1. Tétel A ggyt. Fogalma,célja, témakörei,gyártmány, gyártási folyamat,gyártási rendszer. A ggyt. fogalma: Ha a technológia az anyagok gyári feldolgozására vonatkozik gyártástechnológiáról, és ha a gyártás gépipari termék előállítására irányul gépgyártástechnológiáról van szó. A gépgyártástechnológia a műszaki tudományoknak az a része, amely a gépek gyártásával kapcsolatos ismereteket foglalja magába. A ggyt. Célja: az elő -gyártmányok-általában kohászati végtermékek (hengerelt, öntött, kovácsolt stb. áruk) termelékeny és hatékony feldolgozása, üzemszerű használatra alkalmas gépipari gyártmányokká. A ggyt. Témakörei: a nyersanyagok alkalmazási lehetőségeitől a megmunkálási eljárásokon keresztül a végtermékig ill. annak vizsgálata. A gyártmány: a gyártás terméke és az lehet egy csavar, egy csapágy, vagy hajtóelem (csiga, csigakerék) precíziós szerszámgép, autó. A gyártmány egy, vagy akár több darabból is állhat. A több darabból álló gyártmány elsődleges eleme viszont az alkatrész. A gyártmány több megfelelően tagolt részegységből épül fel és ezek jól értelmezhető rendszerét, mutatja a gyártmány -családfa. A gyártmány (pl.: autó); a szerkezeti egység (pl.: hajtómű, motor + sebességváltó stb.); a főcsoport (pl.: sebességváltómű); az alcsoport (pl.: kapcsoló mechanizmus); az alkatrész (pl.: tárcsa). A rendszerben zajló folyamatok közül azoknak a természeti és tudati folyamatoknak az összességét, amelyek eredményeként az anyagok és félkész termékek a rendeltetésnek megfelelő kész termékké (gyártmánnyá) válnak gyártási folyamatnak nevezzük. A gyártási folyamat fizikai megvalósításának területe és eszköze a gyártási rendszer. A gyártási folyamat részei: - az anyagi vagy másként technológiai folyamat: melynek során az alak-, a méret-, a helyzet- és egyéb tulajdonság- előírások jellemző értékei az előírt érték irányába változnak - a művelet-csoport: a technológiai folyamat azon része, melynek eredményeként, a munkadarab felületei azonos (nagyolt, simított, stb.) állapotba kerülnek - a művelet: rendszerint az egy munkahelyen (egy befogásban) elvégezhető alakítás jelent egy műveletet - a műveletelem-csoport: adott felületelem-csoport előállításához szükséges műveletelemek sorozata (pl. egy furat előállításához: központfúró, fúrás, felfúrás, süllyesztés, dörzsölés) - a műveletelem: a művelet még önálló része, amely lehet fő-, vagy mellék műveletelem. A fő-műveletelem a tényleges megmunkálás (pl.: forgácsolás), amelyhez kapcsolódik a szerszám egyetlen előtolással megvalósított teljes mozgásciklusát jelentő fogás fogalom. A gyártási rendszer csoportosítása: - a szerszámgép: a művelet megvalósításának eszköze - a munkahely: a művelet megvalósításának fizikai alapegysége mindazon eszközök összessége, amelyek a sorra kerülő műveletek elvégzéséhez szükségesek - a megmunkáló központ: a művelet megvalósításának azon eszköze, amely fejlettebb rendszerbe kapcsolhatóanbiztosítja akár a széleskörűen értelmezhető művelet-csoport elvégezhetőségét is - a komplexgyártás eszköze többtengelyű megmunkáló központ. Különféle irányú és helyzetű felületek (fúrása, marása, esztergálása, stb.) egy felfogásban készülnek - a gyártócella: a technológiai folyamat-szakasz megvalósításának korszerű fizikai része. A gyártórendszer lehet rugalmas vagy merev. A rugalmas rendszer hasonló jellegű alkatrészek előállítására készül, számvezérlésű gépekből, cellákból, megfelelő műveletelőzési kikerülési lehetőségekkel, központi számítógépes vezérléssel. A merev rendszerek kötött műveleti rend szerint dolgozik. Főként egytengelyű számvezérlésű gépekből épül fel, elsősorban tömeggyártáshoz.
2. Tétel Méretláncok, bázisok, normaidő struktúra. Méretek és tűrések, szerepük a megmunkáláskor: Az alkatrészrajzon, majd pedig a megmunkálás során az alkatrészelemek kölcsönösen viszonylagos helyzetét a mérethálózat szabja meg. A méreteknek viszont tűrése van, és az üzem kihasználhatja a tűrés teljes terjedelmét. Mivel a tényleges méretek szóródnak, sikerülhetnek az alsó vagy felső határméreten is. Ezért a méretlánc egymás után megvalósított méreteinek szóródásai összegeződhetnek. Határesetben a teljes szórás egyenlő lehet a tűrések összegével. Meg kell tehát vizsgálni, hogy a megvalósított technológiai méret- és tűrésláncolatok határesetben nem adnak-e nagyobb szóródásokat, mint a szerkezeti működés szempontjából megengedett legnagyobb eltérések. A méret- és tűrésláncok (hálózatok) szabályai: A méretlánc zárt körvonal mentén meghatározott sorrendben elhelyezett méretek összessége, amely egy vagy több alkatrész felületeinek, közepeinek stb. kölcsönös helyzetét határozza meg. A vizsgálat szempontjából minden méretlánc teljesen zárt. A méretlánc létrehozásakor (méretezéskor rajzon, megmunkáláskor) utolsóként adódó tag a záró tag, vagy eredő méret, a többi tag összevető. A záró tagot a méretlánc vizsgálatakor úgy különböztetjük meg, hogy alsó indexbe egy betűt írunk. A sík méretláncban a tagok egy vagy több párhuzamos síkban fekszenek. A térbeli méretláncban a tagok lehetnek lineárisak, vagy nem párhuzamosak, de egymással nem párhuzamos síkokban fekszenek. A szög-méretláncban a tagok szögméretek és a szögek szárai közös csúcsban találkoznak. A méretláncok lehetnek egyszerűek, önmagukba zártak vagy összekapcsoltak, mikor több méretlánc csatlakozik egymáshoz. Általánosságban könnyen beláthatjuk a legrövidebb út elvét, azaz eredő adott megengedett tűrése esetén az összetevő tagok tűrése annál nagyobb - gyártása annál olcsóbb - lehet, minél kisebb a méretlánc tagszáma. A záró (eredő) tag szórását csökkenteni lehet: a) ha szűkítjük az összetevők tűrését. b) ha a méretláncot minél kevesebb tagból állítjuk össze. A méretlánc-megoldás: a záró tag, vagy valamely összetevőtag hibájának meghatározását jelenti. Ennek módszerei: a) a teljes cserélhetőség módszere, b) a valószínű méretekre épülő részleges cserélhetőség módszere, c) a válogató vagy párosító módszer, d) az utólagos illesztés módszere, e) a beállító (szabályozási) módszer. Bázisok: Bázisnak nevezzük a munkadarabokon (alkatrészeken) található olyan felületet, vonalat vagy pontot, amelyekhez viszonyítva meghatározhatjuk más felületek, vonalak vagy pontok helyzetét. A bázisok lehetnek: szerkesztési, technológiai, szerelési bázisok. Szerkesztési bázisok: az a felület, egyenes vagy pont, amelytől az alkatrész más felületének, egyenesének vagy pontjának helyzetét a műhelyrajzokon határozzuk meg. Célszerű, ha a bázisválasztásnál a gyártási lehetőségeket is figyelembe veszik és olyan szerkesztési bázisokat, választanak, amelyek később a gyártás során technológiai bázisok is lehetnek. Technológiai bázisok: azok a felületek, vonalak vagy pontok, amelyeket a munkadarabok gyártásakor valamilyen célra (pl. felfektetésre, ütköztetésre, irányításra) felhasználunk, vagyis a gyártáshoz szükségesek. A mérési bázisok: az a felület, vonal vagy pont, amelyhez viszonyítva megmérjük a megmunkált felület helyzetét. A mérési bázis legtöbb esetben egybeesik a kiindulási bázissal, de attól el is térhet. A bázisállandóság elve: Mindenképpen törekedni kell arra, hogy az egymás után következő műveletek felfogási bázisai (báziscsoportjai) ugyanazon felületek legyenek. A bázisazonosság elve: a szerkesztési bázis és a technológiai bázis (kiindulási, felfogási, mérési) egy-egy műveleten belül azonos felületek legyenek.. A munkaidő tagozódása: Ha több munkadarabon azonos műveletet végzünk, a teljes ráfordított normaidő, általában a munkafolyamat megkezdéséhez és befejezéséhez szükséges előkészületi és befejezési időből továbbá a tényleges technológiai feladat elvégzésére fordított időből tevődik össze. Ez utóbbi annyiszor ismétlődik, ahányszor a kitűzött műveletet megismételjük. Ezt az időt darabidőnek nevezik. Az előkészületi-befejezési idő kizárólag a munkafolyamat, a munkás, a munkahely, a gép, a szerszám, a nyersanyag előkészítésére, valamint az eredeti állapotba való visszahelyezésre vonatkozik. A darabidő annyiszor ismétlődik, ahány munkadarabon kell elvégezni a kérdéses munkát. Az alapidő a művelet idejének legnagyobb része és szükséges a munkafolyamat zavartalan elvégzéséhez, tehát nem tartalmazza a munkával járó pótlékolások idejét. A főidő az alapidőnek az a része, amely alatt közvetlenül a munkadarabon alakítás történik. A födő lehet gépi födő vagy kézi főidő. A mellékidő az alapidőnek az a része, amely csak közvetve szükséges a kitűzött feladat elvégzéséhez és a főidőnek állandó szükséges kísérője, tehát darabonként, vagy több darabonként szabályszerűen ismétlődik. A munkahely kiszolgálási idő az az idő, amelyet a munkás a munkahely gondozására és üzemkész állapotban tartására fordít. A munkahely műszaki kiszolgálási ideje szükséges a munkahelyen előforduló műszaki természetű, az alapidő fogalmán kívül eső kisegítő tevékenységek elvégzésére mint pl.: eltompult szerszám kicserélése, köszörűkorong után szabályozása, a gépek után állítása, a forgács-, reve eltávolítása stb. A pihenésre és természetes szükségletekre fordított idő az az idő, amellyel a fő és mellékidőt növeljük, hogy a munka elvégzéséből eredő normálisnál nagyobb fáradást a dolgozó a műszak alatt kipihenhesse, valamint azért, hogy a műszak alatt természetes szükségleteit elvégezhesse.
3. Tétel Egyélű forg.szersz. felosztása, kialakítása, részei, elemei Egyélű forgácsolószersz. felosztása:az esztergálás szerszáma az egyélű forgácsoló kés, mely szerkezeti szempontból lehet: monolit (tömör); tompán hegesztett (gyorsacél); forrasztott lapkás (keményfém, gyémánt); váltó lapkás (keményfém, kerámia, gyémánt); bevonatolt szerszám. A forrasztott lapkás forgácsoló kések főbb alak típusai: egyenes, hajlított, sarok, széles, homlokélű, oldalélű, szúró, furatkés stb. Az esztergakések kiválasztását befolyásoló tényezők: megmunkálási mód; geometriai pontosság; felület minőség; a szükséges mozgás irányok; a megmunkálandó anyag minősége stb. A forgácsoló szerszámok határozott vagy határozatlan élűek lehetnek. A két csoporthoz tartozó szerszámok alapvetően eltérőek. A határozott élű forgácsoló szerszám fő részei: dolgozó rész; szerszámtest; befogórész. A dolgozó rész azon része amely a homloklap és a hátlap között van a forgácsolóék, amely a forgács leválasztást végzi. A forgácsoló éken van kialakítva az élgeometria. A fő és mellék forgácsolóék találkozási pontjában helyezkedik el a szerszámcsúcs. A szerszámcsúcs lehet hegyes, lekerekített vagy fazettás. A szerszámcsúcs a szerszám legjobban igénybe vett része, és emellett nagy szerepe van a megmunkált felület érdességének kialakításában. A csúcssugár nagysága a megmunkált felület érdességét befolyásolja. A forgácsoló éket a homloklap és a hátlap határolja. A homloklap az a felület, amelyen a forgács lesiklik. A hátlap a forgácsoló ék azon felülete, amellyel szemben a megmunkált felület elhalad. 4. tétel Egyélű forg. Szersz. Élgeometriája, anyaga, alkalmazása A forgácsoló rész geometriája: a forgácsoló éket ahhoz, hogy a munkadarabról anyagot legyen képes leválasztani célszerűen, kell elhelyezni a munkadarabhoz. A dolgozó részen lévő élszögek meghatározásához, előállításához és ellenőrzéséhez három egymásra merőleges síkból álló vonatkoztatási rendszer szükséges, amely tartalmazza a kiválasztott pontot és az alapsíkja (Pr) merőleges a forgácsoló irányra, azaz a forgácsoló sebesség irányára. Három ilyen rendszer használatos: az ortogonál meghatározó rendszer; a munkasíkot és szerszám tengelysíkot rögzítő szerszám koordináta élszög rendszer és a normál élszög rendszer. Az él geometriát meghatározó él szögeket valamely síkban értelmezzük. A szögek értelmezésére leggyakrabban használt sík a Pr alapsík, a Po ortogonál sík, a Pn él normál sík valamint a Ps élsík. A forgácsoló rész anyaga: Általánosan elfogadott irányelv, hogy a forgácsoló rész anyagának keménysége megközelítően háromszorosa legyen a megmunkált anyag keménységének. Ezen követelményt, még az alábbi tulajdonságokkal kell kiegészíteni: szívósság; hőállóság (hősokkállóság); kopásállóság stb.. Alkalmazása: Az ezeket kielégítőhagyományos-anyagok az alábbiak: szerszámacélok (W, Cr, Co és V főötvözőkkel, legfeljebb 300 C hőállóságig); gyorsacélok (pl.: W bázisúak, 10 20 %-ban, mintegy 600 C hőállóságig); keményfémek (fémkarbid alapúak porkohászati úton kialakítva, mintegy 900 C hőállóságig). A fejlesztési eredmények az alábbi lehetőségeket nyújtják napjainkban: bevonatolt szerszámanyagok (elsősorban keményfémek, de gyorsacélok is lehetnek); wolframkarbidmentes keményfémek (CERMET); forgácsoló kerámiák (oxidok, nitridek); köbös bórnitridek (CBN); gyémántok (D, PKD).
5. tétel A forg. Leválasztás jellemzői, mozgások, forg. képződés, alakváltozások, termikus jelenségek Forgácsoló mozgások: - forgácsoló(főmozgás); -előtoló(ez teszi lehetővé az anyagleválasztást); -eredő mozgás(a forgácsoló és előtoló mozgás eredője); - hozzáállító mozgás(szerszámot a munkadarabhoz); -fogásvételi mozg.(anyagréteg leválasztásának vastagsága); -utánállító mozg.(korrekció). A forgács képződésének módja szerint három fajta forgács kialakulásáról kell szólni: folyó forgács-; a nyírt forgács- és; a töredezett forgács. A folyóforgács képződése folytonos forgács kialakulását jelenti. A forgács azonos sebességgel, folytonos szalagként fut le a szerszám homlokfelületén. A folyóforgács keletkezésének kedvez a nagy forgácsoló sebesség, a pozitív homlokszög, a kicsi forgácsvastagság. A nyírt forgács szívós anyag forgácsolásakor keletkezik. A nyírt forgács keletkezését elősegíti a csökkenő homlokszög, a nagyobb forgácsvastagság, valamint a közepes forgácsoló sebesség. Tört forgács keletkezik rideg (képlékenyen kevéssé alakítható), vagy jelentősen inhomogén anyag (pl.: lemezgrafitos öntöttvas) forgácsolásakor. A forgácsalak jellemzésére két mérőszámot, a forgácstérfogati tényezőt és a forgácsalak osztály számát alkalmazzák. A forgácstérfogati tényező a forgácstérfogat és a neki megfelelő leforgácsolás előtti tömör térfogat hányadosa. A forgács kezelés szempontjából mind a hosszú, mind a nagyon apró forgács kedvezőtlen. Legjobb a 10-20 mm hosszúságú, ún. törtforgács. A forgácsosztály-t szintén a forgácsalak jellemzésére vezették be és a forgácstérfogati tényezővel összerendelhető. A forgácsolás során keletkező hő a folyamatot jelentősen befolyásoló tényező, és ismeretében magyarázhatók a forgácsolás folyamatának sajátosságai, de a gyártás és gyártmány minőségi jellemzői is. A forgácsolási energia több mint 90%-a gyakorlatilag hővé alakul át. Ennek megfelelően, a forgácsolásnál képződő hő mennyisége lényegében azonos a forgácsolási energiával. A hőigénybevétel különösen nagyobb forgácsoló sebességeknél a homlok és a hátfelületen oxidációs, diffúziós, és adhéziós folyamatok elindítója. A forgácsolás hőforrásai: belső súrlódás a nyírási síkban; anyagszétválasztás a szerszám csúcsánál; súrlódás a homlokfelületen; súrlódás a hátfelületen; további anyag deformációk. A magas hőmérséklet nemcsak a különféle kopási folyamatokat segíti elő, hanem veszélyezteti a szerszámanyag hőszilárdságát is. Hűtő-kenő folyadék alkalmazásával mintegy 40%-kal nagyobb lehet a forgácsoló sebesség változatlan él tartam mellett a szárazon végzett munkához képest. A forgácsoláskor keletkezett hőmennyiség Lössl szerint 60% marad a forgácsban 38%-ot a munkadarab vesz fel, 2%-ot pedig a szerszám vezet el. 6. tétel Forg.szersz. kopása éltartama. Alkalmazása során a szerszám kopik. Ennek eredményeként a szerszámon jellegzetes kopásformák alakulnak ki. A szerszám forgácsoló éke mechanikai, hő és kémiai igénybevételeknek van kitéve. A forgácsoló ék mechanikai igénybevételét a homlok és hátfelületén ható erő adja. A forgácsoló ék termikus igénybevételét a forgácsoló élen átalakult mechanikai teljesítmény eredményezi a forgácsot, a munkadarabot, a szerszámot és a környezetet terhelő hő áram. Az abrazív kopás mechanikus folyamat, mikro-forgácsolás, amelyet a két működő pár egymáson elcsúszó elemei között lévő kemény anyagrészecskék végeznek a szerszámon. Adhéziós kopás akkor jön létre, ha anyagrészecskék nyomán és hő hatására a szerszám felületére tapadnak, majd a forgács azokat magával vive a szerszám felületekről anyagkiszakadást okoz. A tribokémiai kopás diffúzióval, vagy oxidációval valósul meg. A diffúziós folyamatnak az anyag hőmérsékletének növelésével atomjai és molekulái mozgékonyabbá válnak. A szerszám anyagrészecskéi termikusan aktiváltan vándorolnak a munkadarab anyagába, vagy fordítva. Az oxidációval megvalósuló kopás és érintkezési zóna szélén valósul meg, ha a felület hőmérséklete és a szerszámanyag oxidációs hajlama elég magas. A kopás helyének megfelelően hátkopásról, homlok- és kráterkopásról beszéltünk. A kráterkopás teknőalakú elhordás a homlokfelületről. A szerszám elhasználódásának egyéb formái közül meg kell még említeni a szerszám káros alakváltozását, az él kitöredezését, csorbulását. Az elhasználódott szerszámot fel lehet újítani. A határozott élű szerszámok eredeti szabályos mértani alakjukat bizonyos forgácsolási idő után elvesztik. Két egymást követő szerszám tönkremenetel miatti élezés vagy él váltás között forgácsolással eltöltött időt éltartamnak nevezzük. Az él tartam jele: T. Az él tartam darabszám elsősorban tömeggyártásban, vagy automatizált gyártásban fontos, mert a szerszámcsere vagy a szerszámváltás ennek alapján történik. A forgácsolási adatok (ap, f, vc) közül leginkább a vc forgácsoló sebesség befolyásolja a szerszám él tartalmát. A forgácsoló sebességnek viszonylag kismértékű változtatása a T él tartam jelentős változását vonja maga után. A T és vc közötti hiperbolikus összefüggés lg (logaritmikus) beosztású koordináta-rendszerben egyenessel ábrázolható. Ezt a törvényszerűséget F. W. Taylor gépészmérnök (USA), ismerte fel 1907-ben, aki a róla elnevezett Taylor-egyenes egyenletét a következőképpen írta fel: v T m = C Az összefüggés alapján, áttérve egy T1 éltartamról T2 éltartamra, a hozzátartozó v2 számítható: v 2 T1 v T = 1 2 m
v1 T T v 2 = 1 Ennek alapján áttérve egy v1 forgácsoló sebességről és v2-re, a hozzátartozó T2 számítható: 2 Az éltartam megválasztásnál törekedni kell valamilyen optimum-kritérium szerinti megoldásra. Rövid éltartammal kell dolgozni az olcsó szerszámok és az egyszerű, könnyen beállítható szerszámgépek esetében. Hosszú éltartammal kell dolgozni a bonyolult szerszámok és nehezen beállítható szerszámgépek esetében. 7. Tétel Forg. erő és teljesítmény számítása, bef. tényezők. A forgács leválasztásához szükséges erőt forgácsoló erőnek nevezzük. A forgácsoló erő ismerete azért fontos, mert ennek alapján történik a szerszámgépek és a szerszámok szilárdsági, vagy merevségi méretezése, valamint a szerszámgépek villamos teljesítményszükségletének meghatározása. A forgácsoló erő a szerszámra ható térbeli erő, amelyet kötött forgácsoláskor három összetevőre szokás felbontani: Fc főforgácsoló erő ; Ff előtolás irányú erő (előtoló erő ); Fp fogásvétel irányú erő (mélyítő irányú erő, szárirányú erő, passzív erő). A fajlagos forgácsoló erő egységnyi (1 mm 2, 1x1 mm) forgácskeresztmetszet leválasztásához szükséges erő. A három erőkomponensnek megfelelően a fajlagos erők a következők: kc fajlagos főforgácsoló erő N/mm2; kf fajlagos előtoló irányú erő N/mm2; kp fajlagos mélyítő irányú N/mm2. A fajlagos forgácsoló erő az erőszámítás egyik alaptényezője. Nagymértékben függ a forgácsolt anyagtól, de nem tekinthető anyagjellemzőnek. A forgácsoló erőt befolyásoló tényezők: a munkadarab anyaga; forgácsvastagság (előtolás); forgácsszélesség (fogásmélység); forgácsarány; homlokszög; szerszám elhelyezési szög; forgácsoló sebesség; a szerszám anyaga; hűtés-kenés; szerszámkopás. A munkadarab anyagának hatása a forgácsoló erőre abban nyilvánul meg, hogy különböző szakítószilárdságú és keménységű anyagokat más más erővel lehet forgácsolni. A forgácsvastagság amit az előtolásból számítunk az anyagminőséghez hasonlóan mértékadó hatású. A forgácsszélesség amit a fogásmélységből számítunk- lineáris összefüggés szerint, befolyásolja a forgácsoló erőt. A forgácsarány amin a forgácsszélesség (b) és a forgácsvastagság (h) arányát értjük lineárisan befolyásolja a forgácsoló erőt. A homlokszög befolyását a forgácsoló erőre Kienzle és Victor munkássága szerint acélok és öntöttvasak forgácsolásakor minden egy fokos homlokszög változás 1 2%-os erőváltozást von maga után. A szerszám elhelyezési szög csekély befolyást gyakorol a főforgácsoló erőre, de a mélyítő irányú komponenst jelentősen befolyásolja. A forgácsoló sebesség befolyása szakaszonként más-más nagyságú. A 100-tól 20 m/min terjedő szakaszon visszafelé haladva jelentősen nő. A szerszámanyagoknál kísérletekkel is bizonyított, hogy a kerámiára való áttérés a keményfémhez viszonyítva mintegy 5 10%-os erőcsökkenést jelent. A hűtés-kenés befolyása a forgácsoló erőre elsősorban a gyorsacél szerszámanyagoknál érvényesül. Általában 10 15%-kal csökken a forgácsoló erő a szárazon való megmunkáláshoz viszonyítva. A szerszámkopás: az elkopott szerszámon kb. 30 50%-kal nagyobb a forgácsoló erő, mint az új szerszámon. A forgácsoló erő számítása. Kienzle és Victorféle erőszámítási módszer: F c = kc Ac vagy Fc = kc a f vagy Fc = kc b h az adatok függvényében a p 2 b = Ac = a p f = b h( mm ) ahol: h = f sin k r és sin kr A kc fajlagos főforgácsoló erő a forgácsolástechnikai jellemzők közül a h forgácsvastagsággal törvényszerű z kc = kc 1, 1 h összefüggésben van: A kc1.1 tényezőt a fajlagos főforgácsoló erő alapértékének nevezzük, és akkor érvényes, amikor 1x1=1mm2 keresztmetszetű réteget választunk le. Kienzle és Victor az alapértékeket és a z kitevőt mérések alapján anyagminőségenként megállapította és táblázatba foglalta. A forgácsolási teljesítmény: Ha az Fc főforgácsoló erőt N-ban, a vc forgácsoló sebességet m/min-ban helyettesítjük, akkor a szerszám élén jelentkező un. Tiszta forgácsolási Fc vc Ph = ( KW ) 3 teljesítmény (hasznos vagy nettó teljesítmény) közelítőleg: 60 10 n
A villamos motor által felvett teljesítmény ennél nagyobb. Ha ηm Fc vc Pö = ( KW ) 3 60 10 ηm η g akkor: η a motor hatásfoka, és g a szerszámgép hatásfoka, Ha a Pö összes felvett teljesítményt műszerrel megmérjük, akkor a fenti képletből a főforgácsoló erőt is 3 60 10 Pö ηm η g Fc = ( N) kiszámíthatjuk: vc A hatásfokok figyelembevétele az ipari gyakorlatban legtöbbször becslés, vagy gyakorlati tapasztalatok alapján η g = 0,75 történik. Ha nincsenek pontosabb adataink, közelítéssel az m η értékben vehető fel. 8. TÉTEL érdesség, keménység, maradó fesz, gazdaságossági kérdések A felület minőségét a felületi érdességgel, a felületi réteg állapotával jellemezzük. A felületi érdességet a mikro egyenetlenségek mérete és alakja határozza meg. A felületi réteg anyagának állapota mikrostruktúrával, a felületi felkeményedéssel, a maradó feszültségek nagyságával jellemezhetők. Érdességet befolyásolja a képződő forgácstípus, a szerszám él geometriája, a munkadarab anyaga, a forgácsolási paraméterek, hűtő-kenőanyagok, stb. Érdesség meghatározása: a szerszám csúcsának áthaladása utáni egyenetlenségek, méréssel határozzuk meg. Érdességi főbb jellemzők: Átlagos érdesség / R a /; Maximális egyenetlenség / R m /; Egyenetlenség magassága / R z /; Viszonylagos hordozó / T p / A felület minőségét a barázdáltság irányában értelmezett érdesség határozza meg. A barázdáltság lehet: barázdálatlan felület, hosszbarázdált, harántbarázdált, pikkelyes. Az elméleti érdesség jellemzésére az R max / maximális érdességet / használják, ami azonos R z vel. R max = f 2 /8r ε, ahol f az előtolás, és r ε a csúcssugár. A forgácsolás sebessége és az érdesség nagysága: hogy az érdesség csökkenjen a sebességet többszörösére, kell növelni. Az előtolás növelésével az érdesség négyzetesen romlik, a felületi érdesség fordítottan arányos a szerszám csúcssugarára. A munkadarab keménységének és szilárdságának növelésével csökken a felületi érdesség, a hűtőkenőanyagok csökkentik a deformációs munkát, és a súrlódást ezért javul a felület minősége. A maradó feszültséget és a felkeményedést a forgácsoló erő, a forgácsolási hő és a szerkezeti átalakulások okozzák. A maradó feszültség nagysága és hatásuk a szerszámhomlok szögétől, az előtolástól, a forgácsvastagságtól, a forgácsoló sebességtől, a szerszámkopástól. A felkeményedés foka és a felkeményedett réteg vastagsága szoros kapcsolatban van a forgács alakváltozásával és a rá ható erőkkel, ezért a felkeményedés csökken a homlokszög növelésével és a forgácsvastagság csökkenésével. A szerszámkopás növeli a felkeményedést és a felkeményedett réteg vastagságát. Gazdasági kérdések: A legjobban megfelelő forgácsolási folyamat az optimális, kritériumai a termelékenység és a forgácsolási költségek. 9. TÉTEL esztergálási műveletek, mozgásviszonyok, befogás helye, meghatározása. Az esztergálás olyan határozott élű szerszámmal végzett kör alakú forgácsolás, amelyet a forgácsolás irányára merőleges előtoló mozgással végzünk. Szerszáma a forgácsoló kés. Eljárásai: 1. Síkesztergálás a munkadarab forgástengelyére merőleges síkfelület előállítása. Megvalósítható: keresztirányú előtolással, leszúrással, hosszirányú előtolással 2. Hengerfelület esztergálással, a munkadarab forgástengelyével egytengelyű körhenger palástfelület előállítása 3. Csavarfelület esztergálással a fordulatonkénti előtolás egyenlő a menetemelkedéssel 4. Lejtőesztergálás az alapprofilos szerszám a forgácsolás alatt az előtolással egyidejűleg legördülő mozgást végez 5. Profilozó esztergálás olyan hossz v. keresztirányú esztergálás ahol a szerszám profilja átmásolódik a munkadarabra. A munkadarab befogása és helyzetének meghatározása A munkadarab helyzetét határozzuk meg. Ez lehet síktárcsa, tokmány, szorítóhüvely.
Az esztergakések, kiválasztását befolyásolja a megmunkálási mód, a geometriai pontosság, felületminőség, mozgásirány, anyagminőség, stb. A megmunkálás pontosságát a felület alakjára, méretére és helyzetére vizsgáljuk. Hibát okozhat a beállítás, szerszámkopás, hőhibák, alakváltozási hibák. 10. TÉTEL Gyalulás, vésés, üregelés. mozgásviszonyok, forgácskeresztm., technológiai adatok, szerszámok Gyalulás: egyenes vonalú forgácsoló mozgással és a forgácsolás irányára merőleges szakaszos előtoló mozgással végzett forgácsolás. A forgácsméret állandó keresztmetszetű. Osztályozása szerint lehet sík, hengerfelület, csavarfelület, lefejtő, profilozó, és alakgyalulás. Forgácsolási viszonyok alakulása síkgyalulás esetén: itt a főmozgás alternáló. Mivel nem állandó a sebesség ezért közepes sebességgel számolunk: v=2ln k /1000 ahol L a lökethossz, és n k a kettőslöketek száma. A gyalulás szerszámai egyélű forgácsoló kések, a dolgozó rész csak szívós anyag lehet, legalkalmazottabb a könyökös gyalukés. Vé sés : függőleges gyalulás, az alternáló mozgás függőleges irányú, és belső hornyok, üregek, alakzatok megmunkálására alkalmas. Termelékenysége kicsi, nem pontos. Szerszáma gyorsacélból készül. Üregelés : olyan forgácsoló eljárás ahol a szerszám fogai egymás mögött növekvően lépcsőzve helyezkednek el, ahol a lépcsők mérete megegyezik a forgácsvastagsággal, az előtoló mozgást a fogak lépcsőzése helyettesíti. A szerszám egyszer halad át a munkadarabon és készre is munkálja. Az üregelés nagy termelékenységű forgácsoló eljárás. 1.Felfogó rész üregelő gépbe való befogást szolgálja 2.Nyakrész-a felfogó részt összeköti a működő résszel 3.Kúpos bevezető- munkadarab tájolása a dolgozó részhez 4.Mellső vezető- munkadarab helyes beállítása, egyenletes anyagleválasztás biztosítása 5.Forgácsoló rész- nagyolás és simítás 6.Szabályozó rész-tartalék és vasalás
7.Hátsó vezető rész-ne lehessen ferdén beállítani a munkadarabot 8.Hátsó támasztás-támasztás és visszamozgatás Esztergálás 11-12 TÉTEL Furatmegmunkálás,fúrás,bővítés,süllyesztés,dörzsárazás,mozg.viszonyok Fúrás, bővítés: Itt belső hengeres felületeket állítunk elő. A forgácsoló és előtoló mozgást a szerszám és a munkadarab is végezheti. Több élű határozott él geometriájú szerszámmal végezzük az állandó keresztmetszetű forgácsleválasztást. A furatokat forgácsolási szempontból hosszuk / l / és keresztmetszetük /d / alapján : rövid furatoknál 1/d 0,5 ; normál furatoknál 0,5 1/d 3 ; hosszú furatoknál 3 1/d 10 ; mélyfuratoknál 1/d 10 A furatok fúróval végzett forgácsolásánál a két lépés a furat és a furatbővítés. A fúrás mikor tömör anyagba készítünk furatot, furatbővítés mikor a meglevő furatot nagyobb átmérőjű furattá alakítjuk. A fúrás szerszámai: - központfúrók: anyaga gyorsacél, csigafúró számára kezdő furat fúrására ; -lapos fúrók: rövid furatokhoz, revolver és CNC esztergáknál ; - váltólapkás fúrók: merev felépítésű, nagy fordulatú szerszámgép kell hozzá ; -magfúrók: nagy átmérőjű, rövid furatokhoz ; -mélyfurat fúrók: mélyfuratokhoz, hidraulikus elemek és fegyvercső gyártáshoz ; -csigafúrók: kis merevségű törésre hajlamos szerszám. Kétélű határozott él geometriájú szerszám. Csigafúró forgácsolási viszonyai A fúrásnál az előtolásnak megfelelő réteget két él forgácsolja le. Forgácskeresztmetszet fúrásnál: a p =d/2 ; Furatbővítésnél: a p =d-d e /2 ; Forgácsvastagság: h=f sink r /2 Forgácsszélesség: b= a p / sink r ; Forgácsoló sebesség: v c =d π n /1000 így a ford. szám n=1000 v c / d π Forgatáshoz szükséges nyomaték: M c =k c d² f ; Teljesítmény: P c = M c ω A csigafúró él-felújítása, újraélezése kúppalást felületek készítésével történik, de egyszerűbb a négysíkú élezés módszere. A fúrás pontossága méret-, alak-, és helyzethibák rugalmas deformációi alapján elemezhetők. A hibák javíthatók szerszámvezetéssel, szerszámkiemeléssel, gépi élezéssel, deformáció és CNC korrekcióval. A csigafúrók elsősorban fúrásra valók de alkalmasak furatbővítésre is.
A furatbővítés szerszámai: -csigafúrók; -süllyesztők: merev, három v. több élű szerszámok, nagyobb anyagleválasztási sebességgel végzik a furatbővítést, mint a fúrók. ; -dörzsárak: önvezető szerszámok, kis rétegvastagság leválasztása, drága, gondos kezelést igényel. Kézi és gépi megmunkálásra is alkalmas 1. bekezdő kúp: bevezeti a szerszámot 2. forgácsoló kúp: forgácsol 3. hengeres vetőrész: kalibrál, hántol 4. hátsó kúp: megakadályozza a beszorulást Dörzsár élezésénél végkúpja hosszabbodik, a kalibráló rész rövidül. - fúró rudak: egyélűek, a szerszámtest nemesített acél, a szerszámanyag bármilyen lehet - menetfúrók 13-14. TÉTEL Marás. Forgácsoló erő és teljesítmény Homlokmarás, palástmarás. Mozgásviszonyok, forgácskeresztmetszetek, technológiai adatok. A marás során sík külső felületeket állítunk elő. Az előtoló mozgás egyenes vonalú, amit a szerszám és a munkadarab is végezhet. Változó keresztmetszetű forgács, szakaszos leválasztása többélű határozott él geometriájú szerszámmal. Két eljárást különböztetünk meg: palást és homlokmarást. A palást élek forgácsolási változatai: ellen és egyen irányú marás. A marás szerszámai a befogó rész alapján lehetnek: Száras (pl.hosszlyukmaró, T-horonymaró) és furatos maró. Ezek egyaránt alkalmasak palást és homlokmarásra is. Palástmarás: A forgácsoló mozgást a szerszám, az előtoló mozgást a munkadarab, vagy a szerszám végzi. A maró forgástengelye párhuzamos a megmunkált felülettel. Ellenirányú marásnál a munkadarabra ható E f erő ellentétes irányú v f fel, ezért nincs asztalmozgatás. Az E e erő a munkadarabot meg akarja emelni. Belépéskor a szerszám éle megcsúszik a felületen, ez az él kopását gyorsítja. Egyen irányú marásnál E f megegyező irányú v f fel, ezért van asztalmozgás. Ez az erő előtolja az
asztalt, kilépve a marófog megáll, majd az orsó v f sebességgel, magával viszi még a következő fog ismét előrelöki. Ezért egyes fogakra nagyterhelés jut. Ez fogtörést okozhat és rezgések is keletkezhetnek, ami teljesítmény csökkenéssel jár. Az E p a munkadarabot az asztalra szorítja, így kedvező a maró él belépése, mert a szerszám nem csúszik. Bármelyik eljárást alkalmazzuk szakaszos forgácsleválasztás, történik, a forgács-keresztmetszetváltozó jellegű. A legnagyobb keresztmetszetét az f z (fogankénti előtolás) számítható. Forgácsvastagság: h = f z a/d Főforgácsoló erő: F c = k c a f z b w z/dπ Forgácsolási teljesítmény: P c = F c v c /60 10 3 A palástmarók több élű, határozott él geometriájú szerszámok. A marófogak kialakítása többféle lehet: martfogú, hátesztergált, öntött. A leggyakoribb palástmarók furatosak és ferde élűek. A ferde él rezgésmentességet és erőhullámzást biztosít. Marásnál előfordulhat, hogy a kapcsolási szám Ψ<1, amikor egyetlen fog sem forgácsol (ez a forgácsoló erő értékét lenullázná), jelentős erőhullámzás lép fel. Ezt csökkenteni ferde élű maróval lehet. Itt az él be-és kilépése fokozatosan történik. A palást marókon homlok és hátkopás jelentkezik. A hátkopás jellemző az élettartamra, ami kb. 180-480 perc. Hőigénybevételük kedvező, drága szerszámok, újra élezésük időben történjen. Homokmarás A forgácsoló mozgást a szerszám, az előtoló mozgást a munkadarab, vagy a szerszám végzi. A maró forgástengelye merőleges a megmunkált felületre. A forgács keresztmetszet: a ki- és belépés helyén a legkisebb, legnagyobb a marótengely szimmetria síkjában. Forgácsvastagság: h = f rφ sin k r Főforgácsoló erő: : F c = k c a f z b w z/dπ Forgácsolási teljesítmény: P c = F c v c /60 10 3 Homlokmarásnál célszerű, hogy legalább 2-3 fog legyen fogásban. A homlokmarók jelenleg lapkás kivitelűek. A fellépő kopás homlok- és hát, de ki vannak téve bekezdéskor ütésszerű dinamikai igénybevételnek. Ennek helye és jellege lehet: pontszerű, vonalszerű, felületi érintkezés. A kezdeti érintkezés szabályozása szerszámválasztással, illetve beállítással történik. A hűtés esetenként csökkentheti az élettartamot, a hősokk és az ütésszerű igénybevétel az élettartam végét jelentheti. Palást- homlokmarás Szárasak, kis átmérőjűek és palást és homlok felületük is képes forgácsolni. Sarokfelületek készítéséhez használják. Idetartoznak a hosszlyukmarók, melyeknek 4 fő típusa van: egyenes élű, ferde élű, ferde élű szimmetrikus homlok élekkel, csavart élű. 15-16 tétel: Köszörülés A köszörű szerszám: A szemcse anyaga: korund; szilícium karbid, köbös bórnitrid, gyémánt. Keménységben és kopásállóságban különböznek. A szemcsenagyság a felület minőségét befolyásolja. Kötés: a szemcséket a kötőanyag tartja a szerszámban. Ez lehet: keramikus, műgyanta, fémes, ásványi. A kötés keménysége: a kötés ellenáll a szemcse erő hatására való kiszakadásának. Szerkezetszám: a szemcsék egymástól való távolsága. Ha a szemcsék összeérnek ez 0, legnyitottabb esetben 14. A lágy anyagot keményebb, a kemény anyagot lágyabb koronggal kell megmunkálni. A köszörűkorong jelölése: szemcseanyag szemcseméret keménység szerkezet Kötés C 100 M 10 V sziliciumkarbid finom közepes nyitott szerkezet keramikus Eljárásai: normál sebességű (30 m/s); nagy (50-80 m/s); ultrasebességű (100-300 m/s). A fogásmélység más elő, kész és mélyköszörülésnél. A köszörülési folyamat jellemzői: anyagleválasztási sebesség, forgácsoló erő, teljesítmény, kopás, hűtő kenő folyadék alkalmazása. Mozgásviszonyok: a főmozgást a köszörűkorong, a mellékmozgást a munkadarab végzi. Forgácskeresztmetszet: AW = ae a p (fogásmélység x fogásszélesség). Időegység alatt leválasztott térfogat: Q = A v (forgácsmetszet x előtolási sebesség). w w f
A forgácsoló erő számítása: Fc = kc A kγ (fajlagos forg.erő x forgácskeresztmetszet x szemcsenagyságtól függő Fc vc tényező táblázatból). Teljesítmény: Pc = ( KW ) A szemcsekopás okai és formái: nyomás alatti kilágyulás, 10 3 abrazív kopás, letöredezés és kitöredezés. Korongok szabályozása: 1. tisztítás (felrakódások megszüntetése); 2. kiképzés: -alak (profilozás); - élezés (szabályozás). Állószerszámú szerszámú szabályozás (esztergálásnak felel meg), mozgószabályzókkal (alakos korongok szabályozására. A hő-jelenségek káros hatása ellen hűtő-kenő folyadékot alkalmazunk, ezek lehetnek: szintetikusak, emulziók, olajok. Fogazatok köszörülése: profilozó eljárás: a korong a palást felületén dolgozik, mindegyik korong egy-egy fogoldalt készít el. Lefejtő köszörülés: a korong független a modultól és a fogszámtól.. Csigakorongos fogköszörülés: Folytonos forgómozgás mellett egy trapézmenetes csigakő fejti le a fogoldalakat. Minden modulhoz külön korong kell. 20. TÉTEL A technológiai tervezés struktúrája, alapvető szabályai, a gyártási dokumentáció fajtái. Gyártástervezés alatt a gyártás fő- és segédfolyamatainak tervezését értjük. A tervezés fő területei: technológiai tervezés: a fő gyártási eljárás meghatározása, technológiai-helyesség vizsgálata, elő gyártmány megválasztás és tervezés, ráhagyás-számítás (a várható hibák alapján számítható, ezt síkfelületen oldalanként, hengeres testeknél átmérőre számítjuk). Előgyártási technológiák tervezése: elő gyártmány tervezése. Alkatrészgyártási technológiák tervezése: forgácsolással előállítható alkatrészek technológiák tervezése. Szereléstechnológiai tervezés: gyártmányszerelés technológiai folyamatainak tervezése. Technológiai tervezésnél több változat készíthető, az optimálist kell választani. A technológiai elvek, modellek, megoldások beépítése. A tervezés többlépcsős folyamat, a különböző szinteken figyelembe kell venni az adott gyártórendszer lehetőségeit. Fontos a megmunkálási sorrend betartása, a bázisváltások minimalizálása, a felület típusainak megfelelő megmunkálása (elemi megmunkálási sorrend). Az alkatrész a felületcsoportok rendezett halmaza, megmunkálás előtt a nyersdarab felületei fogják közre,
megmunkálás közben munkadarabnak hívjuk. A felület hierarchiája:- a főelem (hordozófelület): hordoz magán más felületet v. felületcsoportot, - mellékelem (hordozott felület): hordozófelületen található A felület hierarchiája modellezésnél is rendező elv, de a megmunkálási sorrendet is befolyásolja. Technológiai folyamat tervezése: 1., Műveleti sorrendtervezés : megmunkálási igények, befogási sémák, gyártóberendezés választása, méretek, ráhagyások; 2., Művelettervezés: műveletelem, szerszám, végrehajtási sorrend, szerszámelrendezés, műveletterv; 3., Műveletelem-tervezés: szerszámparaméterek, normaidők; 4., Adaptálás: technológiai dokumentum készítése, vezérlőprogram kódolása A technológiai tervezés és a technológiai dokumentáció részletessége függ: a gyártás tömegszerűségétől, a gépkezelő képzettségétől, az automatizálás szintjétől, a munkadarab méretétől, a nyersanyag értékétől, a gyártási szervezettségtől. A technológiai dokumentumnak több fajtája lehet: műveletirányítási lap, műveleti sorrendterv, műveletterv, műveleti utasítás, szerszám/készülékszerkesztő lap, NC-CNC vezérlőprogram. Típustechnológiai folyamattervezés alapja az alkatrészek osztályokba, alosztályokba, csoportokba, típusokba sorolása. A konkrét alkalmazásnál megállapítjuk az alkatrésztípust és kiválasztjuk hozzá a típustechnológiát. További feltétel az elő gyártmány jellege és az eltávolítandó anyagmennyiség. ortogonál