Шпонкові канавки на валах і взагалі в охоплених деталях виготовляються для призматичних і сегментних шпонок. Шпонкові канавки для призматичних шпонок можуть бути закритими з двох сторін (глухі), закритими з одного боку і наскрізними.
Шпонкові канавки виготовляються різними способами в залежності від конфігурації канавки і вала, інструменту;
виконуються на горизонтально - або вертикально - фрезерних верстатах загального призначення або спеціальних.
Наскрізні і закриті з одного боку шпонкові канавки виготовляються фрезеруванням дисковими фрезами (рис. 1, а). Фрезерування канавки виробляється за один-два проходи. Цей спосіб найбільш продуктивний і забезпечує достатню точність ширини канавки.
Мал. 1. Методи фрезерування шпонкових канавок валів:
а - дисковою фрезою з поздовжньою подачею; б - кінцевий фрезою з поздовжньою подачею; в - кінцевий фрезою з маятникової подачею; г - кінцевий дисковою фрезою з вертикальною подачею.
Основний час при фрезеруванні дисковою фрезою шпоночной канавки - наскрізний і закритою з одного боку визначається за формулою:
,
де - довжина шпоночной канавки, мм; , Мм.
- діаметр фрези, мм; - глибина шпоночной канавки, мм; - поздовжня подача, мм / хв.
Застосування цього способу обмежує конфігурація канавок: закриті канавки з закругленнями на кінцях не можуть виконуватися цим способом; вони виготовляються кінцевими фрезами з поздовжньою подачею за один або кілька проходів (рис. 1, б).
Фрезерування кінцевою фрезою за один прохід проводиться таким чином, що спочатку фреза при вертикальній подачі проходить на повну глибину канавки, а потім включається поздовжня подача з якої шпонкова канавка фрезерується на повну довжину. При цьому способі потрібно потужний верстат, міцне кріплення фрези і рясне охолодження. Внаслідок того, що фреза працює в основному своєї периферійної частиною, діаметр якої після заточки кілька зменшується, в залежності від числа переточувань фреза дає неточний розмір канавки по ширині.
Основний час при фрезеруванні шпоночной канавки, закритою з двох сторін, за один прохід визначається за формулою:
де - глибина канавки, мм; глибина шпоночной канавки в мм; - довжина шпоночной канавки, мм; ф - діаметр фрези, рівний ширині канавки в мм; вертикальна і поздовжнє подачі, мм / хв.
Для отримання по ширині точних, канавок застосовуються спеціальні шпоночно-фрезерні верстати з «маятникової подачею», що працюють кінцевими двухспіральной фрезами з лобовими ріжучими крайками. При цьому способі фреза врізається на 0,1-0,3 мм і фрезерує канавку на всю довжину, потім знову врізається на ту ж глибину, як і в попередньому випадку, і фрезерує канавку знову на всю довжину, але в іншому напрямку (рис. 1, в). Метод є найбільш раціональним для виготовлення канавок в серійному і масовому виробництвах, так як Даеї точнішу канавку, що забезпечує взаємозамінність в шпонкових з'єднань. Крім того, оскільки фреза працює лобовою частиною, вона буде довговічніше, так як зношується НЕ периферійна частина, а лобова. Недоліком цього способу є значно більша витрата часу на виготовлення канавки в порівнянні з фрезеруванням за один прохід і тим більше з фрезеруванням дисковою фрезою. Звідси випливає наступне: 1) метод маятникової подачі застосовувати при виготовленні канавок, які потребують взаємозамінності, 2) фрезерувати канавки в один прохід потрібно в тих випадках, коли допускається пригонка шпонок по канавках.
Основний час при фрезеруванні шпоночной канавки, закритою з двох сторін з «маятникової» подачею визначається за формулою:
де - довжина шпоночной канавки в мм; ф - діаметр фрези, рівний ширині канавки в мм; sM. пр - поздовжня подача в мм / хв; h - глибина шпоночной канавки в мм; - величина вертикального врізання на один хід фрези в мм.
Сквозниe шпонкові канавки валів можна обробляти на стругальних верстатах. Канавки на довгих валах, наприклад на ходовому валу токарного верстата, стругають на поздовжньо-стругальні верстаті. Канавки на коротких валах стругають на поперечно-стругальні верстаті переважно в індивідуальному і дрібносерійному виробництві. Канавки під сегментні шпонки виготовляються фрезеруванням за допомогою кінцевих дискових фрез (рис. 1, г).
Основний час при фрезеруванні канавок під сегментні шпонки визначається за формулою:
h - глибина шпоночной канавки в мм; вертикальна подача, мм / хв .;
Шпонкові канавки в отворах втулок зубчастих коліс, шківів (і інших деталей, що надіваються на вал зі шпонкою, обробляю в індивідуальному і дрібносерійного виробництва на довбальних верстатах, у великосерійному і масовому - на протяжних верстатах. На рис.2 показано протягування канавки в заготівлі зубчастого колеса на горізонтальнопротяжном верстаті.
Мал. 2. Обробка шпоночной канавккі отворі протягуванням.
Заготівля насаджується на направляючий палець 4, всередині якого є паз для направлення протягання 2. Коли канавка простягається за 2-3 проходу, то під протяжку поміщають підкладку 3.
Основний час при протягуванні шпоночной канавки oпределяется за формулою:
де L-робоча довжина протягання в мм; - довжина простягаємо поверхні деталі, мм; - швидкість робочого ходу протяжки в в м / хв; i - число проходів.