Изготавливаем шпоночный паз самостоятельно
Шпоночный паз устраивают в деталях для обеспечения их соединения с другими, передающими им усилия. Выполняют их, обычно, фрезерованием на фрезерных станках, используя специальные фрезы. Процедура изготовления шпоночного паза очень ответственная. От правильности и точности ее проведения зависит качество, надежность соединения деталей, долговечность узла.
Шпоночные пазы бывают разными: открытыми (с выходом); сквозными; закрытыми. Их делают под разные виды шпонок – чаще это клиновые, сегментные, призматические. Точность устройства пазов должна быть высокой и определяется: по длине – 8-м классом точности; глубине – 5-м; ширине – 2, 3-м. Требования по точности должны выполняться неукоснительно.
Кроме точности предъявляются особые требования к шероховатости боковых стенок пазов, которая не может быть ниже 5-го класса. При этом грани пазов должны быть симметричными относительно плоскости, проходящей через вал.
Требуемую точность пазам можно обеспечить, только используя для их устройства соответствующие фрезы. Они бывают: затылочными (по ГОСТу 8543); дисковыми (573); с хвостовиком цилиндрического, конического типа; насадными (6648).
Специально для фрезерных станков разработаны шпоночные фрезы (ГОСТ 9140). У них два зуба, которые имеют режущие торцевые кромки, цилиндрический или конический хвостовик. Эти инструменты считаются идеальными для устройства пазов. Подача фрез при работе может быть в продольном и осевом направлениях.
Изготовить качественно шпоночный паз самостоятельно можно только имея специальное оборудование. Устраивают их на валах, которые крепят на специальном приспособлении (призме). Оно облегчает процесс обработки. Малый вал располагают на одной призме, длинный – на двух. Валы закрепляют специальными прихватами, которые не дают детали прогибаться. Чтобы поверхность вала не повредилась, под прихваты помещают пластинки из меди, латуни.
Для устройства закрытых шпоночных пазов используют горизонтально-фрезерные агрегаты. Валы при этом также закрепляются на призмах, можно применять самоцентрирующие тиски. Нарезают такие пазы двумя методами: фреза врезается на глубину паза и подается механически продольно (используется для фрез, имеющих сечение 12…14 мм); после врезания фрезу подают в одну, а после в обратную сторону.
Сквозные, открытые шпоночные пазы устраивают только после окончания всех работ, связанных с валом. Дисковые фрезы используют в случаях, когда ширина их зубьев совпадает с шириной паза.
Фрезы для нарезки шпоночных пазов используют только до тех пор, пока их ширина, после заточек, соответствует размеру углублений. Затем ими можно выполнять другие работы, не связанные с пазами.
После установки фрезы проверяют точность ее размещения. Пользуются при этом штангенциркулем, угольником.
Шпоночные пазы нарезают на фрезерных станках. Но если к ним предъявляются повышенные требования по точности, то на специальных шпоночных агрегатах – чаще автоматических. Они работают специальным шпоночным инструментом с двумя зубьями, подача которого на деталь проводится по маятниковой схеме.
Источник
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
Изготовление шпонки
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 сырье изготавливается 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.
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:
- Устойчивый стол или слесарный верстак
- Настольные или станочные тиски
- Линейка, рулетка, карандаш, угольник
- Перчатки и защитные очки
- Ножовка по металлу
- Напильники: круглый, плоский, бархатный, драчевый.
- 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
- Для начала нужно будет отмерить от бруска необходимую длину шпонки, обозначив с помощью карандаша габариты.
- По созданной разметке вручную ножовкой по металлу выпиливается заготовка с теми параметрами, которые необходимы.
- Теперь нужно начисто отпилить поверхность «А», следом за ней 1-ю и 2-ю стороны. Проверить точность можно угольником.
- Далее следует выполнить разметку 3-й и 4-й сторон, наметив длину, ширину, а также и необходимые радиусы закругления шпонки.
- По разметке стороны 3 и 4 опиливаются. Проверить размер и перпендикулярность шпонки можно штангенциркулем и угольником.
- После этого полученную шпонку подгоняют под ее посадочное место. Важно будет добиться плавного и легкого вхождения шпонки в паз.
- 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