II. BAGAG22NNC FORGÁCSOLÁS

Átírás

1 Anyag- és gyártásismeret II. BAGAG22NNC FORGÁCSOLÁS 1. Előadás Alapjelenségek-I.

2 Dr. Palásti Kovács Béla főiskolai tanár, tantárgyfelelős 142. szoba Konzultációs idő: SZ: Horváth Richárd t. mérnök, gyakorlatvezető 127. szoba Konzultációs idő: H:

3 Tudnivalók: 1.) Irodalom: Saját előadási és gyakorlaton készített jegyzet A gyártástechnológia alapjai I. jegyzet BDMF, Budapest, p Segédlet: Ellenőrző kérdések, példák 2.) Elektronikus anyagok: (letölthető a tanszéki honlapról)

4 Tudnivalók: 3.) Miért nehéz tárgy a FORGÁCSOLÁS? képi ábrázolás: géprajz képletek, összefüggések: mint a matek ok okozati összefüggések: jelenségek magyarázata mechanika, fizika, anyagtudomány: előtanulmányok! forgácsolási eljárások: lexikális tudás

5

6 ELŐNYEI: 1. Egyedi gyártásban gyors és olcsó 2. Pontos, kiváló felületi érdesség 3. Nem igényel különleges ismereteket 4. Minden ismert anyag megmunkálható 5. Nagyon bonyolult alakú darabokhoz is 6. Nincsenek méretproblémák 7. Homogén anyagszerkezetet ad 8. Kis változás a darab felületi rétegében 9. Könnyen automatizálható HÁTRÁNYAI: 1. Nagy fajlagos energiaigény 2. Nagy az anyagveszteség (forgács) 3. Sokféle szerszámgépet igényel 4. A gépek és tartozékaik nagy helyigényűek 5. CNC vezérlés és bonyolult program kell 6. Nagy a balesetveszély 7. Szennyező (forgács, hűtő-kenő folyadék) 8. Nagy a veszteségidő 9. Költséges eljárás (még sorozatgyártásban is)

7 alapfogalmai alapfolyamat fő tevékenység alkatrészgyártás (alkatrész orientált) leválasztó eljárás A munkadarabról (M) a felesleges anyagot megfelelő mozgások révén az alkalmas szerszám (S) által kis darabok (forgács, CH) formájában választja le. Munkadarab anyagminőség (összetétel, előgyártás, állapot) szilárdsági jellemzők (R m, HB, stb.) geometriai méretek a megmunkált felület: ~ pontossága (IT egységekben) és ~ érdessége (R a, R z, stb.) Mozgások főmozgás - forgácsolósebesség, v c, m/min forgács hosszmérete S / M végzi egyenes / forgó / folyamatos / szakaszos mellékmozgások: S / M végzi a forgács keresztmetszete előtolás - f, mm (többélű S: f z, mm) fogásvétel - a, mm (jele a p, a e is lehet!)

8 alapfogalmai A munkadarabról (M) a felesleges anyagot megfelelő mozgások révén az alkalmas szerszám (S) által kis darabok (forgács, CH) formájában választja le. befogórész szárrész dolgozórész homloklap előtolás iránya Szerszám rendeltetés (esztergakés, fúró, maró stb.) élgeometria (szabályos, statisztikai) élek száma (1, 2, sok, végtelen sok) élalak (egyszerű, speciális) kivitel (tömör / forrasztott / szerelt) élanyag (acélalapú/ kemény/ szuperkemény) mellékél szerszámcsúcs főél (fő)hátlap

9 alapfogalmai Forgácsolási adatok: vc főél mellékél a v c v f d max d min 2 d max n 1000 nf mm m min mm min a Főél elhelyezési szög Csúcsszög f Mellékél elhelyezési szög Szerszám élszögek: kr - főél elhelyezési szög, er - csúcsszög, kŕ, - mellékél elhelyezési szög, r e - csúcssugár kr + er + kr, = 180

10 alapfogalmai hátlap homloklap v c hátszög homlokszög Munkadarab ékszög Szerszámszögek: (metszetben) g o - homlokszög, (- is) Szerszám f b o - ékszög, a o - hátszög, ( >0!!) a o + b o + g o 90

11 A munkadarabról (M) a felesleges anyagot megfelelő mozgások révén az alkalmas szerszám (S) kis darabok (forgács, CH) formájában választja le. FORGÁCS (chip) típusa: elemi, lemezes, folyó (acélok) elemi, töredezett (öntöttvas, rideg anyag) alakja: a mozgások és a szerszám kialakítása (élszögek, csúcssugár) határozzák meg feladatok: forgács manipuláció: ~ osztás, ~ terelés, ~ törés

12 A forgácsképződés feltételei: 1. alkalmas szerszámék 2. mozgások: v c és f v c - forgácshossz f - előtolás, mm Előtolás irányú erő Előtolás 3. erőhatások: v c irányában: F c - forgácsolóerő f irányú: F f - előtolás irányú erő Forgács Szerszám Elméleti forgácsvastagság, h, mm Munkadarab Forgácsolósebesség Forgácsolóerő

13 A forgácsképződés fázisai: 1.) a h vastagságú réteg v c sebességgel mozog 2.) rugalmas alakváltozás 3.) képlékeny alakváltozás 4.) nyírási folyamat: 1 forgácselem 5.) a forgácselemek összehegedése 6.) a forgács v ch sebességgel távozik Nyírási sík Forgácsvastagság, h ch, mm v ch Forgács Szerszám Elméleti forgácsvastagság, h, mm vc Munkadarab Kontinuitási egyenlet: v c h = v ch h ch

14 Alakváltozási zónák Elsődleges (nyírási) Forgács g S h Fc Munkadarab

15 Elsődleges (nyírási) és másodlagos alakváltozási zóna FORGÁCSOLÁS Forgács Másodlagos alakváltozási zóna Szerszám Elsődleges alakváltozási zóna MUNKADARAB

16 Szabadforgácsolás a szerszámcsúcs nem forgácsol, síkbeli erőrendszer működik. Főbb változatai: Kötött forgácsolás a szerszámcsúcs forgácsol, térbeli erőrendszer alakul ki, fogásvétel irányú erő: passzív erő - Fp. Főbb változatai: Beszúrás Cső esztergálás Hosszesztergálás Keresztesztergálás Megjegyzés: az eddigiekben erről volt szó! Megjegyzés: a továbbiakban kizárólag már csak erről lesz szó.

17 erőigény Forgácsoló erő: a legnagyobb összetevő teljesítmény (P c, kw), szerszámterhelés, lehajlás. Előtolás irányú erő: a legkisebb összetevő, mivel az F c %-a. Fc - forgácsoló erő Ff - előtolás irányú erő Fa - aktív erő Aktív erő: a fentiek miatt: F a F c! Passzív erő: általában kisebb az F c - nél (annak %-a), a szerszám kopásától jelentősen függ, a munkadarab pontosságát döntően befolyásolja. Fa - aktív erő Fp - passzív erő F - eredő erő Összefoglalva: F c : F p : F f = 1 : (0,4 0,8) : (0,1 0,3)

18 erőigény Befolyásoló tényezők Munkadarab (HB, Rm, stb.) Szerszám (k, g, re, stb.) Forgácsolási adatok (a, f, vc) Forgácsoló erő, F c, N Egyéb (kopás, HKF) Erőmodellek 1. ) Közelítő képlet (a fajlagos forgácsolóerő alapján) Fc N k Fc k A N 2 A mm? ahol: k - 1 mm 2 forgács leválasztásának erőigénye A - forgácskeresztmetszet (A = af = bh), mm 2 2.) Kelet-európai képlet F c C F f x a y F? ahol: C F - anyagállandó, N F v z c F K Fci x F, y F, z F - kísérleti úton kapott kitevők a, f, v c - forgácsolási adatok K fci - helyesbítő tényezők N

19 erőmodellek 3.) Kienzle és Victor képlete F c k c bh k h 1.1 K c Fcj bh q ahol: k c - fajlagos forgácsolóerő, N/mm 2 b - forgácsszélesség, (a / sin k r ), mm h - forgácsvastagság, (f sin k r ), mm K Fcj - helyesbítő tényezők c K Fcj N Teljesítményigény Főmozgáshoz: P c F c N vc m/s Fc Nvc m/min kw 1000 Előtolás irányú mozgáshoz: Példa: k c1.1 - a fajlagos forgácsoló erő ún. főértéke, N/mm 2 q c - kísérleti úton kapott kitevő Munkadarab Anyagcsoport Szerszám kc1.1 qc anyagjel anyaga N/mm 2 C60 szerk. acél keményfém ,18 Öv250 öntöttvas keményfém ,26 öalsi10mg alu. ötvözet keményfém 400 0,27 TiAl6V4 titánötvözet keményfém ,22 P f F f Fontos szabályok: 1.) P c P f N v f mm/s Ff N v f mm/min kw ) A fogásvétel irányú elmozdulás sebessége zérus, teljesítményigénye: P p 0 7

20 energiamérlege Hőenergia Elszíneződés, balesetveszély Keménységcsökkenés, gyorsabb kopás, hődilatáció, pontatlanság Szerszám Súrlódás a homloklapon Hődilatáció, pontatlanság, rétegtulajdonságok! Munkadarab

21 Hőmérséklet, O, C FORGÁCSOLÁS hőmérséklete Empirikus számítóképlet: C f x a y v z c C ahol: C - a hőmérséklet képlet állandója, C, y, x, z - a képlet kitevői, a, f, v c - forgácsolási adatok. Forgácsolási kísérlet Munkadarab: CMo1 (HB ) Szerszám: bevonatos keményfém, k r = Fontos szabályok: y x z < 1 C = C (M-S párosítás, hűtés, kopás) Hűtés - kenés - öblítés HSS Kem. fém Bev. kem. fém Hűtés: hőmérséklet csökkentés Kenés: súrlódás csökkentés, javuló felület Öblítés: forgács eltávolításának segítése Forgácsolósebesség, vc, m/min

22