Обработка шлицевых поверхностей

Форма шлицев бывает прямоугольная, эвольвентная и треуголь­ная.

Шлицевые соединения широко применяются в машиностроении (станкостроении, автомобиле- и тракторостроении и других отраслях) для неподвижных и подвижных посадок.

Шлицы на валах и других деталях изготавливаются различными способами, к числу которых относятся: фрезерование с последующим шлифованием, накатывание, протягивание.

Наиболее распространенным способом изготовления шлицев явля­ется фрезерование. Применение остальных способов являются прогрессивными. Приме­нение их целесообразно в крупносерийном и массовом производствах.

Шлицы валов небольших диаметров (до 100 мм) обычно фрезеруют за один проход, больших диаметров – за два прохода. Черновое фре­зерование шлицев, в особенности больших диаметров, иногда произво­дится на горизонтально-фрезерных станках, имеющих де­лительные механизмы (рис. 4.28).

На рис. 18.12, а показано фрезерование одной канавки шлицев дис­ковой фасонной фрезой. Основное время при этом определяется по формуле

, (18.8)

где l₀ – длина нарезаемых шлицев; l_вр – величина врезания, определяется по формуле;

, (18.9)

l_п – величина перебега(обычно l_п = 2…5 мм; i – число шлицев; h – вы­сота шлица, фрезеруемого в данном проходе; D_ф – диаметр фрезы; S_м._np – продольная минутная подача.

Рис. 18.12. Способы фрезерования шлицев валов: а – шлицевой дисковой фразой; б – двумя фрезами; в – двумя дисковыми специальными фрезами; г — шлицевой червячной фрезой

Фрезеровать шлицы можно способом, изображенным на рис. 18.12, б, позволяющим применять более дешевые фрезы, чем дисковые.

Более производительным способом является одновременное фрезе­рование двух шлицевых канавок двумя дисковыми фрезами специаль­ного профиля (рис. 18.12, в).

Более точное фрезерование шлицев производится методом обкатки при помощи шлицевой червячной фрезы (рис. 18.12, г). Фреза помимо вращательного движения имеет продольное перемещение вдоль оси нарезаемого вала. Этот способ является наиболее точным и наиболее производительным.

Накатывание шлицев. Накатывание шлицев без нагрева детали осуществляется ролика­ми, имеющими профиль, соответствующий форме поперечного сечения шлицев. Вращающиеся на осях ролики (диаметром 100 мм) по одному на каждый шлиц расположены радиально в сегментах 4 массивного корпуса 1 накат­ной головки (рис. 18.13, а). При передвижении головки по детали 3 свободно вращающиеся ролики 2, вдавливаясь в поверхность вала, образуют на ней шлицы соответствующей профилю ролика фор­мы. Все шлицы накатываются одновременно, без вращения детали.

На специальных станках для накатывания шлицев (рис. 18.13, б) на­катная головка 1 размещается на салазках, для которых направляю­щими служат валы 2 и 5, соединяющие две массивные стойки. Салаз­ки перемещаются приводом от гидроцилиндра, расположенного в зад­ней стойке. В передней стойке находится гидравлический зажимной патрон 4, в котором закрепляется обрабатываемая деталь 3. Каждый ролик независимо регулируется на требуемую высоту. Головка как са­мостоятельный узел снимается со станка, не нарушая расположения роликов. На смену роликов затрачивается 5 – 10 мин, на наладку стан­ка – около 30 мин.

.

а б

Рис. 18.13. Схема накатной головки для шлиценакатного станка (а) и расположения

накатной головки (б)

На таких станках наибольшее число накатываемых шлицев дохо­дит до 18, наименьшее составляет 6—8 (на валах диаметром 16 мм). Продольная подача до 15 мм/сек. Получаемая точность шлицев по шагу 0,04 мм, непрямолинейность не превышает 0,04 мм на 100 мм длины.

Процесс накатывания весьма производителен, так как все шлицы накатываются одновременно, при малой затрате времени, с достаточно высокой точностью.

Фрезерование уступов может производиться цилиндрическими, торцовыми и концевыми фрезами (рис. 18.14).

а б в

Рис. 18.14 - Схемы фрезерования уступов на плоских поверхностях:

а – цилиндрической фрезой; б – торцовой фрезой; в – концевой фрезой

Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка плоскостей и уступов на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что возможно по непрерывному циклу.

Одним из способов сокращения основного времени является внедрение скоростно­го и силового фрезерования.

Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания при об­работке стали до 350 м/мин, чугуна - до 450 м/мин, цветных металлов - до 2000 м/мин при небольших подачах на зуб фрезы. При обработке сталей подача принимается S_z = 0,05...0,12 мм/зуб, а при обработке чугуна и цветных сплавов S_z =0,3...0,8 мм/зуб. Силовое фрезерование ха­рактеризуется большими подачами на зуб фрезы (S_z > 1 мм).

Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащенными твердосплавными и керамическими пластинами.

Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t < 0,1 мм), ма­лыми подачами (S_z = 0,05...0,10 мм) и большими скоростями резания.