Mechanikai megmunkálás

Átírás

1 Mechanikai megmunkálás VII.. elıad adás Általános faipari megmunkálási eljárások faipari BSc. mérnök hallgatóknak Nyugat-magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar Terméktervezési- és Gyártástechnológiai Intézet Papp Tibor egyetemi tanársegéd Sopron, 2008

2 Felsımaró szerszámok (összefoglalás) a- hengeres, egyélő felsımaró; b- hosszlyuk maró, centrikus befogással; c- hengeres, egyélő nagy átmérıjő felsımaró; d- két élő, maró; e és f- egy-, illetve kétoldalas él-letörı és oldalazó maró; g és h- él-letörı falcoló maró; i- legömbölyítı oldalazó maró, egyélő; j- T-horony maró; k- egyélő fogazó maró; l- grót-maró ; m- feles gömbölyítı maró. egyélő; n- egy élő legömbölyítı maró; o- kettıs legömbölyítı maró; p- negyedes legömbölyítı maró; r- negyedes, legömbölyítı vállas maró; s- legömbölyítı maró; t- kétélő profilszerszám; u- negyedes homorító oldalazó maró; v- egyélő menetfúró

3 Magszekrény-felsımarógép

4 Fogazáskészítés felsımarógépen a., menetes szárú b., rövid, menetes szárú c.,hosszú hengeres szárú fecskefark-maró d., rövid menetes szárú egyenes fogazómaró

5 Fogazáskészítés felsımarógépen

6 Különbözı fogazások a- lekerekített nyitott; b- lekerekített félig takart; c- lekerekített teljesen takart; d- nyitott fecskefark alakú fogazás; e- egyenes nyitott fogazás; f- fecskefark alakú árokmarás; g- ferde fésős nyílt fogazás; h- sarok ékfogazás; i- hossztoldó ékfogazás

7 A vízszintes elrendezéső marógépen készíthetı fogazások és sablonok a- fogazások: A- lekerekített félig takart - ; B- lekerekített nyitott-; C- egyenes nyitott; D- sarkos nyitott fecskefark alakú fogazás; b- félig takart fogazás és sablonja; c- nyílt fogazás és sablonja; 1- anyagtámasz; 2- körhagyó henger; 3- szerszám; 4- féső (sablon); t- fogosztás

8 Függıleges elrendezéső fogazó marógép és az elvégezhetı mőveletek

9 Fogazáskészítés felsımarógépen sokorsós fogazó marógép

10 A sokorsós marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1-2- munkadarabok; 3- gépasztal; 4- egymás mellett lévı marószerszámok; A- lekerekített, félig takart-; B- lekerekített, teljesen takart fecskefark alakú fogazás; C- egyenes, nyílt; D- fecskefark alakú, nyílt fogazás

11 Tárcsás fogazó marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1- befogókar; 2- marószerszámok; 3- gépasztal; 4- munkadarabok; a- marótárcsák derékszögő fogazásokhoz; b- kónikus marótárcsák ferde fogazásokhoz; A- egyenes, nyílt; B- ferde fésős, nyílt; C- fecskefark alakú, nyílt; D- sarok ék; E- hossztoldó ék-fogazás

12 Láncmarógép

13 Láncmarógép

14 A láncmarógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1- meghajtó vezetıkerék; 2- leszorító léc; 3- munkadarab; 4- vezetıléc; 5- marólánc; 6- szabadon futó vezetıkerék; I/a- átmenı egyenes; b- ferde csaplyuk; II/a- egyenes; b- ferde csapfészek; III- szakállas csapfészek

15 Megmunkálási formák marólánccal Az a esetben L=D, azaz a rés hosszúsága egyenlı az élkör átmérıvel. Az elıtolás csak függıleges irányú. Kevésbé jó a b és c megoldás, mivel a lánc erıteljes oldalirányú igénybevételnek van kitéve.

16 A résmarógépek mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek A, B- résmaró szerszámok mőködési elve; a- derékszögő rés; b- derékszögő lépcsıs rés; c- derékszögő kettıs rés; d- ferde oldalú rés; e- ferde oldalú kettıs rés; f- egy oldalon legömbölyített rés; g- egy oldalon elvékonyított egyenes rés; h- összetett rés; i- két oldalon homorú rés marása

17 Az összetett résmarógéppel végezhetı mőveletek a- zároldalon; b- pántoldalon; c- süllyesztımarások (szaggatott vonal: a maróorsó tengelyének mozgása)

18 Kúpos szárú marószárak a- négy egyenes élő él maró; b- ferde élő él maró; c- aljazó maró; e- ¼-es domborító maró; f- 1/-es domborító-maró; g- száras marófej, elıvágókkal

19 Másoló marógép pantográf maró mőködési elve A felületre helyezett mintasablont letapogatja a karra szerelt tapogató tüske A forgó marófej a letapogató tüske mozgásait követi minden irányban. Lehetıség van a pantográf szerkezet állításával nagyításra és kicsinyítésre is.

20 A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek A faipari CNC gépek a számítógépen elkészített alkatrészmodellek megmunkálására alkalmas gépek. A számítógéppel vezérelt gépnek nincs szüksége sem sablonra, sem mesterdarabra, az adott tervezı és kivitelezı programokkal (pl.: CAD- CAM) végzi a megmunkálás vezérlését. Elınyei: Egyetlen felfogással nagyon komplikált mőveletsorozat végezhetı, Az elıtolási sebessége 2-5-ször nagyobb, mint a hagyományos marógépeké, Magas minıségő marás (ellen- vagy egyenirányú marás), Programozható és összehangolható a szerszámsebesség és elıtolási sebesség, Több beépíthetı maróegység (revolver), automatikus szerszámcsere

21 A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek A CNC (Computer Numerical Control) olyan berendezés, amely szabadon programozható mikroszámítógépet is tartalmaz, ami a vezérlését végzi. Vezérlését alapvetıen a beépített mikroszámítógép programozása határozza meg. Mőködését a felépítmény, azaz a vezérelt gép és az alkalmazott technológia határozza meg. A szerszámgép, megmunkálási technológiától függıen legyen az maró, eszterga, köszörő, szikra, vízsugár, lézer, lemezalakító, hegesztı berendezés. A faiparban két típus a legelterjedtebb: a maró forgácsoló elven mőködı CNC gépek, valamint a CNC esztergagépek. Vezérlésük alapján lehetnek: Pontvezérelt Szakaszvezérelt Pályavezérelt A pályavezérelt gépek közül a faiparban a gyártási igényeknek megfelelıen megkülönböztetünk: 2; 2,5; 3; 5; 6 D-s gépeket.

22 Pontvezérlés A pontvezérléső gépeknél nincs funkcionális összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A vezérelt elmozdulás közben megmunkálás nincs. Egyidejőleg két koordináta irányban is lehetséges elmozdulás. Koordináta-fúrógépek

23 Szakaszvezérlés Szakaszvezérlésnél szintén nincs összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A szerszám viszont a szánmozgásoknál valamely koordináta irányában fogásban lehet. A szerszám a kiinduló ponttól a befejezı pontig egyenes mentén mozog valamely tengely irányában. Elıfordulhat különbözı elıtoló mozgások egyidejő bekapcsolásával a koordinátatengellyel meghatározott szög (általában 45 fok) alatti egyenes vonalú mozgás létesítése is.

24 Pályavezérlés A pályavezérléső szerszámgépeknél a különféle irányú mozgások között funkcionális összefüggés van. Így a szerszámok és a munkadarabok egymáshoz viszonyított mozgása valamilyen függvénykapcsolattal adható meg. A kontúrvonalat megadó görbét a gép elemi útszakaszok sorozatával közelíti meg, vagyis a pályát szakaszokra bontja és azt valamilyen más görbével közelíti meg. A pályavezérlésnél az információs adatok száma sokkal nagyobb, mint a pont- és szakaszvezérléső gépeknél. A gép az adatok feldolgozását, vagyis a pálya közelítıgörbéje adatainak meghatározását a CNC belsı számítógépével végzi el. Ezt a berendezést interpolátornak nevezik. Pályavezérléső gépeknél minden tengelyen önálló, fokozatmentesen szabályozható sebességő mellékhajtómő szükséges. Az interpolátor az egyes tengelysebességek folyamatos változtatásával biztosítja a mindenkor szükséges térbeli pályamenti eredı sebességvektor beállítását.

25 2 és 2,5 D-s CNC marógépek Ahány tengely összhangban vezérelhetı, annyi dimenziós pályavezérlésrıl (D) beszélhetünk. Tehát a dimenziószám az eredı sebességvektor különbözı tengelyek irányába esı sebességkomponensek száma. Ha az NC nem képes minden tengelyt összhangban mozgatni (azaz pályavezérelni) a fennmaradó (csak szakaszvezérelhetı) tengelyeket fél dimenziószámmal jelölték. A felsı ábra 2D pályavezérlést, az alatta levı ábra 2.5D pályavezérlést mutat. Ez utóbbi "teraszos" megmunkálást jelent, azaz síkban (2D) pályavezérelhetı és a harmadik tengely mentén szakaszos elmozdulást eredményez.

26 2 és 2,5 D-s CNC marógépek

27 2 D-s CNC marógépek A 2D-s gépeken csak viszonylag egyszerő alkatrészek készíthetık, mert a szerszám csak vízszintes síkban mozog forgácsolás közben. Keretek ajtóbetétek hangszerdobozok íves alkatrészek.

28 2 D-s CNC marógépek A 2-2,5 D-s gépek speciális faipari alkalmazása a Lapszabász CNC gépek, melyek hengeres marószerszámm al forgácsolnak. Másik speciális terület a gravírozás.

29 2,5 D-s CNC marógépek A 2,5 D-s gépeken már bonyolultabb alkatrészek is elkészíthetık, mivel a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában is elmozdulhat, de csak egyenes vonal mentén.

30 2,5 D-s CNC marógépek

31 3D-s CNC marógép A 3D-s gépek annyiban különböznek a 2,5D-s gépekrıl, hogy a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában tetszıleges görbe mentén mozoghat.

32 3D-s CNC marógép

33 4D, 5D és 6D-s CNC marógépek Abban különböznek a 3D-s gépektıl, hogy a szerszámot forgácsolás közben lehet forgatni a teret meghatározó fı iránytengelyek körül (X,Y,Z). Valódi térbeli alakzatok általában 5D pályavezérléssel munkálhatók meg, mert a geometria lekövetése mellett a maró optimális élszögeit is be kell állítani.

34 4D, 5D és 6D-s CNC marógépek

37 4D, 5D és 6D-s CNC marógépek A sok mozgás könnyebb kezelhetısége (programozása) miatt a gyártók néhány alapmozgást a szerszámról áthelyeztek a gépszerkezetre, a gépasztalra (X, Y, Z irányú mozgás, forgás, stb.). Ettıl függetlenül még a szerszám szabadságfokáról beszélünk. 5D-s gép, amelyen az X tengely menti lineáris- illetve körmozgást (A), valamint az Y tengely körüli forgást (B) a gépasztal együtt végzi a rárögzített munkadarabbal

38 CNC marógépek A CNC marógépek egyik fontos paramétere az egyidejőleg megmunkálható alkatrészek száma. Ez attól függ, hogy a gép hány szerszámfejjel rendelkezik. A technológiai folyamatok tervezésekor felvetıdı kérdés, hogy a gépen milyen mőveleteket kell elvégezni. Általánosan két fıtípust különböztetünk meg a CNC gépeknél: Revolverfejes gépek, ahol a szerszámfej elforgatásával tetszılegesen használható 6-8 szerszám. A lineáris szerszámfejes gépek, melyek szerszámtárral rendelkeznek, melyekbıl a gép automatikusan a szükséges mőveleteknek megfelelı szerszámot adaptálja.

39 CNC marógépek Revolverfejes osztatlan asztallapú (a) és lineáris osztott asztallapú (b) felsımarók

40 CNC marógépek Revolverfej

41 CNC marógépek Lineáris osztott asztallapú CNC felsımaró Szerszámtár-egység

42 Befogótokmányok CNC marógépekhez

43 CNC felsımaró szerszámok