеиванию, которые обеспечивают большую производительность и более высокую прочность соединения. 15

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения Применение заклепочного соединения распространено в основном в авиа- и судостроении, металлоконструкциях и других изделиях с внешними нагрузками, действующими параллельно плоскости стыка, для: 1. исключения изменение структуры металла; 2. коробления конструкции из-за перегрева расположенных рядом деталей; 3. соединение разнородных, трудно свариваемых и не свариваемых материалов; 4. соединениях деталей с затруднительным доступом и контролем качества; 5. предотвращения распространения усталостной трещины из детали в деталь. Преимущества заклёпочных соединений: 1. Не позволяет распространяться усталостным трещинам, повышая надёжность всего изделия. 2. Позволяет соединять не поддающиеся сварке материалы. Недостатки заклёпочных соединений: 1. Трудоёмкость процесса - необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную. 2. Повышенная материалоёмкость соединения - заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке. 16 3. Необходимость специальных мер для герметизации.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения Головки заклепок могут иметь сферическую, коническую или коническосферическую форму. В зависимости от этого различают головки: § полукруглые (а), § потайные (б), § полупотайные (в), § плоские (г). 17

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения Технология выполнения заклепочного соединения: 1. В соединяемых деталях выполняют отверстия сверлением или другим способом. 2. В сквозное отверстие соединяемых деталей вставляют до упора головной стержень заклепки - заклепка может быть в горячем или холодном виде. 3. Свободный конец заклепки выходит за пределы детали примерно на 1, 5 d. 4. Свободный конец заклепывают ударами или сильным давлением и создают вторую головку. 18

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения По характеру расположения соединяемых деталей различают: 1. соединения внахлестку (а) - один лист материала накладывают на другой; 2. соединения встык – листы материала подводят встык и соединяют наложенной на них одной (б, в, г) или двумя накладками. По расположению заклепок швы делятся на: 1. однорядные; 2. двухрядные (а, б, в); 3. многорядные (г); 4. параллельные (б, в); 19

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения Диаметр стержней заклепок выбирают по специальным таблицам. Ориентировочно он принимается равным толщине соединяемых деталей. Длину стержня заклепки принимают с учетом толщины соединяемых деталей и припуска. На сборочных чертежах головки заклепок изображают не по их действительным размерам, а по относительным размерам, в зависимости от диаметра стержня заклепки d. 20

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клепаные соединения На чертежах указывают все конструктивные размеры швов клепаного соединения. При этом не вычерчивают все заклепки соединения - показывают одну заклепку и место расположения остальных (пересечение осей). На чертежах наносятся следующие обозначения: § диаметр (d) и длина (L) стержня заклепки; § группа металла и номер ГОСТ, определяющего форму головки и покрытие. Например, заклепка, имеющая полукруглую головку, длину d=25 мм, диаметр стержня d = 10 мм, изготовленная из металла группы ОО, без 21 покрытия имеет обозначение: Заклепка 10 x 25 ГОСТ 10299— 80.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Соединения деталей пайкой Пайка – технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей. Припой - это металл или сплав, температура плавления которого меньше, чем у соединяемых изделий. Припой выбирают в зависимости от свойств соединяемых металлов, припоя и требований прочности спаянного соединения. Для предохранения соединяемых поверхностей от окисления используют паяльный флюс – вещество: 1. очищающее поверхности и припой от оксидов и загрязнений; 2. предотвращающее образование оксидов; 3. увеличивающее растекаемость расплавленного припоя. 22

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Соединения деталей пайкой Преимущества паяных соединений: 1. высокопроизводительный процесс; 2. обеспечивает надёжное электрическое соединение; 3. позволяет соединять разнородные материалы (в различной комбинации металлы и неметаллы); 4. отсутствуют значительные температурные коробления; 5. допускает многократное разъединение и соединение соединяемых деталей. Недостатком паяных соединений является относительно невысокую механическую прочность. 23

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Соединения деталей пайкой Технология пайки: 1. элементы деталей, припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей; 2. припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей; 3. нагрев прекращается, припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение. Прочность соединения зависит от: 1. зазора между соединяемыми деталями (от 0, 03 до 2 мм); 2. чистоты поверхности; 3. равномерности нагрева элементов. Соединения деталей пайкой находят широкое применение в приборостроении, электротехнике. 24

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клеевые соединения позволяют соединять разнообразные материалы. Клеевой шов, как и паяный, согласно изображается сплошной линией толщиной 2 S. На линии-выноске чертят условный знак (а), напоминающий букву К. Если шов выполняется по периметру, то линию-выноску заканчивают окружностью (б). Марка клея записывается или в технических требованиях, или в спецификации в разделе «Материалы» . 25

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клеевые соединения осуществляют различными способами. Чаще всего применяется соединение внахлестку и встык с помощью планки, втулки и т. п. Надежное соединение деталей малой толщины, как правило, возможно только склеиванием. Рекомендуемые конструктивные формы клеевых соединений: а — плоскостные; б — тавровые; в — цилиндрические I — нахлесточные соединения; II — врезные (шпунтовые); III — стыковые 26

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Клеевые соединения К недостаткам клеевых соединений относятся: 1. незначительная тепловая стойкость (при температуре выше +90° С прочность их резко снижается); 2. склонность к ползучести при длительном воздействии больших статических нагрузок; 3. длительные сроки сушки; 4. необходимость нагрева для получения стойких и герметичных соединений; 5. низкая прочность на сдвиг и др. Причины непрочности клеевых соединений: 1. плохая очистка склеиваемых поверхностей; 2. неравномерное нанесение слоя на склеиваемые поверхности; 3. затвердевание на поверхности клея до соединения деталей; 4. недостаточное давление на соединяемые части склеиваемых деталей; 5. неправильный температурный режим и недостаточное время сушки соединенных частей. 27

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Соединения сшиванием и металлическими скобами При соединении деталей сшиванием шов изображают тонкой сплошной линией с отводимой от нее линией – выноской с условным знаком сшивки похожим на латинскую букву N. Толщина линий знака – S (а). Если соединение имеет несколько швов, то изображают только один, расположенный ближе к краю, а количество швов и расстояние между ними указывают под полкой линии выноски (верхняя выноска на рисунке). Все необходимые сведения о шве (нитках и т. д. ) помещают в технических требованиях, причем номер пункта указывают на полке линии-выноски. Шов, образованный металлическими скобами, изображается сплошной толстой линией. Обозначение шва металлическими скобками совпадает с обозначениями для пайки или клейки. Отличие состоит в том, что знак соединения металлическими скобами похож на форму квадратной скобки (б). 28

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ Рассмотрите чертежи неразъемных соединений и назовите их. 29

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ Проставьте на чертежах неразъемных соединений соответствующие условные знаки 30

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ По наглядному изображению выполните чертеж одного из резьбовых соединений 31