24 maja 2024

 

Najczęściej korpusy przyrządów do zgrzewania karoserii wykonywane są w postaci płyty spawanej z blachy zewnętrznej, od spodu użebrowanej. Powierzchnia zewnętrzna przylgowa jest obrobiona – zabielona i odpowiednio owiercona dla kołków i śrub mocujących (więcej na ten temat napiszemy w części poświęconej wymiarowaniu korpusów). Wcześniej, wiele lat wstecz, na płycie korpusu nacinało się w rysy o głębokości ok. 0,2 mm, pod kątem 90° , tworzące dokładną siatkę linii prostopadłych co 100 mm  +/– 0,1 mm. Służyła ona do dokonywania korekt położenia baz. Rysunki karoserii, a dalej przyrządów, wykonywane były właśnie w siatce co 100 mm, w trzech osiach. Jako oś „0” przyjmuje się oś przedniego koła samochodu. Niekiedy jeszcze można spotkać rysunki lub przyrządy w ten sposób zwymiarowane. W przyrządach do zgrzewania np. blach karoseryjnych uwzględnia się odpowiednią przestrzeń dla wprowadzenia zgrzewadeł ręcznie obsługiwanych, czy też przez robota, co powoduje, że od powierzchni spawania na wysokości 900 mm należy odjąć min. 300 mm, a niekiedy więcej, dla zgrzewadła. Pozostaje więc, ok. 600 mm na konstrukcję korpusu (ramy) przyrządu wraz z nogami i stopami.

Korpusy odlewane
Korpusy odlewane stosuje się w większości obrabiarek, a często także w innych maszynach. Są one wykonane tradycyjnie z żeliwa szarego maszynowego lub z żeliwa modyfikowanego. Zaletami żeliwa, jako materiału konstrukcyjnego na korpusy, są:

  • możność otrzymania żądanych, często bardzo skomplikowanych kształtów; Ograniczeniem jest tu tylko możliwość wykonania modelu do zaformowania skrzynki formierskiej i – co też ważne – późniejsza możliwość wyjęcia z odlewu różnych, często skomplikowanych, rdzeni i resztek masy rdzeniowej. Zwłaszcza jeżeli w korpusie jest potem przewidziany, w warunkach eksploatacyjnych, olej smarujący przekładnie zębate. Nie zawsze usunięcie masy rdzeniowej i różnych drutów usztywniających rdzeń jest proste. Zdarza się, że trzeba wycinać otwory w odlewie do ich usuwania. Obecnie najczęściej stosuje się na modele styropian, który można po prostu wytopić. Trzeba każdorazowo uzgodnić to z odlewnią, a zwłaszcza z modelarnią. Nie każda modelarnia umie tworzyć takie modele, które powinny być wykonane z dużą dokładnością i często są sprawdzane na stacjonarnej maszynie pomiarowej.
  • łatwość obróbki mechanicznej;
  • dobre właściwości tłumienia drgań, wynikające z dużego tarcia wewnętrznego materiału;
  • stosunkowo mały koszt przy produkcji seryjnej.

komponent-ecoMill-70
Fot. 1  Korpus obrabiarki ecoMill 70 produkowanej w Pleszewie
fot. FAMOT

Bezpośrednio po odlaniu korpusy poddaje się wyżarzaniu odprężającemu, a następnie po oskórowaniu podstawowych powierzchni ustalających – sezonowaniu naturalnemu na wolnym powietrzu (od kilku tygodni po wiele miesięcy). Zwłaszcza jeżeli dotyczy to korpusów obrabiarek.

laczenie korpusow
Rys. 2  Łączenie części korpusów

Zabiegi te mają na celu stabilizację kształtu i wymiarów odlewu. W obrabiarkach ważnym elementem jest taka konstrukcja łóż i podstaw, która umożliwia łatwy spływ wiórów. W innych maszynach mogą wystąpić inne jeszcze potrzeby, jak np. otwory inspekcyjne lub wentylacyjne, rynny zbierające płyny używane przy produkcji, czy zbiorniki oleju smarującego przekładnię wewnątrz korpusu itp. Grubość ścian i żeber, poza względami sztywności, uwarunkowane są m.in. względami odlewniczymi. Najczęściej ścianki odlewów mieszczą się w zakresie od 12-16 mm dla małych maszyn do 25-35 mm i więcej dla maszyn ciężkich.

laczenie korpusow srubami
Rys. 3  Łączenie korpusów śrubami

Przy żeliwie szarym stosuje się duże promienie przejść między ścianami pionowymi i poprzecznymi, konstruowane wg specjalnych zasad wpisywania okręgów, dla uniknięcia pęknięć i innych wad odlewniczych. Przy wysokiej jakości odlewania i żeliwie modyfikowanym (np. żeliwo ciągliwe czy sferoidalne) możliwe jest stosowanie grubości ścianki 5 mm łączonej ze ścianką np. 30 mm i małym promieniem przejściowym (R = 5 mm) między nimi, bez zagrożeń wad odlewniczych. Konstruktor musi rozstrzygnąć z jakiego żeliwa ma być korpus i odpowiednio do tego go zaprojektować, najlepiej uzgadniając to jeszcze z mającą wykonać korpus odlewnią.

Korpusy spawane
W porównaniu z żeliwnymi, korpusy spawane pozwalają na około dwukrotne zmniejszenie ciężaru przy zachowaniu tej samej sztywności, co tłumaczyć można tym, że moduł sprężystości stali jest 1,8-2,4 raza większy od modułu sprężystości żeliwa. Przy produkcji jednostkowej (np. obrabiarki unikalne i specjalne, czy przyrządy w produkcji jednostkowej lub małoseryjnej), koszt korpusu spawanego jest najczęściej mniejszy niż odlewanego. Konstrukcje spawane ustępują żeliwnym, jeżeli chodzi o możliwości uzyskania skomplikowanych kształtów i tłumienie drgań. Polepszenie właściwości tłumienia drgań w korpusach spawanych można osiągnąć na drodze takich zabiegów konstrukcyjnych jak: żebrowanie ścian, stosowanie spoin pachwinowych i węzłów pochłaniających energię drgań (pakiety blach spawanych pod naciskiem, a niekiedy ołowiane ciężarki w formie tulei, zamontowane na trzpieniu w miejscach, gdzie najkorzystniej tłumią drgania). Są to jednak rozwiązania stosowane sporadycznie, w przypadku trudności, które stwarzają drgania. Grubości blach stosowane na korpusy spawane małej i średniej wielkości wynoszą 4-8 mm, grubość żeber 3-6 mm. W korpusach ciężkich maszyn stosuje się zazwyczaj blachę o grubości 10-20 mm. W bardzo dużych korpusach może to być nawet do 60 mm. W małych maszynach, ale również w niektórych przyrządach, możliwe jest wykonanie korpusu, jako elementu wykrawanego i giętego na prasie krawędziowej, i na końcu zespawanego. Można wtedy rozrysować powierzchnie korpusu z arkusza blachy, odpowiednio ugiąć (zwinąć), czy to na prasie krawędziowej ręcznie, czy też wg programu na prasie sterowanej CNC. Na takie korpusy stosuje się najczęściej blachę do tłoczenia o grubości 2-10 mm. Korpusy te są bardzo sztywne. Przykładowo, korpus z blachy 4 mm zastosowano na wytłaczarkę do makaronu, gdzie stosowany był silnik elektryczny 4 kW. Konstrukcja korpusu była bardzo sztywna i nie przenosiła drgań. W przemyśle spożywczym jest to często stosowane rozwiązanie. Po spawaniu konieczne jest wyżarzanie lub wibrowanie korpusu, jak to omówiono wcześniej.

Korpusy skręcane
Przy wytwarzaniu takich korpusów skręcana jest blacha tworząca powierzchnię stołu, np. górna powierzchnia przyrządu spawalniczego, z dolnym użebrowaniem lub usztywniającym obrzeżem. Rozwiązanie to stosuje się najczęściej gdy przyrządy lub małe maszyny (urządzenia) wykonane są np. z alumoldu (stopu aluminium o dużej wytrzymałości). Stop ten ma taką zaletę, że nie przywierają do niego odpryski spawalnicze. Na przyrządy stosuje się wtedy blachy o grubości 20 mm. Śruby imbusowe wkręca się od dołu, poprzez blachę usztywniającą  – na wysoki kant – w blachę stołu, gdzie otwory gwintowane są nieprzelotowo, tworząc z zewnątrz niedziurowaną powierzchnię.


Aleksander Łukomski

artykuł pochodzi z wydania 6 (93) czerwiec 2015