Соединения сопряженных деталей с помощью шпонки получили широкое распространение во многих механических устройствах. Шпонки могут представлять собой  призму, сегмент, клин и другие геометрические формы. Шпоночные же пазы бывают закрытыми, открытыми и сквозными. Нужно понимать, что фрезерование шпоночных пазов относится к довольно ответственной операции. Именно от того с какой точностью выполнено это углубление, зависит надежность шпоночного сопряжения. Актуальность и жесткость требований подтверждается существованием специального нормативного документа (ГОСТ), который регламентирует класс точности исполнения у шпоночного паза геометрических размеров по ширине, глубине и длине.

Практические рекомендации по выбору шпоночной концевой фрезы

Фрезерование шпоночных пазов, имеющих прямолинейную и изогнутую форму закрытых канавок, выполняется концевыми фрезами, а в виде сегмента — дисковыми. Для этой операции подойдут концевые фрезы, имеющие позитивную геометрию. Немаловажное значение имеет высокая стойкость режущего инструмента, а также использование высокобортного шпинделя, позволяющего высокоточное закрепление. Для шпоночных пазов следует выбирать встречное фрезерование и фрезу с наибольшим диаметром. Это позволит стабилизировать процесс их изготовления. Для придания максимальной жесткости конструкции, состоящей из шпинделя с закрепленной фрезой, нужно стремиться по возможности использовать наименьший вылет режущего инструмента.

При нарезании шпоночного паза идет обработка одновременно трех поверхностей: двух боковых и дна. При этом обязательно нужно учитывать следующее обстоятельство: полная глубина паза не должна превышать 70% длины рабочей части фрезы. Наилучших результатов можно добиться, если фрезерование шпоночных пазов выполнять фрезой с крупным шагом (лучший вариант — двухзаходной). В этом случае создаются оптимальные условия для удаления стружки, снижения вибраций и улучшения класса чистоты обработанных поверхностей. Также маловероятно образование заусенцев. Большой вылет фрезы и высокие скорости резания могут привести к нежелательным последствиям: отклонению инструмента и появление вибраций. Именно с учетом этих рисков нужно подходить к выбору режимов резания.

Фрезерование шпоночных пазов закрытого типа следует проводить за два прохода концевой фрезой, применяя немного меньший диаметр. Это может увеличить точность обработки стенок и дна углубления. Перпендикулярность боковин к дну может обеспечить встречное фрезерование, так как в этом случае заготовка будет прижиматься к рабочему столу. А вот при чистовой обработке шпоночного паза следует выбирать попутное фрезерование и маленькую глубину резания. В этом случае отжим фрезы будет минимальным, что позволит добиться нужного качества обрабатываемой поверхности и точности геометрических размеров паза.

Важно знать, что концевая и шпоночная фреза одного размера не отличаются друг от друга по внешнему виду. Но шпоночная фреза прочнее и диаметр ее рабочей части выполнен с более строгими допусками, поэтому она обеспечивает очень точные геометрические размеры.