Шейвер — режущий инструмент для точной обработки¶

Шейвер — многолезвийный режущий инструмент, предназначенный для чистовой и отделочной обработки поверхностей металлических и неметаллических деталей. По принципу действия близок к протяжке и прошивке, но, в отличие от них, совершает возвратно-поступательное движение относительно обрабатываемой поверхности, снимая тонкий слой материала (припуск) малыми зубьями. Применяется преимущественно в машиностроении для обработки отверстий, наружных цилиндрических и плоских поверхностей, а также зубьев зубчатых колёс.

¶Общее описание

Шейвер представляет собой корпус (оправку или державку) с закреплёнными на нём режущими элементами — зубьями или ножами. Режущая часть выполняется из быстрорежущей стали, твёрдых сплавов или керамики. Зубья располагаются рядами, при этом каждый последующий ряд смещён относительно предыдущего, что обеспечивает постепенное срезание припуска и высокую точность.

Главное движение при шейвинге — возвратно-поступательное (реже вращательное) перемещение инструмента. Подача осуществляется либо за счёт смещения инструмента, либо за счёт движения заготовки. Снимаемый припуск обычно невелик — от нескольких сотых до десятых долей миллиметра, что позволяет достигать шероховатости поверхности в пределах Ra 0,2–1,6 мкм и точности размеров до 6–7 квалитета.

¶История

Метод шейвинга как способ чистовой обработки поверхностей сформировался в первой половине XX века в связи с развитием массового машиностроения и потребностью в точных сопрягаемых деталях. Первоначально шейверы применялись для обработки отверстий в корпусных деталях, затем область применения расширилась на обработку зубчатых колёс и наружных поверхностей.

В СССР и России шейвинг вошёл в нормативную практику машиностроительных заводов, в том числе на предприятиях автомобильной, станкостроительной и подшипниковой отраслей. Инструмент и технология регламентировались государственными стандартами, а конструкции шейверов разрабатывались специализированными инструментальными производствами.

¶Классификация

Шейверы классифицируют по нескольким признакам.

По назначению:

• для обработки отверстий (отверстные шейверы);
• для обработки наружных цилиндрических поверхностей;
• для обработки плоских поверхностей;
• для обработки зубьев зубчатых колёс (зуборезные шейверы).

По конструкции режущей части:

• цельные;
• сборные (со вставными ножами);
• регулируемые (с изменяемым диаметром).

По форме зубьев:

• прямозубые;
• косозубые;
• с винтовым расположением зубьев.

По виду движения:

• возвратно-поступательные;
• вращательные (дисковые и червячные шейверы).

¶Устройство и характеристики

Типовой отверстийный шейвер состоит из хвостовика или оправки для крепления в станке, корпуса и режущей части с рядами зубьев. Зубья имеют передний и задний углы, обеспечивающие эффективное резание и отвод стружки. Число зубьев в ряду и число рядов определяются диаметром обработки и требуемой точностью.

Основные характеристики:

• номинальный и предельные диаметры обработки;
• число зубьев и рядов;
• величина снимаемого припуска на сторону;
• материал режущей части;
• допускаемая скорость резания;
• достигаемая шероховатость и точность.

Для зуборезных шейверов дополнительно указывают модуль обрабатываемых колёс, число зубьев, угол наклона и степень точности.

¶Применение

Шейвинг применяется в тех случаях, когда требуется высокая точность и малая шероховатость при значительной программе выпуска. Типовые области:

• автомобилестроение — обработка отверстий в блоках цилиндров, корпусах коробок передач, шатунах;
• подшипниковая промышленность — доводка колец и сопрягаемых поверхностей;
• станкостроение — обработка базовых и точных деталей;
• производство зубчатых колёс — финишная обработка зубьев после зубофрезерования;
• приборостроение — обработка прецизионных отверстий малых диаметров.

Шейвинг часто занимает промежуточное положение между лезвийной обработкой (развёртывание, точение) и отделочными методами (хонингование, притирка, суперфиниш). В ряде технологических маршрутов он заменяет протягивание при обработке отверстий сложной формы.

¶Преимущества и ограничения

К преимуществам относят:

• высокую точность и низкую шероховатость;
• возможность обработки прерывистых и некруглых поверхностей;
• относительно невысокие требования к жёсткости системы «станок — приспособление — инструмент — деталь» по сравнению с протягиванием;
• универсальность при обработке отверстий разных диаметров одним комплектом инструментов.

Ограничения:

• сравнительно малая производительность по сравнению с протягиванием;
• необходимость точной предварительной подготовки поверхности;
• ограниченный снимаемый припуск;
• износ режущих зубьев требует периодической переточки или замены инструмента.

¶Шейвинг зубчатых колёс

Отдельное направление — зубошевингование, при котором дисковый или червячный шейвер обрабатывает боковые поверхности зубьев колеса. Инструмент и заготовка вращаются в зацеплении, а возвратно-поступательное движение вдоль оси колеса обеспечивает срезание тонких стружек. Метод позволяет исправлять погрешности профиля и шага зубьев, полученные на предшествующих операциях, и широко применяется в производстве цилиндрических зубчатых передач.

¶Смежные понятия

Термин «шейвер» иногда используется и в других значениях — например, в деревообработке и в бытовой технике для обозначения инструментов для строгания или измельчения льда. В профессиональной машиностроительной литературе под шейвером понимается прежде всего металлорежущий инструмент описанного типа. Разграничение значений определяется контекстом.

Источники: справочники по металлорежущему инструменту, учебные пособия по технологии машиностроения, государственные стандарты на режущий инструмент, отраслевые технические издания.