Обработка шпоночных и шлицевых поверхностей

Шпоночные и шлицевые соединения служат для передачи крутящего момента. Шпоночные соединения осуществляются призматическими, клиновыми и сегментными шпонками (рис. 2.2.21). Шпоночные канавки для призматических шпонок могут быть закрытыми с двух сторон (глухими), закрытыми с одной стороны и сквозными. Сквозные и закрытые с одной стороны шпоночные канавки изготовляют фрезерованием дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках (рис. 2.2.22, а). Применение этого способа обеспечивает достаточную производительность и точность ширины шпоночной канавки. Сквозные канавки можно обрабатывать на строгальных станках.

Глухие шпоночные канавки изготавливают концевой фрезой на вертикально-фрезерных станках с продольной или маятниковой подачей (рис. 2.2.22, б; в). В первом случае производится врезание фрезы вертикальной подачей на полную глубину шпоночной канавки, а затем включается продольная подача и канавка обрабатывается по всей длине. Точность паза по ширине при такой схеме обработки невысокая, т.к. припуск удаляется за один рабочий ход и фреза изнашивается довольно быстро. Для получения точных по ширине шпоночных канавок применяют маятниковую подачу. В этом случае точность паза по ширине повышается (видео 2.2.15).

Канавки под сегментные шпонки изготавливаются фрезерованием на горизонтально-фрезерных станках дисковыми фрезами с вертикальной подачей (рис. 2.2.22, г).

Шлицевые соединения бывают с прямобочными, эвольвентными и треугольными зубьями (рис. 2.2.23, а; б; в). Центрирование втулки относительно вала осуществляется по наружному диаметру вала, по внутреннему диаметру вала и боковой поверхности зубьев (рис. 2.2.23, г; д; е). При центрировании по внутреннему диаметру вала применяют для шпоночного паза исполнение – I. При центрировании по наружному диаметру и боковой поверхности зубьев для шпоночного паза применяют исполнение – II. При исполнении I в основании зубьев имеются канавки.

Шлицы на валах нарезают фрезерованием, строганием, протягиванием и холодным накатыванием.

Фрезерование шлицев осуществляют в основном двумя способами: с применением делительных механизмов одной или двумя дисковыми фасонными фрезами или методом обкатки червячной фрезой (рис. 2.2.24, а; б; в). Применение второго способа обеспечивает более высокую производительность, а также точность по ширине паза и шагу зубьев.

Строгание шлицев производят методом копирования с помощью многорезцовой головки на специальном станке (рис. 2.2.25). Резцы имеют форму впадины шлицев и установлены в корпусе головки, с возможностью синхронного перемещения в радиальном направлении.

Протягивание шлицев производится двумя блочными протяжками, установленными напротив друг друга (рис. 2.2.26). Таким образом, одновременно обрабатываются две впадины с последующим поворотом вала на один шаг шлицев и процесс повторяется.

После механической обработки валы подвергают закалке или улучшению. При термической обработке возникают деформации детали. Для исправления погрешностей термообработки применяют шлифование шлицев. При центрировании втулки по наружному диаметру вала его шлицевую часть шлифуют по наружной поверхности на круглошлифовальных станках.

При центрировании втулки по внутреннему диаметру вала или по боковым поверхностям шлицов шлифуют эти поверхности и дно впадин. Шлифование производится следующими способами: фасонным кругом, раздельно двумя кругами, одновременно тремя кругами (рис. 2.2.27, а; б; в).

Накатывание шлицев производится пластической деформацией металла в холодном состоянии, т. е. без его нагрева. Накатку производят зубчатыми роликами, рейками и гладкими роликами (рис. 2.2.28, а; б; в)Производительность при накатке в несколько раз выше, чем при фрезеровании.