MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 MISKOLC EGYETEMVÁROS DIPLOMATERVEZÉS. Feladat címe:

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 MISKOLC EGYETEMVÁROS DIPLOMATERVEZÉS Feladat címe: VEZÉRMŰTENGELYEK GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA Készítette: SUHA DÁNIEL Neptun kód: IK0YYR Konzulensek: DR. SZILÁGYI ATTILA Egyetemi docens Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke SZABADI ANDRÁS Folyamatmérnök Musashi Hungary Ipari Kft.

2 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Gépészmérnök mesterszak CAD-CAM szakirány Szám: SZG- Szerszámgépek Tanszéke 3515 Miskolc - Egyetemváros DIPLOMATERVEZÉS SUHA DÁNIEL Neptun kód: IK0YYR gépészmérnök jelölt részére A TERVEZÉS TÁRGYKÖRE: A FELADAT CÍME: A FELADAT RÉSZLETEZÉSE: Gyártástervezés Vezérműtengelyek gyártástechnológiája 1. Mutassa be a gyártandó vezérműtengely funkcióját, kialakítását, és gyártástechnológiáját. Térjen ki a gyártás során adódó nehézségekre, alapanyagra, annak megmunkálhatóságára. 2. Végezzen irodalom és piackutatást hasonló gyártmányok előállítására. 3. Röviden mutassa be a technológiai folyamat során alkalmazott köszörülési eljárást, ennek szükségességét. Térjen ki az alkalmazott köszörű berendezés rövid ismertetésére, a folyamat során alkalmazott korongtípusra és minőségre, a megmunkált darabok megfogására. Ismertesse részletesen a konkrét problémamegoldás során alkalmazott köszörülési paramétereket, jellemzőket, és mutassa be ezek hatását az elkészült gyártmány pontosságára, felületi érdességére. 4. Tervezze meg a gyártás szerszámozását. Végezze el a szükséges mérnöki számításokat, határozza meg a technológiai paramétereket, különös tekintettel a szerszám várható élettartamára, valamint az opcionális lehetőségekre az élettartam hosszabbítására árkalkulációt is figyelembe véve. 5. Készítse el a műveleti sorrendet, majd ezek alapján generálja a megmunkáláshoz szükséges CNC-programokat. A feladat kidolgozása során alkalmazza a CAD/CAM szakirányon elsajátított korszerű mérnöki eszközrendszereket. TERVEZÉSVEZETŐ: KONZULENS: Dr. Szilágyi Attila egyetemi docens Szabadi András Folyamatmérnök A PROJEKTFELADAT KIADÁSÁNAK IDŐPONTJA: A PROJEKTFELADAT BEADÁSÁNAK HATÁRIDEJE:

3 PLÁGIUM NYILATKOZAT Alulírott Suha Dániel, a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának hallgatója kijelentem, hogy a Vezérműtengelyek gyártástechnológiája című, diplomatervezési feladatot saját magam készítettem. A dolgozatban minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen a forrás megadásával megjelöltem. Továbbiakban hozzájárulok ahhoz, hogy a dolgozat és az abban szereplő eredményeket a Miskolci Egyetem saját céljaira felhasználhatja. Miskolc Egyetemváros, a feladat beadásának dátuma: Suha Dániel - 3 -

4 SUMMARY In my thesis, I presented the camshafts function and the whole production technology. First, I looked at the material of the product to be manufactured. The cast iron and its machinability properties, as well as problems with drilling and milling material removal action. Later I could use this knowledge to develop technology on the product to be manufactured. Int he first part I have specified the grinding processes used in the production technology of camshafts, the grinding equipment specifications and workpiece clamps. I detailed grinding tools with grinding technology and their combined results on camshafts. In he next session I designed the tooling of the complete production line and the production plan from the raw material to the finished product. I have set devices for holding tools, machining tools and technology parameters, as well as the life time of machining tools, on every manufacturing work proccess. I analyzed the manufacturing costs from point of tooling technology. Finally I prepared the operation steps of manufacturing of the entire production line, from machine to machine. I designed the manufacturing steps and I prepared the machining CNC programs that I visualized it in the drawings also

5 Tartalomjegyzék 1. A vezérműtengely Funkciója Kialakítása Alapanyaga Megmunkálhatósága Marása Megmunkálás közben felmerülő problémák Fúrása PVD - Physical Vapor Deposition (fizikai úton előállított bevonat): CVD - Chemical Vapor Deposition (kémiai úton előállított bevonat): A vezérműtengely gyártástechnológiája Kezdeti előkészületek és előgyártmány előkészítés OP10 Központfúró és véglapmaró OP20 Az első esztergálás OP30 A második esztergálás OP40 Megmunkáló központ OP50 JOURNAL köszörülés OP60 CAM köszörülés OP70 Sorjázás OP80 Polírozás OP90 Mérőgép OP100 Dátumkódozó OP110 Mosó OP120 Vizuálás Hasonló gyártmányok előállítása Olajpumpa tengely Szerelt vezérműtengely A köszörülési technológia A köszörülési eljárás és szükségessége A köszörűszerszámok felépítése A köszörűszemcsék kötése A köszörűszerszámok kopása, korongszabályozás Forgácsolási jellemzők és technológiai adatok Nagyoló köszörülés Palástköszörülés Homlokköszörülés Simító köszörülés Palástköszörülés

6 4.7.2 Homlokköszörülés Munkadarab befogások Befogás csúcsok között Vezetőléc alkalmazása Befogás tokmányban Támasztókorong alkalmazása Helytelen befogások és következményei Köszörűgépek pontossága Alkalmazott technológia JOURNAL köszörülés OP Köszörűgép Köszörűkő Munkadarab megfogása Köszörülési paraméterek Köszörülési eredmények CAM köszörülés OP Köszörűgép és köszörűkő Munkadarab megfogása Köszörülési paraméterek Köszörülési eredmények A gyártás szerszámozása OP10 Központfúró és véglap maró gép szerszámozása OP20 Első esztergagép szerszámozása OP30 Második esztergagép szerszámozása OP40 Megmunkáló központ szerszámozása OP50 Journal köszörű szerszámozása OP60 CAM köszörű szerszámozása OP70 Sorjázó gép szerszámozása OP80 Polírozó gép szerszámozása Árkalkuláció, költségszámítás OP10 Központfúró és véglap maró gép szerszámköltségek OP20 Első esztergagép szerszámköltségek OP30 Második esztergagép szerszámköltségek OP40 Megmunkáló központ szerszámköltségek

7 7.5 OP50 JOURNAL köszörűgép szerszámköltségek OP60 CAM köszörűgép szerszámköltségek OP70 Sorjázó gép szerszámköltségek OP80 Polírozó gép szerszámköltségek Összesített szerszámköltségek Műveleti sorrendterv OP10 Központfúró és véglap marógép megmunkálási műveletei CNC program: OP20 Első esztergagép megmunkálási műveletei CNC program: OP30 Második esztergagép megmunkálási műveletei CNC program: OP40 Megmunkáló központ megmunkálási műveletei CNC program: OP50 JOURNAL köszörűgép megmunkálási műveletei CNC program: OP60 CAM köszörűgép megmunkálási műveletei CNC program: OP70 Sorjázó gép megmunkálási műveletei OP80 Polírozó gép megmunkálási műveletei Irodalomjegyzék

8 1. A vezérműtengely 1.1 Funkciója Egy motorban a vezérműtengelyek határozzák meg azt, hogy az üzemagyag mikor jusson be a hengerbe, valamint a kipufogógázok elvezetéséhez használt szelepek nyitásáért is ezek felelősek. Egy átlagos elrendezésű motorblokkban 2 darab található belőlük, mind a kettő különböző kialakítású, mégis első ránézésre teljesen egyformának tűnhetnek. Külön van megtervezve a bal- és a jobboldali vezérműtengely, és ezeken belül is az üzemanyag befecskendezést és az égéstermék kivezetését vezérlő alkatrész. A vezérlés a következőképpen működik: a megfelelő anyagok áramlása a szelepek zárt vagy nyitott állapotától függ. A szelepeket a vezérműtengely bütykei (CAM) mozgatják általában egy rugó ellenében. Amennyiben a tengely - forgásából adódóan - éppen lefelé, a henger felé tolja a szelepszár segítségével a szeleptányért, a szelep nyitott állásba kerül. Ilyenkor a motor adott ütemének megfelelően áramlik vagy az üzemagyag, vagy az égéstermék. A tengelyt a motor működése közben a főtengely forgatja szíj-, vagy lánchajtás segítségével, jelen esetben a lánchajtás. Az alkatrész gyártásának szempontjából fontos ismerni az egyes felületek használatát, működését és igénybevételeit. Mint a bütykök, mint a csapok (JOURNAL) csúszó felületként funkcionálnak a motorban. A csapok a vezérműtengely megtámasztásáért és csapágyazásáért felelősek. A csapágyazás siklócsapágyazással van megoldva, amihez elengedhetetlen a csapok jó felületi minősége. A bütykök csúszó felületek, hiszen forgás közben, miközben mozgatják a szelepeket, hozzáérnek a rugótányérhoz, így a minél kisebb súrlódás eléréséhez szintén jó felület szükséges

9 1.2 Kialakítása 1. ábra A vezérműtengely 3D-s formai kialakítása 2. ábra A vezérműtengely 2D-s formai kialakítása magyarázó szöveggel - 9 -

10 1.3 Alapanyaga A dolgozat tárgyát képező vezérműtengely anyaga grafitos öntöttvas. Az öntöttvasak 1,8 és 4,5% közötti széntartalmú, ötvözött anyagok. A különböző fajtái közötti eltéréseket az ötvöző elemek mennyisége és milyensége, valamint az öntöttvas előállításakor kialakított belső szerkezet jelenti. Az elmúlt évszázadban az öntöttvasak gyártástechnológiája és felhasználási területei rengeteget változtak az ipari igényeknek megfelelően. A cél az anyag szilárdságának fokozása volt a lehető legkisebb megmunkálási és előállítási költségnövekedés mellett. Ezt több különböző módon érték el. Ilyen az ötvözés, a szemcseméret és a mikrostruktúra finomítása, valamint a fázisátalakulások kihasználása. Ezek eredményeként a megmunkálás egyre inkább az anyag belső szerkezetétől függő tulajdonság lett. A grafitos öntöttvas olyan vas-karbon ötvözet, amelynek szerkezetében a szén egy része vaskarbid a többi elemi része grafit formájában van jelen. Kedvező szilárdsági, megmunkálási és önthetőségi tulajdonságokkal rendelkezik. Nagy szilárdsága és merevsége mellett nyúlással is rendelkezik. Negatív sajátossága, hogy a megmunkálás során nagy hő keletkezik, rossz csillapítással rendelkezik, és nehezen nyeli el a rezgéseket. A belső szerkezetében megtalálható grafit kenőhatása lehetővé teszi az öntöttvas jó megmunkálhatóságát, de ha nagy mennyiségben előfordul, meglehetősen ronthatja a forgácsolt felület minőségét. Térfogatsúlya 8%-kal kisebb, mint az acéloké, így a súlycsökkentő hatása miatt kedvelt öntvényanyag az autóiparban. [1] 3. ábra A grafitos öntöttvas szerkezete

11 1.4 Megmunkálhatósága A forgácsolási folyamatok a szerszám és a munkadarab szempontjából értelmezhetőek. A szerszám oldaláról - elemezve a megmunkálást - figyelembe kell venni a szerszámkialakításokat és a felhasznált lapka technológiákat a legjobb élettartam elérése érdekében. Az öntöttvas forgácsolhatósága függ az anyag szerkezetétől, amely befolyásolja a felhasznált megmunkálási technológiákat, a felületi minőséget és a forgácsképződést is. Általános megmunkálás során jó forgácskezeléssel rendelkezik, mert rövid és kis forgácsok alakulnak ki. A nagyobb sebességen történő öntöttvas megmunkálás abrazív kopást eredményezhet, ezért a megfelelő technológiájú keményfém lapkákat ajánlott használni a megmunkáló szerszámokon, a kopásállóság növelése érdekében. A ferrites grafitos öntöttvas megmunkálhatósága hasonlít a gyengén ötvözött acélokéhoz, ezért az ISO P anyagokhoz javasolt megmunkálási paramétereket érdemes használni. A perlites grafitos öntöttvas nagy keménységgel rendelkezik, ezért ott az ISO K lapkák használata javasolt. A vezérműtengely öntvénye a perlites anyagcsoportba tartozik, amely a grafitos öntöttvasak keménységi adatai közép-felső értékének felel meg. [2][3][6] 4. ábra Az öntöttvas anyagi és megmunkálhatósági tulajdonságai

12 1.4.1 Marása A nagyoló megmunkálás során általában negatív él geometriájú, előredőlésű és sűrűfogazatú marófejeket alkalmaznak. A gömbgrafitos öntöttvas előnyös forgácstörése teszi lehetővé, hogy a marófejek forgácsterében elférjenek a kisméretű forgácsok. A sűrűfogazatú marók alkalmazásánál több élű lapkák használata a célszerű, amelyeknek köszönhetőn a szerszám egységköltség jóval kisebb lesz, ezáltal gazdaságosabb a megmunkálás. Az ilyen típusú technológiai anyagleválasztás jóval több teljesítmény felvételt igényel, különösen a nagy átmérőjű szerszámok esetében, mint egy átlagos ritkább fogazatú szerszám. Tehát figyelembe kell venni a gépi teljesítményt és ellenőrző számításokat kell végezni, hogy képes e forgácsolás kivitelezésére. Fajlagos forgácsolási ellenállása kisebb az öntvényeknek, mint az acél anyagoké. A negatív él geometriájú szerszámok forgácsolás közben jóval több hőt termelnek, de öntvényanyagok megmunkálásánál ez nem okoz nagymértékű problémát. A megfelelő lapkaanyag használatával és hűtéssel (nem minden esetben, például: kerámia lapkáknál) ez kiküszöbölhető. [2][6] Megmunkálás közben felmerülő problémák A marási és fúrási megmunkálás során fellépő fő probléma a szerszámon az abrazív hátkopás és a nagy forgácsolási hőingadozás által okozott repedések, a munkadarabon pedig a kipattogzás és a megfelelő felületi minőség elérése. A kitöredezések a munkadarabon nagymértékben csökkenthetőek, ha 70 -os forgácsoló élszöggel rendelkező marófejeket alkalmazunk, illetve ügyelünk a helyes szerszámpálya megválasztására, azon belül is a szerszám kilépési szögére. A kipattogzás mértéke függ a kilépési szög sebességvektorának a munkadarab szélével bezárt szögétől. Minél nagyobb ez a bezárt szög annál nagyobb a valószínűsége a kitöredezés mértékének. 5. ábra Az abrazív kopás megjelenése

13 1.4.3 Fúrása A fúrás során fellépő fő probléma a nagy forgácsolási erők keletkezése, amely a szerszám élettartamára jelentős kihatással van. Ezáltal nagy kopásálló él minőséget (cserélhető élű fúróknál betétminőséget) kell használni, esetleges technológiai változtatásokat véghezvinni, azaz nagyobb forgácsolási sebességet, de kisebb előtolást alkalmazni, ami a ciklusidő rovására megy. Az öntöttvas fúrása esetén a keményfém fúrók alkalmazása ajánlott, azon belül is az ISO szerinti K10-es minőség használata a megfelelő. A CB50 egy köbös bór-nitrid élű lapkaminőség, amely jó élszívósságot és kopásállóságot biztosít a megmunkálás során. Kedvező feltételek mellett jól alkalmazható az öntöttvasak megmunkálásához. 6. ábra Lapkaminőségek öntöttvas megmunkálása során Mivel a fúrás során is jelentős az abrazív kopás, ezért a fúró élek kezdő sarkait technológiailag erősítik egy letöréssel (az él mentén fazetta szerűen), hogy növeljék az él szilárdságát és kopásállóságát, hiszen a fúrók egyik leggyengébb pontja, ahol megindul az abrazív kopás. Acél anyagok megmunkálása során ez a letörés a fúró szerszámok élén nincs jelen. [2][6] 7. ábra Az öntöttvas (bal) és az acél (jobb) megmunkálásához használt cserélhető betét kialakítás

14 1.4.4 PVD - Physical Vapor Deposition (fizikai úton előállított bevonat): A bevonatot viszonylag alacsony hőmérsékleten ( [ C]) alakítják ki. A PVD eljárással megnő a minőség kopásállósága és az él szívóssága is. A bevonat összetevői egymásra felvitt sűrű rétegekből áll, amelyek még keményebbé teszik a bevonatot. A sűrű rétegződésnek köszönhetően a vékonybevonat sokkal kevésbé hajlamos a hőingadozás melletti repedésekre, hiszen ha elindul egy felszíni repedés az kezdetben csak a következő rétegig tart. A főbb PVD bevonatok összetevői: [4] - TiN (titán-nitrid), a leggyakrabban alkalmazott bevonat. A diffúzió és adhéziós kopásoknak nagyon jól ellenáll. - Ti(C,N) (titán karbonitrid), keményebb, mint a TiN és jobb a hátkopással szembeni ellenállása. A legjobb abrazív kopásálló réteg. - Ti,Al(N) (titán alumínium-nitrid), nagy keménységű és ellenáll az oxidációnak, ami javítja az általános kopásállóságot. 8. ábra PVD bevonatú lapkák mikro szerkezete

15 1.4.5 CVD - Chemical Vapor Deposition (kémiai úton előállított bevonat): A bevonatot [ C] hőmérsékleten lezajló kémiai reakciók hozzák létre. A rétegek kopásállósága jó, és kitűnően tapadnak a keményfémekhez. Főbb jellegzetessége a vastagbevonat rétegeinek, hogy különálló rétegekben viszik fel az alap keményfémre a különböző anyagokat, ellentétben a PVD eljárással szemben. Hőingadozás hatására könnyen repednek. Általában a folyamatos nagy hőmérséklet és stabil terhelések mellett alkalmazzák. A CVD bevonat összetevői: [5] - TiN (titán-nitrid), javítja a kopásállóságot, és használható a kopások felderítésére is. - Al 2 O 3, kémiailag stabil szerkezet, kis hővezető képességgel rendelkezik, ellenáll a kráterkopásnak. Hő pajzsként is funkcionál, így javítva a képlékeny alakváltozással szembeni ellenállást. - Ti(C,N) (titán karbonitrid), jó a hátkopással szembeni ellenállása, illetve a legjobb abrazív kopásálló réteg. 9. ábra CVD bevonatú lapkák mikro szerkezete

16 Acél anyagok megmunkálása hűtés nélkül javasolt CVD technológiájú vastagbevonatú lapkák használatával, míg az öntvények forgácsolása során a kis forgácsképződés és az esetleges forgácspor keletkezése miatt a hűtés ajánlott, egészségügyi, szerszám karbantartási, gép ágyvezetékeinek védelme érdekében és a forgácskihordás szempontjából. Mivel a megmunkálás közben a forgácsleválasztást végző lapkákon hőingadozás megy végbe a hűtés által, ezért a legegyszerűbb elkerülési formája a lapkára merőleges repedéseknek, hogy nem vastagbevonatos lapkákat alkalmazunk (CVD), hanem vékonybevonatúakat (PVD). Tehát a PVD technológiával készült vékonybevonatú (3-6 [μm]), de szívósabb lapkaminőség részesítendő előnyben, a hűtéssel alkalmazott öntvények megmunkálásához. Az alap keményfém tulajdonságokat nagymértékben befolyásolja a szemcsenagyság tehát a kobalt (kötőanyag) mennyisége. Minél kevesebb kobalt van jelen a szerkezetben annál szívósabb az anyag (annál nagyobbak a szemcsék mérete). Mivel a nagyoló lapkák anyagtulajdonságilag mindig durvább szemcséjűek így kevesebb kobaltot tartalmaznak. Ezeket a keménységeket a gammafázis (egyéb fém-karbidok) bevezetésével is lehet fokozni, de öntvény megmunkálásához használt szerszámanyagoknál ez elhanyagolható. 2. A vezérműtengely gyártástechnológiája OP10 Központfúró és Véglap maró OP20 Első Esztergálás OP30 Második Esztergálás OP40 Megmunkáló központ OP50 JOURNAL Köszörülés OP60 CAM Köszörülés OP70 Sorjázás OP80 Polírozás OP90 Mérőgép OP100 Dátumkódozás OP110 Mosás OP120 Vizuálás és csomagolás

17 2.1 Kezdeti előkészületek és előgyártmány előkészítés A nyers, öntött munkadarabot targoncával a gyártósor legelejére szállítják, innen a gépkezelők helyezik azokat a megmunkáló gépekbe, majd továbbítják a következő munkaállomásra. Egy gépkezelő több gépet is felügyel egyszerre, így amíg az egyik dolgozik, addig be tudja helyezni a másikba a munkadarabot, és fordítva, ezzel értékes időt megtakarítva. 2.2 OP10 Központfúró és véglapmaró OP10 Központfúró és Véglap maró A tengelyek további megmunkálásához szükséges központfuratokat, valamint a munkadarab két végének leoldalazását végzi ez a gép, ezzel meghatározva annak végleges hosszúságát. A kifejezetten erre a feladatra készült célgépen csupán 5 szerszám található: két homlokmaró, két fúró és egy menetmaró. Az operátor a munkadarabot egy, direkt a konkrét vezérműtengely típushoz tervezett tartókonzolra helyezi a gép munkaterébe. Az említett konzol úgy van kialakítva, hogy a munkadarabot fordítva ne lehessen betenni a helyére. A biztonsági ajtó záródása után egy szorító szerkezet a tengely két végénél rögzíti azt, ez után pedig következhet a megmunkálás. Először az oldalazás zajlik le. Itt fontos a pontosság, hiszen az itt elkészülő felület már nem lesz továbbmunkálva, ez lesz a vezérműtengely végleges hossza. Második műveletként a gép elkészíti a tengely két végébe a központfuratokat, harmadikként pedig a menet készül el. A munkadarab két oldala egyszerre van megmunkálva, így a művelet gyorsan elvégezhető. A művelet végeztével a gép ajtaja kinyílik, és a vezérműtengely indulhat is a következő szerszámgép felé

18 2.3 OP20 Az első esztergálás OP20 Első Esztergálás Ezen munkaállomáson egy, két revolverfejes CNC esztergagép dolgozik. Az esztergálásnál nehézséget jelent a vezérműtengely kialakításából adódóan, hogy a programozásnál különösen oda kell figyelni az esztergakések elhelyezkedésére. Ez azért van, mert a csapok megmunkálásánál a kisebb átmérő miatt útban vannak a bütykök. Ezen művelet során a vezérműtengely fogaskerék felőli oldala kerül kialakításra. A két revolverből adódóan a gép egyszerre két szerszámmal is képes dolgozni (természetesen egy revolverből egyszerre egy). A két szerszám egyidejű használata tengelyszerű munkadarabnál különösen hasznos tud lenni, hiszen így a két forgácsoló szerszám gyakorlatilag megtámasztja a tengelyt a megmunkálás pontjában. Ezzel nagyban csökken a kihajlás veszélye. További előny, hogy így lényegében két műveletelem is zajlik egyszerre, így a megmunkálás ideje is radikálisan csökkenthető. A megannyi előny mellé azonban jár valamennyi hátrány is. A két revolverfej összehangolt működéséhez a programozás során nagy körültekintéssel kell eljárni a feladatok egymásutániságának meghatározásánál. A különböző megmunkálások különböző forgácsolási paramétereket igényelnek. Ebből kifolyólag eltérő igényekkel rendelkező megmunkálásokat nem lehet egy időben végezni ugyanazon a munkadarabon. Például nem lehet egyszerre nagyolni és simítani, hiszen a nagyolás általában nagyobb fogásvétellel és kisebb forgácsolási sebességgel zajlik, míg a simítás ellenkezőleg: kisebb fogásvétel magasabb forgácsolási sebesség mellett. A gép készülékezése ebben az esetben nem jelent nagy gondot, hiszen esztergánál, csak a központosítást, a menesztést kell megoldani, valamint az X tengely irányú elmozdulást megakadályozni. A vezérműtengelyt a gépben egy egyszerű tartókonzol tartja meg, innen a tokmány és a szegnyereg veszi át ezt a szerepet. A tokmány közepén található csúcs támasztja meg a munkadarabot

19 2.4 OP30 A második esztergálás OP30 Második Esztergálás Ezt a megmunkálást az előzőhöz hasonlóan szintén egy két revolverfejes CNC eszterga szerszámgép végzi. A fentebb leírtak maradék nélkül vonatkoznak erre a műveletre is, hiszen a szerszámgép és a megmunkálás jellege is ugyanaz. Az egyetlen különbséget az jelenti, hogy itt az előző fázisban nem megmunkált csapok, valamint a gyújtásvezérlő jeladós oldalon a tengely vége kerül megmunkálásra. 10. ábra Dupla revolverrel rendelkező eszterga gép

20 2.5 OP40 Megmunkáló központ OP40 Megmunkáló Központ Ezen az állomáson kerülnek a tengelyre az átmenő olajozó furatok a csapok közepére, amelyek elősegítik a megtámasztás során a gördülékeny elfordulást és a kenést. A fúráson kívül itt készül el a tengely két végén található horony is. A kisebb átmérőn lévő horony szerepe a tengelyre felszerelendő fogaskerék pozícionálása, míg a nagy átmérőn található horony pedig a gyújtásvezérlő egységnek való jeladásért felel. 11. ábra Megmunkáló központ belső kialakítása

21 2.6 OP50 JOURNAL köszörülés OP60 CAM köszörülés OP50 JOURNAL Köszörülés OP60 CAM Köszörülés A megmunkáló központból a tengelyek egy behordó szalagra kerülnek, ahonnan egy erre a feladatra tervezett teljesen automatizált robot a soron következő gépekhez juttatja azokat. A vezérműtengelyek működési felületeivel kapcsolatban magasak a méretre és a felületi minőségre vonatkozó elvárások, a működő felületeken Ra 0.4 a követelmény. Ilyen felületi minőség eléréséhez minden esetben szükséges a köszörülés. A csapok megmunkálásánál a szerszámgépnek viszonylag egyszerű dolga van a köszörülendő palástfelület hengeressége miatt. A bütyköknél azonban a megmunkálandó felület nem hengeres, hanem egy nyújtott geometria. Így a szerszámgépnek a munkadarab saját tengelye körüli forgatásán kívül a köszörűkorongot a munkadarab irányában előrehátra is kell mozgatnia azt. Ehhez az elfordulás szögértékeihez meg kellett határozni az adott szöghöz tartozó munkadarab helyzeteket a megfelelő geometria kialakításának érdekében. Bütykök esetében ez az első megmunkálás a vezérműtengely gyártása során. 12. ábra Automatizált JOURNAL és CAM köszörű gépek

22 2.7 OP70 Sorjázás OP80 Polírozás OP70 Sorjázás OP80 Polírozás Az összes vezérműtengely lesorjázásra kerül, hiszen a későbbi beépítés során már egy darab sorja is nagy kárt okozhat a motorba kerülve. A sorjázás sorjázó kefék és korongok segítségével történik. A sorjázást követően a csapok polírozása következik, polírozó szalagok által. Ez azért szükséges, mert a bütykök és a csapok is csúszó felületként szolgálnak később a motorban. Előbbiek a szelepek mozgatását végzik, utóbbiak pedig a tengely megtámasztásáért és csapágyazásáért felelősek. Nem megfelelő felületi minőség esetén magasabb lesz az alkatrészek közötti súrlódás, ami azok gyors kopásához vezet. A fentieket követően jön az alkatrész lefúvatása levegővel, amire az azon esetlegesen jelenlevő forgács darabkák, vagy szennyeződés miatt van szükség. Ha ezek nem lennének eltávolítva, akkor a soron következő mérőgép gyakran téves adatokat, méreteket állapítana meg. 23. ábra Sorjázó (bal) és a polírozó (jobb) gép

23 2.8 OP90 Mérőgép OP100 Dátumkódozó OP110 Mosó OP120 Vizuálás OP90 Mérőgép OP100 Dátumkódozás OP110 Mosás OP120 Vizuálás és csomagolás A mérő- és ellenőrzőgép ellenőrzi a vezérműtengelyek adott alaksajátosságainak meglétét, illetve minden fontos vevő által meghatározott kritikus méretét. Ilyen méretek például a csap átmérők, a bütykök maximális magassága (szelepemelés maximális mértéke). Ezeken kívül a gép ellenőrzi az olajozó furatok, valamint a furatok meneteinek meglétét is többek között. Ezen adatok nagy részéhez tapintókon keresztül jut hozzá a berendezés. Az ellenőrzési folyamaton átesett vezérműtengelyek útja innen kétfelé vezethet. Ha a tengely megfelelt, jelzés kerül rá. A jelzés egy úgynevezett dátumkód, ami egy lézerrel az anyagba gravírozott QR kód, melynek segítségével a vezérműtengely egyértelműen azonosíthatóvá válik a későbbiekben. Ha pedig a munkadarab nem felelt meg a teszten, akkor eltávolítja azt a gyártási folyamatból. A hibás darabokra nem kerül dátumkód. A gépi ellenőrzés után egy mosási művelet következik. Ez a korrózió elkerülése miatt szükséges. Az alkatrész legyártása és beépítése között esetenként sok idő telik el, így a megfelelő korrózió gátló kezelés hiányában könnyen előfordulhatna rozsdásodás. Végső lépésként a már kész munkadarabokat a gyártósor végénél található állomáson külön egy ember vizuálisan is ellenőrzi az összes tengelyt előre meghatározott szempontok alapján. Amelyik vezérműtengely ezen a teszten is átment, az speciálisan erre tervezett ládákba kerül, és a csomagolás után már készen is áll a kiszállításra. 34. ábra Merőgép a mérőcellában és a dátumkód megjelenése

24 3. Hasonló gyártmányok előállítása 3.1 Olajpumpa tengely A vezérműtengelyekhez hasonló gyártmányok is készülnek. Például ez a késztermék egy olajpumpát vezérlő tengely, amely a vezérműtengelyek olajozásáért felelős. Első ránézésre egy fele akkora hosszúságú, jóval kevesebb de jóval nagyobb - bütyökkel (CAM) rendelkező egyszerűbb és hasonló tengelynek tűnő, mint a vezérműtengelyek többsége. Működése szempontjából megegyezik a vezérműtengelyével és az alapanyaga ugyanúgy öntöttvas. Gyártástechnológiailag a korábban leírtakkal teljesen megegyező technológiát alkalmaznak, csak kisebb és egyszerűbb gépeket alkalmaznak erre a célra. 45. ábra Olajpumpa tengely 3.2 Szerelt vezérműtengely A vezérműtengelyek nagyrészt öntvényből készülnek. Ahogy korábban is említettem közkedvelt agyag az autóiparban, mert a térfogatsúlya kb. 8%-kal könnyebb az acélokéhoz képest. Mivel manapság - nem csak az autóiparban mindenhol arra törekednek, hogy a forgó alkatrészek minél könnyebbek és egyszerre ugyanolyan keménységűek, merevek és rendeltetésük szempontjából legalább ugyan olyan szintű funkciót töltsenek be, ezért a vezérműtengelyek terén is újabb technológiákat vezettek be. Ilyen a szerelt vezérműtengely is. 56. ábra Szerelt vezérműtengely

25 Első ránézésre nincs különbség az öntvényből készült vezérműtengelyekhez képest, viszont ezeknek a szerkezete teljesen más illetve a gyártástechnológiájuk is. A tengely váza egy csőszerű alkatrész, amelyre a megfelelő pozíciójába és megfelelő elforgatással a különböző CAM-eket rápréselik. Mivel csőszerű alkatrész már nem tömör fémről beszélünk, így súlyban máris előrébb járunk. Gyártás szempontjából a különböző kisebb alkatrészeket könnyebb legyártani, mint egyben az öntvény vezérműtengelyeket, viszont a végleges és funkcionális forma eléréséhez nagyon nagy precíziós összeszerelés, hő és erő szükséges. Az ilyen típusú vezérműtengelyeket leginkább a Volkswagen konszern autóiban lehet felfedezni. 67. ábra Szerelt vezérműtengely alkatrészei 78. ábra Szerelt vezérműtengely metszete szerelése és nyomatékátvitele

26 4. A köszörülési technológia 4.1 A köszörülési eljárás és szükségessége A köszörülés abrazív megmunkáló eljárás. A munkadarab alakja, geometriai méretei és felületi minősége a meghatározhatatlan mennyiségű és szabálytalan élgeometriájú szemcsékből készített forgácsoló szerszámmal való folyamatos koptatása révén alakul ki. A megmunkálás során a forgácsolást végző szerszám és a megmunkált munkadarab viszonylag kis felületen, de nagy sebességgel érintkeznek. Köszörüléskor az élt a kemény anyagú szemcse adja, ezeknél a szemcséknél több aktív él is lehet egyszerre. A forgácskeresztmetszet nagyságrendje azonban kisebb, mint a határozott élgeometriájú szerszámok esetén. A köszörülési eljárás forgácsleválasztási sajátosságait alapvetően a szabálytalan élgeometria határozza meg, és főleg a szemcsék alakja, elhelyezkedése, a forgács keletkezésének folyamata illetve a köszörülési sebesség is befolyásolja. A köszörülési művelet megtervezése és alkalmazása e sajátosságok ismeretén alapul elsősorban. A köszörülési eljárás előnyei közé tartozik, hogy a munkadarab méret és alakpontossága nagyon magas, illetve a szigorú felületi minőségi követelményeket könnyen be lehet tartani. Negatívumok közé sorolható, hogy a megmunkálás során magas termikus hő keletkezik a nagy forgácsolási sebesség miatt, amely pontos és megfelelő hűtés által kiküszöbölhető. Megmunkálás közbeni dinamikus terhelések és rezgések befolyással lehetnek a munkadarab felületi minőségére, mérettartására illetve a köszörűkorongok élettartamára egyaránt, ez függvénye a gép teljesítőképességének és merevségének is. A köszörülésnek, mint technológiai műveletnek az eredményessége több tényezőtől függ például a forgácsolandó anyag tulajdonságaitól, vagy a forgácsleválasztó korong jellemzőitől. Ezen tényezők függvényében kell megválasztani a főbb paramétereket: korong vágósebessége munkadarab fordulatszáma vagy sebessége megmunkálási előtolás fogásvétel

27 A korong nagy vágósebessége tulajdonképpen a korong kerületi sebessége. A magas korongforgást a köszörűgép főhajtóműve biztosítja. A munkadarab sebessége sokkal kisebb, mint a korongsebesség. A tárgysebességet síkköszörülésnél a tárgyasztal alternáló mozgása biztosítja, míg a palástköszörülésnél a munkadarab forgómozgásának és egyenes vonalú alternáló mozgásának a helyes beállítása fontos. A palást köszörűgépeken külső és belső hengeres és kúpos felületek köszörülhetőek. A munkadarabot csúcsok közé vagy precíziós tokmányba fogják, attól függően, hogy milyenek a geometriai viszonyok. Tekintettel arra, hogy a méretpontosságot több tényező befolyásolja (pl: a munkadarab befogási módja, a gép merevsége, a munkadarab anyaga, technológiai adatok stb.), ezért a méretpontosság az általános gépgyártásban alkalmazott úgynevezett precíziós köszörülésre vonatkozóan irányértékként adható meg. Ez az irányérték palástköszörülésre IT5 IT8. (A köszörülési módok és a hozzájuk tartozó pontossági értékek a következők: nagyoló köszörülés IT9 - IT11, fél-simító köszörülés IT8 - IT9, simító köszörülés IT6 - IT8, finomköszörülés IT4 - IT5.) Palástköszörüléssel elérhető felületi érdességet több tényező befolyásolja (pl: korongválasztás, az MKGS rendszer stabilitása, technológiai adatok stb.). Köszörüléskor elérhető felületi érdesség átlagértéke: Ra ~ 0,2-1,6 [µm]. A szerszám felfogásának pontossága és helyes kiegyensúlyozása javítja a köszörüléssel elérhető méret és felületi minőséget. A hűtő-kenő folyadék mennyiségén kívül annak anyaga, kémiai összetétele is befolyásoló tényező lehet, illetve a köszörűkorongok kopása, a köszörüléskor keletkezett hő, vagy a köszörülés okozta maradó feszültség is. Ha a köszörülést kiszikráztatással végezzük, az alakhiba és mérethiba miden kiszikráztatási lökettel csökkenteni tudjuk. Ha a köszörülést a szikrázás megszűnéséig folytatják, a maradó hiba szinte elhanyagolható, így a befejező megmunkálásoknál a kiszikráztatást ajánlott művelet. 89. ábra Köszörülés

28 Alakos forgásfelületek köszörülése kizárólag az előállítandó profil ellentétjének megfelelően szabályozott köszörűkorong alkalmazásával köszörülhetőek. Lépcsős tengelyeket gyakran a homlok- és palástfelületek egyidejű, ferdeszános beszúró köszörülésével munkálnak meg. A köszörűkorongokat ilyenkor profilgyémánttal szabályozzák. Kevésbé széles alakos felületekhez a köszörűkorongot forgó, profilos, gyémántszemcsés szabályzógörgővel szabályozzák. A szabályozó készülék rendszerint a gép tartozéka. Az eljárások méretpontossága a korongkialakítás helyességén múlik elsősorban, mivel a korong átmásolja a hibát is a munkadarabra. 4.2 A köszörűszerszámok felépítése A szemcsének felhasználható anyagok a gépiparban a különböző tisztaságú mesterséges szemcseanyagokat részesítik előnyben, amelyek a szemcsét terhelő, dinamikus jellegű mechanikai- és hőterheléseknek, valamint a kémiai kölcsönhatásoknak jobban ellenállnak. A köszörűkorongokban levő, a gyémántnál lényegesen kisebb keménységű mesterséges anyagokat hagyományos szemcseanyagoknak nevezzük, míg a gyémánthoz közelálló keménységű anyagokat szuperkemény szemcseanyagoknak nevezzük. 20. ábra Köszörűkorong felépítése

29 Az elektrokorund a legkisebb keménységű köszörűszemcse, amit részben kompenzál igen jó hőállósága és hővezető képessége, valamint az a körülmény, hogy szerkezeti acélokkal szemben kémiailag közömbös. A leggyakrabban használt hagyományos szemcseanyag. A korund kristályos alumíniumoxid. Mechanikai tulajdonságait tisztasága határozza meg. Eszerint lehet normál-, félnemes- és nemes korund is. A korund szemcsés anyag, amelyből köszörűkorongokat csiszoló hasábokat gyártanak. Színe a tisztaságtól függően változik a barnától a fehér színig. A szilíciumkarbid keményebb a korundnál, jó koptató hatású anyag. Hőállósága viszonylag kisebb. Hátránya, hogy erős vegyi affinitást mutat az acélokkal szemben. A szilíciumkarbid a legfontosabb kerámia anyagokhoz tartozik. Színe szerint fekete vagy zöldszínű lehet, ami az anyag tisztaságára utal. A fekete SiC kb. 98%, míg a zöld SiC kb. 99,5% tisztaságú. Szennyező anyaga a szabadszén, az Fe, Al, Co, Mg elem és a szabad szilícium. A SiC keménységére a szennyezők gyakorlatilag nincsenek befolyással. A fekete SiC hajlító szilárdsága azonban nagyobb a zöldnél. Nagyon kemény rideg anyagok köszörülésére használják. A szuperkemény csiszolóanyagok nagyobb keménységűek a korundnál és a szilíciumkarbidnál. Ebbe a csoportba tartoznak a természetes-, a mesterséges gyémántok és a köbös bórnitrid is. A természetes gyémántot ipari célra abban az esetben használják, ha a mérete és/vagy szennyezettsége miatt más célra nem alkalmas. A mesterséges gyémánt keménysége és sűrűsége azonos a természetes gyémántéval. Hővezető képessége jobb a korundénál és a kalciumkarbidénál. Hőállósága azonban alacsony, már 700 C-on vaskarbidot alkot a vassal. A 900 C -ot meghaladó hőmérséklet esetén pedig már grafitosodni kezd. Ma a gyémántszerszámok mintegy 75%-a mesterséges gyémánt alapú. A köbös bórnitrit mesterségesen előállított igen kemény szerszámanyag, hexagonális szerkezetű és a keménysége a gyémántéhoz hasonló, kiváló hőállóságú, mintegy 2000 C-ig stabil. Jele: CBN. Szívós és edzett acélok precíziós köszörülésére alkalmazzák

30 21. ábra Köszörűkorong típusok 22. ábra Köszörűkorongok szemcsetulajdonságok

31 4.3 A köszörűszemcsék kötése A korongban lévő szemcséket a kötőanyag sajátos formájú hálózata a kötőanyaghidak fogják össze. A gépiparban 50-60%-ban kerámiakötésű korongot használnak. A keramikuskötés kaolinból, agyagból, kvarcból, földpátból és vízüvegből áll. Az alkalmazott anyagok együttesen a köszörűszemcsével elégnek. Korund és szilíciumkarbid szemcse esetén C-on, bórnitrid esetén 1000 C alatt, és gyémánt esetén 700 C alatt. A kerámiakötés ellenállósága mind a hűtő-kenő folyadékok, mind a munkadarab anyagminőségének szempontjából széles körű alkalmazást tesz lehetővé. Fémes kötőanyaggal kizárólag a szuperkemény (elsősorban gyémánt) szemcsés szerszámok készülnek. A fémes kötést bronz, acél vagy keményfémpor szinterezésével, esetleg galvanikus úton nikkel-kötéssel viszik fel. A fémpor alapon előállított kötések C-on nyomás alatt szinterezéssel készülnek. (Azt az eljárást, amikor fémporból vagy fémporokból magas hőmérsékleten nagy nyomás alkalmazásával újrakristályosodási folyamatot indítanak el, szinterezésnek nevezik.) Ezek jó hőelvezetést biztosítanak az aktív köszörülési zónából. A galvanikus kötésű anyagok legtöbbször egy szemcsesorosak. Ezek nem élezhetők (nem szabályozhatók). Előnyösen alkalmazzák alakos felületű munkadarabok megmunkálásához. A szerves kötőanyagokhoz a műgyanta illetve a gumikötés sorolható. A bakelitkötés nagy nyomószilárdságú, az üvegszállal erősített változatát a gyorsköszörülés (a vágósebesség minimum 80m/s) szerszámaihoz használják. A legnagyobb rugalmasságú a gumi kötőanyag, ezért a nagyon vékony daraboló korongokat ilyen kötéssel készítik. Az üvegszállal erősített változat nagyobb köszörülési sebesség elérését teszi lehetővé. Az egyéb kötőanyagok speciális alkalmazási területekhez valóak. A kötőanyag összeköti és megtartja a szemcséket a megmunkáló szerszámokon. A korong keménysége pedig annál nagyobb, minél nagyobb a szemcséket összekötő kötőanyaghíd vastagsága. Kötéskeménységen azt az ellenállást értik, amelyet a külső, a szemcsét a korongból eltávolítani igyekvő erőhatással szemben a kötőanyaghidak kifejtenek

32 23. ábra Köszörűkorongok szemcsekötés tulajdonságai 4.4 A köszörűszerszámok kopása, korongszabályozás A köszörűkorong aktív felületén elhelyezkedő szemcsék élein a kopás következtében egyre jobban megnő a forgácsoló erő. A növekvő erő hatására egyes szemcsetípusok eltörnek, ill. elhasadnak, így újabb forgácsolásra alkalmas élek keletkeznek. Más típusú szemcsékre inkább az a jellemző, hogy a megnövekvő erő hatására a kopott szemcsék kifordulnak a kötésből, és így átadják a helyüket az alsóbb rétegekben lévő éles szemcséknek. Ezt hívják önéleződésnek. A köszörűszerszámok folyamatos önélezése a gyakorlatban ritkán következik be, ezért az önélezést mesterségesen kell előidézni korongszabályozással. Abban az esetben, ha a korong önéleződése nem következik be, vagy egyéb rendellenesség tapasztalható, a szerszám felületét le kell szabályozni

33 A szabályozás célja: a korong forgácsoló képességének megújítása az elkopott szemcsék eltávolítása az eltömődött pórusok (forgácsterek) megtisztítása a korongok alakpontosságának visszaállítása alakos (menetek, fogazatok stb.) felületek köszörülésére használt eszközök profilfontosságának helyreállítása A hagyományos szemcsézetű korongokhoz SiC hasábokat, kényszermozgású acélgörgőket, egy- és többszemcsés szabályozó gyémántceruzákat, vagy alakos gyémántszemcsés szabályozógörgőket alkalmaznak. A köszörűkorongokat álló vagy forgó szerszámokkal szabályozzák. Álló szabályozók: egyszemcsés szabályozó szabályozó lap sokszemcsés szabályozó Mozgó szabályozók: gyémántprofilozó görgő gyémántalakozó tárcsa szabályozó alakos görgő 24. ábra Szabályzó gyémánt tárcsa

34 4.5 Forgácsolási jellemzők és technológiai adatok A forgácsleválasztási viszonyok köszörüléskor lényegesen különböznek a határozott élű szerszámokkal végzett forgácsoláshoz képest. Köszörüléskor nagy ékszögű, kis lekerekítési sugarú (kb. 40 µm) csiszolószemcse hatol a munkadarab felületébe. A szemcse a rugalmas alakváltozást legyőzve belemetsz a munkadarabba, azonban jelentős él lekerekedése és negatív homlokszöge miatt az érintkezés kezdetén nem keletkezik forgács. Forgács akkor keletkezik, amikor a köszörű él előtt álló anyagréteg vastagabb annál, hogy képlékeny deformálással a szemcse el tudná távolítani az útjából. Ilyenkor a szemcse oldalain lezajló felgyűrődéssel egyidejűleg bekövetkezik a réteg lenyírása és kialakul a forgács. A kedvezőtlen élgeometria miatt az érintkezés helyén igen nagy hő fejlődik, a forgács megolvad, szikra formájában távozik, de a korong egy körülfordulása alatt a hűtó-kenő folyadék segítségével lehűl. A forgács leválasztásához viszonylag nagy erő szükséges. Kopott szemcse esetén nincs forgácsképződés. 25. ábra A köszörülés anyagleválasztása A technikai adatokat több tényező befolyásolja. A kerületi sebesség nagyságrendekkel nagyobb, mint a szabályos élgeometriájú szerszámoké. A nem megfelelő hűtés-kenés alkalmazásakor a munkadarab felületi rétegében nemkívánatos szerkezeti módosulások jöhetnek létre (mikrokeménység változások, maradó feszültségek, mikrorepedések stb.). A köszörülési eljárások kinematikai sajátossága az, hogy a korong kerületi sebességén kívül a munkadarab is elmozdul forgácsolás közben. Fontos a helyes korongmegválasztás a megmunkálandó munkadarabhoz. Gyakorlati szabály, hogy lágy anyagot keményebb, míg keményebb anyagot lágyabb koronggal kell megmunkálni

35 A köszörülő főmozgást a köszörűkorong végzi. A v s sebessége szerint van normál sebességű (~30 [m/s]), nagysebességű (~50-80 [m/s]) és ultrasebességű (~ [m/s]) köszörülés. A munkadarab [m/s] sebességét (ami esetenként előtoló sebesség is lehet) a q sebességviszony fejezi ki. Ennek szokásos nagysága: q= ábra A köszörülési főmozgások A forgácsoló erő a szemcsén fellépő forgácsoló erők eredője, amely a munkadarab és szerszám érintkező pontján koncentrált erőként hat. A forgácsoló erő ebben az esetben is három komponensre bontható. F c főforgácsoló erő F p passzív mélyítő irányú erő F f előtoló forgácsoló erő A köszörülés sajátossága, hogy a mélyítő irányú forgácsoló erő nagyobb a főforgácsoló erőnél. ( F p = (1,5-3)x F c ). A köszörülés teljesítménye: ahol: k c fajlagos forgácsolási erő A egyenértékű forgácskeresztmetszet (a közepes forgácsvastagság) k y szemcsenagyságtól függő változást veszi figyelembe

36 A köszörülés teljesítménye: A köszörülés gépi főideje: ahol: A megmunkálandó felület [mm 2 ] Z oldalankénti ráhagyás [mm] Q w anyagleválasztási sebesség [mm 2 /s] A gépi főidő a valóságban az így kapott értéknél mindig nagyobb. A forgácsoló erők miatt ugyanis a köszörűgép merevségtől függően kisebb-nagyobb mértékben rugalmasan deformálódik. A létrejött valóságos fogásmélység ezért mindig kisebb, mint az elméleti illetve az előírt érték. Köszörüléskor tehát, amikor elérték a kívánt méret beállítását, a további fogásvételt megszüntetik, és kiszikráztatással folytatják a megmunkálást. Az anyagleválasztás addig tart, amíg szikraképződés látható. A mellékidő és a darabidő elemei: a korong szabályozásának időszükséglete a munkadarab ki és befogása a szerszám munkahelyzetbe hozása és köszörülés után a darabtól való eltávolítása a méretellenőrzések időtartama

37 Palástköszörülésnél az előtolási sebesség: ahol: n w a munkadarab fordulata f a = (0,25-0,75) x b s a köszörűkorong szélessége 4.6 Nagyoló köszörülés A nagyoló köszörülés a durvább szemcsézetű koronggal és nagyobb technológiai paraméterekkel a simító ráhagyásig történő anyagleválasztást jelenti Palástköszörülés A hosszirányú előtolással végzett palástköszörülés a legelterjedtebb köszörülési mód. Előnyösen használható hosszú, hengeres felületek megmunkálására, mert az alkalmazott előtolással a munkadarab kívánt hossza folyamatosan köszörülhető. Fokozatos fogásvétellel történő köszörüléskor a megmunkálás folyamatosságának biztosítására, az előtolás a köszörűkorong szélességének csak bizonyos hányadát teszi ki (f=0,2-0,8 [mm/ford]). A fogásmélység, amelyet kettőslöketekre adnak meg: a= 0,05-0,1 [mm/kettőslöket]. A keresztirányú palástköszörülés lényege, hogy az eltávolítandó ráhagyást széles köszörűkorong sugárirányú előtolásával forgácsolják le. Alkalmazása akkor előnyös, ha a köszörülendő csap hossza kisebb a köszörűkorong szélességénél Homlokköszörülés A ferdeszög alatti beszúró köszörülés előnyösen alkalmazható vállal rendelkező tengelyek köszörülésére. Ebben az esetben az egyetemes palástköszörű-gép korong orsóházát elfordítják, a korong egyik részét a munkadarab tengelyvonalával párhuzamosan, a másik részét a munkadarab tengelyére merőlegesen szabályozzák le. A beszúrást a korong orsóházzal lehet biztosítani. Ez a művelet lehet nagyoló és simító is. A nagyoláshoz durvább szemcsézetű korongot és a munkadarabon fordulatonkénti nagyobb előtolást és fogásvételt a=0,1-0,2 [mm/ford] lehet alkalmazni

38 4.7 Simító köszörülés A simító köszörülés a simítási ráhagyás eltávolítása és az előírt méret, illetve a felületi érdesség beállítása történik finom szemcsézetű koronggal és kis értékű technológiai paraméterekkel. Finomköszörülési eljárásnak nevezik azt a köszörülési módot, amikor nagy korongsebességgel (V s = [m/s] vagy még ennél is nagyobb) és nagyon kicsi forgácskeresztmetszettel történik a forgácsolás Palástköszörülés Simító megmunkáláskor a munkadarab felületminőségével, pontosságával szemben támasztott követelmények miatt körültekintőbben kell eljárni. Figyelembe véve az előírásokat, a köszörűszerszám gyártók ajánlásai alapján meg kell választani a köszörülendő anyag ismeretében a legmegfelelőbb korongot. Ugyanilyen körültekintéssel kell beállítani a forgácsolási paramétereket. A forgácsleválasztás sajátosságait nagymértékben befolyásolják az eljárás mozgásviszonyai, elsősorban a q sebességi viszony. Simító köszörülésnél q= értékű az ajánlott Homlokköszörülés Megvalósítását tekintve a nagyoló homlokköszörüléshez képest csak a paraméterekben és a korongválasztásban van különbség. Mivel ez a köszörülés vállal rendelkező tengelyek esetében beszúró jellegű, a korong nagyobb felületen érintkezik a munkadarabbal, ezért a berezgés veszélye fennáll. Ezért a technológiai adatokat ennek figyelembevételével kell meghatározni. Elsősorban minél kisebb fogás beállítása szükséges. Ez az érték 0,005-0,01 [mm/fordulat] körül reális. 4.8 Munkadarab befogások Köszörűgépeken nagyon fontos a köszörülendő tárgyak megbízható befogása. Leggyakrabban használt elemek a palástköszörű-gépeken a csúcsok. A csúcsok közé fogott munkadarabokat forgatni kell. Erre szolgál a menesztő tárcsa és az esztergaszív. Forgástest alakú munkadarabok lehetnek olyan rövidek, hogy emiatt például alakjuknál fogva alkalmatlanok a csúcsok közötti befogásra. Ekkor a legmegfelelőbb eszköz a hárompofás tokmány. Olyan munkadarabok számára, amelyeken a megköszörülendő palástfelület nem hengeres részhez, hanem négyszögletes részhez csatlakozik, a négypofás tokmányt

39 használják. Rövid, kis átmérőjű munkadarabokat a tárgyorsóba helyezhető patronokba lehet befogni. A hosszú darabok hajlamosak a rugalmas áthajlásra. Ennek megelőzésére szolgálnak a közbenső támaszként alkalmazott bábok és egyéb alátámasztások Befogás csúcsok között A csúcsok általában 60 -os kúppal készülnek és a tárgyorsóban, illetve a szegnyeregben szorosan ülnek, nem forognak. A szegnyereg-csúcsot rugó támasztja meg. Ez teszi lehetővé, hogy a különösen hosszú és vékony munkadarabok köszörülés közben bekövetkező felmelegedéskor tágulni tudjanak. A rugónyomás erőssége állítható. Főleg nagysúlyú munkadarabok felfogására készítenek gördülőcsapágyakba ágyazott forgócsúcsokat is. A csúcsoknak különféle speciális alakja lehet, megmunkálandó munkadarabtól függően, akár pozícionálására is alkalmas Vezetőléc alkalmazása Csúcsnélküli köszörűgépeknél nincs munkadarab befogás, mert szálanyagok köszörüléséről vagy rövid munkadarabok beszúró köszörüléséről van szó. Ilyen megmunkálásoknál vezetőléceket, támasztóléceket alkalmaznak. A támasztólécek különböző kivitelben készülnek. Ami közös bennük az, hogy a léc felső lapja nem vízszintes, hanem keresztirányban lejtős. A léc legmagasabb éle a köszörűkorong felől van és felső ferde lapja a továbbító korong felé lejt. A lécet mindig úgy kell elhelyezni, hogy a legfelső éle a munkadarab középsíkjától a köszörűkorong felé kissé eltolva legyen, így a munkadarabot saját súlya a léclejtőjén a továbbító korong felé húzza. Ha a munkadarab szabálytalan geometriájú, és nem lehet a csúcsok közé vagy tokmányba befogni, befogókészüléket kell alkalmazni. A készülékben tájolás és szorítás történik. A munkadarabot a készülékkel együtt fogják fel a köszörűgépre Befogás tokmányban Tokmányok közül a leggyakrabban a hárompofás tokmányokat használják. A megmunkálandó felület központos helyzetét fontos század vagy inkább mikron pontosságú mérőórával ellenőrizni és beállítani. Új és korszerű tokmányokban a munkadarabot minden nehézség és erőltetés nélkül pontos helyzetbe lehet hozni. Sorozatmunkánál, ha az első munkadarabot központosították, a további darabok folytatólagos befogadására a tokmány

40 nagyvalószínűséggel képes lesz, persze ez függ az előgyártmány minőségétől és méretbeli szigorú tűrésmezőjétől. Igényes munkához betéteket helyeznek a pofákra, és ezeket a megmunkálandó darab külső átmérőjének megfelelő furatátmérőre köszörülik le. Többszöri alkalmazása során kophat, melynek hatására a központozási szerepe is csökken. A betét alkalmazása nagy csereszabatosságot biztosít, amely megkönnyíti a tokmányok központosság beállítását. 27. ábra Hárompofás tokmány Támasztókorong alkalmazása Hosszú darabok hajlamosak a rugalmas elhajlásra. Ennek megelőzésére szolgálnak a közbenső támaszként alkalmazott bábok vagy támasztó korongok. A köszörülésekhez használt bábok nyitottak (kétpofásak) vagy zártak (hárompofásak) aszerint, hogy magát a köszörült helyet támasztják-e meg vagy pedig a munkadarabnak a köszörült hely melletti előzőleg már megköszörült részét. Ezeken a támasztóbábokon a támasztófelület nem fémből, hanem rugalmasabb anyagból van. A munkadarabon mielőtt azt bábokkal megtámasztják, a támasztás helyét a végleges méretnél kb. 0,02 [mm]-rel nagyobbra kell leköszörülni. Általában ezeknek a helyeknek a simítása utoljára marad. A bábokban megtámasztásra célszerűbb görgőket alkalmazni, amelyek együtt forognak a munkadarabbal. Ezeket általában bronzból vagy valamilyen könnyűfém ötvözetből készíthetik

41 4.8.5 Helytelen befogások és következményei Nem elég meggyőződni a csúcsok kifogástalan állapotáról és pontos futásáról, magán a munkadarabon is meg kell vizsgálni a csúcsfészkeket. Hiba lehet, hogy a csúcs nagyon pontos, de a csúcsfészek nem illik hozzá. Nem szabad a keményfém betétes csúcsot nehéz darabbal terhelni. A csúcsot helyére csak réz-, alumínium-, vagy ólomkalapáccsal szabad beütni, de még helyesebb nem a hegyére ütni, hanem kis réz-, vagy bronz csődarabot közbe helyezni. Tokmány általi befogásnál a megmunkálandó felület központos helyzetét leghelyesebb mérőórával ellenőrizni és beállítani. Szorítóhüvelyek és felfogótüskék jó karbantartására nagy gondot kell fordítani. Sértetlenségüket és pontos futásukat használat előtt mindig ellenőrizni kell. Csúcsok közötti munkadarab befogásakor a szegnyereg csúcs rugós. Ez azért van, hogy ha felmelegedik a munkadarab és kitágul, a rugós csúcs engedjen. Így nem deformálódik a munkadarab és pontos lesz a méret és a geometria. A kitámasztó rugóerő változtatható. Ha ez a rugóerő helytelenül van beállítva, az nagymértékben kihathat az elérhető pontosságra. Csúcsok közötti munkadarab befogás estén hiba ha: nem győződnek meg a csúcsok kifogástalan állapotáról és pontos futásáról nem vizsgálják meg a munkadarabban lévő csúcsfészket összekeverik a 60 -os fészket a 90 -os csúccsal vagy fordítva Következmények: nem stabil a munkadarab befogás (rezgések jöhetnek létre) stabil a megfogás, de eltolódik a tengelyvonal (kúpos lehet a felület) kevésnek bizonyulhat a köszörülési ráhagyás (nem lehet biztosítani a méretet) Tokmány befogásnál problémát jelenthet, ha a pofák nyomot hagynak a felületen. Ez puhapofák alkalmazásával elkerülhető. Még jelentkező hiba ha: nem központosít a tokmány

42 Következmények: excentrikus mozgást eredményez rezgéseket kelt a köszörű szerszámot ütő igénybevételnek teszi ki (szerszámsérülés, törés) nem biztosítható a méretpontosság Patronos és tüskés felfogásnál a nem kellő merevség és az elmozdulás okozhat pontatlanságot, illetve ha nem győződnek meg sértetlenségükről és futáspontosságukról. Bábok alkalmazásának elmulasztása vagy helytelen használata. Következmények: nem szorít rendesen a patron, a köszörülendő tárgy kimozdulhat rezgések keletkezhetnek, rossz lesz a felületi minőség A helyes munkadarab befogás az, amikor nincs káros következmény. Hibás befogás minden olyan befogás, amely selejtet eredményez. 28. ábra Tokmány általi befogási módszerek

43 29. ábra Csúcsok általi befogási módszerek 4.9 Köszörűgépek pontossága A köszörűgép használója szempontjából az egyik alapvető jellemző a gép pontossága. A köszörűgép pontossága mindenekelőtt a gépen előállított munkadarab pontossága alapján ítélhető meg, hiszen ez a köszörűgép működésének eredménye. A köszörűgépek pontosságát tehát megmunkálási pontosságukkal lehet jellemezni. A gépen legyártott alkatrészek méreteiből következtetnek a megmunkáló gép pontosságára (gépképességére). Ez azt jelenti, hogy a gép típusára jellemző technológiai körülmények között simító forgácsolással megmunkált próbamunkadarab pontosságát kell mérni. A megmunkált felületek: méretpontossága alakhűsége helyzetpontossága felületminősége és a sorozat méretszóródása Fontos, hogy a megmunkáló pontosság meghatározása során alkalmazott technológia a gép üzemszerű rendeltetésének megfelelő gazdaságos simítóforgácsolás legyen, hiszen csak ebben az esetben tükrözi a megmunkáló pontosság a valós termelési körülmények

44 között elérhető színvonalat. A megmunkálási pontosság összetevői között természetesen meghatározó szerepet foglal el a gép elkészítése során a gépbe beépített geometriai pontosság. Ez a gép fő szerkezeti egységeinek (munkadarab- és szerszámhordozó egységek) gyártási és szerelési pontossága: felületeik alakhűsége felületeik egymáshoz viszonyított helyzetpontossága mozgáspályák alakhűsége mozgásaik pálya menti pontossága A köszörűgépek pontosságát új gépeknél a gyártó cég garantálja. Mielőtt a gépet átadná a felhasználónak vagy a gépforgalmazónak, a gyártónak el kell végeznie a szükséges megmunkáló- és geometriai pontosság vizsgálatokat. Az eredményeket az átadási jegyzőkönyvekben rögzíteni kell. A gépkönyvek tartalmazzák, hogy milyen időszakonként kell elvégezni a szükséges pontossági vizsgálatokat. Általában minden javítást megelőz egy szerkezeti és pontossági vizsgálat. A köszörűgépek beállítását (alapozását) a gépkönyv tartalmazza. A betonalapra történő gépelhelyezés nem szigeteli a rezgéseket, mert a beton vezeti azt. A köszörűgépek környezetében üzemelő gépek, berendezések rezgései átadódhatnak a köszörűgépre és befolyásolják annak pontos, precíz működését. Ezért akkor járnak el helyesen, ha betartják a gépkönyv utasításait, és külön a köszörűgépekre előírt különleges alapozást alkalmazzák. A gép hibásan van akkor is felállítva, ha napsütés közvetlenül érheti, vagy ha a gép közelében valamilyen fűtőtest van. A gépben a sugárzó meleg hatására hő tágulások keletkeznek, ami a gép pontosságát rontja. Megmunkálás előtt ellenőriznie kell a csúcsokat és a csúcsfészkeket, a tokmány központosságát, a munkadarab körfutását, a munkadarab felfekvő síklapjának sorjamentességét, a mágneses felfogólapok megbízhatóságát, csúcsnélküli gépen a léc és a tolókorong állását illetve ellenőrizni kell a hűtő-kenő folyadékrendszert és meg kell győződni annak jóságáról. [7][8][9]

45 5. Alkalmazott technológia 5.1 JOURNAL köszörülés OP Köszörűgép A vezérműtengely Journal (felfekvő csapágyfelületek) köszörülési megmunkálása során alkalmazott köszörűgép típusa TOYODA GL32M-63. A lényegesebb gépi paraméterek és specifikációk a táblázatban láthatóak. [10] Típus Csúcstávolság Csúcsmagasság Köszörülési átmérő Max átmérő Köszörűkő Max szélesség Kerületi sebesség Főorsó motor Tápfeszültség Olaj Tartály Hidraulika Kenőanyag Teljes súly TOYODA GL32M [mm] 1000 [mm] ø10 - ø200 [mm] ø350 [mm] 60 [mm] 120 [m/s] 15,22 (4p) [kw] 200 [V] 80 [L] 40 [L] 20 [L] [kg] 1. táblázat A köszörűgép specifikációi

46 5.1.2 Köszörűkő A vezérműtengely Journal (felfekvő csapágyfelületek) köszörülési megmunkálása során alkalmazott köszörűkő típusa TOYODA CBN120L200VBA1R A lényegesebb paraméterek és specifikációk a rajzon illetve a táblázatban találhatóak. 30. ábra Alkalmazott köszörűkorong méretei

47 Típus Átmérő Szélesség Dolgozó felület vastagság Maximális ütés a felületén Csatlakozási osztókör átmérő Csatlakozási furat szám Maximális vágósebesség Súly Toyoda CBN120L200VBA1R302-1 ø350 [mm] 16,5 +/-0,1 [mm] MIN: 5 [mm] 0,005 [mm] 104 [mm] 10 [db] 120 [m/s] 13 [kg] 2. táblázat A köszörűkorong specifikációi Munkadarab megfogása A vezérműtengely a Journal felületeinek megmunkálása során a köszörűgépben két 60 -os csúcs között és tokmány által van befogatva. Meghajtva 250 [1/min] fordulatszámmal. A megforgatás iránya megegyezik a köszörűkő irányával. 31. ábra Az OP50-ben a munkadarab megfogása (tokmány + két darab csúcs)

48 5.1.4 Köszörülési paraméterek A Journal B Journal C Journal D Journal Kezdő átmérő [mm] Nagyolási átmérő [mm] Fél simítási átmérő [mm] Simítási átmérő [mm] Szikráztatás [s] Munkadarab fordulatszáma [1/min] Nagyolási előtolás [mm/min] Fél simítási előtolás [mm/min] Simítási előtolás [mm/min] 20,30 22,30 22,30 22,30 20,10 22,10 22,10 22,10 20,01 22,01 22,01 22,01 20,00 22,00 22,00 22, ,0 5,0 5,0 5,0 2,5 2,5 2,5 2,5 0,1 0,1 0,1 0,1 Z pozíció -42,5-16,5/-8,5 55,5 151,5 CBN köszörűkő vágósebessége [m/s] Végleges átmérő [mm] 20,00 +/- 0,01 22,00 +/- 0,01 22,00 +/- 0,01 22,00 +/- 0,01 Felületi érdessége [Ra] MAX: 0,4 MAX: 0,4 MAX: 0,4 MAX: 0,4 Journal szélessége [mm] 11,13 +/- 0,15 21,28 +/- 0,15 14,4 +/- 0,15 14,4 +/- 0,15 Journal ütése [mm] MAX: 0,03 MAX: 0,03 MAX: 0,03 MAX: 0,03 Journal körkörössége [mm] MAX: 0,005 MAX: 0,005 MAX: 0,005 MAX: 0,005 Journal hengeressége [mm] MAX: 0,005 MAX: 0, táblázat AZ OP50 köszörülési paraméterei és a JOURNAL-ok tűrései MAX: 0,005 MAX: 0,

49 32. ábra Az OP50 kész munkadarab előírásai Köszörülési eredmények A gépképesség (Cm = machine capability) vizsgálat célja bebizonyítani, hogy a gép a megadott tőréseken belül képes legyártani az alkatrészeket, ha a vizsgált gép egy általunk ismert eloszlás szerinti véletlen ingadozás mellett gyárt. A gépképesség vizsgálatához általában 100 db, de legalább 30 egymás után legyártott alkatrész vizsgálata szükséges. A gépképesség rövid időtartamú vizsgálat, meghatározásával arra szeretnénk választ kapni, hogy az adott gyártóeszköz változatlan körülmények között képes-e a követelményeknek megfelelő alkatrészt legyártani. Ha az értéke 1,67 vagy felette van akkor a gyártás és a gépképessége biztonságos az előírt tűrésekre. [11] Számítása: Korrigált gépképesség index: CMK- Gépképesség A Journal B Journal C Journal D Journal Végleges átmérő 3,92 3,70 3,68 3,49 Átmérő hengeressége 2,64 2,49 2,78 2,62 Átmérő körkörössége 2,59 2,57 2,62 2,59 Átmérő ütése 5,59 6,27 6,01 6,18 Felületi érdessége 1,87 2,01 1,88 1,77 4. táblázat Az OP50 gépképessége az adott méretekre

50 5.2. CAM köszörülés OP Köszörűgép és köszörűkő A vezérműtengely CAM (bütyök) köszörülési megmunkálása során alkalmazott köszörűgép illetve köszörűkő típusa teljesen megegyezik az előzőleg bemutatott technológiával. A lényegesebb gépi paraméterek és köszörűkő specifikációk korábban leírtakban találhatóak Munkadarab megfogása A vezérműtengely a CAM felületeinek megmunkálása során a köszörűgépben egy három pofás speciális pozícionáló csúccsal rendelkező tokmány és egy 60 -os csúcs között van befogatva és meghajtva 150 [1/min] fordulatszámmal. A megforgatás iránya megegyezik a köszörűkő irányával. A pontos pozícionálásra azért van szükség, mert a CAM felületek egyedi profilt írnak le, ezért a vezérlésnek a megmunkálási folyamat során tudnia kell, hogy az adott szögelfordulásokhoz milyen CAM magasság azaz CAM profil tartozik. A gép programozása során - a megadott rajz alapján - meg kell adni, fél fokonként az alapkörhöz előírt magassági paramétereket, amelyekből a vezérlés a főorsó szánját megmunkálás közben oda-vissza tudja mozgatni. A mi esetünkben a megmunkáló központban előre elkészített horony fogja adni a pozícionálást, a tokmánycsúcsban lévő csap segítségével. A munkadarab megtámasztása a C illetve a D JOURNAL-okon (a CAM-ek között) megy végbe. 32. ábra Az OP60-ban a munkadarab megfogása (tokmány + pozicionáló csap + két darab csúcs)

51 5.2.4 Köszörülési paraméterek CAM 1 CAM 2 CAM 3 CAM 4 Kezdő profil alapkör átmérő [mm] Nagyolási átmérő [mm] Fél simítási átmérő [mm] Simítási átmérő [mm] Szikráztatási [s] Munkadarab fordulatszáma [1/min] Nagyolási előtolás [mm/min] Fél simítási előtolás [mm/min] Simítási előtolás [mm/min] 37,00 37,00 37,00 37,00 34,20 34,20 34,20 34,20 33,30 33,30 33,30 33,30 33,00 33,00 33,00 33, ,0 5,0 5,0 5,0 2,5 2,5 2,5 2,5 0,1 0,1 0,1 0,1 Z pozíció CBN köszörűkő vágósebessége [m/s] Profil alapkör átmérő [mm] Felületi érdesség [Ra] CAM szélessége [mm] CAM magassága [mm] CAM szöge a horonyhoz képest [ ] ,00 +/- 0,01 33,00 +/- 0,01 33,00 +/- 0,01 33,00 +/- 0,01 MAX: 0,4 MAX: 0,4 MAX: 0,4 MAX: 0, ,00 +/-0, /- 0,5 38,00 +/-0, /- 0,5 38,00 +/-0, /- 0,5 38,00 +/-0, /- 0,5 5. táblázat Az OP60 köszörülési paraméterei és a CAM-ek tűrései

52 33. ábra Az OP60 kész munkadarab előírásai Köszörülési eredmények A gépképesség a táblázatbeli paraméterekre megvizsgálva: CMK- Gépképesség CAM 1 CAM 2 CAM 3 CAM 4 Profil alapkör átmérő 8,79 7,96 8,97 7,85 Felületi érdesség 2,03 1,99 1,86 1,87 CAM magassága 7,33 6,98 7,12 7,07 CAM szöge a kis horonyhoz képest 4,61 5,09 4,89 5,11 6. táblázat Az OP50 gépképessége az adott méretekre

53 6. A gyártás szerszámozása 6.1 OP10 Központfúró és véglap maró gép szerszámozása Ezen megmunkálási szakaszban készül el a kezdő alapanyagból a tengely végleges hossza, illetve végeiben található a két furat és az M12-es menet. 34. ábra Az OP10 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai A célgép 5 különböző szerszámot tartalmaz: 1. (Z1 torony T1 szerszám) Baloldali síkmaró 2. (Z1 torony T2 szerszám) Egyedi lépcsős központfúró 3. (Z1 torony T3 szerszám) M12 x 1,75 menetfúró 4. (Z2 torony T1 szerszám) Jobboldali síkmaró 5. (Z2 torony T2 szerszám) Egyedi lépcsős központfúró A bal és jobb oldali síkmaró (Z1-T1 és Z2-T1) megegyezik, a szerszámtest és a megmunkáló lapka típusa katalógusból kiválasztható standard szerszám. A kiválasztás során a SANDVIK COROMANT szerszámgyártótól választottam, a CoroMIll 345 ös termékcsaládot, mert amellett hogy költséghatékony nagy termelékenységgel bír. Előnyei között szerepel, hogy a 45 -ban elhelyezkedő lapkák 8 forgácsoló éllel rendelkeznek, amelyek lehetnek Wiper lapkák is a jobb felületi minőség eléréséért, illetve a masszív szerszámtest belső hűtéssel rendelkezik. [12] [13]

54 Szerszámtest Lapka SANDVIK CoroMill Q27-13H 345R-1305M-KH 3330 Forgácsolási átmérő 80 [mm] Forgácsoló él hossza 8,8 [mm] Él szöge 45 Ajánlott fogankénti előtolás ( ) 0,3 0,49 [mm] Forgácsoló élek száma 6 Ajánlott előtolás ( ) [m/min] Legnagyobb fogásmélység 7,5 [mm] Wiper él szakasz hossza 2 [mm] Ár 672 [ ] Ár 16,2 [ ] A marás technológiai paramétereinek meghatározásához használatos képletek: Forgácsolási sebesség: Főorsó fordulatszáma: Fogankénti előtolás: Előtolás:

55 Ahol: Paraméter Jelentés Mértékegység Forgácsolási átmérő Forgácsolási sebesség Főorsó fordulatszáma Fogankénti előtolás Előtolás Fogak száma [mm] [m/min] [1/min] [mm] [mm/min] [db] A lapkához ajánlott forgácsolási paraméterek középértékeivel és a szerszámtest geometriai kiterjedésével számolva: A szerszámunk fordulatszáma: A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S1000 Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F2000 A várható élettartamot egy tapasztalati számmal lehet kiszámolni, amely kimondja, hogyha egy szerszám ajánlott közepes terhelési paraméterekkel munkál meg, akkor a várható élettartama 50 méter lesz (megmunkálásban részt vett távolság). Így a baloldali síkmaró (Z1-T1) várható biztonsági élettartama: A jobboldali síkmaró (Z2-T1) várható biztonsági élettartama:

56 A központ furatok termelékeny legyárthatóságához két különböző egyedi geometriájú lépcsős fúrót érdemes tervezni, amelyek egyben elkészítik a furat hosszát átmérőjét és a letörés nagyságát is. A Z1-es toronyba tervezett T2-es egyedi lépcsős központfúró geometriája: Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) 100 [m/min] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,3 [mm] Szár átmérő tűrése h6 Ár 130 [ ] A szerszámunk fordulatszáma: A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S3000 Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F900 A várható biztonsági élettartama (fúróknál a tapasztalati szám 75 méter):

57 A Z2-es toronyba tervezett T2-es egyedi lépcsős központfúró geometriája: Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) 100 [m/min] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,35 [mm] Szár átmérő tűrése h6 Ár 107 [ ] A szerszámunk fordulatszáma: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S2000 A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F700 A várható biztonsági élettartama:

58 A fúrók befogására BIG-DAISHOVA katalógusából választottam a BBT40-MEGA20N- 60 típusú szerszámbefogót. [14] [15] BIG-DAISHOVA BBT40-MEGA20N-60 Befogható átmérők (ød) 2,5 20 [mm] Szorító anya átmérője (ød) 46 [mm] L hossz 60 [mm] L1 hossz 31 [mm] H hossz 51 [mm] Maximális fordulatszám [1/min] Illeszkedő patron típusa NBC20- Szorító anya típusa MGN20N Ár 265,58 [ ] BIG-DAISHOVA MEGA20N NBC20-20 AA (Patron) Befogható átmérők (ød) Patron hossza (B) Patron átmérője (øa) 19,5 20,0 [mm] 38 [mm] 28,5 [mm] Ár 72,34 [ ]

59 A menetfúrónak (Z1-T3) standard M12-es méretű 1,75 mm menetemelkedésű oldalirányú belsőhűtéses szerszámot választottam, ugyanúgy a SANDVIK gyártótól. [16] T100-KM109DA-M12 D210 Menetátmérő mérete M12 x 1,75 Szár végi lapolás 6,5 [mm] Előre megmunkált furatátmérő 10,3 [mm] Bevonat PVD Ajánlott előtolás ( ) 69,5 [m/min] Ár 87,9 [ ] A menetfúróhoz ajánlott forgácsolási sebességből és a szerszám geometriai kiterjedésével számolva: A szerszámunk fordulatszáma: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S1844 A szerszámunk standard ISO M12-es, ezért a fordulatonkénti előtolása megegyezik a menetemelkedés mértékével, ami a mi esetünk 1,75 mm, de mivel nem fordulatonkénti előtolásban [m/fordulat](g95) programozunk, hanem [mm/min]-ben (G94), ezért a fordulatonkénti előtolásból származtatjuk a [mm/min] belüli előtolásunkat. Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F3227 A várható biztonsági élettartama:

60 A menetfúrófúró befogására BIG-DAISHOVA katalógusából választottam a BBT40- MGT12-75 típusú szerszámbefogót. [14] [15] BIG-DAISHOVA BBT40-MGT12-75 Menetfúró tartó típusa MGT12-d- 30 Menetfúró átmérője (d) M6 M12 Befogó átmérője (ød) 41 [mm] Szorító anya átmérője (ød1) 20 [mm] L hossz 105 [mm] L1 hossz 75 [mm] L2 hossz 30 [mm] Szerszámbefogó súlya 1,4 [kg] Ár 287,32 [ ] BIG-DAISHOVA MGT12 M12 30 (Menetfúró tartó) Menet metrikus mérete Menetfúró szár átmérője (ød1) Menetfúró szár lapolása ( d1) Menetfúró szár befogási mélysége (H) L hossz M12 8,5 [mm] 6,5 [mm] 29 [mm] 30 [mm] Ár 140,17 [ ]

61 6.2 OP20 Első esztergagép szerszámozása Ebben megmunkálási szakaszban készül el a tengelyen az A és a B Journal felülete köszörülési ráhagyással, illetve a köztük lévő vállak letörések és beszúrások kész mérete. 35. ábra Az OP20 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai Az esztergagép két revolverrel rendelkezik, így a termelékenységet növelve mind a két revolverfejben található szerszámok szinte ugyan azok. Az A oldali revolver a felső, míg a B oldali revolver az alsó. Ebben a folyamatban 4 szerszám van jelen 2 nagyoló és 2 simító eszterga lapka. A 2 nagyoló lapka típusra megegyezik, ahogy a 2 simító lapka is egymással. A oldali felső revolver: - T Nagyoló lapka (balos esztergakés) - T Simító lapka (balos esztergakés) B oldali alsó revolver: - T Nagyoló lapka (balos esztergakés) - T Simító lapka (balos esztergakés)

62 A nagyoló lapkának (T010101; T050505) a SANDVIK gyártótól választottam a DNMG KM 3225 típusú lapkáját, mert 4 forgácsoló éllel rendelkezik és stabil megbízható a nagyolási megmunkálásokban. [17] [18] Késszár Lapka DDJNR 2525M 11 / DDJNL 2525M 11 DNMG KM 3225 Szerszám forgácsoló élszöge 93 [ ] Forgácsoló él hossza 10,828 [mm] Iránya (R) Jobbos / (L) Balos Sarokrádiusz 0,8 [mm] Szár magassága 25 [mm] Ajánlott fogásmélység ( ) 0,2 3,5 [mm] Szár szélessége 25 [mm] Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Mélyítő szög maximum 27 [ ] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,15 0,50 [mm] Ár 86,2 [ ] Ár 11,55 [ ] A munkadarab fordulatszáma 27 [mm] es átmérővel számolva: = 180 [m/min] es forgácsolási sebességgel és átlag Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S2000 A szerszámunk fordulatonkénti előtolása az ajánlás középértéke: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F0,35 A várható biztonsági élettartama (eszterga lapkáknál a tapasztalati szám 20 méter):

63 A simító lapkának (T020202; T060606) ugyan úgy a SANDVIK gyártótól választottam a DNMG KF 3225 típusú lapkáját, mert ugyan úgy 4 forgácsoló éllel rendelkezik és a simítási megmunkálás során stabil megbízható lapkáról van szó. [17] [18] Késszár Lapka DDJNR 2525M 11 / DDJNL 2525M 11 DNMG KF 3225 Szerszám forgácsoló élszöge 93 [ ] Forgácsoló él hossza 11,228 [mm] Iránya (R) Jobbos / (L) Balos Sarokrádiusz 0,4 [mm] Szár magassága 25 [mm] Ajánlott fogásmélység ( ) 0,15 0,2 [mm] Szár szélessége 25 [mm] Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Mélyítő szög maximum 27 [ ] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,08 0,25 [mm] Ár 86,2 [ ] Ár 11,55 [ ] A munkadarab fordulatszáma 27 [mm] es átmérővel számolva: = 225 [m/min] es forgácsolási sebességgel és átlag Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S2500 A szerszámunk fordulatonkénti előtolása az ajánlás középértéke: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F0,15 A várható biztonsági élettartama:

64 6.3 OP30 Második esztergagép szerszámozása Ebben megmunkálási szakaszban készül el a tengelyen a C a D Journal felülete köszörülési ráhagyással, illetve a gyújtásvezérlő jeladós tengelyvég kész mérete. 36. ábra Az OP30 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai Az esztergagép itt is két revolverrel rendelkezik, így a termelékenységet növelve mind a két revolverfejben található szerszámok ugyan azok. Az A oldali revolver itt is a felső, míg a B oldali revolver az alsó. Ebben a folyamatban 4 szerszám van jelen 2 nagyoló és 2 simító eszterga lapka. A 2 nagyoló lapka típusra megegyezik, ahogy a 2 simító lapka is egymással. A oldali felső revolver: - T Nagyoló lapka (balos esztergakés) - T Simító lapka (balos esztergakés) B oldali alsó revolver: - T Nagyoló lapka (balos esztergakés) - T Simító lapka (balos esztergakés)

65 A megmunkálás során különösen kell figyelni a lapka és a késszár geometriájára, mert a Journal (csapágy felületek) megmunkálása során a CAM-ek (bütykök) nagy radiális irányú kiterjedése miatt a lapka nehezen fér hozzá a megmunkálandó felületekhez, ezért egy nagyobb kinyúlású keskenyebb, de mellette stabil megbízható esztergakést és megfelelő gazdaságos lapkát kell használni. Ilyen például a SANDVIK által gyártott VNMG KM 3225 négy forgácsoló éllel rendelkező nagyoló lapka (T010101; T040404) a DVJNL 2525M 16- os késszárban. A rajzon jól látható hogy a megmunkálás az alsó és a felső revolverfejből átfedéssel megoldható ezekkel a szerszámokkal anélkül, hogy a munkadarab forgatása közben a CAM-ek ne ütközzenek a késszárral. A rajzon a CAM-ek teljes kiterjedését jelöltem alsó és felső irányban is. [20] [21] 37. ábra A DVJNL 2525M 16 késszárak pozíciói a JOURNAL megmunkálása közben

66 Késszár Lapka DVJNL 2525M 16 VNMG KM 3225 Szerszám forgácsoló élszöge 93 [ ] Forgácsoló él hossza 15,806 [mm] Iránya (L) Balos Sarokrádiusz 0,8 [mm] Szár magassága 25 [mm] Ajánlott fogásmélység ( ) 0,15 0,4 [mm] Szár szélessége 25 [mm] Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Mélyítő szög maximum 44 [ ] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,15 0,40 [mm] Ár 104 [ ] Ár 19,95 [ ] A munkadarab fordulatszáma 27 [mm] es átmérővel számolva: = 190 [m/min] es forgácsolási sebességgel és átlag Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S2200 A szerszámunk fordulatonkénti előtolása az ajánlás középértéke: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F0,25 A várható biztonsági élettartama:

67 A simító lapkának (T020202; T050505) ugyan úgy a SANDVIK gyártótól választottam a VNMG MF 4325 típusú lapkáját, mert ugyan úgy 4 forgácsoló éllel rendelkezik és a simítási megmunkálás során stabil megbízható lapkáról van szó. [20] [22] Késszár Lapka DVJNL 2525M 16 VNMG MF 4325 Szerszám forgácsoló élszöge 93 [ ] Forgácsoló él hossza 16,206 [mm] Iránya (L) Balos Sarokrádiusz 0,4 [mm] Szár magassága 25 [mm] Ajánlott fogásmélység ( ) 0,5 4,0 [mm] Szár szélessége 25 [mm] Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Mélyítő szög maximum 44 [ ] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,1 0,3 [mm] Ár 104 [ ] Ár 20,85 [ ] A munkadarab fordulatszáma 27 [mm] es átmérővel számolva: = 210 [m/min] es forgácsolási sebességgel és átlag Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S2500 A szerszámunk fordulatonkénti előtolása az ajánlás középértéke: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F0,20 A várható biztonsági élettartama:

68 6.4 OP40 Megmunkáló központ szerszámozása Itt készül el a tengelyen a fogaskerék pozicionáló horony, a jeladásért felelős 10 [mm] széles horony és a letöréssel rendelkező olajozó furatok is. 38. ábra Az OP40 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai A megmunkáló központban a munkadarab pontos megfogatását egy speciálisan leköszörült álló támasztó csúcs, egy központosító csúccsal felszerelt tokmány és egy hidraulikusan mozgatható alátámasztás végzi, amely a tengely közepén levő 6 szögletű precíziós lapolást használja ki. A szerszámgépben 4 különböző szerszámot tartalmaz: 1. (T01) 4,5 [mm] széles maró 2. (T02) 3-as átmérőjű 45 -os letörésű lépcsős fúró 3. (T03) 9,5 [mm] széles maró A megmunkálás folyamata során az alsó megtámasztást és pozicionálást végző mozgatható alátámasztás tartja a munkadarabot, amíg a két csúcs nem központosítja azt. Az 5 [mm]-es horony elkészülése után a tokmány rázár a munkadarabra, amely a munkadarabot már megfelelő pozícióba tudja majd forgatni a további megmunkálásokhoz

69 Az 5 [mm]-es horony marásához az 1P XA 1630 típusú 2 élű SANDVIK szerszámot választottam. [23] 1P XA 1630 Forgácsolási átmérő 4,5 [mm] Legnagyobb fogásmélység 5,5 [mm] Forgácsoló élek száma 2 Bevonat PVD (AlCrN) Hűtőközeg használata Nem ajánlott Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Ajánlott fogankénti előtolás ( ) 0,01-0,03 [mm] Ár 48 [ ] A szerszámunk fordulatszáma: A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S7000 Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F280 A várható biztonsági élettartama:

70 Mivel katalógusban nem találtam 3-as átmérőjű 90 -os letörésű 8 [mm] dolgozó hosszal rendelkező lépcsős fúrót ezért saját tervezésűt kell használni a termelékenység fenntartása végett: Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Ajánlott fordulatonkénti előtolás ( ) 0,08 0,15 [mm] Szár átmérő tűrése h6 Ár 87 [ ] A szerszámunk fordulatszáma: A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S10000 Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F1000 A várható biztonsági élettartama:

71 Az 5 [mm]-es horony maróhoz és az egyedi lépcsős fúróhoz a BIG-DAISHOVA katalógusából választottam a BBT30-MEGA6N-60 típusú szerszámbefogót. [14] [15] BIG-DAISHOVA BBT30-MEGA6N-60 Befogható átmérők (ød) 0,25 6 [mm] Szorító anya átmérője (ød) 20 [mm] L hossz 60 [mm] L1 hossz 32 [mm] H hossz 23 [mm] Maximális fordulatszám [1/min] Illeszkedő patron típusa NBC6- Szorító anya típusa MGN6N Ár 216,66 [ ] BIG-DAISHOVA MEGA6N NBC6-6 AA (Patron) Befogható átmérők (ød) Patron hossza (B) Patron átmérője (øa) 5,75 6,0 [mm] 14 [mm] 9,5 [mm] Ár 50,11 [ ]

72 Az 10 [mm]-es horony marásához az 1P XA 1630 típusú 4 élű SANDVIK szerszámot választottam. [24] 1P XA 1630 Forgácsolási átmérő 9,525 [mm] Legnagyobb fogásmélység 15,875 [mm] Forgácsoló élek száma 4 Bevonat PVD (AlCrN) Hűtőközeg használata Nem ajánlott Ajánlott forgácsolási sebesség ( ) [m/min] Ajánlott fogankénti előtolás ( ) 0,03-0,07 [mm] Ár 89,3 [ ] A szerszámunk fordulatszáma: A szerszámunk előtolása: Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: S5000 Az ISO6983/Fanuc CNC programozásban: F1000 A várható biztonsági élettartama:

73 Az 10 [mm]-es horony maróhoz a BIG-DAISHOVA katalógusából választottam a BBT30-MEGA10N-60 típusú szerszámbefogót. [14] [15] BIG-DAISHOVA BBT30-MEGA10N-60 Befogható átmérők (ød) 1,5 10 [mm] Szorító anya átmérője (ød) 30 [mm] L hossz 60 [mm] L1 hossz 34 [mm] H hossz 38 [mm] Maximális fordulatszám [1/min] Illeszkedő patron típusa NBC10- Szorító anya típusa MGN10N Ár 231,47 [ ] BIG-DAISHOVA MEGA6N NBC10-10 AA (Patron) Befogható átmérők (ød) Patron hossza (B) Patron átmérője (øa) 9,5 10,0 [mm] 27 [mm] 16,5 [mm] Ár 52,43 [ ]

74 6.5 OP50 Journal köszörű szerszámozása Ebben a gépben készülnek el a vezérműtengely megtámasztásáért felelős csapágyfelületek a JOURNAL-ok. 39. ábra Az OP50 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai A szerszámozást, a technológia paramétereket, a megmunkáló gépet, a munkadarab megfogását és az elért gépképesség eredményét az 5.1 es pontban részleteztem. A köszörűkövek élettartama függ a szabályzás számától és a szabályzási paraméterektől, azon belül is az egy adott szabályzási cikluson belüli fogás nagyságától és számától (például egy szabályzás során a gyémánt a kő felületéről 4 szer szed le 4 [µm]-t). A szabályzást akkor kell elvégezni, ha a köszörűkő már nem képes a pontos méret legyártására, vagy a felületi minősége romlik a munkadarabnak. A köszörülési paramétereken lehet módosítani, - ha több darabot szeretnénk legyártani két szabályzás között - általában a paramétereken lassítani szokás, de ez a tömeggyártásban a ciklusidő rovására megy, amely a tömeggyártás legfontosabb eleme és meghatározza a teljes gyártósor kapacitását. 6.6 OP60 CAM köszörű szerszámozása Ezen az állomáson készül el a vezérműtengelyek sajátossága a CAM-ek (bütykök). Ahogy említettem ezek a CAM-ek a tervező által megadott egyedi profillal rendelkeznek. A rajzhoz egy táblázatban mellékelve van, hogy az adott alapkörhöz mely ponttól számítva fél fokonként mennyi a bütyök emelkedése az alapkörhöz képest. Ezt a 360 -os CAM magasságokat megadva a gépnek készíti el a végleges CAM profilt

75 40. ábra Az OP60 gép által gyártott munkadarab geometriai előírásai A szerszámozást, a technológia paramétereket, a megmunkáló gépet, a munkadarab megfogását és az elért gépképesség eredményét az 5.2 es pontban részleteztem. 6.7 OP70 Sorjázó gép szerszámozása A gép 2 fajta szerszámot használ a vezérműtengelyek külső és belső sorjátlanítására. A külső sorjázáshoz 4 darab OSBORN típusú sorjázó korongot, amely a CAM-ek szélein maradt sorját távolítja el, illetve 1 darab OSBORN típusú sorjázó kefét, amely a tengelyben lévő átmenő furatot tisztítja ki. [25] Sorjázó korong Sorjázó kefe OSBORN OSBORN Korong átmérője 300 [mm] Korong szélessége 18 [mm] Kefe átmérője 10 [mm] Sorjázó szálak hosszúsága 60 [mm] Kefe dolgozórész hossza 100 [mm] Üzemeltetési fordulatszám 3000 [1/min] Kefe teljes hossza 300 [mm] Ár 157 [ ] Ár 6,3 [ ] A szerszámok élettartamára tapasztalati értékkel lehet következtetni, a korongra közel es darabbal, míg a kefékre 1000 es darabszámmal lehet számolni

76 6.8 OP80 Polírozó gép szerszámozása A polírozó gép 3 polírozó szerszámot használ, 1 darab 22 [mm] széles és 2 db 15 [mm] széles szalagot. A szerszám gyártója WENDT, a szalag típusa A15µ. A polírozás során a gép a szalagot megfeszíti és egy 60 [ShA] keménységű fémgörgőre vulkanizált gumigörgő nyomja a szalagot a munkadarabra, miközben a munkadarab forog. A megmunkálás végeztével a gép léptet egyet a szalagon (kb. 15 [mm]-t) és a következő tengelyt kezdi megmunkálni. [26] Polírozó szalag WENDT 15 mm ( A15µ) Polírozó szalag WENDT 22 mm ( A15µ) Szalag hossza 50 [m] Szalag hossza 50 [m] Szalag szélessége 15 [mm] Szalag szélessége 22 [mm] Szalag anyaga Poliészter film Szalag anyaga Poliészter film Forgácsoló szemcse típusa Alumínium-oxid Forgácsoló szemcse típusa Alumínium-oxid Szemcse nagysága 15 [µm] Szemcse nagysága 15 [µm] Ár 13,36 [ ] Ár 16,82 [ ] A polírozó szalag élettartama a szalag hosszától és a gépi léptetés mértékétől függ, jelen esetünkben ez:

77 Szerszám befogók Forgácsoló szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltség Éves darabszám Éves költség 7. Árkalkuláció, költségszámítás A költségszámítás során kiszámolom, hogy az éves darabszám mellett mely szerszámból mennyi fogy egy év alatt, annak mi a költsége, illetve az egy darab legyártásához kalkulált egységköltséget, valamint az egyszeri szerszámköltségeket. 7.1 OP10 Központfúró és véglap maró gép szerszámköltségek SANDVIK 345R-1305M- KH 3330 Z1 T ,20 0, ,60 Egyedi Lépcsős fúró Z1 T ,00 0, ,00 SANDVIK T100- KM109DA- Z1 T ,90 0, ,00 M12 D210 SANDVIK 345R-1305M- KH 3330 Z2 T ,20 0, ,60 Egyedi Lépcsős fúró Z2 T ,00 0, ,00 SANDVIK BIG BIG BIG BIG CoroMill Q27-13H BBT40- MEGA20N-60 MEGA20N NBC20-20 AA BBT40- MGT12-75 MGT12 M , ,20 Z1 T ,00 0, ,00 Z1 T ,58 0, ,58 Z1 T ,34 0, ,34 Z1 T ,32 0, ,32 Z1 T ,17 0, ,17 SANDVIK BIG BIG CoroMill Q27-13H BBT40- MEGA20N-60 MEGA20N NBC20-20 AA Z2 T ,00 0, ,00 Z2 T ,58 0, ,58 Z2 T ,34 0, ,34 0, ,

78 Szerszám befogók Forgácsoló szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltség Éves darabszám Éves költség 7.2 OP20 Első esztergagép szerszámköltségek SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK DNMG KM 3225 DNMG KF 3225 DNMG KM 3225 DNMG KF 3225 DDJNL 2525M 11 DDJNL 2525M 11 DDJNL 2525M 11 DDJNL 2525M 11 A T ,55 0, ,65 A T ,55 0, ,40 B T ,55 0, ,65 B T ,55 0, ,40 0, ,10 A T ,20 0, ,20 A T ,20 0, ,20 B T ,20 0, ,20 B T ,20 0, ,20 0, ,

79 Szerszám befogók Forgácsoló szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltség Éves darabszám Éves költség 7.3 OP30 Második esztergagép szerszámköltségek SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK SANDVIK VNMG KM 3225 VNMG MF 4325 VNMG KM 3225 VNMG MF 4325 DVJNL 2525M 16 DVJNL 2525M 16 DVJNL 2525M 16 DVJNL 2525M 16 A T ,95 0, ,40 A T ,85 0, ,20 B T ,95 0, ,40 B T ,85 0, ,20 0, ,20 A T ,0 0, ,00 A T ,0 0, ,00 B T ,0 0, ,00 B T ,0 0, ,00 0, ,

80 Köszörűkő Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltsé g Éves darabszám Éves költség Szerszám befogók Forgácsoló szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltség Éves darabszám Éves költség 7.4 OP40 Megmunkáló központ szerszámköltségek SANDVIK 1P XA 1630 T ,00 0, ,00 Egyedi Lépcsős fúró T ,00 0, ,00 SANDVIK 1P XA 1630 T ,30 0, ,10 0, ,10 BIG BIG BIG BIG BIG BIG BBT30- MEGA6N-60 MEGA6N NBC6-6 AA BBT30- MEGA6N-60 MEGA6N NBC6-6 AA BBT30- MEGA10N-60 MEGA6N NBC10-10 AA T ,66 0, ,66 T ,11 0, ,11 T ,66 0, ,66 T ,11 0, ,11 T ,47 0, ,47 T ,43 0, ,43 0, , OP50 JOURNAL köszörűgép szerszámköltségek TOYODA CBN120L200V- BA1R ,0 0, ,00 0, ,

81 Polírozó szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltsé g Éves darabszám Éves költség Sorjázó szerszámok Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltség Éves darabszám Éves költség Köszörűkő Gyártó Megnevezés Gépben Élettartam Lapkák száma Élek száma Ár Egységköltsé g Éves darabszám Éves költség 7.6 OP60 CAM köszörűgép szerszámköltségek TOYODA CBN120L200V- BA1R ,0 0, ,00 0, , OP70 Sorjázó gép szerszámköltségek OSBORN ,00 0, ,00 OSBORN ,00 0, ,00 OSBORN ,00 0, ,00 OSBORN ,00 0, ,00 OSBORN ,30 0, ,00 0, , OP80 Polírozó gép szerszámköltségek WENDT WENDT WENDT 15 mm ( A15µ) 15 mm ( A15µ) 22 mm ( A15µ) ,36 0, , ,36 0, , ,82 0, ,94 0, ,

82 7.9 Összesített szerszámköltségek Egységköltség Költség arányok Költség Egyszeri egységköltség Költség OP10 0, ,03% ,20 0, ,99 OP20 0,0220 5,18% 4 412,10 0, ,80 OP30 0,0291 6,87% 5 875,20 0, ,00 OP40 0, ,70% ,10 0, ,44 OP50 0, ,67% , OP60 0, ,67% , OP70 0,0189 4,44% 3 772, OP80 0,0145 3,42% 2 917, Összesen: 0, ,78 0, ,23 95,47% 4,53% Össz egységköltség: Összköltség: ,01 0,4445 Éves darabszám Az összesítő táblázat alapján jól látható, hogy egy munkadarab legyártása 0, ba kerül a szerszámoldalról számítva, amely ez éves szinten ,01 -t jelent. A költségeket a megmunkálási gépekre arányosítva látszik, hogy a központfúró illetve a megmunkáló központ teszi ki a közel 45 %-át a költségeknek, mivel ezekben található a legdrágább megmunkálási fázisok a fúrások. Mivel a furatok egyedi szerszámok által készülnek el, ezért is drága a többi szerszámhoz viszonyítva, amelyek standard katalógusban megtalálható szerszámok. A 3 darab egyedi gyártású fúró éves összköltsége kiteszi a teljes költség 25 %-át ( ), így ha drasztikus költségcsökkentést szeretnénk elérni ezekkel a szerszámokkal érdemes kezdenünk, például a megmunkálási technológiai paraméterek módosításán, vagy adott esetben egy másik kedvezőbb költségvetésű szerszámmal kiváltani azokat. Megfigyelhető hogy az éves egyszeri költségek, a szerszámtartók a teljes költség alig 5 %-át teszik ki. A lehető legköltséghatékonyabb gépek pedig a 2 esztergagép és a sorjázó valamint a polírozó gép

83 8. Műveleti sorrendterv Ebben a fejezetben elkészítem a teljes gyártósor műveleti sorrendtervét, ahol bemutatom a megmunkálási lépéseket gépről gépre. 8.1 OP10 Központfúró és véglap marógép megmunkálási műveletei 41. ábra Az OP10 szerszámai és megmunkálási felületei

84 1. művelet: G54 és G55 nullpontokon véglap marás 2. művelet: G54 és G55 nullpontokon fúrás 3. művelet: G54 nullponton M12 menetfúrás CNC program: % O1001 (Z1 TORONY) N0001 (T01=D80 ENDMILL) T01 M06 G90 G54 G00 Z100.0 H01 M03 S1000 M8 G00 Y-55.0 G00 Z0.0 G01 Y55.0 F2000 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G00 Z100.0 M01 N0002 (T02=DRILL) T02 M06 G90 G54 G00 Z100.0 H02 M03 S3000 M8 G00 Y0.0 G00 Z3.0 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) G81 Y0.0 Z R3.0 F900 G00 Z100.0 M01 N0003 (T03=M12 TAP) T03 M06 % O1002 (Z2 TORONY) N0001 (T01=D80 ENDMILL) T01 M06 G90 G55 G00 Z100.0 H01 M03 S1000 M8 G00 Y-60.0 G00 Z0.0 G01 Y60.0 F2000 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G00 Z100.0 M01 N0002 (T02=DRILL) T02 M06 G90 G55 G00 Z100.0 H02 M03 S2000 M8 G00 Y0.0 G00 Z3.0 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) G81 Y0.0 Z R3.0 F700 G00 Z100.0 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POSITION) M30 % G90 G54 G00 Z100.0 H03 M03 S1844 M8 G00 Y0.0 G00 Z3.0 G84 Z-13.5 R3.0 F3227 G00 Z100.0 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POSITION) M30 %

85 8.2 OP20 Első esztergagép megmunkálási műveletei 42. ábra Az OP20 szerszámai és megmunkálási felületei 1. művelet: T és T szerszámmal nagyolás 2. művelet: T és T szerszámmal simítás

86 8.2.1 CNC program: % O2001 G13 N0001 (A TORONY) G90 G00 X100.0 Z50.0 T S2000 M04 M08 G42 G00 X21.13 G01 Z33.8 F0.35 G01 X32.0 G01 Z23.5 G00 X27.5 Z13.5 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G01 X22.8 F0.35 G01 Z0.3 G01 X32.0 G01 Z-6.0 G00 X100.0 G00 Z50.0 G40 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) M01 N0002 G00 T S2500 M04 G42 G00 X18.66 G01 Z47.0 F0.15 G01 X20.3 Z46.0 G01 Z35.63 G01 X19.0 Z34.39 G01 Z33.9 G02 X19.8 Z33.5 I0.4 G01 X29 G01 X31.0 Z32.5 G01 Z24.0 G00 X24.5 Z13.5 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POSITION) G01 X22.3 F0.15 G01 Z2.14 G01 X20.88 Z0.79 G01 Z0.4 G02 X21.68 Z0.0 I0.4 G01 X29 G01 X31 Z-1.0 G01 Z-6.0 G00 X100.0 G00 Z50.0 G40 P40 (WAITING FOR OTHER P40 POSITION) G14 N0001 (B TORONY) G90 G00 X100.0 Z11.5 T S2000 M04 M08 G00 G41 X27.5 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G01 X22.8 F0.35 G01 Z24.7 G01 X33.0 G00 X100.0 G00 Z11.5 G40 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) M01 N0002 G00 T S2500 M04 G41 G00 X24.5 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POZITION) G01 X22.3 F0.15 G01 Z22.9 G01 X20.88 Z24.24 G01 Z24.6 G02 X21.68 Z25.0 I0.4 G01 X29.0 G01 X32.0 Z27.0 G01 X100.0 G01 Z11.5 G40 P40 (WAITING FOR OTHER P40 POSITION) M30 %

87 8.3 OP30 Második esztergagép megmunkálási műveletei 43. ábra Az OP30 szerszámai és megmunkálási felületei 1. művelet: T és T szerszámmal nagyolás 2. művelet: T és T szerszámmal simítás

88 8.3.1 CNC program: % O3001 G13 N0001 (A TORONY) G90 G00 X100.0 Z T S2200 M04 M08 G42 G00 X36.5 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G01 X32.0 F0.25 G01 Z201.0 G00 X50.0 G00 Z G00 X27.5 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) G01 X23.3 F0.25 G01 Z143.0 G00 X50.0 G00 Z56.62 G00 X27.5 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POSITION) G01 X23.3 F0.25 G01 Z47.0 G00 X100.0 G00 Z G40 P40 (WAITING FOR OTHER P40 POSITION) M01 N0002 G00 T S2500 M04 G42 G00 X33.5 P50 (WAITING FOR OTHER P50 POSITION) G01 X31.0 F0.20 G01 Z G01 X28.5 Z G00 X50.0 G00 Z G00 X24.8 P60 (WAITING FOR OTHER P60 POSITION) G01 X22.3 F0.20 G01 Z G01 X20.8 Z G00 X50.0 G00 Z56.62 G00 X24.8 P70 (WAITING FOR OTHER P70 POSITION) G01 X22.3 F0.2 G01 Z48.62 G01 X20.8 Z47.62 G00 X100.0 G00 Z G40 P80 (WAITING FOR OTHER P80 POSITION) G14 N0001 (B TORONY) G90 G00 X100.0 Z T S2200 M04 M08 G41 G00 X36.5 P10 (WAITING FOR OTHER P10 POSITION) G01 X32.0 F0.25 G01 Z224.0 G00 X50.0 G00 Z G00 X27.5 P20 (WAITING FOR OTHER P20 POSITION) G01 X23.3 F0.25 G01 Z160.0 G00 X50.0 G00 Z54.62 G00 X27.5 P30 (WAITING FOR OTHER P30 POSITION) G01 X23.3 F0.25 G01 Z64.0 G00 X100.0 G00 Z G40 P40 (WAITING FOR OTHER P40 POSITION) M01 G00 T S2500 M04 G42 G00 X33.5 P50 (WAITING FOR OTHER P50 POSITION) G01 X31.0 F0.20 G01 Z G01 X28.5 Z G00 X50.0 G00 Z G00 X24.8 P60 (WAITING FOR OTHER P60 POSITION) G01 X22.3 F0.20 G01 Z G01 X20.8 Z G00 X50.0 G00 Z54.62 G00 X24.8 P70 (WAITING FOR OTHER P70 POSITION) G01 X22.3 F0.2 G01 Z62.62 G01 X20.8 Z63.62 G00 X100.0 G00 Z G40 P80 (WAITING FOR OTHER P80 POSITION) M30 %

89 8.4 OP40 Megmunkáló központ megmunkálási műveletei 44. ábra Az OP40 szerszámai és megmunkálási felületei 1. művelet: T01 es szerszámmal a kis horony megmunkálása 2. művelet: T02 es szerszámmal a 6 darab lépcsős furat megmunkálása 3. művelet: T03 as szerszámmal a nagy horony megmunkálása

90 8.4.1 CNC program: % O4001 N0001 (T01=D4,5 MILL) T01 M06 G90 G54 G00 Y0.0 Z100.0 H01 M03 S7000 C0 G00 X-2.5 G00 Z8.0 G01 X1.25 F280 G01 X-2.5 F1000 G42 G01 Y2.5 F1000 D01 G01 X1.5 F280 G02 X1.5 Y-2.5 J-2.5 G01 X-2.5 G40 G00 Z100.0 M01 N0002 (T02=D3 DRILL) T02 M06 G90 G54 G00 Z100.0 H02 M03 S10000 M8 C0 G00 Y0.0 X34.5 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z25.0 G00 X102.5 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z25.0 G00 X198.5 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z25.0 G00 C180 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z25.0 G00 X102.5 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z25.0 G00 X34.5 G00 Z13.0 G01 Z2.5 F1000 G00 Z100.0 N0003 (T03=D9.5 MILL) T03 M06 G90 G54 G00 Z100.0 H03 M03 S5000 C180 G00 Y0.0 G00 X276.0 G00 Z7.0 G01 X F1000 G01 X276.0 F5000 G42 G01 X270.5 Y-6.0 F5000 D03 G01 X269.5 Y-5.0 F1000 G01 X264.5 G02 X264.5 Y5.0 J5.0 G01 X269.5 G01 X270.5 Y6.0 G40 G00 X276.0 Y0.0 G00 C0 G01 X F1000 G01 X276.0 F5000 G42 G01 X270.5 Y-6.0 F5000 D03 G01 X269.5 Y-5.0 F1000 G01 X264.5 G02 X264.5 Y5.0 J5.0 G01 X269.5 G01 X270.5 Y6.0 G40 G00 X276.0 Y0.0 G00 Z100.0 M30 % M

91 8.5 OP50 JOURNAL köszörűgép megmunkálási műveletei 45. ábra Az OP50 megmunkálási felületei 1. művelet: A JOURNAL köszörülése 2. művelet: B JOURNAL köszörülése 3. művelet: C JOURNAL köszörülése 4. művelet: D JOURNAL köszörülése CNC program: % O6001 N1000 (A JOURNAL) G90 G54 G0 Z[42.5] T1 M6 G0 X[ ] M4 S250 G1 X[ ] F500 G1 X[ ] F50 G1 X[ ] F5 G1 X[ ] F2.5 G1 X[ ] F0.1 G4 X[1] G1 X[ ] F50 G0 X[50] N2000 (B JOURNAL_1) G0 Z[16.5] G0 X[ ] M4 S250 G1 X[ ] F500 G1 X[ ] F50 G1 X[ ] F5 G1 X[ ] F2.5 G1 X[ ] F0.1 G4 X[1] G1 X[ ] F50 G0 X[50] N3000 (B JOURNAL_2) G0 Z[8.5] G0 X[ ] M4 S250 G1 X[ ] F500 G1 X[ ] F50 G1 X[ ] F5 G1 X[ ] F2.5 G1 X[ ] F0.1 G4 X[1] G1 X[ ] F50 G0 X[50] N4000 (C JOURNAL) G0 Z[-55.5] G0 X[ ] M4 S250 G1 X[ ] F500 G1 X[ ] F50 G1 X[ ] F5 G1 X[ ] F2.5 G1 X[ ] F0.1 G4 X[1] G1 X[ ] F50 G0 X[50] N5000 (D JOURNAL) G0 Z[-151.5] G0 X[ ] M4 S250 G1 X[ ] F500 G1 X[ ] F50 G1 X[ ] F5 G1 X[ ] F2.5 G1 X[ ] F0.1 G4 X[1] G1 X[ ] F50 G0 X[50] M30 %

92 8.6 OP60 CAM köszörűgép megmunkálási műveletei 46. ábra Az OP60 megmunkálási felületei 1. művelet: CAM1 köszörülése 2. művelet: CAM2 köszörülése 3. művelet: CAM3 köszörülése 4. művelet: CAM4 köszörülése CNC program: % O5001 N1000 (CAM1) G90 G54 G0 Z[35.0] T1 M6 G0 X[#P ] M4 S150 G1 X[#P ] F500 G1 X[#P ] F50 G1 X[#P ] F5 G1 X[#P ] F2.5 G1 X[#P ] F0.1 G4 X[1] G1 X[#P ] F50 G0 X[50] N2000 (CAM2) G0 Z[76.0] G0 X[#P ] M4 S150 G1 X[#P ] F500 G1 X[#P ] F50 G1 X[#P ] F5 G1 X[#P ] F2.5 G1 X[#P ] F0.1 G4 X[1] G1 X[#P ] F50 G0 X[50] N3000 (CAM3) G0 Z[131.0] G0 X[#P ] M4 S150 G1 X[#P ] F500 G1 X[#P ] F50 G1 X[#P ] F5 G1 X[#P ] F2.5 G1 X[#P ] F0.1 G4 X[1] G1 X[#P ] F50 G0 X[50] N4000 (CAM4) G0 Z[172.0] G0 X[#P ] M4 S150 G1 X[#P ] F500 G1 X[#P ] F50 G1 X[#P ] F5 G1 X[#P ] F2.5 G1 X[#P ] F0.1 G4 X[1] G1 X[#P ] F50 G0 X[50] M30 % A #P101 paraméter a gépre feltöltött teljes 360 -os CAM profilt jelöli. Mivel a tokmányba csak egyféleképpen lehet a munkadarabot behelyezni, a tokmány adott forgatási szögéhez képest változik a munkadarab köszörülendő pozíciója, amelyből a vezérlés a munkadarab forgatása során folyamatosan változtatja a köszörűkő helyzetét, az adott profilnak megfelelően

93 8.7 OP70 Sorjázó gép megmunkálási műveletei 47. ábra Az OP70 megmunkálási felületei 1. művelet: A tengelyen átmenő belső furat sorjázása 48. ábra A sorjázó kefe 2. művelet: A CAM-ek sorjázása 48. ábra A sorjázó korong

94 8.8 OP80 Polírozó gép megmunkálási műveletei 49. ábra Az OP80 megmunkálási felületei 1. művelet: A JOURNALOK (B; C; D) polírozása 50. ábra A polírozó szalagok megmunkálás közben