A hengerfuratok hónolási (dörzsköszörülési) technológiája. Általában előzetes finommegmunkálás után alkalmazzuk, végső megmunkálásként.

Átírás

1 A hengerfuratok hónolási (dörzsköszörülési) technológiája A csapágyfurat és a hengerfuratok készremunkálásának végső fázisát képezi a hónolómegmunkálás. A hónolási eljárás technológiai paramétereinek optimalizálása, az eljárás alapelveinek mind tökéletesebb ismeretében lehetséges. Mivel az eljárás geometriailag határozatlan forgácsolóélekkel végzett forgácsolás, így a megmunkálási folyamat optimalizálása igen komoly feladat. Ezenkívül túlnyomóan finom megmunkálási eljárásról van szó, amelynél a forgácsképzés a µm nagyságrendjében van. Mindezek ellenére, elméleti és gyakorlati megfontolások segítségével, és a köszörülési eljárás ugyanazon alapokon fekvő jellemzőinek ismeretében, le tudjuk írni azokat a fizikai és kémiai jelenségeket, amelyek a megmunkálási folyamat optimalizálását elősegítik. A hónolás tehát kötött szemcsével végzett forgácsoló megmunkálás az alak, a méretpontosság és a felület javítása, a szerszám és a felület állandó érintkezésével. A hónoló gép gyártója készített egy áttekintő vázlatot a finommegmunkálás fázisairól (2. melléklet). Az eljárás, a szemcse forgácsolóélein végbemenő forgácsképződés mechanizmusában egyezik csak a köszörüléssel, és más geometriailag határozatlan élekkel való forgácsolási eljárással. Általában előzetes finommegmunkálás után alkalmazzuk, végső megmunkálásként. A hónolás technikai előnyei: A keresztstruktúra optimális tribológiai tulajdonságokat eredményez Bevezető kopás megelőzés platóhónolásnál Csökkenő kitöredezés a munkadarab keményebb alkotóelemeinél A puhább fázisok irányított süllyesztése (pl. alumínium) 1

2 Bár az öntöttvas és acél a leggyakrabban dörzsköszörült anyag, az eljárást lágyabb anyagoktól (például alumíniumötvözetektől) a legkeményebbig (nitridált rétegű vagy wolfram-karbid ötvözetű anyagok) alkalmazzák felületsimításra. A simító dörzsköszörülést (hónolást) kerámiákhoz és műanyagokhoz is használják. Az alkalmazási területe nem csak a hengerfuratokra, hanem számos alkatrészre kiterjed (4.1 ábra). Példaképpen egy-két alkatrész: Hengerblokkok Hajtókarok Hengerperselyek Kompresszorok Hidraulikakomponensek Pneumatikus komponensek Befecskendezők részei/injektorok Kerámiaalkotók (4.1 ábra) Hónolás alkalmazási területei A simító dörzsköszörülés általános szabálya, hogy körülbelül kétszer akkora anyagréteget kell eltávolítani, mint a munkadarab előzetesen meglevő hibája. Például, ha a hengernek 0,05 mm-es keresztmetszeti hibája van, kb. 0,1 mm anyagot kell leválasztani. Mivel a dörzsköszörülés általában nagy anyagmennyiség eltávolítására nem gazdaságos, tömeggyártásban az előző műveletet rendszerint úgy tervezik meg, hogy a dörzsköszörüléssel eltávolítandó anyagmennyiség kicsi legyen. 2

3 Az anyagleválasztás, a szerszámkopás és a felületi érdesség javulása a megmunkálás első időszakában a legnagyobb.(4.2 ábra) 4.2 ábra: Anyagleválasztás, csiszolóhasáb-kopás, felületi érdesség a megmunkálás időtartamának függvényében Ha a szerszámfej eléri a furatot, felbővít. Felbővítés alatt azt a folyamatot értjük mikor az orsóból kimozduló nyomórúd a henger falának feszíti a hónolóléceket. A dörzscsiszolás addig áll fenn, míg a lécek el nem távolítják a kellő mennyiségű forgácsot a henger faláról. Ezt levegős mérőrendszerrel ellenőrzik. A szerszámfejen található 2 pont, melyek egymáshoz képest 0-180º-ban helyezkednek el.(4.3 ábra) Ezeken áramlik ki a mérőlevegő, melynek segítségével a mérőátalakítő levegőszökést mér. Ezt alakítja át elektromos jellé, melyből átmerőt komponál. 4.3 ábra: Hónoló szerszámfején található mérőlevegő kiáramló pontja. 3

4 Az Audi V10 FSI blokkok hónolási ideje nagyjából 6 percre tehető. 1 darab hengerfurat hónolása pedig másodpercig tart. Érdekességképpen a következő ábrával szeretném szemléltetni a hónolás pontossági tartományát, a hónolási eljárás méretvilágát (4.4 ábra) 60 µ m 10 µ m Kinematikai alapelvek 4.4 ábra A hengerfuratok és a csapágyutca megmunkálásánál a hónoló eljárást alkalmazzák. Ezen hónolási eljárásváltozat előnyei: a rövid megmunkálási idők a nagyobb anyagleválasztás köralak-, alak- és méretkorrekció lehetséges Hátránya pedig: helyzethiba javítás csak nagyon kismértékben lehetséges 4

5 A hónolás sebességei Az alkatrészek hónolásakor többnyire a szerszám végzi a forgó- és az axiális mozgást egyaránt. A kinematikai viszonyok és az ebből eredő felületi struktúrák a 4.5 ábrán láthatóak. Az ábra jelölései: Va axiális sebesség Vu kerületi sebesség Ver mozgás irányátés nagyságát adó eredő sebesség 4.5 ábra Az eredő sebesség nagyságára nézve pedig: V = V + V er 2 a 2 u α / 2 V = tg V Az axiális sebesség majdnem a teljes lökethosszon állandó, csak az átfordulási pont közelében csökken, majd az ellenkező irányban gyorsul. Állandó axiális és kerületi sebesség esetén az egyenlet szerint állandó α keresztezési szög adódik (4.6 ábra), amely csak a munkadarab végein, tehát a szerszám átfordulási helyzeteiben ad kisebb értéket. a u 4.6 ábra A szerszám folyamatos oszcilláló mozgását a 4.7 ábra mutatja. 5

6 Megjegyzés: Alkalmaznak löketkésleltetést az egyik vagy mindkét átfordulási helyen, mert az alakpontosság szempontjából szükséges lehet. 4.7 ábra Felületi nyomás a hónolóhasáb és a munkadarab között A hónolóhasáb megvezetése a V a és V u irányában pályához kötött. A V r irányban a munkadarab felületére merőlegesen, a mozgás erőhöz kötött. A ráállást elektromechanikus és hidraulikus beállító mechanizmus biztosítja. A hónolóhasáb felületi nyomása (p h ) a munkadarab felületén a 4.8 ábra alapján a következő. F r = F a tanβ F = A * P a dugattyú olaj p h = A dugattyú * P A * tanβ o olaj β - tolórúd félkúpszög 4.8 ábra A hónolási folyamat megfelelő szabályozásához fontos azoknak a hatásmechanizmusoknak az ismerete, amelyek a folyamatot a kívánt megmunkálási eredményhez vezetik. 6

7 Bemeneti Hónolási Eredmény jellemzők folyamat A bemeneti jellemzők (MGS rendszer, beállítási paraméterek) meghatározzák a megmunkálás eredményét előállító hónolási folyamatot. A folyamat jellemzői a következők: forgácsolóerő hőmérséklet teljesítmény a művelet időtartama kopás A beállítási paraméterek megadják a rendszer keretein belül lehetséges megmunkálási folyamat mechanikáját. A beállítási paraméterek a következők: axiális sebesség (oszcilláló) kerületi sebesség löketfrekvencia lökethossz löketkésleltetés felületi nyomás érintkezési hossz hűtő-kenőanyag nyomása hűtő-kenőanyag mennyisége A megmunkálás kinematikáját az axiális- és a forgó mozgás szuperpozíciója eredményezi. A folyamat mechanikáját a szerszám és a munkadarab közötti felületi nyomás, adott kinematika mellett, meghatározza. A következőkben e felületi nyomás hatását írom le. Míg köszörüléskor a szerszám és a munkadarab közötti nyomás, ill. erő, mint technológiai jellemző a beállítási jellemzőkből adódik, addig az erő által meghatározott 7

8 ráállási mechanizmussal való hónolásnál ezek közé a beállítási jellemzők közé tartozik. Az eltérés ellenére az erő, ill. a felületi nyomás hatásai igen jól összehasonlíthatók. Növekvő p h felületi nyomással a hónolóhasáb felületén lévő szemcsék élei egyre mélyebben hatolnak a munkadarab felületébe addig, amíg a benyomódás mélysége és a szélessége, valamint a behatoló élek számának növekedése egyensúlyt nem hoz létre a felületi nyomás és a reakciónyomás között. Így a behatoló élek nagyobb száma és nagyobb behatolási mélysége megnöveli a leválasztott forgácsok keresztmetszetét és számát. A felületi nyomás növelése állandó megmunkálási körülmények között az adott idő alatt nagyobb anyagleválasztással jár, mert a növekvő keresztmetszettel a forgácstérfogat, és így az egy szerszám áthaladás alatt leforgácsolt összes térfogat is növekszik. A felületi nyomás növelése, és így a forgácskeresztmetszet növekedése a forgácsolóerő növekedését eredményezi. A forgácsolóerő növekedésével járó fokozott szerszámterhelés hatására a szemcsék a kötőanyagból kitöredeznek, és így növekszik a hónolóhasáb kopása. A felületi nyomás a körkörösségi hibát kevésbé befolyásolja, viszont nagy felületi nyomásnál jelentősen növekszik. Ez a hengerességi hiba elsősorban a furat felső pereménél bekövetkező felbővülésből adódhat. A felbővülést szerszámbillenés okozza, ami nagy felületi nyomásnál, és az ezzel kapcsolatos nagyobb axiális erőnél megnövekszik. A felületi nyomás helyi megnövekedése adódhat a lökethossz L h nem megfelelő hosszának megválasztásából is. (4.9 ábra). Lökethossz A hónoláskor az L h lökethossz elsősorban az alakpontosságot befolyásolja. Nagyrészt a hengerességi-, kevésbé ill. kismértékben a körkörösségi hibát befolyásolja. Minél nagyobb a lökethossz, a furat annál jobban felbővül a végein. Ez a szabály a 4.9 ábrán vázlatosan megfigyelhető, a hónolt furat kontúrjai a lökethossz és a túlfutási hossz függvényében. A furatforma eltérésének oka a túlfutási hossztól függő jellemzőkből adódnak: a hasáb működő hossza a felületi nyomás a furat végeinél 8

9 4.9 ábra Ez utóbbi jellemző a felületi nyomás hatásaként már az előzőekben említésre került, azonban részletezése itt, a túlfutási hossz hatásánál indokolt. Az egyik szélső helyzet, ha a túlfutási hossz L ü = 0, azaz az axiális mozgás visszafordul, amint a hónolóhasáb a furat szélét elérte. Ekkor a következő körülmények állnak fenn: a helyi felületi nyomás a hónolóhasáb teljes felfekvésekor a furat teljes hosszában, és így a furat szélénél is állandó. Az L m működő hasábhossz, az L h hasábhossznak az a része, amely löketenként a furat falának egy pontján áthalad. A furat peremén ez L m =0, és axiális irányban lineárisan 100%-ra növekszik, a hónolóhasábnak a furatban lévő vége felé. Ugyanazon felületi nyomásnál a furat vége felé egyre kevesebb szemcse hatol az anyagba, szükségszerűen kevesebb anyagot választ le a hasáb a furat végeinél. A furat behatolásnál és kilépésnél összeszűkül. A másik szélső eset az, amikor a hónolóhasáb teljesen kilép a furatból, mielőtt az axiális mozgásban az átfordulás bekövetkezik. Ha a hónolóhasáb csak részben fekszik fel a furat falára, akkor megnövekszik a felületi nyomás, mivel a radiális erőt kisebb erő támasztja meg. A megnövekedett felületi nyomás következtében viszont nagyobb lesz a lokális anyagleválasztási sebesség a furat végeinél. A túlfutással ezen kívül növekszik a működő hasábhossz. Ezeknek a hatásoknak az összefüggése miatt a furat végei felbővülnek. A túlfutási hossz egy köztes értékénél várható alakpontos megmunkálás. 9

10 Ezért a túlfutási hossz gondos megválasztása a cél, ami a 0<L ü <L h tartományban a furat végeinél is alakpontosságot eredményez. A forgácsolási sebesség Hónolómegmunkáláskor a forgácsolási sebesség közvetlen hatással van az időegység alatt leválasztott térfogatra. Adott felületi nyomásnál, ami meghatározza a forgácsok számát és keresztmetszetét, a forgácsolási sebesség adja az időegység alatt leválasztott forgácstérfogatot. A V r forgácsolási sebesség V a és V u komponensekből alakul ki (4.5 ábra). A szemcse és a munkadarab felület eltérő kapcsolódási viszonyait az α keresztezési szög eredményezi. Az időegység alatt leválasztott térfogat ebből adódó változásai a szerszámon végbemenő folyamatokból származnak, és a szerszám terhelése, valamint kopása az α keresztezési szöggel növekszik. A növekvő kopás alapja az egyedi szemcsére ható váltakozó terhelés. Nagy α keresztezési szög esetén a szemcsék inkább kitörnek, és az alattuk levő éles szemcsék szabadabbá válnak. Ugyanis minél nagyobb a ható erők és a kötőerők iránybeli különbsége, és ha a ható erők túllépik a kötőerők nagyságát, akkor a szemcsék kifordulása bekövetkezik. A gyakorlatban az időegység alatt leválasztott térfogat vonatkozásában 40 o és 70 o közötti α értékek optimálisak, függetlenül a szemcsenagyságtól, a keménységtől és a felületi nyomástól. A forgácsolási sebesség növelése pozitívan hat a felületi érdességre. A hengerességi és a körkörösségi hiba javulása a forgácsolási sebesség összetevőitől függ. Mind a kerületi, mind az axiális sebesség meghatározza az optimális értéket. Az optimális sebességösszetevők szuperponálása α = 45 o -nál éri el a legnagyobb értéket. Ezeket az egyedi optimális értékeket nem lehet általánosítani, de az alakhiba kiküszöbölésének előfeltétele az időegység alatt leválasztott nagy térfogat. A szerszám geometriája A szemcse élein mikroszkópikus tartományban végbemenő folyamatok határozzák meg azokat a követelményeket, amelyeket a szerszámmal szemben támasztunk. A megfelelő szerszámforma kiválasztását a pontossági követelményeken kívül a furatban rendelkezésre álló hely és a merevséggel kapcsolatos követelmények is meghatározzák. Ezenkívül meg kell keresni az összhangot a szerszám beállítási jellemzői, valamint a 10

11 hónolóhasáb alakja, elrendezése és a munkadarab geometriája (zsákfurat, megszakított profil ) továbbá a nyers alkatrész jellemzői (alakhiba, a munkadarab anyaga, az előmegmunkálás típusa) között. Az alakhibák javításánál a hónolóhasáb hossza nagy jelentőségű. A munkadarab megkívánt lehetőleg pontos hengerességéből kiindulva a hosszú hónolóhasábokkal készült szerszámmal nyújtanak a legjobb lehetőséget arra, hogy a saját hengeralakjukat a munkadarabra átvigyék. Ez a megállapítás a 4.10 ábrán könnyen belátható, ahol a hónolóhasáb hosszának hatásai láthatóak a hengerességi hibára. A hengeresség csak a hibának megfelelő L h hasábhosszúsággal való áthidaláskor javul. A szerszám az átmérőjével a legnagyobb, még beírható hengerre illeszkedik, és így csak az alakhiba hullámhegyeire fekszik fel anélkül, hogy a már nagy sugáron lévő helyekről az anyagot eltávolítaná. Rövid hasábhossz esetén a szerszám az alakhiba kontúrját követi, és így azt nem tudja megszüntetni (4.10 felső ábra). Továbbá a rövid hasábhossz, a felső átfordulási helyzetekben a furat felső végeit felbővíti a megnövekedett felületi nyomás miatt. Ez a rövidebb hasábhossz, megnövekedett lökethosszt eredményez, amely hatására a furat felbővül az előző fejezetben már ismertetett módon (4.10 ábra) ábra A hónolóhasáb szélessége a meglevő körkörösségi hiba kiküszöbölése szempontjából jelentős. Erre az esetre ugyanaz érvényes, mint amit a hasábhossznak a hengerességi hibára 11

12 gyakorolt hatásánál megállapítható. A hónolóhasáb szélességének hatása a kör alakra a 4.11 ábrán látható. A széles hónolóhasábok csak azokon a helyeken forgácsolnak, amelyeknek kicsi az átmérőjük, vagyis a beleírható körön. A munkadarab a szerszám által egyértelműen magadott köralakra van megmunkálva. A nagy felületű szerszámoknak a hátránya azonban az, hogy többnyire kicsi az időegység alatt leválasztott anyagmennyiség a normál hasábméretű szerszámokkal szemben. A hengerfuratok és a csapágyfurat megmunkálásakor alkalmazott héjszerszám (4.12 ábra), a hasáb- és a nagyfelületű szerszám előnyeit egyesíti. Itt több hasábot fognak be a szerszámtestbe. A sugárirányban állítható hónolóhasábok nagy- de nem összefüggő felületet biztosítanak. Ezáltal kevesebb az esély, hogy a forgácsolási művelettől gerjesztve, sajátfrekvenciából adódó berezgés, ami kisebb hasábok esetén jellemző. Nemcsak a hónolóhasábok alakja, hanem a számuk és a szerszám kerületén való eloszlásuk is hatással van a folyamatra. Az optimális kialakítás a megszüntetni kívánt körkörösségi hiba jellegétől függ. A szerszám követi az alakhibát A szerszám követi az alakhibát Hónolóhasáb A szerszám kiküszöböli az alakhibát 4.11 ábra 12

13 Állítható kettos kúp x x a y Visszahúzó rugó Hónolóhasáb Hónolóhasáb hordozó 4.12 ábra Mivel a hónolási folyamat egy rendkívül kritikus része a motorblokk megmunkálásának, ezért a kevesebb rá az esély diagnózist egy prémium márkát képviselő vállalat nem engedheti meg magának. Ezen projekt keretén belül vezette be az Audi az úgy nevezett Brille hónolást. A Brille fantázianév - amúgy szabad fordításban szemüveg valójában egy öntöttvas tömböt takar, mely a hónolási folyamat során a majd a szereldében felkerülő hengerfejet hivatott helyettesíteni (4.13 ábra) Hogy megértsük miért is van ennek jelentősége, tudnunk kell azt, hogy a hónolás során bármilyen tökéleteshez közeli hengerfurat körkörösséget is érünk el, a szereldében felkerülő hengerfej lehúzó csavarjainak nyomatékra húzásakor a hengerfuratok súlyos alakhibát szenvednek, amit majd a későbbiekben a dugattyúgyűrűknek kell helyrehozniuk. Sajnos vannak kimutatások, hogy ez nem minden esetben sikerül. E probléma miatt került Brille a blokkokra a hónolás előtt, ezzel kvázi hatástalanítani a vetemedésnek e fajtáját. Brille felszerelés formahiba hónolás körkörös forma Brille leszerelés formahiba hengerfej felszerelés körkörös forma. Természetesen nem ez a hengerfuratok életében az egyetlen élettartam befolyásoló tényező (4.14 ábra). 13

14 4.13 ábra 4.14 ábra 14

15 Hengerfuratok hónolása A hengerfurat geometriailag (körkörösség, párhuzamossá, hordósság ) és felületi érdesség szempontjából kritikusabb felület. Befolyásolja a kompressziót, az olajfogyasztást, a belső súrlódást. A megmunkálásra ezért különös gondot kell fordítani. A készremunkálás végső technológiája több fázisban történik, melyekben a fogáselosztás elve és az egyre finomabb szerszámanyagok hatásai érvényesülnek. A hengerfuratok hónolása négy fázisban történik: elő-előhónolás előhónolás készrehónolás feltárás A négy hónolási fázis közül az elő-előhónoló és az előhónoló gyémánthónolóhasábjai megegyeznek, a többinél szemcsenagyságukban, szemcseeloszlásukban, kötőanyagaikban és szemcsekeménységükben térnek el egymástól. 15

16 Elő-előhónolás és előhónolás A palettára rögzített munkadarab léptetőgerendán érkezik az állomáshoz. Az állomásoknál index csapokkal pozícionálják és hidraulikus befogók segítségével rögzítik a palettát, majd egy forgató tengely segítségével a hengerfej oldalak +45 és -45 -os fordítással a vízszintes pozícióba kerülnek.(4.19 ábra) Kettő szerszám végzi a hengerfuratok dörzscsiszolását ábra: az előhónoló állomás A folyamat során durva szemcséjű narancssárgás színű gyémántot használnak. Ilyen keménységű gyémánttal kb ezer munkadarab előhónolása lehetséges. Kísérletképpen az előhónolás során nútléceket, úgynevezett hornyos léceket helyeztek a teli lécek helyére, ám a gyors kopásnak és a nem szembetűnő eredménynek köszönhetően a nútlécek maradtak az eredeti helyükön, a készrehónoló állomásban. Ezek abban különböznek a teli lécektől hogy hosszában a lécek tetején egy 1x1mm-es horony található. 16

17 Készrehónolás A hónolás második lépése. Az előhónoláshoz hasonló művelet, azonban lágyabb gyémántléceket alkalmaznak, melyek élettartama 5 ezer darabra tehető. Készrehónolás során kizárólag nutléceket, hornyos léceket alkalmaznak. A folyamat 2 felbővítésben zajlik. Ezt a műveletet szintén levegős méréssel ellenőrzik, ha a kiáramló merőlevegő mennyiségéből generált elektromos jel eléri az adott beállítási értéket, a szerszám forgásirányt és felbővítést vált. Az egyik felbővítés finomabb (hidraulikus) mely nagyon finom léptékekkel képes a hengerfalra felületi nyomást kifejteni, ez úgymond a hónolási folyamat záró részeként szokott beállítva lenni, míg a másik nagyobb erővel (elektromechanikus) egy menetes szár járatásával zajlik. Freilegen A hónolás harmadik lépése. Arra szolgál hogy a fémes alapból a kemény alkotók, vagyis a szilícium kristályok a kiemelkedjenek. A freilegent korábban kémiai maratással végezték a V8 részlegen. Az eljárás során a kiemelkedett kristályok élei túl szögletesek, élesek maradtak, ami a dugattyúgyűrűk gyors kopásához vezetett.(3. sz. melléklet) Ezért a technika jelenlegi állása szerint törékeny, porózus anyaggal juttatják felszínre a kristályokat. Ez az anyag keményebb az alumíniumnál, azonban puhább a szilíciumnál. Így a szilíciumkristályok a folyamat során nem szenvednek károsodást, nem töredeznek le. A szerszámfej forgó-és függőleges irányú mozgást végezve köszörüli le az felületet. A műveletet kisebb szerszámmal végzik, mint az elő- és készrehónolást, ezért a gyémántlécek is kisebbek. Az itt használt gyémánt puhább, porózus, törékeny anyag. A folyamat egyetlen felbővítéssel zajlik. A megmunkáló szerszám harmincszor halad át a furaton, tehát harminc löketből áll a folyamat. A freilegen során készrehónolt felület érdessége nem haladhatja meg a 3mikrométert. 17

18 A hengerurat hónolás szerszámai (4.21 ábra): Előhónoló Éltartam: db Készrehónoló Éltartam: 5000 db Feltárás szerszáma Éltartam: 600 db A csapágyutca hónolása 4.21 ábra A csapágyfészek hónolása egy fokozatban történik, mert ebben a furatban a csapágyperselyek vezetik a főtengelyt. A csapágyutcában a főcsapágyaknak körkörösen kell illeszkednie, a felületi érdességre kevésbé érzékenyek. A csapágyutca érdességi- és profilvizsgálatához előírt paraméterek: Csapágyfészek Mérettartomány 70,000 70,010 mm R max 20 µm R z 16 µm Merőlegesség 0 15 µm Körkörösség 0 5 µm Egytengelyűség 0 6 µm 18

19 A hónoló gép utolsó állomása a csapágyutca megmunkálását végzi. A megmunkáló szerszám két végén fix lécek találhatók melyek csak megvezetésre szolgálnak.(4.22 ábra) A megmunkálást a szerszám középső része végzi. Melyből egy ék alakú retesz ferdén mozgatja a lapkákat ábra: csapágyutca megmunkáló szerszám. A lapkák alatti retesz jelentősége tulajdonképpen az, hogy a szerszám nem telibe fúrja a csapágyutcát, hanem folyamatos a megmunkálás. Hónolóanyagok cseréje: A lapkákkal ellentétben a hónolás során használt megmunkáló anyagokat egyszer használják. Az előírt megmunkált darabszám után a gyémánt hónolóléceket cserélik. Ezt a munkát az Audinál a Werkservice ben (egy speciálisan kiképzett szervezet) látják el, itt történik az elhasználódott hónolólécek cseréje, illetve a lapkák élezése is. A kopott lécek leválasztása előtt előmosás történik, hogy megszabaduljanak a lerakódott olajtól és emulziótól. Az előmosás egy ultrahangos mosóban történik ebben rezgéseket generálnak, és vegyszerrel tisztítják a szerszámot. A ragasztott lécek könnyebb eltávolítása érdekében elektromos kemencébe helyezik a szerszámot, és 230º körüli hőmérsékletre melegítik Mivel magát a szerszámtestet nagyjából 800º-on edzik, ekkora hőmérséklet még nem okozhat deformációt a felületén. Miután a ragasztó felold, kifeszítik a kopott lécet a hónpapucsból. Tisztítás után a felületre kétkomponensű ragasztót visznek fel, ezzel erősítik a gyémántot a hónpapucsba. A ragasztó szobahőmérsékleten 5-6 óra alatt köt meg. 19

20 Hónolólécek szabályozása: A szerszám hónolólécei tulajdonképpen nem párhuzamosak egymáshoz képes, mivel a szerszám alja 0, 01mm-re szélesebb a tetejéhez képest. Ennek oka, hogy a forgácsoló mozgás során a szerszám alja nagyobb igénybevételnek van kitéve, jobban kopik. A gyémánt hónolólécekkel ellátott szerszám önélező, mivel az elkopott gyémántszemcsék kifordulnak, és felszínre kerülnek az ép szemcsék. A szabályozás köszörűvel történik, a szerszámot befogókkal rögzítik majd megfelelő nagyságúra, és érdességre köszörülik a gyémántléceket. Beállításkor a mérőlevegős átalakítóval kerül bállításra a pontos hónolási méret. 20

21 Töredezettségvizsgálat Felhasználás A gyártás után a ellenőrzik a darabok hengerfuratainak Si töredezettségét, a mérés célja, hogy meghatározzuk a hengerfurat Si szemcséinek töredezettségi fokát. A szabvány érvényes a V6/V8/V10 übereutektikus alumíniumötvözetből készült forgattyúsházakra. Az ellenőrzésre és az intézkedésekre a hengerfal-kopás adott okot. Minél több a labilis kisfelületet biztosító éles kristály, annál gyorsabb a kopási folyamat, ami a motor idő előtti tönkremeneteléhez vezet. Vizsgálat menete A vizsgálatot a hengerfuratok mechanikusan feltárt furataiban kell elvégezni. A vizsgált hengerfuratot a hónoló olajtól és hónoló iszaptól meg kell tisztítani. A blokkokat egy állványra rögzítve mikroszkóp alá helyezzük, majd a kamera a henger legtetején bepozícionál egy nulla fokra. Ezután lefelé haladva, a nulla fokhoz képest +90 º-ot elfordulva, mm távolságokban felvételeket készít. A henger aljához érve a kamera átfordul 180º -ot, és felfelé haladva újabb 3 felvételt készít. A mikroszkópos képen látható fekete foltok a kitöredezett kristályokat jelölik (5. ábra) Letört szilícium kristály 5 ábra: Mikroszkóppal kiértékelt futófelület töredezettsége 21

22 A felvétel fényerejét egy potméter segítségével növelhetjük. A mérőfej bevezetéséhez a hengerfuratba, illesztőgyűrűt kell használni. A felvételt és kiértékelést az alábbi keretfeltételekkel kell elvégezni: Nagyítás 1: 100 Képkeresztmetszet 1, 0 x 1, 2 mm A kiértékeléshez legalább 30 primer Si kristály szükséges A kép határain található levágott kristályok nem számolandók A töredezettségi fokot az alábbi képletből számoljuk: Z = Σ K z / N k x 100 (%) amelyben: K z - Törött kristály, N k Ép és törött kristályok száma A fotók alapján megfigyelendő hogy a rossz -nak ítélt primer Si kristályok aránya mennyi, a képen látható összes primer Si kristályok számához képest. Ez egy százalékos értéket ad, mely segítségével állást lehet foglalni a vizsgált hengerfurat töredezettségi értékéről. Az alábbi táblázat információt ad a kísérlet előtti és utáni töredezettség elfogadható mértékének határairól.(5.1 táblázat) Kísérlet előtt Jó Nem jó <30% > 30% <15 > táblázat Az egyes kristályok minőségi megítélése, a kristályok felületein található sérülések milyenségéből és nagyságából adódik. Egy Si kristályról akkor mondhatjuk, hogy rossz, ha felületének több mint 25%-a le van törve, ami a fotón fekete színnel látható. Az ennél kisebb károsodást szenvedett szemcsék jónak tekintendők. A fényképek kiértékelésére ugyan létezik munkautasítás, azonban a sérült kristályok 25% -os töredezettségének 22

23 megítélése a jelen pillanatban még teljes mértékben a kiértékelő dolgozóra van bízva. Így a vizsgálati eredmény sajnos szubjektív, a használati értéke csak támpont jellegű. 25,0 Töredezettség % 20,0 15,0 10,0 5,0 0, db 5.2 grafikon 5.2 grafikon:20 darab motorblokk hengerfuratának töredezettsége. A grafikonon jól látszik hogy a vizsgált 20 darab töredezettsége 20% környékén mozog. A kísérletek tehát ebből az állapotból indulnak. Fejlesztéseket hajtunk végre ezen érték csökkentése. A ténylegesen kitűzött határ 15%,cél tehát a sérült kristályok számának csökkentés azonban az anyagstabilitás miatt előfordulhatnak kisebb-nagyobb eltérések, ezért a cél hogy az átlag kisebb legyen, mint 15%. Figyelembe kell vennünk azonban hogy az eredményeket minimális mértékben az öntödei anyagkeveredés is befolyásolja. Ez azt jelenti, hogy az öntvény nem teljesen homogén, vagyis nem minden 1mm x 1,2mm vizsgált felületen találunk ép kristályokat. 23

24 A V8-V10 gyártósor telepítési rajza (1. sz melléklet): 1. Tr1 hengerfurat előmunkálás 2. Exo4 (MCS H-300) hengerfurat készremunkálás 3. Nagel hengerfuratok hónolása (A szaggatott vonallal keretezett területen készülnek az AUDI V10 FSI blokkok)

25 A kép bal felső sarkában a fiommegmunkálás (vorbearbeitung) látható, ezt követi az előhőholás (vorhonen), majd a készrehónolás (basishonen) és végül a Freilegen (feltárás) 25

26 Mechanikus- és kémiai Freilegen közti különbség 26

27 Irodalomjegyzék 1) Dr. Berzsenyi György - Dr. Emőd István - Dr. Finichiu Líviu: Belsőégésű motorok tervezése és vizsgálata, Tankönyvkiadó, Budapest ) Dr. Varga Ferenc: Öntészeti kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest ) Kolbenschmidt Nechkarsulm, öntödei katalógus 4) Magyar Szabványügyi Hivatal: 51-es Szabványgyűjtemény 5) Wilfried König: Köszörülés, dörzsköszörülés, tükrösítés, Műszaki Könyvkiadó, Budapest ) Nagel, Maschinen und Werzeugfabrik katalogus, Nürtingen ) Német nyelvű üzemi dokumentációk 8) Dr. Kodácsy János - Dr. Szabó András: Finomfelületi és különleges megmunkálások, Kecskemét 2000., Kecskeméti Főiskola Gépipari és Automatizálási Műszaki Főiskolai Kar jegyzete 9) Alter Róbert Dr. Kodácsy János Dr. Szabó András: Gépgyártástechnológia II., Kecskemét 2000., Kecskeméti Főiskola Gépipari és Automatizálási Műszaki Főiskolai Kar jegyzete 27