4. Élettartam növelő megmunkálások (tartósság növelő)

Átírás

1 4. Élettartam növelő megmunkálások (tartósság növelő) Tartósságnövelő megmunkálások célja: Gépek működésekor igénybevétel elületi elületi réteg belső keresztmetszet Felületi mikrogeometria (érdesség) hatással van a: kopásállóságra áradási tulajdonságokra eszültséggyűjtés kiáradás működési tulajdonságokra A elületi réteg tulajdonságainak megváltoztatása elsősorban képlékeny alakítással Eredményeként megváltoznak a elületi réteg tulajdonságai: Felületminőség érdesség (elületi mikrogeometria) keménység maradó eszültségek szövetszerkezet A megmunkált elületet érő hatás szerint a tartósságnövelő megmunkálások lehetnek: nő a keménység csökken az érdesség nő a hordelület elületvasalás elülethengerlés ütőtestes szilárdítás 4. Külső hengeres elület elületvasalása Csúszási súrlódás közbeni jelenségek játszódnak le a vasaláskor, melynek eredményeként: a elületi érdesség csökken (R a ) keménység nő elületi szilárdság nő A orgácsoló technológiák: pl. köszörülés szuperiniselés, hónolás tükrösítés a elületi érdességet javítják a elületi réteg szilárdságtani tulajdonságait rontják

2 Felületvasalás Vasalószerszám hengeres gömbalakú Szerszám: mesterséges vagy természetes gyémánt Gép: egyetemes eszterga célgép : eszítő csavar : mérőóra (erő) 3: szerszám 4: munkadarab 4 3 Gyémánt kemény μ kicsi jó hővezető kicsi a hőtágulása nagyon kis érdességűre munkálható Lehet rugalmas szerszámkonstrukció merev szerszámkonstrukció 3 50 R,;3, R3,35 0 a) b) : vasaló gyémánt : oglaló ém 3: oglalat 3 Technológiai adatok Felületi érdesség Keménység v: 5-00 m/min : 0,0-0, mm/min F: N Felületi érdesség R a m HVM,MN/m elméleti maximális érdesség: /8r tényleges elérhető érdesség: 0,04-0,6 m F, N F, N Kemény anyagokhoz is alkalmazható: pl. edzett acélok (golyóscsapágy acél, HRc) , mm/ord v, m/min , mm/ord v, m/min

3 e e Maradó eszültségek m,mn/m köszörülés esztergálás v c = 93 m/min = 0,08mm/min F= 96 N 4. Külső hengeres elület elülethengerlése szerszám: kemény (acél), szérikus vagy gyűrű alakú gördülő súrlódás történik kopásállóság és kiáradási határ javul Jellegzetes gőrgő alakok: esztergálás+vasalás köszörülés+vasalás D g = 0-00 mm R = 0,5-00 mm l, m Jellegzetes eljárások Technológiai adatok : egygörgős : egygolyós 3: kétgolyós 4: kétgörgős 5: kétgörgős erde 6: kétgörgős simító 7: kétgörgős kúpos 8: golyós + eszt. 9: görgős + eszt. v c : m/min F: N pneumatikus hidraulikus rugós Felületi érdesség: Ra= 0,0- m kb. tizedére csökken r r

4 Megelőző érdesség Görgő sugara Erő, előtolás Fogások száma. R z m, R z, µm z : eredeti érdesség: R z = 80 m : eredeti érdesség: R z = 40 m F, N ogások száma A keményedett réteg vastagsága: 0,-0 mm Függ: a F geometriai viszonyoktól technológiai adatoktól anyagminőségtől 4 3 a ReH 3 l a a l l arctg l: a képlékenyen alakított réteg vastagsága F: görgőerő a: az érintkezési ellipszist helyettesítő kör sugara : poisson szám R eh : olyáshatár Ábrázolva az összeüggést Ha =0,3 és akkor ahol a 3 a e 3 F R E R d a ismeretében F/a R eh leolvasható Pontszerű érintkezést eltételezve: l F R eh w D g r

5 4.3 Külső hengeres elületek ütőtestes szilárdítása szabad vagy korlátozott mozgású testek ütődnek a elülethez a réteg tulajdonságai dinamikus kölcsönhatás miatt változnak meg Sörétezés Sűrített levegő nyomása Forgó lapátkerék röptető ereje Gravitáció (saját tömeg) Ezek eredménye: mozgási energiával szilárdítanak Elterjedt eljárások: szabad ütőtestes: sörétezés Kötött elhelyezésű: - szilárdítás orgó ütőtestekkel - szilárdítás vibrációs ütőtestekkel Sörét: legtöbbször öntöttvas 0,5-5 mm Technológiai adatok: v: m/s R a : 6,3-5 m l: 0,-0,5 mm Gravitációs sörétezés Forgó ütőtestes elületszilárdítás Pneumatikus sörétező Szerszám: tárcsa szerű, a kerületén elhelyezett gyűrű vagy golyó alakú ütőtestekkel Gép: pl. eszterga, az ütőtestes berendezés a késtartó helyére ogható munkadarab alaptárcsa alakos gyűrű ütőtest : alaptárcsa : oldaltárcsa 3: golyókosár 4: acélgolyó 5: szorítócsavar 6: munkadarab elogócsap

6 Az eljárást beolyásoló tényezők: ütőtestek alakja és mérete az átedés nagysága h v: kerületi sebesség ütőtestek száma anyaga (acélgolyó), v w Fogásszám munkadarab anyaga A mikrogeometriát a ajlagos ütésszám határozza meg: N ü kns i d n w w k: a golyók száma Elérhető érdesség, Ra= 0,0-0,05 m Az alakváltozás mértékére hat még: az ütőerő nagysága az ütési impulzus A elületi réteg tulajdonságait beolyásolja: a munkadarab anyaga ütések száma ütési impulzus szilárdítási technológia Technológiai adatok: N ü : ütés/mm h: 0,05-0,8 mm F: 5-0 N h A keménység nagymértékben növekszik Cél: 4.4 Belső hengeres elületek hideg képlékeny megmunkálása : v sz : 4 m/s; h=0,5 mm : v sz : 4 m/s; h=0,05 mm 3: v sz : 5 m/s; h=0,5 mm 4: v sz : 5 m/s; h=0,05 mm mikrogeometria pontosság elületi réteg tulajdonságai (keménység, hordozó elület, maradó eszültségek) Vasalás Golyóval vagy kúpos alakító elemmel

7 Kettős kúpos alakító elem: F Golyós: D Hengerlés hátsó kúp F 3 kosár kalibráló kúp alakító kúp d 0 alakító elem (golyó) alakító elem (görgő) támasztó kúp merev (tömör) merev (szerelt) Vasalás történhet rugalmas elemmel is (ld. Külső elület vasalása) F F v F Golyóval vagy kúpos alakító elemmel Furathengerlő szerszám konstrukciója l szerszám beogó úrórúd Ütőtestes Ritkán, inkább csak nagy átmérők esetén / Morse n olaj kenés n n n

8 5. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal A ogazatok kapcsolódása 5. Alapogalmak Fogárok Fejszalag Fogelület Fogtõelület Határpont Fog Fenékszalag Fejkör Gördülõkör Osztókör Határkör Lábkör Alapkör Fogproil Fogaskerék hajtások csoportosítása Egyenes külső Egyenes belső Külső kúpogazat

9 Fogasléc Fogasív w w Tányérkerék, síkkerék Metsződő tengely, kúpkerékpár Metsződő tengely, csavarkerékpár a w Metsződő tengely, csavarkerékpár Hipoid kerékpár Hengeres csigahajtópár Toroid hajtópár

10 r0 5. Fogazatmegmunkáló eljárások elosztása 5.3 Proilozó eljárások a) Proilozó eljárások marás Vésés üregelés Megmunkálás alakátvitellel Fogproil = Fogárok normálmetszeti proilja egy szerszámmal egy modul és ogszám gyártható a) Marás tárcsamaróval v. ujjmaróval (modulmaróval) b) Leejtő eljárások a ogproil burkolóvágások révén jön létre őmozgás, előtoló mozgás, leejtő mozgás (gördülés) egy szerszámmal többéle ogszám gyártható A leejtés lehet: olyamatos szakaszos n org. H Jellegzetességek: h r 0 n osztó h h. velőtoló h h V Mindig osztással megy végbe Szerszám homlokszöge = 0 Egyetemes gépek és készülékek Nagy átmérőjű munkadarabok A marókat készletekben gyártják r0 n org.

11 Fogproil tárcsamaró geometriája Zárt nyílogazat készítése ujjmaróval N N h H H Jellegzetes változatok (tárcsamarásra): Oldalmegosztás Fogásmegosztás N-N V d0 d tgb tg h b) Vésés, üregelés 5.4 Leejtő eljárások (890-90) Proilozó eljárás Osztó-proilozó (,) komplett proilozó (3,4) z üregelés Komplett proilozás is lehetséges (egyetlen húzással) Többnyire kisméretű darabok Nagysorozat v. tömeggyártás Valódi ogaskerék megmunkálás: A mdb és a szerszám egymáson gördül A proil ún. burkolóvágások révén jön létre (leejtés) A szerszám terhelése egyenlőtlen Hengeres ogazatokhoz: 4 ) Tárcsával-marás -köszörülés ) Újjmaróval marás 3,4) Üregelés, kivágás, hideghúzás 3 vésés Egyedi gyártás Szakaszos előtolás Osztómozgás R max 8-5 vágás gyalulás vésés marás

12 Ismételten a ogazatok kapcsolódásáról Maag Pauter Fellows vc t a vc vc w w w w Fogaskerék megmunkálás leejtéssel 5.4. Leejtő ogvésés (Fellows eljárás) Leejtő ogvésés munkadarab v org. mdb. n osztó sz. n előtolás szerszám gyors előtolás ogásv. mozg. löket löketvégi asztalmozgás a szerszám kiemelése miatt i=z s /z w =n w /n s i= z z v

13 Leejtő ogvésés Fogásmélység beállítása: begördüléssel, a mdb. -/4 ordulat alatt készül el mdb... szerszám Vezérlőtárcsával valósítják meg.pont: h=0.pont: h=h max teljes ogásmélység h Szerszáma: a metszőkerék (változó proileltolású éllel rendelkező ogaskerék ) szekrény kos állvány v Fogmetsző gép kinematikai elrendezése munkadarab Egyszerű mozgásviszonyok Bonyolult szerszám Elemi ogazat: x=0 szerszám orgó tárgyasztal

14 Ferde ogazatok is megmunkálhatók: +mozgás a szerszámnak (spirál) sz-mdb ellentétes emelkedésűek Ferde ogazat előállítása 3 metszőkerékkel, Cserélhető csavarvezeték segítségével. csavarvezeték,. vezetőhüvelyt orgató kerék, 3. vezetőcsap Belső ogazatok is megmunkálhatók. Leejtő ogvésés, belső ogazat 5.4. Leejtő oggyalulás (Maag eljárás) Nagyobb pontosság Kisebb termelékenység Nagyon bonyolult mozgások (mechanika) Legegyszerűbb szerszám

15 Leejtő oggyalulás Visszalöketnél a kés kiemel (billen) A megmunkálás kinematikája: mdb i (kin. kapcs.) Maageljárás mozgásciklusa 0 a. + v org III. III. v előt II. n ogásvételi mozgás II. I. 4 5 I. 0 ismétlés -: begördítés (. og kialakul) 3: további ogak megmunkálása 4: gyors visszagördülés 5: gyors kigördülés + osztás a megelelő ogszámmal Ferde ogazat gyalulása: egyenesogú v. erdeogú ésűskéssel hosszú lökethossz mdb. kiutás ráutás vésés rövid lökethossz mdb. kiutás ráutás vésés p v sz 0 s H A A r ha r 0 h H szerszám v org. Maag ésűskés geometriai kialakítása: p m S h 0 a t0 h 0 0,5m Sík elületek határolják Mindenütt névleges proillal bír Sokszor és könnyen újraélezhető (csak szilárdsági limitje van) a ) b )

16 5.4.3 Leejtő ogmarás (Pauter eljárás) < 0 Egyszerű élezhetőség hát- és homlokelületen Maag eljárás belső ogazatokhoz nem használható Nagyobb termelékenység Kisebb pontosság Egyszerű mozgások Bonyolult szerszám A őmozgás orgó, ez nagy előny Szinte minden mozgás olyamatos Szerszám: Csavarelületre vitt lécproil di. v tang.előtolás Leejtő ogmarás, Pauter orgó = 90 + s osztó v ax. előtolás v t is lehet (szakaszos, v, olyamatos) a maró egyenletes terhelése érdekében) Pl. diagonál marás d=+/- a+b a v rad. ogásvétel v. előtolás v tang. előtolás

17 Diagonális marás A leejtő ogmarás kinematikai lánca t er ax leejtőmaró mdb. mdb v mdb sz i, = z ö z Z ö : maró bekezdések száma Z: mdb ogszáma leejtőmaró Kivitelezési módszerek: Alulról elelé (egyenirányú marás) termelékenyebb Csak axiális előtolással Axiális és radiális előtolással (l út csökkentése) v n h v v rad m R sz x R sz -x Az előtolás és az érdesség kapcsolata X R l m sinα0 X' X sinα0 X' 8 R m SZ R SZ X' 8 R sinα 0 SZ m SZ [mm/mdb ord.] v ax v ax o, x

18 Leejtő ogmaró gép elépítése A szerszám újraélezése Dönthetõ marószán Maróej leejtõmozgása Ellentámasz A hátelület hátraesztergált A homlokszög g=0 o n sz Leejtõ elõtolás sík Állvány Elõtolás Fogásvétel Radiális elõtolás kúpos oldalelület Munkadarabszán szabályozás gyémánttal

19 Leejtő eljárások összehasonlítása Jellemző Fellows Maag Pauter Termelékenység Pontosság Mozgásviszonyog bonyolultsága Szerszám bonyolultsága Belső ogazat Ferde ogazat + + +

20 6. Fogazatok beejező megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal 6. Hámozó leejtő marás (pontossági ogmarás) Mindig simító megmunkálást jelent Kéregkeményített vagy edzett ogazatok is megmunkálhatók Kinematikailag azonos a hagyományos leejtőmarással Jó termelékenység, jóval nagyobb, mint köszörülésnél Pontosság jó: IT 6-8 Ráhagyás 0,-0,3 mm Szerszám: keményém lapkás, leejtő ogmaró nagy negatív homlokszöggel!! A negatív 30 o biztosítja Kis orgácsvastagság Kis deormáció Kis hőképződés Jó R a (0,8-6,3 m) Gondos előmunkálás!! orrasztott v. betétes kivitel 30 Műszaki előeltételek: Munkadarabok gondos előmunkálása Megelelő gépválasztás Pontos készülékezés Előmunkálás: Csak a ogoldalon legyen orgácsolás ráhagyás előogazás végállapot Az előogazáshoz speciális marót használnak (Protuberanz maró) 0.m s e p r.4m Gép: kellően merev. maró léptetésre legyen lehetőség diagonális marást kell alkalmazni (kopás)

21 6. Foghántolás hántolandó kerék Nemesített kerekekhez Csoportkerekek kisebbik kerekéhez Szokás még: Cementálás hántolás nagyrekvenciás edzés Éles szélű barázdákkal ellátott elületű ogaskerékkel (szerszámmal) történő összejáratás Szerszám: hántolóléc vagy hántolókerék (egyenes vagy erdeogú) mm mm A nézet A legördülőmozgás hántoló kerék 0- o -os kitérő tengelyek Összegördülés + tengely irányú mozgás Homlokszög=0 o ogirányra merőleges ogak esetén Homlokoldallal párhuzamos ogaknál a homlokszög nem 0 hátszög=0 o!!!!. + tengelyirányú mozgás Forgácsolás a csúszási viszonyok következtében Nagyon kis ráhagyás 0,05-0,05 mm Csökkenti a proilhibát és az alaposztás hibát Összegzett osztáshiba és az ütés nem javul Nagyon termelékeny néhány sec. Van kiegészítő mozgás is A munkadarab csúcsok között A szerszámot nekinyomjuk A szerszám orgatja a munkadarabot A hántoló eljárás módjai b b c c a b a c a a: mdb kezdeti pozíciója b: hántolókerék c: mdb végpozíciója Gép: oghántoló gép párhuzamos diagonál : tengelykeresztezõdési szög : diagonális szög Pontosság IT 5-7 Ra 0,8-0,0 um merőleges haránt a b

22 6.3 Fogazatok jellegzetes hőkezelései A urat és a ogazat deormációt szenved Cementálás (+edzés = betétedzés) C = max. 0, % ezt visszük el kb 0,8%-ra Rétegvastagság. 0,5-,5 mm Nitridálás Gázban vagy sóürdőben Indukciós edzés Csak a ogelületet 6.4 Kiegészítő ogazatmegmunkálások 7. Fogazatok megmunkálása határozatlan élgeometriájú szerszámokkal Foggömbölyítés (célgépek) ogsarkítás Homlokél letörés Sorjázás oglekerekítés 7. Fogköszörülés proilos tárcsakoronggal Köszörülés egy koronggal Problémák: A korong kopásával a og vastagodik Korongszabályozás nehézkes Pontatlan

23 köszörűkorong Köszörülés két koronggal Kedvezőbb, mert a korong a palásttal orgácsol r i r b Köszörűkorong érintkezése a munkadarabbal A szakaszon kedvezőtlen a szögtartományban kedvezőbb köszörülési eltételek vannak. A 0 A A A A 0 0 A F 0 Fogásvétel iránya Axiális: egyenletes kopás, nagy hő Radiális: egyenletlen kopás, kisebb hőejlődés F 0 F F F 0 F axiális radiális legördülés Proilozó korongog szabályozása lehúzó szerszám gyémánt bevonatolt ogoldal elület 7. Leejtő ogköszörülés 7.. Leejtő ogköszörülés egy koronggal (Niles) köszörûkorong proilja proilozó köszörûkorong a og jobb oldalán proilozó köszörûkorong a og bal oldalán v k. köszörûkorong og homlokogaskerék 3 osztókör

24 Leejtő ogköszörülés egy koronggal (Niles) Mozgásciklus v k 3. osztókör Korong: egyenes proilú, kettős kúpos Korongszabályozás könnyű Közepes pontosság Közepes termelékenység Ferde ogazathoz is alkalmas A B A. BAL PROFIL. 7 mm Túl- és ráutás Holt út B JOBB PROFIL 5mm. Túlutás Kigördülés.. Bal proil köszörülése B-A Túlutás és visszaút (kb 5 löket) Jobb proil köszörülése B-A Kigördülés + osztás Begördülés + ráutás Bal proil köszörülése osztás B Begördülés 5mm Ráutás A BEÁLLÍTANDÓ ÁGYSZÁN ELMOZDULÁS 7.. Leejtő ogköszörülés, Maag eljárás b gy g d gy k c b gy A korong üggetlen a modultól Kis érintkezési hossz (pontszerű) Korongszabályozás minden sec-ban Alacsony hőmérséklet Kis termelékenység Nagy pontosság Bonyolult gép Ra =0,8-0,0 m IT 3-6

25 Maag ogköszörülés mozgásviszonyai acélszalag (gördítőszalag) köszörűkorongok munkadarab gördítő bak előtolószán gördítőszán 0 o -os Maag ogköszörülés mozgásviszonyai 7..3 Leejtő ogköszörülés csigakoronggal, Reishauer termelékenyebb l o l k r a gördülő szalag alapkör b A korongok nincsenek bedöntve Nem azonos ogárokban dolgoznak Az alsó pontok összekötője érinti az alapkört

26 Szerszám: trapézproilú csigakorong A szabályozás ideje eléri a őidőt Szerszám és mdb között kötött kinematikai kapcsolat van Nagyon termelékeny Legkevésbé pontos

27 8. Menetek megmunkálása Alapogalmak External thread Internal thread Internal thread ISO Metrikus menet 60 o P/8 Thread angle External thread P/4 Osztás, P Root Crest Center o thread assembly Root Crest Különéle menetproilok Menetmegmunkálási módok Example : knuckle thread orm

28 8. Menetesztergálás Körkések Menetesztergálás

29 Működő szögek menetesztergáláskor A szerszám proil a menet tengely- vagy normálmetszeti Proiljával egyezik meg Menetesztergálás egyidejűleg több ogárok megmunkálásával Belső hengeres elületek menetesztergálása