Б 30.2 Методы обработки шлицев

Шлицевые (зубчатые) соединения широко применяются в машиностроении и имеют то же назначение, что и шпоночные, но обычно используются при передаче больших крутящих моментов и более высоких требованиях к соосности соединяемых деталей.

Среди шлицевых соединений, к которым относятся соединения с прямобочным, эвольвентным, трапецеидальным и треугольным профилем зубьев прямобочные и эвольвентные соединения наиболее распространены. Они применяются для подвижных и неподвижных соединений.

В шлицевых прямобочных соединениях применяются три способа относительного центрирования вала и втулки: по наружному диаметру (D), по внутреннему диаметру (d) и по боковым поверхностям зубьев (b) – рисунок 12.

Рисунок 12. Виды центрирования шлицев

Наиболее распространенными способами центрирования деталей эвольвентного соединения являются центрирование по боковым сторонам (S) и по наружному диаметру (D). Допускается также центрирование по внутреннему диаметру (d).

Центрирование по D рекомендуется в случаях повышенных требований к соосности элементов соединения, когда твердость втулки допускает обработку зубьев протяжкой, а вал обрабатывается фрезерованием и окончательным шлифованием по наружному диаметру D.

Центрирование по d применяется в случаях повышенных требований к совпадению геометрических осей (аналогично с центрированием по D) и если твердость втулки не позволяет обрабатывать шлицы протяжкой.

Центрирование по боковым поверхностям используется тогда, когда нет повышенных требований к соосности втулки и вала, при передаче значительных моментов, когда недопустимы большие зазоры между боковыми поверхностями соединения (знакопеременный момент).

Шлицы на валах изготовляются различными способами, к числу которых относятся: фрезерование, накатывание, шлифование и др.

Фрезерование шлицев на валах в единичном и мелкосерийном производствах производится дисковыми профильными фрезами на горизонтально-фрезерных станках с использованием делительной головки (рисунок 13а).

а)

б)

Рисунок 13. Схемы фрезерования шлицев: а) дисковой фрезой;

б) червячной фрезой.

один рабочий ход обрабатывается одна впадина, после чего деталь возвращается в исходное положение и поворачивается на требуемый угол. Затем выполняется фрезерование следующего зуба и т.д. В зависимости от размеров шлицев, обработка может производиться за один или два прохода.

В крупносерийном и массовом производствах, с целью повышения производительности, фрезерование производится одновременно двумя фрезами на специальных станках.

Наиболее точным и производительным методом является обработка на шлицефрезерных станках при помощи шлицевых червячных фрез (рисунок 13б). Помимо вращательного движения, фреза перемещается продольно вдоль оси детали. Обработка производится за один или два прохода.

При центрировании по внутреннему диаметру, как дисковая, так и червячная фреза имеет «усики», вырезающие канавки у основания шлица, необходимые для сборки втулки и вала без «заедания» и для уменьшения износа углов шлифовального круга.

Шлиценакатывание (холодное) без нагрева детали осуществляется несколькими методами:

-продольное накатывание профилей многороликовыми головками методом копирования (одно и многопроходное накатывание, импульсно-планетарное накатывание);

-накатывание с постоянным межосевым расстоянием между инструментом и деталью методом обкатывания (двумя плоскими профилированными рейками, двумя затылованными роликами).

Накатывание многороликовой головкой (рисунок 14) осуществляется при относительном ее перемещении вдоль оси заготовки за один или несколько проходов. При многопроходном накатывании процесс осуществляется с радиальной подачей накатных роликов после каждого прохода. Профиль накатных роликов соответствует профилю шлицевых канавок вала. Рекомендуется накатывать прямобочные шлицы шириной до 10 мми эвольвентные модулем до 6 мм.

Рисунок 14. Схема накатывания шлицев многороликовой головкой.

Накатывание вращающимися многороликовыми головками (рисунок 15) осуществляется за счет многократных взаимно уравновешенных ударов рабочих роликов по поворачивающейся и перемещающейся вдоль своей оси заготовке. Рекомендуется накатывать прямобочные и эвольвентные шлицы.

Рисунок 15. Схема импульсного планетарного накатывания шлицев

Накатывание двумя рейками (рисунок 16) совершается за счет их возвратно-поступательного движения за один рабочий ход на полную высоту профиля. Ширина инструментов равна длине накатываемых зубьев. Рекомендуется для обработки эвольвентных шлицев модулем до 1,5 мм.

Рисунок 16. Схема накатывания шлицев двумя плоскими профилированными рейками.

Накатывание двумя цилиндрическими роликами (рисунок 17) осуществляется за счет переменными по высоте зубьями за один оборот на полную высоту профиля. Ширина роликов равна длине накатываемых шлицев. Рекомендуется для эвольвентных шлицев модулем до 1,5 мм, а также для треугольных шлицев.

Рисунок 17. Схема накатывания шлицев двумя затылованными роликами.

Шлифование шлицев.

При центрировании по наружному диаметру шлифуется только наружная цилиндрическая поверхность вала на круглошлифовальных станках. Шлифование внутреннего диаметра и боковых сторон шлицев не производится.

При центрировании по внутреннему диаметру шлифуются внутренний диаметр и боковые стороны шлицев.