ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛИ ВИЛКА

Введение

В машиностроительном производстве технология обработки металла резанием является основным методом, который позволяет обеспечить требуемое качество обработки. Разработка технологического процесса механической обработки начинается с изучения чертежа детали, ее конструкции. На основании этого выявляется служебное назначение детали, которое определяет технические требования, предъявляемые к детали. Для определения необходимости применения того или иного основного технологического оборудования, а также технологической оснастки и режущего инструмента, проводится качественный и количественный анализ технологичности конструкции детали.
Целью данного курсового проекта является разработка прогрессивного технологического процесса изготовления детали Вилка с обеспечением требуемой точности и качества. В курсовом проекте необходимо решить следующие задачи:
описать назначение детали и технические требования, предъявляемые к ней;
проанализировать технологичность детали;
разработать технологический процесс изготовления детали Вилка;
произвести выбор оборудования;
подобрать по каталогам режущий инструмент;
спроектировать режущий инструмент для разработанного технологического процесса;
произвести расчет режимов резания.

1 исходные данные для выполнения курсового проекта
Служебное назначение детали и технические требования, предъявляемые к ней

Деталь Вилка служит для соединения деталей неизвестного нам узла. Деталь присоединяется предположительно к корпусу при помощи четырех болтов диаметром Ø12 мм. Для этого в основании вилки размером 114х205х26 располагаются 4 отверстия диаметром Ø13Н14 мм. На основании располагаются две стойки шириной 100 мм, толщиной 19 мм, высотой 146 мм и радиусом на вершине R50 мм. На стойках имеются по две бобышки диаметром Ø100 мм и Ø80 мм высотой 8 мм. В обеих стойках предусмотрено отверстие диаметром Ø35Н14 мм. Данные отверстия служат для ориентации и крепления болта или шпильки, на который одевается рычаг. На одной из стоек имеются два резьбовых отверстия М6-7Н мм. На другой стойке имеется лыска глубиной 10 мм и шириной 15 мм.


Рисунок 1.1 – 3D модель детали Вилка
В качестве материала детали Вилка ПК 02.06.00.02 используется чугун с пластинчатым графитом для отливок СЧ18 ГОСТ 1412-85.
Временное сопротивление при растяжении не менее σ_в=180 МПа.
Ориентировочные данные о временном сопротивлении при растяжении и твердости в стенках отливки различного сечения приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Ориентировочные данные о временном сопротивлении при растяжении и твердости
Толщина стенки отливки, мм
4 8 15 30 50 80 150
Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее
245 200 175 135 120 110 100
Твердость НВ, не более
248 232 220 208 168 160 136

Таблица 1.2 – Химический состав СЧ18, %
С Si Mn P S
3,4-3,6 1,8-2,4 0,6-0,9 не более 0,2 не более 0,15

Чугун СЧ18 применяется для изготовления зубчатых колес, шкивов, корпусов редукторов, муфт сцепления, паровых цилиндров и других средненагруженных деталей в химическом машиностроении; отливок деталей горно-металлургического оборудования; отливок блоков цилиндров в автомобилестроении; оснований станков, салазок, столов в станкостроении; отливок деталей трубопроводной арматуры и приводных устройств к ней; частей литых соединительных для трубопроводов.

Анализ технологичности детали

В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность – это совокупность свойств изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ. Проведем анализ технологичности детали ПК 02.06.00.02 и выделим следующие особенности обработки данной детали:
Вилка – деталь сложной формы – основание и две стойки. Основные рабочие поверхности – нижняя плоскость основания, базовая поверхность, на которую устанавливается Вилка на сопрягаемую деталь, с шероховатостью R_а=3,2 мкм, два отверстия диаметром Ø35Н14 мм с шероховатостью R_а=2,5 мкм, 4 торцевые поверхности двух бобышек и 4 отверстия диаметром Ø13Н14 мм;
в одной из стоек имеются два резьбовых отверстия, для которых потребуется применение одного комбинированного сверла и метчика;
все поверхности доступны для обработки с использованием стандартного инструмента и приспособлений, что в свою очередь является технологичным. Наружные поверхности можно обработать торцевыми фрезами, а внутренние концевыми фрезами, обеспечивающими высокую производительность при обработке;
деталь имеет достаточную жесткость и прочность, при которых исключается вибрация в процессе обработки;
шероховатость большинства обрабатываемых поверхностей R_а=2,5; 3,2 мкм, которая обеспечивается при однократной (черновой) обработке;

требования по точности – все поверхности имеют 14 квалитет – выполнимы в процессе обработки;
материалом детали ПК 02.06.00.02 является серый чугун СЧ18 ГОСТ 1412-85, применяемый для изготовления деталей средних статических и динамических нагрузок. Материал обладает достаточной износостойкостью и хорошей обрабатываемостью резанием (предсказуемая стойкость инструмента, образование стружки надлома, что облегчает ее уборку). Делаем вывод: материал детали технологичен;
заготовкой является отливка, поэтому конфигурация наружного и внутреннего контуров не вызывает значительных затруднений при ее получении.
Вывод: проведенный анализ показал, что конструкция детали Вилка ПК 02.06.00.02 технологична, т.к. удовлетворяет большинству технологических требований.

Разработка проектного технологического процесса

В таблице 1.3 приведен проектный маршрутный технологический процесс изготовления детали Вилка ПК 02.06.00.02.
Таблица 1.3 – Маршрутный технологический процесс
№
операции Наименование операции Оборудование
000 Заготовительная Литье в песчаные формы
005 Комплексная на ОЦ с ЧПУ Обрабатывающий центр 500VS
010 Комплексная на ОЦ с ЧПУ Обрабатывающий центр 500VS
015 Контрольная Контрольный стол



План операций и переходов в них.
Описание операции «005 комплексная на ОЦ с ЧПУ»
26(1) – торцовая фреза Ø160 мм R220.56-8160-14-10A, пластина SNMX1407ZNTR-M16МК2050 или R220.54-8116-22-8А10A, пластина SNMX220(АNTR-M16 М18К2050
4 отверстия 13 (2) – сверло Ø13 мм, SD1103-1300-043-14R1 или с внутренней подачей СОЖ SD1103А-1300-043-14R1.

Описание операции «010 комплексная на ОЦ с ЧПУ»
Установ 1
35(3), 35(4), 35(5), 35(6) – концевая фреза JS514250D4C.0Z4-NXT;
Установ 2
2 отверстия диаметром 35 (7), 120(8) – сверло с механическим креплением пластин: SD525-35-140-40R7, пластина центральная SPGX903, пластина периферийная SCGX09T308;
лыска 15(9), 10(10) – концевая фреза (JARBO-SOLID) JS553250Z3.0-SIRON-A;
Установ 3
2 отверстия под резьбу со снятием фаски 17(11), 40(12), 5,0(13), 0,5х45°(14), 12(15) сверло SD1103-0500-020-06R1 вставляется в фасочный модуль SD200-С45-6R1
нарезание резьбы М6(16), 10(17) метчик MTS-M6X1.00ISO6HX-XC-K001 или MTН-M6X1.00ISO6HX-BC-Р001