Фрезерование шпоночных пазов на валах
Шпоночные соединения очень распространены в машиностроении. Они смогут быть с призматическими, сегментными, клиновыми и другими сечениями шпонок. На рабочих чертежах вала должны быть проставлены размеры для вала с призматической шпонкой и для вала с сегментной шпонкой.
Шпоночные пазы делятся на сквозные, открытые (с выходом) и закрытые. Фрезерование шпоночных пазов есть очень важной операцией. От точности шпоночного паза зависит темперамент посадки на шпонку сопрягаемых с валом подробностей. К обработанным фрезерованием шпоночным пазам предъявляются твёрдые технические требования.
Ширина шпоночного паза должна быть выполнена по 2-му либо 3-му классу точности: по глубине шпоночный паз должен быть выполнен по 5-му классу точности; протяженность паза под шпонку — по 8-му классу точности. Невыполнение этих требований при фрезеровании шпоночных пазов влечет за собой трудоемкие пригоночные работы при сборке — припиливание шпонок или других сопрягаемых подробностей.
Не считая вышеуказанных требований, в отношении точности к шпоночному пазу предъявляется кроме этого требование в отношении точности его шероховатости и расположения поверхности. Боковые грани шпоночного паза должны быть расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вала; шероховатость поверхности боковых стенок обязана пребывать в пределах 5-го класса шероховатости, а время от времени и выше.
Сопоставляя допуски на фрезы с допусками на размер шпоночного паза, возможно убедиться в трудности исполнения паза требуемой точности на станках, трудящихся мерным инструментом. Заберём для примера паз шириной 12ПШ
Опыт говорит, что для обработки шпоночного, паза, укладывающегося в поле допуска ПШ, приходится шепетильно подбирать. фрезы и делать пробные проходы. В серийном и массовом производстве стремятся по возможности шпоночные соединения заменять шлицевыми.
Дисковые фрезы пазовые (СТ СЭВ 573—77) предназначаются для фрезерования поверхностных пазов. Они имеют зубья лишь на цилиндрической части.
Пазовые фрезы затылованные по ГОСТ 8543—71 предназначаются кроме этого для обработки пазов. Их затачивают лишь по передней поверхности. Преимуществом этих фрез есть то, что они не теряют размера по ширине по окончании переточек.
Они выпускаются диаметром от 50 до 100 мм,от 4 до 16 мм.
Шпоночные фрезы по ГОСТ 9140—78 используются для фрезерования шпоночных пазов и изготовляются с цилиндрическим и коническим хвостовиком. Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режу
щими кромками, делающими главную работу резания. Режущие кромки фрезы направлены не наружу, как у сверла, а в тело инструмента. Такие фрезы смогут трудиться с осевой подачей (как сверло) и с продольной подачей. Переточка фрез производится по торцовым зубьям, благодаря чего диаметр фрезы фактически остается неизменным.
Это крайне важно для обработки пазов.
Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют для диаметра от 2 до 20 мм, с коническим хвостовиком — от 16 до 40 мм. На данный момент инструментальные фабрики производят цельные твердосплавные шпоночные фрезы диаметром 3, 4, 6, 8 и 10 мм с углом наклона винтовой канавки 20° из сплава ВК8. Эти фрезы используют в основном при обработке закаленных труднообрабатываемых материалов и сталей.
Использование этих фрез разрешает расширить производительность труда в 2—3 раза и повысить класс шероховатости обработанной поверхности.
Фрезы для пазов под сегментные шпонки хвостовые по ГОСТ 6648—68* предназначаются для фрезерования всех пазов под сегментные шпонки диаметром 4—5 мм.
Фрезы для пазов под сегментные шпонки насадные по ГОСТ 6648—68* предназначаются для фрезерования всех пазов под сегментные шпонки диаметром 55—80 мм.
Закрепление заготовок. Заготовки валов для фрезерования в них шпоночных пазов и лысок комфортно закреплять в призмах. Для маленьких заготовок достаточно одной призмы.
При большей длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность размещения призмы на столе станка обеспечивается шипом в основании призмы, входящим в паз стола, как продемонстрировано на рисунке справа. Валы закрепляют прихватами.
Чтобы не было прогиба вала при закреплении нужно следить, дабы прихваты опирались на вал над призмами. Под прихваты направляться положить узкую бронзовую либо латунную прокладку, дабы не повредить совсем обработанной цилиндрической поверхности вала. На рис.
4 продемонстрированы тиски для закрепления валов. Тиски на столе возможно закреплять или в положении, продемонстрированном на рис., или возможно развернуть их на 90°. Исходя из этого они пригодны для закрепления валов как на горизонтально-, так и на вертикально-фрезерных станках. Вал устанавливается цилиндрической поверхностью на призму и при вращении маховичка зажимается губками, каковые поворачиваются около пальцев.
Призму возможно установить в тисках второй стороной закрепления вала большего диаметра. Упор помогает для установки вала по длине.
Рис. 1. Вал со шпоночными пазами
Рис. 2. Схема размещения полей допусков шпоноч-ною фрезы и паза
Рис. 3. Закрепление вала на оизмах
Рис. 4. Тиски для закрепления валов
На рис. 5 продемонстрирована магнитная призма с постоянным магнитом. Корпус призмы складывается из двух частей, между которыми размещен оксидно-бариевый магнит. Для закрепления валика достаточно развернуть рукоятку выключателя на 90°.
Сила зажима в полной мере достаточна для фрезерования на валиках шпоночных пазов, лысок и т. д. В один момент с закреплением подробности призма притягивается к опорной поверхности стола станка.
Фрезерование сквозных шпоночных пазов. Шпоночные пазы фрезеруют по окончании окончательной обработки цилиндрической поверхности. Сквозные и открытые пазы с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, обрабатывают дисковыми фрезами. Превышение размера ширины паза если сравнивать с шириной фрезы образовывает 0,1 мм и более.
По окончании заточки дисковых пазовых фрез ширина фрезы пара значительно уменьшается, исходя из этого применение фрез вероятно только до определенных пределов, по окончании чего их используют для других работ, в то время, когда не столь ответствен размер по ширине.
На рис. 6 продемонстрирована фрезы и установка заготовки при .фрезеровании сквозного шпоночного паза. При установке фрезы на оправку нужно добиться, дабы фреза имела минимальное биение по торцу.
Заготовку закрепляют в машинных тисках с бронзовыми либо латунными накладками на губках.
При верно установленных тисках точность установит закрепленного в них вала возможно и не контролировать. Установить фрезу направляться так, дабы она была расположена симметрично довольно диаметральной плоскости, проходящей через ось вала. Для исполнения этого условия пользуются следующим приемом. По окончании проверки и закрепления фрезы ее биения индикатором фрезу устанавливают предварительно в диаметральной плоскости вала.
Правильная установка осуществляется штангенциркулем и угольником.
Для установки фрезы нужно поставить ее в поперечном направлении на размер S со стороны одного из выступающих над тисками финишей вала. Проверить данный размер штангенциркулем. После этого поставить угольник иначе вала, как это продемонстрировано на рис. 7 пунктиром, и еще раз проверить размер S.
Рис. 5. Магнитная призма для закрепления валов
дить одновременно медленный подъем стола до касания с фрезой и перемещение в продольном направлении. Установив момент касания фрезы с валом, отвести стол из-под фрезы. Отключить станок и вращением рукоятки вертикальной подачи поднять стол на глубину шпоночной канавки.
Фрезерование закрытых шпоночных пазов. Фрезерование закрытых шпоночных пазов возможно создавать на горизонтально-фрезерных станках. Для закрепления вала пользуются особыми самоцентрирующими тисками либо призмами. Так как установка для фрезерования по рис. 9, а отличается от установки по рис.
9, б только размещением шпинделя, разберем лишь порядок фрезерования шпоночного паза на горизонтально-фрезерном станке.
Рис. 9. Фрезерование закрытых шпоночных пазов
Второй метод установки («по яблочку») шпоночной либо концевой фрезы в диаметральной плоскости фрезы пребывает в следующем. Вал устанавливают по возможности совершенно верно (на глаз) относительно фрезы и вращающуюся фрезу медлительно приводят в соприкосновение с обрабатываемым валом , пока на поверхности вала не покажется чуть заметный след фрезы. В случае если данный след получается в виде полного круга, то это указывает, что фреза находится в диаметральной плоскости вала.
В случае если след имеет форму неполного круга, то нужно сместить стол.
Установка на глубину паза. Обрабатываемый вал, диаметральная плоскость которого сходится с осью фрезы, подводят до соприкосновения с фрезой. Наряду с этим положении стола отмечают показание лимба винта поперечной либо вертикальной подачи, после этого перемещают либо поднимают стол на глубину резания В.
Закрытые шпоночные пазы, допускающие пригонку, фрезеруют одним из двух способов:
а) врезанием вручную на определенную глубину и продольной механической подаЧей, после этого опять врезанием на ту же глубину и продольной подачей, но в другом направлении;
б) врезанием вручную на полную глубину паза и предстоящей механической продольной подачей. Данный метод используют при фрезеровании шпоночными фрезами диаметром более чем 12—14 мм.
Рис. 10. Схема установки концевой фрезы в диаме! ральной плоскости вала
Контроль ширины шпоночного паза направляться создавать калибром в соответствии с допуску, указанному на чертеже.
Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, создают дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми либо шпоночными фрезами.
Фрезерование пазов сегментных шпонок реализовывают хвостовыми либо насадными фрезами под сегментные шпонки, диаметр которых должен быть равен двойному радиусу канавки. Подача производится в вертикальном направлении, перпендикулярном оси вала (рис. 11).
Фрезерование валов на шпоночно-фрезерных станках. Для получения правильных по ширине пазов обработку ведут на особых шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей, трудящихся двузубыми шпоночными фрезами. Наряду с этим методе фреза врезается на 0,2—0,4 мм и фрезерует паз на всей протяженности, после этого снова врезается на ту же глубину, как и в прошлом случае, и фрезерует паз снова на всю длину, но в другом направлении.
Из этого и происходит наименование способа — «маятниковая подача».
Рис. 11. Фрезерование шпоночных пазов под сегментные шпонки
Рис. 12. Схема фрезерования шпоночных пазов методом «маятниковая подача»
Рис. 13. Контроль размером паза калибрами
По окончании фрезерования шпиндель машинально возвращается в исходное положение и выключается продольная подача фрезерной бабки. Данный способ есть самоё рациональным при изготовлении шпоночных валов в серийном и массовом производстве, поскольку дает правильный паз, снабжающий взаимозаменяемость в шпоночном соединении. Помимо этого, потому, что фреза трудится торцовыми режущими кромками, она долговечнее, поскольку не изнашивается по периферии.
Недочётом этого метода есть намного большая затрата времени если сравнивать с фрезерованием за один-два прохода.
Фрезерование пазов на автоматизированных шпоночно-фрезерных станках немерным инструментом производится с осциллирующим (колебательным) перемещением инструмента. Регулируя размах осциллирования от нуля до требуемой величины, возможно фрезеровать шпоночные пазы с требуемой точностью по ширине.
При фрезеровании с осциллированием ширина фрезы меньше ширины обрабатываемог о паза. Так, станок МА-57 предназначается для фрезерования открытых шпоночных пазов на валах электродвигателей дисковыми трехсторонними фрезами в автоматизированном производстве. Станок 6Д92 рекомендован для фрезерования закрытых шпоночных пазов немерными концевыми фрезами.
Требуемая ширина паза достигается благодаря тому, что фрезе придается осциллирующее перемещение в направлении, перпендикулярном продольной подаче. Станок возможно встроен в автоматическую линию.
Контроль размеров пазов и канавок. Контроль размеров пазов и канавок возможно создавать как штриховыми измерительными инструментами (штангенциркуль, штангенглуби-номер), так и калибрами. отсчёт и Измерение размеров пазов посредством универсальных инструментов не отличаются от измерений вторых линейных размеров (протяженность, ширина, толщина, диаметр). Ширину паза возможно осуществлять контроль круглыми и листовыми предельными калибрами-пробками. На рис.
13, а продемонстрирован контроль ширины паза, заданного размером 20+см мм. В этом случае проходная сторона калибра имеет размер 20,0 мм, а непроходная— 20,1 мм.
Симметричность размещения шпоночного паза относительно оси вала контролируется приспособлениями и специальными шаблонами.
