Разработка технологического процесса изготовления фрезы червячной

Разработка технологического процесса изготовления фрезы червячной 

1 Анализ и  состояние вопроса 
 

1.1 Анализ материала  детали  
 

 Материал  хвостовика- сталь 40Х ГОСТ 4543-71 
 

 Таблица 1.1 Химический состав стали 40Х  Элемент C S P Cr Mn Ni Si 
 

      Не  более  
 
 
 

Содержание, % 0.36-0.44 0.035 0.035 0,8-1,0 0.5-0.8 0.3 0.17-0.37 
 
 

 Таблица 1.2- Механические свойстваs02 sв d5 y KCU НВ

Мпа МПа % % Дж/см2  

360 785 16 40 50 250 
 
 

Материал режущей  части- сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 
 

 Таблица 1.3- Химический составЭлемент C S P Cr W V Mo 
 

      Не  более  
 
 
 

Содержание, % 0.7-0.8 0.03 0.03 3,8-4,2 5.8-6,0 1.5-2.5 4.8-1,0 
 
 

 Таблица 1.4- Механические свойстваs02 sв d5 y НВ

Мпа МПа % %  

760 1060 14 40 260 
 
 
 

1.2 Классификация  поверхностей детали 
 

С целью выявления поверхностей, влияющих на выполнение деталью своего служебного назначения, проведём классификацию поверхностей детали (рисунок 1.1), результаты сведем в таблицу 1.1. 
 
 
 

Рисунок 1.1- Систематизация поверхностей 
 

Таблица 1.1- Классификация  поверхностей деталиНаименование типа поверхностей Номера поверхностей

Исполнительная 13,29,30,31,32,27

Основная конструкторская  база 5,18

Вспомогательная конструкторская база 24,25,16

Свободная Остальные 
 
 

2 Выбор и проектирование  заготовки 
 

Так как рабочая  часть фрезы червячной выполнена из быстрорежущей стали Р6М5, а хвостовик из стали 40Х, заготовкой для инструмента может служить прокат с последующей подрезкой торцев и сваркой трением.  
 

 Найдем максимальный  диаметр заготовки из проката 

 На наибольший  диаметр фрезы червячной примем припуски 

 При черновом  точении припуск на обработку  составляет 2,8 мм,  

 чистовом 0,8 мм, шлифовании 0,3 мм 

 Расчетный  размер заготовки: 

 Хвостовика  левого, пов. 8:  

D = 35+2,8+0,8 = 38,6 мм 

 Хвостовика  правого, пов. 15:  

D = 24+2,8+0,8 = 27,6 мм 

 Режущей части 

D = 50+2,8+0,8+0,3 = 53,9 мм 

 По расчетным  данным заготовки выбираем необходимый  размер горячекатаного проката  обычной точности по ГОСТ 2590—71* 

 Хвостовика  левого, пов. 8:  
 

 Круг  
 

 Хвостовика  правого, пов. 15:  
 

 Круг  

 Режущей части 

 Круг  
 

 Припуски  на подрезание торцовых поверхностей  с учетом припуска на подрезку  и угар определяют по [3, табл.3.13]  

 Припуск на  подрезку торцев 1,5 мм на каждый. 

 Общая длина  мерных заготовок после абразивно-отрезной  операции: 

 Хвостовика  левого, пов. 8:  

Lзх = 107+1,5·2 = 110 мм 

 Принимаем  длину заготовки 110 мм. 

 Хвостовика  правого, пов. 15:  

Lзх = 43+1,5·2 = 46 мм 

 Принимаем  длину заготовки 46 мм. 

 Режущей части 

Lзр = 90+1,5·2 = 93 мм 

 Принимаем  длину заготовки 93 мм. 

 Объем заготовки  определяем после сварки и  токарной обработки- при подрезке  торцев и обтачивания режущей  части на длине 4 мм до диаметра  хвостовиков (см. рисунок 2.1): 
 
 

 Рисунок 2.1- Эскиз заготовки 
 

 Объем заготовки  

Vп = (2.1) 
 

 где Vi- объем i-го элемента заготовки 
 

 Цилиндрические  элементы заготовки 
 

V = p Ч d2 Ч l / 4 (2.2) 
 

 где d- диаметр,  мм 

l-длина, мм 

 Тогда объем  заготовки V, мм3 

V = 3,14/4Ч((392Ч(108,5+4) + 542Ч(90-4Ч2) + 282Ч(44,5+4)) = 351875 мм3 

 Масса заготовки  mз, кг 
 

mз = VЧg , (2.3) 
 

 где V - объем,  мм3; 

 g - плотность стали, кг/мм3. 

mз = 351875 Ч7,85Ч10-6 = 2,76 кг 

 Коэффициент  использования материала на заготовку 
 

 КИМ = mд  / mз = 1,3/2,76 = 0,47 (2.4) 
 

3 Разработка  технологического маршрута 
 

3.1 Назначение и обоснование технологических баз, схем базирования и установки заготовки 
 

Технологичность базирования и закрепления детали характеризуется наличием опорных  поверхностей (баз), совпадением технологической  и измерительной баз, точностью  и шероховатостью базовых поверхностей. 

Анализируя конструкцию  детали с точки зрения этих критериев, выясняем, что в качестве черновых баз на центровочно-подрезной операции возможно использовать наружные поверхности  проката, пов. 8,15 и торец 14.  

В качестве баз  при дальнейшей токарной, шлифовальной, фрезерной обработке необходимо использовать центровые отверстия 20 и торцы 1,19 

В качестве баз  при сверлильной и центрошлифовальной обработке необходимо использовать пов. 4,18 с торцем 16 
 

Теоретические схемы базирования. 
 
 
 

 Рисунок 5.1- Теоретические схемы базирования 
 

 Таблица 5.1- Лишаемые степени свободы№ точки 1 2 3 4 5 6

Лишаемая степень  свободы x jy y jz z jx 
 
 

 Точки 1, 2, 3, 4 являются двойной направляющей  базой. 

 Точка 5- опорная  точка 

 Для материализации теоретической схемы базирования используем: 

- центра жесткие  и вращающиеся на токарных, шлифовальных  и фрезерных операциях 

- призмы самоцентрирующие  на сверлильной, центровочно-подрезной  и центрошлифовальной операциях 
 

3.2 Выбор методов  обработки отдельных поверхностей 
 

Анализ последовательности обработки поверхностей проводим с  целью проверки правильности выбора методов обработки (переходов). 

Перечень методов  обработки каждой поверхности заносим  в графу 2 таблицы 5.2, где обозначено: 
 

 П-подрезка, Ц-центрование 

 Ф- фрезерование, С- сверление,  

 Рз-резьбонарезание,  Т- обтачивание черновое,  

 Тч-обтачивание  чистовое, Ш- шлифование черновое,  

 Шч- шлифование  чистовое, З- заточная,  

 То- термообработка 
 

 Таблица 5.2- Маршрут обработки поверхностейНомер обрабатываемой поверхности Маршруты обработки IT Ra 

1,19 

20 

П, Ц, ТО 

14 

8 

3,2 

3,2 

2,3,4,6,7,8,9,10,11,12, 

14,15,16,17,21 Т, Тч, ТО 12 3,2

5,18 Т, Тч, Ш, ТО, Шч 6 0,40

13 Т, Тч, ТО, Шч 8 0,4

29,30,31,32 Т, Тч, Ф, ТО, З 8 0,20 

25 

26,28 Ф, ТО 

11 

12 

3,2 

3,2

27 Ф, ТО, З 8 0,20 

23,22 

24 С, Рз, ТО 

12 

10 

3,2 

3,2 
 
 

 Анализируя  таблицу 5.2, приходим к выводу, что данные методы обработки  и их последовательность обеспечивают  обработку поверхностей с заданным  качеством. 
 

3.3 Разработка  маршрутной технологии 
 

Таблица 5.3- Технологический  маршрут обработки детали№оп Наименование операции №базовых поверхн. №обраб. поверхн. IT Ra

005 Абразивно-отрезная 8 1 16 20

010 Абразивно-отрезная 15 19 16 20

015 Абразивно-отрезная 13 12,14 16 20

020 Токарная 8 1 14 12,5

025 Токарная 15 19 14 12,5

030 Токарная 13 12,11 14 12,5

035 Токарная 13 14,15 14 12,5

040 Сварочная 13,15 14 14 -

045 Сварочная 13,8 12 14 -

050 Термическая (отжиг) - - - -

055 Правильная 8,15 - - - 

060

      Центровально-подрезная 8,15,14 

1,19 

20 

12 

10 

3,2 

3,2

065 Токарная черновая 19,20 

3,4,5,6,8,10, 

11,12 13 6,3

070 Токарная черновая 1,20 

13,14,15,16, 

18 13 6,3

075 Токарная чистовая 19,20 2-12 10 3,2

080 Токарная чистовая 1,20 13-18,21 10 3,2

085 Круглошлифовальная черновая 19,20 5 8 1,25

090 Круглошлифовальная черновая 1,20 18 8 1,25

095 Фрезерная 19,20 27,28 12 3,2

100 Фрезерная 19,20 13,29-32 12 3,2

105 Фрезерная 19,20 

25 

26 

11 

12 

3,2 

3,2

110 Сверлильная 5,18,6 

23,22 

24 

12 

10 

3,2 

3,2

115 Слесарная  
 
 
 

120 Моечная  
 
 
 

125 Контрольная  
 
 
 

130 Термическая (закалка)  
 
 
 

135 Центрошлифовальная 5,18,16 20 8 1,25

140 Круглошлифовальная чистовая 19,20 5 6 0,4

145 Круглошлифовальная чистовая 1,20 

18 

13 

6 

8 

0,4 

0,4

150 Заточная 19,20 27 8 0,20

155 Затыловочно-шлифовальная 19,20 

13,29,30,31, 

32 8 0,20