3.6.5 Методы обработки шлицев

Шлицы нарезают фрезерованием, строганием, протяги­ванием и холодным накатыванием (в основном эвольвентные шлицы). Основные схемы фрезерования и шлифова­ния шлицевых валов приведены на рисунках 3.53, 3.54, 3.55.

Технологический процесс обработки шлицев зависит от метода центрирования шлицевого соединения и терми­ческой обработки. В серийном производстве обычно на­резают шлицы на шлицефрезерных или зубофрезерных станках червячной фрезой методом обкатки. Метод до­вольно трудоемкий, так как выполняется при сравни­тельно невысоких режимах резания (v = 20...30 м/мин и S_o = 20 мм/мин).

Нарезать шлицы можно за один или два рабочих хода в зависимости от требуемой точности. Применение многозаходной червячной фрезы для черно­вого фрезерования увеличивает производительность, но при этом снижается точность обработки.

Рисунок 3.53 – Схемы фрезерования шлицев:

а – шлицевой дисковой фрезой, б – двумя дисковыми фрезами, в – дисковой канавочной фрезой, г – червячной фрезой

Шлицы закаливаемых валов и центрируемые по на­ружной поверхности обрабатывают в следующей последо­вательности:

• фрезерование шлицев;

• термическая обработка шлицев (закалка ТВЧ);

• шлифование наружной поверхности;

• шлифование боковых поверхностей шлицев.

Обработка незакаливаемых валов с центрированием по наружной поверхности:

• фрезерование шлицев;

• шлифование наружной поверхности.

Шлицы валов с центрированием по поверхности внут­реннего диаметра обрабатывают в следующей последова­тельности:

• фрезерование шлицев;

• фрезерование канавок для выхода круга при шлифо­вании центрирующей поверхности внутреннего диа­метра (в случае, если канавки не обработаны на пер­вой операции фрезой совместно со шлицами);

• термическая обработка (закалка ТВЧ);

• шлифование боковых поверхностей;

• шлифование центрирующей поверхности внутреннего диаметра.

Нарезание прямобочных шлицев фрезерованием фа­сонными дисковыми фрезами (рисунок 3.54, а) обеспечивает предварительную обработку и торцовыми фрезами с пла­стинками твердого сплава, работающими с продольной подачей, - чистовую обработку боковых поверхностей шлицев (рисунок 3.54, б).

Режимы обработки шлицев на валах: предварительное фрезерование - v = 30...35 м/мин, v_S = 190 мм/мин, а для чистового фрезерования - v = 180...35 м/мин, S_Z = 0,55 мм/зуб.

Обработку выполняют на горизонтальных продольных фрезерных станках с применением делительных приспо­соблений.

Шлифование боковых сторон шлицев и внутреннего диаметра шлицевого вала производят за одну или две технологические операции (рисунок 3.55). В серийном производстве боковые стороны и внутрен­ний диаметр шлицев часто шлифуют за две операции на плоско-шлифовальных станках периферией шлифоваль­ного круга: боковые стороны шлицев двумя кругами, внут­ренний диаметр - профильным кругом (рисунок 3.55, а, б). В массовом производстве боковые стороны и внутрен­ний диаметр шлифуют за одну техноло-гическую операцию на шлице-шлифовальном станке (рисунок 3.55, в, г). Припуски на шлифование боковой стороны шлица и на внутренний диаметр оставляют в пределах 0,1...0,2 мм.
	Рисунок 3.54 - Схема фрезерования шлицев фасонными фрезами а - предварительная обработка, б - чистовая обработка боковых поверхностей шлицев; 1 - дис­ковая (фасонная), 2 - торцовая фреза с пластинками твердого сплава, 3- заготовка; SПР - продольная подача, Vф- ско­рость фрезы.

Рисунок 3.55 - Схемы шлифования шлицев:

а – одним профильным кругом диаметр d, б – двумя кругами, в – тремя кругами, г – фасонным кругом

Прогрессивными процессами образования шлицев ме­тодом копирования являются шлицестрогание и шлицепротягивание.

Строгание шлицев на валах производят набором фасон­ных резцов, собранных в головке, и эффективно может быть применено в крупносерийном и массовом производствах. Их количество и профиль соответствуют числу шлицев и профилю впадины между шлицами вала (рисунок 3.56). Число двойных ходов головки определяется глубиной шлицевой канавки и принятой глу­биной резания за один рабочий ход. За каждый двойной ход резцы сходятся радиально на заданную величину подачи.

Этим методом можно об­рабатывать как сквозные, так и несквозные шлицы. В по­следнем случае предусматрива­ется канавка для выхода рез­цов глубиной не менее 6...8 мм и ускоренный отвод резцов от заготовки. Шероховатость об­работанной поверхности со­ставляет R_a = 2,5...1,25 мкм.

Другим высокопроизводи­тельным методом образования шлицев является шлицепро-тягивание (рисунок 3.57).

Протягивание шлицев про­изводят двумя блочными про­тяжками одновременно двух диаметрально противополож­ных впадин на валу с после­дующим поворотом вала на определенный угол после каж­дого хода протяжек. Блок про­тяжки состоит из набора рез­цов, которые копируют про­филь впадин шлицевого вала. Этот метод позволяет обрабатывать сквозные и несквозные шлицы по заданной траек­тории движения резцов.

Большой производительностью и высоким качеством поверхности обладает холодное накатывание эвольвентных шлицев, при котором шлицы формируют пластичес­ким деформированием без снятия стружки.

Накатку шли­цев выполняют роликами (рисунок 3.58), рейками и многоро­ликовой головкой (одновременно всех шлицев на валу).

Холодное накатывание эвольвентных шлицев на валах мо­жет быть выполнено и другим методом (рисунок 3.59).

Профиль шлицев формируют двумя роли­ковыми головками, имеющими встречное вращение. Профиль­ные ролики 3 одновременно и синхронно внедряются во вра­щающуюся вокруг своей оси за­готовку 2, которая при этом со­вершает и движение подачи в осевом направлении. Частоты вращения накатных головок и заготовки согласованы с учетом числа шлицев. Шлицевое отвер­стие втулки предварительно об­рабатывают сверлением и зенкерованием с подрезкой торца, после чего протягивают круглое отверстие, а затем шлицы. В мас­совом производстве за счет уд­линения протяжки протягива­ние цилиндрической части и шлицев иногда выполняют од­новременно одной протяжкой. После чистовой обработки всех наружных поверхностей или тех, которые должны быть соосны со шлицевой частью заготов­ки, производят термообработку, а затем шлифование внутрен­него диаметра шлицевой части.

Рисунок 3.56 – Резцовая головка шлицестрогального станка	Рисунок 3.57 – Схема протягивания наружных шлицев		Рисунок 3.58 – Схема накатывания шлицев профильными роликами
3.6.6 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ Шпоночные соединения выполняют призматически­ми и сегментными шпонками. Наибольшее распростране­ние получили призматические шпонки. Для получения различных посадок призматических шпонок установле­ны стандартом поля допусков на ширину шпонок, пазов валов и втулок (рисунок 3.60). Шпонки следует изготов­лять только с допуском h9. Установлены три типа шпо­ночных соединений: свобод­ное, нормальное, плотное. Для первого типа установ­лены поля допусков для паза на валу Н9 и для паза во втулке D10, для второго - соответственно N9 и JS9; для третьего - на валу и на втулке Р9. Соединения первого типа будут иметь зазор, а вторые и третьи - переходные посадки.
		Рисунок 3.59 – Схема накатывания шлицев планетарным методом: 1 – траектория движения роликов, 2 – заготовка, 3 – ролики

Стандартом нормированы отклонения высоты шпон­ки по H11, глубины паза на валу t₁ и паза во втулке или отклонения размеров d – t₁ и d + t₂ (см* рисунок 3.60), а так­же длины шпонок по h14 и длина пазов на валу по H15.

3.6.7 МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ШПОНОЧНЫХ ПАЗОВ Шпоночные пазы в зависимости от их конструкции обрабатывают либо дисковой фрезой, если паз сквозной, либо шпоночной (пальцевой) фрезой, если паз глухой. Вал устанавливают в центрах или по наружной поверхно­сти на призмы приспособления (рисунок 3.61). Шпоночные пазы изготовляют на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. При фрезеровании глу­хих шпоночных пазов в серийном и массовом производ­ствах применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие «маятниковым» методом: двухзубую шпоноч­ную фрезу (рисунок 3.61, в) за один проход подают на глубину резания 0,2...0,3 мм и фрезеруют паз на всю длину, затем вновь подают на эту же глубину и фрезеруют паз в другом направлении и так до получения полной глубины паза.

Рисунок 3.60 – Размеры призматических шпонок и пазов для них

Шпоночные канавки в отверстиях втулок обрабатыва­ют в единичном и мелкосерийном производствах на дол­бежных станках, а в серийном и массовом производствах - на протяжных станках.

Рисунок 3.61 – Схемы обработки шпоночных пазов на валах: а - трехсторонней дисковой фрезой напроход, б - дисковой фрезой при подаче в направлении глубины паза, в - шпоночной фрезой