Соединения шлицевые. Шлицевая оправка Оправка шлицевая

Цена 23 коп.

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

СОЮЗА ССР

ОПРАВКИ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ)

ПРЯАЛОБОЧНЫЕ

ГОСТ 18437-73-ГОСТ 18441-73

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным проектно-технологическим институтом тяжелого машиностроения (ВПТИТЯЖМАШ)

Директор Ерохин В. И.

Руководитель темы Хренова А. В.

Исполнители Кирова Л. И., Пуринов В. А.

ВНЕСЕНЫ Министерством тяжелого г энергетического и транспортного машиностроения

Член Коллегии Полищук В. А.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ

Управлением станкоинструментальной промышленности и межотраслевых производств Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР

Зам начальника Управления Григорьев В. К.

Ст инженер Чернушенко Г. 3.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

И о зав. отделом стандартизации, унификации и агрегатирования станоч-ных приспособлений Леонов С. И.

И. о ст научного сотрудника Гуслинская Л. А.

УТВЕРЖДЕНЫ Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР 19 декабря 1972 г. (протокол № 188}

Зам председателя отраслевой научно-технической комиссии Госстандарта СССР Бергман В. П.

Члены комиссии Доляков В. Г. г Златкович Л. А. г Климов Г. Н., Федин Б. В., Баранов Н. Н.

ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постано г ^дарственного комитета

стандартов Совета Министров < -г? Февраля 1973 г. № 390

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

СОЮЗА ССР

ОПРАВКИ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ)

ПРЯМОБОЧНЫЕ

ГОСТ 18437-73-ГОСТ 18441-73

Издание официальное

МОСКВА - 1973

Оправки зубчатые (шлицевые) прямобоч-ные центровые. Конструкция и размеры

(с) Издательство стандартов, 1973

УДК 621.9-229.324(063.74) Группа Г27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ОПРАВКИ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) ПРЯМОБОЧНЫЕ КОНИЧЕСКИЕ ЦЕНТРОВЫЕ

Конструкция и размеры

Notched straight-side cone center arbors. Design and dimensions

Взамен MH 3621-62, MH 3622-62

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16 февраля 1973 г. № 390 срок действия установлен

с 01.07. 1974 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. Настоящий стандарт распространяется на центровые конические зубчатые (шлицевые) оправки, предназначенные для установки изделий с базовым зубчатым отверстием прямобочного профиля зубьев по ГОСТ 1139-58 с центрированием по наружному диаметру D, длиной до 1,5 D при обработке их на токарных и круглошлифовальных станках.

2. Конструкция и размеры оправок должны соответствовать указанным на чертеже и в таблице.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

Обозначение комплекта		Обозначение		Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделии, zXdxD (по ГОСТ 1139-58)
					Пред. откл. по Я,
				£>6X11X14/4 Ut 7)6х 11X 14/4* U\
				7)6x13X16/4 Us D6xl3Xl64s-U 4
				Л6Х16Х20/4 U a D6X 16X20/4 3 -t74
				7)10x16X20/4 Uz D10X16X204 3 -U 4
				7)6x18x22/4 Us 7)6xl8X22/4 3 - 7/ 4
				7)10X18X23/4 Us D10X18X23/4*
				7)6X21 X25/4 Us £>6X21X25A 3 - 7/4
				7)10x21x264 Uz D10X21X264 3 * U\
				D6X23X26/4 Us 7)6X23x26/4» t/4
				7)6X23x28/4 Us 7)6X23X28/4» C/ 4
				7)10x23x294-7/ 3 7)10x23X294 8 -7/ 4
				7)6x26x30/4 Us £>6x26x30/4» Ut
				£>6 x 26x 32/4 7/3 £>6X26x32/4 3 - 7/4
				7)10x26X32/4- 7/3 £>10x26x32/4 3 ■ 7/4

(пред, откл. по Хд

Масса в кг

Обозначение комплекта		Обозначение		Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделия zxdxD (по ГОСТ 1139-58)
					Пред. откл. no n t
				С6Х28Х32Л. U» ■06X28X324$ Ut
				06X28X344 U г 06 X28 X 344$" U 4
				010X28X354 0$ 010 X 28 X 354»- U 4
				08X32X364 Ui 08X32X364$ U 4
				08X32X384 0$ 08X32X384$ U 4
				010X 32 X 404 Ui 010X32X404$ U 4
				08 X 36 X404 t/$ 08 X36 X 404$ U 4
				08x36x424 Ui 08x36x424$ U 4
				010X36X454 0» 010X36X454$ U 4
				08Х42Х46Д Uz 08X42X404* Щ
				08X42X484 U 3 08x42X484 3 U 4
				08 x 46 X 504 08X46X504$ U 4
				010X42X524 l/$ 010X42X524$
				Z)8x46X54^ 8 - U A

ПрФдолжекие

(пред, о ткл -0,1)

6,6

6,6

(пред, откл. по -X,)

6,0

8,0

1,6

Масса в кг

Обозначение комплекта		Обозначение		Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделие zXdxD (по ГОСТ 1139-58)
					Пред. откл. по П г
				2)10X46X56*4 £2» />Юх4бХ56Л а * £/ 4
				£8x 52 x 584 - U 3 D8X52X584 3 U t
				£>8X52X604 U 3 O8x52x604 s U t
				016x 52 x 604 U 3 O16x52X604 3 Ui
				D8 X 56 X 624 Os D8X 56X624 3 0 4
				08X56X654 U 3 08x 56 x654 3 0 4
				016X56X654- U 3 016 X 56X 654 3 - 0 4
				2)8x62x68*4 £2* 2)8 Х62 X 68*4$ * £/4
				08X62X724 - 0 3 08 X62X 724 3 - 0 4
				2)16x62x72*4 £2» 2)16X62X72*4»* 2/4
				010X72X784 - O s 010X72X784 3 - O4
				O10X 72 X824-O, £10X72X824, {/4
				2)16X72X82*4 . £2» 2)16X72X82*4» * £/4
				010X82X884 0 3 010X82X884, O4

Продолжение

I,

(пред, откл. по Xi)

Масса в кг

Обозначение комплекта		Обозначение		Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделия (по ГОСТ 1139-58)
					Пред, откл no T7 V
				£)10х82х92Л U 3 £>10Х82Х92Л 3 Т/ 4
				7)20x82x92/4 Т/ 3 7)20х82х924 3 Т/ 4
				7)10X92x98/4 77 3 7)10х92х98/4 3 77 4
				7)10x92x102/4 U 3 7)10Х92ХЮ2/4 3 Т/ 4
				7)20х92х102/4-7/з 7)20Х92ХЮ2/4 3 Т/ 4
				7)10x102x108/4 - U 3 7)Юх102хЮ8/4 3 Т/ 4
				7)10x102x112/4 U 3 7)10Х 102х 112/4 3 Т/ 4
				7)20x102x115/4 U 3 7)20Х102ХИ5/4 3 Т/ 4
				7)10X112x120/4 U 3 7)10X112Х120/4 3 U t
				7)10x112x125/4 U 3 7)10X112xl25/4 3 Ui
				7)20X112x125/4 U 3 7)20X112Х125Л 3 T/ 4

Примечание Для обработки деталей с базовым зубчатым отверстием, заказывать только оправку № 1, с предельными отклонениями по Л 3 -комплект

Пример условного обозначения комплекта кони-D 6Х 11 X 14Л 3 U 4:

Комплект оправок 7150-0351

То же, оправки № 1:

Оправка 7150-0351-1

То же, оправки № 2:

Оправка 7150-0351-2

Продолжение

(пред, о ткл. -0,1)

(пред, откл. по X*)

Масса в кг

6,0

J7,0

8,0

10,0

наготовленным по наружному диаметру D с предельными отклонениями по Л, оправок.

ческих зубчатых оправок для обработки изделий с отверстием ГОСТ 18437-73

ГОСТ 18437-73

ГОСТ 18437-73

3. Материал - сталь марки 20Х по ГОСТ 4543-71. Допускается замена на сталь других марок с механическими свойствами не ниже, чем у стали марки 20Х.

4. Цементировать: глубина цементированного слоя для оправок диаметром £>1^35 мм-0,8... 1,0 мм, диаметром Z>i>35 мм- 1,2 . . . 1,5 мм, твердость HRC 56 . . . 62.

5. Неуказанные предельные отклонения размеров: охватывающих- по Ai\ охватываемых - по Bf, прочих - по СМз.

6. Предельные отклонения угловых размеров - по 9-й степени точности ГОСТ 8908-58.

7. Предельные значения радиального биения поверхностей Г и Д относительно оси центров - по III степени точности ГОСТ 10356-63.

8. Накопленная погрешность окружного шага не должна превышать указанных величин.

Номинальные наружные

диаметры зубьев, мм Величина погрешности, мм

До 29..........0,15

Св. 29 до 48........0,20

Св. 48 до 72........0,25

Св. 72 до 125........0,50

9. Отклонение от параллельности боковых сторон зубьев Е относительно оси центров оправки - не более 0,02 мм на 100 мм длины.

10. Отклонение от симметричности зуба относительно оси в поперечном сечении - не более 0,05 мм.

11. Покрытие - Хим, Оке. прм, кроме поверхностей Г и Д (обозначение покрытия - по ГОСТ 9791-68). По соглашению с потребителем допускается применение других видов защитных покрытий.

12. Маркировать: обозначение оправки, обозначение стандарта и товарный знак предприятия-изготовителя. Допускается для оправок одного типоразмера диаметром d% до 15 мм включительно маркировку наносить на таре или упаковке, а на оправках клеймить только их обозначение.

13. Перед упаковкой оправки должны пройти консервацию по ГОСТ 13168-69.

15. Конструкция и размеры сварных заготовок для конических зубчатых оправок диаметром D x ^78 мм и масса оправок, изготовленных из этих заготовок, указаны в рекомендуемом приложении к ГОСТ 18437-73.

КОНСТРУКЦИЯ и РАЗМЕРЫ СВАРНЫХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ОПРАВОК ДИАМЕТРОМ [) : >п мм И МАССА ОПРАВОК, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ЭТИХ ЗАГОТОВОК

1. Конструкция и размеры заготовок должны соответствовать указанным на черт. 1-3 и в табл. 1-3.

Размеры для справок.

Размерывмм Таблица!

Обозначение	Обозначение						Масса в кг		Дет, /. Корпус, Кол, ] ш,	Дет. 2. Пробка. Кол. 2 шт.
	заготовок
							заготовки		Обозначение деталей

Размеры в мм Продолжение

Обозначение	Обозначение						Масса в кг		Дет. /, Корпус.	Дет. 1 Пробка. Кол, 2 шт,
									1\ОД< 1 шт,
							заготовки		Обозначение деталей

Пример условного обозначения заготовки размерами /)=83 мм, 1=350 мм;

Затем 1ШШ т ШМ 2, После сварки заготовки отжечь.

Корпус (деталь 1)

* Размеры для справок.

Размеры в мм

Таблица 2

Обозначение корпусов				(пред, откл по Л 3)		Масса в кг	Материал
							Труба 83X14-20Х-А ГОСТ 8732.-58
							Труба 89X20-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 95X18-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 102X22-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 114X22-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 121Х28-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 133X25-20Х-А ГОСТ 8732-58
							Труба 133 X 25-20Х-А ГОСТ 8732-58

Пример условного обозначения корпуса размерами D-86 мм, /=264 мм:

Корпус 7150-0404/001 ГОСТ 18437-73

Пробка (деталь 2)

Таблица 3

Размеры в мм

Обозначение										Масса в кг

Пример условного обозначения пробки размером d=63 ммз Пробка 7150-0404/002 ГОСТ 18437-73

3. Материал пробки (деталь 2) -сталь марки 20Х по ГОСТ 4543-71.

4. Неуказанные в табл. 2» 3 предельные отклонения размеров: охватывающих- по Af y охватываемых - по Bi\ прочих - по СМ 8 .

Изменение № 1 ГОСТ 18437-73 Оправки зубчатые (шлицевые) прямобочные конические цетровые. Конструкция и размеры

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21.П.83 5128 срок введения установлен

ГОСТ 14034-53 на

ГОСТ 14034-74; исключить обозначения: dz, V8

таблица Головка. Заменить обозначения: П х на j s5 # ЛГ Ч на dll; исключить графы: «Обозначение комплекта оправок», «М® оправок», d$\ графа

(Продолжение ся. стр. 154)

графы «Обозначение оправок», «Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделия zXd^D (по ГОСТ 1139-58)», Du D 2 изложить в новой редакции:

(Продолжение см. стр. 155}

Обозначение
		Поле допуска js 5
	D-10X18X23H7X3F8 D-10X18X23H8X3F8
	0-10x21 X26H7X3F8 0-10x21 X26H8X3F8
	D-6 X 23 X 26Н7 X 6F8 D-6X23X26H8X6F8
	О-б X 23 X 28Н7 X 6F8 0-6 X 23 X 28Н8 X 6F8
	O-10X23X29H7X4F8 O-10X23X29H8X4F8
	О-6Х26Х30Н7Х 6F8 O-6X26X30H8X6F8
	D-10X26X32H7X4F8 O-10X26X32H8X4F8
	0-6X28X34H7X7F8 0-6X 28 X 34H8X7F8
	O-10X28X35H7X4F8 O-10X28X35H8X4F8
	0-8X32X36H7X6F8 0-8 X32 X 36H8X6F8
	0-8X32X38H7X6F8 0-8 X 32 х 38Н8 X 6F8
	D-10X32X40H7X5F8

(Продолжение см. стр. 156}

Обозначение	Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделия zXdXD <по ГОСТ 1139-80)
		Поле допуска je б
	D-8x36x42H7x7F8 £>-8x36x42H8x7F8
	D-l 0 X 36 X 45Н7 X 5F8 О-10 X 36 X 45Н8 X 5F8
	ZJ-8X46X50H8X9F8
	O-10 X 42 X 52H7X6F8 D-10 X42 X 52H8X6F8
	O-10X46X56H8X7F8
	D-8X52X58H7X10F8 £>-8x52x58H8xl0F8
	O-8X 52 X60H7X10F8 D-&X >2х60Н8х 10F8
	D 16X 52 X 60H7X5F8 D-I6X52X60H8X5F8
	D-8X56X62H7X10F8 D-8X56X62H8X10F8
	F>-8X56X65H8X10F8 ZJ-8X56X65H7X10F8
	D-16X56X65H7X5F8 /М 6Х 56 X 65Н8Х 5F8
	0-8Х62Х 58H7X12F8 0-8X62X68H8X12F8

Обозначение	Условное обозначение отверстия обрабатываемого изделия zXdXD (по ГОСТ 1139-80)
		Поле допуска js 5
	D-8 X 62 X72Н7 X12F8 £>-8х62Х72Н8Х I2F8
	D-16X 62 X72H7X6F8 -D-I6 X 62 X 72H8X6F8
	D-10X72X78H7X12F8 D-10X72X78H8X12F8
	D-10X72X82H7X12F8 H-10X72X82H8X12F8
	ZJ-16X72X82H7X7F8 Z)-16 X 72X.82H8X7F8
	D-10X82X 88H7X12F8 7>-10 X 82 X 88Н8Х12F8
	7>-10x82X92H7Xl2F8 7M0X82X92H8X12F8
	7>-20X 82 X 92H7 X 6F8 £>-20Х 82 X 92H8X 6F8
	D-10X92X98H7X14F8 7>-10 X 92 Х98Н8 X14F8
	F»-10X92X102H7X14F8 D-10 X 92X102H8X14F8
	77-20X 92XI02H7X7F8 7J-20X92XI02H8X7F8
	D-10X102X108H7X16F8 D-10X102XI08H8XI6F8
	D-10X102X112H7X16F8 ZM0X102X112H8X16F8
	77-20 X102X115H7X8F8 77-20 X102X115H8 X 8F8
	7M0X112X120H7X18F8 73-10X112X120H8X18F8
	D- 10X112X125H7X18F8 D-10XH2X125H8X18F8
	/>-20x112x 125H7x9i 7 8 />-20Х H2X125H8X9JF8

(Продолжение см. стр. 158)

заменить наименование графы: «Масса в кг» на «Масса, кг, не более»;

примечание исключить.

Пример условного обозначения изложить в новой редакции: «Пример условного обозначения конической зубчатой оправки для обработки изделий с отверстием D- 6X11X14H7X3F8 н D-6X1 1XНШХЗ/^б:

Оправка 7150-0351 ГОСТ 18437-73».

Пункты 4, 5 изложить в новой редакции: «4. Твердость НКС Э 57 .. 63. Оправки диаметром Di<35 мм цементировать на глубину 0,8-1,0 мм, Di>35 мм - 1,2-1,5 мм,

5 Неуказанные предельные отклонения размеров: валов - hi4, остальных

Обозначение оггрлвкн	Обозначение заготовки	Обозначение	Обозначение заготовка	Обозначение	Обозначение

заменить чертеж 2

наименование графы: «Масса в кг» на «Масса, кг, не более»;

Заменить обозначения: \/J Н<1 \/(у/) *

V4(v)mA/(vO " V6 Иа \у / " на V ;

таблица 2. Головка. Заменить обозначение: А% на Н9;

заменить наименование графы: «Масса в кг» на «Масса, кг, не более»; графа «Материал». Заменить ссылку: ГОСТ 8732-58 на ГОСТ 8732-78; пример условного обозначения. Заменить размер: £>86 мм на Й = 83 мм;

чертеж 2. Заменить обозначения:

V7 (у) на V(V) "

таблица 3 Головка. Заменить обозначение: Пр1$ на s7;

заменить наименование графы: «Мааса в кг» на «Масса, кг, не более».

Пункт 4 изложить в новой редакции: «4. Неуказанные в табл. 2 и 3 пре-

дельные отклонения размеров: отверстий - Н14, валов - hi4, остальных -

Оправка - специальное токарное приспособление, применяемое, как правило, при обработке наружных поверхностей. Обрабатываемая деталь базируется по внутренней поверхности.

Применяются оправки следующих видов:

1) жесткие;
2) самозажимающие зажимные;
3) разжимные;
4) пружинящие.

По форме установочной поверхности оправки могут быть цилиндрическими, коническими, резьбовыми или шлицевыми. Жесткая цилиндрическая оправка устанавливается в центрах токарновинторезного станка (или другого вида станка). Обрабатываемая деталь, закрепленная на оправке (жесткой), удерживается от проворачивания трением, которое создается на ее торцах, с помощью шайбы и крепежной гайки. Разжимная оправка имеет простую конструкцию, вместе с ней применяется разрезная упругая гильза (так называемая цанга), имеющая наружную цилиндрическую и внутреннюю коническую поверхности.

Гильза надевается на конический стержень оправки, при этом, чтобы гильза обладала упругими свойствами, на ней сделано шесть продольных прорезей. Обрабатываемая деталь закрепляется гайкой. С помощью второй гайки гильза вместе с деталью (после обработки) снимается с оправки. Разжимные оправки менее точны, чем жесткие, но в некоторых случаях их применяют для чистовой обработки деталей типа колес и втулок, в сочетании со специальной конической пробкой, которая вгоняется в корпус оправки легкими ударами молотка, разжимает ее и тем самым закрепляется обрабатываемая деталь, надетая на правую часть оправки с тремя продольными прорезями.

Чаще всего для чистовой обработки деталей используется оправка с гидропластом, корпус ее крепится к планшайбе (планшайба - специальное токарное приспособление). В данном случае на корпусе оправки напрессована в нагретом состоянии разжимная втулка , на которой для лучшего уплотнения в местах посадки сделаны кольцевые углубления. В каналах корпуса и в цилиндрической полости между корпусом и втулкой расположен гидропласт.

ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

Производится в опорные призмы и самоцентрирующие патроны в торец или уступ.

Рис. 1. Установочные призмы: а - широкая призма, б - 2 узкие призмы

Рис. 2. Схема крепления призма: 1 - винт, 2 - призма, 3 - штифт

Рис. 3. Призма со штырями: 1 - призма, 2 - заготовка, 3 - штыри

Рис. 4. Установка заготовки во втулку: 1 - заготовка, 2 - втулка

Обработанные заготовки устанавливают в широкие призмы, а необработанные - в узкие или в призмы со штырями.

Если заготовка по своей конфигурации близка к деталям типа "диск" и имеет базовые шейки, выполненные по 7-9-му квалитетам точности, применяют установку во втулку.

Призмы могут иметь угол 60°, 90°, 120°. Наиболее распространены призмы с углом 90°.

Призмы крепят к корпусу приспособления винтами, и фиксируют от смещения контрольными штифтами. Винты наиболее часто применяют с головкой, имеющей внутренний шестигранник. Такие винты наиболее широко применяют для крепления детали приспособлений.

Предельно допустимую нагрузку (Н) на призму из условий контактной прочности определяют по зависимости (при =90°)

где b - длина линии контакта заготовки с призмой, мм;

D - диаметр заготовки, мм.

Установка заготовок на внутреннюю

ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ,

Такую установку производят на пальцы и оправки. Торец заготовки координирует ее положение по длине, а различные элементы (шпоночная канавка, радиальное отверстие и др.) определяют ее угловое положение.

Оправки по конструктивным особенностям разделяют на жесткие и разжимные.

Жесткие оправки

Жесткие оправки бывают трех видов:

Конические;

Цилиндрические с установкой заготовки с зазором;

Цилиндрические с установкой заготовки с натягом.

Коническую оправку выполняют с конусностью 1:2000-1:4000 Заготовка имеет цилиндрическое отверстие, обработанное с точностью Н6-Н7. Заготовка заклинивается на оправке, и удерживается силами трения от проворота при обработке. Точность центрирования, т.е. смещение оси базовой поверхности относительно оси вращения оправки, 0,005...0,01 мм.

Недостаток: отсутствие точной фиксации заготовки по длине оправки. Оправки применяют в единичном и мелкосерийном производстве.

Рис. 5. Жесткие оправки: а - коническая, б - цилиндрическая с натягом, в - цилиндрическая с зазором, 1 - заготовка

На цилиндрическую оправку с натягом заготовка напрессовывается. Диаметр рабочей шейки оправки определяется расчетным способом. Используя подкладные кольца при запрессовке, заготовку точно ориентируют по длине оправки. Точность центрирования 0,005...0,01 мм. Оправки применяют в крупносерийном производстве при обработке на токарных многорезцовых п/а и др.

Цилиндрическая оправка с зазором. Положение заготовки по длине определяется буртом оправки. От проворачивания заготовка удерживается трением на торцах от затяжки гайкой или шпонкой (шлицами при наличии таковых). Отверстие заготовки обрабатывают с точностью Н7. Точность центрирования 0,02...0,03 мм.

Все жесткие оправки, как правило, центровые.

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 (рисунок 7.4) 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.

Рис.7.4. Схема фрезерования шлицевого вала червячно-шлицевой фрезой.

Этот метод довольно трудоемкий, так как выполняется при сравнительно невысоких режимах резания (v=20...30 м/мин и S=20 мм/мин). Нарезать шлицы можно за один или два рабочих хода в зависимости от требуемой точности. Можно применять многозаходную червячную фрезу для чернового фрезерования, которая увеличивает производительность, но требуемой точности не дает.

Черновое фрезерование шлицев иногда производят фасонными дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках с помощью делительной головки.

Фрезеровать шлицы можно способом, позволяющим применять более дешевый фрезы, чем дисковой фасонной фрезой, но менее производительным. Для повышения производительности применяют одновременное фрезерование двух-трёх шлицевых валов двумя-тремя дисковыми фрезами с помощью трёхшпиндельной делительной головки. Фрезерование дисковыми фрезами не обеспечивает достаточную точность по шагу и ширине шлицев.

Предварительное фрезерование боковых поверхностей шлицев может производиться на горизонтально-фрезерных станках двумя дисковыми быстрорежущими или твердосплавными фрезами с последующей обработкой профиля впадины дисковой профильной фрезой (рисунок 7.5,а). При этом вставляется припуск на шлифование. Фрезерование впадин в одну операцию производят дисковой фасонной фрезой (рисунок 7.5,б).

В мелкосерийном и единичном производстве при центрировании шли цевой втулки по наружному диаметру фрезерование ведется двумя дисковыми фасонными фрезами, обрабатывающими одновременно боковые стороны и впадины (рисунок 3.5,в).

Рисунок 3.5. Схемы фрезерования шлицев.

Существуют и более совершенные методы фрезерования шлицев на валах. Например, разработано нарезание прямобочных шлицев предварительным фрезерованием фасонными дисковыми фрезами и чистовым фрезерованием боковых поверхностей шлицев торцовыми фрезами, оснащенными пластинами из твердого сплава (рисунок 7.6).

Режимы резания при обработке валов из среднеуглеродистой стали: для предварительного фрезерования v=30...35 м/мин и S=190 мм/мин, для чистового фрезерования v=180 м/мин и S=0,55 мм/зуб. Обработку выполняют на горизонтальных продольно-фрезерных станках с применением делительных приспособлений. Такой метод нарезания шлицев в 3-4 раза производительнее, чем обработка на шлицефрезерных станках.

Обработка шлицев вала с центрированием по наружному диаметру по этому способу исключает необходимость применения шлицевых фрез высокой точности, сложного оборудования, а также необходимость шлифования шлицев.

Чистовое фрезерование торцовыми твердосплавными фрезами обеспечивает чистоту обработки в пределах Ra=1.6 мкм и высокую точность шлицевого соединения.

Станки для обработки шлицев таким способом могут быть легко автоматизированы.

После окончания фрезерных операций шлицевые валы подвергаются термической обработке.

Рисунок 7.6. Схема фрезерования шлицев фасонными фрезами:

а - предварительная обработка; б - чистовая обработка боковых поверхностей шлицев.

Детали, у которых длина шлицевого участка небольшая и нет места для выхода фрезы, обрабатываются долблением по методу обкатки на зубодолбежных станках с помощью специального долбяка.

Метод обкатки применяют в массовом и серийном производствах. Преимуществом этого метода является высокое качество шлицевых валов и стабильность технологического процесса, что весьма важно в массовом производстве.

Недостатком метода обкатки является высокая трудоемкость по сравнению с фрезерованием дисковыми фрезами, высокая стоимость режущего инструмента, необходимость специальных станков.

В последнее время в крупносерийном и массовом производствах шлицефрезерование вытесняется контурным шлицестроганием, шлицепротягиванием, холодным накатыванием роликами или рейками, а также профильными многороликовыми головками. Это объясняется тем, что применение многозаходных фрез для шлиценарезания ведёт к удорожанию стоимости инструмента и не обеспечивает повышенных требований к точности шлицевых поверхностей.

Строгание шлицев на валах производят набором фасонных резцов, собранных в головке, и эффективно может быть применено в крупносерийном и массовом производстве. Их количество и профиль соответствуют числу шлицев и профилю впадины между шлицами вала (рисунок 3.7). Число двойных ходов головки определяется глубиной шлицевой канавки и принятой глубиной резания за один рабочий ход. Резцы в головке затачивают комплектно в специальном приспособлении. 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. Шлицестрогание выполняют на станке МА4, предназначенном для обработки валов диаметров 20...50 мм, длиной до 435 мм, с длиной обрабатываемой части 70...370 мм. Этот метод позволяет вести обработку шлицев и на валах, имеющих уступы диаметром на 25...30 мм больше обрабатываемого, что невозможно осуществить другими методами. Параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=2,5...1,25 мкм.

Рисунок 7.7. Резцовая головка шлицестрогального станка.

Для строгания несквозных шлицев в станке предусмотрен ускоренный отвод резцов на установленную длину обработки. Станок допускает обработку шлицевых впадин как на проход, так и с выходом на поверхность наружного диаметра.

Другим высокопроизводительным методом образования шлицев является шлицепротягивание. Шлицепротягивание производят двумя блочными протяжками (рисунок 7.8) одновременно двух диаметрально противоположных впадин на валу с последующим поворотом вала на угол a=360/z (где z – число шлицев) после каждого хода протяжки.

Блок протяжки состоит из набора резцов-зубьев, которые могут независимо перемещаться в радиальном направлении. Резцы затачивают комплектно и устанавливают в блоки в специальном приспособлении. Этот метод позволяет обрабатывать сквозные и несквозные шлицы. Копирная линейка дает возможность протягивать несквозные шлицы по заданной траектории. Разность диаметров ступеней, при обработке валов с несквозными шлицами не должна превышать 25...30 мм. По производительности шлицестрогание и шлицепротягивание производительнее шлицефрезерования примерно в 5-8 раз (в зависимости от размеров шлицев).

Рисунок7.8. Схема протягивания шлицев на валах.

Большие перспективы имеет холодное накатывание шлицев, при котором шлицы образуются пластическим деформированием без снятия стружки. Накатка выполняется роликами, рейками и многороликовыми профильными головками (рисунок 7.9).

Рисунок 7.9. Схемы накатывания шлицев:

а - круглыми роликами, б - рейками; в - многороликовой головкой.

Уплотнение слоя металла при накатывании повышает прочность шлицевых валов. По данным ЭНИМСа, накатанные шлицы при скручивании на 10...20 % прочнее шлицев, полученных фрезерованием. В ряде случаев холодное накатывание позволяет избежать термической обработки валов и дальнейшей механической обработки шлицев. Холодной накаткой в основном делают эвольвентные шлицы, так как для прямобочных шлицев значительно усложняется профиль рабочих поверхностей накатных роликов, что требует специального оборудования для их изготовления. Шлицы эвольвентного профиля с модулем до 2,5 мм получают холодным накатыванием двумя или тремя роликами. Их устанавливают по делительной окружности предварительно обработанной заготовки с учетом упругих деформаций системы станок-приспособление-инструмент-заготовка. Диаметр заготовки при накатывании меньше наружного диаметра детали и точность диаметра под накатку значительно выше диаметра под шлицефрезерование. Так, для валов диаметром 30...50 мм допустимое отклонение наружной поверхности - не более 0,05...0,07 мм, допустимое отклонение биения относительно оси центров - не более 0,06 мм.

Ролики изготовляют из высоколегированных сталей. Одним и тем же роликом определенного модуля можно обработать валы с различным числом шлицев. Рекомендуемые режимы накатывания: окружная скорость роликов 15...20 м/мин при диаметре начальной окружности 200 мм; осевая подача 150...200 мм/мин. Накатыванию подвергают заготовки твердостью не более НВ 220. Погрешность шага не более 0,03 мм; накопленная погрешность шага 0,05...0,1 мм; параметр шероховатости поверхности Ra=0,63...0,32 мкм.

В зависимости от длины шлицев производительность при накатывании примерно в 10 раз выше, чем производительность при шлицефрезеровании. Предпочтительнее накатывать валы с большим числом шлицев (не менее 18), так как в этом случае процесс протекает более плавно.

Холодное накатывание многороликовыми профильными головками (рисунок 7.9,в) требует особо точного изготовления инструмента.

Инструментальная головка состоит из жёсткого закалённого кольца, в котором размещены сегменты (на схеме не показаны), в каждом скгменте5 установлено по одному профилирующему ролику (на схеме 8 роликов), свободно вращающемуся на осях в подшипниках. Ролики регулируют и заменяют независимо один от другого. Обрабатываемую заготовку закрепляют в центрах зажимного устройства, а многороликовая головка перемещается со скоростью 3 м/мин вдоль оси неподвижной обрабатываемой детали на точно установленную длину, образуя на ней шлицы, профиль которых соответствует профилю ролика. Все шлицы накатываются одновременно без вращения заготовки. Получаемая точность шлицев по шагу 0.04 мм, непрямолинейность не превышает 0.04 мм на 100 мм длины.

Полный профиль шлицев формируется за несколько ходов (три-шесть). Обжатие металла осуществляется постепенно, путём периодического вдавливания накатных роликов в заготовку. Радиальная подача роликов осуществляется автоматически.

При накатывании профильными роликами пластические деформации проникают на большую глубину в обрабатываемую заготовку. Твёрдость заготовок не должна превышать НВ 220, поэтому в процессе накатки происходит её удлинение, вытесненный металл частично размещается и на наружной поверхности детали. После накатывания наружный диаметр обработанной детали несколько увеличивается и поэтому она должна быть подвергнута наружному шлифованию.

При накатывании многороликовыми головками поверхностные слои обрабатываемой детали упрочняются на 20 – 30%; стойкость инструментальной головки составляет до 100 тыс. деталей. Этот метод обработки высокопроизводительный, но каждая многороликовая головка предназначена для обработки только одного размера шлицев.

Многороликовой головкой можно накатывать и эвольвентные шлицы, если их число не превышает 16 – 18, а наименьшее – 6; при большем числе шлицев невозможно разместить ролики в головке.

Холодное накатывание шлицев можно делать и рейками по методу «Рото-фло». Этот метод заключается в том, что обрабатываемая заготовка вращается в центрах между верхней и нижней инструментальными рейками, которые быстро перемещаются в противоположных направлениях, выдавливая при этом металл по периферии круглой заготовки. Накатывание шлицев рейками за один рабочий ход на всю длину производительнее, чем накатывание роликами, но вследствие возникающих больших сил оно не рекомендуется для накатывания шлицев длиной более 80...100 мм.

Существует и другое высокопроизводительное холодное накатывание эвольвентных шлицев на валах, которое основано на принципе формирования обрабатываемого профиля по планетарному методу (рисунок 3.10, а). Формирование профиля производится двумя роликовыми головками, имеющими встречное вращение. Головки, оснащенные накатным инструментом, располагают встречно и приводят в действие двумя двигателями. Профильные ролики 3 одновременно и синхронно внедряются во вращающуюся вокруг своей оси заготовку 2. При этом частоты вращения накатных головок и заготовки согласуют друг с другом с учетом числа изготовляемых зубьев (рисунок 3.10, б). Одновременно производится непрерывная подача заготовки в осевом направлении.

Рисунок 7.10. Схема накатывания шлицев планетарным методом:

а - схема движения роликов и заготовки; 6 - схема формирования шлицев при накатке;

1 - траектория движения роликов; 2 - заготовка; 3 - ролики.

Основная работа по формированию профиля происходит в зоне преобразования, где при каждом рабочем ходе инструмента образуется серповидный сегмент.

Накатный ролик изготовляют из высоколегированных сталей Х12ФН и Х6ФН с твердостью рабочей части HRC 63...66. Одним комплектом накатных роликов можно обработать 3000...30000 заготовок.

Для накатывания шлицев высокой точности заготовки должны быть предварительно обработаны по наружному диаметру. Диаметром заготовки является среднеарифметическое между диаметром окружности выступов и диаметром окружности впадин зуба. Рекомендуемый допуск диаметра 0,05...0,10 мм и допуск биения 0,03...0,06 мм.

Все термически обработанные шлицевые валы, а также валы, центрируемые по внутреннему диаметру, после нарезания шлицев подвергают дальнейшей механической обработке. Поверхности, образующие профиль шлицев на валах, центрируемых по внутреннему диаметру, шлифуют профильным кругом за один установ, за два установа шлифуют сначала боковые поверхности шлицев, а затем поверхность по внутреннему центрирующему диаметру. Точность и производительность выше у шлифования шлицев одним профильным кругом.

У термически обработанных шлицевых валов с центрированием по наружному диаметру шлифуют эту поверхность и боковые поверхности шлицевых шпонок Производительность этих операций значительно выше, чем при шлифовании профильным кругом, поэтому обработка шлицевых валиков с центрированием по наружному диаметру проще и экономичнее обработки валиков с центрированием по внутреннему диаметру.

Шлифование шлицев.

Шлифование шлицев производится после термической обработки и обеспечивает получение чистоты поверхности до Ra=0.8 мкм и точность центрирующего диаметра по 7-8 квалитету.

Различают следующие способы шлифования шлицевых валов:

1) шлифование фасонным кругом внутренней и боковых поверхностей шлицев (рисунок 7.11,а);

2) раздельное шлифование в две операции внутреннего диаметра и боков шлицев: а) дисковыми кругами; б) кругами конического профиля (рисунок 7.11, б);

3) шлифование внутреннего диаметра и боков шлицев тремя кругами, установленными на одной оправке (рисунок 7.11,в).

Рисунок 7.12. Схема правки шлифовального круга.

Наиболее производительным и точным при центрировании по внутреннему диаметру является способ шлифования фасонным кругом внутреннего диаметра и боковых сторон шлицев. Профиль круга в процессе шлифования сохраняется дольше, чем при других способах шлифования. Но при таком способе износ шлифовального круга влияет на точность обработки, и поэтому требуется частая правка круга. Несмотря на это, данный способ широко распространён в машиностроении. На рисунке 3.12 показана схема правки шлифовального круга алмазами с помощью приспособления для правки.

Обработка шлицевых отверстий.

Технологический процесс обработки шлицевого отверстия состоит из следующих основных операции:

1) сверления или зенкерования отверстия и подрезки торца;

2) протягивания цилиндрической поверхности и шлицев раздельно либо комбинированной протяжкой (за счёт удлинения протяжки);

3) обработки всех наружных поверхностей втулки на станках токарной группы с базой от шлицевого отверстия;

4) термообработки;

5) калибрования или шлифования отверстия (в зависимости от принятого метода центрирования).

При центрировании по наружному диаметру термически не обработанного зубчатого колеса обработка шлицевого соединения проста. Размер расточенного отверстия устанавливается следующим образом. Из верхнего предельного размера допуска 12 квалитета вычитается величина допуска 9 квалитета точности, и разность прибавляется к номинальному размеру. Полученный размер выполняется с допуском по 9-му квалитету точности. Например, для шлицевого отверстия с размерами 72 +300 *82 +87 *12 размер отверстия равен 72.4-0.06=72,34 +87 . Направляющая часть протяжки изготовляется с размером 72.34 +87 . Такой технологический размер обеспечивает одинаковую глубину всех шлицев при протягивании.

Если зубчатое колесо, имеющее шлицевое отверстие, термически обрабатывается, то обработка отверстия несколько усложняется.

Для получения точного наружного диаметра впадин шлицевого отверстия требуется введение протяжек для калибрования и более точная предварительная обработка шлицев. Можно применять местную цементацию так, чтобы шлицы, подлежащие калиброванию, не были науглерожены и при последующей закалке не приобрели повышенной твердости.

Недостатком калибрования является неизбежность эксцентричности центрирующей окружности впадин относительно начальной окружности зубчатого колеса.

В данном случае преимущество метода центрирования по внутреннему диаметру заключается в том, что посадочное отверстие можно прошлифовать на базе зубьев зубчатого колеса. Благодаря этому обеспечивается концентричность внутреннего диаметра относительно начальной окружности зубчатого колеса. Шлифование отверстия производится на внутришлифовальном станке.

Эвольвентные шлицы во втулке обычно нарезаются на зубодолбежных станках. В настоящее время в массовом производстве внедрено протягивание эвольвентных шлицев. Протягивание эвольвентных шлицев во много раз производительнее долбления. Недостатком этого способа является сложность изготовления протяжки с эвольвентным профилем.

Т.о. технологический процесс обработки шлицевого вала состоит из следующих основных операций:

1. токарной обработки вала;

2. обработки шлицев;

3. термообработки;

4. шлифования внешних поверхностей;

5. шлифования элементов шлицев.

В зависимости от принятого типа центрирования шлицевого соединения в серийном производстве устанавливается технологический процесс обработки шлицевого вала (таблица 7.1).

Таблица 7.1. Технологический процесс обработки шлицевого вала.

№ операции	Наименование операций	Применяемое оборудование
При центрировании по наружному диаметру	При центрировании по внутреннему диаметру	Серийное производство	Индивидуальное производство
I.	Фрезерование торцов и центрование	Фрезерно-центровальный полуавтомат
II.	Обработка цилиндрических ступеней вала под шлицы с припуском на шлифование.	Обработка цилиндричес-ких ступеней вала без припуска на шлифование по наружному диаметру шлицев	Токарный станок Многорезцовые гидрокопироваль-ные полуавтоматы	Токарный станок
III.	Нарезание шлицев в размер по ширине и внутреннему диаметру	Нарезание шлицев с припуском на шлифова-ние по внутреннему диа-метру и по боковым сто-ронам шлицев	Шлицефрезерные, зубофрезерные, зубодолбежные станки	Горизонтально-фрезерный станок
IV.	Термическая обработка	Термическая обработка	Установка ТВЧ	Электропечь ванны
V.	Шлифование вала по наружному диаметру	Шлифование опорных шеек вала. Шлифование боковых сторон шлицев и внут-реннего диаметра	Круглошлифоваль-ныи станок. Шлицешлифоваль-ныи станок	Круглошлифо-вальный станок. Универсально-заточный станок.