B RÉSZ FOGAZOTT ALKATRÉSZEK GYÁRTÁSA ÉS SZERSZÁMAI

Átírás

1 B RÉSZ FOGAZOTT ALKATRÉSZEK GYÁRTÁSA ÉS SZERSZÁMAI

2 12. FOGASKEREKEK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS SZERSZÁMAI Bevezetés A fogazatok általában kinematikai párok mozgást átvivő elemek működő felületei. Ebben az értelemben fontos feladatuk, hogy e mozgásokat az előírt mozgástörvényeknek megfelelően vigyék át. Ez a kapcsolódó fogazatok geometriai jellemzőitől közöttük a geometriai pontosságtól függ elsősorban, mivel ezek jelentik a mechanikai kényszereket a mozgások számára.

3 A fogazott elemek e mozgásokat rendszerint jelentős energia- és erőátvitel mellett viszik át. A fogazott elemek geometriai és szilárdságtani méretezésén túl ez a fogazatkialakítás technológiája szempontjából sem lényegtelen. Pl.: képlékenyen alakított azonos geometriájú fogazat teherbírása nagyobb, mint a forgácsolással előállított, a fogazat geometriai pontatlanságai a dinamikus hatásokat is fokozzák, stb.

4 A fogazatok működés közbeni viselkedésére (kopás, kifáradás, zaj, stb.) nagymértékben hatnak a megmunkálás során kialakított tulajdonságok, mindenekelőtt a felületminőség. A fogazott elemek funkciója a mozgás átvitelen kívül a nyomatékok vagy erőhatások átvitelére alkalmas kötések létrehozása is lehet. Az ilyen fogazatok esetében a geometriai pontosságtól függ a fogakra jutó terhelések egyenletes vagy egyenlőtlen eloszlása. Tehát a teherbírás szempontjából fontos a szerelés (illesztés) zavartalan megvalósítása is.

5 Fogazatok megmunkálása a gépiparban tömegesen előforduló feladat. Ezért a fogazatkialakítás megmunkálási előírásainak fontos jellemzője a megmunkálási teljesítmény is. A felületminőség, a geometriai pontosság és a megmunkálási teljesítmény (termelékenység) mint elsőrendű célok eleve meghatározzák az alkalmazásra kerülő gyártási eljárást. A fogaskerékhajtásokat az egymással kapcsolódó kerekek tengelyvonalainak (forgástengelyeinek) viszonylagos helyzete és a fogazatot hordozó felület alakja szerint osztályozhatjuk.

6 Fogaskerékhajtások alak szerinti felosztása A fogazatot hordozó alak szerinti felosztásnál közös szempont, hogy forgástest alakúak, így az alaptest esztergán mindig megmunkálható. A forgástest jellemző alakja alapján három alapvető változatot különböztetünk meg: henger (ide tartoznak a hengereskerekek külső vagy belső, valamint egyenes, ferde, illetve nyílfogazattal és a hengeres csigák), kúp (ide tartoznak az egyenes, a ferde és az ívelt fogú kúpkerekek és tányérkerekek, hipoid és spiroid hajtások), globoid (valamint a különböző toroid hajtások), tányér (hengeres kerék tányérkerékkel, helikon-hajtás). alakúak.

7 Határesetként említjük a végtelen fogszámú hengereskerekeknél a fogaslecet, valamint kúpkerekeknél a 180 o -os síkkereket. Fogaskerékhajtások tengelyhelyzet szerinti felosztása A hajtópárok forgástengelyeinek egymáshoz viszonyított helyzete szerint ugyancsak három eset lehetséges, a kapcsolódó hajtópár tengelyei lehetnek: párhuzamosak, metsződők, kitérő helyzetűek.

8 Most már értelmezhetjük a tengelytávolságot: ez bármilyen típusnál a két tengely normáltranszverzálisának a hossza (metsződő tengelyűeknél ez nulla), tengelyszöget: ez vetületi szög valamelyik tengelynek abban a síkjában, amelyet a másikkal alkotna, ha metszenék egymást.

9 E két fő jellemző mellett még számos tulajdonság alapján osztályozhatjuk a fogaskerék hajtásokat, amelyek struktúráját a táblázat mutatja.

10 12.1 táblázat Fogaskerékhajtások struktúrája Alak szerint (áll. áttételnél forgástest) Henger Kúp Toroid tengelyhelyzet szerint párhuzamos, kitérő metsző, kitérő kitérő fogazat iránya a tengelyhez viszonyítva fogazat elhelyezkedése szerint egyenes, ferde, nyíl külső homlokon egyenes, ferde, ívelt belső paláston kapcsolódás gördülő csúszó profil egyenes alkotójú nem egyenes alkotójú párhuzamos hengeres kerék: -külső: egyenes, ferde -belső: egyenes, ferde metsző - kitérő csavarkerékpár csigahajtás kúpkerékpár: egyenes, ferde, ívelt hipoid (kúp) spiroid (csiga) - globoid

11 A teljesség igénye nélkül a besorolás szerint néhány hajtást és jellemzőit a következőkben bemutatunk Párhuzamos tengelyvonalú fogaskerékhajtások (hengereskerekek) Párhuzamos tengelyű hajtások: az egyenes fogú külső fogazatú evolvens hengereskerekek a mozgás átvitel során tengelytávra nem érzékenyek a ferde és nyíl fogazatú hengeres kerék zajszintje kisebb, nagyobb teljesítményátvitelre képesek, de a tengelyirányú erőkre figyelni kell belső fogazatú hengeres kerekek nagy teljesítményátvitelre képesek a nagyobb kapcsolódó felület miatt, de méretük is nagyobb

12 Jellemzőjük az a tengelytávolság és a 0 vetületi szög, valamint a 20 (15 ) értékű kapcsolószög, a gördülő kapcsolódás. Szilárdsági szempontból profileltolást alkalmaznak, amely kihat a tengelytávra is. Különböző fogazatmegoldások találhatók a következő ábrákon: külső fogazatú hengereskerék (12.1. ábra), belső fogazatú hengereskerék (12.2. ábra), fogasléc (12.3. ábra), hengeres fogasív (12.4. ábra),

13 12.1. ábra Külső fogazatú hengereskerék ábra Belső fogazatú hengereskerék

14 12.3. ábra Fogasléc ábra Hengeres fogasív

15 Metsződő tengelyvonalú fogaskerékhajtások (kúpkerekek) Metsződő tengelyű hajtások az egyenes fogú kúpkerékhajtások gyengébbek, mint a hengeres hajtások, mert a fog vékonyodik a kisebb átmérő felé; a ferde fogú kúpkerékhajtások teherbírása jobb, zajszintje kisebb; az ívelt fogú kúpkerékhajtások teherbírása nagy, nagyobb sebességet bírnak, de a köríves fogazás kivételével nem köszörülhetőek.

16 Jellemzőjük, hogy tengelytávolságuk nulla, gördülő kapcsolódásuk van, rendszerint palást és homlokfelületű fogazat kapcsolódik (kúpkeréktányérkerék), például: külső fogazatú kúpkerekek (12.5. ábra), belső fogazatú kúpkerekek (12.6. ábra), síkkerék (12.7. ábra), kúpos fogasív (12.8. ábra). Metsződő tengelyvonalú fogaskerék hajtások tengelyvonalai által bezárt szög a tengelyszög Σw, amely vagy 90 o (derékszögű hajtások), vagy attól eltérő (12.9. ábra).

17 12.5. ábra Külső fogazatú kúpkerekek ábra Belső fogazatú kúpkerekek

18 12.7. ábra Síkkerék ábra Kúpos fogasív

19 Σw Σw ábra Metsződő tengelyvonalú hajtások, tengelyszög Σ a) Metsződő tengelyű fogaskerékpár (kúpkerékpár) b) Kitérő tengelyű fogaskerékpár (csavarkerékpár)

20 Kitérő tengelyvonalú fogaskerékhajtások (csavarhajtások) Kitérő tengelyű hajtások jellemzői: csigahajtópárok hengeres és globoid alakkal, jelentős felületi teherbírással, nagy áttétellel, csavarkerékpárok, kis teljesítményűek, foghajlásszögük azonos, hipoid hajtások, amelyek ívelt fogú kúpkerekek kitérő tengellyel, így kétoldalt csapágyazhatóak, emiatt teherbírásuk nagy, zajszintjük kicsi, spiroid hajtópárok, amelyek kúpos csigából és tányérkerékből állnak; ez átmenet a hipoid és csigahajtás között. Áttételi tartománya nagy, akár 1:300 is lehet.

21 A fenti megoldások jellemzője, hogy tengelytávjuk és tengelyszögük is van, rendszerint csúszó kapcsolódással érintkeznek, így radiális és tengelyirányú erők is ébrednek a fogazaton. Különböző kitérőtengelyű fogaskerékhajtások láthatók a következő ábrákon, például: csavarkerékpár ( ábra), hipoidkerékpár ( ábra), hengeres csigahajtópár ( ábra), toroidhajtópár (globoidhajtópár) ( ábra), spiroid hajtópár ( ábra).

22 ábra Csavarkerékpár ábra Hipoidkerékpár

23 a w ábra Hengeres csigahajtópár ábra Toroidhajtópár

24 ábra Spiroid hajtópár [49]

25 12.2. Fogazás előtti műveletek Mint ismeretes, a fogaskerék jellemző körei (12.15., , ábra) az ISO R 701 illetve MSZ 7490/2 szabvány ajánlása alapján: a) a furatkör (száras és tengelyes keréknél csapkör), b) a fejkör, c) a lábkör és a közvetlenül nem mérhető körök (Ilyen a szerszámosztó kör, a talpkör, az alapkör).

26 A fogazatok jellemző felületei különböző műveletekben készülnek, ezért az a), b) pontokban felsorolt körök egymáshoz képest szükségszerűen excentrikusak, míg a c) pontban felsorolt körök egyszerre készülnek el. Ezért azok egymással koncentrikusak, viszont központossági hibájuk van a konstrukciós bázis szerepét játszó furatkörhöz (csapkörhöz) képest. ( ábra) Ez szögsebességingadozást és dinamikus ütőhatást okoz, ezért a fogaskerékgyártás valamennyi fázisában gondot kell fordítani a helyes bázisválasztásra.

27 Evolvens Evolvens Osztókör Alapkör Osztókör Alapkör Evolvens Osztókör ábra Evolvens fogprofil különböző alapprofil és azonos osztó- és alapkör esetén Alapkör

28 ábra Evolvens fogazatok kapcsolódása és nevezetes körei

29 Fogárok Fejszalag Fogfelület Fogtõfelület Határpont Fog Fenékszalag Fejkör Fogprofil Gördülõkör Osztókör Határkör Lábkör Alapkör ábra Fogaskerekek jellegzetes felületei, élei és körei

30 B 2 B 2 H7 D B 1 B2 0,01 B 1 B1 a) b) ábra Bázisfelületek megmunkálása a) egyenes b) kúpkerék esetén

31 Követelmény tehát az előírt alakhűség biztosítása, hogy a koncentrikus felületeket vagy egy műveletben, vagy a koncentrikus bázisról munkáljuk meg. Furatos keréken a bázis mindig a furat és a fogaskerék tengelyvonalára merőleges sík (az egyik homloklap), tengelyes és száras keréken pedig a csapágyhely és egy a fogaskerék tengelyvonalára merőleges sík. Követelmény ennek a két felületnek egy befogásban való nagyolása és simítása.

32 További megmunkálását azonban kúpos vagy expanziós tüskén lehetőleg csúcsok között végezzük (merev csúcsok). Célszerű a csúcsfészket köszörülni. A keréktest külső átmérőjének tűrése mindig negatív elhelyezkedésű legyen, hogy a fejhézag ne csökkenjen. A száras és tengelyes keréktest megmunkálását a csúcsfuratról végezzük. A B bázis mindig a csapágyhely (IT6) és egy, a fogaskerék tengelyvonalára merőleges sík. A fogaskoszorúnál először az illeszkedő felületeket nagyoljuk és simítjuk, majd a koszorút sajtolással vagy melegítéssel az agyra húzzuk és a további megmunkálást a főbázisról vagy a segédbázisról végezzük.

33 12.3. Hengeres fogazatok előállítási módjai és szerszámai A fogazott alkatrészek megmunkálása a gépgyártás legigényesebb munkái közé tartozik. Különleges gépeket, nagy teljesítményű, pontos szerszámokat, jól képzett szakmunkásokat és technikusokat igényel. A fogaskerekek a legtöbb gép, szállítóeszköz és berendezés mozgató szerkezetének fontos részei. A fogaskerekektől nagy pontosságot, hosszú élettartamot, jó hatásfokot és zajtalan járást igénylünk.

34 A fogaskerekek gyártási módjának a megválasztásához figyelemmel kell lenni azok anyagára, méreteire a szükséges darabszámra, kialakítására (külső-, belső fogazat, tömbkerék, nyeleskerék, stb.) és megkívánt pontosságára. A választott fogazási módszer törvényszerűségei pedig befolyásolják a fogaskerék konstrukcióját (pl. szerszámkifutás, előállítható modul, stb.).

35 A gépgyártásban általában forgácsoló eljárások szokásosak a fogazat előállítására. A finommechanika (pl. számlálók, játékok és hasonlók) pontos fogaskerekei ugyancsak acélból készülnek, nagy darabszámok esetén a gyártáshoz automatákat alkalmaznak: alak-, vagy csigamarást, kisvastagságú fogaskerekeket csomagba összefogva (pakettként) munkálják meg, vagy darabonként finomkivágással készülnek. A műanyagkerekek általában fröccsöntéssel készülnek.

36 Homlokfogaskerekek és fogaslécek megmunkálása A fogazáskor két fő eljárást alkalmazunk: profilozó eljárást, amikor a fogaskerék fogárokprofiljait alakos maróval, egymást követően, osztókészülékben alakítjuk ki, lefejtő eljárást, amikor a fogárkok profiljait folyamatosan vagy szakaszos osztással, az alakító profilnak a fogaskerék gördülőkörén való legördítésével hozzuk létre.

37 Alapfogalmak, értelmezések A származtató felület: az alakító szerszámot helyettesítő általános modell. A helyettesítés alapkövetelménye, hogy a különböző megjelenésű (egyés sokélű felületű, különböző szögű, stb.) szerszámokat olyan felülettel helyettesítse, amely ugyanazon relatív mozgások mellett ugyanazon munkadarab felületet generál, mint a valódi szerszám.

38 F 1 F sz k a ábra Származtató felület és munkadarab kapcsolata F 1 munkadarab felület; F SZ származtató felület; k szerszámgép kinematikai lánca; a alakító mechanizmus

39 A származtató felület munkadarab felületpár sok esetben azonos a burkoló és burkolt felületpár rég ismert fogalmával, annyival általánosabb, hogy értelmezhető olyan esetekben is, amikor matematikai értelemben vett burkolásról nem beszélhetünk, tehát szélek által metszett, élekben metsződő felületeknél is. A származtató felület és a munkadarab kapcsolatát jellemzi: a kölcsönösség, a megfordíthatóság, a teljes kapcsolódás.

40 A hengeres fogaskerekek fogazata készülhet: profilozó eljárással, lefejtő eljárással. Pontosabb kerék lefejtő eljárással állítható elő, de a profilozó eljárást is használják.

41 A fogazat kialakítását tekintve alapvetően két elvet alkalmazunk a gyártásban: közvetlen mozgásleképezés elvét, közvetett mozgásleképezés elvét. a, Közvetlen mozgásleképzés: A kinematikai párok olyan megmunkálása, amikor a származtató felület ugyanolyan, mint a megmunkált felület kinematikai párja (pl.: csigakerekek gyártása lefejtő marógépen). Ebben az esetben a kinematikai párok egyikét szerszámként alakítják ki, a relatív mozgásokat és helyzetet beállítva - amely jellemző a kinematikai párok működés közbeni állapotára - munkáljuk meg a másik párt (12.20 ábra).

42 12.20 ábra Példa közvetlen mozgásleképezésre Csigakerék tangenciális eljárással való megmunkálása

43 Alapvető hátránya e leképezésnek: minden különböző kapcsolódó párhoz más szerszám kell, a gyártandó kapcsolódó párok alakját és méretét korlátozzák a szerszámkialakítások és méretek, illetve a gépek szerszámtér méretei. Minden folytonos megmunkálás relatív mozgások, illetve relatív mozgásinformációk leképezésének fogható fel, amely mozgások, illetve mozgásinformációk bizonyos feltételek biztosítása mellett visszanyerhetők egy mechanizmusból, melynek része a megmunkált felület is.

44 A felületek kapcsolódási törvényeinek vizsgálata régi probléma, s több megoldási módszer is ismeretes. (Olivier [137], Altman [2], Litvin [120], stb.). b, Közvetett mozgásleképzés: A kinematikai párok olyan megmunkálása, amikor lehetőség nyílik ugyanazon felület különböző szerszámokkal természetesen különböző relatív mozgások mellett történő megmunkálására, vagy fordítva, ugyanazon szerszámmal különböző relatív mozgást megvalósító kinematikai párok (felületek) előállítására ábra.

45 Ez a lehetőség arra épül, hogy egy adott származtató felület (SZ) helyettesíthető egy másik származtató felülettel (SZ 1 ), plusz a megfelelő relatív mozgásokkal. Pl. fogaskerék fésűskéssel történő előállításakor a származtató felület egy fogasléc.

46 Sz 1 Sz v ω mdb. ω v f. v f II. I. v ábra Közvetett mozgásleképzés elve

47 Ebben az esetben közvetlenül leképezzük az SZ származtató felület (szerszám) ω és v relatív mozgásait a munkadarab (mdb) megmunkált felületére. Megtehetjük azonban azt is, hogy ezzel az SZ származtató felülettel előbb előállítunk egy SZ 1 származtató felületet (pl. egy metszőkereket) és ezzel munkáljuk meg a munkadarabot (12.22 ábra).

48 ábra Közvetett leképezés Az Sz és Sz 1 származtató felülettel leképezett munkadarab

49 Ekkor azonban a munkadarab és SZ 1 relatív mozgása a munkadarabhoz viszonyítva már más lesz, mint volt az SZ munkadarab párosításánál. Ez a második megoldás (metszőkerekes fogazás) az eredeti, ún. közvetítő származtató felületnek és relatív mozgásainak közvetett leképzése lesz a munkadarabra.

50 A közvetítő származtató felületet itt felfoghatjuk egy vastagság nélküli felületnek, amelynek I. oldalaival közvetlenül mozgásképzés útján előállíthatjuk a munkadarabot, a II. oldalaival pedig a munkadarabbal is kapcsolódó másik származtató felületet (SZ 1 ), amelyet akár szerszámként, akár a munkadarab kinematikai párjaként is egyaránt kezelhetünk. Ez a közvetett mozgásleképzésre épített szemlélet a technológus számára különösen előnyös olyankor, amikor nem evolvens profilú fogazatok megmunkálása a cél. Vegyük például a Novikov fogazás esetét a ábra alapján.

51 sz 1 sz mdb. körív A Novikov fogazás közvetítő származtató felülete görd. henger ellipszis mettszete ábra középvonal görd. henger ellipszis mettszete Közvetett leképzés Novikov fogazás esetén

52 Látható, hogy ha az SZ származtató felület II. oldalát egyszer fésűskésként kialakítjuk, akkor előállíthatjuk vele a kinematikai pár SZ 1 -el jelölt elemét, illetve köszörűkorongként (csak egy hornyot) kialakítva elkészíthető az a metszőkerék, amely a kinematikai pár másik elemét (munkadarab) ki tudja alakítani. Az SZ származtató felülettel a közvetett mozgásleképzés tovább fejleszthető, ha pl. az SZ 1 -el jelölt származtató felületet helyettesítjük egy SZ 2 származtató felülettel és egy relatív mozgással ábra. Ezzel a leképzéssel előállíthatunk egy olyan SZ 2 származtató felületet, amely megfelel a modultárcsamarónak.

53 Sz 1 vf ábra Modul tárcsamaróval való megmunkálás származtató felületei Sz 2

54 Jól érzékelhető, hogy a leképzésnek itt bemutatott sorozata révén a származtató felület egyre bonyolultabb profilúvá válik, s velük ugyanannak a munkadarabnak az előállítása egyszerűbb relatív mozgásokkal (egyszerűbb kinematikájú gépeken) valósítható meg. Ugyanez érzékelhető a másik irányba haladva a fogasléctől az egyélű illetve az egy ponton érintkező szerszám felé. A bemutatott legutolsó közvetlen leképezés során azonban már elmarad az az előny, hogy tetszőleges fogszámú kinematikai párokat állítunk elő ugyanazzal a származtató felülettel úgy, hogy azok tökéletesen kapcsolódjanak egymással (modul marók azonos modul esetén is a fogszámtól függően eltérő profilúak).

55 Természetesen az eredeti fogasléc alakú származtató felület (SZ) más módon is helyettesíthető egy SZ 1 származtató felülettel, mint ahogyan azt az előzőekben megismertük ábra. Ebben az esetben az SZ 1 származtató felület relatív helyzete és mozgásai mások mint az előző példánál volt. Ez az eset megfelel az úgynevezett lefejtő fogmarás esetének.

56 ábra Lefejtő maróval való gyártás származtató felületei

57 Ezek után elemezzük a fogazatkialakító eljárásokat, melyek a technológiai gyakorlatban kialakultak és a fentebb vázolt mozgásleképezési megoldások valamelyikére épülnek. Fogazó eljárások ( ábra) Mint a táblázat összefoglalásából és az eljárásokat bemutató ábrából is látható, az eljárások három alapeljárásra a lefejtő-, a profilozó-, és az alakos üregelő eljárásra vezethetők vissza, melyeket a ábrán vázolunk szemléletesen.

58 Üregelő alakadó eljárás Öntés Folyatás Fröccsöntés Kúpkerék süllyesztékes kovácsolása Osztó-profilozó Marás tárcsamaróval Marás ujjmaróval Profilozó eljárás Komplett profilozó Külső-, belső fogazat: üregelése kivágása hideghúzása táblázat Lefejtő eljárások Folytonos lefejtő eljárás Marás csigamaróval (Pfauter) Köszörülés csigakoronggal (Reishauer) Hántolás finom hengerlés Fogvésés (Fellows) Osztólefejtő Köszörülés (Maag) (kétkorongos) Köszörülés alakos tárcsakoronggal Köszörülés (Niles) (egykorongos) Foggyalulás (Maag) Fogazási módszerek

59 "Üregelő"-alakadó eljárás Profilozó eljárás Osztó-profilozó (1,2) komplett profilozó (3,4) 1 z 1 2 z Öntés Sajtolóöntés Folyatás Süllyesztékes kovácsolás 1) Tárcsával-marás -köszörülés 2) Újjmaróval marás 3,4) Üregelés, kivágás, hideghúzás Lefejtő eljárás

60 Osztó-lefejtő eljárások Folytonos lefejtő eljárások 1 z 2 1 z 2 z 1 z 2 z Metszőkerék 1) Foggyalulás (Maag) 2) Köszörülés (Maag) 3) Köszörülés (Niles) 1) Lefejtés csigamaróval, köszörülés csigakoronggal 2) Hántolás, lefejtőhámozás (simító hengerlés) 3) Fogvésés, metszőkerékkel Alternáló - egyenesvonalú mozgás Előre - hátra végzett lefejtő mozgás Előre - hátra végzett forgómozgás Folytonos előtolás Folytonos lefejtőmozgás Folytonos forgómozgás Szerszám ábra Fogazási eljárások vázlatai a mozgásokkal

61 12.4. Üregelő -alakadó eljárás Nem tévesztendő össze a forgácsoló üregelő eljárásokkal. A fogaskerék előállításhoz olyan forma (üreg) szükséges, amely a fogaskerék teljes térbeli alakját megjeleníti. Ez esetben a teljes fogaskerék (fogazat, homlokbütykök, körmök, stb.) öntéssel, porkohászati úton, sajtolással, vagy fröccsöntéssel készül. A módszer sajátos megoldása a kisebb méretű, nem vastartalmú fém vagy műanyag anyagú fogaskerekek tömeggyártásbani előállításának. Ide soroljuk a nagyszilárdságú acél kúp és hengeres fogaskerekek pontos kovácsolással és hidegfolyatással való gyártását is ( ábra).

62 12.5. Profilozó eljárás A fogfelületek kialakítása hengeres fogaskeréknél végezhető profilozó vagy lefejtő eljárással. A profilozó eljárások az egyedi és kissorozatgyártás eljárásai. A fogaskerék fogárok-profiljait alakos maróval, egymást követően, osztókészülékben alakítjuk ki. A profilozó szerszámok olyan alakos szerszámok, amelyeknek az alakja megegyezik a készítendő fogaskerék fogárok normálmetszetével. A profilozó szerszámok csak az adott modulhoz és a modulon belül is egy adott fogszámú fogaskerék megmunkálásakor adnak megfelelően pontos profilt.

63 A profilozó szerszámot egy adott modulon belül egy más fogszámú kerék gyártásához felhasználni csak bizonyos kötöttségekkel lehet. Az ebből adódó profil és méreteltérés a gyártási tűréssel összegezve nem lehet nagyobb, mint az adott fogszámú fogaskerék tűrésosztályához tartozó tűrés értéke, továbbá az eltérésnek a tűrés alsó- és felső határain belül kell maradniuk. A gyakorlatban fogcsoportokat alakítottak ki a megengedhető hibatartományokhoz. Ide tartoznak: profilozó modul tárcsamarók ( ábra), profilozó modul ujjmarók ( ábra), profilozó fogazókerék (üregelés) ( ábra).

64 Osztó-profilozó eljárás A szerszám (tárcsa vagy ujjmaró, véső vagy kivágószerszám, üregelőtüske vagy köszörűkorong) egy fogüregben dolgozik és az osztást követően a folyamat ismétlődik ( ábra). Előny: viszonylag egyszerű a szerszám (lehet egyfogú vagy egyoldalas), az osztás pontossága csak az osztóberendezéstől függ, egyszerű gépen elvégezhető (egyedi kissorozat gyártás). Hátrány: minden fogszámhoz és profileltoláshoz más-más szerszám kell (közelítésként fogszám csoportokat képzünk).

65 n forg. γ H h α r 0 n osztó. v előtoló h h ábra Fogaskerék profilozó megmunkálása n forg.

66 Ez a módszer alkalmas a ferde és nyílfogazatok megmunkálására. Zárt nyílfogazatok azonban csak ujjmaróval készíthetők marógépeken osztófej segítségével. A marószerszám profilja függ a fogszámtól. Célszerűségi, gazdasági okokból csak 8-15 db-os marókészleteket gyártanak azonos modullal. E miatt fogszám-csoportonként változatlan a származtató felület, tehát a megmunkált felület is egy adott fogszám kivételével csak közelítése annak, ami a pontos kapcsolódáshoz kellene.

67 Ennek során a fogakat alakos tárcsamaróval alakítjuk ki, amelynek profilja megfelel a fogárok alakjának. Modultárcsamarókat (12.27 ábra, ábra) vagy modulujjmarókat ( ábra, ábra) használunk. A fogárok kimarása után a kereket egy fogosztással elforgatjuk, és marjuk a következő fogárkot.

68 Nagy előnyt jelent, hogy felhasználhatjuk az osztókészülékkel felszerelt, egyetemes marógépeket ( ábra). Ezért ezt az eljárást kisebb üzemekben és javítóműhelyekben alkalmazzuk, ahol kis darabszámú fogaskereket kell készíteni, és a fogazásnak nem kell túlságosan pontosnak lennie. A profilozást alkalmazzuk olyan nagy átmérőjű és modulú homlokfogaskerekek gyártásához is, amelyekhez nem készülnek lefejtőmarógépek. Nyílfogazatú fogaskerekek gyártásához is alakos ujjmarókat használunk.

69 V h ε r ábra Evolvens fogazatot készítő tárcsamaró ábra Profilozó fogazás osztó készülékkel

70 h ε r ábra Evolvens fogazatot készítő ujjmaró ábra Nyílfogazat marása ujjmaróval

71 Ezzel a módszerrel a ferde- és nyílfogazatok megmunkálása történhet. Zárt nyílfogazatok csak ujjmaróval készíthetők el. A megmunkálási feladat egyetemes marógépeken osztófej segítségével oldható meg. m > 7-8 mm esetén a 15 db-os szerszámsorozat használható. Általában 5 m/s-ig használhatók a profilozással gyártott kerekek. Pontosságuk 10. osztály szerintiek. Mindegyik maró több, meghatározott fogszám tartományba eső fogaskerék gyártására alkalmas.

72 A fogprofil marókat a szabványos modulokhoz az MSZ szabvány szerint gyártják. A maró homlokfelületén feltüntetik a modult, a kapcsolószöget és a kerék fogszám tartományát. Az alakos tárcsamarók homlokszöge γ h = 0; a hátszöget a hát hátraesztergálásával képezzük ki, ennek nagysága α h = kb. 10 ; ahhoz, hogy kellően nagy hátszög keletkezzék a fogoldalakon, legalább α b = 2 4 szükséges ( ábra).

73 A szabványos fogprofil marók profilméreteit az MSZ es szabvány tartalmazza. A profil egyes pontjainak koordinátáit ki is lehet számítani. A számításban az m modulból kell kiindulni, figyelembe véve a kerék z fogszámát és az α kapcsolószöget. A következőket határozzuk meg: A kerék osztókörének sugara: r 0 = m 2 z A kerék alapkörének sugara: r a = r cosα A kerék fejkörének sugara: r f = r 0 + m

74 Az A pont derékszögű koordinátái a simítómaró profilján az y tengelyre (amely azonos a fogárok tengelyével) és arra merőleges x tengelyre x a = r f sinδ A ; y a = r f cosδ A

75 γ H N N α h H κ N-N αβ V d0 df κ κ tgαb tg α h ábra Forgprofil-tárcsamaró forgácsoló része

76 y X A a R A R l ábra A fogprofil meghatározása f b r 0 R b r t invα a invα δ R δ A α α a tgα B tgα B A y D C 0 x

77 A δ A szög: δ a = δ R + inv α A inv α ahol: δ R = = 2 z z és az evolvens függvény: inv inv α α = tg A α = tg arc α α A arc α A a δ A szög fokokban: δ o A = δ R π ( α invα ) inv A

78 Hasonló módon határozzuk meg a további pontok koordinátáit (12.33 ábra) a kerék fejköre és lábköre között választott sugarakon, mint pl. az R, a B és más pontok koordinátáit. A pontok koordinátáinak a felhasználásával alakos kést készítünk a maróalak hátraesztergálásához. Az átmenetet a fogcsúcs és a fogoldal között R 1 sugárral kerekítjük le, ami függ a modultól és a kerék fogszámától. A profilozó eljáráshoz tartozik a fogazat üregelés is.

79 előalakító fogalak az előalakító fogalak profiljának származtatása kalibráló fog ábra Fogazat üregelő megmunkálása

80 Keskeny fogaskerekek fogazatainak kialakítására alkalmas ez az eljárás, tömeggyártás viszonyai között. A módszerből eredendően fogazathiba lép fel. Ha ezt a megmunkálást hántolás vagy köszörülés követi, akkor pontos fogazatok gyártásnál is használható az eljárás előmunkálásra. Az elmondottakon kívül számos más profilozó fogazatmegmunkáló eljárás van még (pl. Grób, Shear Speed, külső profilozó gyalulás, állítható szerszámmal) vagy tervezhető meg.

81 Azok az eljárások, melyek tömeggyártás céljaira csak egy meghatározott fogazat kialakítására szolgálnak, pontosság és felületminőség biztosítása tekintetében egyenértékűek lehetnek a lefejtő eljárásokkal. A megmunkálási teljesítmény tekintetében viszont jóval felülmúlhatják azokat, mert egyszerűbb (elemibb) mozgások közvetlen leképzése útján alakítanak és ezek a mozgások egymástól kinematikailag rendszerint függetlenek. A következő oldalon, a ábrán: Grób-féle hideghengerlés (ütőtestes hidegalakítás) kinematikája látható

82 c b a f a b a b b c b b U a - Munkadarab b - Szerszám (hideghengerlő görgő) c - Szerszámpálya f a - Axiális előtolás U - Alakítási zóna c a c f a

83 Az eljárás megmunkálási hibáinak fő forrásai A profilozó eljárás jellegéből adódóan a következő hibaforrásokra kell számítani: a származtató felület hibái, a relatív helyzetek (pl. osztás) pontatlanságai, valamely irányban a mozgás leképzés szakaszos jellege (pl. maráskor a forgácsoló élek véges száma miatt).

84 A művelet során a fogároknak megfelelő alakú szerszám a fogoldal irányába mozog. A szerszám és a fogaskerék teljes fogprofilon érintkezik. A szerszámgép pedig egyszerűbb mint a lefejtéssel dolgozó gépek. Mint már említettük a fogfelületek kialakítása hengeres fogaskeréknél végezhető profilozó vagy lefejtő eljárással. A profilozó eljárások az egyedi és kissorozatgyártás eljárásai. A fogaskerék. Fogárok-profiljait alakos maróval, egymást követően, osztókészülékben alakítjuk ki. Nagy előnyt jelent, hogy felhasználhatjuk az osztókészülékkel felszerelt egyetemes marógépeket.

85 Komplett profilozás Az egész fogaskerék teljes fogazata egy kivágó-, húzó-, vagy üregelő szerszámmal készül el. A módszer előnye, hogy az acél vagy más fém alapanyagú kisméretű fogaskerekek külső vagy belső fogazatának tömeggyártásbani előállítására alkalmas. A megoldás hátránya, hogy minden fogalak és méret más-más különleges és drága szerszámot igényel. [62] Az eljárás megmunkálási hibáinak fő forrásai: a származtató felület hibái és a relatív helyzetek (pl.: osztás) pontatlanságai, esetleg valamely irányban a mozgás leképezésének szakaszos jellege (pl.: üregelésnél a forgácsoló élek véges száma) miatt.

86 12.6. A fogalak lefejtése A lefejtőeljárás burkolóvágással hozza létre a fogalakot. Ez esetben a szerszám forgácsoló mozgásán (gyalu, véső, maró, hántoló, köszörülő mozgás) és előtoló mozgásán kívül még lefejtő-(legördülő) mozgás is fellép az előállítani kívánt fogaskerékhez képest. Ez ugyanúgy valósul meg, mint ahogyan a vele járó keréken legördülve (pl. egy fogasléc is) tenné. A kerék fogoldala a szerszám-éllel való burkolással jön létre ( ábra).

87 Az eljárás előnye: valamely szerszámmal azonos modulú, de tetszőleges fogszámú és profileltolású munkadarab előállítható, a jobb és a bal oldal külön-külön való előállítása esetén (pl. MAAG fogköszörülés és kúpfogazat előállításakor is) ugyancsak és tetszőleges fogszámú fogazat előállításához. egy szerszám kell adott modultartomány

88 Tudni kell, hogy bizonyos szerszámprofilok esetén (pl. alámetszett vagy tört profil esetén) a fej élszalag letörésének az előállításához, vagy hántoló keréknél a fogszám, profileltolás adott alkalmazási tartományával kell számolni.

89 Osztó-lefejtő eljárás A szerszám lefejtő mozgása szakaszos. Előre-hátra mozgás valósul meg, amikoris a fogaskerék egy vagy több foggal való osztása után azonos módon újra kezdődik a folyamat. Előnye: az egyszerű és pontosan gyártható szerszám (fogasléc alakú fésűskés vagy egyenesoldalú köszörűkorong), a fogosztás pontossága független az asztal és a szerszám meghajtástól és azt csak az osztóberendezés befolyásolja, az osztáshiba nem periódikus. Hátrány: a visszafutás és osztómozgás miatti időveszteség.

90 Folytonos lefejtés Ez esetben a lefejtő-mozgás állandó, azt az osztás nem szakítja meg. Szerszámként metsző-, hántoló-, hengerlőkerék, vagy maró-, köszörű-, és hántolócsiga szolgál. A megoldás előnye: nincs fogról fogra való osztás, így megszakítás nélküli a munka. A fogazás pontossága az osztócsiga, az előtolóorsó, a hajtólánc váltókerekei pontosságától függ (a hiba periodikusan változik).

91 Lefejtő eljárásnál a szerszám kinematikus nyoma hozza létre a fogprofilt. A szerszám és munkadarab egymáson legördül. A fogazó szerszám profilja a fogaslécnek vagy a fogaskeréknek felel meg, ezért minden modulhoz egyetlen szerszám elegendő bármely fogazáshoz, fogszámtól függetlenül. A szerszám lassú legördüléssel forgácsol és a fogárkot egyszerre csak két alkotón érinti.

92 A szerszám: nagyoló, elősimító, simító kivitelben készül. Az alkalmazott szerszámtól függően a lefejtést háromféle módon végezhetjük (12.36 ábra): lefejtő maróval (a szerszám menetfelületen fogazott), metszőkerékkel (a szerszám véges fogazású kerék megfelelő élszögekkel), fésűskéssel (a szerszám fogasléc, megfelelő élszögekkel kiképezve).

93 Maag Pfauter Fellows v c f t f a v c v c f w f w f f w f f w ábra Fogaskerék megmunkálás lefejtéssel

94 Fogvésés fésűs késsel (MAAG-eljárás) A foggyaluláshoz szükséges fogasléc alakú lefejtő gyalulószerszámokat Sunderland angol mérnök 1908-ban szabadalmaztatta. Mivel a zürichi MAAG-gyár a szerszám licencét kizárólagos joggal egész Európára megvette, a fésűskéseket általában Maag-kés néven ismerik, míg a módszert magát Maag eljárásnak.

95 Ezen az eljárási elven működő gépeken kialakíthatók egyenes és ferdefogazatú külső hengeres felületen lévő fogazatok, de más periodikus profilok is. A gép munkatartományán belül azonos szerszámmal különböző fogszámú fogazatok állíthatók elő. Viszonylagos előnye a származtató felület egyszerűsége és a szakaszos osztás (a megmunkálási hibák kevésbé összegződnek). Az eljárás leírt jellemzői, de az ilyen gépeket gyártó cégek tradíciói is közrejátszanak abban, hogy a gazdaságosan elérhető fogazat- pontosság megfelel az MSZ szabványban rögzített IT6-os pontossági osztály előírásainak, vagyis valamennyi univerzális fogazó eljárás között a legjobb.

96 A felületminőség jellemezői közül az érdesség befolyásolható a legördülő mozgás sebességének (v előtolás ), illetőleg a véső mozgás löketszámainak változtatásával (burkoló vágások száma változik). A megmunkálási teljesítményt korlátozza az, hogy a forgácsoló főmozgás nem folytonos, hanem alternáló mozgás (tömegerők, egyik löket üresjáratú). Emiatt csak a gyorsacél szerszámok forgácsoló képességét lehet kihasználni.

97 A MAAG típusú gépen fogazatkialakítás m 4 mm-es modul esetében még teliből is egyetlen fogással történhet; az m > 4 mm esetén viszont a fogazatot célszerű előmunkálni (nagyolás). Az előmunkálás rendszerint lefejtő marógépen a leggazdaságosabb, de egy használtabb MAAG fogazógépen is megvalósítható, ha csak ilyen gép áll rendelkezésre (12.37 ábra).

98 . + v forg. a n v előt. fogásvételi mozgás Maageljárás mozgásciklusa III. III. 3 II. I. II. 2 1 I. 4 5 ismétlés ábra Fogvésés fésűs késsel (MAAG-eljárás)

99 I. Induló helyzet. II. A szerszám első foga befejezte egy fogárok teljes kimunkálását. III. A munkaciklus véghelyzete. a a teljes fogásmélységnek megfelelő helyzet, 1 gyors megközelítés, 2 egy fogárok lefejtése, 3 a fésűs kés hossza által meghatározott L = k p x hosszúságú munkamenet (az osztás egész számú többszöröse), 4 gyors visszagördülés, 5 gyors kigördülés és osztás annyi fogosztással, amennyi fog a fésűskésen legördülhet.

100 ω mdb i (kin. kapcs.) ábra A MAAG-eljárás kinematikája Ferde fogazat vésésekor lehet a ábrán lévő megoldás (a rá és túlfutás különbözik).

101 β β hosszú lökethossz ráfutás ráfutás vésés rövid lökethossz mdb. vésés mdb. kifutás kifutás a ) b ) ábra Ferde fogazat vésése a) Egyenes fogú szerszámmal (hosszú lökethossz) b) Ferde fogú szerszámmal (rövid lökethossz)

102 Ferde fogazatok előállítására pótmozgás nem szükséges. A szerszám ferde elhelyezését a munkadarab fogirányának megfelelően el kell fordítani. Ez pedig a es ábrának megfelelően a löket szükséges hosszát is befolyásolja. A származtató felület szabályos fogasléc. Ehhez szerszám úgy konstruálható, hogy a forgácsoló él kialakulásához szükséges homlok- illetve hátszögeket biztosítjuk a forgácsoló élt kimetsző felületeken. Pl. evolvens fogazatok megmunkálásához ( ábra).

103 származtató felület v sz αh A r 2 2 α 0 γ H szerszám v forg. p = m π t0 S0 = 2 ha = hf = 1,25 m α = 20 0 A p α 0 s h r 1 a h f ábra MAAG fésűskés geometriai kialakítása

104 α =5 30, Előtolás (löket) iránya , D késtartó ábra Fésűskés forgácsoló szögei, ferde befogással

105 A késen γ = 0 o, ferde beállításkor γm = 6 o 30 (homlokszög) és α H = 5 o 30 -re kiadódik ( ábra), mivel élezéskor a kést α 1S = 12 o -ra kell beállítani (12.42 ábra).

106 12 α α < ábra Fésűskés élezése a hátfelületen

107 Ha γ 0, akkor a szerszám hátfelületének kialakításához szükséges (v SZ irányban mozgatott) profil szöge α α 0 (α < α 0 ) (12.42 ábra). Szabványos fésűskéseknél α f = 6 o 30 és γ f = 4 o homlokszög esetén γ A α A 2 o -ra adódik. A származtató felületnek megfelelő szerszám fenti módon történő kialakítása (v SZ irányú profileltolódása) abból az ésszerű követelményből adódik, hogy a kopott szerszámok újraélezésével egyszerűen lehessen újratermelni az eredeti profilt. Az újraélezés a homlokfelületen történik (ez a legegyszerűbb). Belátható, hogy ez a követelmény nem teljesülne, ha pl. ahhoz ragaszkodnánk, hogy a profilvonal mentén az α hátszög legyen állandó.

108 Gyakran a homlokszög profil menti kis értéke (γ I ) kedvezőtlen a forgácsolás feltételeire és ezért azt növelni törekszenek a ábrán bemutatott megoldásokkal.

109 m<10 mm m>10 mm γ γ a ) kis-és közepes modulok esetén b ) nagyobb modulok esetén ábra Fésűskés homlokfelület γ szögének növelése

110 n h n α α h 4 t 5 h h ábra H α A fésűskés γ H α szerszámszögeinek meghatározása t x h

111 Az 1. -ból: h = h h cosγ H A 2. -ból: h cosα ( + γ ) h n = H cosγ H H A 3. -ból: x = h tgα A 4. -ból: tgα n = h tgα h n Az 5. -ból: tg α h = h tgα h h

112 Különféle fogkorrekciókat vagy ráhagyásokat (pl. köszörülésre) oly módon lehet biztosítani, hogy módosítják a származtató felületet. Pl. az evolvens fogazat fejrészének lenyesése a ábra szerinti szerszámprofil-módosítással oldható meg. 1-2 : : m ábra Szerszámprofil módosítása

113 Hasonló módon módosított profilúak azok a fésűskések, amelyek nagyoláskor simítási vagy simításkor köszörülési ráhagyással alakítják ki a fogazatot ( ábra).

114 m 0.1 m m r ábra 1.25m Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás 0 Illés a b c Nagyoló-, simító-, készremunkáló szerszámprofil r r r 1 c 2 1 α 0 = = = a) nagyoló szerszám simítási és köszörülési ráhagyással b) simító szerszám köszörülési ráhagyással c) készremunkáló ( 0,36 0,37 ) 0,2 0,25 m 1 sinα 20 o 0,25 m 0 nél szerszám r m 1 = 0,38 m

115 Adott fogazat megmunkálásához a fogazógépen különféle beállításokat kell végezni. a) Legördülés beállítása oly módon, hogy megmunkálás közben a munkadarab forgó- és egyenes vonalú haladó mozgása az alaphengeren történő csúszásmentes legördülés feltételeinek megfelelően legyen kinematikailag összehangolva. Ezt a fogazógép kinematikai láncának kijelölt helyén a szükséges módosítást biztosító cserekerék (rendszerint 4 db) felszerelésével lehet megoldani. A szükséges cserekerekek kiválasztását gépkönyvi táblázatok teszik egyszerűvé.

116 b) A fogosztás beállítása annak függvényében, hogy a megmunkálandó fogaskerék osztóhengerének kerülete hogyan viszonyul a fésűskés megmunkáló hosszához. A gépen a teljes kerület egész-számú elosztásához megfelelően beállítható osztószerkezet van. c) A fogirány beállítása a vésőkosnak a munkadarab tengelyéhez viszonyított beállításával (elfordításával) valósítható meg. Egyenes fogazatok megmunkálásakor a vésőkos mozgása (vezetékének iránya) párhuzamos a fogaskerék tengelyével.

117 Ferde fogazatok megmunkálásakor az osztóhengeren mérhető β fogferdeségi szöggel kell elfordítani a kos vezetéket a fogazat emelkedési irányával ellentétes irányban (β = - β kos ). d) Forgácsolósebességet a vésőkos percenkénti löketszámával állítjuk be a kerékszélesség által meghatározott lökethossztól (H) függően: n löket 1000 v H max vagy n löket 1000 vköz = (min -1 ) (12.2) H ahol: n: - percenkénti löketszám.

118 A legördülési sebesség (kerületi előtolás) beállítása cserekerekekkel vagy beépített módosítások bekapcsolásával lehetséges. Ilyenkor abból indulunk ki, hogy megmunkált fogfelület felületi egyenetlenségei egy adott értéket ne haladjanak meg. Ezen egyenetlenségek annál kisebbek, minél több burkoló vágással fejtjük le a fogaskerék fogát.

119 R max ábra Alakhiba a burkoló vágások számának függvényében

120 Az egy fogra jutó burkoló vágások száma a löketszámmal egyenesen, míg a legördülési sebességgel fordítottan arányos. Táblázatok vagy diagramok könnyítik meg az R max előírt értékéhez a szükséges burkolóvágások számának (ib) meghatározását. Ennek és a löketszámnak (n) az ismeretében a legördülési sebesség (kerületi előtolás) számítható. Pl. evolvens fogazatokra: f k m π = n [mm/min] (12.3) 2 i b

121 ahol: i b : egy fogoldal lefejtéséhez szükséges burkolóvágások száma m : modul n : löketszám. A fogazat előírt többfog-méretének beállítása (fogásvétel) egy vagy két próbafogás alapján a gép fogásvételi mechanizmusa segítségével végezhető el ( ábrán az a méret beállítása).

122 ábra Többfog-méret mérése mérőműszerrel

123 A próbafogás után mérhető és a rajzon előírt többfogméret ismeretében a szükséges korrekciós fogásvétel nagysága számítható. Pl. egyenesfogú hengeres evolvens fogazat esetében: a = W W ( n ) ( n ) 2 sinα ahol: a : tengelytáv változás W (n) : n fogszámnál a többfog-méret W (n)t : többfog-méret fogásvétel előtt α: kapcsolószög. t (12.4)

124 Nem evolvens fogzatok esetében, vagy nagymodulú evolvens fogazatok esetén többfog-méret helyett más fogazat jellemző pl. fogvastagság az osztóhengeren mérésével valósítják meg a megmunkálás közbeni ellenőrzést (a rajz szerinti állapot beállítása céljából).

125 Fogvésés metszőkerékkel (Fellows-eljárás) Ez a fogazat-kialakítási eljárás megfelel a fogaslécnek, mint közvetítő- származtató felületnek. A közvetett leképezés egyszerűbb relatív mozgásokkal, de bonyolultabb szerszám segítségével valósul meg. Erre az eljárásra épülő gépeken külső és belső egyenes fogú (ferde fogú) hengeres fogazatok, de más periodikus profilok is előállíthatók. Fogasléc is előállítható korlátozott hosszban (metszőkerékkel).

126 Ferde fogazatok kialakításához külön gép-tartozékra, a csavarmozgást biztosító vezérpályára és ferde fogazatú metszőkerékre van szükség (pl. TOS 04 4 gép kinematikai vázlatán). Valamennyi fogferdeséghez külön vezérpálya és metszőkerék szükséges. Ezért ritkán és csak tipizált fogferdeségű kerekeknél vagy nagysorozatú gyártásban alkalmazzák (pl. 15, 23, 30 ). A ferde fogazású metszőkerekek előtolását (alapforgását) a gép beállításával, a fogferdeségi szögnek megfelelő pótmozgást (pótfogás) pedig vezérpályával (spirál vezetékkel) biztosítjuk, amely e szerszámot minden egyes löketnél megfelelően elforgatja.

127 Ez azt jelenti, hogy más-más átmérőjű metszőkerekekhez más-más csavarvezeték kell még akkor is, ha a metszőkerekek ß 0 fogferdeségi szöge egyébként azonos. A szerszám és munkadarab forgásiránya belső fogazásnál azonos. A gép kinematikai láncába történő beavatkozással további lehetőségek nyílnak különleges fogazatok előállítására. Származtató felület: a megmunkált felület konjugáltja (amely azt párhuzamos tengelyek körüli állandó szögsebességű forgómozgások révén leképezi). Pl. evolvens fogazatú fogaskerekek esetében egy azonos modulú kapcsolódó fogaskerék.

128 A metszőkerék felfogható egy olyan általános fogazású fogaskerékként, amelynek profileltolódása (x) változó. Erre azért van szükség, hogy a szerszám a legegyszerűbben homlok-felületén többször újraélezhető legyen. Belső fogazatok készítésekor különös gonddal kell eljárni a szerszám fogszámának kiválasztásánál. Itt ugyanis felléphet fogtő alámetszés, fogfej lenyesődés (ún. előtolási interferencia), ha a szerszám fogszáma túl kicsi, vagy túl nagy a fogazandó belső felület fogszámához viszonyítva. Szabványos metszőkerekek használatakor ezeket az interferenciákra ellenőrizni kell, míg új szerszám tervezésekor ezek elkerüléséből kell kiindulni (ennek bemutatására itt nincs mód).

129 A munkadarab körbefogazása egy vagy több fogással történik a modultól függően (ennek megfelelően egy, kettő vagy három lépcsős vezértárcsát használunk, amely a fogásvételi mozgását vezérli).

130 szekrény kos állvány v munkadarab szerszám forgó tárgyasztal ábra Fogmetsző gép kinematikai elrendezése

131 munkadarab v forg. ω mdb. n osztó ωsz. n előtolás szerszám gyors előtolás fogásv. mozg. löket löketvégi asztalmozgás a szerszám kiemelése miatt i= z z v ábra Metszőkerekes fogvésés mozgásviszonyai

132 . 1 mdb. 2. szerszám teljes fogásmélység h ábra Metszőkerekes (Fellows) eljárás vezérlése

133 a) egyenes alkotójú b) ferde alkotójú ábra Egyenes és ferde fogú hengeres fogazatok kialakításának (Fellows eljárás) mozgásviszonyai

134 A szerszám kettőslöketeinek a száma a kis tömegerők miatt nagy lehet. n kl = /min Erre az eljárásra épülő gépeken kialakíthatók külső és belső egyenes fogú (ferde fogú) hengeres fogazatok, de más periodikus profilok (pl. sokszög profilúak) is e mozgásleképzés elveinek megfelelően (12.52 és ábrák).

135 munkadarab szerszám ábra Belső periodikus profilok előállítása Fellows eljárással

136 ábra Ferde fogazat előállítása metszőkerékkel, cserélhető csavarvezeték segítségével 1. csavarvezeték, 2. vezetőhüvelyt forgató kerék, 3. vezetőcsap

137 Feltétel: m = m = m ; β = β = hl h2 hs 1 2 β s A kapcsolódó párok ellentétes emelkedésűek. A feltétel alapján is: d0 = mh z (12.5) Ábrázolva a β s és β v alapján az emelkedést és kapcsolatot a szerszám és a vezérpálya között, a ábra alapján a szükséges összefüggések felírhatók.

138 ábra Ferde fogazat előállításának feltétele csavar vezeték d v β v β s metszőkerék H s =Hv = d.. os π ctg β s = =d. v π. ctg β v ( mivel együtt kell mozogniuk ) d cs d cs d v π.. π

139 A d 0s ctgβ s = d v ctgβ v (12.6) és a d d 0s v = ctgβ ctgβ v s = tgβ tgβ s v (12.7) összefüggéssel írható fel az átmérők és szögek közötti arány. A metszőkerék és a csavarvezeték emelkedésszöge nem azonos, hanem annak tangensei egyenesen arányosak az átmérőkkel. A csavarvezeték emelkedési szöge nem azonos a metszőkerék emelkedési szögével.

140 Ebből még az is következik, hogy különböző d 0s1 és d 0s2 átmérőjű metszőkerekekkel, ha β 0 szögük azonos, ugyanaz a munkadarab megfogazható, de: H s1 = egyenlet értelmében emelkedési szögük nem azonos, tehát a csavarvezetékek H v1 és H v2 emelkedése is eltérő. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy más-más átmérőjű metszőkerekekhez más-más csavarvezeték kell még akkor is, ha a metszőkerekek β 0 fogferdeségi szöge egyébként azonos. A szerszám és mdb forgásiránya belső fogazásnál azonos. A gép kinematikai láncába történő beavatkozással további lehetőségek nyílnak különleges fogazatok előállítására ( ábra). d 0s1 H d s2 0s2

141 ábra Dongásított, illetve ovális (ellipszis) alakú fogazatok előállítása

142 Fogasléc lefejtéséhez is külön készülék vagy speciális gép szükséges. Megmunkálási pontosság: IT7 Felületminőség és a megmunkálási teljesítmény: ugyanaz, mint a MAAG eljárásnál. Származtató felület: a megmunkált felület közvetlen konjugáltja (amely azt párhuzamos tengelyek körüli állandó szögsebességű forgómozgások révén leképezi). Pl. evolvens fogazatú fogaskerekek esetében egy azonos modulú kapcsolódó fogaskerék.

143 α f származtató felület számítási sík v sz vékony fogasléc I. γ f a II ábra Metszőkerék kialakítása

144 A metszőkerék felfogható egy olyan általános fogazású fogaskerékként, amelynek profileltolódása (x) értéke változó. Erre azért van szükség, hogy a szerszám a legegyszerűbben homlokfelületén többször újraélezhető legyen. Abból eredően, hogy rendszerint γ f 0, itt is fellép az a kapcsolószög korrekció, amelyet a fogazó fésűskés kapcsán már bemutattunk. A és ábrák alapján írható: x 0 m x = tgα 0a (12.8) ahol: x: - profileltolódási tényező x 0 = 0,2 0,4

145 ábra A metszőkerék forgácsoló éleinek szögelhelyezései és profileltolásai

146 Ezt úgy kompenzálják, hogy a metszőkerék előállításakor a hátfelület köszörülését α > α 0 kapcsolószögű koronggal végzik el. A fogoldal menti α és γ szögértékek csakúgy mint a fésűskésnél jóval kisebbek mint α f és γ f értékei. A foglenyesés vagy ráhagyások biztosításához így csak módosított metszőkereket használnak. Ezt a módosítást a metszőkerék fogoldalait köszörülő korongon keresztül viszik át a metszőkerékre (így a legegyszerűbb).

147 A meszőkerekes lefejtő vésőgép beállítása fogazáshoz lényegét tekintve ugyanazokat a beállításokat tartalmazza, mint a MAAG típusú megmunkálásoknál, és ugyanúgy lehet azokat elvégezni, kivéve a fogirány beállítását, illetve az osztás beállítását. Arról már szóltunk, hogy ferde fogazatok megmunkálásához elvileg nem lehet megdönteni a vésőkost, és ezért a pótmozgást külön vezérpályák segítségével biztosítjuk. Az osztást pedig folytonos legördülés helyettesíti és ezért a gép kinematikai láncába olyan cserekerekeket szerelünk fel, amelyek biztosítják a munkadarab és a metszőkerék között a fogszámarányukkal fordítottan arányos szögsebesség viszonyt.

148 Így: ω ω mdb szerszám = z szerszám z mdb Feladat még a szerszám és munkadarab egymáshoz viszonyított forgásirányának beállítása. Külső fogazatok megmunkálásakor a forgásirányok ellentétesek, míg belső fogazatok esetében azonosak. A vezértárcsa fordulatszámának beállítása pedig aszerint történik, hogy egy, két vagy három lépcsős-e a kívánt teljes fogmélységre állás.

149 Problémát jelent még a belső fogazatok megmunkálás közbeni ellenőrzése. A belső fogazat kialakításából eredően itt a többfog-mérés nem lehetséges. Vagy speciális mérőeszközzel fogvastagság mérhető (nagyobb kerekeknél), vagy kisebbek esetén csapos csőrű mérőeszközökkel az osztóhenger átmérőjének közvetett meghatározását végezhetjük el.

150 1 c φ D o osztókör c φd ábra Belső fogazat mérés elve

151 D 0, valamint C (C 1 ) d között geometriai összefüggések állnak fenn, és az alábbiak ismeretében D 0 számolható. m 2 mm esetén a megmunkálást általában egy fogással teliből megvalósíthatjuk. 2<m<6 esetén 2-3 fogással (többlépcsős vezértárcsával), de még mindig teliből végezhetjük. Nagyobb modulú kereket már gazdaságos Pfauter típusú gépen (előállítani) előmunkálni. Általában IT7-es pontossági osztályú fogazatok állíthatók elő ezzel a módszerrel (vannak kombinált vésőgépek).

152 Fogazás lefejtőmaróval (Pfauter eljárás) 1887-ben Pfauter szabadalmaztatta. Az első lefejtő marót Schiele szabadalmaztatta Angliában 1856-ban, de akkor lett általános, amikor Brown & Sharpe gyár az 1890-es években létrehozta az első hátraesztergákat. Ezenkívül még számos más ismert gyár is készít ilyen gépeket, többek között Komszomolec, Volman, Boehringen, Niles, TOS, stb.

153 A mozgásleképzés vizsgálatakor már láttuk, hogy az ún. közvetítő származatató felületet (pl. fogaslecet) lehet helyettesíteni egy csavarfelülettel rendelkező lefejtő csigamaróval is, de természetesen akkor más relatív helyzet és mozgás szükséges ugyanannak a megmunkáló felületnek (pl. evolvens fogaskerék) az előállításához. Ez a megoldás azért jelentős, mert a lefejtéshez, illetőleg osztáshoz szükséges mozgásokon kívül a forgácsoló főmozgást is folytonos forgómozgássá lehet tenni, s ily módon az alternáló mozgásokra jellemző nagy tömegerők nem korlátozzák a forgácsolási sebesség fokozását, esetleg keményfém szerszámok forgácsoló képességének a kihasználását.

154 Dönthetõ marószán Marófej lefejtõmozgása Ellentámasz Lefejtõ elõtolás Állvány Elõtolás Fogásvétel Radiális elõtolás Munkadarabszán ábra Lefejtő (Pfauter) marógép

155 A fogazat előállítására néhány irányelv: m < 8 mm esetén egy fogásban fogazunk, két fogás esetén 0,6/0,4 a fogmagasság-arány marásnál (1 bekezdésű maró), simításra 0,5 1 mm ráhagyást hagyunk az osztókörön mérve.