Görgőtovábbító kosár gyártástervezése. Tartalom 1. Bevezetés... 3

Átírás

1 Tartalom 1. Bevezetés Előtervezés Gyártás technikai feltételeinek körvonalazása Funkcionális elemzés Technológiai helyesség bírálat Gyártás tömegszerűsége és szervezési típusa Előgyártmány választás Hidegalakító szerszámacél ismertetése Előgyártmány méretének és a munkadarab műveletközi méreteinek meghatározása Külső átmérő ráhagyásai (Ø129) Belső átmérő ráhagyásai (Ø40,175) Hosszirányú ráhagyások Technológiai folyamat tervezése Technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása Globális műveletek kialakítása Felületek rangjának meghatározása Globális műveletek felosztása tényleges műveletekre Műveleti sorrend kialakítása Szerszámgépek technológiai jellemzői Alkatrész megmunkálásához szükséges gyártóeszközök kiválasztása Felfogási mód választása Szerszámválasztás és technológiai paraméterek Esztergálás Fúrás Köszörülés

2 4.2.4 Szikraforgácsolás Számítógéppel támogatott megmunkálás Esztergálás Szikraforgácsolás Készüléktervezés a szikraforgácsoló művelethez Helyzetmeghatározás és a szorító erő Munkahengerek kiválasztása és a vezérlés megtervezése Az osztás pontosságának meghatározása Gazdasági elemzés Az anyagköltség meghatározása A önköltségek meghatározása Minőségbiztosítással kapcsolatos teendők megfogalmazása Minőségbiztosítás folyamata Idegenáru-ellenőrzés Gyártásközi ellenőrzés Végellenőrzés Görgőtovábbító kosár végátvételi módja Összefoglalás Resümee Köszönetnyilvánítás Irodalomjegyzék Mellékletek

3 1. Bevezetés A csapágyak rendszerint a tengelyek végein kiképzett csapokat támasztják alá és hordozzák a tengely terheléseit.[ o.] A csapágyakat két nagy csoportba sorolhatjuk: a siklócsapágyak és a gördülőcsapágyak csoportjába. A siklócsapágyak felépítése egyszerű: a csapágyban az agy forog és az agy és a csapágy között egy vékony, kenőanyagból keletkezett filmréteg helyezkedik el. Ez a filmréteg biztosítja, hogy a súrlódás a két, általában fém elem között a lehető legkisebb legyen, ezért nagyon fontos, hogy ezen csapágyak bőségesen kenve legyenek és mindig folyadéksúrlódási állapot lépjen fel a két elem között. A másik nagy csoportot a gördülőcsapágyak alkotják. Ezen csapágyak építőelemei a külső és belső csapágygyűrű, a gördülőelemek és a görgőkosár. A kosárban foglalnak helyet a gördülőelemek. A terhelést itt a gördülőelemek hordozzák, ezért nagyon fontos, hogy ezen elemeket rendkívül nagy pontossággal állítsák elő. Szakdolgozatom tárgya az a Görgő továbbító kosár, mely a görgőket köszörülő szerszámgépben (1. ábra) foglal helyet és a beadagolása után ez az alkatrész szállítja a görgőket egy CBN íven keresztül a kilépési pontig, mialatt a görgők rádiusz felületén megtörténik a forgácsolás. A dolgozat célja az alkatrész megmunkálási technológiájának kidolgozása, gazdasági és megmunkálási optimalizálása. Választásom az indokolja, hogy nyári szakmai gyakorlatom során, melyet az FAG Magyarország Ipari Kft-nél töltöttem lehetőségem volt végig kísérni ezen alkatrész tervezését és gyártását. 1. ábra: Görgőköszörűgép készülék 3

4 2. Előtervezés 2.1 Gyártás technikai feltételeinek körvonalazása A technológiai folyamat előkészítése során azokat a feltételeket kell rögzíteni, amelyek befolyással vannak a technológiai folyamat tartalmára és a lehetséges, vagy célszerű tervezési döntésekre. 3 tipikus esetet különböztethető meg: 1. A meglévő gépekkel és gyártóeszközökkel kivétel nélkül megvalósítható technológiai tervet kell készíteni. 2. Üzemben, raktárban meglévő gépek, berendezések és gyártóeszközök felhasználásával, de adott mértékű kooperáció, műszaki, technológiai fejlesztés lehetséges.(pl.:új gép, speciális szerszám, készülék beszerzés) 3. Teljes technológiai rekonstrukcióról vagy egy új gyártmány előállítására új üzem létrehozásáról van szó. Ilyenkor a pénzügyi korlátokat és egy más gyártmány átállására való rugalmasságot kell figyelembe venni. A második esett érvényes, mivel a meglévő gépeken és gyártóeszközökön kívül, egy a szikraforgácsolási művelet elvégzését könnyítő készülék fejlesztése szükséges. A görgő továbbító kosár megmunkálására alkalmas gépek: 1. táblázat: Választható szerszámgépek Művelet megnevezés Gép típus Darabolás Kasto PSB 400u; Bomar ergonomic G Esztergálás Weiler E90; NEF 400 Gildmeister; Traub TNS 60 Fúrás Deckel marógép; HURTH marógép; Hemle c40v megmunkálóközpont Hőkezelés Nabertherm P300 Homokszórás Sofia homokszóró Köszörülés GMN MPS 2-R300; Degen FS-S 2550 Szikraforgácsolás ONA AX6; Charmilles robotil 200 4

5 2. ábra: Görgőtovábbító kosár 2.2 Funkcionális elemzés A görgőtovábbító kosár (2. ábra) a kúpgörgős csapágyak gördülő elemeinek nagyobb átmérő felőli, lekerekített felületét köszörülő gép, adagoló készülékének egy alkatrésze. A készülék 4 fő egységből épül fel (1. ábra), egy alsó és felső tárcsából, amelyek között található a kosár, ez a három alkatrész folyamatos forgó mozgást végez és egy pneumatikus adagoló egységből, amely sűrített levegő segítségével, egyesével juttatja a kúpgörgőket a szállítószalagról a kosárba. A kúpgörgők és a kosár forgástengelyei merőlegesek egymásra. Az alsó és felső tárcsa forgásiránya ellenkező, külön hajtással rendelkeznek és a kúpgörgőkkel egy adott átmérőjükön, pontszerűen érintkeznek. A kosár saját hajtással nem rendelkezik, az ellenkező irányba forgó tárcsák biztosítják a kúpgörgőknek a folyamatos, középponti tengelyük körüli forgást és ez által a kosár saját tengely körüli forgását. A készüléket egy 300 -os középponti szögű szerszámacél ív veszi körül, melynek a görgők melletti oldalára CBN réteg van ragasztva, amelynek geometriája megegyezik az éppen köszörülni kívánt kúpgörgő geometriájával. A görgők a beadagolás után a kosár kis szögű elfordulását követően találkoznak a CBN réteggel, ahol elfordulás közben megtörténik a 5

6 forgácsolás. A kosár egy fordulata alatt készül el egy görgő, amely ezután szabadon egy ládába esik. A felső és alsó tárcsa és a kosár anyagával szemben is fontos követelmény, hogy ne legyen mágnesezhető, az esetleges görgőbetapadás elkerülése végett. A kosarat nem érik nagy erőhatások, a görgőkkel vonal mentén érintkeznek. A legjellemzőbb károsodási folyamat a kopás, amely a görgők beadagolásának pillanatában fellépő lökésszerű érkezésnek és a forgó mozgás közbeni súrlódás együttes hatásának tulajdonítható, ezért az alkatrész anyagával szemben támasztott legfontosabb követelmény, hogy kimagasló kopásállóságú legyen. A megmunkálás folyamatos hűtést és kenést igényel, ezért fontos tulajdonság a korrózióállóság is. 2.3 Technológiai helyesség bírálat Az alkatrész legnagyobb igénybevétele a felületi nyomás, melynek eredményeképpen kopás jelentkezik, mint károsító folyamat. Ez a lökésszerű beadagolás következtében lép fel.. Műhelyrajzon előírt anyagminőség: x153crmov12 (ISO 4957, EN számjel: ). Ez egy hidegalakító szerszámacél, jellemzője a magas kopásállóság, így az anyagminőség összhangban van az alkatrésszel szemben támasztott követelményekkel, változtatása nem indokolt. Az alkatrészen három kiemelt fontosságú felület található. 3. ábra: Görgőfészek A görgőfészkek, melyek felületi érdessége R a =0,8, ezeken a síkokon érintkeznek a görgők a kosárral, ezért itt fontos, hogy a felület minél kisebb egyenetlenséggel rendelkezzen a legkisebb súrlódás érdekében. A görgőfészkekben előírt R1-es lekerekítés a görgők beragadása ellen biztosít védelmet, míg a belépő oldalon szereplő 130 -os letörés a görgők könnyebb beadagolását szolgálja. 6

7 4. ábra: Középponti furat és a kis átmérő felőli sík A középponti furat, mely bázisfelületként szolgál a megmunkálás és a szerkezeti egység összeszerelése során is. Ez a furat biztosítja az egytengelyű felfogást az alsó és felső tárcsával. A kisebb átmérő felőli sík, melynek síklapúság tűrés van előírva, amely értéke 0,4 mm. Ezen sík eltérése az ideálistól 0,4 mm-en belül kell, hogy essen. Az eredeti műhelyrajz csak a nagyobb átmérő felőli sík felületi érdességét írja elő, melyet köszörülni kell a pontosabb illeszkedés és probléma mentes működés érdekében, de az előbb leírt okok miatt a kis átmérő felőli síknak is elengedhetetlen a köszörült felület, ezért arra a síkra is előírok egy R a =1,6-os felületi érdességet. Összegzés: Az alkatrészen előírt geometriai méretek a meglévő szerszámgépparkkal megvlósíthatóak. Az alkatrész felületeinek száma nem csökkenthető. A kis átmérő felőli sík felületi érdességét R a =3,2 μm-ről R a =1,6 μm -re változtatom. A középponti furat be és kimenteli oldalára is előírok egy 0,5 x 45 -os letörést. A kis átmérő felőli síkra előírok egy 1 x 45 -os letörést. A fent felsorolt változtatásokat a helyesbített műhelyrajzon feltüntetem. 7

8 2.4 Gyártás tömegszerűsége és szervezési típusa A tömegszerűségi együttható definíciója: [13.] Ahol: q a kibocsátási ütem [min/db] a gyártás becsült átlagos műveleti normaideje [min/db] - a termelő berendezések munkarend szerinti időalapja [min/év] Q - a gyártandó mennyiség [db/év] A gyártás jellege és az ahhoz tartozó gyártásszervezési típusok a függvényében a következők lehetnek: > 20: egyedi és kissorozatgyártás műhelyrendszerű, igen ritkán szakaszos csoportrendszerű gyártásszervezés 10 < < 20: középsorozat gyártás csoportszerű, ritkán szakaszos folyamatrendszerű gyártásszervezés 2 < < 10: nagysorozatgyártás szakaszos folyamatrendszerű gyártásszervezés 1: tömeggyártás folyamatrendszerű gyártásszervezéssel Hagyományos szerszámgépeken történő megmunkálás esetében egy műszakban folyik a termelés, mely átlagban 7,5 órát jelent [2., 106.o.], az FAG Magyarország Ipari Kft.- nél 3 műszakos munkarend van érvényben. ezért az egy műszakra érvényes időalap háromszorosát veszem a számításoknál. 8

9 Feltételezett évente gyártandó darabszám: Görgőtovábbító kosár gyártástervezése A [3., 54. o.] alapján az egy műszakra vonatkozó érték Így tehát: = 59 ebből látható, hogy ennek a munkadarabnak a gyártása egyedi és kissorozatgyártás, műhelyrendszerű, igen ritkán szakaszos csoportrendszerű gyártásszervezéssel. 2.5 Előgyártmány választás A technológiai tervezés egyik legfontosabb pontja az előgyártmány minőségének megválasztása. Ez a lépés döntően befolyásolja a megmunkálás nehézségét és a majd kész munkadarab megvalósítható tulajdonságait Hidegalakító szerszámacél ismertetése 2. táblázat: Vegyi összetétel [4.41.o.] C Si Mn Cr Mo Ni V W Co Egyéb 1,55 0,3 0,3 11,3 0,75-0, JELLEMZŐK [4.41.o.] Erősen ötvözött, 12%-os krómtartalmú, ledeburitos szövetszerkezetű, csekély hőkezelési méretváltozású hidegalakító szerszámacél. Levegőn történő edzésre különösen alkalmas. Nagyon jó abrazív kopásállóság, magas nyomószilárdság, jó szívósság. Speciális 9

10 hőkezelés (magas hőmérsékletű edzés + magas hőmérsékletű megeresztések) után nitridálható, bevonatolható (CVD, PVD) és jól szikraforgácsolható. ALKALMAZÁSI TERÜLET Vágó- es kivágószerszámok (vágólapok es bélyegek): Rm < ~1000 N/mm2 lemezekhez kb. 5-6 mm vastagságig, trafó- és dinamó lemezekhez kb. 1 mm-ig; finomkivágó szerszámok kb. 4-8 mm között. Olló- es körkések kb. 4 mm-ig. Hajlító-, húzó-, mélyhúzó és hidegfolyató szerszámok, menethengerlő szerszámok, kerámia- és gyógyszeripari présszerszámok, hidegalakító hengerek, merőeszközök, papír- és műanyagipari vágószerszámok, famegmunkáló szerszámok, vágószerszámok egyéb nemfémes anyagokhoz (bőr, gumi, textília). Kisméretű és különösen jó abrazív kopásállóságú műanyag-alakitó formák és betétek, erősített formamasszákhoz, több nemű alapanyagokhoz. HŐKEZELÉS Lágyítás: o C, szabályozott lassú hűtés kemencében (10-20 o C/óra) kb. 600 o C-ig, utána levegőn. Keménység lágyítás után: max. 250 HB. Feszültségcsökkentő izzítás: o C, hőn tartás semleges atmoszférában a teljes átmelegedés után 1-2 óra, lassú hűtés kemencében. Edzés: o C, hőn tartás a teljes átmelegedés után perc. Hűtés: bonyolult alakú szerszámoknál levegő, egyszerű alakú szerszámoknál fúvott levegő, olaj, sófürdő ( o C vagy o C), gáz (vákuum). Elérhető keménység edzés után: HRC. Megeresztés: Lassú felmelegítés közvetlenül az edzés után > hőntartási idő a kemencében 1 óra/20 mm munkadarab vastagság, de legálabb 2 óra > levegőhűtés. A megeresztés után elérhető keménység - irányértékek a megeresztési diagramon láthatóak. Szokásos munkakeménység: HRC. Bizonyos esetekben ajánlott a megeresztési hőmérséklet csökkentese és a hőn tartási idő növelése. Különleges hőkezelések: Bevonatolás, nitridálás vagy szikraforgácsolás esetén különleges hőkezelés szükséges, nagyobb (kb. 50 mm feletti) keresztmetszetek eseten pedig ajánlott. 10

11 Szikraforgácsoláshoz szükséges hőkezelés: edzés C-on, szekunder keménységmaximum feletti megeresztés: C. Legálabb kétszeri megeresztés szükséges. 5. ábra: Hőkezelési diagram 2.6 Előgyártmány méretének és a munkadarab műveletközi méreteinek meghatározása 6. ábra: Alkatrész elhelyezkedése az előgyártmányban Az előgyártmány hengerelt nyersanyag, anyagminősége x153crmov12 (1.2379) 11

12 Hengeres testek esetén a táblázatban szereplő érték sugárra vonatkozik, átmérőben 2- vel szorozni kell. A hibás felületi réteget a felületi érdesség kétszeresével,2r max -val,átmérőre 4R max - val számolható. k: hibák eloszlási görbéjének alaki tényezője, forgácsolásnál: 1,2. Z k [2] 136. o m h a m b f ahol: h az előző megmunkálásból származó felületi réteg anyagszerkezet hibái és érdessége a az előző megmunkálás alak- és helyzethibái m az előző megmunkálás mérethibái b a soronlevő megmunkálás bázismegválasztási hibája f a felfogás hibája k a hibák eloszlási görbéjének alaki tényezője (forgácsolás esetén k=1,2) Külső átmérő ráhagyásai (Ø129) Nagyolásra: Hengerelt nyersanyag hibás felületi rétegének vastagsága: [2.] 31.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o 3. táblázat: Alakhiba tényezők k * Előző művelet mérethibája: 1 Hengerlés 0,3 Nagyolás 0,2 Simítás 0,3 Hőkezelés, csak az anyagba irányuló része: mm [2.] 36. tábl. Bázisválasztási hiba: mm: tokmányban [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm 12

13 Simításra: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =12,5µm µm µm =0,12 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 38. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: Teljes ráhagyás: Műveletközi méretek: Kész méret: Nagyolás utáni méret: Befoglaló méret: mm mm mm mm mm Belső átmérő ráhagyásai (Ø40,175) A belső felület elkészítése egy telibe fúrással kezdődik, melynek átmérője 38 mm. Nagyolásra: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =25µm µm µm =0,238 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: mm [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 41. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm 13

14 Simításra: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =12,5µm µm µm =0,12 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 38. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm Dörzsárazásra: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =1,6µm µm µm =0,0152 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 38. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm Teljes ráhagyás: Műveletközi méretek: Kész méret: Simítás utáni méret: mm mm mm Nagyolás utáni méret: Kiindulási méret: mm mm 14

15 2.6.3 Hosszirányú ráhagyások Nagyolásra: Hengerelt nyersanyag hibás felületi rétegének vastagsága: [2.] 31.tábl. Előző művelet alakhibája: mm [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 41. tábl. Bázisválasztási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm Simításra: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =12,5µm µm µm =0,12 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 38. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm Köszörülésre: Előző művelet hibás felületi rétegének vastagsága: R a =1,6µm µm µm =0,0152 mm [2.] 37.tábl. Előző művelet alakhibája: [2.] 139.o Előző művelet mérethibája: mm [2.] 39. tábl. Felfogási hiba: mm [2.] 137. o. Ráhagyás mértéke: mm A hosszirányú ráhagyásnál számolt értékeket minden sík felületnél figyelembe kell venni. Így azoknál a megmunkálásoknál, amelyeket mind a két oldalon el kell végezni, a 15

16 számolt értékeket is kétszer kell hozzáadni a kész mérehtez, hogy megkapjuk a befoglaló méretet. Ilyen megmunkálások a simító esztergálás és a síkköszörülés. Az oldalazó esztergálás nagyolási ráhagyása egyszer kerül számításba, mivel csak az Ø 104 mm-es sík felőli oldalon történik ilyen jellegű nagyolás. Az Ø 129 mm-es sík oldalán a nagyolást kiváltja a leszúró esztergálás és ezt követi a simító esztergálás, majd a sík köszörülése. Teljes ráhagyás: mm A leszúró lapka szélessége 2,5 mm, így az egy alkatrész legyártásához szükséges anyag hossza: - ahol l: a kész alkatrész hossza (6. ábra) 3. Technológiai folyamat tervezése 3.1 Technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása A technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása azt jelenti, hogy az alkatrész rajzon található pontossági, felületminőségi és hőkezelési követelmények alapján meghatározzuk az alkatrész minden megmunkálandó felületének előállítása során mely technológiai folyamat szakaszokra (TFSZ) van szükség. 4. táblázat: Technológiai folyamatszakaszok Technológiai folyamatszakaszok TFSZ1: Darabolás TFSZ2: Esztergálás TFSZ1 TFSZ2 TFSZ4 TFSZ7 TFSZ8 TFSZ4: Esztergálás, fúrás TFSZ7: Edzés TFSZ8: Dörzsárazás, köszörülés, szikraforgácsolás Megnevezés Előgyártás Nagyoló megmunkálás Félsimító megmunkálás Hőkezelés Simító megmunkálás 16

17 Felületek kijelölése: 7. ábra: Felületek kijelölése 5. táblázat: Folyamatszakaszok és felületek társítása TFSZ Felületek TFSZ1 a TFSZ2 a 1 a 1 a 1 a 2 - a 1 - TFSZ4 a 1 a 1 a 1 a 1 a TFSZ7 a 3 a 3 a 3 a 3 a 3 a 3 - TFSZ8 a 5 - a 5 a a 6 17

18 Alkalmazott jelölések: a 0 : Fűrészelés a 1 : Esztergálás a 2 : Fúrás a 3 : Hőkezelés (edzés) TFSZ1: Előgyártás TFSZ2: Nagyoló Megmunkálás TFSZ4: Félsimító Megmunkálás TFSZ7: Hőkezelés TFSZ8: Simító Megmunkálás a 4 : Dörzsárazás a 5 : Köszörülés a 6 : Szikraforgácsolás 3.2 Globális műveletek kialakítása A globális műveletek jelölésének magyarázata: a globális műveleteket nagy A betűvel jelöljük. A alsó indexük a globális művelet technológiai folyamatszakaszon belüli sorszáma, míg a felső index a technológiai folyamatszakasz sorszámát jelenti. A zárójelben lévő a betűk első indexe a megmunkálás módjára, második a felületelem sorszámára utal. TFSZ1: (darabolás) TFSZ2: (nagyoló esztergálás) (fúrás) TFSZ4: (simító esztergálás) (fúrás) TFSZ7: (edzés) TFSZ8: (dörzsárazás) (köszörülés) (szikraforgácsolás) 18

19 3.3 Felületek rangjának meghatározása 1. rangú felületek: {1,2,3} 2. rangú felületek: {4,5,6} 3. rangú felületek: {7} 8. ábra: Megmunkálandó felületek rangja 3.4 Globális műveletek felosztása tényleges műveletekre 1. Globális művelet: Előgyártási megmunkálás, a rúdanyagot a kívánt hosszúságúra daraboljuk. A szükséges darabszám függvényében meghatározható a hossz, a további szétválasztás leszúró eljárással történik. 1. művelet: darabolás 2. Globális művelet: Nagyoló megmunkálás, az előgyártmányról eltávolítjuk a felesleges anyagrészek többségét, megközelítjük a kívánt alkatrész alakját. 2. művelet: nagyoló esztergálás bázisfelület biztosításához 3. művelet: Nagyoló esztergálás A oldalon 19

20 4. művelet: Középponti furat kialakítása 3. Globális művelet: Félsimító műveletek elvégzése. 5. művelet: simító esztergálás A oldalról 4. művelet: leszúró esztergálás 5. művelet: simító esztergálás B oldalról 6. művelet: fúrás 4. Globális művelet Hőkezelő eljárás. 7. művelet: edzés 5. Globális művelet 8. művelet: dörzsárazás 9. művelet: síkköszörülés 10. művelet: szikraforgácsolás 20

21 Technológiai folyamat mátrixa: 3.5 Műveleti sorrend kialakítása 1.Darabolás Bomar ergonomic g 2. Nagyoló esztergálás bázis felület képzéséhez NEF 400 Gildmeister 3. Nagyoló esztergálás A oldalon NEF 400 Gildmeister 4. Középponti furat fúrása NEF 400 Gildmeister 5. Simító esztergálás A oldalon NEF 400 Gildmeister 6. Furat simító esztergálás NEF 400 Gildmeister 7. Leszúrás NEF 400 Gildmeister 8. Simító esztergálás B oldalon NEF 400 Gildmeister onkénti furatok elkészítése HURTH marógép 10. Hőkezelés (edzés) Nabertherm P300 kemence 11. Dörzsárazás NEF 400 Gildmeister 12. Síkköszörülés A oldalon GMN MPS 2-R Síkköszörülés B oldalon GMN MPS 2-R Szikraforgácsolás Charmilles robofil Szerszámgépek technológiai jellemzői darabolás: Bomar ergonomic g 6. táblázat: Fűrészgép technológiai adatai Vágási tartományok [mm] Fok 0 Ø x 290 x Ø x

22 45 L R Ø x L Műszaki adatok Legkisebb vágható átmérő ø5 mm Maradék hossz 40 mm Asztalmagasság 760 mm Szalagméret (H M Sz) (27) 0,9 mm Szalag sebesség 1,1 / 1,5 kw Szalag hajtás 40 / 80 m min -1 Össz. elektromos érték 2,8 kva Gép méretei (Sz H M) mm Súly 345 kg esztergálás: NEF 400 Gildmeister CNC vezérlésű eszterga 7. táblázat: Esztergagép technológiai adatai Fordulatszá Kereszt Hossz Meghajtó Csúcstávolság(mm Orsófura m -szán -szán teljesítmén ) t (mm) (mm) (mm) y (kw) szikraforgácsolás: Charmilles Robofil táblázat: Szikraforgácsoló gép technológiai adatai Mozgástartomány X- és Y- tengelyen: 320x220 mm Mozgástartomány Z- tengelyen: 135 mm Mozgástartomány U- és V- tengelyen: 50 x 50 mm Megmunkálható szög oldalanként 0-30 (alávágás): Minimális elmozdulás 1 mikron 22

23 megmunkáláskor: Mérési felbontás: 1 mikron Auto. huzalbefűzés (munkadarab 150 mm magasság): Max. munkadarab magasság: 150 mm Max. munkadarab súly: 500 kg Max. munkadarab méret: 900x520 mm Gép méretek hossz x szél: 1675x1970 mm magasság: 2335 mm súly: 1930 kg Dielektrikum szűrőházak: 4 db Dielektrikum töltés mennyiség: 640 l Dielektrikum tartály mérete hossz x 500x1610 mm szél: magassága: 870 mm súly: 285 kg Elárasztásos üzemmód Golyósorsók Egyenáramú motorok minden tengelyen Hőstabilizált munkatér és öntvény szerkezet Hálózati feszültség: 380 V Levegő nyomás: 6 s 7 bar Hálózatból felvett teljesítmény: 5 kva Gyártási év:

24 4. Alkatrész megmunkálásához szükséges gyártóeszközök kiválasztása 4.1 Felfogási mód választása A munkadarab befogását biztosító készülék kiválasztása megfontolást igénylő feladat. A készüléknek biztosítani kell a forgácsoló erővel szemben a kellő merevséget szolgáltató rögzítő erőt és a készülék méreteinek olyannak kell lenni, hogy a szerszám a megmunkálás során semmiféleképpen se ütközzön vele. Darabolás: A Bomar ergonomic g saját satuval rendelkezik, ezért ide nem választok befogókészüléket. Esztergálás: A munkadarab l/d viszonya: [6.] 5.2 ábra Az l/d viszony alapján elég a munkadarabot tokmányban befogni. Eszköze: 3pofás, spirálmenetes esztergatokmány. Fúrás: Ide is az esztergálással azonos, 3 pofás, spirálmenetes esztergatokmányt választom. Köszörülés: A sík köszörűgép saját mágnes asztallal rendelkezik, egyéb felfogást biztosító elem nem szükséges. Szikraforgácsolás: Ennél a műveletnél egy speciális felfogó készüléket írok elő, az egyszerűbb és gyorsabb megmunkálás érdekében. A készülék ismertetése a szakdolgozatom 6-os számú pontjában található. 4.2 Szerszámválasztás és technológiai paraméterek Ebben a részben a megmunkáláshoz szükséges szerszámokat, szerszámbefogókat és az alkalmazandó technológiai paramétereket ismertetem. A következő képleteket a [6] számú irodalom alapján határoztam meg. 24

25 4.2.1 Esztergálás Az esztergálásnál használt szerszámokat és szerszámbefogókat a Sandvik Coromant cég katalógusából választom. [7.] Lapkaválasztásnál figyelni kell a munkadarab alapanyag csoportját és ennek függvényében kell választani lapkát. Az x153crmov12 anyag a Sandvik cég P35-ös csoportjába tartozik. A lapkaválasztásnál ebből kiindulva csak olyan lapkát választok, melyek ennek a csoportnak a forgácsolására alkalmasak Nagyolás: Nagyolásnál a cél a leválasztandó anyagmennyiséget minél gyorsabban, a lehető legnagyobb termelékenységgel eltávolítani, a szerszámgép teljesítményét teljesen kihasználva. Ehhez a megmunkálási szakaszhoz ezért nagy merevségű és nagy termelékenységre képes szerszámot kell választani. Külső felület: Késszár: Sandvik Coromant Coro Turn DCLNR 2525M táblázat: Késszár adatai b f 1 h h 1 l 1 l ábra: Kontúresztergáló késszár 25

26 Lapka: Sandvik Coromant T-Max P CNMG PM 10. táblázat: Lapka adatai ic r ε l s 15,875 0,8 16 6, ábra: Kontúr nagyoló lapka Technológiai paraméterek meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: a =2 mm (a gyártó ajánlása alapján) - előtolás: (a gyártó ajánlása alapján) - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =-6 - főélelhelyezési szög: Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =1,18 forgácsolósebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: 26

27 VB=1,2 [6] 210.o ábra alakkorrekció: külső hengeres felület esetén [6] 202. o. közepes forgácsvastagság: Forgácsoló erő meghatározása: Teljesítmény meghatározása: Az eszterga teljesítménye: 11 kw 8kW, a művelet elvégezhető. Belső felület: Késszár: Sandvik Coromant S25 T-PCLNR táblázat: Késszár adatai d mm D m min f 1 h h 1 l 1 l ábra: Furat nagyoló és simító késszár Lapka: Sandvik Coromant CNMG PR 12. táblázat: Lapka adatai 12. ábra: Furat nagyoló lapka ic r ε l s 12,7 1,2 12 4,76 27

28 Technológiai paraméterek meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: a =1 mm (a gyártó ajánlása alapján) - előtolás: (a gyártó ajánlása alapján) - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =-6 - főélelhelyezési szög: Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =1,18 forgácsoló sebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: VB=1,2 alakkorrekció: belső hengeres felület esetén: közepes forgácsvastagság: [6] 210.o ábra [6] 202. o. 28

29 Forgácsoló erő meghatározása: Teljesítmény meghatározása: Az eszterga teljesítménye: 11 kw 2,47kW, a művelet elvégezhető Simítás A késszárak a külső és belső felület megmunkálásánál is megegyeznek a nagyoló műveletek késszáraival, azok ismertetését itt elhagyom. Simításnál a felületi érdesség alapján kell meghatározni az előtolást, ezért itt a paraméterek meghatározását ezen érték kiszámolásával kezdem. Külső felület: Lapka: Sandvik Coromant T-Max P CNMG PF 13. táblázat: Lapka adatai ic r ε l s 12,7 1,2 16 4, ábra: Kontúr simító lapka Technológiai paraméterek meghatározása: Maximális előtolás meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: a =0,35 mm (a gyártó ajánlása alapján) - előtolás: (a gyártó ajánlása alapján) - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =-6 - főélelhelyezési szög: 29

30 Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =1,18 forgácsoló sebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: VB=1,2 [6] 210.o ábra alakkorrekció: külső hengeres felület esetén: [6] 202. o. közepes forgácsvastagság: Forgácsoló erő meghatározása: Teljesítmény meghatározása: Belső felület: Lapka: Sandvik Coromant CNMG PF 14. táblázat: Lapka adatai ic r ε l s 12,7 1,2 12 4, ábra: Furat simító lapka 30

31 Technológiai paraméterek meghatározása: Maximális előtolás meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: a =0,35 mm (a gyártó ajánlása alapján) - előtolás: (a gyártó ajánlása alapján) - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =-6 - főélelhelyezési szög: Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =1,18 forgácsoló sebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: VB=1,2 alakkorrekció: belső hengeres felület esetén: közepes forgácsvastagság: [6] 210.o ábra [6] 202. o. 31

32 Forgácsoló erő meghatározása: Teljesítmény meghatározása: Fúrás Ø38 mm-es telibe fúrás: DIN 345 Typ N jelű csigafúró átmérő: 38 mm hossz: 349 mm fúrási hossz: 200mm Technológiai paraméterek meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: - előtolás: - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =20 - főélelhelyezési szög: Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: 32

33 Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =0,79 forgácsoló sebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: [6] 257.o. alakkorrekció: belső hengeres felület esetén: [6] 202. o. eljárásra jellemző korrekció: [6] 257.o. közepes forgácsvastagság: Forgácsoló erő meghatározása: Szükséges nyomaték: Teljesítmény meghatározása: Ø12 mm-es telibe fúrás: Sandvik Coromant R A0A -jelű csigafúró átmérő: 12 mm hossz: 102 mm fúrási hossz: 35mm 33

34 Technológiai paraméterek meghatározása: Számításhoz szükséges paraméterek: - Fajlagos forgácsoló erő: [8.] 264.o. - Forgácsolás hatványkitevője: z =0,24 [8.] 264.o. - fogásmélység: - előtolás: - forgácsoló sebesség: - szerszám homlokszög: γ =20 - főélelhelyezési szög: Fordulatszám meghatározása: Előtolási sebesség meghatározása: Fajlagos forgácsoló erő meghatározása: ahol: homlokszög korrekció: =0,79 forgácsoló sebesség korrekció: szerszámkopás korrekció: [6] 257.o. alakkorrekció: belső hengeres felület esetén: [6] 202. o. eljárásra jellemző korrekció: [6] 257.o. közepes forgácsvastagság: 34

35 Forgácsoló erő meghatározása: Szükséges nyomaték: Teljesítmény meghatározása: Köszörülés Ennél a műveletnél használt köszörűgépen a kívánt méret eléréséig 0,01-os fogásokkal haladnak. Nem lehet kifejezetten nagyoló, simító 1 és további simító műveletekről beszélni. A kiszikráztatás ideje sem meghatározott, szemrevételezéssel dől el, hogy a köszörűkorong szikrázik-e vagy sem. A gép fordulatszáma állandó Szikraforgácsolás A huzal átmérője 0,3 mm, típusa: st_ táblázat: Szikraforgácsolási művelet technológiai paraméterei Nagyolás Simítás áram 6 6 szünetidő (s) 9 9 áramerősség (A) 5 5 feszültség (V) szervo dielektrikum 6 6 huzalfeszesség 5 8 huzalhajtás ( ) 4 6 előtolás ( ) 6 22 ofszet (huzaleltolás) 0,187 35

36 5. Számítógéppel támogatott megmunkálás Ebben a pontban a Görgőtovábbító kosár számjegyvezérlésű esztergán és szikraforgácsoló gépen történő megmunkálását mutatom be a Siemens NX 7.5 szoftver segítségével. A 3 dimenziós modell elkészítése után át kell lépni a program Megmunkálás moduljába, ezt a Start menü Manufacturing fül segítségével tehetjük. Az ezután felugró ablakban ki kell választani, hogy milyen megmunkálást szeretnénk, fölötte pedig a cam_general opció a választandó. 5.1 Esztergálás 15. ábra: Esztergálás választása A felugró ablakban alul a turning, felül pedig a cam_general kiválasztása után kezdődhet a megmunkálás beállítása. Ehhez először az eszköztáron a Geometry View -re kattintva megadom a geometria tulajdonságait. 36

37 A bal oldalon lévő Operation Navigator fülben a Workpiece -re kattintva a Specify Part segítségével kijelölöm az egész modellt, így megadom a megmunkálandó alakzatot. A Turning_Workpiece -re kattintva, azon belül pedig a Specify Blank Boundarias melletti ikont választva meg kell adni az előgyártmány méretét és elhelyezkedését. 16. ábra: Előgyártmány méreteinek és elhelyezkedésének megadása A Select fülön belül az Xc irányú koordinátát12.5 re állítottam, így biztosítva ráhagyást az oldalazásnak. A Display Blank ikon lenyomása után a szoftver kirajzolja vonalasan az előgyártmányt. A geometria megadása után a következő lépés a szerszámok definiálása. Ezt az eszköztár Machine Tool View ikonjára kattintva, majd a Create Tool fület választva lehet megtenni. Az itt felnyíló ablakban lehet megadni a szerszámok típusát. Az esztergáláshoz 5 szerszámra van szükség. Egy-egy nagyoló és simító kés a külső és belső felületek létrehozásához és egy a leszúráshoz. A szerszámok beállított paraméterei az ábra mutatja. 37

38 17. ábra: Külső nagyoló szerszám adatai 18. ábra: Külső simító szerszám adatai 19. ábra: Nagyoló furatkés adatai 38

39 20. ábra: Simító furatkés adatai 21. ábra: Leszúró kés adatai A kések beállítása után a különböző műveletek megmunkálási határait kell beállítani. Ezt az eszköztár Geometry View ikonjára kattintva, a Create Geometry paranccsal tehetjük meg. Itt a Geomety Subtype nál a Containment et, a Geometry nél pedig a turning_workpiece opciót kell választani. A Name sorba célszerű olyan nevet adni, amelyről következtetni lehet a megmunkálás fajtájára. Az Ok lenyomása után felugró ablakban adhatóak meg a határok. Két radiális és két axiális irány adható meg maximum. Az oldalazás határa axiális, a külső homlokfelület, a kontúresztergálásnak az axiális határa a leszúrás pontja, radiális pedig a belső átmérő, a furat esztergálásnak radiális határa a belső átmérő, axiális határa a leszúrás síkjától 10 mm-rel eltolva van, hogy a furat ne 39

40 csak a munkadarab hosszában készüljön el. A leszúrásnak egy axiális határa van, amely a munkadarab tokmány felüli síkja. A határokat a 22. ábrához hasonló módon lehet megadni. 22. ábra: Oldalazás axiális határának megadása A megmunkálás határainak beállítása után létre kell hozni a szerszámpályákat. Ezt az eszköztár Machining Method fülére kattintva, majd a Create Operation ikont lenyomva tehetjük meg. A felugró ablakban az Operation Subtype nál állítható be a megmunkáló ciklus fajtája, mint pl.: oldalazás( facing ), kontúr esztergálás( rough_turn_od), furatesztergálás( rough_bore_id ), leszúrás( partoff ). A kosár megmunkálásához szükség lesz oldalazó, kontúr, furat és leszúró ciklusra. 40

41 23. ábra: Kontúr esztergálás kezdeti beállításai A felugró ablak Location részében a Program sorban Program nak kell szerepelni, a Tool sorba a megmunkáláshoz létrehozott szerszámot kell begörgetni, a Geometry nél a kijelölt megmunkáló ciklus részére létrehozott megmunkálási határt kell beállítani, a Method sorban pedig a ciklus fajtáját kell kiválasztani, mint pl.: nagyoló( lathe_rough ), simító( lathe_finish ), menetvágó( lathe_thread ). A 23. ábrához hasonló módon minden megmunkálásnál ki kell jelölni a megfelelő szerszámot, megmunkálási határt és eljárást. A Name sorban szabadon elnevezhető a beállítás. Az Ok lenyomása után egy új ablak ugrik fel, ahol testre szabhatóak a forgácsolási( Cutting Parameters ) és mellék( Non Cutting Moves ) -mozgások és a technológiai paraméterek( Feeds and Speeds ). 41

42 24. ábra: Ciklus beállítása A Cut Strategy részben a szerszám forgácsolás közbeni mozgása adható meg. A Geometry, Tool és a Tool Orientation rész beállításai öröklődnek az ehhez a ciklushoz beállított megmunkálási határból és a szerszám adataiból, ugyanígy a Method is már előre beállított. Az itt beállítandó paraméterek a megmunkálás szöge az Xc tengelyhez képest, a megmunkálás iránya ennek függvényében. A kontúr és a furat esztergálásánál a szög 180, míg az oldalazásnál és leszúrásnál 90, a megmunkálás iránya minden esetben előre ( Forward ). A fogásmélységet ( Cut Depth ) állandóra ( Constant ) állítom és értékét a megmunkálástól függően adom meg. A következő beállítást a Cutting Parameters ikonra kattintva lehet megadni, itt állítható a forgácsolási stratégia, a ráhagyás, az élek kialakítása. Ezek közül csak a ráhagyás( Stock ), ezen belül pedig a Rough Stock értékét változtatom. Az ide kerülő értékeket a dolgozatom 2.6 pontja alapján töltöm ki. Csak a nagyoló ciklusoknál kell beállítani a ráhagyás értékét és a belső felület simításánál, mert azt még egy dörzsárral 42

43 történő megmunkálás követi. A program lehetőséget biztosít sugár ( Radial ) és tengely( Face ) irányú adat bevitelére vagy választható az állandó ( Constant ) ráhagyás is. Az oldalazásnál csak tengely irányú, a furatesztergálásnál csak sugár irányú, a kontúr esztergálásnál pedig mindkét irányú ráhagyást megadok. A 25. ábra a nagyoló kontúr ráhagyás beállítást mutatja. A többi ciklushoz is hasonló módon állítottam be a ráhagyást, csak az értékek változtak. 25. ábra: Ráhagyás beállítása A Non Cutting Moves ikonra kattintva ismét felugrik egy ablak, ahol beállítható a ráállás ( Engage ), a munkadarbtól való távolodás ( Retract ), a fogások utáni eltávolodás ( Clearance ), az indulási pont és az indulás pályája ( Approach ), és a forgácsolás befejezése utáni mozgás és leállási pont ( Departure ). Az alkatrész geometriája nem teszi szükségessé sem a ráállás, sem az eltávolodás beállításnak változtatását. Ebben a felugró ablakban csak a az Approach és a Departure fülben váltaztatok a program által generáltakon. Az Approach fülben indulási pontnak olyat kell beállítani, amely biztosítja a szerszámnak a munkadarabhoz való jutását ütközés nélkül, nincs túl messze, a mellékidők csökkentésének érdekében és a szerszámcsere is elvégezhető. 43

44 Indulási pontnak ( From Point ) a (100,-70,0) koordinátájú pontot választom, az indulási pont és a ráállás közti szakasz ( Motion to Start of Engage) megtételének Direct mozgást választok, nem szükséges bármely irányból törést tenni az útba. 26. ábra: Indulási pont és mozgástípus A Departure fület megnyitva beállítható a leállási pont és az oda vezető mozgás típusa. Itt a Motion to Gohome Point részben a mozgás típust Direct re, a Point Option t pedig Same as From ra állítom, amely az indulási pontot jelenti. 44

45 27. ábra: Leállási pont és mozgástípus Az Approach és Departure fülben beállított értékek minden megmunkálásnál azonosak. A Feeds and Speeds ikonra kattintva beállítható a gép fordulatszám és az előtolás értéke. A Spindle Speed ablakon belül a bevitel módját ( Output Mode ) fordulatszámra kell állítani ( RPM ) és a Spindle Speed bepipálása után megadható az értéke. A Feed Rates ablak Cut részét kitöltve beállítható az előtolás, a mellette lévő rublikában pedig a mértékegysége adható meg, ennek mmpr -nek kell lenni, így mm/fordulat mértékegységet kapunk. 45

46 28. ábra: Fordulatszám és előtolás Ha minden beállítást elvégeztünk a 24. ábrán látható ablakhoz jutunk vissza, ahol az Actions részben a Generate ikonra kattintva a szoftver generál egy szerszámpályát, ha ez kész a Verify ikonnal meg lehet nézni a megmunkálást 2 és 3 dimenzióban is. 29. ábra: A generált szerszámpálya, előgyártmány és a munkadarab 46

47 30. ábra: Esztergálás szimulálása 3 dimenzióban Utolsó lépésként, miután az összes műveletet (nagyoló oldalozás, simító oldalazás, nagyoló kontúresztergálás, simító kontúresztergálás, furat nagyoló és simító - esztergálása és leszúrás) beállítottuk, az eszköztár Program Order View fülét kiválasztva, a bal oldali Operation Navigator menüben a Program ot kijelölve a Post Process ikon segítségével elkészíthető a CNC program. Az ekkor felugró menüben be kell állítani a szerszámgépet, mely esztergálásnál egy két tengelyes egyetemes csúcseszterga ( Lathe_2_Axis_Turret_Ref) és mentés helyét és a létrehozandó fájl nevét, majd az Ok gombbal lezárjuk a folyamatot és a képernyőn megjelenik a CNC programunk. A teljes CNC program a CD-n található, Esztergalas.nct néven. Program részlet: % N0010 G94 G90 G20 N0020 G50 X0.0 Z0.0 :0030 T01 H00 M06 47

48 N0040 G94 G00 X Z.4626 N0050 G97 S680 M04 N0060 G95 G01 X F.0118 N0070 X F.0197 N0080 X F.0394 N0090 G94 G00 Z N3350 G01 Z.2087 N3360 X N3370 G03 X Z.2244 K.0157 F.0394 N3380 G94 G00 X Z0.0 N3390 M02 % 5.2 Szikraforgácsolás Az 3 dimenziós modell elkészítése után az esztergálásnál leírt módon indítani kell a program megmunkálás modulját a Start ra, majd a Manufacturing ra kattintva. Az itt felugró ablakban cam_general és wire_edm kiválasztása után Ok. Szikraforgácsolásnál nem lehet az NX ben szerszámot definiálni és a munkadarab geometriájának megadása is egyszerűbb, mint esztergálásnál. 48

49 31. ábra: Szikraforgácsolás választása A vezérlőpult Machining Method ikonjára kattintva, majd a Create Operation t választva felugrik egy ablak. 49

50 32. ábra: Szikraforgácsolás kezdeti beállításai Ebben a felugró ablakban a 32. ábrán látható beállításoknak kell szerepelni. Az Ok lenyomása után ismét felugrik egy ablak, ahol a megmunkálandó geometriát és a szikraforgácsolás paramétereit kell beállítani. 50

51 33. ábra: Szikraforgácsolás beállító panel A Specify Wire EDM Geometry melletti ikonra kattintva megadható a megmunkálandó felület. 34. ábra: Szikraforgácsolandó felületek kijelölése 51

52 Az Axis Type nál a 4 tengelyes ( 4-Axis ) ikonra kell kattintani, a Filter Type nál pedig a Side Faces opciót kell választani. A Material Side résznél a kijelöléstől függően ki kell választani, hogy a szerszám melyik oldalán lesz az anyag, én itt a jobb oldalt választom és ennek függvényében történik a kijelölés. Ezután a 34. ábrán látható módon ki kell jelölni a megmunkálandó felületeket. Egy felfogásban összesen 8 kivágást végez el a gép, ezért 8 árkot jelölök ki. Minden egyes kijelölés után a Create Next Boundary parancsra kattintok, így külön felületként kezeli őket. A már kijelölt felületek lila színűvé válnak. A művelet az Ok lenyomásával érvényesítődik. Ezután újból a 33. ábrán látható felugró ablak jön elő. Itt a Rough Passes és a Finish Passes sorban is egyet állítok be, ezek a nagyoló és simító vágások számát jelentik. A Wire Diameter a huzal átmérőjének megadására szolgál, ide 0,3 mm t írok. Ezután a Cutting Parameters fülre kattintva megadom a vágás hosszát a z tengelyhez viszonyított helyzetével ( Wire Settings ) és bekapcsolom a szerszámkorrekciót, így vágáskor a huzal szélét vezeti végig a kijelölt kontúron, nem pedig a szimmetriatengelyét, ez a Wire Position sorban, a Tanto ra való gördítéssel valósul meg. Ebben a fülben végül a fogásmélység értékét adom meg, ezt a Stepover részben lehet, itt a huzal átmérőjének százalékos megadását választom és 60 % -ra állítom. 35. ábra: Vágási paraméterek megadása 52

53 A következő lépésben a Non Cutting Moves fülre kattintva beállítom a kontúrra való ráállást és elhagyást, valamint az indulási és megérkezési pontot. Az Engage fület választva megadható a ráállás, itt a Lead In Method sorban az Angular lehetőséget választom így a Lead In Angle sorba beírt szögben és a Lead In Distance távolságból közelíti meg a kontúrt. Én 180 -ra és 1 mm-re állítom ezeket az értékeket. A Cutcom Angle és a Cutcom Distance sorokban a vágás kezdeti szöge és ennek távolsága állítható be a ráállás hosszához és szögéhez viszonyítva. Ezeknek értékét 0 ra állítom. 36. ábra: Ráállás beállítása A Retract fülben a kontúr elhagyását lehet beállítani. Itt a Lead Out Method sorban a Same as Lead in opciót választva a ráállással azonosan hagyja el a kontúrt, ezt az opciót választom. 53

54 37. ábra: Kontúr elhagyásának beállítása Az Avoidance fülre kattintva lehet beállítani a huzal kiindulási pontját és a megmunkálás befejezése utáni érkezési pontot. Itt érdemes a kontúrhoz közeli pontokat megadni. A From Point sorban a (70,5,0) koordinátájú indulási pontot, míg a Go Home Point sorban a (-25,-65,0) pontot adom meg. 38. ábra: Indulási és érkezési pontok Az utolsó beállítás az előtolásra vonatkozik és a Feed Rates ikonra kattintva adható meg. Itt a Cut sorban az értéket 100-ra állítom. 54

55 39. ábra: Előtolás értéke Az összes beállítás elvégzése után újból a 33. ábrán látható ablakhoz jutunk, melyet legördítve alul található a Generate parancs, ezzel lehet a szerszámpályát generálni és ezután a lépés után megtekinthető a megmunkálás is. 40. ábra: Generált szerszámpálya Legvégül a Post Process ikonra kattintva létrehozható a CNC program. A felugró ablakban ki kell választani a Wire_EDM_4_Axis lehetőséget, mint a szerszámgépet és meg kell adni a fájl nevét és mentés helyét. A teljes CNC program a CD-n található, Szikraforgacsolas.ptp néven. Program részlet: N0010 G41 G01 G90 X Y.205 U0.0 V0.0 55

56 N0020 X Y.1693 N0030 X2.515 Y.0892 N0040 X Y.0818 U.0057 V.008 N0050 X Y.0775 U.0102 V.0131 N0060 X Y.0771 U.0163 V.0157 N0070 X Y.0692 U0.0 V0.0 N0080 G03 X Y.0515 I J N2550 X Y U0.0 V0.0 N2560 X Y N2570 G00 X Y N2580 M02 56

57 6. Készüléktervezés a szikraforgácsoló művelethez Ebben a fejezetben a szikraforgácsolási művelet osztókészülékének tervezési lépéseit mutatom be. Szikraforgácsolás közben a kosár görgőfészkei készülnek el úgy, hogy a szerszámgépen elhelyezett, felfogást biztosító készülék miatt 8 fészek megmunkálását követően a gépet kezelő személyzetnek 120 -ot fordítani kell a munkadarabon, összesen 24 fészek van, így kétszer kell az osztást elvégezni. Az általam tervezett készülék ezt a feladatot látja majd el. A készülék alapfeladata, hogy a megmunkálás során lehetővé tegye a munkadarab és a szerszám szerszámgépre (gyártóberendezésre) való felfogását, azaz viszonylagos helyzetének meghatározását és a megmunkálás közben azok biztonságos fenntartását, valamint tegye lehetővé a munkadarab és a szerszám gyors cseréjét. A készüléknek úgy kell a feladatát betöltenie, hogy a gyártott termék minősége és a gyártás termelékenysége is javuljon. A készülék működése: Az első nyolc fészek kimunkálása után a szerszámgépkezelő a K1 és K2 nyomógomb (43.ábra) egyidejű lenyomásával elindítja a pneumatikus vezérlést, amely először a munkahenger (41.ábra) indításával az összekötőn (41.ábra) keresztül a rögzítő tengely (41.ábra) segítségével a felfogón (41. ábra) elkészített 120 -os osztású furat egyikét reteszeli. Ha ez megtörtént, a forgatóhenger (41. ábra) elvégzi az osztást. A munkadarab elfordítása után a K3 nyomógomb (43. ábra) lenyomásával a munkahenger visszatér kiindulási állapotába és utána a forgatóhenger is felveszi kezdeti pozícióját a golyókon elfordulva úgy, hogy a felfogó nem változtatja helyzetét. 57

58 41. ábra: Osztókészülék(Metszeti modell) 42. ábra: Osztókészülék (reteszelő mechanizmussal, zárt állapotban) 58

59 6.1 Helyzetmeghatározás és a szorító erő Helyzetmeghatározás alatt a munkadarabnak (munkadarab befogónak), vagy a szerszámnak (szerszámbefogónak) az egyértelmű elrendezését értjük a munkavégzéshez szükséges helyzetben [12; 15.o.]. A helyzetmeghatározás problémái a szabadságfokok lekötésével oldhatók meg. Egy merev testnek 6 szabadságfoka van, a három koordinátatengely irányú elmozdulás és ezen tengelyek körüli elfordulás. A helyzetmaghatározás módjai [12.; o]: 1. Meghatározás vagy külső síkok szerinti helyzetmeghatározás 2. Központosítás vagy belső síkok szerinti helyzetmeghatározás 3. Tájolás vagy iránykijelölés, központosított munkadarab irányba állítása A munkadarab helyzetmeghatározására tájolás meghatározási módot alkalmazok. Ehhez a szerkesztési bázisként is szolgáló Ø40,175 mm-es középponti furat szimmetriatengelyét határozom meg, irányként pedig a 120 -os osztással készült furatokat használom fel. Szikraforgácsolás sajátossága, hogy megmunkálás közben nem lépnek fel a folyamatból eredő akkora mechanikai erők, amelyek a munkadarabot vagy az elektródot deformálnák.[ o.] A munkadarab leszorításához nem szükséges erőt alkalmazni, a súlyerő a megmunkálás alatt pozíciójában tartja a munkadarabot. 6.2 Munkahengerek kiválasztása és a vezérlés megtervezése A feladat elvégzéséhez szükséges egy forgató munkahenger és egy lineáris munkahenger. A munkahengerek terhelése csak a készülék és a munkadarab tömegéből ered, ezért a kiválasztásnál a munkahengerek mozgatható tömeg paramétere alapján választottam. Mivel a szikraforgácsolás folyamata egy munkafolyadékban történik, így fontos szempont volt a kiválasztásnál az is, hogy a munkahengerek ilyen közegben elhelyezhetőek legyenek. 59

60 Választott forgató munkahenger: - Típus: Festo DSM CC-FW-A-B - Működési mód: kettős - Konstrukciós felépítés: szárnylapátos - Mozgatható legnagyobb tömeg: 5400 g - Fordítási szög: Ismétlési pontosság: 0,1 Választott lineáris munkahenger a reteszelő mechanizmushoz: - Típus: Szabványos henger ESNU-8- -P - Működési mód: egyszeres - Löket: 10 mm - Dugattyúátmérő: 8 mm A vezérlést pneumatikus elemekkel valósítom meg, mivel a működtetéshez szükséges sűrített levegő előkészítő berendezés és csővezeték hálózat rendelkezésre áll. A megvalósításnál két kezes indítót használok, a biztonsági előírások betartása és az esetleges balesetek elkerülése végett. A kapcsolás rajza a 43.ábrán látható. 60

61 43. ábra: Készülék kapcsolási rajza Vezérlés működési elvének leírása: - K1 és K2 nyomógomb egyidejű nyomvatartása után a lineáris munkahenger elvégzi a reteszelést és a forgatóhenger az F1 jelű folytáson keresztül elvégzi a 240 -os fordítást. - K3 nyomógomb lenyomása után a lineáris munkahenger visszaáll kiindulási helyzetébe, majd a forgatóhenger az F2 jelű folytáson keresztül a munkadarab visszafordítása nélkül felveszi a kiindulási pozícióját. 6.3 Az osztás pontosságának meghatározása Az osztás pontosságát a forgatóhenger ismétlési pontossága mellett a forgó mozgást továbbító elemek kapcsolódásának pontossága befolyásolja. Ilyen kapcsolódási párok a retesz és retesz horony (41. ábra), a rögzítő tengely és felfogó (41. ábra), valamint a rögzítő tengely és a forgatóhenger (41.ábra). A retesz és reteszhorony illesztés 8 N9/h9 (44. ábra). Mivel a retesz illesztése a tengelyben és az agyban is azonos, az itt számolt értéket 2-vel megszorzom. 61

62 A reteszhorony mérete: mm A retesz mérete: mm Nagyjáték értéke: A retesz a reteszhoronnyal 12,5 mm-es sugárnál találkozik (45. ábra). Nagyjáték esetén ilyen sugár mellett az érintkezésig megtett szögelfordulás: 44. ábra: Retesz és reteszhorony tűrése 45. ábra: Forgatás karja A rögzítő tengely és a felfogó furatának tűrése: Ø5 H6/g5 (46.ábra). A tengely mérete: mm A furat mérete: mm Nagyjáték értéke: A biztosító tengely a furattal 45 mm-es sugárnál találkozik (46. ábra). Nagyjáték esetén ilyen sugár mellett az érintkezésig megtett szögelfordulás: 62