Gyémántvasalás kísérleti vizsgálata

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT Gyémántvasalás ísérlet vzsgálata Tóth Máté László IV. éves gépészmérnö BSc hallgató Konzulens: Dr. Varga Gyula egyetem docens Msolc Egyetem Gépgyártástechnológa Tanszé Msolc, 0. november 3-0.

2 Tartalomjegyzé. Bevezetés 3 oldal. Irodalm áttentés 4 oldal. Tartósság növelő eljáráso 4 oldal. Külső hengeres felület vasalása 6 oldal. Hengeresség hba vzsgálat 9 oldal. Kísérlettervezés 7 oldal 3. Hengeresség értée értéelése megmunálás előtt 3 oldal 4. Gyémántvasalás ísérletterve 4 oldal 5. Hengeresség értée értéelése megmunálás után 6 oldal 6. Az értée összehasonlítása és értéelése 7 oldal 7. Összefoglalás 8 oldal 8. Felhasznált rodalom 33 oldal - -

3 . Bevezetés A műödő gépe és gépalatrésze legjobban a felületüön és a felület rétegeben vanna téve génybevételne, mely a opás és a fárasztás feszültséggyűjtő hatáson eresztül fáradás formájában szenved el. Eze védésére fejlesztetté a vasalás eljárását, am hőezelő eljárás nélül befolyásolja az anyag szerezetét a felület rétegben. Így hatással van a felület érdességre, melyet esetenént jobban javít, mnt a forgácsoló eljáráso és a felület eménység. Megjegyezzü, hogy edzett acélo s vasalható. A felületvasalásaor a munadarab felületéne a szlárdságát növeljü és az érdességét csöentjü. Az eljárás özben egy szférus fejű, az alapanyag eménységétől jóval eményebb anyagú szerszámmal végg övetjü az alapanyag palástfelületét, melyen csúszás súrlódás hatására megy végbe a felületváltozás. A műveletet általában esztergán vagy egyszerű célgépen végezhetjü. Pontosság: IT 6-0 függ az előgyártmány pontosságától. A dolgozat célja, hogy megvzsgálja egy adott anyagmnőségű munadarab felület érdességéne, hengeresség hbájána változását a gyémántvasalás hatására, a ülönböző technológa paramétere függvényében. A felület érdesség paramétere és a technológa paramétere özött emprus függvényapcsolat meghatározására a teljes fatoráls ísérlettervezés módszerét használju. Hasonlóan függvényapcsolatot vzsgálun a hengeresség hba és a technológa paramétere özött s. A dolgozat tartalmazza a gyémántvasalás elvét, a fatoráls ísérlettervezés lényegét és a mérés eredményeet, továbbá a orábban említett függvényapcsolatoat. Bemutatásra erül a gyémántvasalást megvalósító szerszám főbb jellemző. Részletesen smertetésre erülne a méréseet megvalósító berendezés, a hengeresség hba mérését lehetővé tevő TalyRond 365 típusú ala- és helyzetvzsgáló berendezés. A dolgozat végén a számított függvénye dagramoon ábrázolva válna szemléletessé. A TDK dolgozatomat a TÁMOP-4...B-0//KONV jelű projet Befejező precízós megmunáláso utatása elnevezésű részprojet támogatta

4 . Irodalm áttentés. Tartósságnövelő megmunáláso [] Gépe műödéseor a legtöbb génybevétel elsősorban a gépeleme felületén vagy bzonyos vastagságú felület rétegét érnt. A megmunált felület mrogeometrája hat: a gépelem opására, fárasztásor a feszültséggyűjtő hatáson eresztül a fáradásra. A felület réteget elsősorban fárasztásor ér árosodás. Tartósságnövelő mechana megmunálásoal: az érdesség hatéonyabban csöenthető mnt forgácsolással, a felület réteg tulajdonsága hőezelés nélül s nagymértében javíthatóa. Élettartam és üzembztonság növelése elérhető: a onstrucó töéletesítésével, megfelelő anyagválasztással, felületmnőség javítással. A. Kérgesítő eljáráso hőezeléssel. Kérgesítő eljáráso hőezeléssel és termodnama ezeléssel. Eze az eljáráso a felület réteg tulajdonságat: hőhatással szénnel, ntrogénnel, rómmal, stb. elemmel való dúsítással és dúsított réteg edzésével változtatjá meg. B. Feltöltő hegesztés, fémszórás: Célja: Az alatrésze élettartamána és üzembztonságána növelése, a hasznos felületre felvtt jó üzemeltetés tulajdonságoat bztosító anyaggal. C. Alatrésze műödő felületene bevonása: fémes, rómos és emény nelezés, nemfémes bevonato, műanyag bevonat. A tartósság növelés céljából alalmazott mechana megmunálásoat felületszlárdító megmunálásona nevezzü. A megmunálandó felületet erő hatáso jellege szernt a felületszlárdító megmunálás lehet: felületvasalás felülethengerlés ütőtestes felületszlárdítás - 4 -

5 Számos elmélet és ísérlet eredménnyel bzonyítható, hogy ha az eleme műödő felületét hdeg-épléeny alaítással szlárdítju, élettartamu megnő, azaz a optató és orrózós hatásna jobban ellenállna. A felületszlárdítás eredményeént a nagyobb élettartam az alább oora vezethető vssza: nő a felület eménység, csöen a felület érdessége, nő a hordfelület-hányad

6 . Külső hengeres felület vasalása [] A vasalás elmélete Felületvasalásor a munadarab felület érdességét csöentjü, felület szlárdságát növeljü. A felület réteg szlárdítását a megmunálandó anyagnál jóval eményebb anyagú szférus felületű (pl gömb alaú) szerszám és a szlárdítandó felület csúszás súrlódásor végbemenő ölcsönhatása eredményez. A ülső hengeres felülete gyémántszerszámmal történő vasalását épléenyen alaítható anyagonál alalmazzá. Külső hengeres felülete vasalását esztergán vagy egyszerű célgépen s végezhet.. ábra, Gyémántvasalás elv elrendezése Rugóerő állító, Mérőóra, 3 Megmunáló fej, 4 Munadarab, [3] Lényeg: a vasalószerszám alaító eleme gyémánt-gömbszelet, mely méretezett rugó segítségével, megfelelő nyomóerővel alaítja a vasalandó felületet. A vasaláshoz esztergaszerű gépeet alalmazun. A mozgásvszonyo: hasonlóa az esztergáláshoz. A főmozgást a munadarab, az egyenes vonalú egyenletes előtoló mozgást a szerszám végz

7 . táblázat, Különböző anyago vasalás paramétere, [] Poontosság IT: 6-0 függ az előgyártmány pontosságától. Termeléenység t g (gép fődő) hasonlóan számítható, mnt esztergálásor. Felületmnőségre hatással vanna a övetező: A technológa adato hatása a felület érdességére, a ülső hengeres felület esetén R a =0,04-0,6 m A technológa adato hatása a felület mroeménységére: feleményedés jön létre, A megmunálás eredményeént nyomó maradó feszültség eletez a felület rétegben. Jellemző: Az alaító elem (szerszám) és az alaító felület özött csúszó súrlódás van. Az alaítás zónában rendszernt azonos szerszámfelület deformálja az anyagot. Kemény- (63-65 HRC) és lágy anyago megmunálására alalmazható. A szerszámo ülönböző onstrucós alaításúa lehetne: Esztergaés-szerű, üregelő tüse alaú, golyó, tárcsa alaú, stb. A megmunálás történhet: merev szerszámonstrucóval, rugalmas szerszámonstrucóval

8 A arát nagyságú gyémántot alacsony olvadáspontú fémmel rögzít a tartóban, amelyet szférusra vagy hengeresre munálna. A vasalt felület átlagos érdességét a vzsgált értéhatáro özött a vasalás előtolás, lletve a sebesség növelése növel, a vasalóerő növeedése pedg egy darabg csöent, majd növel.. ábra, A technológa adato hatása a felület érdességére, [] 3. ábra, A technológa adato hatása a felület mroeménységre, [] A vasalt felület mro eménysége a vasalás előtolás növelésével csöen, a vasalóerő és a vasalás sebesség növelésével nő. 4. ábra, A felület rétegben maradó feszültsége ülönféle megmunáláso esetén, [] - 8 -

9 .3 Hengeresség hba vzsgálat A hengeresség hba méréseet a Talyrond 365 típusú öralahba vzsgáló berendezésen végeztü (5. ábra). 5. ábra, A Talyrond 365 öralahba vzsgáló berendezés mérés özben A hengeresség hbá mérése előtt célszerű a méréssel apcsolatos néhány defnícó bemutatása. Eze smeretében a mérés jegyzőönyvöön lévő mért paramétere s megvlágításra erülne. Referenca örö [] A örörösség meghatározáso a referenca örtől való eltérésen alapulna: ezért az első lépés a Szám hozzárendelésnél, hogy meghatározzu a referencát. Történelmleg a örörösség értéet úgy számoltá, hogy egy mntát helyezte a proflra és szemmel özpontosítottá a proflt. A legmagasabb csúcsot és a legmélyebb völgyet azonosítottá és a öztü lévő ülönbséget aluláltá. A folyamat a ezelőtől függött és a pontosság a ezelő személyes véleményén és hozzáértésén múlott. A modern számítás metóduso eltávolítottá a ezelő értelmezését a matematalag meghatározott referenca örö alalmazásával. Négy meghatározott referenca ör létez a nemzetöz standardban, eze: Legsebb merőleges ör (LSCI): Ezt a ört fgyelembe ell venn, mnt az összes csúcs és völgy átlagát. A ör a matemata defnícója, hogy a sugár rányú távolságo négyzetene összege a referenca örtől mérve a proflhoz mnmum értéet ad. A özéppontot úgy említ, mnt Legsebb merőleges ör. Legsebb zónás örö (MZCI): Van ét oncentrus ör, amelye behatároljá a proflt, és amelyene mnmum sugaras szeparácója van. Ez a referenca ör fogja adn a legalacsonyabb örörösség értéet bármely referenca ör özül

10 Gyaran egy harmad ör s meghatározott, am a Közepes Mnmum Zóna referenca ör. Ez egyszerűen a ét mnmum referenca ör özépértée. Ez egyhasznos onstrucó, eltérése mérésére épes profltól hasonlóan az LSCI mérés referenca örehez. Legnagyobb Beírható ör (MICI): Ez a legnagyobb ör, am teljes mértében beírható a proflban anélül, hogy metszené azt. A maxmum beírható ör nem szüségesen egyed megoldás. Az alatrészen töéletes bütyöel a ör özepe épes jelentősen elmozduln és még teljesíten ugyanazt a mnmum örörösség értéet mnden pozícóba. Ez a valóságban rtán történ meg. Ezt a paramétert használja, ha meg aarja mutatn hogyan, lleszed az alatrész a tengelyen és ez tpusan belső átmérő méréseor használt. Legsebb Köré írt ör (MCCI): Ez a legsebb ör, amely teljes mértében örülzárja a proflt anélül, hogy metszené azt. Ez a referenca gyaran használt, hogy megmutassa, mlyen jól lleszed a munadarab a belső átmérőbe és tpusan tengelye mérésénél használt. A beírható és öré írható öröet néha úgy fejez, hogy furatdomszer és llesztő gyűrű örö, lletve ezen domszere használatát szmuláljá a belső átmérő vagy tengely ellenőrzéseor. A fejezése a, mégs, számíthatóa, mert az domszerrel történő ellenőrzés lényegében 3 dmenzós ellenőrzés, míg a profl csa dmenzós eresztmetszet. Paramétere [] A örörösség paramétere az ISO 8--ban (003) lette meghatározva. Ez a standard meghatározásoat ad a örörösség értéeléséről. Azonban a örörösség és a hozzá apcsolt paramétere rajzon történő meghatározása az ISO 0-el van összhangban. Az ISO 0 módosításána dejében megelőlegezté, hogy az majd összhangban lesz néhány paraméterrel, specfácójual és meghatározásaal. A övetező megjegyzéseben a meghatározáso vsszatüröz a jelenleg par gyaorlatot néhány, az ISO 0-ben meghatározott paramétere használatáról, de ISO 8-ne nevezve a szabályoat. Jegyezze meg, hogy néhány ISO 8-ben meghatározott paramétert nem tárgyalun, mert nncsene általános használatban (mnt ahogy nncsene meghatározva az ISO 0 rajzolás standardban). RONt Teljes örörösség (Roundnesstotal) a legáltalánosabban használt paraméter. Előzőleg a RONt-t gyaran csúcsról-völgybe fejezéssel lletté, meghatározása, hogy ét ör elválasztása a oncentrus referenca ör özéppontjával, am csa elhatárolja az adatoat (ISO 0 az atuáls defnícó az ISO 8-ben némleg eltérő a megfogalmazása, de ugyanazt jelent). A paraméter meghatározása mnd a négy referenca örre. RONp és RONv Ez a ét paraméter meghatározott az ISO 8-ban zárólag a LS számára. A csúcs örörösség eltérését (maxmum anyag eltérés az llesztett referencától) és a völgy örörösség eltérését (maxmum eltérés a referenca örtől a munadarab anyagába) mutatjá. Amor ezeet a paramétereet vonatoztatju a örörösség ábrához, ezért szüséges tudn, vajon a mérés furaté vagy tengelyé, mvel ez megváltoztatja a levegő/anyag apcsolatát

11 Egyéb ISO paramétere (Ütésmérés, Koncentrusság) Számos egyéb paraméter van, szüséges megérten, hogy az Ütésmérés [] Az ütésmérést mndg a dátum fgyelembe vételével határoztá meg, és a ülönbség a legözelebb és legtávolabb pont özött a proflon a dátumtól (jegyezze meg, hogy nem ell llesztene referenca ört). Az ütésmérés fgyelembe vesz a mérőóra alatrésszel szemben tartott eltérését, amíg a özéppontban forgatva van. Az ISO 0-ben az ütésmérés meghatározása, hogy ét ör, am oncentrus a dátummal, sugaras elválasztása, am csa elhatárolja az adatoat. Jegyezze meg, hogy az ütésmérés és a RONt meghatározása özel azonos. A ülönbség a ét paraméter özött, hogy a RONt a referenca ör özéppontjától mért, míg az ütésmérés a dátum ponttól mért. Koncentrusság [] A oncentrusság a referenca ör özéppontja és a dátum özött elmozdulás mér. Meghatározott (ISO 0-ben), hogy a ör átmérője oncentrus a dátummal,am csa lehatárolja a referenca ör özéppontját. Nem ISO paramétere (Ecc, DFTC, Slope) amely szorosan ötőd a örörösséghez, amet szntén eszöz elemzés épességet legjobban használn tudja. Ecc (Excentrusság) Az excentrusság a referenca dátum llesztett referenca ör özéppontjától vszonyított távolság (Ecc) és rány (EccPos). Könnyen látható, hogy az excentrusság magntúdója fele a oncentrusságéna (Conc=*Ecc). Míg az excentrusság nem ISO paraméter, gyaran hasznos lehet gyaorlat mérés sztuácóban, főleg, ha mérést állít be. DFTC (Eltérés a Valós Körörösségtől) Eltérés a valós örörösségtől egy paraméter, amely elsődlegesen a csapágyalalmazásohoz lett fejlesztve. Ez egy sugaras eltérés mérés a felhasználó által meghatározott szög ablaban. Az abla teljes 360 foban szennelt és a sugaras eltérés a referenca özponttól alulált mnden egyes abla pozícóhoz. A maxmum sugaras eltérés DFTC-ént özl azzal a szöveggel együtt, ahol ez előfordul (DFTC Pos). Slope (Dőlés) Mnt a DFTC, a Slope s egy paraméter, amelyet eredetleg a csapágypar számára fejlesztette. Ez egy mérés arra, hogy a mért profl mlyen gyorsan változ. Slope-t úgy alulálja, hogy megeres a gardáns abszolút értéét dr/d (ahol az r sugaras eltérést a referenca ör özéppontjától és a a szöget jelent) mnden ponton a proflon. A felhasználó által meghatározott szög abla után szennelt a gradáns adatoon eresztül. Az abla mnden helyzetében, a gradáns érté az ablaon belül átlagolt. Ezen átlago maxmumát megjegyz - -

12 azzal a szöggel együtt, ahol ez előfordul. Ez az érté Slope Max néven adja és a pozícót a SlopePos néven. SlopeAve mnden egyes dőlés érté átlaga. Hengeresség [] Mostanra az olvasóna smerne ell a örörösség oncepcóját, mérés a forgó dátum a metódussal, eredmény jelzésével, a örörösség ulcsparaméterevel és a harmonus összetétel alapján. Bár a örörösség értéelése egy erős elemző eszözt szolgáltat magas mnőségű forgásszmmetrus alatrészehez, bllentyű határtól függ: ez csa egy dmenzós elemzése a 3 dmenzós alatrészne. Ha egy vázlat jó jele az alatrész mnőségéne, a fontos jellemző, am hatna a folyamatra hányozhatna, mor csa egy mérést végez el. Jobb elemzés elérhető nagyobb számú örörösség méréssel, az összetevő tengelyéne mentén lévő ntervallumban, majd utána ombnáln egy hengerbe. Mérés metódus A hengerességet úgy értéel, hogy ombnál egy bzonyos számú örörösség mérést, amet az összetevő ülönböző magasságaban mért. A legegyszerűbb eszözöben ez a szolgáltatás manuáls. A soal fejlettebb eszözönél a tapntó mozgatása motorzálható, hogy lehetőséget nyújtson soal pontosabb pozíconálásra és mozgatásra a számítógép vezérlésével. Mndét metódusnál ötelező, hogy a tapntó ne veszítse el a apcsolatot a számítógéppel. A ulcs elvárás a hengeresség méréseben, hogy a tapntó mozgásána ötelező pontosan függőlegesen és párhuzamosan lenne a forgó dátum tengely forgásához. Ezért szüséges, hogy legyen függőleges dátum egy tengellyel, am egyenes és párhuzamos a forgó dátummal. Jellemző (de nem alapvetően) lyen a függőleges dátum elem s szolgáltat egyenesség mérés épességet és gyaran nevez VertcalStraghtness Unt (VSU) Függőleges Egyenesség Egység. Ha az adatoat megszerezte, az adato varácóját lehet számoln egy valós hengerből egy analóg úton a örörösség mérésben. Referenca hengere A számolandó mennység a hengeresség (CYLt), amely egy valós hengertől való eltérést mér. Mnt az egyetlen örörösség vázlattal, a hengeresség s gényl a referenca formá lleszedését, ebben az esetben a öröben található hengere. A hengeresség ezután meghatározott, mnt a sugaras elválasztása ét özös tengelyű hengerne a referenca hengerhez épest, am csa elhelyez az adatot. Négy referenca henger van. Eze: Legsebb Merőleges Henger(LSCY) Ez a henger úgy tenthető, mnt az összes csúcs és völgy átlagána ábrázolása. A matemata defnícó, hogy a sugaras távolságo négyzeténe összege, a referenca hengertől mérve a proflhoz, mnmum értéel bír. - -

13 A Legsebb Merőleges Henger a legstablabb referenca henger és ez a leggyarabban használt s. Fontos, hogy ez a tengely, am az összetevő szntezésénél és özéppontosításánál használt forgó dátumon. A több referenca henger vzsgálatával mutatható, hogy a tengelye extrém adato által ngadozhat. 7. ábra, Legsebb merőleges henger, [] Három más referenca hengert lehet használn, mnt lent vázolt. Megjegyezendő, hogy eze mndegye ngadozhat az adatoban lévő extrém ponto matt, úgy mnt a tüse, am mutatja az alatrész szennyezettségét vagy arcolódását. Ezen oból örültentően ell használn. Legsebb Zónás Henger (MZCY) Ez ét henger, özös tengellyel /azaz oaxáls/, amely a legsebb sugaras elválasztás elvárása van, a profl mnden pontjána benne ell lenne. 8. ábra, Legsebb zónás henger, [] Ez a referenca henger a referenca hengere hengerességéne legalacsonyabb érté fogja adn és ez gyaran az előnyben részesített elemzés módszer so cégnél és nemzetöz standardnál

14 Legnagyobb Beírható Henger (MICY) Ez a legnagyobb henger, amt teljes mértében be lehet rajzoln a proflba. 9. ábra Legnagyobb beírható henger, [] Legsebb Köré Írható Henger (MCCY) Ez a legsebb henger, am teljes mértében magába foglalja az összes mért pontot. 0. ábra Legsebb öré írható henger, [] Hengeresség paramétere A hengeresség paramétere az ISO 80- szabványban meghatározotta. Ez a standard szolgáltatja a hengeresség értéelését. Azonban a hengerességet és a hozzá apcsolódó paramétereet a rajzoon az ISO 0 használatához határoztá meg. Az ISO 0 felülvzsgálatána dejében megfontoltá, hogy néhány paramétere, specfácóju és meghatározásu összhangban legyene. A övetező megjegyzéseben a meghatározáso türöz az ISO 0-ben meghatározott paramétere használatát a jelenleg par gyaorlatban, de az ISO 8 megállapodáso megnevezésével. Tartsa észben, hogy néhány paraméter az ISO 8 szernt lett defnálva, nem leszne tárgyalva, mvel nncsene általános használatban /nncsene meghatározva az ISO 0-es rajzolás standardba/

15 CYLt A hengeresség (CYLt) a legnább használt paraméter. CYLt ezelőtt gyaran azonosítottá, mnt a csúcsról a völgybe, és úgy határoztá meg, mnt ét özös tengelyű henger a referenca henger tengelyével elválasztva, am csa elhelyez az adatoat (ISO 0 az atuáls defnícó az ISO 080-ban megfogalmazásban ülönböz, de ugyanazt jelent). Ez a paraméter meghatározott mnd a négy referenca hengerre. 0. ábra CYLt hengeresség tűrés llusztrácója, [] CYLp és CYLv Ezeet a paramétereet az ISO 80 határozta meg, zárólag az LS referenca hengerre. Eze ábrázoljá a csúcs legmagasabb anyag eltérését az llesztett referencától (CYLp) és a völgy legnagyobb eltérését a referenca hengertől a munadarab anyagában (CYLv). Amor ezeet a paramétereet egy hengeresség ábrához vszonyítju, aor szüséges smern vajon furatot vay tengelyt mér-e, mvel ez megváltoztatja a levegő/anyag apcsolatát. Egyéb ISO paramétere (Kúp, Ütésmérés, Közös tengelyűség) Számos paraméter van, amely szorosan vszonyul a hengerességhez, amet smern ell, azért, hogy az eszöz elemző épességet mnél jobban használhassa. CYLtt Kúpos henger (CYLtt) türöz a úposságot az összetevőben. Az általános par használatban ez a paraméter a övetezőéppen alulált. Mnden szöghöz 0 és 80 özött egy egyenes vonalat hoz létre az adat pontjan eresztül, egyezve a hengerben lévő mnden egyes örörösség síal. Egy más egyenest hoz létre ezen ponto homloegyenest ellentétes párjan eresztül. A hely úpos hengert ezen egyenese özött mért, a henger tetejénél és aljánál, átmérő abszolút eltéréseből számolja. CYLtt úgy alulálja, mnt az összes hely úp értééne maxmuma. Megjegyzés: a adott ISO standardban, a CYLtt meghatározott, mnt a fent ábra fele és csa az LSCY referencára érvényes. Ezért fontos tudn, hogy a paraméter mely verzójára hvatoz a rajzon és mely verzót számolja a mérés eszöz szoftverével

16 Megjegyzendő, hogy a CYLtt egysége hosszmértée, nem pedg szögmértée; ezért a paraméter érzéeny a teljes hosszra, amben a mérés történt. Ismert az eszöz szoftverében a CYLtt mutatása, mnt jelzett érté, jelz, hogy az összetevő a teteje felé úpos-e vagy sem. Malatt a CYLtt paraméter és a hengeresség jelzője mutat valamt az összetevő úposságával apcsolatban, az adat sűrűsége tengelyes rányban nagyon határolt. Ha tengelyes rányban a henger formájána nagyon mélyreható elemzése ívánt, aor elvégezhető az egyenesség és a párhuzamosság értéelésével, mnt ésőbb leírju. Atuáls profl: Egy alatrész eresztmetszeténe perférája. Egyenetlenség: Csúcso és mélyedése a profl perféráján. Excentrusság: Az a mérté, amellyel a ét ala özpontja eltér egy mástól egy egyén síorn, vagy ülönválasztott síoon a tengelyhez vszonyítva. Hengeresség: (Helyesebben, eltérés a hengerességtől.) Az a mérté, amellyel az alatrész eltér a töéletes hengertől. Körörösség: (Helyesebben, eltérés a örörösségtől.) Az a mérté, amellyel az alatrész eltér a töéletes örtől. Legsebb öré írható ör: A lehető legsebb ör, amt teljesen a profl öré lehet rajzoln. Legnagyobb beírható ör: A lehető legnagyobb ör, amt teljesen bele lehet rajzoln a proflba. Mérőfej: Eletromos jelátalaító megvalósítása, am átalaítja a tapntó mozgását eletromos jeleé. Mért profl: A profl ábrázolása örörösség mérő eszöz által. Paraméter: Mérn ívánt érté típusa. Tapntó: Az a része az eszözne, amely érntez a mérn ívánt felülettel; általában a tapntó véget a tapntó szárra rögzít, majd a mérőfejre épít. Ütés: A megfgyelt jellemző helyzet varácó, tentettel egy fx pontra egy teljes fordulat alatt a dátum tengelye örül tengelyes mozgás nélül

17 3. Kísérlettervezés, [4] A aratersztus együttható módszere Egy ísérlet leírására az ábrán látható vázlat felhasználható.. ábra, A utatás objetum vázlata, [4] y~ - a feete doboz menete (függő változó) x~ - a feete doboz bemenete, a befolyásoló tényező vagy jellemző vagy fatoro (vagy független változó) z j - a feete doboz zavaró tényező Megjegyzés: a feete dobozna több menete s lehet, de m csa egyet tüntettün fel. A ísérlet célja az ~ y függő változó és az x~ független változó özött függvényapcsolat meghatározása. Az y~ = ϕ(x ~, x~, x~,..., x~,...x ~ ) függvényt válaszfüggvényne nevez. 3 f A ísérleteben mndegy független változó (fator) több értéet vehet fel. Ezeet az értéeet szntene nevezzü. A lehetséges egymástól független ísérlet beállításo száma: n=p f, ahol: p f - sznte száma - fatoro száma Elterjedt az a gyaorlat, hogy az egy fator értéét szntenént változtatva, a többt állandó értéen tartva mér a függő változót. Így az összes elvégzendő ísérlete száma gen nagy lehet

18 A fatoráls ísérlettervezés emprus függvénye meghatározása Jelölje a fatoroat természetes mértében: x~, x~, x~ ~ 3,..., x~,... x f a függő változót pedg az y~ = ϕ(x ~ ) () függvényt. a) Az () smeretlen, több változós függvényt polnommal approxmálju. A válaszfüggvényt helyettesítő és azt elégítően özelítő polnomot természetes mértében a övetező formában eressü: f β + βj j + y~ = β 0 + x~ x~ x~ βx~ +... = < j = ahol: f - fatoro száma x x j pl. x x vagy (x x és x x 3 és x x 3 ), ezért nem lehet paraméteresen megadn a másod összefüggés felső orlátját. A özelítésre legegyszerűbb a polnomot felhasználn, mert mnél alacsonyabb foú a polnom, annál evesebb az smeretlen, így a meghatározandó együttható száma és így a szüséges ísérlet beállításo száma s. Megjegyzés: Ha a válaszfüggvényt hatványfüggvény formájában eressü, aor anna logartmálása után jutun el a () polnomhoz. Legyen pl. f=3, aor a eresett hatványfüggvény: * f () Y ~ ε CX ~ α X ~ γ X ~ δ 3 = (3) tehát y~ = β 0 + βx~ + β x~ + β 3x~ 3 = β 0 + β ~ x b)a továbbaban mnden fatorna jelöljü azt a tartományát, amelyen belül változtatása reáls x~ a x~ ~ x f. Enne az ntervallumna a özepe lesz az alapsznt (nullasznt): x~ = (x ~ n x~ f ) =

19 c) Az alapsznte megválasztása után megválasztju a X ~ varácós ntervallumot. Egy fator varácós ntervallumána azt a számot nevezzü, amelyet az alapsznthez hozzáadva a fator felső szntjét, az alapszntből levonva az alsó szntjét apju meg. x~ = (x ~ f x~ a ). A ísérlet feltétele felírását és a ísérlet adato feldolgozását + egyszerűsíthetjü úgy, hogy a felső szntne a +, az alsó szntne a, és az alapszntne a -t feleltetjü meg. Folytonos értéészletű fatoro esetén ez megtehető az transzformácó alalmazásával. x~ x~ 0 x = x ~ (4) A felül jelzés nélül x értée a fatoro transzformáét értée. A (3) függvény transzformácóját a övetező épen végezzü: ( - lnx ~ ) lnx ~ = + lnx ~ x lnx ~ f (4 ) f a d) Ezeel a transzformált értéeel a () özelítő polnom a övetező alaú lesz: ahol f bx + bjx x j + y = b0 + bx +... = < j = b 0, b, b együttható a () polnom értémérő b ß, b j ß j, b ß, b 0 β 0 + β +... y pedg az ~ y függő változó értémérője. e) Az (5) polnom b együtthatóna meghatározása az x fatoro ülönböző értéene beállítása mellett elvégzett ísérlete eredményene felhasználásával történ. f (5) A ísérleteet előre eléészített ísérlet terv alapján célszerű elvégezn. A ísérlet terv az x fator ombnácó táblázatban rögzített formája X=[x ], - 9 -

20 ahol: n - a beállított ísérlete (6) össz száma =,,, n; =,,, f x =(+V-), de x o =+ f) A ísérlet terv alapján elvégezzü a ísérleteet véletlenszerűen választott, randomzált sorrendben. Ha mnden ísérlet beállítást m-szer smételün meg, aor a fator ombnácóhoz tartozó mérés eredmény: A mérés eredménye átlagértée pedg Y=[y l ] mm, l=,,, m (7) [ y ] n m Y =, ahol y = y l (8) m g) A mérés eredménye átlagértéene smeretében a polnom együtthatóna meghatározása az n számú normál egyenlet megoldásával történ: B X=Y/X T l= B X T X=X T Y T ( ) ( ) adj X X B=(X T X) - X T Y= T X X X T Y ahol: X T az X mátrx transzponáltja A művelete elvégzése után megapju a polnom együtthatót B = [ b ] n = n = n x = x y n (9) Mvel x =(+V-) ezért x = és x = n. n = - 0 -

21 Így az (5) polnom együttható a övetező leszne: b 0 n y = =, n b n x y = = n, b j = n = x n x j y h) Statszta hpotézs vzsgálatoal gazoln ell, hogy a ísérlete megsmételhetősége az együttható értéene egyértelműsége a választott polnom adevát volta a megívánt (általában 95%-os) megbízhatóság sznten teljesül-e Ezehez a vzsgálatohoz először a válaszfüggvény függő változójána szórás négyzetét számítju : n s = s (y) =, ahol s n = m l= ( y y) l m s (y) smeretében a ísérlete megsmételhetőségét a Cochran rtérummal ellenőrzzü. ( s ) max G = () n s = (0,05; Ha a G<G n/m-) tábl teljesül, aor a ísérlet beállításo megsmétléséne száma elegendő. Az együttható egyértelműségét a Student rtérummal ellenőrzzü. b t = () s (y) n (0,05; Ha t >t njm-) tábl teljesül, aor az együttható egyértelmű, ha nem teljesül, az együttható értéét nullával tesszü egyenlővé (b =0), mert a szórás nagyságrendjébe es. A modell adevát voltát a Fscher rtérummal ellenőrzzü. n s ad =, ahol s ad = (y y ) (3) s (y) n f F = - -

22 ahol: y a ísérlet beállítás fator ombnácójához tartozó (5) polnon számított értée. (0,05; n-f-; Ha az F<F n) tábl teljesül, aor a meghatározott polnom adevát ellenőrző esetben nem. Ha a polnom nem bzonyul adevátna, aor a fatoro varácós ntervallumána csöentésével vagy magasabb foú polnom választásával tehetjü azzá. Természetesen ez új ísérlet tervet és ísérletsorozatot gényel. )A (4) összefüggést az (5) polnomba helyettesítve vsszatranszformálju a fatoro természetes x értéet és a megfelelő művelete elvégzése után a polnom eresett () alajához jutun. A mérés eredménye értéelése és ellenőrzése az előbbeben említett módon éz számológéppel lletve IBM PC XT vagy AT gépeen elvégezhető. - -

23 4. Hengeresség hba értée vasalás előtt A. es fejezetben smertetett paramétere és elve alapján mértü az alább értéeet. Az alap megmunálásun öszörülés volt. MDB Szelvény CYLt [µm] MDB Szelvény CYLt [µm] MDB Szelvény CYLt [µm] 9,74 4 7,98 3 0,7 3,9 4 3, ,97 4, , 3 4, 5 4, ,68 3 5,78 5 7,36 8,3 6 8, , , , , ,4 6 4, , , ,37. táblázat, Megmunálás előtt hengeresség értée 4_ 4_3 4_4. ábra, Négyes munadarab szelvénye, vasalás előtt _5

24 5. A gyémántvasalás ísérletterve Kísérlet örülménye Mérés helye: ME Gépgyártástechnológa Tanszé Műhely, Tanszé mérőlaboratórum Mérés deje: 0. otóber 3. Mérés hőmérsélet: 0 c +,- c Szerszámgép: Készülé: Szerszám: Kenőanyago: Munadarab anyaga: Rugóerő felvétele: Optmum, Típus D40x500 D00, hárompofás sprálmenetes önözpontosító esztergatomány; forgócsúcs Hengeres gyémánt vasalószerszám Szánenő olaj, STC olaj és Omala 0 olaj. C45 3. ábra alapján ,945,8 46 l [mm] ,6 43,6 4,4 4,3 40,39,4 38, 37 l [mm] 34 35,8 34,8 33, F [N] 3. ábra, Rugóerő dagram

25 Egyéb beállítás paramétereet az alább táblázat mutatja: - Olaj: Szánenő olaj STC Oma 0 - Előtolás: (n) 0,05 mm/ford 0,0 mm/ford - Megmunálás sebesség: (v c ) 80, m/mn 77,9 m/mn - Erő: (F) 45 N 8 N A gyémántvasalás megvalósításán látható a 4 ábrán. 4 ábra, Gyémánt vasalás megvalósítása

26 6. Hengeresség hba értée a vasalás után A megmunálás után megsmételt mérése az alább eredményeet hoztá ugyan azon paraméterre a CYLt re, értelmezése a.3 es fejezetben. MDB Szelvény CYLt [µm] MDB Szelvény CYLt [µm] MDB Szelvény CYLt [µm] 3,65 4 5,47 3 3,97 3 3, , ,8 4 3, , ,95 5 6, 4 5 8,6 3 5,8 5,46 8 0,65 6 9,83 5 3, , ,45 5 4, , , ,38 8 5, ,07 3. táblázat, Megmunálás után hengeresség értée. 4_ 4_3 4_4 4_5 5. ábra, a négyes munadarab vasalás után hengeresség épe

27 7. Az értée összehasonlítása és értéelése A megmunálás előtt és után mért értée összehasonlításához egy ρ vszonyszámot használtun melyne értelmezése az alább: á ő á á Ez egy dmenzótalan vszonyszám lesz mely jellemez a felülete változását a megmunálás hatására. Így a ülönböző olajo és paramétere szernt alaulás az alább módon fgyelhető meg

28 A szánenő olajesetén: Az alább paraméter beállításan és mért értéen volta, melyből a ρ számítása után az övetez, hogy nagyobb erőnél jobb eredményeet tudun elérn és javulást eredményez a CYLt értében. Vasalás előtt Vasalás után Technológa paramétere MDB Szelvény CYLt [µm] CYLt [µm] ρ Olaj v c [m/mn] f [mm/ford] F [N] l [mm] 9,74 3,65 0, ,9 0, ,9 3,9 0, , 0, ,46 3,76 0, ,9 0, ,48 6,,586 Szánenő 80, 0, ,36,46,39358 olaj 77,9 0, ,85,8, , 0, ,7,8, ,9 0, ,7 3,38,744 80, 0, táblázat, Szánenő olajjal végzet megmunáláso értée. Az eredménye ábrázolható methlab segítségével, alább éplete felhasználásával, 6 ábrán látható. 6. ábra, A Szánenő olajjal végzett ísérlet eredménye CYLt so Helyettesítés értée: so 0 = so so so so so so so so = 0 + vc + f + 3 F + vc f + 3 vc F + 3 f F + 3 v so 3 so = = 8 0 so so 5 = = so 3 = so = c f F so 4 3 =

29 Az STC olajesetén: Az alább paraméter beállításan és mért értéen volta, melyből a ρ számítása után az övetez, hogy nagyobb erőnél jobb eredményeet tudun elérn és javulást eredményez a CYLt értében. Vasalás előtt Vasalás után Technológa paramétere MDB Szelvény CYLt [µm] CYLt [µm] ρ Olaj v c [m/mn] f [mm/ford] F [N] l [mm] 4 7,98 5,47, ,9 0, ,84 8,6, , 0, , 7,69, ,9 0, ,68 8,6, STC 80, 0, ,3 0,65,55869 olaj 77,9 0, ,66 4,8 0, , 0, ,4 3,44 0, ,9 0, ,7,03, , 0, táblázat, STC olajjal végzett ísérlete eredménye. Az eredménye ábrázolható methlab segítségével, alább éplete felhasználásával, 7 ábrán látható. 7. ábra, Az STC olajjal végzett ísérlet eredménye. CYLt ahol: stc = 3 stc stc stc stc stc stc stc stc 0 + vc + f + 3 F + vc f + 3 vc F f F + + vc f F () stc 0 stc = stc = 0. 0 stc = stc 3 = stc 4 = 0.8 = 7.57 stc stc =. 353 =

30 Az Omala 0 olajesetén: Az alább paraméter beállításan és mért értéen volta, melyből a ρ számítása után az övetez, hogy nagyobb erőnél jobb eredményeet tudun elérn és javulást eredményez a CYLt értében. Vasalás előtt Vasalás után Technológa paramétere MDB Szelvény CYLt [µm] CYLt [µm] ρ Olaj v c [m/mn] f [mm/ford] F [N] l [mm] 3 0,7 3,97 0, ,9 0, ,97 3,8,303 80, 0, , 9,95, ,9 0, ,78,8 0,56056 Omala 0 80, 0, ,53 9,83 0,43056 olaj 77,9 0, ,6 7,45, , 0, ,97 38,84 0, ,9 0, ,37 75,07 0, , 0, táblázat, Szánenő olajjal végzet megmunáláso értée. Az eredménye ábrázolható methlab segítségével, alább éplete felhasználásával, 8 ábrán látható. 8. ábra, Az Omala 0 olajjal végzett ísérlet eredménye. CYLt oma ahol: oma 0 = oma oma oma oma oma oma oma oma = 0 + vc + f + 3 F + vc f + 3 vc F + 3 f F + 3 v oma 3 oma = oma oma 5 = = oma 3 = 0. 7 oma = = oma 5 3 = c f F

31 7. Összefoglalás: A dolgozat bemutatta három ülönböző olaj alalmazásával megvalósított ülső hengeres felület gyémántvasalás ísérletet, ülönböző technológa paramétere esetén. A hengeresség hba változására meghatároztam egy vszonyszámot, mely a vasalás előtt és után paramétere hányadosából épeztem. A fatoráls ísérlettervezés módszertanána használatával, emprus épleteet határoztam meg a számított hengeresség hba vszonyszám és a technológa paramétere apcsolatára. Eredményemet 3D-s dagramoban szemléltettem. A ísérlet vzsgálatoból megállapítható, hogy a gyémántvasalást segítő ülönböző olajtípuso lletve a technológa paramétere megválasztásánál, célszerű előísérelte végzése. Bzonyos olaj típusonál a sebb erő esetén adódta a jobb vagy sebb hengeresség hbával rendelező értée, más olaj típusonál a nagyobb erő esetén. Általános összefüggés meghatározásához tovább ísérlete szüségese

32 8. Felhasznált rodalom. Dudás Illés Gépgyártástechnológa III, Msolc Egyetem Kadó, 003. Körörösség mérés segédlet, Taylor Hodson Precson 3. Grbovsz László Géppar megmunáláso, Tanönyvadó, Budapest, Frdr László Válogatott fejezete a gépgyártást-technológa ísérlete tervezése témaöréből, Tanönyvadó, Budapest,