5. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal. A fogazatok kapcsolódása. 5.1 Alapfogalmak. Fogaskerék hajtások csoportosítása

Átírás

1 5. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal A fogazatok kapcsolódása 5.1 Alapfogalmak Fogárok Fejszalag Fogfelület Fogtõfelület Határpont Fog Fenékszalag Fejkör Gördülõkör Osztókör Határkör Lábkör Alapkör Fogprofil Fogaskerék hajtások csoportosítása Egyenes külső Egyenes belső Külső kúpfogazat

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

3 r0 5.2 Fogazatmegmunkáló eljárások felosztása a) Profilozó eljárások marás Vésés üregelés Megmunkálás alakátvitellel Fogprofil = Fogárok normálmetszeti profilja egy szerszámmal egy modul és fogszám gyártható 5.3 Profilozó eljárások a) Marás tárcsamaróval v. ujjmaróval (modulmaróval) b) Lefejtő eljárások a fogprofil burkolóvágások révén jön létre főmozgás, előtoló mozgás, lefejtő mozgás (gördülés) egy szerszámmal többféle fogszám gyártható A lefejtés lehet: folyamatos szakaszos n forg. γ H Jellegzetességek: h r 0 n osztó αh h. velőtoló h ε h V Mindig osztással megy végbe Szerszám homlokszöge = 0 Egyetemes gépek és készülékek Nagy átmérőjű munkadarabok A marókat készletekben gyártják r0 ε n forg.

4 Zárt nyílfogazat készítése ujjmaróval Fogprofil tárcsamaró geometriája γ H Jellegzetes változatok (tárcsamarásra): N N α h H Oldalmegosztás Fogásmegosztás N-N αβ κ V Táblára rajzolni! d0 df κ κ tgαb tg α h b) Vésés, üregelés 5.4 Lefejtő eljárások ( ) Profilozó eljárás Osztó-profilozó (1,2) komplett profilozó (3,4) 1 4 z 1 1) Tárcsával-marás -köszörülés 2) Újjmaróval marás 3,4) Üregelés, kivágás, hideghúzás 3 2 üregelés Komplett profilozás is lehetséges (egyetlen húzással) Többnyire kisméretű darabok Nagysorozat v. tömeggyártás vésés Egyedi gyártás Szakaszos előtolás Osztómozgás Valódi fogaskerék megmunkálás: A mdb és a szerszám egymáson gördül A profil ún. burkolóvágások révén jön létre (lefejtés) A szerszám terhelése egyenlőtlen R max 8-15 vágás Hengeres fogazatokhoz: gyalulás vésés marás

5 Ismételten a fogazatok kapcsolódásáról Maag Pfauter Fellows vc f t f a vc vc f w f w f f w f f w Fogaskerék megmunkálás lefejtéssel Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás) Lefejtő fogvésés munkadarab v forg. ω mdb. n osztó ωsz. n előtolás szerszám gyors előtolás fogásv. mozg. löket löketvégi asztalmozgás a szerszám kiemelése miatt i=z s /z w =n w /n s i= z z v

6 Lefejtő fogvésés Fogásmélység beállítása: begördüléssel, a mdb. 1-1/4 fordulat alatt készül el mdb szerszám Vezérlőtárcsával valósítják meg 1.pont: h=0 2.pont: h=h max teljes fogásmélység h 1 2 Szerszáma: a metszőkerék (változó profileltolású éllel rendelkező fogaskerék ) szekrény kos állvány v Fogmetsző gép kinematikai elrendezése munkadarab Egyszerű mozgásviszonyok Bonyolult szerszám Elemi fogazat: x=0 szerszám forgó tárgyasztal

7 Ferde fogazatok is megmunkálhatók: +mozgás a szerszámnak (spirál) sz-mdb ellentétes emelkedésűek Ferde fogazat előállítása metszőkerékkel, Cserélhető csavarvezeték segítségével 1. csavarvezeték, 2. vezetőhüvelyt forgató kerék, 3. vezetőcsap Belső fogazatok is megmunkálhatók. Lefejtő fogvésés, belső fogazat Lefejtő foggyalulás (Maag eljárás) Nagyobb pontosság Kisebb termelékenység Nagyon bonyolult mozgások (mechanika) Legegyszerűbb szerszám

8 Lefejtő foggyalulás Visszalöketnél a kés kiemel (billen) A megmunkálás kinematikája: ω mdb i (kin. kapcs.) Maageljárás mozgásciklusa 0 a. + v forg III. III. v előt II. n fogásvételi mozgás II. 2 1 I. 4 5 I. 0 ismétlés 1-2: begördítés (1. fog kialakul) 3: további fogak megmunkálása 4: gyors visszagördülés 5: gyors kigördülés + osztás a megfelelő fogszámmal Ferde fogazat gyalulása: egyenesfogú v. ferdefogú fésűskéssel hosszú lökethossz mdb. β kifutás ráfutás vésés rövid lökethossz mdb. a ) b ) β kifutás ráfutás vésés p v sz 0 s αh A A r 1 ha r 2 2α 0 hf α γ H szerszám v forg. Maag fésűskés geometriai kialakítása: p = m π S h 0 a t0 = 2 = h α = 20 0 f = 1,25 m Sík felületek határolják Mindenütt névleges profillal bír Sokszor és könnyen újraélezhető (csak szilárdsági limitje van)

9 5.4.3 Lefejtő fogmarás (Pfauter eljárás) α< α 0 12 Egyszerű élezhetőség hát- és homlokfelületen Maag eljárás belső fogazatokhoz nem használható Nagyobb termelékenység Kisebb pontosság Egyszerű mozgások Bonyolult szerszám A főmozgás forgó, ez nagy előny Szinte minden mozgás folyamatos Szerszám: Csavarfelületre vitt lécprofil ω diff. v tang.előtolás v ax. előtolás Lefejtő fogmarás, Pfauter ω forgó δ = 90 + γs ω osztó v t is lehet (szakaszos, v, folyamatos) a maró egyenletes terhelése érdekében) Pl. diagonál marás δ=+/ α+β a v rad. fogásvétel v. előtolás v tang. előtolás

10 Diagonális marás A lefejtő fogmarás kinematikai lánca f t f er f ax lefejtőmaró mdb. mdb v f ω mdb δ ωsz i, = z ö z Z ö : maró bekezdések száma Z: mdb fogszáma lefejtőmaró Kivitelezési módszerek: Alulról felfelé (egyenirányú marás) termelékenyebb Csak axiális előtolással Axiális és radiális előtolással (l út csökkentése) v n h v v rad mf f R sz x R sz -x Az előtolás és az érdesség kapcsolata X = R l fmf sinα0 X' = X sinα0 X' 8 R f mf = SZ R 2 SZ X' 8 R sinα 0 SZ 2 fmf 2 2 SZ [mm/mdb ford.] v ax v ax αo, x

11 Lefejtő fogmaró gép felépítése Dönthetõ marószán Marófej lefejtõmozgása Ellentámasz A szerszám újraélezése A hátfelület hátraesztergált A homlokszög γ=0 o Lefejtõ elõtolás n sz Állvány Elõtolás Fogásvétel Radiális elõtolás γ=0 sík kúpos oldalfelület Munkadarabszán szabályozás gyémánttal

12 Lefejtő eljárások összehasonlítása Jellemző Fellows Maag Pfauter Termelékenység Pontosság Mozgásviszonyog bonyolultsága Szerszám bonyolultsága Belső fogazat Ferde fogazat + + +

13 6. Fogazatok befejező megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal 6.1 Hámozó lefejtő marás (pontossági fogmarás) Mindig simító megmunkálást jelent Kéregkeményített vagy edzett fogazatok is megmunkálhatók Kinematikailag azonos a hagyományos lefejtőmarással Jó termelékenység, jóval nagyobb, mint köszörülésnél Pontosság jó: IT 6-8 Ráhagyás 0,1-0,3 mm Szerszám: keményfém lapkás, lefejtő fogmaró nagy negatív homlokszöggel!! A negatív 30 o biztosítja Kis forgácsvastagság Kis deformáció Kis hőképződés Jó R a (0,8-6,3 μm) Gondos előmunkálás!! forrasztott v. betétes kivitel 30 Műszaki előfeltételek: Munkadarabok gondos előmunkálása Megfelelő gépválasztás Pontos készülékezés Előmunkálás: Csak a fogoldalon legyen forgácsolás ráhagyás előfogazás végállapot Az előfogazáshoz speciális marót használnak (Protuberanz maró) 0.1m s e p r 1.4m Gép: kellően merev. maró léptetésre legyen lehetőség diagonális marást kell alkalmazni (kopás)

14 6.2 Foghántolás hántolandó kerék Nemesített kerekekhez Csoportkerekek kisebbik kerekéhez Szokás még: Cementálás hántolás nagyfrekvenciás edzés Éles szélű barázdákkal ellátott felületű fogaskerékkel (szerszámmal) történő összejáratás Szerszám: hántolóléc vagy hántolókerék (egyenes vagy ferdefogú) mm mm A nézet A legördülőmozgás hántoló kerék o -os kitérő tengelyek Összegördülés + tengely irányú mozgás Homlokszög=0 o fogirányra merőleges fogak esetén Homlokoldallal párhuzamos fogaknál a homlokszög nem 0 hátszög=0 o!!!!. + tengelyirányú mozgás Forgácsolás a csúszási viszonyok következtében Nagyon kis ráhagyás 0,025-0,05 mm Csökkenti a profilhibát 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 forgatja a munkadarabot A hántoló eljárás módjai b b c c a b a c a γ γ α γ γ a: mdb kezdeti pozíciója b: hántolókerék c: mdb végpozíciója Gép: foghántoló gép párhuzamos diagonál γ : tengelykeresztezõdési szög α: diagonális szög Pontosság IT 5-7 Ra 0,8-0,02 um merőleges haránt a b

15 6.3 Fogazatok jellegzetes hőkezelései A furat és a fogazat deformációt szenved Cementálás (+edzés = betétedzés) C = max. 0,2 % ezt visszük fel kb 0,8%-ra Rétegvastagság. 0,5-1,5 mm Nitridálás Gázban vagy sófürdőben Indukciós edzés Csak a fogfelületet 6.4 Kiegészítő fogazatmegmunkálások Foggömbölyítés (célgépek) fogsarkítás Homlokél letörés Sorjázás foglekerekítés 7. Fogazatok megmunkálása határozatlan élgeometriájú szerszámokkal 7.1 Fogköszörülés profilos tárcsakoronggal Köszörülés egy koronggal Problémák: A korong kopásával a fog vastagodik Korongszabályozás nehézkes Pontatlan

16 köszörűkorong Köszörülés két koronggal Kedvezőbb, mert a korong a palásttal forgácsol Fogásvétel iránya ϑ r i r b Köszörűkorong érintkezése a munkadarabbal A δ szakaszon kedvezőtlen a ϑ szögtartományban kedvezőbb köszörülési feltételek vannak. A 0 A A A A 0 0 A F 0 δ ϑ Axiális: egyenletes kopás, nagy hő Radiális: egyenletlen kopás, kisebb hőfejlődés F 0 F F F 0 F axiális radiális legördülés Profilozó korongog szabályozása 7.2 Lefejtő fogköszörülés Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles) lehúzó szerszám gyémánt bevonatolt fogoldal felület köszörûkorong profilja profilozó köszörûkorong a fog jobb oldalán profilozó köszörûkorong a fog bal oldalán v k. köszörûkorong fog 1 2 osztókör homlokfogaskerék 3

17 Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles) Mozgásciklus v k osztókör Korong: egyenes profilú, kettős kúpos Korongszabályozás könnyű Közepes pontosság Közepes termelékenység Ferde fogazathoz is alkalmas osztás A1 1 B 1 A 2. 1 BAL PROFIL. 7 mm Túl- és ráfutás Holt út B2 1 1 JOBB PROFIL 5mm. Túlfutás Kigördülés.. Bal profil köszörülése B1-A2 Túlfutás és visszaút (kb 5 löket) Jobb profil köszörülése B2-A1 Kigördülés + osztás Begördülés + ráfutás Bal profil köszörülése B 1 2 Begördülés 1 5mm Ráfutás A BEÁLLÍTANDÓ ÁGYSZÁN ELMOZDULÁS Lefejtő fogköszörülés, Maag eljárás b gy α α g d gy k c b gy A korong független a modultól Kis érintkezési hossz (pontszerű) Korongszabályozás minden 2 sec-ban Alacsony hőmérséklet Kis termelékenység Nagy pontosság Bonyolult gép Ra =0,8-0,01 μm IT 3-6

18 Maag fogköszörülés mozgásviszonyai acélszalag (gördítőszalag) köszörűkorongok munkadarab gördítő bak előtolószán gördítőszán 0 o os Maag fogköszörülés mozgásviszonyai termelékenyebb Lefejtő fogköszörülés csigakoronggal, Reishauer l o l k gördülő szalag r a alapkör A korongok nincsenek bedöntve Nem azonos fogárokban dolgoznak Az alsó pontok összekötője érinti az alapkört b

19 Szerszám: trapézprofilú csigakorong A szabályozás ideje eléri a főidőt Szerszám és mdb között kötött kinematikai kapcsolat van Nagyon termelékeny Legkevésbé pontos

20 7. Menetek megmunkálása Alapfogalmak External thread Internal thread Internal thread ISO Metrikus menet 60 o P/8 Thread angle External thread P/4 Osztás, P Root Crest Center of thread assembly Root Crest Különféle menetprofilok Menetmegmunkálási módok Example : knuckle thread form

21 Menetesztergálás Körkések Menetesztergálás

22 Működő szögek menetesztergáláskor A szerszám profil a menet tengely- vagy normálmetszeti Profiljával egyezik meg Menetesztergálás egyidejűleg több fogárok megmunkálásával Belső hengeres felületek menetesztergálása

23 X.2 Menetmetszés Menetmetszés Menetmetszés X.3 Menetfúrás

24 Menetfúrás Menetfúrás (video) Menetfúrás Gépi anyamenet-fúró

25 X. 4 Menetmarás tárcsamaróval a) Menetmarás bedöntött tárcsamaróval -Változó keresztmetszetű forgács -Szakaszos leválasztás B v f Maró Mdb P emelkedési szög α d v c 60 v fa

26 b) Örvénylő menetmarás c) Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró) Külső Belső Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró) d) Bolygó menetmarás

27 X.5 Menetköszörülés a) Tárcsa alakú (egyfogú) koronggal Menetköszörülés b) Többfogú, fésűs koronggal n s n s ω 2 n w n w v f v f Menetköszörülés c) Többmenetes koronggal Menethengerlés (video) n s v f n d s d s v f in n d n w támasz d 1 = d k ε d s k = i dk d k d s k = id k

28 Menetmángorlás