KÜLÖNLEGES CSIGAHAJTÁSOK EGY KORSZERŰ TECHNOLÓGIÁJA MODERN TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING THE SPECIAL WORM GEARS TRANSMISSIONS

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "KÜLÖNLEGES CSIGAHAJTÁSOK EGY KORSZERŰ TECHNOLÓGIÁJA MODERN TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING THE SPECIAL WORM GEARS TRANSMISSIONS"

Zsuzsanna Mariska Szalainé
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 V. űsaki Tudományos Üléssak, Kolosvár, űsaki tudományos kölemények 2. KÜLÖNLGS CSIGAHAJTÁSOK GY KORSZRŰ TCHNOLÓGIÁJA ODRN TCHNOLOGY FOR ANUFACTURING TH SPCIAL WOR GARS TRANSISSIONS Gyenge Csaba Kolosvári űsaki gyetem, Románia, Kolosvár. Str. emorandumului nr.28 Tel/Fax , Abstract This paper firstly will go through the geometrical and functional particularities of concave transmissions, and secondly it will present the theoretical and experimental findings regarding the production of superior quality special worm gears. The developed methodology is oriented for use with point cloud surfacing construction and CNC machining of the gear. The relatively new procedure that does not require the same profile tool, specific target machine-tools, and with appropriate algorithms allow universal profile screw machining.this method has been tested and proven, having great results in real production scenarios. Keywords: Gear transmissions, Worm Gear, CNC anufacturing. Össefoglalás A dolgoat első résében röviden ismertetem a homorú profilú csigahajtások geometriai, kinematikai és működési sajátosságait. Utána röviden ismertetem a eddigi kifejlestett technológiai eljárásokat a fent említett csigahajtások megmunkálása céljából. Tekintettel a CNC-veérlés által lehetséges komplex eljárásokra, valamint a rendelkeésünkre álló berendeésekre, doktorandusaimmal kifejlestettünk egy aránylag új eljárást, amelyik nem igényel profilaonos sersámot, különleges célgépet, és megfelelő algoritmusokkal bármilyen alapú csiga univerális megmunkálását lehetővé tesi. A dolgoat keretében ismertetem a csigafelületek pontfelhő alapú konstrukciós analitikai és numerikus sármatatási eljárást, valamint a CNC megmunkáló egységek programoásáho sükséges algoritmusokat. A kifejlestett technológiát gyakorlatilag is kikísérletetük két erdélyi ipari vállalatban. Kulcssavak: fogaskerékhajtások, csigahajtások, CNC-megmunkálások 1. A homorú profilú csigahajtások konstrukciós, funkcionális és technológiai sajátosságai Kiváló tulajdonságaiknak kösönhetően, a múlt sáad köepétől kedve, a homorú profilú csigahajtásokat egyre intenívebben kedték elméletileg és gyakorlatilag kutatni. A homorú profilú csiga foga és a domború profilú csigakerék köötti érintkeés igen kedveő mind a olajoás, mind a teherbírás sempontjából [3] (1. ábra) ben Alfred Flender beindított egy gépipari vállalatot, amelyik rövid időn belül a csigahajtásokra specialiálódot és 1960-ban már soroatban gyártották a CAV elneveésű homorú profilú csigákat. Többek köött a CAV csigahajtások egyik jellegetes tulajdonsága abban rejlik, hogy a csiga fogvastagsága jóval nagyobb, mint a hagyományos egyenes alkotójú csigáké [1]. 107

2 Gyenge Csaba Profil CAV F Profil ZI F Ph rong). Bár a módser általános, a csigák soroatgyártásánál nemigen alkalmas, hisen a kívánt profilú csigák CNCestergálással és CNC-sabályóval sabályoott kösörűkorongokkal a kívánt pontossággal megmunkálhatók, x 1 p Ph 1. ábra. A CAV-féle és a ZI-féle csigahajtások axiális profiljai Ami a megmunkálásukat illeti, főleg a fogak simítása céljából Litvin F. V., Nieman, aros D., Dudás I., Dudás L. különböő megoldásokat dolgotak ki [5], [3]. Valamennyi váltoó dőlésű és profilú tárcsa alakú kösörűkorongot alkalma, jó pontosságot és felületi érdességet bitosítanak, visont csak különleges csigakösörűgépen valósíthatók meg különböő sersámprofiloó berendeésekkel [3]. Általában a eddig kifejlestett eljárások, kis és nagy soroatgyártásra alkalmasak, és megfelelő gyártóeskööket igényelnek. Kutatásaink keretében kidolgotunk és kikísérletetünk egy új megoldást, amelyik megfelelően alkalmaa a CNC veérlési lehetőségeket, valamint a pontfelhő alapú felületsármatatást [2], és megvalósítható univerális CNC veérlésű sersámgépen 2. Új sármatatási és technológiai megoldás a homorú profilú csigák gyártására 2.1. A csiga csavarfelületének, valamint a sármatató sersám felületeinek meghatároása A új megoldás serint úgy tekintjük, hogy a csiga felületét a sersám egy bionyos pontja írja le (2. ábra) [7]. A sersám aktív rése egy forgásfelület, amelyet a axiális körív ír le. t a felületet gyakorlatilag különböő típusú sersámokkal lehet megvalósítani (tárcsamaró, ujjmaró, tárcsa alakú kösörűkorong, tányérkerekű ko- x 1 0 x 2 x 2 p 0 x 3 p 2. ábra. A csavarfelület pontserinti leírása x 3 0 inden lépésben a sersám aktív pontját végigfuttatjuk a csavarfelületen, és et megismételjük, ahánysor sükséges (a igényelt felületi érdesség függvényében). (3. ábra)[4]. 3. ábra. A sersám pillanatnyi relatív helyete ujjmaró esetében Feltételeve, hogy a munkadarab csavarfelületét a sersám axiális metsetének P pontja írja le (4. ábra), a, amelynek 108

Különleges csigahajtások egy korserű technológiája helyetét a koordináta-rendserben a követkeő egyenlettel fejehetjük ki [6]: _ 1 2 t x ( t), x ( t), 0 T x, (1) 2 3 4. ábra.

3 Különleges csigahajtások egy korserű technológiája helyetét a koordináta-rendserben a követkeő egyenlettel fejehetjük ki [6]: _ 1 2 t x ( t), x ( t), 0 T x, (1) ábra. A sersám axiális profiljának meghatároása A sersám által leírt felület általános egyenlete a hoá kötött koordinátarendserben: P 1 _ x _ , pv T, v 3, 2, 2, xr, 0, f 0, (2) ahol r b - a csiga ostóhengerének a átmérője, φ - a sersám aktív metsetének a sögparamétere A fenti egyenlet egy fogásnak felel meg. A csiga egés felülete több fogás révén jön létre, egymás utáni értékeket adva a p és f paramétereknek Numerikus eredmények Kutatásaink keretében egy körív profilú csiga (5. ábra) numerikus meghatároásával és gyakorlati kiviteleésével foglalkotunk [2]. A profilokat pontserűen határotuk meg és eeket egy fájlban veettük be a programba (6. ábra). A ujjmaróval 30 pontban leírt fogoldal és a elméletihe visonyított eltérések a 7. ábrán láthatók. T 5. ábra. A körív alakú csiga tengelymetsetei és beveető adatai 109

4 Gyenge Csaba 3 x 6. ábra. A csiga tengelyirányú metsetének a fájlja 7. ábra. A =2,5 mm-es ujjmaróval leírt fogárok tengelymetsete és profileltérései 110

Különleges csigahajtások egy korserű technológiája 3. Gyakorlati megvalósítások A testcsigákat egy S.C. DRKR típusú CNC veérlésű megmunkáló köponton gyártottuk le (8. ábra).

ábra) ellenőritük egyetemünk Gépgyártástechnológia tansékén. 8. ábra.

5 Különleges csigahajtások egy korserű technológiája 3. Gyakorlati megvalósítások A testcsigákat egy S.C. DRKR típusú CNC veérlésű megmunkáló köponton gyártottuk le (8. ábra). A testcsiga adatai a követkeők voltak: m = 6, d 1 = 85 mm, d a1 = 97 mm, d f1 = 71 mm. A megvalósított csigákat egy CRI 550 mérőköponton (9. ábra) ellenőritük egyetemünk Gépgyártástechnológia tansékén. 8. ábra. A megmunkáló köpont munkatere és a műanyag test csiga 9. ábra. A testcsiga mérése A mérési eredmények serint a kifejlestett technológiával késített csiga pontossága a ISO 7490/4-82 sabvány serinti IT -IT9 ostályba illeskedik be. Sajnos megfelelő kutatási anyagi támogatások hiányában, egyelőre nem tudtuk továbbfejlesteni gyakorlati kísérleteinket, de meg vagyunk győődve, hogy nagyobb pontosságú megmunkáló köponton és jobb minőségű munkadarabokkal jóval nagyobb pontosságú csigákat lehet előállítani. 4. Követketetések A bemutatott elméleti és gyakorlati kutatásainkkal egy olyan technológiát fejlestettünk ki, amelyikkel bármilyen alakú és konstrukciójú csigák megvalósíthatok egy univerális CNC megmunkáló köponton, tehát nem igényel speciális sersámgépeket. ddigi gyakorlati kísérleteink keretében egy aránylag kis átmérőjű ujjmarót hasnáltunk, és így a termelékenység elég alacsony volt. Nagyobb átmérőjű sersámmal és váltoatosabb technológiai paraméterekkel jobb termelékenységet és nagyobb pontosságot lehet elérni (például ultraprecíiós technológiával). Termésetesen a kifejlestett algoritmusok és programok jóval terjedelmesebbek, de a dolgoat korlátoott mérete nem engedélyete résletesebb ismertetését. Ami a felületi minőséget illeti, bebionyosodott, hogy egyenirányú marással jobb érdességet lehet elérni, mint a ellenirányúval, de egyelőre még alulmarad a kösörült csigafelületekhe visonyítva. A kifejlestett technológia univerális, de egyelőre csak egyedi és kissoroatgyártásra alkalmas, termelékenysége jóval alulmarad a körlapkás estergakéssel történő menetestergálással való gyártásho képest. Visont egyik nagy előnye abban rejlik, hogy nem igényel profilaonos sersámot, így kisebb befektetéssel és kisebb gyártáselőkésítéssel lehet előállítani különleges csigákat is. Amennyiben megfelelő anyagi támogatást tudunk kapni, tovább sándékounk fejlesteni technológiánkat. Sakirodalmi hivatkoások [1] Boca,V.: Cercetări legate de devoltarea unei tehnologii flexibile de fabricație a angrenajelor melcate. Ph.D Thesis,

6 Gyenge Csaba U.T. Cluj-Napoca, Coordinator Csaba Gyenge and Tadeus Niesporek. [2] Boca, V., Gyenge, Cs., Gurău, O.., Oláh, L.: Research regarding analitical and numerical deternination of worm gear with parabolical profil. Te 2009 Conference, ISBN , Cluj-Napoca, Romania [3] Dudás, I.: The theory and practice of worm gear drives. Penton Press, London, [4] Gyenge, Cs., Boca, V., Bob,., ihăiță.: Some characteristics aspects regarding the modeling and optimiation of virtual technological system in gear manufacturing. 12th International Research/xpert Conference. Trends in the development of machinery and associated technology. TT ISBN Istambul, Törökorság [5] Litvin, F.: Gear geometri and applied theory. Second edition. Cambridge University Press [6] Niesporek, T., Boral, P.: Technologia ślimaków stożkowych. Posiedenie Sekcji Podstaw Technologii PAN, Cęstochowa [7] Niesporek, T., Boca, V.: New method of manufacturing the worm gear with concave profil. Te 2011 Conference, ISBN , Octombrie Cluj- Napoca, Romania

Hasonló dokumentumok

FIATAL ŰSZAKIAK TUDOÁNYOS ÜLÉSSZAKA KINATIKAI FLÜLTK L ÁLLÍTÁSÁHOZ SZÜKSÉGS SZRSZÁPROFILOK GHATÁROZÁSA SPLIN ALKALAZÁSÁVAL Abstract DSc. Dudás Illés, Dr. Bányai Károly, Óváriné dr. Balajti Zsuzsanna iskolci