Фрези шпонкові

Фреза шпонкова — різальний інструмент для фрезерування шпонкових пазів призматичного профілю у валах, осях та деталях типу тіл обертання. Відноситься до підвиду кінцевих фрез, але має специфічну двозубу конструкцію з однією ріжучою кромкою, що доходить до осі, — що забезпечує можливість осьового врізання. Виготовляється відповідно до ГОСТ 9140-78 (ISO 1641-1-78 / ISO 1641-2-78) із швидкорізальної сталі Р6М5 або монолітного твердого сплаву ВК8. Допуски на ширину паза — за ГОСТ 23360-78.

Конструктивні особливості та типи шпонкових фрез

Принципова відмінність шпонкової фрези від звичайної кінцевої — двозуба конструкція (Z=2) із збільшеним діаметром серцевини до 0,35d. Така пропорція забезпечує підвищену жорсткість при осьовому врізанні. Кут нахилу гвинтових канавок — 20° (за ГОСТ 9140-78). Довжина робочої частини — приблизно 3×D, стружкові канавки глибокі або похилі під кутом 12–15°.

• Тип 1 — з циліндричним хвостовиком (ГОСТ 9140-78, ISO 1641-1-78). Діаметр Ø 2–20 мм; за спеціальним замовленням — до Ø 30 мм. Два виконання: без лиски (допуск хвостовика h8) і з лискою під гвинт фіксації (допуск h6). Встановлюються в цангові патрони ER або патрони шпонково-фрезерних верстатів.
• Тип 2 — з конічним хвостовиком конус Морзе (ГОСТ 9140-78, ISO 1641-2-78). Діаметр Ø 8–40 мм. Конус Морзе КМ1–КМ4. Застосовується на вертикально-фрезерних верстатах без ЧПУ при обробці великих діаметрів пазів, де крутний момент перевищує допустимий для циліндричного хвостовика.
• Матеріал Р6М5 (HSS, ГОСТ 19265). Стандартний матеріал для шпонкових фрез загального призначення. Обробка сталей, чавуну і кольорових металів. Допускає переточування по торцю та циліндру.
• Матеріал ВК8 (монолітний твердий сплав, VHM). Підвищена зносостійкість і продуктивність при серійній обробці. Застосовується на верстатах з ЧПУ з жорсткою системою кріплення. Твердість 91–92 HRA. Для загартованих і важкооброблюваних сталей.
• Подовжені шпонкові фрези. Збільшена загальна довжина для обробки пазів на значній відстані від торця деталі або при обмеженому доступі. Загальна довжина до 115 мм при діаметрі Ø 16 мм.

Допуски шпонкових пазів і прив'язка до фрези

Ширина шпонкового паза є посадочним розміром і контролюється за ГОСТ 23360-78. Шпонкова фреза підбирається так, щоб забезпечити задане поле допуску:

• N9 — нормальне (нерухоме) з'єднання. Стандартний допуск паза вала для більшості приводних з'єднань. Фреза підбирається з верхнім відхиленням за полем допуску N9, вказаним на маркуванні.
• P9 — щільне з'єднання. Для відповідальних з'єднань із підвищеними вимогами до точності положення шпонки (зубчасті колеса, муфти).
• H9 — вільне (рухоме) з'єднання. Для ковзних або регульованих з'єднань.
• Js9 / D10 — поля допуску паза втулки (маточини). Вибираються залежно від умов роботи з'єднання.

Важливо: фреза і паз мають одне номінальне значення ширини, але різні поля допусків. Фреза за ГОСТ 9140-78 має допуск на діаметр по js16 або h12 — це допуск на виготовлення інструменту, а не на паз. Точність паза забезпечується правильним вибором методу обробки та перевіряється калібром або мікрометром.

Методи обробки шпонкового паза

• Маятниковий метод (pendulum milling). Фреза обертається і переміщується вздовж осі паза з повздовжньою подачею. В кінці кожного проходу виконується осьове врізання на малу глибину (0,2–0,5 мм). Застосовується на шпонково-фрезерних верстатах. Забезпечує вищу точність по ширині паза через рівномірне зношування обох зубів. Радіальне биття фрези при цьому методі — критичний параметр.
• Прохідний метод (одноразове врізання). Фреза врізається на повну глибину паза осьовою подачею, потім виконується прохід по довжині. Вищий ризик розширення паза внаслідок биття фрези. Застосовується на звичайних фрезерних верстатах при невисоких вимогах до точності.

Як вибрати шпонкову фрезу для виробництва

• Діаметр фрези дорівнює ширині шпонкового паза за ГОСТ 23360-78. Відповідність: діаметр вала 6–8 мм — паз 2×2 мм; 10–12 мм — 3×3; 17–22 мм — 6×6; 30–38 мм — 10×8; 50–58 мм — 16×10 мм (орієнтовно, точні розміри — за таблицею ГОСТ 23360-78).
• Поле допуску паза: при нормальному з'єднанні замовляти фрезу з маркуванням допуску N9. При щільному — P9. Вибір визначається кресленням деталі, а не типом верстата.
• Тип хвостовика: для верстатів з ЧПУ і шпонково-фрезерних — циліндричний ц/х; для важких пазів на звичайних фрезерних верстатах — конічний к/х КМ.
• Матеріал фрези: для одиничного і дрібносерійного виробництва — Р6М5; для серійного виробництва на жорстких верстатах з ЧПУ — ВК8 з покриттям TiAlN.
• Серія (довжина робочої частини): стандартна серія — для пазів звичайної глибини; подовжена — при обробці пазів на значній відстані від шпинделя або в корпусних деталях з обмеженим доступом.

Чому варто замовити шпонкові фрези в Upper

• Складська наявність шпонкових фрез Р6М5 з циліндричним хвостовиком Ø 2–20 мм та конічним хвостовиком КМ1–КМ4 — відвантаження в день замовлення без мінімальної партії.
• Ціна з ПДВ — всі позиції каталогу вказані з урахуванням ПДВ. Для юридичних осіб — безготівковий розрахунок і виставлення повного пакету первинних документів.
• Виготовлення за індивідуальними кресленнями — шпонкові фрези нестандартних діаметрів (до Ø 30 мм і більше), подовжені серії, з нестандартним полем допуску, матеріалом ВК8 або з покриттям виготовляються за технічним завданням замовника.
• Доставка по всій Україні — відправка «Новою Поштою» та «Укрпоштою»; для великих партій — організація вантажного перевезення.
• Технічна консультація — підбір діаметра та поля допуску фрези за кресленням деталі, вибір методу обробки і типу верстата.

FAQ: часті запитання про шпонкові фрези

Чим шпонкова фреза відрізняється від звичайної кінцевої і чому не можна замінити одну іншою?

Шпонкова фреза має Z=2 зуби, збільшений діаметр серцевини (0,35d) і одну ріжучу кромку, що проходить через вісь — це дозволяє осьове врізання без попереднього свердління. Звичайна кінцева фреза Z=4 не розрахована на осьове врізання і не забезпечує необхідної точності по ширині паза за ГОСТ 23360-78, оскільки не має відповідного допуску на діаметр. Заміна шпонкової фрези кінцевою призводить до розширення паза і некондиційного шпонкового з'єднання.

Яке поле допуску паза вибрати — N9 чи P9?

N9 — стандартний вибір для нерухомих з'єднань загального машинобудування: маточини зубчастих коліс, шківів, напівмуфт на валах. Забезпечує щільну посадку без зазору або з мінімальним натягом. P9 застосовується для відповідальних з'єднань із підвищеними вимогами до точності передачі крутного моменту і запобігання фретинг-корозії — реверсивні приводи, ударні навантаження, точне позиціонування деталей на валу.

Чи виготовляєте ви шпонкові фрези нестандартних діаметрів або з твердосплавної сталі ВК8 за кресленнями?

Так. Upper виготовляє шпонкові фрези нестандартних діаметрів, подовжених серій, у матеріалі ВК8 з покриттям, а також фрези з нестандартним полем допуску на ширину паза — за кресленнями або технічним завданням замовника. Для розрахунку вартості та терміну виготовлення необхідно надати креслення деталі або ескіз з параметрами паза.