Как сделать паз под шпонку на валу

Как сделать паз под шпонку на валу

Сообщение Самоделкин ПТЗ » 15 мар 2013, 21:28

Как говорится : Голь на выдумку хитра.

При изготовление трансмиссии дело подходит к пазам под шпонки.
пазов 32, по 16 на валу и в ступицах и не малые такие пазы 10х4х60.
После обращения в комерческую мех. обработку был выставлен ценник 500 за паз, который стимулировал провести другие пути решения проблемы, одним из которых сначала была покупка станка( не одного не нашлось пока) , поиск в аренду и сделать что то на том что имеем.
А имеем токарный и сверлильный, ни то не другое так просто под долбежник не переделать. На токарном можно но не в таком кол-ве и не такого размера., да и подачи на нем механической нет как на 1к62.

За идею взято приспособление для изготовления паза на строгальном станке. Модифицировано и вот что получилось.
У меня ступицы на 35 мм диаметром длинна 60. Сначала подобрал подходящий кусок вала( даже точить не пришлось) и просверлил от края на 40 радиальное отв 12мм глубиной 25, далее 9 мм до конца и нарезал там резбу м10х1. Потом с торца на 10 от края просверлил отв на 10.5 , которой попало в ось радиального( примерно) и нарезал там м12. Далее взял резец Р6М5( вероятно) сечение 10х10 отрезал кусок, закруглил 2 грани, заточил режущию кромку и подогнал его в отв 12 мм , так чтоб он был заподлицо с оправкой.Поджал его болтом на м12 и снизу закрутил кусок болта м10х1 с прорезью под отверку также за подлицо.




Пошли к токарному, зажал ступицу в патрон и стал давить задней бабкой, усилие было на пределе, опытным путем выяснил что резец надо высовывать на 0.2 мм т.е. меньше 14 оборота винта подачи.
Както долго показалось, пошли поробовали давить на большом сверлильном, тоже не вариант. И тут я вспонил про прес.

Сосоность там не нужна и потому бодобал какой то упор под ступицу нажали на подаче 0.25 прошло легко, добавил подачу до 0.5 мм и прошло тяжелее но тоже уверенно. Смазал все маслом и погнал за 4 прохода 2 мм, вот это был уже результат.



При выходе из ступицы резец срывал 2-4 мм паза неровно, но сам паз точно такойже как заводской.

Резец после осмотра повреждений не показал, даже не затупился.
Я думаю что мин оправка для такой схемы будет 30мм.
На данный момент сделан 1 пробный паз ,оправка повреждений не получила и полагаю что будет работать стабильно.

Источник:
http://lunohoda.net/forum/viewtopic.php?t=8699

Как дома проточить шпоночный паз шкива

Купил китайский двигатель для Крота, а у него вал оказался диаметром 20 мм (более распространены на 19 мм).
Долго искал шкив, но нашел только для 19 мм. Отверстие-то мне развернули на 20 мм, но при этом, естественно, паз под шпонку стал мельче.

Задача — как в домашних условиях равномерно углубить (миллиметра на 2) шпоночный паз (сам шкив 60 мм длиной) ?
Попробовал надфилем — муторно, да и вряд ли добьюсь равномерности съема.

Есть идея набрать пакет из пилок по металлу, стянуть покрепче, т.е. сделать что-то похожее на грубый напильник.

Проще шпонку подточить .Ну или напильником шпонпаз увеличить . Я в молодости шпонпаз в шкиву и валу с нуля напильником выгреб А еще делають круглые шпонки ,сверлят отверстие и загоняют туда подходящий пруток .

Если стачивать шпонку, увеличится риск ее среза.

Бормашинкой можно такое сделать или болгарией, если «обмылок» диска поставить. А пилками как надфилем — замаешься.

СНЕГ ИДЕТ написал :
Бормашинкой можно такое сделать или болгарией, если «обмылок» диска поставить.

Диаметр отверстия — 20 мм, как туда болгаркой подлезешь ? В принципе можно и на валу паз углубить, но боюсь вал попортить (а он подороже шкива будет).
Если бормашиной, то какой насадкой ? (Бормашинку-то найду, только не знаю, чем сошлифовывать).

. А пилками как надфилем — замаешься.

А если пилки сразу пакетом шириной во весь паз ?
Крепим, например, этот пакет (зубчиками вверх) в тиски, на выступающую часть пакета «верхом» шкив и ширкаем туда-сюда.

Шарошку наверное по ширине отверстия брать (кстати сколько там? Около 1 см?), но сперва может электролобзиком пропилить края, а выступ потом снимать потихоньку?

Паз шириной 5 мм.
Пилку лобзика вряд ли получится равномерно прижать по всей длине паза, хотя как вариант можно на чем-нибудь попробовать.

Пилку по нержавейке неплохо бы, у шкива хороший металл должен быть.

Пакет из пилок по металлу примерной толщины (можно немножко уже) продеваете сквозь отверстие в шкиве зубчиками к пазу, ну и по-науке, от себя и натягиваете на станок. Пропиливаете паз на нужную глубину, в тиски зажав шкив. Мелкие недоаботки поправляете надфилем. Достаточно быстро получается.

Выпускал Бош рашпиль и напильник для лобзика. Напильник (2608609030). Можно попробовать что-то подобное изобразить.

Берете всего одну пилку по металу ,продеваете,натягиваете в ножовке,сперва чуть края подпилили на десятку или две, потом середину убрали.Края когда подпиливаете старайтесь вдоль стеночки держаться ведь начало паза у вас уже есть,а середину ровняете пусть по всей ширине пилка гуляет. Делов там ровно на пять минут.Так же непложо это получится при помощи хорошего надфиля ,желательно алмазного.Я дольше на пипочки нажимал чтобы это написать,чем вы это будете делать.

Лукас ,
Обезжирить посадочные места, проверить зазор в соединении, если зазор менее 0,25 мм на диаметр то шпонку легко заменит вал-втулочный фиксатор.
Зазор менее 0,1 мм — Loctite 603
Зазор менее 0,25 — Loctite 620, Loctite 638
В автомагазинах продаются бытовые аналоги, если нет вал-втулочных фиксаторов то можно использовать резьбовые фиксаторы.
Обезжиривать — Loctite 7063, в крайнем случае — ацетон.
» >
Для шпонки из стали 45 при условии 100% прилегания, при указанных габаритах соединения максимальное усилие на срез 7038 кгс, на смятие -7560 кгс.
Для вал-втулочного соединения при тех же габаритах, без шпонки, усилие на срез для Loctite 603 — 8500 кгс.

Loctite, конечно, вещь интересная (с клеями Loctite впервые столкнулся в 90-е, когда у нас на заводе монтировали оборудование для производства винчестеров), только где его у нас взять ?
Пройдусь сегодня по автомагазинам, но надежды мало.

Лукас , в магазинах Loctite не продают, только через дистров.
Ближайшего можно найти через офис Хенка
» >
Если в Костроме нет — попросить дистра из Ярославля отправить.
» >
На этот узел уйдет 0,4 мл., так что можно брать 10 мл. упаковку — около 400 руб.
Аналоги есть у 3М, Вюрта — но у них качество похуже.

Понял, спасибо.
Пока попробую пойти по «простому» пути — купил 6 штук простеньких пилок по металлу (соберу пакет).

Как все относительно, для меня проще вклеить вал, чем углублять паз.
Чтобы прилегание шпонки было полное можно использовать наполненый эпоксид, хотя бы бытовую «Холодную сварку».
Обезжирить все детали соединения, подогреть градусов до 40°С, смочить эпоксидом все поверхности, заполнить пазы и смонтировать.

Да, скорее всего придется шпонку дополнять эпоксидкой, так как вряд ли смогу сделать качественный паз. Но эпоксидка хрупкая, как поведет себя ?

Наполненный эпоксид использовать
Loctite 3471, 3478
Или «Холодную сварку»
У нее прочность слабая, но достаточна чтобы распределить нагрузку по всей поверхности.

А холодная сварка — она же с виду как пластилин.
Как её загнать в узкие щели ?

размять хорошенько, прогреть до 40°, если эпоксид не потечет — можно и до 50 но там сильно сокращается время на сборку.
Эпоксиды в процессе полимеризации при нагреве размягчаются, вплоть до состояния воды.

Вообщем сегодня дома паз пропилил пакетом пилок. Пилки надо жестко фиксировать между собой, иначе получаются борозды. Подправил надфилем.
Завтра в гараже предварительно прикину на двигателе свои результаты.
Окончательно крепить буду по теплу.

В гараже проверил свои «плоды» — шкив со шпонкой прекрасно зашел на вал, правда, слегка прослабил по ширине. Буду убирать эпоксидкой.

Лукас,
вот читал и чуял, что колхоз добром не кончится.
пока окончательно не испортили, купите штихель и аккуратно сделайте ровный паз.
» >
потом под него -точите шпонку.
эпоксидка не работает на передачу крутящего момента и после срыва что-либо исправить будет сложнее.

Паз уже сделан и выровнен, люфт минимальный (можно и так все оставить).

sanya1965 написал :
Лукас,
вот читал и чуял, что колхоз добром не кончится.
пока окончательно не испортили, купите штихель и аккуратно сделайте ровный паз.
» >
потом под него -точите шпонку.
эпоксидка не работает на передачу крутящего момента и после срыва что-либо исправить будет сложнее.

Как вы себе представляете гравировальным резцом выполнить паз шириной 5 мм., глубиной 2,3 и длиной 60 мм в отверстии ∅20, соблюдая допуски на геометрию?
Эпоксид прекрасно работает на передачу крутящего момента если речь идет о вклеивании вала во втулку с гарантированным зазором под полимер и соблюдением соосности.
Предварительно делается расчет по усилию сдвига, для Loctite 3478 это 37,9 Н/мм2
В данном случае речь иден не о замене шпонки эпоксидом а о заполнении эпоксидом зазоров между шпонкой и шпоночным пазом.
Тем самым устраняем зазоры, распределем нагрузку на 100% площади и увеличиваем предельное усилие на смятие шпонки, устраняем фреттинг-коррозию.

Источник:
http://mastergrad.com/forums/t178535-kak-doma-protochit-shponochnyy-paz-shkiva/

Шпонка и шпоночное соединение

Шпоночное соединение – разновидность соединения, состоящего из шпонки на валу и ступицы. Шпонкой называется деталь, которая соединяет узлы путем установки в пазы. Основной ее функцией является передача вращающего момента между узлами. Существует определенная стандартизация их разновидностей. Шпонка имеет специальные пазы, вырезанные путем фрезерования.

Применение

Основным применением шпоночных соединений является монтаж на вал с помощью пазового соединения. В большинстве своем шпоночный паз напоминает клин. Такой тип соединения деталей позволяет валу и ступице не проворачиваться относительно оси друг друга. Фиксированное положение ступицы к валу со шпонкой позволяет добиться высокого КПД при передаче усилия.

Наиболее часто шпоночное соединение можно встретить в машиностроении, при строительстве станков. Часто она используется при производстве автомобилей и других механизмов, где требуется повышенная надежность фиксации деталей машин. Высокая надежность достигается благодаря функции предохранительного узла вала со шпоночным пазом.

Шпонка выступает предохранителем в случаях превышения максимального уровня крутящего момента. В подобных случаях происходит срез шпонки, поглощая чрезмерную нагрузку она снимает ее из вала и ступицы.

Благодаря своим свойствам она стала широко распространенной в машиностроении, она отличается высокой эффективностью, простотой изготовления и монтажа, а также низкой стоимостью. Подобные характеристики особо важны в промышленном производстве, особенно в сельском хозяйстве. В разгар сезона часто возникают случаи поломок отдельных узлов, которые нужно заменить максимально быстро. Чаще всего можно встретить в узлах пресс-подборщиков.

Учитывая все вышесказанное, выделяются основные позиции, для чего нужна шпонка:

  1. Обеспечение безопасность соединяемых узлов при повышенных нагрузках.
  2. Достижение высокой степени фиксации отдельных элементов механического узла.
  3. Выполняет функцию предупреждения проворачивания узла и ступицы.
  4. Надежность подобного соединения превышает надежность аналогов при фиксации вала с деталями.
Читайте также  Как правильно подключать солнечные панели разной мощности (PV модули) - Бесперебойное Питание - Каталог статей - ВЕГА - Профессиональное оборудование

В общем, встретить шпоночное соединение можно практически в любом сложном механизме, что обусловлено его техническими характеристиками.

Виды шпонок

Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:

    1. Клиновые. Особый тип, который отличаются углом наклона верхней грани. В общем разделение на виды происходит исходя из классификации шпоночных соединений. Устанавливается в паз с помощью физической силы, ударным методом. Применение такого типа соединения позволяет добиться необходимого напряжения. Нарезанный клин, находясь в пазе, распирает его изнутри. За счет силы прижатия, вал и ступица совместно вращаются.Используется довольно редко, так как ее использование предусматривает индивидуальный подгон. Это можно считать недостатком для массового производства механизмов. Основное назначение — применение в тихоходных передачах и узлах неподвижного соединения. Среди клиновых шпонок выделяют:
      • врезные;
      • на лыске;
      • фрикционные;
      • без головки и с головкой.
    2. Сегментные. Производятся в виде сегментной пластины, загоняемой в паз. Производиться методом фрезерования. Широко применяются в производстве, так как просты в изготовлении, не требуют особой точности при нарезании и легко устанавливается. Отличается установкой в боле глубокий паз, в сравнении с аналогами. Глубокий паз не подходит для больших нагрузок, так как значительно снижает прочность вала, поэтому используется при небольших крутящих моментов. На длинных ступицах может устанавливаться несколько шпонок, так как они имеют фиксированную длину. Выполняют предохранительную функцию на срез и смятие.
    3. Призматические. Отличаются параллельными гранями, которые устанавливаются в паз и фиксируют ступицу. Рабочими гранями в таки случаях являются боковые. Относятся к ненапряженному типу шпоночных соединений, поэтому существует вероятность возникновения коррозии в месте соединения. Для исключения коррозии, муфта и вал соединяются с натягом. Концы производятся обычно со скругленными или плоскими концами. Для скругленного типа рабочей поверхностью считается длина прямых краев. Паз нарезается с помощью фрезы.Передача усилия происходит путем давления поверхности паза на шпонку, которая передает крутящий момент на паз ступицы. Данный тип соединения призматической шпонкой часто используется для подвижных соединений, поэтому используют дополнительное крепление с помощью винтов. Как и многие другие типы выполняет функцию предохранителя при смятии и срезе.
    4. Цилиндрические. Штифты в таких шпонках изготавливаются в виде цилиндров. Работаю в натяжении с отверстием на торце вала, которое высверливается под соответствующие размеры шпонок. Используется в тех случаях, когда ступица устанавливается на конце вала. Требует особого подхода к монтажу шпоночных соединений.Позволяют работать на срез и смятие. Поэтому выбор шпонки производят исходя из прочности на смятие.

Исходя из типа посадки выделяются:

  1. Свободная – применяется в случаях, когда выполнять сварочные работы довольно сложно и есть необходимость подвижного сцепления деталей во время работы.
  2. Плотная – нужна для создания сцеплений, движение которых во время работы выполняется в одном пространственном положении.

Обозначения на чертежах

На чертежах обозначение призматических шпонок происходит исходя из нормативного документа ГОСТ. Они делятся на шпоночные пазы: высокие, нормальной высоты и направляющие. Рабочими гранями у них являются боковые.

На сборочном чертеже обозначение выполняется с учетом диаметра вала, крутящего момента, сечения и длины.

Шпонка 3–20Х12Х120 ГОСТ 23360-78;
Где 3 – исполнение, 20Х12 – сечение, 120 – длина.

Скачать ГОСТ 23360-78

Обозначение остальных типов шпонок на изображениях выполняется таким же образом, исходя из соответствующих ГОСТов, разработанных для каждой отдельной модели.
Указанное обозначение должно четко характеризировать деталь, что очень важно для получения надежного соединение. Ведь даже малейший зазор может стать причиной быстрого износа рабочих узлов и потери эффективности во время работы.

Достоинства и недостатки

Как и любой тип соединений, шпоночные имеют ряд достоинств и недостатков. К достоинствам шпоночных соединений можно отнести простоту большинства типов шпонки. При этом монтаж и замена такой детали выполняется легко и быстро. Благодаря чему они получили широкое применение в машиностроении. Также обеспечивает функцию предохранения.

К недостаткам относиться ослабление ступицы и вала. Оно возникает исходя из повышенного напряжения и уменьшения поперечного сечения. Также ослабление деталей вызвано из-за нарезанного паза, который снижает осевую прочность вала.

Чтобы минимизировать недостатки, нужно добиться отсутствия перекоса шпонки в пазе. Для этого нужно обеспечить отсутствие зазора, что делается путем индивидуального изготовления и подгона шпонки. Из-за этого в крупносерийном производстве редко применяют любые разновидности шпоночных соединений. Если добиться отсутствия перекоса не удалось, площадь рабочего контакта уменьшается, в следствие чего степень максимальной нагрузки уменьшается.

Также наличие зазора вызывает эффект биения, особенно на высоких скоростях. Это приведет к быстрому износу рабочих деталей. Из-за этого подобное соединение редко применяется для быстровращающихся валов. Для подбора подходящей шпонки лучше использовать таблицу шпоночных соединений.

Материал шпонок

Для изготовления шпоночного соединения применяют калибровочный металлопрокат. Чаще всего используется сталь марки 45. Она относиться к углеродистым сталям обычного типа, которая часто применяется для производства деталей высокой прочности. Сталь используется в виде бруска длиной 1 м.

В некоторых случаях может применять углеродистая сталь марки 50. Она необходима, когда требуется повышенные прочностные свойства полученных шпонок. Реже применяются легированные стали, например, марки 40х, для которой характерен высокий показатель твердости, достигаемый путем термической обработки.

Скачать ГОСТ 8787-68

Стальные заготовки обрабатываются с помощью фрезы, сверлильных станков, станков для рубки, шлифовальных машин и других инструментов. Используемые станки имеют блок управление, который позволяет с помощью числовых программ изготовить деталь необходимых параметров.

Цена полученной шпонки довольно низка, поэтому приобрести необходимую деталь довольно легко. Но в некоторых случаях, когда есть необходимость срочного получения шпонки, изготовить ее можно самостоятельно. Чаще всего подобная необходимость возникает в сельском хозяйстве, где во время сезонных работ часто возникают поломки, которые нужно отстранить. При этом ближайшие точки продажи необходимых деталей находиться на расстоянии в несколько десятков километров.

Имея небольшое количеству инструмента под рукой и заготовку из соответствующего материала, можно быстро изготовить временную замену. При соблюдении технических характеристик, полученная деталь сможет полноценно заменить заводскую, но лучше всего при первой возможности приобрести шпонку нужной прочности и геометрических параметров. Это необходимо для избежание преждевременного износа механизмов.

Иногда для производства могут использовать другие материалы, например, пластик высокого качества. В качестве материала может использоваться дерево, чаще всего при изготовлении мебели.

В качестве материала лучше использовать разные породы дерева, для шпонки подойдет более мягкий материал чем основной. Это позволит обезопасить основную конструкцию от повреждений в случае повышенной нагрузки. Легче заменить шпонку чем большой конструкционный узел.

Для предотвращения проникания влаги в железобетонные конструкции используются специальные шпонки – ватерстоп. Изготавливают их из резины высокого качества и ПВХ. Это позволяет добиться необходимой степени водонепроницаемости и стойкости к растворам агрессивных химических веществ.

Заключение

Такой тип соединения отличается простотой и достаточно высокой надежностью, из-за чего получил высокую популярность в промышленности. Разнообразие видов позволяет подобрать оптимальный тип соединения, что позволит добиться высокой эффективности, надежности готовой конструкции и страховку узлов от повреждений при повышении допустимых нагрузок. Подобрав шпонку исходя из соответствующих ГОСТов, можно добиться высокой эффективности работы соединения.

На сегодняшний день можно легко подобрать необходимую деталь, что позволяет быстро сделать монтаж и замену в случае необходимости.

Источник:
http://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/zapchasti/shponka-i-shponochnoe-soedinenie.html

Изготовление шпонки, как сделать шпонку своими руками.

Изготовление шпонки — достаточно трудоёмкий процесс, но только если выполнять его самостоятельно. Развитие технологий и оснащение предприятий современными станками позволяет выполнять быстрое, эффективное производство высококачественных изделий. При этом, существуют различные виды шпонок, каждая из которых имеет уникальную форму, в зависимости от которой изготовление шпонки может производиться разными способами. В некоторых случаях для опиливания поверхностей изделия могут использоваться сверлильные станки, в некоторых случаях станки для рубки, а также шлифовальное оборудование и много других видов устройств. В принципе, сделать шпонку как на заводе возможно в домашних условиях, однако, оборудование с числовыми программным управлением способно сделать это наиболее быстро и более качественно.

Основным сырьевым материалом, из которого в основном и происходит изготовление шпонки, является конструкционная углеродистая сталь Ст45. Выбор этой марки обусловлен ее высокими физико-химическими характеристиками. Она достаточно прочная, устойчива ко многим агрессивным веществам, способна выдерживать существенные перепады температур и механических воздействий: ударов, вибрации, деформации. Кроме того, нередко в качестве материала для шпонок выступают другие марки стали, например, Ст20, Ст35, Ст50, 40Х, А4. Само собой, каждая из этих разновидностей обладает своей персональной устойчивостью по отношению различных нагрузок. Как правило, качество выбранного материала определяется исходя из его температурного диапазона эксплуатации, стойкости к химическим веществам и степенью твердости стального сплава.

Степень твердости используемых сталей по Роквеллу

Собственно, в зависимости от назначения шпонки, под конкретные рабочие условия и выбирается определенная сталь. В целом же, шпоночный материал называется либо сталь чистотянутая, либо полоса калиброванная. Существует два основных стандарта для его изготовления. Первый — отечественный ГОСТ 8787-68. Второй — DIN 6880. Так или иначе, данное сырьеизготавливается посредством холодного или же горячего волочения и проходит специальную калибровку: плоскую, объемную или вертикальную. Калибровка подразумевает под собой дополнительную механическую обработку, необходимую для придания наиболее точных размеров и получения более лучшего качества поверхности изделия. Проведение этих этапов обработки позволяет существенно сократить расходы метизных предприятий, получив при этом качественную продукцию.

Таким образом, изготовление шпонки на заводах из калиброванных заготовок стали экономически целесообразно. Учитывая то, что цена шпонки любой разновидности очень небольшая, а эффективность, которое дает шпоночное соединение, невероятно высокое, то и использование данных изделий со временем охватило достаточно большое число различных промышленных производственных отраслей. В частности, шпонки активно применяются как в сельском хозяйстве, где из устанавливают на трактора, комбайны и всевозможные агрегаты, так и в машиностроении, где они служат соединительными элементами во множестве разных механизмов. Кроме того, этими изделиями оснащается различное станочное оборудование и другие подобные механизмы. Применение шпонок обусловлено несколькими очень важными характеристиками, в числе которых:

  • Очень надежное соединение разных узлов и систем с валом
  • Невероятно высокий уровень фиксации данного соединения
  • Способность избежать возможного проворачивания деталей
  • Эффективная защита соединения даже при выходе из строя

Несмотря на то, что в производстве существуют различные виды шпонок, каждый из них чем-то напоминает клин. Собственно, из-за этого данные изделия и получили подобное название. Дело в том, что в переводе с польского языка, шпонка как раз и обозначает клин, да и принцип функционирования у нее такой же — она прочно фиксирует по отношению друг к другу вал и детали, не давая им проворачиваться, но передавая при этом крутящий момент от ведущего элемента к ведомым. Одним из основных преимуществ, которое имеет шпоночное соединение, является возможность сохранить в целости вал и другие элементы механизма в случае превышения допустимого предела крутящего момента. Шпонка попросту срезается по месту разграничения, разделяясь на две составные части. При этом, ее очень легко заменить, а изготовить можно даже самостоятельно.

Читайте также  Подключение и эксплуатация кулера

Как сделать шпонку

Многим инженерам-механикам, слесарям и представителям других профессий, работа которых тесно связанных с механизмами, в которых имеется шпоночное соединение, просто необходимо знать, как сделать шпонку. К сожалению, купить шпонку с нужным размером при условии экстренной необходимости достаточно проблематично. Несмотря на достаточно большие объемы производства, в разных механизмах используют различные виды шпонок, кроме того, даже у одинаковых по исполнению изделий могут быть отличающиеся размеры, которые не всегда есть в наличии в ближайших магазинах. Конечно, можно купить шпонку в Интернет-магазине, но тогда придется какое-то время ждать и её доставку. Соответственно, вышедший из строя механизм все это время нельзя будет эксплуатировать, а это повлечет за собой простой работы и существенную потерю денег.

Но как сделать шпонку из подручных средств? Ведь заводские изделия выполняются на высокоточном оборудовании. Многие предприятия для изготовления шпонок задействуют сверлильные, точильные, шлифовальные и множество других видов станков с ЧПУ, наличие которого позволяет достичь наиболее точных допусков. На самом деле все не так уж сложно! Конечно, сделать шпонку как с завода не получится — так или иначе она наверняка будет иметь небольшие отклонения. Однако, для экстренной замены подобное решение подойдет в полной мере. Кроме того, для этих целей можно нанять опытного мастера, который уже знает как выполняется изготовление шпонки. От Вас потребуется лишь предоставить ему оплату, необходимые размеры и сырьевой материал для заготовок. Правда, у многих мастеров всегда есть своя шпоночная сталь для подобных случаев.

Поскольку шпоночное соединение в качестве связующего звена может иметь самые разные виды шпонок, то при изготовлении изделия будет очень важно учитывать и то, какой материал сможет лучше выдержать поставленные нагрузки, и то, какой должна быть у нее конфигурация. Таким образом, можно в точности сделать шпонку как предыдущую по виду, но использовать при этом наиболее высокопрочные сплавы, чтобы существенно продлить её ресурс и избежать преждевременных поломок. Чтобы выполнить изготовление шпонки Вам будет нужна чистотянутая сталь с необходимыми размерами: шириной, толщиной, длиной. Обратите внимание на то, что бруски могут иметь прямоугольную и квадратную форму. При этом длина заготовки может варьироваться в нескольких метров до нескольких сантиметров. Помимо этого Вам так же будет нужно подготовить:

  1. Устойчивый стол или слесарный верстак
  2. Настольные или станочные тиски
  3. Линейка, рулетка, карандаш, угольник
  4. Перчатки и защитные очки
  5. Ножовка по металлу
  6. Напильники: круглый, плоский, бархатный, драчевый.
  7. Абразивная шкурка

Обратите внимание — изготовление шпонки требует соблюдения правил по технике безопасности! Во-первых, Вы должны убедиться, что шпоночная сталь прочно закреплена в тисках. Степень надежности фиксации нужно периодически проверять по ходу выполнения всех этапов работы. Во-вторых, ни в коем случае не следует использовать такие напильники, в которых уже есть трещины и сколы на рукоятке. Так же нельзя применять и напильники без наличия рукояток. В-третьих, во время проведения опиливания заготовок с острыми краями, поджимать пальцы под напильник категорически запрещается. Кроме того, строго запрещено убирать стружечную пыль голыми руками без перчаток, поскольку можно порезать кожу или загнать металлическую занозу. Помимо этого, пыль не стоит сдувать ртом, так как она может запросто попасть в дыхательные пути.

Как сделать шпонку в домашних условиях

  1. Для начала нужно будет отмерить от бруска необходимую длину шпонки, обозначив с помощью карандаша габариты.
  2. По созданной разметке вручную ножовкой по металлу выпиливается заготовка с теми параметрами, которые необходимы.
  3. Теперь нужно начисто отпилить поверхность «А», следом за ней 1-ю и 2-ю стороны. Проверить точность можно угольником.
  4. Далее следует выполнить разметку 3-й и 4-й сторон, наметив длину, ширину, а также и необходимые радиусы закругления шпонки.
  5. По разметке стороны 3 и 4 опиливаются. Проверить размер и перпендикулярность шпонки можно штангенциркулем и угольником.
  6. После этого полученную шпонку подгоняют под ее посадочное место. Важно будет добиться плавного и легкого вхождения шпонки в паз.
  7. Как только размеры шпонки и посадочного места будут полностью одинаковы, нужно отпилить по поверхности «Б» необходимую высоту шпонки.

Обратите внимание, что процесс опиливания требует выбора наиболее оптимального метода по приданию необходимой формы. Удалять лишний металл на заготовке можно либо простой ножовкой, либо используя сверло, а в некоторых случаях возможна даже вырубка. Для этого этапа работы крайне важно подобрать правильное сечение напильника. В идеале оно должно быть чуть меньше радиуса поверхности. После проведения опилки и достижения необходимых результатов, саму поверхность шпонки можно будет обработать различными абразивными материалами, например, полотняной или же бумажной шкуркой, бархатными напильниками, специальными брусками и подобными материалами. Качественная обработка позволит не только придать более лучший внешний вид, но и сгладить некоторые дефекты на поверхности изготовленной шпонки.

Источник:
http://hydro-maximum.com.ua/a343095-izgotovlenie-shponki-kak.html

Фрезерование пазов – как качественно выполнить операцию?

Фрезерование пазов – ответственная процедура, точность и правильность ее выполнения напрямую влияет на надежность и качество сопряжений в различных механических устройствах, где используются шпонки.

1 Виды шпоночных пазов и требования к их обработке

Соединения шпоночного типа можно встретить в самых разных устройствах. Чаще всего они применяются в машиностроительной отрасли. Шпонки для таких сопряжений бывают клиновыми, сегментными и призматическими, реже встречаются изделия с другими видами сечений.

Шпоночные пазы принято подразделять на следующие типы:

  • с выходом (иначе говоря – открытые);
  • сквозные;
  • закрытые.

Любые из этих пазов необходимо фрезеровать максимально точно, так как от качества проведенной операции зависит надежность посадки изделий, сопрягаемых с валом, на шпонку. Квалитет точности пазов после обработки должен иметь такие показатели:

  • 8 класс точности – длина;
  • 5 класс – глубина;
  • 3 либо 2 класс – ширина.

Квалитет точности должен соблюдаться неукоснительно. В противном случае после фрезерования придется выполнять трудоемкие и очень сложные работы по подгонке, в частности, подпиливание сопрягаемых элементов конструкции либо непосредственно шпонок.

Нормативные документы выдвигают строгие требования к точности расположения шпоночного паза, а также величине шероховатости его поверхности.

Квалитет шероховатости стенок (боковых) паза не может быть ниже пятого класса, а его грани обязаны размещаться абсолютно симметрично по отношению к проходящей через ось вала плоскости.

2 Фрезы для обработки шпоночных пазов

Чтобы обеспечить требуемый квалитет точности различных пазов, для их обработки применяются разные виды пазовых фрез:

  1. Затылованные по Госстандарту 8543. Они могут иметь сечение 4–15 и 50–100 мм. После переточки такой инструмент не изменяется по своей ширине. Затачивают затылованные фрезы исключительно по передней поверхности.
  2. Дисковые по стандарту 573. Их зубья располагаются на цилиндрической части. Дисковый режущий инструмент рекомендован для обработки пазов небольшой глубины.
  3. С цилиндрическим и коническим хвостовиком. Они бывают сечением 16–40 мм (конические) и 2–20 мм (цилиндрические). Для изготовления подобных фрез обычно применяются твердые сплавы (например, ВК8). Инструмент имеет 20-градусный угол наклона канавки. Режущее приспособление из твердого сплава дает возможность выполнять фрезерование уступов и пазов из плохо поддающихся обработке материалов и сталей прошедших закалку. Такой инструмент в несколько раз увеличивает квалитет точности и шероховатости поверхности, а также существенно повышает производительность работ.
  4. Насадные под шпонки сегментного типа по Госстандарту 6648. Фрезы, позволяющие обрабатывать любые разновидности пазов под сегментные шпонки сечением от 55 до 80 мм. В этом же стандарте описывается и хвостовой инструмент под такие шпонки. С их помощью фрезеруют изделия сечением не более 5 мм.

Основным инструментом для обработки пазов на фрезерном станке являются специальные шпоночные фрезы, выпускаемые по Госстандарту 9140. Они располагают двумя зубьями с режущими торцовыми кромками, имеют хвостовик конической либо цилиндрической формы. Для обработки шпоночного паза они идеальны, так как рабочие кромки данных фрез направлены в тело инструмента, а не наружу.

Шпоночные фрезы работают и с продольной, и с осевой подачей (как на сверлильных станках), они гарантируют необходимый квалитет шероховатости уступов и пазов после обработки. Переточка подобного инструмента осуществляется по зубьям, расположенным в торцевой части фрезы, благодаря чему ее начальное сечение почти не изменяется.

3 Особенности обработки шпоночных уступов и пазов

Фрезерование элементов шпоночного соединения производится на валах. Для удобного крепления заготовок валов используют призму – специальное приспособление, облегчающее процесс обработки. Если вал имеет большую длину, применяют две призмы, если небольшую – достаточно и одной.

Призматическое приспособление для уступов и пазов должно располагаться максимально точно. Этого добиваются за счет наличия в его основании шипа, который вводится в паз рабочего стола. Для закрепления валов используют прихваты. Они опираются непосредственно на вал, что исключает вероятность прогиба последнего. Обычно под прихваты укладывают латунную либо медную (небольшую по толщине) пластинку. Она предохраняет готовую поверхность изделия от повреждений.

Крепление валов выполняют в обычных тисках, которые монтируют на стол так, чтобы их можно было развернуть на 90 градусов. За счет возможности поворота тиски без проблем устанавливают на вертикально- и горизонтально-фрезерные агрегаты.

На призме вал фиксируется губками (посредством маховичка его зажимают), вращающимися вокруг пальцев. Описываемое приспособление для обработки уступов и шпоночного паза имеет в своей конструкции упор. Он позволяет монтировать вал по длине.

Чаще всего применяются призмы с магнитом (оксидно-бариевым) постоянного действия. Призматический корпус сделан из двух частей. Между этими половинками и устанавливается магнит. Как видим, приспособление для фрезерования уступов и шпоночных соединений выполнено достаточно просто, но при этом гарантирует эффективную обработку изделий.

4 Как фрезеруют закрытые пазы?

Обработка пазов закрытого типа осуществляется на горизонтально-фрезерных агрегатах. Для работы используется описанное выше приспособление, которое снабжается призмами либо самоцентрирующимися тисками. Установка валов на них производится стандартным образом.

Кроме того, существует еще один вариант установки валов. Специалисты называют его «монтажом по яблочку». В этом случае вал размещается по отношению к рабочему инструменту (концевая либо шпоночная фреза для уступов и пазов) на глаз. Затем запускают режущее приспособление и аккуратно подводят его к валу до момента их взаимодействия.

При контакте фрезы и вала на последнем остается слабый след рабочего инструмента. Когда след получается в виде неполного круга, стол требуется слегка сместить. Если же рабочий видит перед собой полный круг, никаких дополнительных действий производить не нужно, можно начинать фрезерование.

Закрытые пазы, которые впоследствии слегка пригоняются, обрабатывают по двум разным схемам:

  1. Врезанием фрезы (ручная операция) на всю глубину уступа и механической подачей в продольном направлении.
  2. Ручным врезанием инструмента на заданную глубину и механической продольной подачей в одну сторону, а затем еще одним врезанием и подачей, но уже в противоположную сторону.

Первая методика обработки уступов и пазов используется для фрез сечением 12–14 мм. В остальных случаях рекомендована вторая схема.

5 Тонкости обработки открытых и сквозных пазов и уступов

Такие элементы фрезеруют только после того, как все работы по их цилиндрической поверхности полностью завершены. Дисковый инструмент применяют в ситуациях, когда радиусы фрезы и канавки одинаковые.

Читайте также  Расчет отопления в многоквартирном доме: как считается расход по общедомовому счетчику

Обратите внимание – эксплуатация фрез допускается до некоторого момента. При каждой новой заточке инструмента его ширина становится меньше на определенную величину. После нескольких таких операций фрезы становятся негодными для работы с пазами, их можно использовать для выполнения других операций, которые не выдвигают высоких требований к геометрическим параметрам по ширине.

Рассмотренное ранее приспособление подходит для обработки уступов и пазов сквозного и открытого типа. Здесь важно обеспечить правильную установку режущего инструмента на оправку. Монтаж нужно производить так, чтобы биение фрезы по торцу было как можно меньшим. Заготовка фиксируется в тисках с накладками (латунь, медь) на губках.

Точность монтажа фрезы проверяют штангенциркулем и угольником. Процесс выглядит следующим образом:

  • инструмент ставят поперечно со стороны конца вала, который выступает из тисков, на заданную заранее дистанцию;
  • при помощи штангенциркуля проверяют правильность выставленной дистанции;
  • с другого конца вала устанавливают угольник и опять выполняют проверку.

Совпадение результатов замеров говорит о том, что фреза смонтирована правильно.

Добавим, что сегментные шпонки обрабатываются специальными фрезами (насадными либо хвостовыми). Двойной радиус канавок таких шпонок определяет диаметр инструмента, который можно использовать для фрезерования. При выполнении таких работ подача выполняется вертикально (по отношению к оси вала – в перпендикулярном направлении).

6 Шпоночно-фрезерные агрегаты для обработки валов

Если пазы должны иметь максимально точную ширину, их обработку следует выполнять на специальных шпоночных станках. Они работают шпоночным двузубым режущим инструментом, а подача на таких агрегатах выполняется по маятниковой схеме.

Шпоночно-фрезерное станочное оборудование обеспечивает обработку паза по всей его протяженности при врезании рабочего инструмента на глубину от 0,2 до 0,4 миллиметров. Причем фрезерование проводится дважды (врезание и подача в одну сторону, затем – те же операции в обратную сторону).

Описываемые станки оптимальны для массового и серийного изготовления шпоночных валов. Работают они в автоматическом режиме – после обработки изделия подача бабки в продольном направлении отключается автоматически и шпиндельный узел перемещается в начальное положение.

Кроме того, данные агрегаты гарантируют высокую точность получаемого паза, а фреза по периферии почти совсем не изнашивается, так как фрезерование ведется ее торцовыми частями. Минусом применения такой технологии считается ее длительность. Стандартная обработка пазов за два или один проход осуществляется в несколько раз быстрее.

Размеры пазов при использовании шпоночно-фрезерного оборудования контролируется либо калибрами, либо измерительным штрих-инструментом. В качестве калибров применяют круглые пробки. Замеры при помощи штангенглубиномера и штангенциркуля выполняются стандартно (устанавливается сечение, ширина, длина, толщина паза).

На современных предприятиях активно эксплуатируются два шпоночных станка: 6Д92 – для обработки концевым немерным инструментом закрытых пазов, и МА-57 – для фрезерования трехсторонним инструментом открытых пазов. Эти агрегаты, как правило, интегрируют в автоматизированные технологические линии.

Источник:
http://tutmet.ru/prisposoblenie-frezerovaniya-shponochnogo-paza-ustupov-valu.html

Сборка шпоночных, шлицевых и конических соединений

1. Сборка шпоночных соединений

Шпонки применяют для закрепления на валах или осях механизмов и машин таких деталей, как маховик, зубчатое колесо, шкив. На рис. 1 показаны клиновые, направляющие, призматические, сегментные и тангенциальные шпонки. Для установки шпонок на деталях фрезеруют шпоночные канавки по форме и размерам шпонок.

Шпоночные соединения бывают напряженными (создаваемые клиновыми шпонками и способные передавать крутящий момент и осевую силу) и ненапряженными (создаваемые призматическими и сегментными шпонками и передающими только крутящий момент).

Шпонки изготовляют из углеродистой конструкционной стали.

Клиновые шпонки (рис. 1, а) представляют собой клин с уклоном 1:100, который запрессовывается между валом и ступицей. Клиновые шпонки применяют при сборке сборочных единиц, не требующих высокой точности, так как они смещают ось ступицы по отношению к оси вала и при короткой ступице могут вызвать перекос.

Пригонку клиновых шпонок выполняют слесари высокой квалификации, так как это сложная и трудоемкая операция. Сложность пригонки состоит в том, что угол наклона паза насаженной на вал детали должен совпадать с углом наклона шпонки. Пригоняют шпонки припиливанием и пришабриванием «по краске».

Призматические шпонки (рис. 1, б) обеспечивают лучшее центрирование вала с сопрягаемой деталью и позволяют осуществлять как неподвижные, так и подвижные соединения. Призматические шпонки закладывают в шпоночные пазы так, чтобы между верхней гранью шпонки и дном паза верхней детали был зазор. Крутящий момент передается боковыми гранями шпонки, поэтому призматические шпонки должны иметь гарантированный натяг по боковым сторонам шпоночного паза.

Рис. 1. Типы шпонок: а – клиновая на лыске; б – клиновая врезная (призматическая); в – направляющая; г – сегментная; д – тангенциальная

При сборке соединений призматические шпонки пригоняют сначала по шпоночному пазу на валу, а затем легкими ударами медного молотка или давлением пресса ставят на место. После запрессовки шпонки контролируют величину радиального зазора между шпонкой и дном шпоночного паза ступицы. Затем на вал со шпонкой напрессовывают шкив или зубчатое колесо.

Направляющие шпонки (рис. 1, в) применяют в тех случаях, когда детали должны свободно перемещаться вдоль вала, например, кулачковая муфта, скользящие зубчатые колеса, ступицы конусных, дисковых муфт и т. д. и передавать крутящий момент. Направляющие шпонки крепят на валу винтами. Для того чтобы обеспечить перемещение детали вдоль шпонки без заклинивания, после установки и закрепления шпонки на валу проверяют на призме или в центрах параллельность боковой поверхности шпонки к оси или образующей цилиндрической поверхности вала, величина отклонения которой не должна превышать половины зазора между размерами шпонки и шпоночным пазом. Эту проверку рекомендуют выполнять также для неподвижных соединений.

Сегментные шпонки (рис. 1, г) работают так же, как и призматические, но применяют их только для неподвижных соединений. Крутящий момент передается через боковые грани шпонок и пазов. Основным преимуществом соединения сегментными шпонками является простота и дешевизна изготовления шпонок и шпоночных пазов.

Тангенциальные шпонки (рис. 1, д), как и клиновые, состоят из двух клиньев с уклоном 1:100. Широкая грань тангенциальной шпонки направлена по касательной к цилиндрической поверхности вала. Затяжка осуществляется ударами молотка по торцу широкой части одного из клиньев. Такие шпонки ставят при диаметрах вала более 100 мм.

Тангенциальные шпонки соединяют с усилием, обычно ударами молотка, и этим создают напряженное соединение.

2. Сборка шлицевых соединений

Шлицевые соединения предназначены для передачи больших крутящих моментов и по сравнению со шпоночными соединениями имеют следующие преимущества:

  • при шлицевом соединении достигается более точное центрирование детали по валу;
  • вал почти не ослаблен, особенно при большом количестве шлицев, когда впадины можно сделать неглубокими;
  • при сборке шлицевых соединений не требуется никаких слесарно-пригоночных операций, так как после механической обработки деталей таких соединений получается полная их взаимозаменяемость.

На рис. 2; а, б, в, г показаны прямобочные, эвольвентные и треугольные профили шлицев. Наиболее распространенный профиль шлицев – прямобочный, однако теперь стали применять также шлицы с эвольвентным профилем, обеспечивающим лучшее центрирование деталей, чем с прямобочным.

Треугольные шлицы используют только при небольших нагрузках и на валах небольшого диаметра.

Шлицевые соединения, имеющие подвижные посадки, собирают вручную без пригонки. Шлицевые соединения различают по способу центрирования втулки относительно вала.

Существует три способа центрирования вала: по боковым сторонам шлицев (рис. 2, д), по наружному диаметру (рис. 2, е), по внутреннему диаметру (рис. 2, ж).

Рис. 2. Шлицевые соединения: а, б – прямобочное; в – эвольвентное; г – треугольное; д – центрированное по боковым сторонам; е – центрированное по наружному диаметру; ж – центрированное по внутреннему диаметру

Когда точность центрирования не имеет существенного значения и в то же время необходимо обеспечить достаточную прочность соединения, применяют центрирование по боковым сторонам шлицев (карданное сочленение в автомобилях).

Когда в механизмах необходимо осуществить кинематическую точность (станки, автомобили и др.), применяют центрирование по одному из диаметров. Центрирование по наружному диаметру, как более экономичное, применяют для термически необработанных охватывающих деталей, а также для таких деталей, у которых твердость после термической обработки допускает калибрование протяжкой. Если твердость охватывающей детали не позволяет производить калибрование, то применяют центрирование по внутреннему диаметру.

Неподвижные соединения, имеющие посадки с натягом, собирают в специальных приспособлениях или с подогревом детали перед напрессовкой.

Подвижные шлицевые соединения после сборки проверяют на качку, неподвижные – на биение.

Перед сборкой шлицевых соединений необходимо убедиться в наличии и хорошем состоянии внешних фасок и закруглений внутренних углов шлицев, так как при неправильном выполнении этих элементов возможно заедание шлицев при сборке соединения. В напряженных соединениях охватывающая деталь обычно напрессовывается на вал специальным приспособлением; собирать такие соединения с помощью молотка не рекомендуется.

При очень тугих шлицевых соединениях целесообразно охватывающую деталь перед напрессовкой нагреть до 80-120° С. После напрессовки охватывающая деталь должна быть проверена на осевое и радиальное биение (рис. 3).

Рис. 3. Проверка собранного шлицевого соединения на биение

В легкоразъемных и подвижных шлицевых соединениях охватывающие детали устанавливаются на место под действием небольших усилий и даже от руки. В этом случае охватывающие детали, кроме проверки на биение, контролируют на качку. В правильно собранной сборочной единице качка или относительное смещение охватывающей и охватываемой деталей под действием создаваемого вручную крутящего момента совершенно недопустимы.

Ответственные шлицевые соединения проверяются также «на краску».

3. Сборка конических соединений

В машиностроении зубчатые колеса, шкивы, маховики, муфты часто сопрягаются с валом с помощью конических соединений. Коническое соединение (рис. 4; а, б, в, г) собирают с гарантированным натягом, который осуществляется за счет напрессовки ступицы на вал. Насаженную на вал деталь крепят гайкой с шайбой.

При коническом соединении не требуется больших усилий для насадки на вал, соединение легко собирается – в этом его преимущество перед цилиндрическим соединением.

Перед сборкой конического соединения проверяют плотность прилегания конических поверхностей вала и ступицы. Эту проверку выполняют обычно «по краске».

Чтобы компенсировать погрешности изготовления конических сопрягаемых деталей, используют пластмассовые прослойки. Сущность способа: после сборки конического соединения зазор между сопрягаемыми деталями заполняется жидко-текучей пластмассой. После затвердевания пластмасса превращается в жесткий компенсатор нужного размера и формы, являющийся неотъемлемой частью одной из сопрягаемых деталей. Трудоемкость сборки снижается в том случае, когда в конструкции соединения предусмотрено применение пластмассового компенсатора.

На рис. 4; в, г показан пластмассовый компенсатор с гладкой конической поверхностью охватываемой детали (в) и ступенчатой поверхностью охватываемой детали (г).

Рис. 4. Конические соединения: а – неправильное; б – правильное; в, г – соединение с пластмассовым компенсатором; 1 – охватывающая деталь; 2 – охватываемая деталь; 3 – пластмассовый компенсатор

Источник:
http://extxe.com/19919/sborka-shponochnyh-shlicevyh-i-konicheskih-soedinenij/