Проектирование технологического процесса обработки

    Б. Проектирование технологического процесса обработки

1. Назначение детали в узле, анализ технических требований и выявление технологических задач, возникающих при изготовлении

а) Назначение детали в узле.

    Муфта упругая втулочно – пальцевая (МУВП) предназначена для соединения соосных  валов и передачи крутящего момента, для уменьшения динамических нагрузок.

    Муфты привода лифта выполняют роль маховой массы, которая оказывает  большое влияние на величину ускорения  при пуске и торможении, чем  больше маховой момент вращающихся  масс (муфты ротора электродвигателя и червяка), тем меньше ускорение. Поэтому маховой момент системы  определяется в зависимости от типа лифта (грузоподъемности, скорости, типа электродвигателя и т.д.) и заданного  ускорения кабины.

    Величина  момента передаваемого муфтой при  трогании и торможении механизма  не превышает 240 Нм. В процессе работы исполнительного механизма муфта  вращается в обоих направлениях (реверс).

    Муфта работает в тяжелых условиях. Неотапливаемое помещение; небольшое количество абразивной пыли; повышенная влажность воздуха; плохие освещенность и доступность  для обслуживания. Время работы в  сутки: до 18 часов. Температура окружающей среды: -20…+30.

    Муфта упругая втулочно – пальцевая  представляет собой соединение двух полумуфт: тормозной и приводной. Соединение полумуфт между собой  осуществляется с помощью пальцев, установленных на моторной полумуфте. На пальцы надеваются упругие резиновые или кожаные втулки для смягчения ударов при пуске и торможении электродвигателя. Диаметр упругих буферных прокладок принимается таким, чтобы муфта с пальцами свободно входила в полумуфту редуктора, насаженную на конец червячного вала.

    Полумуфта, установленная на конце вала электродвигателя, предназначена для передачи крутящего  момента от двигателя на быстроходный вал редуктора.

    Полумуфта моторная представляет собой втулку с фланцем, по окружности которого предусматриваются  цилиндрические отверстия под пальцы. Данная полумуфта содержит гладкое  цилиндрическое отверстие. Для передачи крутящего момента в отверстие  полумуфты протянут шпоночный паз. Со стороны нерабочей поверхности  полумуфты на фланце сделаны выемки для крепежных элементов.

б) Анализ технических требований  и выявление технологических задач, возникающих при ее изготовлении.

      На  изначальном чертеже детали видно, что не все поверхности полумуфты подвергаются механической обработке. Механообработке не подвергается внешняя конусная поверхность втулки, так как она не является рабочей поверхностью.

Анализ  точности выполняемых размеров.

      Внутренняя  цилиндрическая поверхность полумуфты  является посадочной поверхность. Этой поверхностью деталь садится на вал  электродвигателя. Исходя из того, что полумуфта работает при высоких скоростях вращения и должна передавать крутящий момент от вала двигателя к входному валу редуктора, то должно выполняться требование хорошего центрирования, а так же возможность сборки и разборки ее с двигателем без значительных усилий. Таким образом, у полумуфты должна быть высокая цилиндричность посадочной поверхности, что обеспечивается соответствующей посадкой. Из набора предпочтительных посадок для данного типа соединений больше других подходит посадка Н7/k6. Посадка Н7/k6 (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников. Стандартные электродвигатели серии АИР имеют посадку k6. Так же имеется соответствующая данной посадка в системе вала K7/h6. Данная деталь имеет поле допуска 15 мкм, соответствующая в данном случае 7-ому квалитету точности. Исходя их этого назначаем посадку K7/h6.

      Поскольку данная торцевая поверхность используется при выверке полумуфты относительно тормозной полумуфты, следовательно  данный торец должен быть перепендикулярен внутренней цилиндрической поверхности  полумуфты. Это требование взаимного  расположения задано в виде биения, так как биение в случае сопряжения вращающихся поверхностей будет определяющим фактором динамических нагрузок. Допуск на биение  равен 25 мкм, соответствует 6-ому квалитету точности (номинальный диаметр поверхности 123 мм). Невыполнение данных требований приведёт к перекосу и большим динамическим нагрузкам.

      Наружная  цилидрическая поверхность полумуфты  является посадочной для внутренней цилиндрической поверхности тормозной  полумуфты, и по ней так же производится выверка взаимного положения полумуфт. Данная поверхность выполнена в системе вала, и имеет допуск 25 мкм, соответствующий 6-ому квалитету точности для данного размера (123 мм).

      Обе цилиндрические поверхности должны быть соосными для предотвращения вибраций и связанных с ней нагрузок. Учитывая высокие скорости вращения, к цилиндрическим поверхностям полумуфты предъявлены высокие требования соосности.

      Деталь  имеет три крепежных отверстия. Допуски расположения осей отверстий  для крепежных деталей должны устанавливаться одним из способов:

• позиционными допусками осей отверстий;
• предельными отклонениями размеров, координирующих оси отверстий.

      Для отверстий, образующих одну сборочную  группу при числе элементов в  группе больше двух, предпочтительно  назначать позиционные допуски  их осей. На чертеже допуск расположения отверстий является зависимым от действительного размера рассматриваемого элемента и представлен позиционным допуском осей отверстий, равного 12 мкм. Эта относительно небольшая величина обусловлена тем, что требование вызвано только условием возможности сборки. Передача момента осуществляется за счет сил трения, возникающих в стыке.

      Посадочные поверхности под крепежные элементы необходимо расточить и обеспечить их параллельность, иначе болты, являющиеся крепежными элементами, будут испытывать изгибные  напряжения из-за перекоса осей. Так как это требование на чертеже не указано, его нужно задать. Для данного диаметра и девятого квалитета точности (чистовое точение) определяем допуск по параллельности 43 мкм (9 квалитет точности выбран равным квалитету точности торцевой поверхности по биению).  В противном случае может привести к разупрочнению соединения и поломке передаточного механизма.

Точность  отливки 10-0-0-10 ГОСТ26645-85

      Исходя  из того, что для данная отливка  должна соответствовать 10-ому классу размерной точности, 10-ому классу точности массы (степень коробления не нормируется, степень точности поверхностей не нормируется), следует что к отливке предъявляются средние требования по точности и массе. Это связано с тем, что основными параметрами полумуфты, влияющими на работу  механизма, являются ее масса и точность поверхностей.

В случае невыполнения данного требования возможно возникновение  вибрации и дисбаланса. 

Формовочные уклоны по ГОСТ3212-92

      При изготовлении отливки используются стандартные значения формовочных  уклонов.

      Требования  к отливке не жесткие, так как  после литья все поверхности  заготовки подвергается механической обработке.

      Неуказанные предельные отклонения:H14; h14; +-IT14/2

      Поверхности детали, для которых не указано  другого, выполняются по 14 квалитету, потому что они не контактируют с  другими деталями и к ним не предъявляется особых требований по точности.

Покрытие:

      Эмаль ПФ-115 предназначена для металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям, и для окраски внутри помещений.

      Перед применением эмаль тщательно  перемешивают, при необходимости  разбавляют сольвентом, уайт-спиритом (нефрасом-С4-155/200), скипидаром или их смесью 1:1.

      Эмаль ПФ-115 наносят методом распыления или кистью на  сухую, предварительно очищенную от пыли, жировых и других загрязнений, ржавчины, окалины поверхность.

      Время высыхания каждого слоя эмали  при температуре (18-22)С – 24ч.

      Расход  эмали на однослойное покрытие в  зависимости от цвета 100-180 г/м2.

      Меры  предосторожности: при проведении окрасочных работ, а так же после их окончания  необходимо тщательно проветривать помещение. Беречь от огня. Для защиты рук применять резиновые перчатки. Данное требование необходимо для предотвращения коррозионных процессов. 

3. Технологический анализ конструкции.

      Конструкция изделия может быть признана технологичной, если она обеспечивает простое и  экономичное изготовление этого  изделия. Повышение технологичности  конструкции изделия предусматривает  проведение комплекса различных  мероприятий, в числе которых  необходимо отметить приведенные ниже.

Качественная  оценка технологичности.

         1) Уменьшение трудоемкости изготовления  детали. Это достигается путем  снижения требований к точности  детали. Точность данного изделия  невысокая. Установленные конструктором  допуски являются обоснованными,  так как допуск формы обусловлен  степенью ответственности детали. Конструкция детали состоит из минимального числа поверхностей, обусловленных ее функциональным назначением. Поэтому число требований также минимально. Большинство поверхностей можно получить обычными методами токарной обработки. Исключением являются посадочный участок полумуфты, который садится на вращающийся вал электродвигателя, заданную шероховатость которого можно получить обычным шлифованием. Для получения шпоночного паза необходимо применить протяжную обработку. К тому же, шпоночный паз выполнен напроход, что является более технологичным вариантом, чем непроходной вариант.

        2) Создание конфигурации детали и подбор материала, позволяющего применение наиболее совершенных исходных заготовок, сокращающих объем механической обработки. Данная деталь имеет самую простую конфигурацию – поверхность вращения. Материал, из которого изготовлена деталь (СЧ30), хорошо обрабатывается. За счет небольшой протяженности обрабатываемых поверхностей снижается объем механической обработки, что непосредственно приводит к снижению трудоемкости обработки детали.

      3) Материал, из которого изготавливается  деталь, обладает свойством гасить  вибрацию.

      4) Простановка размеров на чертеже с учетом требований их механической обработки, позволяющая выполнять обработку по принципу автоматического получения размеров и обеспечивать совмещение конструкторских и технологических баз. Введение постоянных технологических баз позволяет повысить и сократить трудоемкость обработки соосных поверхностей. Все эти требования на чертеже учтены. Система простановки размеров в целом обеспечивает удобство и производительность контроля.

      5) Создание конфигурации детали, позволяющей применение наиболее совершенных и производительных методов механической обработки (обработка многорезцовым, фасонным и многолезвийным инструментом, накатывание резьбы, применение агрегатных и специальных станков и автоматов, поточных и автоматических линий). Данная деталь не имеет конструктивных элементов, препятствующих выходу обрабатывающего инструмента. Все поверхности легкодоступны для обработки. Конструкция детали позволяет применять станки с ЧПУ. Большинство токарных операций производятся на токарных станках с ЧПУ. При изготовлении детали в большинстве случаев не требуется специальных методов получения заготовки, специальной оснастки для механической обработки, специальных методов контроля. 
 

Количественная оценка технологичности.

      Производство  среднесерийное. Материал детали отличается дешевизной, что в условиях среднесерийного производства является положительным с точки зрения технологичности детали.

      На  основе проведенного анализа считаем  конструкцию данной детали технологичной  в условиях среднесерийного  производства. 

4.Выбор и обоснование метода изготовления заготовки.

      Для выбора вида заготовки определяются самые значимые показатели для ее изготовления.

1. Технологические свойств материала.

      При изготовлении полумуфты использован материал СЧ30, обладающий высокими литейными свойствами. Этот вид чугуна относится к модифицированным чугунам и представляет собой серый чугун, улучшенный специальными добавками, присадками, уменьшающими внутренние  напряжения, повышающими прочность.

      Таким образом исходя из главного технологического свойства – жидкотекучести, определяем вид заготовки – отливка.