Нарезка шлицов мой способ

Нарезка шлицов на валах, полуосях, болтах, в отверстиях

Шлицевое соединение используется для передачи вращательного движения между валами и втулками. В отличие от шпоночного соединения оно обеспечивает лучшее центрирование деталей. При этом нагрузка на некоторые элементы значительно ниже, а прочность при динамических и переменных нагрузках существенно выше. Такой тип соединения представляет из себя зубья определенной длины, соединенные в одно целое с телом вращения.

Существует три типа шлицевых соединений:

Нарезка шлицов в машиностроительной отрасли выполняется преимущественно на фрезерном оборудовании, к которому предъявляются особые требования по точности.

Методы нарезки шлицов

Перед тем как нарезать шлицы на валу необходимо выбрать способ центрирования сопряженных деталей. Зубчатое колесо или втулку центрируют следующим образом:

• по наружному диаметру вала D;
• по внутреннему диаметру вала d;
• по боковым сторонам b.

Первый способ применим в неподвижных соединениях, которые не требуют повышенной твердости. Центрирование по внутреннему диаметру применимо к деталям, подвергшимся закалке, а по боковым сторонам при реверсивном движении вала и больших крутящих моментах.

Нарезание шлицов проходит в несколько этапов, включающих черновой и чистовой виды обработки, фрезерование пазов канавок, снятие заусенцев, шлифование и термическую обработку.

В зависимости от диаметра вала фрезерование шлицев выполняется за один или два прохода. Черновое фрезерование шлицев на валах может осуществляться дисковыми фрезами, а чистовое специальной червячной фрезой, которая обеспечивает наибольшую точность.

Строгают такие сложные элементы шпинделя как правило на специальных строгальных полуавтоматах, когда есть расстояние для выхода резца и в сквозных отверстиях. Одновременно происходит нарезка всех пазов несколькими резцами. Заготовка крепится вертикально и совершаются возвратно-поступательные движения. После каждого хода выполняется установленное движение подачи. Строгание применяется в массовом производстве и дает высокое качество обработки с шероховатостью до 0,8 мкм.

Нарезка внутреннего шлица лучше всего выполняется на протяжном оборудовании. Каждый паз обрабатывается по очереди, но существуют протяжки для одновременной нарезки нескольких зубьев.
Высокоэффективным способом изготовления соединений такого типа является накатка. Она совершается на специальном оборудовании с использованием накатной головки, которая имеет вращающиеся ролики. С помощью этих роликов происходит выдавливание металла с поверхности заготовки и образуется шлицевой паз. Данный метод позволяет нарезать до 18 зубьев одновременно и используется в крупных производствах.

Выбор оборудования и инструмента

Нарезка выполняется на станках:

• фрезерных;
• строгальных;
• долбежных;
• токарных;
• протяжных.

Затем детали подвергают шлифовке на шлифовальных станках.

В мелкосерийном и единичном производстве очень часто нарезание шлицев осуществляется на шлицефрезерном или зубофрезерном оборудовании с использованием червячной фрезы и метода обкатки. Использование такого инструмента эффективно как для прямобочных, так и для эвольвентных шлицев.

Горизонтально-фрезерный станок для нарезания шлицев используется в паре с фасонной дисковой фрезой. Для одновременной нарезки нескольких пазов используют делительную головку. Стоит отметить, что для изготовления шлицов такой способ используют крайне редко из-за неточностей по шагу и ширине. Целесообразно будет провести на горизонтально-фрезерном станке с дисковой фрезой черновую обработку детали, оставив припуск на чистовую обработку и шлифовку. Чистовую обработку пазов проводят специальными торцевыми фрезами, а для треугольного шлицевого соединения применяют треугольные фрезы.

Зубодолбежный шлицевой станок применяется в том случае, когда нет места для выхода фрезы.

Используется метод обкатки с применением долбяка. За высокое качество, получаемых поверхностей зубодолбежное оборудование используются в массовом производстве.

Помимо долбежных станков, широкое распространение в массовом и крупносерийном производстве шлицевых соединений получили строгальные и протяжные станки. Такое оборудование в несколько раз эффективнее и производительнее фрезерных станков. Нарезка строганием осуществляется с применением набора резцов, количество и размеры которых зависят от числа зубьев, ширины и глубины пазов соединения. При протягивании используют инструмент под названием протяжка. Этот инструмент имеет несколько режущих зубьев разной высоты, которые при поступательном движении срезать часть металла с заготовки.

Для изготовления эвольвентных соединений применяют холодную накатку с использованием специальных роликовых головок. Таким инструментом изготавливают изделия с большим количеством зубьев. По своей эффективности метод холодной накатки выше фрезерования в 10 раз.

После нарезки зубьев и термической обработки, все изделия подвергают шлифовке. Это позволяет добиться требуемой шероховатости и избежать зацепления сопрягаемых деталей в работе. Для шлифования используют следующий инструмент:

• фасонный круг;
• дисковый круг;
• конический круг.

Для шлифования внутренних поверхностей в некоторых случаях применяют оправку.

Нарезка шлицов в домашних условиях

Выполнить нарезание пазов на валу в домашних условиях затруднительно, так как такой технологический процесс требует использования станков с высокой точностью. Тем не менее в сети часто встречается вопрос как нарезать шлицы болгаркой на валу или сорвана шляпка болтов. Такие операции вполне по силам выполнить самостоятельно с использованием минимума инструмента и навыков. В тех случаях, когда требуется нарезка шлицов на полуоси автомобиля, необходимо закрепить изделие в тисках, разметить места будущих пазов и произвести нарезку с помощью болгарки. Восстановление шлицевого соединения привода таким методом не рекомендуется, по причине возникновения люфта между сопряженными деталями. Но если нет другого способа совершить ремонт, следует удерживать болгарку в неподвижном состоянии, чтобы не повредить пазы.

Часто встречается вопрос как сделать длинный шлицевой вал. В первую очередь необходимо подобрать вал с уже имеющимся шлицевым соединением и заготовку, на котором будет выполняться резка пазов. Затем необходимо наварить торец одного вала к другому. Получившуюся заготовку закрепляют в патроне фрезерного, долбежного, строгального или протяжного станков и выполняют нарезку.

Источник

Нарезка шлицов: методы, выбор оборудования и инструмента

О возможностях нашего предприятия в области нарезки шлицов (на валах и в отверстиях), шестерен и звездочек на заказ вы можете узнать здесь.

Шлицевые соединения

Шлицевое соединение – разъемное соединение втулки и вала при помощи пазов и выступов на них. Оно может быть как подвижным, так и неподвижным.

Основные типы изготавливаемых шлицевых соединений: прямобочные и эвольвентные. Так же иногда используются треугольные шлицевые соединения.

Преимуществами нарезания шлицов вместо шпоночных соединений являются:

• меньшее число необходимых деталей;
• значительно бȯльшая нагрузочная способность шлицевого соединения;
• возможность легкого осевого взаимного перемещения шлицевой втулки и шлицевого вала;
• лучшее центрирование деталей шлицевого соединения;
• меньшая концентрация напряжений на шлицевом валу.

За эти преимущества приходится расплачиваться повышенной (по сравнению с использованием шпоночного соединения) трудоемкостью изготовления шлицов.

Методы нарезки шлицов на валах

• 
• 
• При единичном, а так же мелкосерийном производстве нарезка шлицов при изготовление шлицевых валов, обычно, производится фрезерованием по различным схемам с использованием одной или двух фрез.
• 
• В массовом производстве может быть целесообразно изготовление шлицов на валах методом обкатывания
• 

Методы изготовления шлицов на втулках

1. Нарезание шлицов в отверстиях при изготовлении шлицевых втулок и колец может производиться на долбежных станках
2. Более качественным методом изготовления шлицов во втулках является протяжка
3. к сожалению, требующая наличия конкретного инструмента под каждый заданный диаметр/количество зубьев/посадку.

При относительно больших диаметрах отверстий возможно нарезание шлицов методом обкатки круглым долбяком

Нарезка шлицов у нас

Мы занимаемся нарезанием шлицов при изготовлении шлицевых втулок и валов в Санкт-Петербурге вот уже скоро четверть века. Познакомьтесь с нашими возможностями в нарезке шлицов, звездочек и шестерен на этой странице. Так же Вы можете произвести на заказ широкий спектр работ по металлообработке.

Если вам необходимо изготовление шлицевого соединения, позвоните нам и/или пришлите чертежи по электронной почте для изготовления шлицевых валов и втулок по чертежам или образцам.

Нарезка шлицов методы, выбор оборудования и инструмента | Строитель промышленник

Шлицевое соединение применяется для передачи вращательного движения между валами и втулками. В отличии от шпоночного соединения оно обеспечивает лучшее центрирование деталей.

При этом нагрузка на некоторые детали намного меньше, а крепость при динамических и переменных нагрузках намного больше.

Подобный тип соединения из себя представляет зубья конкретной длины, соединенные в единое целое с телом вращения.

• Есть три типа шлицевых соединений:
• Нарезка шлицов в сфере машиностроения делается преимущественно на фрезерном оборудовании, к которому предъявляют специальные требования по точности.

Методы нарезки шлицов

Прежде чем порезать шлицы на валу нужно подобрать способ центрирования сопряженных деталей. Зубчатое колесо или втулку центрируют так:

• по наружному диаметру вала D;
• по внутреннему диаметру вала d;
• по боковым сторонам b.

Первый способ используем в недвигающихся соединениях, которые не просят очень высокой твердости. Центрирование по внутреннему диаметру применимо к деталям, подвергшимся закалке, а по боковым сторонам при реверсивном движении вала и больших крутящих моментах.

Нарезание шлицов проходит поэтапно, включающих черновой и чистовой виды обработки, фрезеровка пазов канавок, снятие заусениц, шлифовка и термообработку.

В зависимости от диаметра вала фрезеровка шлицев делается за один или два прохода. Черновое фрезеровка шлицев на валах может выполняться дисковыми фрезами, а чистовое специализированной червячной фрезой, которая обеспечивает самую большую точность.

Строгают такие непростые детали шпинделя в основном на специализированных строгальных полуавтоматах, когда есть расстояние для выхода резца и в сквозных отверстиях. Одновременно происходит нарезка всех пазов несколькими резцами.

Заготовка фиксируется вертикально и выполняются возвратно-поступательные движения. После любого хода делается установленное движение подачи.

Строгание используется в массовом производстве и даёт большое качество обработки с шершавостью до 0,8 мкм.

Как выбрать слинг какой лучше выбрать для новорожденного

Нарезка внутреннего шлица наиболее целесообразно делается на протяжном оборудовании. Каждый паз отделывается попеременно, но есть протяжки для одновременной нарезки нескольких зубьев.Очень эффективным способом изготовления соединений данного типа считается накатка.

Она происходит на спецоборудовании с применением накатной головки, которая имеет крутящиеся ролики. При помощи данных роликов происходит выдавливание металла с поверхности заготовки и образуется шлицевой паз.

Этот способ позволяет порезать до 18 зубьев одновременно и применяется в больших производствах.

Выбор оборудования и инструмента

Нарезка делается на станках:

• фрезеровочных;
• строгальных;
• долбежных;
• токарных;
• протяжных.

После детали подвергают шлифовке на шлифовальных станках.

В мелкосерийном и единичном производстве достаточно часто нарезание шлицев выполняется на шлицефрезерном или зубофрезерном оборудовании с применением червячной фрезы и метода обкатки. Применение подобного инструмента хорошо как для прямобочных, так же и для эвольвентных шлицев.

Горизонтально-фрезерный станок для нарезки шлицев применяется в паре с фасонной дисковой фрезой. Для одновременной нарезки нескольких пазов применяют делительную головку. Необходимо выделить, что для производства шлицов этот способ применяют очень нечасто из-за погрешностей по шагу и ширине.

Имеет смысл будет провести на горизонтально-фрезерном станке с дисковой фрезой черновую обработку детали, оставив припуск на чистовую обработку и шлифовку. Чистовую обработку пазов проводят специализированными торцевыми фрезами, а для треугольного шлицевого соединения используют треугольные фрезы.

Зубодолбежный шлицевой станок применяется на случай, когда не остаётся места для выхода фрезы.

Применяется метод обкатки с использованием долбяка. За большое качество, приобретаемых поверхностей зубодолбежное оборудование применяются в массовом производстве.

Кроме долбежных станков, большое распространение в массовом и крупносерийном производстве шлицевых соединений получили строгальные и протяжные станки. Данное оборудование во много раз эффектнее и производительнее фрезеровочных станков.

Нарезка строганием выполняется с использованием набора резцов, кол-во и размеры каких зависят от числа зубьев, ширины и глубины пазов соединения. При протягивании применяют инструмент с названием протяжка.

Данный инструмент имеет пару режущих зубьев любой высоты, которые при поступательном движении обрезать часть металла с заготовки.

Лучшие капельные холодильники 2019 года — 11 ТОП рейтинг лучших

Для производства эвольвентных соединений используют холодную накатку с применением специализированных роликовых головок. Инструментарием такого рода делают изделия с очень приличным количеством зубьев. По собственной эффективности метод холодной накатки выше фрезеровки на порядок.

После нарезания зубьев и термообработки, все изделия подвергают шлифовке. Это дает возможность добиться необходимой шероховатости и избежать зацепления сопрягаемых деталей в работе. Для шлифовки применяют такой инструмент:

• фасонный круг;
• дисковый круг;
• конусообразный круг.

Для шлифовки поверхностей находящихся внутри в большинстве случаев используют оправку.

Нарезка шлицов дома

Выполнить нарезание пазов на валу дома трудно, так как такой тех. процесс просит применения станков очень точно. Но все таки в сети нередко встречается вопрос как порезать шлицы угловой шлифмашиной на валу или сорвана шляпка болтов.

Подобные операции полностью по силам сделать своими руками с применением минимума инструмента и способностей.

В том случае, когда потребуется нарезка шлицов на полуоси автомобиля, следует укрепить изделие в тисках, наметить места будущих пазов и произвести нарезку при помощи угловой шлифмашинки.

Регенерация шлицевого соединения привода аналогичным способом не рекомендуется, из-за причины появления люфта между сопряженными деталями. Однако если нет иного варианта осуществить ремонт, нужно держать угловую шлифмашину в неподвижном состоянии, чтобы не повредить пазы.

Нередко встречается вопрос как выполнить длинный шлицевой вал. Сначала следует выбрать вал с уже имеющимся шлицевым соединением и заготовку, на котором будет делаться резка пазов. После нужно наварить торец одного вала к иному. Получившуюся заготовку прикрепляют в патроне фрезерного, долбежного, строгального или протяжного станков и делают нарезку.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Протяжки шлицевые – эффективный способ обработки металлических деталей

Операция протягивания признается одним из наиболее эффективных способов резки материалов. Производится она протяжкой – специальным режущим инструментом, применение которого гарантирует получение качественного показателя (до 0,32 мкм) шероховатости обрабатываемого изделия и уникальной его точности (до 6 квалитета).

Инструмент протяжка – это режущее приспособление с множеством зубьев, которые выступают один над другим в перпендикулярном к основному движению резки направлении.

• По сути, протяжка располагает несколькими лезвиями, расположение коих дает им возможность удалять весь требуемый объем стружки с заготовки, начиная от черновой ее обработки и заканчивая калибровкой.
• 
• Рекомендуем ознакомиться

С помощью такого приспособления можно работать с любыми по форме наружными и внутренними поверхностями. При этом движения подачи при протягивании нет, а основное движение (его называют главным) бывает вращательным либо поступательным. Модификацией протяжек считают прошивки. Они конструктивно схожи между собой, но прошивки работают на сжатие, а протяжки – на растяжение.

Далее описаны основные преимущества протягивания перед иными вариантами механической обработки:

• снижение трат на эксплуатацию и обслуживание режущего приспособления;
• высокая стойкость инструмента для протягивания;
• высокий показатель минутной подачи (обусловлен тем, что несколько зубьев обрабатывают деталь одновременно);
• возможность применения труда работников с низким уровнем профессиональной подготовки;
• высокая скорость (относительная) снятия припуска, обеспечивающая отличную производительность операции;
• устраняются любые виды брака при протягивании;
• высокая износостойкость протяжек и точность обработки материалов с их помощью.

При этом сложность изготовления протяжек, использование быстрорежущих сталей со средним уровнем легирования обуславливают высокую стоимость инструмента. В связи с этим он обычно рекомендуется для применения на предприятиях с крупносерийным и массовым производством.

Хотя, если формы и геометрические параметры обрабатываемых деталей стандартизированы, протяжки можно использовать и при выпуске единичных или мелкосерийных партий продукции. Нет замены данному инструменту и тогда, когда протягивание является самым экономически целесообразным (либо единственно возможным) видом обработки.

Описываемый нами инструмент классифицируется по нескольким различным параметрам:

• по материалу, из которого выполняется их режущая часть: из быстрорежущей, инструментальной стали, твердых сплавов;
• по исполнению: сборные или цельные;
• по количеству протяжек в одном комплекте: много- либо однопроходные;
• по используемому методу удаления припуска (его срезания с заготовки): со ступенчатым, профильным, прогрессивным вариантом резки;
• по направлению лезвий: с наклонными и прямыми зубьями, либо с винтовыми и кольцевыми.

Наиболее же важной является классификация по назначению приспособлений. В этом случае их делят на инструмент для работы с наружными и внутренними поверхностями. Протяжки для наружной обработки дают возможность протягивать елочные профили, зубчатые колеса, пазы Т-образного типа, поверхности цилиндрических валов, канавок вида «хвост ласточки», разных по профилю шлицев на валах и так далее.

Инструмент для обработки отверстий (то есть для выполнения протягивания внутренних поверхностей) более распространен и освоен достаточно давно. К таким протяжкам относят те, которые используются для обработки:

• различных пазов – шпоночные;
• винтовых канавок;
• отверстий круглой формы – круглые;
• многогранных отверстий – гранные;
• отверстий с любым видом шлицев – шлицевые.

Приспособления для протягивания внутренних поверхностей весьма разнообразны, но при этом их геометрические и конструктивные показатели идентичны:

• Направляющая передняя часть. Она необходима для монтажа детали на протяжке и плавного перехода заготовки на режущие элементы инструмента. Подготовленное заранее отверстие имеет то же самое номинальное сечение, что и направляющая передняя часть приспособления. А выбор посадок обеспечивает требуемый по условиям обработки зазор.
• Хвостовик. С его помощью осуществляется закрепление в патроне протяжной установки режущего инструмента. Параметры и конфигурация хвостовиков стандартизированы Государственными стандартами 4043–70 (протяжки плоского типа), 4044–70 (протяжки круглого типа).
• Режущая часть. Именно эта составляющая инструмента срезает весь припуск посредством множества зубьев, коими она снабжается. Поперечные параметры зубьев и профили кромок данной части протяжки постепенно модифицируются: предварительное отверстие имеет такие же размеры, как и первый ее зуб, а вот готовое отверстие будет уже аналогичным параметрам и форме последнего зуба. Отсутствие движения подачи обеспечивается тем, что режущие промежуточные зубья увеличивают свои размеры (последовательно). Благодаря этому при обработке припуск детали срезается, а движения подачи не возникает.
• Опорная цапфа. Она бывает только на длинных и тяжелых инструментах, поддерживая их за счет люнета.
• Задняя направляющая часть. Предотвращает перекос заготовки и появление дефектов на ее поверхности тогда, когда калибрующие последние зубья покидают отверстие.
• Калибрующая часть. Ее зубья (их намного меньше, чем на передней направляющей) идентичны по форме и размерам отверстию после обработки.

Такие протяжки могут иметь разное число укрепленных резцов. Исходя из их количества инструмент делят на:

• эвольвентный;
• восьмишлицевый;
• острошлицевый;
• десятишлицевый;
• шестишлицевый.

Их производят по следующим Государственным стандартам:

• с эвольвентным профилем: двухпроходные комбинированные – 50038–92, обычные комбинированные – 50035–92, 28050–89, для отверстий сечением 15–90 мм – 25158–82 и 25159–82, для отверстий сечением 14 и 12 мм – 25157–82, для отверстий сечением 45–90 мм – 25160–82;
• с профилем прямобочного типа для восьмишлицевых отверстий – 25971–83 и 25972 – 83, для десятишлицевых – 24822–81 и 24823–81, для шестишлицевых – 25969–83 и 25970–83;
• с навертным хвостовиком: Р 50036–92, 28049–89, 28048–89, 28051–89, Р 50037–92, Р 50035–92 и некоторые другие.

Шлицевый режущий инструмент применяется при:

• нарезке шлицов и шпоночных канавок;
• изготовлении нарезного огнестрельного оружия;
• калибровании фигурных, цилиндрических и многогранных внутренних поверхностей (отверстий);
• производстве турбин для самолетных двигателей;
• протягивании сложных по конфигурации наружных профилей.

Добавим, что в тех случаях, когда стандартные протяжки не подходят для обработки деталей, обычно заказывается их изготовление по отдельной конструкторской документации.

Нарежем шлицы и пазы

Для изготовления же «гостовских» шпоночных пазов в деталях я разработал ручной настольный станок (или, можно сказать, приспособление), которым уже несколько лет и пользуюсь. Думаю, что такой станок может пригодиться, как и мне, домашним умельцам, конструкторам-любителям, в школьной мастерской.

Этот вертикально-строгальный станок-приспособление с ручным приводом по конструкции схож со сверлильным, а по принципу работы — с долбёжным.

Вся конструкция собрана на основании размерами 350x350x20 мм.

Оно же (основание) является и рабочим столом на котором располагаются стойка со всеми необходимыми для прорезания паэов узлами и суппорт с трёхкулачковым токарным патроном. Толщина основания у моего станка — 20 мм.

Сначала это была древесно-стружечная плита (как на фото), но потом я заменил её на стальную с теми же размерами — станок стал массивнее, но и устойчивее.

Здесь же сделаю пояснение: на чертежах есть и другие отличия от изображения станка на фотографиях. Дело в том, что в ходе эксплуатации выявлялось, что некоторые узлы и детали лучше было бы выполнить немного иначе. И эти усовершенствования отражены в чертежах.

Приспособление (ручной станок) для долбления шпоночных пазов и шлицов:

1—основание (стальная плита s20); 2 — стойка (сталь, круг d40); 3 — опорный фланец (сталь); 4 — крепление фланца к основанию (винт М12, 3 шт.); 5—державка (сталь); 6 — стопор державки (винт М12); 7 — ось тяги рычага (половинка шпильки М12 с гайкой, 2 шт.); 8—тяга рычага (стальная полоса 30×8, 2 шт.); 9 — шарнирное соединение тяги с рычагом (болт М12, 2 шт.

); 10 — рычаг (стальная полоса 30×8, 2 шт.); 11—пружина сжатия; 12 — консоль; 13 — ползун (винт М12); 14—фиксатор (винт М12); 15—крепление рычага на оси (ганка М12, 2 шт.

); 16 — ось ручки (сталь, круг 18); 17 — ручка (труба d30x18,5); 18 — оправка-резцедержатель (сталь, круг d64); 19 — резец; 20 — стопор (винт М10); 21—трёхкулачковый токарный патрон: 22 — суппорт

Близ одного края основания закреплена посредством фланца стойка — стальной стержень диаметром 40 мм и высотой 450 мм. Вдоль всей стойки прорезан продольный паз, а на одном из юнцов выполнена проточка для стыковки с фланцем.

Сейчас мне стало понятно, что было бы неплохо сделать стойку и повыше — до 500 мм — нередко бывает необходимость, когда надо сделать паз в длинных (или высоких) деталях (например, ступицах), вот тогда-то подъёма консоли не хватает.

Фланец представляет собой большую ступенчатую шайбу с центральным отверстием под стойку и тремя равномерно расположенными отверстиями диаметром 12,5 мм — для крепления к плите основания. Соответственно расположенные, но только резьбовые отверстия М12 выполнены и в столе-основании.

Стойка проточенным концом вставляется в центральное отверстие фланца, и детали соединяются сваркой, а после этого фланец прикручивается к основанию.

На стойку насаживаются по скользящей посадке державка и консоль с пружиной сжатия между ними.

Державка представляет собой прямоугольный параллелепипед с небольшой, относительно размеров в плане, высотой с центральным отверстием под стойку и тремя резьбовыми отверстиями М12 — двумя встречными глухими боковыми и одним сквозным с одного из торцов. Конечно, определения «торец» и «бок» у такого геометрического тела идентичные, но, надеюсь, понятны из чертежа. В торцевое отверстие вворачивается стопорной винт державки, а в боковые — шпильки, служащие осями тяг рычагов.

Консоль — деталь посложнее. Представляет собой два полых цилиндра (стоечный и оправочный), соединённых между собой перемычкой из стальной квадратной трубы размерами 60x60x2,5 с помощью сварки.

В теле каждого из цилиндров выполнено по резьбовому отверстию М12: в стоечном — под фиксирующий винт удержания от поворачивания, а в оправочном — под стопорный винт.

Кроме того, к стоечному цилиндру в его середине с противоположных сторон приварена пара «полушпилек» М12 (можно использовать и винты с такой же резьбой) — они служат осями для рычагов подачи инструмента.

Консоль:

1—стоечный цилиндр (круг d80); 2—перемычка (труба 60х60х2,5); 3—оправочный цилиндр (труба 80×64); 4—ось рычага (шпилька М12, разрезана пополам, 2 шт.)

Державка на стойке на нужной высоте закрепляется стопорным винтом и служит опорой всего механизма подачи инструмента: консоли с закреплённой в ней оправкой с режущим инструментом и системы рычагов для его продольной подачи.

Подъём консоли и удержание её в верхнем положении осуществляются пружиной. От поворачивания же на стойке консоль удерживает фиксирующий винт, конец которого, заточенный под соответствующий профиль, скользит в продольном пазе стойки.

Трущиеся поверхности деталей перед работой покрываются тонким слоем (как у огнестрельного оружия) консистентной смазки.

Оправка — деталь, с помощью которой инструмент или его держатель закрепляется в консоли. В моём случае оправка и резцедержатель выполнены из стали 45 как одна деталь в форме ступенчатого цилиндра с диаметральным отверстием под резец близ свободного более тонкого конца.

Здесь же в торце просверлено резьбовое отверстие М10 — через него соответствующим винтом резец закрепляется в отверстии резцедержателя. На цилиндре большего диаметра сфрезерована лыска — в неё упирается фиксирующий винт М12, который не позволяет оправке поворачиваться при возникновении крутящего момента от резца. Этот же винт удерживает оправку от выпадания из цилиндра консоли.

А вот его усилия от выдавливания оправки из цилиндра при рабочем ходе может и не хватить: для этого на оправке оставлен буртик.

Рычаги и тяги изготовлены из стальной полосы сечением 30×8 мм. Рычаги надеты на оси оправочного цилиндра консоли, а тяги — на оси державки. И те и другие между собой скреплены болтами-осями шарнирно.

Между верхними (свободными) концами рычагов вставлена и закреплена ось ручки — цилиндрический стержень диаметром 18 мм с резьбой М12 на концевых проточках. Сама ручка, выполненная в виде втулки диаметром 30×18 мм, свободно надета на смазанную ось. По поверхности втулки предварительно произведена накатка.

Особый рассказ о суппорте станка. Внешне он похож на машинные тиски.

А закрепляются заготовки для обработки в смонтированном на верхней подвижной площадке суппорта трёхкулачковом патроне от токарного металлорежущего станка.

С помощью суппорта осуществляется подача заготовки относительно режущего инструмента на глубину резания. Забегая вперёд, отмечу, что глубина резания за один проход совсем небольшая — всего 0,2 — 0,3 мм.

Суппорт состоит из сварного корпуса и подвижного стола. Хотя свариваемых элементов корпуса и несколько (5 штук), однако они совсем простые — почти все (кроме стоек) — в форме прямоугольных параллелепипедов.

Стойки выполнены из равнополочного стального прокатного уголка 40×40 с наполовину срезанной вертикальной полкой. Кстати, траверсы корпуса и поперечина подвижного стола — это державки (тела) от сломанных токарных отрезных резцов.

У кого имеется в наличии фрезерный станок, тот легко изготовит корпус и площадку как одну деталь из массивной заготовки.

Суппорт:

1 —стойка корпуса (уголок 40×40 с обрезанной вертикальной полкой, 2 шт.

); 2—площадка корпуса (сталь, лист s7); 3—передняя траверса (державка резца); 4—задняя траверса (державка резца); 5—подвижный стол (сталь, лист в7); 6—поперечина подвижного стола (державка резца); 7—ходовой винт М12; 8—стяжка левая, правая условно не показана (винтМ12,2 шт.); 9—маховик с ручкой; 10—шплинт d3; 11 —накладка (стальной лист sЗ); 12—крепление накладки к корпусу (винт М4, 2 шт.)

Предварительная подводка заготовок к режущему инструменту может быть осуществлена «вручную», путём ослабления винтов, крепящих его корпус К столу-основанию, и перемещения всего суппорта в пазах (продолговатых отверстиях).

Перемещение площадки осуществляется от рукоятки-маховика ходовым винтом с обычной резьбой М12.

Матричной гайки, как таковой, в механизме нет Соответствующее резьбовое отверстие, вместе с парой направляющих отверстий, выполнено в поперечине под площадкой. Сами направляющие — пара стандартных длинных винтов М12.

Надо сказать, что стол суппорта можно передвигать на расстояние до 60 мм, хотя для нарезания пазов и шлицов, как правило, больше 10 мм и не требуется.

Как было отмечено ранее, глубина резания (подача) при работе на станке небольшая. Для ускорения изготовления «гостовских» шпоночных пазов можно воспользоваться приведённой в начале статьи технологией сверления полукруглых «колхозных» пазов, а затем с помощью долбёжного станка доработать их до прямоугольного сечения.

Г.СПИРЯКОВ. г. Челябинск

Нарезка шлицов — методы, выбор оборудования и инструмента

Шлицевое соединение применяется для передачи вращательного движения между валами и втулками. В отличии от шпоночного соединения оно обеспечивает лучшее центрирование деталей.

При этом нагрузка на некоторые детали намного меньше, а крепость при динамических и переменных нагрузках намного больше.

Подобный тип соединения из себя представляет зубья конкретной длины, соединенные в единое целое с телом вращения.

Есть три типа шлицевых соединений:

Нарезка шлицов в сфере машиностроения делается преимущественно на фрезерном оборудовании, к которому предъявляют специальные требования по точности.

Шлицевые соединения

Шлицевое соединение – разъемное соединение втулки и вала при помощи пазов и выступов на них. Оно может быть как подвижным, так и неподвижным.

Основные типы изготавливаемых шлицевых соединений: прямобочные и эвольвентные. Так же иногда используются треугольные шлицевые соединения.

Преимуществами нарезания шлицов вместо шпоночных соединений являются:

• меньшее число необходимых деталей;
• значительно бȯльшая нагрузочная способность шлицевого соединения;
• возможность легкого осевого взаимного перемещения шлицевой втулки и шлицевого вала;
• лучшее центрирование деталей шлицевого соединения;
• меньшая концентрация напряжений на шлицевом валу.

За эти преимущества приходится расплачиваться повышенной (по сравнению с использованием шпоночного соединения) трудоемкостью изготовления шлицов.

Это интересно: Маркировка абразивных кругов — расшифровка, размеры

Методы нарезки шлицов

Прежде чем порезать шлицы на валу нужно подобрать способ центрирования сопряженных деталей. Зубчатое колесо или втулку центрируют так:

• по наружному диаметру вала D;
• по внутреннему диаметру вала d;
• по боковым сторонам b.

Первый способ используем в недвигающихся соединениях, которые не просят очень высокой твердости. Центрирование по внутреннему диаметру применимо к деталям, подвергшимся закалке, а по боковым сторонам при реверсивном движении вала и больших крутящих моментах.

Нарезание шлицов проходит поэтапно, включающих черновой и чистовой виды обработки, фрезеровка пазов канавок, снятие заусениц, шлифовка и термообработку.

В зависимости от диаметра вала фрезеровка шлицев делается за один или два прохода. Черновое фрезеровка шлицев на валах может выполняться дисковыми фрезами, а чистовое специализированной червячной фрезой, которая обеспечивает самую большую точность.

Строгают такие непростые детали шпинделя в основном на специализированных строгальных полуавтоматах, когда есть расстояние для выхода резца и в сквозных отверстиях. Одновременно происходит нарезка всех пазов несколькими резцами.

Заготовка фиксируется вертикально и выполняются возвратно-поступательные движения. После любого хода делается установленное движение подачи.

Строгание используется в массовом производстве и даёт большое качество обработки с шершавостью до 0,8 мкм.

Нарезка внутреннего шлица наиболее целесообразно делается на протяжном оборудовании. Каждый паз отделывается попеременно, но есть протяжки для одновременной нарезки нескольких зубьев.

Очень эффективным способом изготовления соединений данного типа считается накатка. Она происходит на спецоборудовании с применением накатной головки, которая имеет крутящиеся ролики. При помощи данных роликов происходит выдавливание металла с поверхности заготовки и образуется шлицевой паз. Этот способ позволяет порезать до 18 зубьев одновременно и применяется в больших производствах.

Нарезка шлицев — Тольяттинский завод механической обработки

Шлицы нарезают фрезерованием, строганием, протягиванием и холодным накатыванием (в основном эвольвентные шлицы). Технологический процесс обработки шлицев зависит от метода центрирования шлицевого соединения и термической обработки.

На валиках нарезать шлицы можно двумя методами:
1) фрезерованием по методу обкатки специальными червячными фрезами на шлицефрезерных или обычных зубофрезерных станках;
2) фрезерованием дисковыми или фасонными фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

В неавтоматизированном серийном производстве обычно нарезают шлицы на шлицефрезерных или зубофрезерных станках червячной фрезой методом обкатки.

Рабочая часть червячной фрезы выполнена по профилю, обеспечивающему получение шлицев при обкатке.

Фрезерование червячными фрезами шлицевых валов одинаково как для получения прямобочного профиля шлицев, так и для эвольвентного и осуществляется при тех же рабочих движениях фрезы и детали.

Сфера использования и особенности шлицевых соединений

Изготовление шлицов является достаточно востребованным в силу того, что вид получаемого в результате проведённых рабочих операций соединения необходим во многих сферах производства и промышленности.

Чаще всего шлицевые соединения применяются при необходимости обеспечить крутящие моменты в соединениях вала с зубчатым колесом, шкивом, полумуфтой, а также рядом других деталей.

В основном такой вид соединения является подвижным, то есть втулка способна двигаться по оси, поверхности шлица выступают в качестве направляющих для продольного перемещения элементов.

Шлицевые соединения являются технологически сложными, особенно по сравнению со шпоночными, однако дают более высокие возможности. Так, с их помощью можно обеспечить отличную центровку втулки на валу, а также передавать значительные вращающие моменты.

Виды шлицевых соединений

В зависимости от профиля шлицов принято выделять такие виды соединений:

• прямобочные (ГОСТ 1139-80);
• эвольвентные (угол профиля составляет 30 градусов, ГОСТ 6033-80);
• треугольные зубчатые.

Более распространена нарезка шлицов под прямобочные соединения. В зависимости от того, насколько большой крутящий момент необходимо передать, выбирается определённый размер шлицевого соединения − лёгкой, средней или тяжёлой серии.

Особенности нарезки изготовления шлицов

Изготовление или нарезка шлицов является достаточно сложным процессом, который проводится в несколько этапов. Она должна осуществляться с использованием специального оборудования и привлечения опытных специалистов.

Основными стадиями изготовления шлицов становятся:

• установка заготовки – деталь помещается в центр задней бабки и делительной головки фрезеровального станка;
• фрезеровка шлицов – для валов, диаметр которых составляет до 100 мм, фрезерование производится за один проход, при больших диаметрах − за два;
• обработка червячной фрезой – необходима, когда требуется получить очень точную нарезку шлицев (эта фреза совершает вращательные движения и передвигается вдоль оси);
• шлифовка – обработка наружного диаметра осуществляется с помощью крупношлифовального станка; если вал подвергался термической обработке, нужно отшлифовать и внутренний диаметр.

Клиентам нашей компании гарантируются:

• отличное качество выполнения работ – все операции проводят опытные мастера, действия которых доведены до автоматизма;
• оперативность – мы располагаем полным парком оборудования, что позволяет оптимизировать рабочие процессы и выполнить задачи различного уровня сложности в сжатые сроки без потери для качества конечного продукта;

Сделать предварительный заказ или задать вопрос

Шлицевые соединения и методы их обработки

Шлицевые соединения образуются выступами на валу и соответствующими впадинами в ступице и служат для передачи крутящего момента. По форме профиля шлицевые соединения разделяются на прямоугольные (рисунок 1, а), эвольвентные (рисунок 1, б) и треугольные (рисунок 1, в).

Применяются три способа центрирования прямоугольных шлицевых соединений: а) центрирование по наружному диаметру; оно используется в том случае, когда твердость отверстия невысокая и его можно обработать протяжкой, а вал не подвергается значительным деформациям при термической обработке; б центрирование по внутреннему диаметру; производится при высокой твердости отверстия и значительных деформациях вала, для устранения которых требуется шлифование; в) центрирование по ширине шлица; применяется при высокой твердости отверстия и необходимости минимальных зазоров по боковым поверхностям. Центрирования эвольвентных и треугольных шлицевых соединений производится только по профилю шлицев с гарантированными зазорами по диаметрам впадин и выступов. Обработка шлицев на наружных поверхностях производится методом деления или методом обкатки.

Методом деления шлицы фрезеруются на горизонтально-фрезерных станках набором фрез или фасонными фрезами. Этот метод применяется также при шлифовании шлицев на шлицешлифовальном станке (рисунок 2).

Шлицефрезерные станки, работающие по методу деления, снабжены точными делительными устройствами, которые после каждого двойного хода поворачивают деталь для обработки следующего шлица.

Методом обкатки шлицы нарезают на шлицефрезерных или зубофрезерных станках однозаходной червячной фрезой, профиль которой при обкатке с обрабатываемой деталью образует шлицы требуемой формы и размеров (рисунок 3).

Методом обкатки обрабатывают прямоугольные, треугольные и эвольвентные шлицы. По сравнению с методом деления этот метод является более производительным.

Короткие шлицы на концах валов у выступов, не позволяющих использовать фрезу, обрабатывают на зубодолбежных станках специальными долбяками. Для повышения производительности обработки шлицев на наружных поверхностях применяют шлицестрогальные, протяжные станки, а также производят накатку.

Шлифование шлицев применяют для обработки валов, которые после термической обработки имеют деформацию и высокую твердость, не позволяющую обработать шлицы фрезой.

Наиболее распространенным методом обработки шлицев на внутренних поверхностях является протягивание шлицевых отверстий комбинированными шлицевыми протяжками или набором протяжек. Комбинированной протяжкой обрабатывают внутреннюю поверхность шлицевого отверстия и шлицы. Протяжками можно обрабатывать только детали невысокой твердости, поэтому протягивание шлицев производят до термической обработки. После термической обработки производят калибрование шлицев прошивками (при твердости HRC не более 35). У шлицевых отверстий при центрировании деталей по внутреннему диаметру вала после термической обработки шлифуют внутреннюю поверхность шлицевого отверстия.

Выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструмента

Применяя карусельные станки для обработки шкивов и маховиков, можно производить одновременно наружную обточку обода и внутреннюю расточку отверстия; на них можно производить также плоскостную обработку одновременно нескольких деталей; в обоих случаях получается значительная экономия в основном (машинном) и вспомогательном времени.

При плоскостной обработке обычно встаёт вопрос о том, какой применить станок: строгальный или фрезерный.

Общего решения этого вопроса для всех случаев дать нельзя.

В каждом отдельном случае при выборе того или иного станка приходится решать вопрос в зависимости от характера обработки и предъявляемой точности, характера самой детали, использования станка и экономической целесообразности, которую надо выявить расчётом. Для этого необходимо сравнить намечаемые станки в отношении их точности обработки, производительности и общей экономики обработки в зависимости от организационных форм производства.

При составлении плана и установлении метода обработки детали одновременно с выбором типа и размера станка должно быть установлено, какое приспособление необходимо для выполнения намеченной операции на данном станке.

Если требуется нормальное приспособление, являющееся принадлежностью станка (тиски, люнет, угольник и т. и.

), то указывается его наименование; если же для данной операции требуется специальное приспособление, то отмечается «специальное приспособление», в этом случае должны быть разработаны чертежи его конструкции.

Технолог даёт схему приспособления, исходя из условий и требования обработки, а конструктор выполняет соответствующее конструктивное оформление в виде общих и детальных чертежей.

При разработке технологического процесса в стадии технического проекта ограничиваются только схемой, общим видом или указанием, какого рода предполагается приспособление. При разработке же рабочего технологического процесса производится конструктивная разработка приспособления во всех деталях. Обычно это выполняется в заводских конструкторских бюро.

Приспособления к станкам служат для облегчения выполнения обработочных операций и одновременно для установки и закрепления деталей на станках.

Перед станочной обработкой и в процессе её при пользовании приспособлением исключается необходимость разметки деталей — операции дорогой и вносящей погрешность, зависящую от индивидуальных качеств разметчика; применение приспособлений обеспечивает точность обработки и при том наиболее одинаковую для всех деталей и, таким образом, в наибольшей степени обеспечивает соблюдение принципа взаимозаменяемости. Помимо этого, применение приспособлений облегчает и ускоряет установку и закрепление деталей на станках, даёт возможность достигнуть более точной установки деталей и тем самым значительно сократить вспомогательное время, которое иногда достигает больших размеров и превышает основное время. Применение приспособлений позволяет также вести обработку при более

высоком режиме резания и допускает использование рабочих более низкой квалификации.

Для получения надлежащей точности размеров детали, обрабатываемой с помощью приспособления, необходимо, чтобы само приспособление было изготовлено весьма точно и чтобы погрешности при обработке не нарастали из-за неточности отдельных его элементов.

В связи с этим необходимо при назначении допусков на размеры приспособлений давать пределы отклонений для этих размеров, в два раза меньше соответственных пределов отклонений для обрабатываемой детали.

Необходимая точность обработки детали в таком случае будет обеспечена.

В индивидуальном и мелкосерийном производствах обработка ведётся без приспособлений или с приспособлениями универсального типа, которые часто являются принадлежностями станков (делительные универсальные головки, поворотные столы и т. п.).

В крупносерийном и массовом производствах применение приспособлений является обязательным: в каждом отдельном случае решается вопрос лишь о конструкции приспособлений и о том, на какое количество одновременно обрабатываемых изделий их конструировать.

В крупносерийном и массовом производствах применяются, главным образом, специальные приспособления, которые сокращают вспомогательное и основное время более, чем универсальные, и дают в то же время повышенную точность. При разработке технологических процессов необходимо установить экономическую целесообразность применения приспособления для той или другой операции.

Одновременно с выбором станка и приспособления для выполнения той или иной операции должно быть указано, какой применяется для данной обработки режущий и измерительный инструмент.

Необходимо дать краткую характеристику режущего инструмента: указать материал, из которого сделан инструмент, марку материала, наименование и размер инструмента, например, «фреза цилиндрическая—075 мм из быстрорежущей стали».

Применение того или другого типа инструмента зависит от принятого метода обработки.

Затраты на инструмент входят в стоимость обработки (по статье накладных расходов), поэтому, выбирая инструмент в соответствии с принятым методом обработки, необходимо стремиться достигнуть полного использования его режущих свойств.

Выбор материала инструмента (углеродистая и быстрорежущая сталь, твёрдые сплавы) зависит от рода обрабатываемого металла, необходимой чистоты поверхности детали и режимов резания.

В целях уменьшения расходов необходимо стремиться к замене дорогостоящей быстрорежущей стали более дешевыми сортами (заменителями), где это возможно по условиям работы. В тех случаях, когда обработку по технологическим условиям нельзя вести при высоких режимах резания, нецелесообразно применять быстрорежущую сталь, её следует заменять углеродистой.

Применение инструмента из твёрдых сплавов позволяет значительно повысить производительность оборудования и поэтому там, где это возможно по условиям обработки, их следует использовать. Различные виды твёрдых сплавов (победит, победит-α, победит α-21, победит РЭ-8, стеллит, видиа, карболой и др.

), имеющие несколько отличающиеся режущие свойства, выбираются в зависимости от обрабатываемого материала и вида обработки.

• Победит и победит РЭ-8, а также заменяющий их сплав рэникс применяются для обточки чугуна, литой стали, бронзы, алюминия.
• Победит РЭ-8 может применяться также для обточки стали; он пригоден лучше других сплавов при работах с ударной нагрузкой.
• Победит-a применяется для чистовой обточки стали, а победит α-21 — для чистовой и обдирочной её обточки.
• При проектировании технологических процессов, наряду с режущим инструментом, должно быть указано, какой тип мерительного инструмента применяется в процессе обработки для обмера деталей.

При индивидуальном производстве, когда размеры деталей, обрабатываемых на данном станке, весьма разнообразны, применяется измерительный инструмент общего назначения, т. е.

такой, которым можно проверять различные размеры; таким инструментом могут быть линейки, кронциркули, штангенциркули, микрометры, нутромеры, глубомеры, штихмассы и т. п.

В серийном и массовом производствах при повторяемости деталей одних и тех же размеров применяется специальный измерительный инструмент для определённого размера — калибры и шаблоны.

Источник