Механической обработки

Исходные данные представлены в задании к курсовой работе и в приложенном к нему чертеже. В задании (Приложение 20) указаны годовая программа выпуска деталей, разделы курсовой работы, срок сдачи выполненной работы. Эта информация будет использована в ходе выполнения работы.

Чертёж детали позволяет в первую очередь сделать описание детали и сформулировать её служебное назначение.

В описании детали дать назначение отдельных поверхностей детали; охарактеризовать материал, из которого изготовлена деталь, описать его особенности и свойства; описать особенности отдельных поверхностей, оценив точность размеров, шероховатость, отклонения формы и расположения поверхностей; отметить дополнительные технические требования, предъявляемые чертежом к детали в целом и к отдельным её поверхностям. Из описания назначения и конструкции детали должно быть ясно, какие поверхности и размеры имеют основное значение для служебного назначения детали и какие – второстепенное. Давая описание детали указать предварительно на методы обработки отдельных поверхностей.

Под служебным назначением детали понимают максимально уточнённую и чётко сформулированную задачу, для решения которой предназначена деталь. Формировать служебное назначение детали целесообразно исходя из области применения аналогов и особенностей конструкции детали.

В конструкции электрических машин наиболее часто встречаются корпусные детали (корпусы, станины, остовы, подшипниковые щиты, фундаментные плиты) и детали типа тел вращения (валы, фланцы, подшипниковые крышки, диффузоры, втулки, кольца, стержни).

К деталям электрических аппаратов, которые подвергаются механической обработке, относятся также корпусные (корпусы, крышки), детали магнитной системы электромагнитов постоянного (выпрямленного) тока (якоря, магнитопроводы), детали тел вращения (валы переключателей, командоконтроллеров и пр., тяги, поворотные якоря).

Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на которые устанавливают различные присоединяемые детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы машины под нагрузкой.

В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимыми параметрами жёсткости и виброустойчивости, что обеспечивает постоянство относительного положения соединяемых деталей и сборочных единиц, правильность работы механизмов и отсутствие вибраций.

Кроме механических характеристик к корпусным деталям могут быть предъявлены специальные требования, например, повышенная магнитная проницаемость, хорошая теплопроводность материала, повышенная теплоотдача с поверхности и прочие.

Конструктивное исполнение корпусных деталей, применяемый материал и необходимые параметры точности определяют исходя из служебного назначения деталей, требований к работе механизмов и условий их эксплуатации. При этом учитываются и технологические факторы, связанные с возможностью получения требуемой конфигурации заготовки, возможностями механической обработки и удобства сборки, которую начинают с базовой корпусной детали. В качестве материала для изготовления корпусных деталей применяют во многих случаях серый чугун. Заготовки из серого чугуна изготавливают методом литья. В машинах малой мощности корпусные детали изготавливают из алюминиевых сплавов методом литья под давлением или методом экструзии. В машинах большой мощности заготовки корпусных деталей изготавливают из стального проката сваркой.

Корпусные детали электрических аппаратов изготавливаются прессованием из листового проката, пластмассы, алюминиевого сплава. Для специальных исполнений возможно изготовление таких деталей литьем с последующей механической обработкой. В качестве материала этих деталей могут использоваться серый чугун, сталь конструкционная, цветные металлы.

Детали магнитных систем электрических аппаратов изготавливаются из низкоуглеродистой стали (Ст.3, Ст.5, Ст.10), обладающие гарантированной магнитной проницаемостью. В качестве заготовок для них используется прокат листовой, валы, полосы.

Детали типа тел вращения электрических машин и аппаратов различны по служебному назначению, конструкции, размерам и материалу. Они могут быть с большим отношением длины к диаметру (валы, оси), с отношением – около единицы (втулки, цилиндры) и с малым отношением – меньше 0,5 (фланцы, крышки).

Различие конструктивных форм и размеров деталей влияет на способ базирования заготовок и последовательность их обработки. Объединяющим признаком этих деталей является то, что они образованы в основном наружными, внутренними и торцовыми поверхностями, имеющими общую ось вращения. Поэтому при обработке таких деталей, кроме общей задачи получения заданных размеров, стоит технологическая задача обеспечения соосности поверхностей и точного расположения торцов относительно оси детали. При изготовлении деталей типа тел вращения наиболее широко применяется токарная обработка.

Наиболее трудоёмки в изготовлении ступенчатые валы, имеющие шейки под подшипники, шпоночные канавки, шлицевые и резьбовые поверхности.

Валы в основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей, которые обеспечивают высокую прочность, хорошо обрабатываются, для повышения износостойкости подвергаются термической обработке.

К валам обычно предъявляются следующие требования: точность сопрягаемых поверхностей по 6 квалитету, шероховатость поверхности R_a = 2,5–0,63 мкм, допуск цилиндричности и круглости шеек под подшипники – 0,25–0,5 допуска на диаметр, допуск радиального биения посадочных поверхностей относительно шеек под подшипники – 0,25–0,5 допуска на диаметр, допуск соосности шеек под подшипники – 0,01–0,02 мм. Заготовки для валов изготавливают из цилиндрического проката, штамповкой, ковкой.

Фланцы (подшипниковые крышки) служат для ограничения осевого перемещения вала, расположенного в подшипниках в машине, за счёт создания определённого натяга или гарантированного осевого зазора между торцом наружного кольца подшипника и торцом фланца. Фланцы также выполняют роль крышек отверстий под валы, создавая необходимое уплотнение.

Фланцы, как правило, крепятся к корпусу (подшипниковому щиту) винтами или болтами. Основными базами таких фланцев являются посадочная цилиндрическая поверхность по размеру отверстия в корпусе и малый торец центрирующего пояска. Технические требования: точность отверстий по 7–8 квалитету, точность наружных посадочных поверхностей по 6–8 квалитету, шероховатость R_a = 1,25–2,5 мкм, допуск соосности цилиндрических поверхностей 0,01–0,03, торцевое биение относительно оси отверстия 0,03–0,5 мм. Заготовками фланцев могут быть стальные или чугунные отливки, поковки, штамповки, диски из стального проката.

Пример 21.Сформулировать служебное назначение и сделать описание конструкции подшипниковой крышки (Приложение 21).

Крышка подшипниковая – ФЮРА.711423.016 предназначена для ограничения осевого перемещения вала якоря машины постоянного тока. Крышка устанавливается с наружной стороны подшипникового щита, где расположен выходной конец вала. Высокая точность размера Ø40g6 обеспечивает точность расположения крышки относительно отверстия под подшипник. Отверстие Ø18H6, через которое проходит выходной конец вала, тоже высокой точности, что позволяет стабилизировать зазор между валом и отверстием и эффективней защитить подшипник от внешних воздействий. Этому способствует и оговоренная величина биения наружного диаметра упорного выступа Ø40g6 относительно отверстия Ø18H6. Крышка крепится к подшипниковому щиту с помощью четырёх болтов, ввёртываемых в резьбовые отверстия щита. Крышка будет изготавливаться из качественной конструкционной стали 45. Эта сталь хорошо обрабатывается и имеет высокую прочность. В чертеже не оговорен способ получения заготовки крышки. Учитывая малое отношение длины детали к диаметру (0,111) целесообразно заготовку изготавливать методом объёмной штамповки при серийном производстве или резкой сортового проката на диски при мелкосерийном.

Рекомендуемая литература: [5, с. 9–10], [16, с. 306–312, 319–338], [31, с. 94–99, 114–119, 208–211, 227–229], [32].

Контрольные вопросы:

1. Что должно содержать описание конструкции детали?

2. Что содержит служебное назначение?