2.2 Шпоночные соединения
Шпоночные соединения выполняют призматическими шпонками.
Для получения различных посадок призматических посадок призматических шпонок установлены стандартом поля допусков на ширину шпонок, пазов валов и втулок.
Шпонки следует изготовлять только с допуском h925.
Призматические шпонки (призматические по ГОСТ 8788—68 — сечение и пазы по ГОСТ 8789—68 — размеры длин, призматические направляющие с креплением на валу по ГОСТ 8790—68) применяют для напряженного соединения.
Рис. 4 Шпонка
Расчет шпонок на прочность в приборостроении для небольших вращающих моментов не выполняют, так как использование табличных данных сечений шпонок обеспечивает необходимую прочность. Фрезерование закрытых шпоночных пазов можно производить на горизонтально-фрезерных станках.
Боковые грани шпоночного паза должны быть расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вала: шероховатость поверхности боковых стенок должна находиться в пределах 5-го класса шероховатости, а иногда и выше (ширина шпоночного паза должна быть выполнена по 2-му или 3-му классу точности: по глубине шпоночный паз должен быть выполнен по 5-му классу точности; длина паза под шпонку по 8-му классу точности).
Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующая рельеф поверхностей детали и рассматриваемая на определённой базовой длине. Причинами шероховатости могут быть: геометрия процесса резания, пластические деформации материала и вибрация инструмента.
В зависимости от вида обработки используемого для получения той или иной поверхности детали, подбирается оптимальный класс шероховатости (с 1 по 14). С 1 до 5 и с 13 по14 классы шероховатости поверхности обозначаются Rz (высота неровностей, мкм), с 6 по 12 - Ra (среднее арифметическое отклонение профиля, мкм).
Невыполнение требований использования оптимального класса шероховатости, приводит, при фрезеровании шпоночных пазов, к необходимости применения трудоемких пригоночных работ при сборке — пропиливанию шпонок или других сопрягаемых деталей.
Шпоночный паз, заданной модели, глухой и обрабатывается шпоночной (пальцевой) фрезой, для этого Вал устанавливают в центрах или по наружной поверхности на призмы приспособления.
Шпоночные пазы изготовляют на горизонтально-и вертикально-фрезерных станках26.
Шпоночные фрезы по ГОСТ 9140—68 применяются для фрезерования
шпоночных пазов и изготовляются с цилиндрическим и коническим хвостовиком.
Шпоночные фрезы имеют два режущих зуба с торцовыми режущими кромками, выполняющими основную работу резания. Режущие кромки фрезы направлены не наружу, как у сверла, а в тело инструмента. Такие фрезы могут работать с осевой подачей (как сверло) и с продольной подачей. Переточка фрез производится по торцовым зубьям, вследствие чего диаметр фрезы практически остается неизменным. Это является очень важным для обработки пазов.
Дисковые фрезы пазовые по ГОСТ 3964—69 предназначаются для фрезерования неглубоких пазов. Они имеют зубья только на цилиндрической части.
Фрезы с цилиндрическим хвостовиком изготовляют для диаметра от 2 до 20 мм с коническим хвостовиком от 16 до 40 мм. В настоящее время инструментальные заводы выпускают цельные твердосплавные шпоночные фрезы диаметром 3, 4, 6, 8, и 10 мм с углом наклона винтовой канавки 20° из сплава ВК8. Эти фрезы применяют главным образом при обработке закаленных сталей и трудно обрабатываемых материалов. Применение этих фрез позволяет увеличить производительность труда в два-три раза и повысить шероховатость обработанных поверхностей на два класса шероховатости.