Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Átírás

1 6. MENETMEGMUNKÁLÁSOK A csavarfelületek egyrészt gépelemek összekapcsolására (kötő menetek), másrészt mechanizmusokban mozgás átadásra (kinematikai menetek) szolgálnak Gyártási eljárások a) Öntés fröccsöntés: műanyag alkatrészeknél, színesfém alkatrészeknél. b) Képlékeny alakítás: képlékeny mélyalakítás, külső üregelés. c) Forgácsolás:

2 c1. Csavarfelületek megmunkálása határozott élű szerszámokkal: állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával, változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával. c1.1. Állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával A megmunkálást a menet alakjának megfelelő forgácsolórésszel rendelkező egy- vagy többélű szerszámmal végezzük. Mivel ezeknek a szerszámoknak az alakos forgácsolóéle az elméleti csavarfelület ellendarabja, az eljárást felületazonos menetmegmunkálásnak is nevezzük (6.1. ábra).

3 a) menetmetszés kerek menetmetsző tárcsával, b), c), d) menetmetszés önnyíló menetmetsző fejjel (sugárirányú, érintőleges-, körkéses elrendezés), e) menetvágás száras menetvágókéssel, f) menetvágás menetvágókéssel, g) menetvágás menetvágó körkéssel, h) lapos fésűs menetvágókéssel i) fésűs menetes körkéssel. A 6.1. ábrán a következő oldalakon: Menetmegmunkálás állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával

4 n mdb d κr n a ) menetmetszés kerek menetmetsző alkalmazásával v f kiemelt állapot α γ α 1 2 n mdb γ 4 n mdb γ n mdb 3 b ) sugárirányú c ) érintőleges d ) körkéses ö n n y í l ó menetmetsző

5 a p e ) száras menetvágókéssel f ) hasábos menetvágókéssel g ) menetvágás körkéssel n mdb n mdb v f v f κ r bekezdő kúp κ r h ) fésűs menetvágókéssel i ) fésűs menetes körkéssel

6 Az egyes szerszám kialakításának célszerűségét főleg a megmunkálandó menettel szemben támasztott követelmények (pontosság, felületminőség) a biztosítandó termelékenység és gazdaságosság, a gyártási volumen határozza meg. A felületazonos forgácsolás módszereit belső hengeres felületeken levő menetek megmunkálását a 6.2. ábra szemlélteti.

7 a ) menetfúrás b ) menetvágás furatkörkéssel n mdb c ) menetvágás furatkéssel 6.2. ábra d ) menetvágás betétes menetvágó furatkéssel e ) menetvágás fésűs furatkéssel Belső menetek felületazonos megmunkálása

8 c.1.2. A változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával A változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával történő megmunkálás eljárásainál a szerszámok alakos forgácsolóélei a megmunkálandó csavarfelülettől eltérő pályán mozdulnak el, ezért ezeket felületidegen menetmegmunkálásnak nevezik. Külső hengeres felületeken levő menetek felületidegen forgácsolásának módszereit a 6.3. ábra szemlélteti. Ezeknél az eljárásoknál a csavarfelület és a szerszám forgácsoló élei által leírt felület eltérései miatt legtöbb esetben alámetszés jön létre, ami a menet profilját torzítja.

9 f a>1 mdb. fordulata n sz v c n sz v f n mdb v f a ) menetmarás tárcsa alakú menetmaróval n mdb v f P rövidmenetmaró b ) menetmarás hengeres rövid menetmaróval 6.3. ábra Külső menetek felületidegen megmunkálása

10 n sz n mdb n mdb v f c ) örvénylő menetmarás d ) bolygó menetmarás 6.3. ábra Külső menetek felületidegen megmunkálása

11 A felületidegen forgácsolás módszereit belső hengeres felületen levő menetek megmunkálására a 6.4. ábra szemlélteti. Nagy termelékenységük révén kinematikai menetek nagyolására és kötőmenetek nagysorozat- és tömeggyártására használják.

12 n mdb n sz f a )menetmarás hengeres menetmaróval b ) örvénylő menetmarás n mdb ω sz n sz 6.4. ábra Belső menetek Felületidegen megmunkálása c ) bolygó menetmarás

13 6.2. Menetmegmunkáló szerszámok A szerszámok rendeltetésüknek megfelelően két nagy csoportra oszthatók: furatban való menetkészítés (belső menetek) szerszámai, külső palástfelületen való menetkészítés (külső mentek) szerszámai.

14 Furatban Menetmegmunkálás 6.1. táblázat Külső felületen 1. Menetfúrás 1. Menetmetszés 2. Menetesztergálás 2. Menetesztergálás 3. Menetmarás 3. Menetmarás 4. Menetköszörülés 4. Menetköszörülés Menetmángorlás, menethengerlés Menetmegmunkálási módok

15 Menetfúrók kézi menetfúrók, gépi menetfúrók, anyamenetfúrók (csavaranyák nagy tömegben való előállítására), mestermenetfúrók (pontosabb munkához pl. menetmetszők készítéséhez), különleges menetfúrók. Általában egy darabból, tömör kivitelben készülnek. Előfordulnak azonban szerelt kivitelben is, amelyeket rendszerint nagy átmérőjű furatok menetfúrásánál alkalmazunk.

16 Kézi menetfúrók Belső menetek készítéséhez 10 mm-ig a legelterjedtebb technológia. Alkalmazásának főbb okai: egyszerűen biztosítható a menetközép furat mérete IT tűréssel, termelékeny eljárás.

17 L dolgozó rész γ l 1 l 2 α 1 forgácstér β ε 2 = κ r vágószárny homlokfelület vágóél hát felület P szár (befogó rész) α α /2 d 1 m 1 d 2 m m 2 d tengelymetszet 6.5. ábra A menetfúró szerszám általános felépítése

18 A menetfúró olyan csavarfelület, amelyen a vágóéleket néhány hosszirányú egyenes vagy csavarvonal alakú horony alakítja ki. γ: homlokszög α: profilszög α 1 : hátszög β: élszög δ: metszőszög ω P d. π 6.6. ábra Menetemelkedés értelmezése

19 A menetfúrók osztályozhatók a vágás iránya és a hornyok emelkedési iránya szerint: jobb menetű, bal menetű, egyenes hornyú, jobb illetve bal hornyú. A szerszám forgácsoló része elsősorban a termelékenységet, míg a szabályozó része a pontosságot befolyásolja.

20 Forgácsoló rész a) nemcsak a menet külső, hanem a közép és a magátmérőjét is kúposan alakítják ki, b) a magátmérő hengeres (ez a gyakoribb). A menet teljes kialakítását egy szerszámmal nem minden esetben lehet vagy célszerű elvégezni, hanem több darabbal, ún. készlettel. Ennek megfelelően készítenek: egyes menetfúrókat, több darabból álló menetfúró készleteket. A készlet darabszáma a szerszám méretétől, típusától és a menet fajtájától függ.

21 l 1 l l l 2 3 κ r P h készrevágó II. utánvágó I. utánvágó elővágó κ r3 κ r2 κ r1 d 0 d ábra Menetfúróknál a forgácsoló kúp kialakítása

22 A forgácsoló kúp fordulatonként egy menetemelkedésnyi elmozdulást végez, és h = P tgκ vastagságú anyagot választ le. r (6.1) Mivel z számú forgácsoló fog van, minden fogra h vastagságú forgács jut. z = P tgκ r z (6.2) A menetfúró forgácsoló részének kialakítása több darabos készlet esetén:

23 6.2. táblázat A forgácsoló rész félkúpszöge kézi menetfúróknál Kivitel Készlet κ r κ r1 κ r2 κ r3 Zsákfurathoz 4 részes 3 részes 2 részes 25 o 25 o 20 o 10 o 10 o 10 o 15 o 15 o - 20 o - - Átmenő furathoz Egy darabból álló fúró 4 részes 3 részes 2 részes 20 o 20 o 20 o 5 o 5 o 10 o 10 o 12 o - 1 darab 12 o o - - Kézi menetfúrók félkúpszögeinek változása különböző készletek esetén

24 A bekezdő rész legkisebb d 0 < d 1 (a menet belső átmérője) kell legyen. d mag furat > d 1 kell legyen, különben dörzsárként dolgozik a menetfúró. Az előbbiekből látható, hogy κ r és l 1 függ attól, hogy milyen darabszámú szerszámmal lehet elvégezni a menetprofil teljes kialakítását. Az egy készletbe tartozó menetfúrók száma függ a szerszám típusától (kézi, gépi), a szerszám d átmérőjétől és a menetmélységtől (m 1 + m 2 ). Szokásosan 3 darabosak, de: nagy m és nagy P esetén finom meneteknél 4 darab, 2 darab, (esetleg 1 darab) használatos.

25 Ajánlatos az l 1 -et minél rövidebbre választani, melynek előnyei: a forgácsvastagság nagyobb, így a fajlagos forgácsolóerő csökken, ebből következik, hogy a nyomaték is csökken, kisebb a forgácsbeékelődés veszélye, csökken a megmunkálási idő, kisebb az anyagfelhasználás és az edzési elhúzódás. Hátrányai: κ r nagy, a fúró vezetése bizonytalanabb, a forgácsolásban résztvevő fogak száma kevesebb, így jobban kopik, kisebb az élettartama.

26 Gépi menetfúróknál: általában egy db-ból áll a készlet, így az l 1 = menet (hossz). Kézi menetfúróknál: 3 db-os készlet esetén mindhárom darabon olyképpen képzik ki a forgácsoló részt, hogy a következő szerszám az előbbi szerszám által kimunkált menethez csatlakozik. A teljes menetkialakításhoz szükséges forgácsoló rész hosszát 3 darabos készlet esetén ajánlatos 4:2:1 arányban elosztani. Így: - elővágásnál l 1 = 6 7 menet, - utóvágásnál l 1 = 3 3,5 menet, - készrevágónál l 1 = 1,5 1,75 menet.

27 Szabályozó rész: l 2 a menet tisztítására és szabályozására, az önelőtolás vezetésére, élezési tartalékul szolgál. A hornyok száma általában 2 6. A horony alakjától és méretétől függ elsősorban a vágószárnyak mérete, a törzsvastagság és a homlokszög. A bekezdő, forgácsoló részen a törzs átmérője d 0,7 0.8 tb d tsimítórész

28 A törzs (lélek) vastagságra és a vágószárnyak szélességére az 7.3. táblázat ad utalást. Méretek a külső (d) átmérő hányadában táblázat A hornyok száma Törzsátmérő d t 0,38-0,40 0,40-0,45 0,45-0,50 0,55-0,60 v Vágószárny szélesség 0,45-0,5 0,32-0,35 0,2-0,35 0,17-0,2 Törzsátmérő és vágószárny szélesség változása a hornyok számának függvényében

29 v γ α R d t 6.8. ábra Menetfúró keresztmetszete

30 γ = α forgácsoló rész : gépi menetfúró: α = o kézi menetfúró: α = 6 8 zsákfurat: α = 3 4 átmenő furat: α = 5 8 α szabályozó rész = 0 o ; viszont a szárféle kúpos 0,01-0,08/100 mm méretben. Gépi menetfúrók a szár átmérője kisebb, mint a menet d magmérete (előnye: visszacsavarás elmaradhat), anyaga gyorsacél köszörült kivitelben, termelékenysége nagyobb a kézi menetfúróénál.

31 Anyamenetfúrók (automatákon) Hatlapú anya Menetfúró befogófej Adagoló csatorna Anyavezeték Mdb betoló Hajlított szárú anyamenetfúró 6.9. ábra Anyamenetfúró automata elvi működése

32 Menetmetszés Külső menetek leggyakrabban használt szerszáma a menetmetsző. (csavaranya, amelyben a menet megvalósításával forgácsoló éleket képeznek ki.) Szerkezetük és felhasználásuk alapján: a) egy darabból készült menetmetszők: kerek, négyzetes, hatszögletes, b) osztott kivitelű menetmetszők, c) csőszerű menetmetszők, d) szerelt kivitelű menetmetszők.

33 a) Kerek menetmetszők Lényegében edzett belső menet, amelyből furatok segítésével vágóéleket képeznek ki. A menetmetsző forgácsoló része: l 1.

34 A A A e x d a B 0 d l 1 l 2 g A 45 B B B b 2 b ábra Menetmetszők κ r κ r geometriai d f d m kialakítása l 1 b

35 A menet kialakításának zömét végzi. Belső kúp alakjában képezik ki. A κ r csökkentésével a vágófogak száma növelhető, de ezzel nő a b 1 szerszámszélesség is. 2κ o o r = táblázat Munkadarab anyaga κ r γ Lágyvas, lágybronz, lágy Al 35 o 20 o -25 o Acél N/mm 2 30 o 15 o -20 o Öntött bronz, öv, acél 600 N/mm 2 felett 20 o 8 o -12 o Ajánlott szögértékek A d f > d, hogy a bekezdés könnyebb legyen.

36 2g = 0,1... 1,5 mm értékű lehet M1... M52-ig l 1 = (m+g) ctg κ r (a bekezdő rész hossza). A menetmetsző szabályozó része: ez végzi a menet végleges kialakítását, a felület a menettől eltekintve hengeres, l 2 = 3 6 menetemelkedés. Ezzel a menetmetsző vastagsági mérete: b = 2l 1 + l 2 b 7 9 menet.

37 A szerszám homlokszöge és a homloklap alakjai: kemény anyagokhoz: γ = 8 o 12 o, közepesen kemény anyagokhoz: γ = 15 o 20 o, lágy anyagokhoz: γ = 20 o 25 o. A forgácsoló részen γ = 4 o 6 o -kal nagyobb mint a szabályozó részen. Ezt a bevezető rész külön kimélyítésével lehet elérni. A szerszám hátszöge: α = 6 o 8 o a forgácsolórészen. Ez úgy keletkezik, hogy a forgácsoló részen a hátlapot hátramunkálják. d π H = tgα (6.3) n n a vágószárnyak száma tgα belsőműűköd 1 = tgα1 cosκ r

38 r 0 01 r 1 t 1 α 1 O H ábra Menetmetsző hátramunkálása

39 A vágószárny: Forgácsolási szempontból kedvező, ha a vágószárnyak keskenyek, mert így az átfogási ív kisebb. Így viszont csökken a szilárdsága. Tapasztalat szerint a legtöbb menetmetsző a széles vágószárny miatt törik. Ezért b < c kell legyen (6.12. ábra). b A forgácsolási és szilárdsági szempontból = 0,65 0,7 c veszik fel.

40 e ω ω τ c τ R 0 r 0 b d 1 φ D ábra Menetmetsző geometriai kialakítása

41 A ábra alapján a b vágószárny szélességét és a c vágószárnyak közötti távolságot a húron mérve az alábbi összefüggésekből számíthatjuk: b 2 c b = d1 sinτ = d1 sinω = 2 c n vágóél esetén azonban ω o 180 = τ, és ezt helyettesítve: n sinτ sinω c = 2 d 1 sinω = 180 b sin n sinτ o τ (6.4) e ( 0,6 0,9) D1 = legyen!

42 A vágószárnyak szélességének meghatározása után a kerek menetmetsző méreteinek további számításaihoz meg kell határozni a forgácsfuratok R 0 és r 0 sugarát. Az R 0 és r 0 meghatározásához az alábbi szempontokat kell figyelembe venni: 1. a furatok elkészítéséhez minél kevesebb fúrókészülékre legyen szükség. 2. sík homloklapú szerszámnál kevés anyagot kelljen eltávolítanunk, vagyis a forgácsfurat minél közelebb kerüljön a menethez, de a menetet ne érintse. 3. a vágószárny b szélessége az előbbi meghatározásnak megfeleljen. 4. a szerszám külső átmérője és a forgácsfuratok közötti rész (e) szilárdságilag megfelelő legyen.

43 Íves homloklapú szerszámnál: e C r 0 γ A δ c B R 0 D r 1 ω O ábra Íves homloklapú menetmetsző

44 c sinω =, c = 2r1 2r 1 sinω Az ABC háromszögből: r 0 A forgácsfurat átmérője. (6.5) = 2sin c ( δ ω) δ o = 90 γ R 0 = OC = AO + AC Az AOB háromszögből: AB = r 1 cosω

45 Az ACB háromszögből: = r cos ( δ ω) és (6.6) AC 0 = r cos + r cos( ) R 0 1 ω 0 δ ω (6.7)

46 Sík homlokfelületű menetmetszők esetében: e r 0 f γ l ω + γ. x a D y R 0 r 1 ω ábra Sík homlokfelületű menetmetsző

47 r0 = a tg ω a = x + y, r 0 = a tg ( γ + ) tg( ω + γ) l = y sin( γ + ω) = r1 sinω ( ) ( ) ( ) ( ) x sinγ + ω + r sinω γ + ω = x tgγ + ω + y tgγ + ω = (6.8) cos( γ + ω) + x cos( γ + ω) + r sin( γ ω) (6.9) R 0 = r1 cosω 0 + r 0. = r0 a ω+γ a y x r r 0 1 = ( x + y) tg( ω + γ) = 1 = y tg( ω + γ) sinω tg( ω + γ ) r0 = a ábra Kiemelés a ábrából

48 r 0 ω+γ. x R 0 1 r ω r ábra Kiemelés a ábrából

49 Az e méret a menetmetsző szilárdságát határozza meg. Értékét a D és r 0 ismeretében lehet meghatározni. D e = ( R ) 0 + r 0 (6.10) 2 Az e értéke függ a forgácsfuratok számától. 3 5 forgácsfuratú menetmetszőnél e = (0,15 0,11) D, míg a 6 8 furatú menetmetszőknél e = (0,1 0,08) D. Ha a számítások során az itt feltüntetett e értéknél kisebbet kapnánk, megy kell változtatni a c és γ értékét. Szerelt kivitelű menetmetszők: termelékenység, pontosság, felületi érdesség, utánállítás és élezés szempontjából lényegesen felülmúlják a kerek metszőket.

50 Használat szempontjából: a) Önálló menetvágófejek. b) Szabályozható menetvágófejek. - A metszőpofák szétnyílnak, így nem kell visszacsavarni, - Csupán a pofák beállítását és rögzítését, valamint utánállítását teszik lehetővé. A menetvágás befejezésével a szerszámot a munkadarabról le kell csavarni, ezért elterjedtsége kisebb. Készülnek: hasáb alakú késsel: - sugár (6.17.a), - érintőleges kivitelben (6.17.b), körkéssel (6.17.c).

51 a) b) Hasábkés sugár irányban Hasábkés érintő irányban c) Körkés ábra Szerelt kivitelű menetmetszők

52 Menetvágás alakos késsel Sorozatgyártásnál előnyös az alakkés használata. a) Hasábos menetvágókés α = 10 o 15 o γ = 0 o -nál használják általában.

53 α A A A-A ábra Hasábos menetkés

54 6.19. ábra Hasábos menetkés profilok gyakori kialakításai

55 b) Menetvágó körkések Elterjedtek, mivel előállításuk gazdaságosabb, mint a hasábos késeké. Típusaik: egyszeres, kettős, hátraesztergált, fésűs menetvágó körkés.

56 h α α ábra Menetvágó körkések

57 c) Menetvágás fésűskéssel Előnye: Elővágás, nagyolás, simítás munkáit (az egyélű szerszám részletmunkáit) ugyanazon menetben egy késsel és befogással készítjük el ábra Menetvágó Fésűskés Geometriai kialakítása α m A B l l l A ω λ s λ s = ω l1 κ Miskolci Egyetem, Gyártástudományi r Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

58 ahol: l 1 bekezdő rész (1,5-2 menet) l 2 forgácsoló rész (2-3,5 menet) l 3 szabályozó rész (2-4 menet) κ r λ s bekezdő szög terelőszög. Előnye: A munka egyenletes elosztásával jelentős termelékenységnövekedést nyerünk. Hátránya: csak hosszú menetkifutásnál alkalmazható, nem vágható nagy pontosságú menet.

59 Alakjuk szerint lehetnek: lapos fésűs menetvágókés (6.21. ábra), hasábos menetvágókés, fésűs menetes körkés (gyűrű alakú menetekkel). Lapos fésűs menetvágókés Az A-B felület (6.21. ábra) merőleges a menetemelkedésre, ezért azonosak a forgácsolási feltételek a menetszelvény mindkét oldalán, λ s kedvező bekezdést biztosít, elősegíti a forgács eltávolítást. λ s = 2 o 6 o (anyagszilárdságtól függően) κ r = 15 o 20 o általában, κ r = 30 o 40 o (tövig vágott menetnél), l 1 = m ctgκ r.

60 Menetmarás Főként hosszú (6.3.a. ábra) munkadarabok, de rövid menetek (6.3.b. ábra) menetének kialakítására is használják. A maró tengelyét a menetemelkedési szögnek megfelelően bedöntik. A szerszámprofil számítását a 16. fejezetben közölt módszer szerint lehet elvégezni. Mozgásviszonyok: a főmozgást a szerszám, az összetett mellékmozgást a munkadarab végzi kötetlen kinematikájú, a főmozgás független az előtoló mozgástól.

61 Előnyei: gépi főidő kevesebb, félautomatikusan önköltsége kisebb. működő menetmarógépek Hátrányai: alkalmazási területe korlátozott, a legkisebb átmérő korlátozott, furatban csak nagyobb átmérőnél és kis menethosszúságnál alkalmazható.

62 a) Menetmarás tárcsa alakú maróval (alakos maróval) b w főmozg. a min B x min m1 f=p ábra Menetmarás tárcsamaróval (főméretek) ábra Szimmetrikus menetmaró

63 ( m + x ) D min a min A bedöntött maró szelvényalakját a bedöntés miatt módosítani kell: tg ε ' = tgε cosϕ (6.11) (6.12) ahol: ε - a maró szelvényének módosított csúcsszöge, ε - a munkadarab menetének csúcsszöge a tengelymetszetben, ω = ϕ - a munkadarab menetemelkedése a középátmérőben.

64 Maró Mdb P emelkedési szög Menetemelkedés: P = π d tgα v f v c α d Menetemelkedési szög: P tgα = π d v fa ábra Hosszmenet marás Bedöntött maróval Cserekerék áttétele: z z P i i P t T 1 g = P T : a vezérorsó emelkedése i: csigahajtás i 1 : kúpkerék

65 ω = 10 o 15 o -ig elhanyagolják a torzulást, e felett olyan nagy eltérések jelentkeznek az ω és ω 1 magátmérő emelkedési szögnél, hogy az ω 1 -re beállított maró oldalirányban a szelvényalakot a külső és magátmérőn elvékonyítva eltorzítja. Profilszámítás menete azonos a csiga-menetmarásnál közöltekkel. (lásd 11. fejezet) A torzítás mértékének megfelelően a marót módosítani kell. A maró helyes alakjának meghatározása azonban nagyon körülményes és kivitele is igen nehéz. A tárcsa alakú marót hátraesztergált fogakkal gyártják.

66 b) Örvénylő menetmarás A hosszú menetmarás egyik fajtája. A hagyományos menetforgácsoló eljárásnál szer termelékenyebb. A marófej különleges szerszám, amelyet a hajtóberendezéssel együtt az eszterga szánjára szerelünk. Ehhez merev, örvénylő menetmaráshoz alkalmas gépágy szükséges. A szerszám pontosan állítható, szerelt (keményfém vagy gyorsacél) kivitelű.

67 Mozgásviszonyok Az örvénylőszerszám végzi a forgó főmozgást, valamint a munkadarab tengelyének irányába eső mellékmozgást. A munkadarab viszonylag lassú körelőtolást végez. Az örvénylő menetmarás lehet egyenirányú vagy ellenirányú.

68 v c örvénylõfej v f f a külsõ menet belsõ menet ábra Külső és belső örvénylő menetmarás elve

69 Az ellenirányúnál kedvezőbb az éltartam, mivel a szerszámél rövid idő alatt eléri a h legnagyobb forgácsvastagságot. A ábra jelölésével azonos geometriai méretek esetében az él anyagba hatolásának ϑ szöge egyenirányú marás esetén (cosinus tétel alapján) csak az átmérőviszonytól függ.

70 n s A fz h c υ φds nt υ D H 1 φ d ϕ 0 d/2=r ϕ 0 ϕ t O R s ϕ e O 1 ξ O ábra Örvénylő menetmarás geometriai viszonyai

71 r e R s υ O O 2 c r 2R e r R arccos r 2R e r R cos cos r 2R r R e s s s s s 2 2 s 2 + = + = + = ϑ ϑ ϑ ábra Kiemelés a ábrából

72 Ellenirányú marás esetén az él anyagba hatolásának szöge a fordulatszámviszonytól függ: ϑ = f z R 2π n s z n s t 1 1+ Az egyenirányú marás merev forgácsolási rendszert igényel. A munkadarabot a forgácsolási hely közelében kell megtámasztani, a rezgések csökkentésére (megszüntetésére) tokmánytárcsát vagy tokmányféket kell használni. Ellenirányú marás csak keménykérgű, revés daraboknál indokolt. A szerszám D s és a munkadarab d átmérőjének viszonyától függ a felület alakhibája és a termelékenység. n n t s D dπ 2 (6.13)

73 D Célszerű ha s = 1,1...1,2 d. Ekkor a betétkés a kerület 1/5... 1/4-én forgácsol. Az f z körelőtolás a szerszámkerületen mért ϕ 0 forgácsívszöggel jellemezhetők. Abból indulunk ki, hogy: r 2 = R 2 s cosϕ = + R e 2 s ϕ = arccos 2 + 2R R e 2 s s 2R 2 e + e 2R s s r 2 e cosϕ 2 r e 2 (6.14) (6.15) (6.16)

74 A munkadarab kerületére számított ϕ t forgácsívszög: C R 2 s = r 2 + e 2 2r e cos 180 ( ) o ϕ t r O R s ϕt e ϕ O 2 ( ) o ϕ cos 180 cosϕ = ϕ t = t r arccos 2 t R + 2 s = e 2 r 2 2r e 2 r + 2r e e 2 s e 2 2r R e 2 R 2 s (6.17) ábra Kiemelés a ábrából

75 A forgácsívszög diagramból is meghatározható: (6.29. ábra) ϕ rad D =f=1.1 d D /2 s d/2 0.4 ϕ 0.2 H τ = 2H d ábra Forgácsívszög meghatározása

76 Két egymást követő késbelépés között a munkadarab ϕ 0 szöggel fordul el: ϕ 0 = 2π z n n s t ϕ 0 radiánban (6.18) A ϕ 0 előtolásszög és az átmérőviszony meghatározza a magátmérőre (d 1 ) keletkező y alakhibát: y = d 1 2 ϕ d D 1 s (6.19) melynek nagysága diagramból is meghatározható:

77 (1 + - ) d1 D s 16y = d1 ϕ Külső érintkezés tartománya ϕ 0 d1 y Ds 0.5 D S d 1 0 Belső érintkezés tartománya ϕ 0 d 1 Ds y D d 1 s ábra Alakhiba meghatározása az átmérőviszony ( D S d 1 ) függvényében

78 Tapasztalat szerint, ha: Ds n t = 1,2 és = 0,005 0,02 d n 1 s az örvénylő marással elkészített felület alakhibája a gyártási tűrésen belül marad. A leggyakoribb menettípusoknál a torzulást elegendő mértékben lehet csökkenteni az alakkés (betétkés) szelvényszögének és szelvényszélességének módosításával. Közelítően, ha γ > 0 o : ψ ψ tg u = tg cosγ, 2 2 ahol: ψ : menetszelvény szög.

79 Örvénylő menetmarással, ha pontosabb menetet kell előállítani akkor a megmunkálást γ = 0 o homlokszögű szerszámmal kell elvégezni. Az örvénylőkészülék szerszámtárcsái a menetemelkedésnek megfelelően bedönthetők. Ha a menetközépátmérő emelkedése ω 2, akkor: tg ψ 2 u = tg ψ 2 cosω 2 Az összefüggés azonban pontosabb menetek készítéséhez (pl. vezérorsók) nem használható. Ekkor az alakkés szelvényszélességét is helyesbíteni kell. (6.20)

80 Az örvénylő maráshoz használt kés élszögei [148] Célszerű ha γ 0 = 0 o a ϑ belépési szögnek megfelelően. γ e = -15 nagyságú működő homlokszög mellett kezdi meg a forgácsleválasztást.tangenciális elrendezésű örvénylőkés (fej) élén α 15 o hátszöget kell kialakítani, hogy elegendő nagyságú működő oldalhátszög jöjjön létre. Radiális elrendezésű örvénylőkésnél α = 5 o 8 o. Tangenciális késeket homloklapjukon, a radiálist hátlapjukon kell újraélezni.

81 Az örvénylő menetmegmunkálás viszonyai lényegesen függnek a forgácsmegosztástól. A használatos örvénylő szerszámok betétkéseit optikai szerszámbeállító rendszer segítségével lehet méretre állítani. A forgácsolási adatok pontosan csak forgácsolási kísérletekkel állapíthatók meg. Általában a v c = m/min. A forgács vastagsági méretének meghatározásakor körülményes közepes forgácsvastagsággal számolni, ezért az örvénylő kés fej éle (szerszám tengelyével párhuzamos él) által leválasztott forgácsvastagságnak h legnagyobb mérete a jellemző vastagsági méret.

82 A kerületi előtolósebesség: s z t n z f v = A menetirányú kerületi előtolósebesség: 2 s z, t cosα n z f v = Az egy fogra értelmezett f z körelőtolás: s t z n n z π d f = mm (6.23) m/s; (mm/min) (6.21) m/s; (mm/min) (6.22)

83 A forgácsvastagság pontosabb számítására egy k tényezőt vezettek be: h 1 = f z és k k f z = (6.24) h

84 1 = h érvényes: t k f z 0.3 n s = : 0.2 f=2 f=1.5 f=1.2 f=1.1 f z h τ = H d/2 H d/2 s D /2 f= d D s ábra A körelőtolás és forgácsvastagság kapcsolata

85 Fordulatszámok Az örvénylő szerszámtárcsa n s fordulatszáma: n s = 1000 D s v π c 1/min; (1/s) (6.25) A munkadarab n t fordulatszáma: n t = f z z n d π s 1/min; (1/s) (6.26) A gyakorlatban: 500 < n s < ,5 < n t < 30 ha az n-ek 1/min-ben vannak megadva. Jellemző kopásforma a hátkopás.

86 A megengedhető kopás trapézmenet örvénylő menetmarásnál V B = 0,2 0,8 mm (a trapézmenet középátmérőjének növekedése közelítőleg a hátkopás fele). A szerszám éltartamot T a megmunkált menethosszal jellemzik. A fajlagos forgácsteljesítmény: V f = 9 11 cm 3 /kw min A horonyszelvény A területével a d s súlyponti átmérőjével számított percenkénti forgácsoló teljesítmény. V A d π n s t = cm 3 /min (6.27) 1000 cosα 2

87 A forgácsolási teljesítmény: P = f V V f kw (6.28) Menetköszörülés Típusai: egyfogú (tárcsás), többfogú (fésűs), többmenetes.

88 A menetköszörülés jellemzői: jó felületi simaság, szigorúbb méret és alakpontosságú munkadarab-ok állíthatók elő vele, kemény, edzett anyagok is megmunkálhatók, menetidomszerek is előállíthatók ezen eljárással. Köszörű szerszámmal megmunkálhatók: pontos menetfúrók, pontos készülékek, mérőeszközök menetei.

89 a) Menetköszörülés tárcsa alakú menetköszörű koronggal Tengelyét a menet csavarvonalának irányára merőlegesen kell elhelyezni. n s ω 2 n w ábra Menetkörszörülés tárcsa alakú Menetköszörű koronggal v f

90 A legpontosabb menetköszörülési eljárás. A szerszám szelvénye szabályozó gyémánttal egyszerűen szabályozható. Alkalmazási területei: más eljárással előnagyolt menetek befejező művelete (hosszú, nagy menetemelkedésű menetek), hosszú lapos menetek tömör anyagba (telibe) való köszörülése, P 1,25 mm csak egyfogúval gazdaságos.

91 b) Menetköszörülés többprofilú fésűs koronggal Átmenő eljárás: a db teljes hosszában elhalad a korong előtt, a fésűs menetkésekhez hasonlóan a korong fogásmegosztással dolgozik, a terhelés több fogon oszlik meg, nagyobb előtolósebességgel lehet dolgozni, termelékenyebb mint az egyfogú koronggal való menetköszörülés, de nem olyan pontos.

92 n s n w v f ábra Menetköszörülés többprofilú fésűs koronggal

93 c) Menetköszörülés többmenetes koronggal Beszúró eljárás: a korong szélességénél rövidebb menet köszörülhető, ugyanúgy dolgozik mint a fésűs menetmaró, legtermelékenyebb eljárás, menetfúrók, nagypontosságú edzett csavarok tömör anyagba való köszörülése, menetes idomszerek nagyoló köszörülésére, P < 1,75 mm készre, P > 1,75 mm nagyolás.

94 n s v f n w ábra Beszúró menetköszörülő eljárás

95 A fésűs koronghoz hasonlóan, beszúró eljárással, a munkadarab egy fordulata alatt készíti el a menetet. Megmunkálási pontossága nagy. Korong választás: Viszonylag kemény kötésű, finomszemcsézetű korong kell (ritkábban kell szabályozni). Hátránya: eltömődik, égeti a munkadarabot, csak kis fogáshosszon alkalmazható. Nagyoláshoz: nagyobb szemcseméretű korong termelékenysége nő.

96 Szerszámgép: egyetemes menetköszörűgép, esztergaszánra szerelt köszörűberendezés. Belső menetek: csak többfogú (fésűs) koronggal, szerszám és idomszergyártásban, nagyobb átmérőjű, rövid, nagypontosságú menetek, a korong fajlagos kopása nagy, gyakran kell szabályozni. Szerszámgép: Egyetemes menetköszörűgép. Menettükrösítés: menetidomszerek. Elve azonos a külső és belső hengeres felületeknél megismertekkel.

97 Menethengerlés Azonos osztású és menetprofilú hengerlőgörgő képlékeny alakváltozás útján alakítja ki a menetprofilt. Nagy termelékenység, kielégítő pontosság. Csúcsnélküli menetköszörülés elvén működő menethengerlőgép. IT8, IT9.

98 in n n d s d s v f d támasz d 1 = d k ε d s k = i d k d k d s k i = d k ábra Menethengerlés

99 A 6.35 ábrán külső menetek előállítására szolgáló, igen széles körben elterjedt menethengerlés látható. A kialakítandó menet közel középátmérőjére elkészített előgyártmányon, két azonos osztású és menetprofilú, de az átmérők viszonyának megfelelően megválasztott bekezdésszámmal rendelkező hengerlő görgő képlékeny alakváltozás útján alakítja ki a menetprofilt, igen nagy termelékenységgel és kielégítő pontossággal. Az utóbbi időben belsőmenetek előállításánál is alkalmazzák a képlékenyalakítást. A 6.36 ábra egy ilyen megoldást mutat; a megfelelő de átmérőre előmunkált furatba egy, a menetfúróra külsőleg hasonló, de fogakkal nem rendelkező szerszámot hajtanak, mely a menetet megfelelő profilra és méretre alakítja ki.

100 6.36. ábra Képlékeny menetalakítás

101 Előnye a forgácsolt menettel szemben, hogy a szálakat nem vágja át, így tengelyirányú teherbírása többszöröse a forgácsolt menetének. A hidegalakítással képlékenyen kialakított menetfelület felkeményedik, így annak terhelhetősége is megnő. Hátránya, hogy érzékeny az előmunkálási átmérőre.

102 d e d ábra Előmunkált átmérő meghatározása

103 Az előmunkálási átmérő helyes meghatározása (6.37 és 6.38 ábra) döntő jelentőségű a menet pontossága és minősége, valamint a szerszám üzembiztos működése szempontjából. Ezzel kapcsolatban a gyakorlatban két módszer terjedt el: [5] a) közelítő megoldás: Eszerint az előgyártmány átmérőjét úgy kell meghatározni, hogy a rajta átáramló anyag keresztmetszete alakítás előtt és után azonos legyen (6.38 ábra) (területazonossági módszer).

104 A1= A 2 V 2 2 A A 1 V 1 Vp Ap V e A e ρ d 1 d t p de ρ a α P V a A a ábra Előgyártmány átmérő elemzése

105 b) pontos megoldás: Ennél a megoldásnál az átáramló anyag térfogat azonosságából indulnak ki; az alakítás során az előgyártmány felületén átáramló anyag ugyanolyan térfogatú alakítás előtt, mint után: V 1 =V 2. Egy menetemelkedésre vonatkoztatva (6.38 ábra); alakítás előtt a térfogat külső menet esetén: V e = d 2 e 4 d 2 1 πp Alakítás után: V p =2πρ p A p,

106 innen: d e = ahol: d ρ p A P A p a menetszelvény területe d 1 a menetszelvény belső átmérője ρ p a szelvény súlypontjának sugara P menetemelkedés d menetátmérő Belsőmenet esetében hasonlóan kell eljárni: d e = A d 2 8ρ p P p p

107 Ha külső menet alakításánál a területazonossági módszert alkalmazzuk, akkor a menet nem lesz teljes, a menetcsúcsok nem tudnak kialakulni, míg belső menetnél anyagfelesleg mutatkozik, mely túlterheli a szerszámot és könnyen törést okozhat. Ezt a módszert ezért csak kis t/d viszonynál, tehát finommenetnél lehet esetenként alkalmazni.