ОБРАБОТКА ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК И ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Лекция 15. Методы обработки шлицевых поверхностей и шпоночных пазов

При горячем накатывании заготовки нагревают токами высокой частоты до 1000-1200°С за 20-30 с до накатывания зубьев. Накатывание производится двумя накатниками. Горячее накатывание производится как с продольной, так и с радиальной подачей.

Схема накатывания с радиальной подачей показана на рисунке 14.10б. Накатники 2 вращаются на передвигающихся в поперечном направлении шпинделях 1. Накатываемая заготовка 3 закрепляется на оправке 4. Заготовка вращается под воздействием зубьев накатников.

На обоих концах накатников имеются реборды 5, способствующие лучшему заполнению формы зубьев.

14.6. Способы чистовой отделки зубчатых колес

Отделочные виды обработки зубчатых колес подразделяют на способы обработки со снятием стружки – шевингование, шлифование, притирка и обработку без снятия стружки – обкатывание.

Шевингование

Шевингованием (от англ. глагола to shave – брить) называется процесс чистовой отделки зубьев незакаленного зубчатого колеса, заключающийся в снятии (соскабливании) очень мелких волособразных стружек, благодаря чему исправляются профиль эвольвенты, ошибки шага, экцентриситет начальной окружности. Шевингование производится круглым шевером, шевер-рейкой, шевер-червяком.

Рис.14.11. Шевер

Шевер представляет собой режущее зубчатое колесо с прорезанными на боковых сторонах каждого зуба канавками, образующими режущие кромки. Шевер для обработки прямозубых колес имеет наклон зубьев до 15°, а для обработки косозубых колес применяют прямозубые шевера.

Рис.14.12. Схема шевингования

Шлифование

Шлифование зубьев производят методом копирования и методом обкатки. Станки, работающие по методу копирования, производят шлифование фасонным кругом, профиль которого соответствует впадине зубьев, аналогично дисковой модульной фрезе. Круг шлифует две стороны двух соседних зубьев.

При шлифовании по методу имеет место значительный износ круга. По сравнению с методом обкатки, этот метод дает меньшую точность.

а б

Рис.14.13. Схемы шлифования зубчатых колес

а – метод обкатки; б – метод копирования

Метод обкатки менее производителен, но дает большую точность. Шлифование методом обкатки заключается в том, что в процессе шлифования воспроизводится зубчатое зацепление пары рейка – зубчатое колесо, в котором инструментом является рейка.

Шлифование производится двумя кругами 1, расположенными под углом друг к другу и образующими профиль зуба воображаемой рейки 2, находящейся в зацеплении с заготовкой 3. Круги или заготовка совершают возвратно-поступательное движение перпендикулярно оси заготовки.

Кроме того, шлифуемое колесо имеет возвратно-поступательное движение вдоль своей оси, что обеспечивает шлифование зуба по всей длине.

Обкатывание и притирка

Обкатывание незакаленных зубчатых колес производят в масляной среде без абразивного порошка в паре с одним или несколькими закаленными колесами-эталонами, изготовленными с высокой точностью.

В результате давления зубьев колес-эталонов на поверхности обрабатываемых зубьев сглаживаются неровности на обрабатываемых поверхностях. Профиль и шаг зубьев при этом не исправляется.

Обкатывание применяют для колес невысокой точности вместо термообработки.

Рассматриваемые вопросы: Основные виды пазов. Основные способы обработки пазов. Обработка шпоночных пазов. Обработка шлицевых поверхностей. Обработка фасонных пазов.

15.1. Основные виды пазов и способы их обработки

Пазы могут быть шпоночные, шлицевые, прямоугольные, Т-образные, типа “ласточкин хвост”. Основными методами получения пазов является фрезерование и протягивание. Реже используют строгание и долбление.

15.2. Обработка шпоночных пазов

Шпоночные пазы изготовляются для призматических и сегментных шпонок. Шпоночные канавки для призматических шпонок могут быть закрытыми с двух сторон (глухие), закрытыми с одной стороны и сквозными.

Шпоночные канавки на валах выполняются фрезерованием дисковыми или концевыми (пальцевыми) фрезами на горизонтально- или вертикальнофрезерных станках общего назначения или специальных шпоночно-фрезерных станках.

Открытые пазы под призматические шпонки и пазы под сегментные шпонки обрабатывают дисковой фрезой, а закрытые пазы под призматические шпонки получают концевыми фрезами.

При фрезеровании концевой фрезой возможна обработка за один проход, когда фреза при вертикальной подаче проходит на полную глубину канавки, а затем включается продольная подача для фрезерования канавки на полную длину. В этом случае возможны неточности размера по ширине канавки, так как фреза работает в основном периферической частью и идет ее интенсивный износ.

Рис.15.1. Методы фрезерования шпоночных канавок валов

а – дисковой фрезой с продольной подачей; б – концевой фрезой с продольной подачей; в – концевой фрезой с маятниковой подачей; г – дисковой фрезой с вертикальной подачей

Наиболее рациональным является метод получения точных шпоночных канавок концевой фрезой с маятниковой подачей. При этом способе фреза врезается на 0,1-0,3 мм и фрезерует канавку на всю длину, после чего опять врезается на ту же глубину и фрезерует канавку на всю длину в обратном направлении. Отсюда и название метода – “маятниковая подача”.

Шпоночные пазы в отверстиях втулок обрабатывают в единичном и мелкосерийном производствах долблением, а в крупносерийном – протягиванием.

1 – заготовка; 2 – протяжка; 3 – прокладка; 4 – направляющий палец

Рис.15.2. Обработка шпоночной канавки в отверстии протягиванием

При протягивании заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз для направления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2-3 прохода, под протяжку помещают прокладку 3.

15.3. Обработка шлицевых поверхностей

Шлицевые соединения применяют для посадок с натягом или зазором деталей различного назначения (зубчатых колес, шкивов, втулок и др.) на валах. По сравнению со шпоночными шлицевые соединения имеют ряд преимуществ: лучшее центрирование и направление, более высокая прочность.

Применяют прямоугольную, эвольвентную и треугольную форму шлицев. Наибольшее применение находят прямоугольные шлицевые соединения. Центрирование шлицевого вала и втулки осуществляют тремя способами: по боковым поверхностям шлицев, по внутреннему диаметру и по наружному диаметру.

Рис.15.3. Виды шлицевых соединений

а – прямоугольные; б – эвольвентные; в – треугольные

Шлицевые поверхности на валах получают в основном фрезерованием.

Реже применяют строгание и накатывание.

Фрезерование пазов осуществляют дисковыми или специальными фрезами, но более точным и производительным методом является фрезерование червячной фрезой методом обкатки.

Рис.15.4. Способы фрезерования шлицев валов

а – шлицевой дисковой фрезой; б – двумя фрезами; в – двумя фасонными фрезами; г – шлицевой червячной фрезой

Рис.15.5. Шлифование шлицев валов

а – фасонным кругом; б – в две операции; в – тремя кругами

При центрировании по внутреннему диаметру наиболее производителен метод шлифования фасонным кругом или одновременное шлифование несколькими кругами.

Рис.15.6. Протягивание шлицев двумя блочными протяжками

Обработка шлицевых отверстий осуществляется протягиванием. После протягивания получается достаточная точность и шероховатость поверхности и шлифование не требуется. Только после термообработки при центрировании по внутреннему диаметру шлифуется внутренняя поверхность шлицев.

Источник: https://mirznanii.com/a/195424-23/tekhnologicheskie-osnovy-mashinostroeniya-23

4.1. Сборка и разборка шпоночных, шлицевых соединений

Шпоночные соединения передают вращающий момент от вала к колесу и служат для закрепления на валах и осях различных деталей машин – зубчатых колёс, муфт, шкивов. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса.

Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяются шпонки других форм. Шпоночные соединения:

• просты;
• надёжны;
• удобны в сборке и разборке;
• дёшевы.

Недостатки:

• ослабляют сечение валов и ступиц колёс;
• концентрируют напряжения в углах пазов;
• нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки).

Виды шпоночных соединений:

• ненапряжённые – призматические или сегментные шпонки, передают момент боковыми гранями;
• напряжённые – клиновые шпонки, передают момент за счёт сил трения по верхним и нижним граням;
• тангенциальные – состоят из двух клиньев с одинаковым уклоном, составленных так, что рабочие грани их взаимнопараллельны.

Шпонки всех основных типов стандартизованы.

Для призматических шпонок стандарт указывает ширину и высоту сечения. Глубина шпоночного паза в валу принимается как 0,6 от высоты шпонки. Призматические и сегментные шпонки всех форм испытывают смятие боковых поверхностей и срез по средней продольной плоскости:

σсмят = 2 × Mвращ / (0,4 × h × d × l ≤ [σ]смят;
τсрез = 2 × Mвращ / (b × d × l ≤ [τ]срез,

где h – высота сечения шпонки, d – диаметр вала, b – ширина сечения шпонки, l – рабочая длина шпонки (участок, передающий момент).

Исходя из статистики поломок, расчёт на смятие проводится как проектный. По известному диаметру вала задаются стандартным сечением призматической шпонки и рассчитывают рабочую длину. Расчёт на срез – проверочный. При невыполнении условий прочности увеличивают рабочую длину шпонки.

Сборка шпоночных соединений

Призматические шпонки подлежат замене при:

• смятии боковых граней;
• ослаблении посадки;
• смятии шпоночной канавки.

Разборку шпоночного соединения можно вести различными способами, в зависимости от конструкции соединения. Для разборки в средней части шпонки выполняют резьбовое отверстие и ввёртывают в него винт.

При подгонке и сборке призматических шпонок рекомендуется выполнить скос на поверхности шпонки со стороны вала, на длину не более высоты шпонки, с обратной стороны сделать пометку.

Непременное условие процесса разборки шпоночного соединения – сохранение чистоты и точности посадочных мест.

При небольшой выработке стенки канавки необходимо выровнять стенки шпоночной канавки до получения правильной формы и изготовить новую шпонку, с увеличенным сечением.

Расширение шпоночной канавки допускается на величину, не превышающую 10-15% от первоначального размера. При изготовлении новой шпонки и ремонте шпоночной канавки обработку следует вести соответствующим инструментом.

Засверливание шпоночных канавок должно проводиться фрезой.

Перед сборкой детали очищают и проверяют посадочные размеры, наличие на сопрягаемых поверхностях забоин, заусенцев и других дефектов. Измерение глубины пазов, высоты и правильности установки шпонок проводится с использованием щупов, шаблонов, индикаторов перемещения часового типа и специальных подставок.

Посадку шпонки в паз вала проводят лёгкими ударами медного молотка (или молотка из мягкого металла), под прессом или с помощью струбцин. Перекос шпонки и врезание в тело паза не допускаются. Отсутствие бокового зазора между шпонкой и пазом проверяют щупом, затем насаживают охватывающую деталь (колесо, шкив) и проверяют наличие радиального зазора.

Уклоны на рабочей поверхности шпонки и в пазе втулки должны совпадать, иначе деталь будет сидеть на валу с перекосом. Точность посадки шпонки проверяется щупом с обеих сторон втулки. При сборке пазы вала или поверхности шпонки припиливают или пришабривают для исключения перекоса и смещения.

В собранном соединении головка клиновой шпонки не должна доходить до торца ступицы на величину, равную высоте шпонки. Во избежание выпадения клиновых и тангециальных шпонок (при их ослаблении) у головок устанавливают упоры на винтах.

Следует отметить неопределённость возникающих усилий при запрессовке клиновых шпонок. Это может привести к повреждению ступиц охватываемых деталей.

Шпонки размером сечения более 28×16 мм необходимо проверять на краску по посадочным местам до получения пяти и более отпечатков на квадратный сантиметр поверхности. Перед установкой шпонки необходимо зачистить и смазать маслом шпонку и шпоночную канавку. Не допускается во всех видах шпоночных соединений устанавливать какие-либо подкладки для достижения плотной посадки шпонок.

Сегментные шпонки в меньшей мере подвержены перекосу и не требуют ручной пригонки (так как шпоночный паз получают фрезой, соответствующей размеру шпонки); паз под сегментную шпонку более глубокий, что ослабляет сечение вала.

В собранном соединении между верхней гранью призматической шпонки и основанием паза ступицы (рисунок 4.1) радиальный зазор должен соответствовать приведенным в таблице 4.1 данным. В соединениях с клиновой шпонкой (рисунок 4.2) боковой зазор между пазом и шпонкой не должен превышать величин, указанных в таблице 4.2.

Рисунок 4.1 – Зазор при установке призматических шпонок

Таблица 4.1 – Значения радиального зазора для призматических шпонок в зависимости от диаметра вала

Диаметр вала, ммРадиальный зазор, мм

от 25 до 90	0,3
от 90 до 170	0,4
свыше 170	0,5

Рисунок 4.2 – Зазоры при установке клиновых шпонок

Таблица 4.2 – Значения бокового зазора для клиновых шпонок в зависимости от размера шпонок

Нормальные размеры шпонок, ммБоковой зазор, мм

b = 12…18; h = 5…11	0,35
b = 20…28; h = 8…16	0,4
b = 32…50; h = 11…28	0,5
b = 60…100; h = 32…50	0,6

Направляющие призматические шпонки устанавливают с дополнительным креплением в пазу винтами, в пазу перемещаемых деталей делают более свободную посадку.

Шлицевые соединения

Шлицевые соединения образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса.

По внешнему виду и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями.

В основном используются прямобочные шлицы, реже – эвольвентные и треугольные профили шлицев. Число шлицев принимают чётным (6, 8, 10).

Прямобочные шлицы могут центрировать колесо по боковым поверхностям, по наружным и внутренним поверхностям (рисунок 4.3). Точные соединения центруют по наружному или внутреннему диаметру, а соединения, передающие большой крутящий момент, – по боковым поверхностям.

В сравнении со шпонками, шлицы:

• имеют большую несущую способность;
• передают больший крутящий момент;
• лучше центрируют колесо на валу;
• усиливают сечение вала за счёт большего момента инерции ребристого сечения по сравнению с круглым;
• требуют специального оборудования для изготовления отверстий.

Основными критериями работоспособности шлицев являются:

• сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам);
• сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).

Смятие и износ связаны с одним параметром – контактным напряжением σсм. Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию – одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения [σ]см назначают на основе опыта эксплуатации подобных конструкций. Для расчёта учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям:

σсм = 8 × Mвращ / (Z × h × dср × l ≤ [σ]см,

где Z – число шлицев, h – рабочая высота шлицев, l – рабочая длина шлицев, dср – средний диаметр шлицевого соединения.

Для эвольвентных шлицев рабочая высота принимается равной модулю профиля, за dср принимают делительный диаметр.

Например, D-8×36 H7/q6×40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 мм, D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/q6.

При центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H8/h7:

D-8×36×42 H8/h7×7 D10/d10.

Сборка шлицевых соединений

При шлицевом соединении охватывающая деталь может центрироваться по поверхностям впадин, выступов или по поверхности шлицев. Шлицевые соединения бывают жёсткие и подвижные.

Подвижные соединения имеют обычно посадку с зазором и собираются от руки, перед сборкой детали смазывают.

Жёсткие соединения могут иметь переходную посадку или посадку с натягом и собираются путём нагрева до температуры 80-120 °С и прессования охватывающей детали на вал.

Жёсткие шлицевые соединения после сборки проверяют на биения, а подвижные соединения – на равномерность проворачивания относительно неподвижного вала в четырёх диаметральных сечениях. При сборке ответственных шлицевых соединений прилегание сопрягаемых поверхностей проверяют на краску.

Источник: https://eam.su/4-1-sborka-i-razborka-shponochnyx-shlicevyx-soedinenij.html

Технология фрезерования пазов, канавок, уступов и разрезания заготовок фрезой

Для обработки пазов фрезерованием подбирают инструмент, форма которого соответствует форме будущего паза: как правило, это фасонные, концевые, дисковые фрезы (рис. 1).

Рис. 1. Схемы фрезерования прямоугольных и фасонных пазов:

а – дисковые трехсторонние фрезы; б – дисковые пазовые или концевые фрезы; г – концевые фрезы; Dr – направление вращения фрезы

Точность при фрезеровании пазов имеет немаловажное значение – пазы являются важным соединительным элементом при различных способах крепления деталей в узлах машин и механизмов. Пазы-выемки могут иметь различную форму (плоскую, фасонную, сквозную, замкнутую, внутреннюю и др.), а также в сечении представлять собой:

• прямоугольник;
• сегмент;
• «ласточкин хвост»;
• Т-образную геометрическую фигуру и др.

Вертикальные фрезерные станки относятся к категории универсальных, обладающих широкими возможностями обработки поверхностей плоской и фасонной формы. Замкнутые пазы на станках этого типа обрабатываются с применением концевых фрез с цилиндрическим или коническим хвостовиком, в зависимости от патрона станка.

На заготовке выполняется разметка будущего паза, после этого ее закрепляют в тисках, установленных на столе станка. Диаметр фрезы не должен превышать ширину паза. Параметры резания обеспечиваются за счет продольного и вертикального перемещения стола станка, на котором установлена обрабатываемая деталь. Обработка паза по длине происходит при продольном движении стола.

Обеспечение заданной чистоты поверхности боковых сторон выемки-паза происходит в несколько проходов фрезы.

Наиболее простая форма пазов – сквозная прямоугольная. Для их обработки лучше использовать дисковые пазовые и трехсторонние (рис. 1, а), а также концевые фрезы (рис. 1, б).

Точность резания обеспечивается за счет правильного подбора ширины дисковой фрезы (диаметра концевой фрезы). Фрезерование проводится в несколько проходов, указанные параметры инструментов не должны превышать размеров паза.

Следует учитывать, что для осуществления резания необходимо, чтобы винтовые канавки концевой фрезы имели направление, противоположное направлению ее вращения.

Пазы со специальным профилем «Т-образным» и «ласточкин хвост» обрабатываются на вертикальных и горизонтальных фрезерных станках.

Для обработки применяют фасонные фрезы соответствующего профиля (Т-образные и угловые). Скорость подачи инструмента при этом невелика – не более 0,03 мм/зуб, при скорости резания от 20 до 25 м/мин.

В первом случае для обработки достаточно трех проходов инструмента, во втором – двух.

Обработка канавок

Особую сложность представляют собой операции фрезерования угловых канавок при изготовлении режущего инструмента. В каждом отдельном случае – при расположении канавок в торце, на цилиндрической или конической части заготовок – следует выбирать специальную конфигурацию фрез (одно- или двухугловых).

Перед фрезерованием канавок, расположенных на цилиндрической части заготовки с передним углом γ= 0°, положение одноугловой фрезы выставляют по угольнику (рис. 2, а). Вершины зубьев фрезы должны касаться наружной диаметральной поверхности заготовки.

После этого вершины зубьев инструмента смещают в поперечном направлении на расстояние, равное половине диаметра заготовки.

Можно предварительно отметить на торце заготовки эту линию, находящуюся на вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось заготовки (рис. 2, б).

Рис. 2. Схема установок фрез при фрезеровании канавок режущих инструментов:

а, б, в, г – переходы при наладке станка; D – диаметр заготовки; h – глубина фрезерования; x – смещение торца фрезы относительно осевой плоскости заготовки

Если предстоит обработка угловых канавок с передним углом γ˃0, торец одноугловой фрезы располагают на удалении x от диаметральной плоскости (рис. 2, в). Искомое удаление определяется по формуле, где D – диаметр заготовки:

x = D/(2sinγ),

где D – диаметр заготовки

При обработке угловых канавок двухугловой фрезой, инструмент устанавливают по угольнику аналогично вышеизложенному, затем смещают вершины его зубьев на расстояние x (рис. 2, г), формула которого:

x = D/(2sin(γ+δ) – hsinδ/cosγ),

x = (D/2 – /0)sinδ

Для осуществления обработки двухугловой фрезой используют закрепление заготовки:

• на оправке – в центрах станка, с использованием делительной головки;
• непосредственно в центрах станка, с использованием делительной головки.

Таким же образом, при помощи двухугловых фрез нарезаются канавки на конической поверхности заготовок. Для закрепления заготовок используют трехкулачковые патроны. Возможно также крепление заготовок, установленных в оправке, в делительной головке шпинделя станка, или в центрах делительной головки и задней бабки (если задана небольшая конусность).

Обработка шпоночных пазов

Для нарезки шпоночных пазов (сквозных, открытых, полузакрытых или закрытых) заготовки устанавливаются в призмах (в зависимости от длины детали выбираются одна или две призмы для крепления). В конструкции основания призмы предусмотрен специальный шип, который фиксирует призму в пазу стола станка (рис. 3). Форма пазов может быть различной, в соответствии с формой шпонок, в том числе:

• призматической;
• клиновой;
• сегментной и пр.

Рис. 3. Установка призмы на столе станка

Открытые пазы, расположенные по окружности, удобно нарезать с помощью дисковых фрез. Радиус дисковой фрезы подбирается в соответствии с радиусом вырезаемой канавки-паза.

При расположении паза вдоль оси детали используют пазовые затылованные, концевые (шпоночные) фрезы. При необходимости нарезания сегментных пазов работы ведутся при помощи концевых и насадных фрез, с использованием вертикальных и горизонтальных фрезерных станков. Движение заготовки – продольное, фрезы – радиальное, по направлению к центру детали (рис. 4).

Рис. 4. Фрезерование шпоночных пазов:

а – дисковыми фрезами с вертикальным или поперечным движение подачи; б – шпоночными фрезами с маятниковым движением подачи; Dr – направление движения резания; h – глубина фрезерования; Da – диаметр концевой фрезы; t- припуск, снимаемый за один проход инструмента

Расстояние S, преодолеваемое шпоночной фрезой, должно быть не более чем 0,02-0,04 мм/зуб при скорости V не более 15-20 м/мин Для дисковых пазовых фрез, соответственно, 0,03-0,06 мм/зуб и 25-40 м/мин.

Точное фрезерование шпоночных пазов может быть получено с использованием шпоночно-фрезерных станков. Глубина фрезерования при обработке на таком специальном оборудовании составляет от 0,2 до 0,4 мм. Обработка паза ведется в два прохода при одинаковой глубине резания, в прямом и обратном направлении. Такой способ фрезерования получил название маятникового.

Как фрезеровать уступы

Формирование уступов на заготовках различных деталей может успешно выполняться на вертикальных и горизонтальных фрезерных станках. Технологической картой изготовления деталей могут быть предусмотрено использование различных видов фрез, в зависимости от требуемой формы и размеров детали, площади ее поверхности.

При значительных размерах обрабатываемой поверхности предпочтение отдается торцовым фрезам (рис. 5, г). В остальных случаях применяют дисковые, а также концевые фрезы. Для одновременной обработки двух уступов на одной детали используют комплект из дисковых фрез, установленных на одной цилиндрической оправке (рис. 5, а-в).

Дисковую фрезу необходимо подбирать таким образом, чтобы ширина обрабатываемого уступа была меньше ширины фрезы на 5-6 мм, это облегчит обработку и обеспечит расчетную точность поверхности.

Рис. 5. Схема обработки уступов:

Дисковую фрезу с крупными (или нормальными) зубьями используют для фрезерования материалов, легко поддающихся обработке. В этом случае можно задавать большую глубину резания. Детали из труднообрабатываемых материалов фрезеруют с использованием инструмента с мелкими или нормальными зубьями.

В случаях, когда два уступа расположены на детали симметрично, их можно обработать поочередно, используя станки с двухпозиционными поворотными столами. Для этого, обработав первый уступ, стол разворачивают вместе с закрепленной на нем деталью на 180° и обрабатывают следующий уступ.

Отрезка заготовок. Нарезание глубоких пазов

Отрезку частей заготовок и нарезание глубоких пазов проводят с использованием отрезных (прорезных) фрез. При выполнении этих операций следует помнить, что выбор тонкой фрезы большого диаметра может привести к искривлению и нарушению формы отрезаемой заготовки.

Это связано с уменьшенной жесткостью фрезы, поэтому при подборе отрезного (прорезного) инструмента следует отдавать предпочтение инструменту с минимально возможным диаметром. Учитывается при этом и скорость резания, различная для разрезания заготовок из различных материалов.

Так, для резки стальных деталей скорость резания составляет от 24 до 60м/мин, для серого чугуна – от 12 до 65 м/мин, для ковкого чугуна – от 27 до 75 м/мин.

Крепят детали при разрезании, как правило, в тисках. Листовой металл разрезают с использованием подачи S от 0,01 до 0,08 мм/зуб. Материал фрезы – быстрорежущая сталь.

Рис. 6. Разрезание заготовок:

Dr – направление движения резания

Контроль пазов, успутов и разрезанных заготовок

Эту операцию производят следующим измерительным инструментом:

Вид обрабатываемой поверхности	Режущий инструмент	Станок	Приспособление	Измерительный инструмент
Сквозные прямоугольные пазы	Дисковая трехсторонняя фреза	Горизонтально-фрезерный	Тиски	Штангенциркуль, рейсмас, индикатор, измерительная линейка, шаблон
Концевая фреза	Вертикально-фрезерный
Шпоночные пазы	Дисковая трехсторонняя фреза	Горизонтально-фрезерный	Специальные тиски, призмы, прихваты	Штангенциркуль, рейсмас, шаблон, угольник
Шпоночная фреза	Вертикально- и горизонтально-фрезерный
Уступ с одной или с двух сторон	Дисковая двух- и трехсторонняя фреза	Горизонтально-фрезерный	Тиски	Штангенциркуль, рейсмас, измерительная линейка,
Вертикально-фрезерный
Разрезание заготовок	Дисковая отрезная фреза	Горизонтально-фрезерный	Тиски	Рейсмас, измерительная линейка, штангенциркуль, угольник

Источник: https://m-ser.ru/articles/tekhnologiya_frezerovaniya_pazov_kanavok_ustupov_i_razrezaniya_zagotovok_frezoy/

Технология фрезерования пазов, канавок, уступов, и разрезания заготовок фрезой

» Статьи » Профессионально о металлообработке » Фрезерные станки

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Фрезерование пазов

Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 5.23).

Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 5.23, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 5.23, б).

При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов.

Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 5.23, г). Диаметр фрез следует принимать на 1…2 мм меньше ширины паза.

Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.

Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.

Фрезерование пазов специальных профилей — Т-образных, типа «ласточкин хвост» — осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания — 20…25 м/мин.

Особенности фрезерования шпоночных пазов

Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах.

Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5.24).

Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543—71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи — только к центру вала (рис. 5.25, а).

Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 5.25, б). При этом способе фреза врезается на 0,2…0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении.

Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.

При фрезеровании угловых канавок на цилиндрической части режущего инструмента с передним углом γ= 0° одноугловыми фрезами вершины зубьев фрез должны проходить через диаметральную плоскость заготовки. Установку фрезы производят с помощью угольника (рис. 5.

26, а) по центру вставленного в коническое отверстие шпинделя так, чтобы вершины зубьев фрез и центра совместились, а затем перемещают заготовку в поперечном направлении на величину, равную половине ее диаметра, или по проведенной на торце или цилиндрической поверхности заготовки риске, проходящей через ее диаметральную плоскость (рис. 5.26, б).

При обработке угловых канавок с заданным положительным значением переднего угла γ торцовая поверхность одноугловой фрезы должна находиться от диаметральной плоскости на некотором расстоянии х (рис. 5.26, в), которое можно определить по формуле

x=D/(2sinγ),

где D — диаметр заготовки, мм; γ — передний угол,°.

Вершины зубьев двухугловой фрезы при настройке на обработку угловых канавок следует установить в диаметральной плоскости с помощью одного из рассмотренных выше способов, а затем — сместить заготовку относительно фрезы на величину х (рис. 5.26, г), которая зависит от диаметра заготовки D, глубины профиля канавки h, угла рабочей фрезы 8 и переднего угла фрезы γ:

x = D/(2sin(γ+δ) – hsinδ/cosγ).

При γ= 0° x = (D/2 – /0)sinδ.

Заготовка может быть установлена и закреплена одним из следующих способов: в центрах делительной головки и задней бабки или в центрах на оправке.

Заготовка при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности может быть закреплена в трехкулачковом патроне, на концевой оправке, вставленной в коническое отверстие шпинделя делительной головки или в центры делительной головки и задней бабки. Последний из перечисленных способов установки заготовки используют при небольшом угле конусности.

Фрезерование уступов

Две взаимно-перпендикулярные плоскости образуют уступ. На заготовках может быть один или несколько уступов.

Обработка уступов — это распространенная операция, которую и осуществляют дисковыми или концевыми фрезами, или набором дисковых фрез (рис. 5.

27, а — в) на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках так же, как и обработку пазов. Уступы, имеющие большие размеры, фрезеруют торцовыми фрезами (рис. 5.27, г).

Торцовые фрезы используют при фрезеровании заготовок с широкими уступами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Деталь с симметрично расположенными уступами обрабатывают на двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа деталь в приспособлении поворачивают на 180°.

Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют дисковые фрезы с нормальными и крупными зубьями.

Фрезерование труднообрабатываемых материалов следует вести фрезами с нормальными и мелкими зубьями. При фрезеровании уступа следует брать дисковую фрезу, ширина которой на 5…6 мм больше ширины уступа.

В этом случае точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы.

Разрезание заготовок

Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/frezernye_stanki/tekhnologija_frezerovanija_pazov_kanavok_ustupov_i_razrezanija_zagotovok_frezoj/22-1-0-242