MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR VEGYIPARI GÉPEK TANSZÉKE HEGTOLDATOS KARIMA GYÁRTÁS KÉSZÍTETTE: Jákob László KONZULENS: Bokros István mérnöktanár Miskolc, 2012
Tartalomjegyzék 1. Bevezetés... 4 2. Kovácsolás... 5 2.1. A szabadalakító kovácsolás műveletei és alakzatai... 6 2.2. A szabadalakító kovácsolás művelettervezése... 7 2.3. A kovácsdarab rajzának elkészítése... 8 3. Forgácsolás... 9 3.1. A forgácsoló szerszámok... 9 3.2. Az alkalmazott forgácsoló szerszámok anyagainak csoportosítása... 11 3.3. Esztergálás... 12 3.3.1. Az esztergagép főbb szerkezeti egységei... 13 3.3.2. A munkadarab befogása... 14 3.3.3. Az esztergálás szerszámai... 16 3.3.4. Az esztergakés igénybevétele... 17 3.4. Furatmegmunkálás... 18 3.4.1. A fúrógépek fő típusai... 18 3.4.2. A furatmegmunkálás közben fellépő erők... 20 3.4.3. Vízszintes fúró-marómű... 20 4. Karima típusok és szabványai... 22 4.1. ASME B 16.5 RTJ Class 900... 24 5. A gyártás folyamata... 25 5.1. Ráhagyásszámítás... 25 5.2. Technológiai adatok számítása... 27 5.3. A munkadarab forgácsolása ultrahangos vizsgálathoz... 30 5.4. Ultrahangos vizsgálat és feszültségmentesítés... 49 5.5. A munkadarab kész méretre munkálása... 49 2
6. Tömítések... 65 6.1. A tömítések feladata és követelményei... 65 6.2. A tömítések feladatuk szerinti csoportosítása... 66 6.3. A tömítések általános megválasztásának szempontjai... 66 6.4. Karimatömítés... 67 6.5. Az R78 tömítés méretei, üzemi jellemzői... 68 7. Összefoglalás... 69 8. Summary... 70 9. Irodalomjegyzék... 71 10. Mellékletek... 72 3
1. Bevezetés A szakdolgozatom célja egy hegtoldatos karima gyártásának bemutatása, amit a gyártást követően az olajiparban használnak fel, építenek be. A feladatom kiválasztásában nagy szerepet játszott a PREVENTÍV Öntő-, Szerszámgép Karbantartó és Szolgáltató Kft, ahol egyedi csőcsatlakozásokat, csőkarimákat forgácsolnak, illetve lehetőséget biztosítottak a nyári szakmai gyakorlatom teljesítéséhez, melyet röviden be is mutatnék. A PREVENTÍV Kft. 1996-ban alakult, fő tevékenysége akkor gépjavítás és karbantartás volt. A Kft. a környezetében működő vállalatok, intézmények stb. tevékenységének támogatására, egyedi igényeik, problémáik megoldására szakosodott. Partnereik megelégedettsége érdekében kiváló minőségre törekszenek, ehhez jól képzett szakemberekkel és sokoldalú gépi kapacitással rendelkeznek. 2004-től szerszámgép parkuk folyamatos fejlesztésével profilukat kibővítették gépalkatrészek, készülékek, kovácsolt gyártmányok forgácsolásával, célgépek tervezésével, kivitelezésével, valamint saját gyártmányként fémtömegcikkek szárítására fejlesztett szárítógép gyártással. A gyártás kapcsán több külföldi és hazai, nagyobb, illetve kisebb cégekkel állnak üzleti kapcsolatban. Technikai felszereltségük Esztergák: SUI 40 x 1500, EU 500 x 1500, EE 500 x 1500, MVE 340 x 1500, EE 630 x 3000, SNA 800 x 2000, SR 1250 x 6000, SKJ 8 A Marók: MS 320, 6T 80, MENIX 35 3d, STANKO 654 - X1250, Y600, Z650, FUS-22 (vésőfejjel) Horizont fúró-maró: asztal méret 1200x1400, elmozd.x 1500,Y1.500,Z1.800 Köszörűk: RPO 320 síkköszörű, Élköszörű, KU-250/750 Palást köszörű Elérhetőségük: www.preventivkft.hu 4
2. Kovácsolás [1.] A kovácsolás a fémek képlékeny alakításának legősibb módszere. Ütésekkel vagy nyomással alakítják a fémet, hideg, félmeleg vagy meleg állapotban. A kovácsolás hatására a fém durva szerkezetét finomabb szövetszerkezetté formálja, illetve a megfelelő alakítási eljárással a fém szálszerkezetét is módosítani tudják úgy, hogy a mechanikai tulajdonságuk javuljon. Hőkezeléssel az anyag minősége tovább javítható. A szabadalakító kovácsolás akár egyedi, kisebb-nagyobb mennyiségű, széles mérethatárok közötti gyártásra alkalmas. A technológiai módszert a gyártási költségek határozzák meg. Itt gondolhatunk a süllyesztékes kovácsolás, szabadalakító kovácsolás és egyéb más módszerrel előállított alkatrészre. A sorozatnagyság döntően befolyásolja a kovácsdarab gyártási és egyéb költségeit. Gazdaságossági számításokkal megállapítható az a sorozatnagyság, mely darabszám alatt kizárólag szabadalakító, illetve ami fölött süllyesztékes kovácsolás jöhet szóba. (1. ábra) 1. ábra: Szabadalakító és süllyesztékes kovácsolás gazdaságosságának megállapítása A gyártási költség több tényezőből tevődik össze. Gondolni kell, például a szabadalakító kovácsolásnál a kovácsolt alkatrész forgácsolási ráhagyására, hozzáadására, szabálytalan geometriájára, ami a megmunkálás költségeit nagyban befolyásolja és az anyagköltséget sem hagyhatjuk figyelmen kívül. A süllyesztékes kovácsolás és a szabadalakító kovácsolás gazdaságosságának görbéje körülbelül 400 darabszámnál találkozik. Ennek a becsült darabszámnak meghaladásakor leggazdaságosabban a süllyesztékes kovácsolással állítható elő a gyártmány. 5
2.1. A szabadalakító kovácsolás műveletei és alakzatai Nyújtás, duzzasztás, lyukasztás, vállazás, áttolás, hajlítás és csavarás. (2. ábra) 2. ábra A következő képsorozattal szeretném szemléltetni a kovácsolás általános alakzatait. 3. ábra: Gyűrű kovácsolás, tengely kovácsolás, henger kovácsolás, hüvely kovácsolás 6
2.2. A szabadalakító kovácsolás művelettervezése A kovácsolási technológia tervezésekor sok, néha egymásnak ellentmondó kritériumnak kell megfelelni. Például a helyes szálelrendezésnek, mert a helyes megválasztás a kész darab szilárdsági tulajdonságainál nagy szerepet játszik. Megszakítás nélküli szálelrendezést annál nehezebb megvalósítani, minél nagyobb a munkadarab mérete. A szabadalakító kovácsolás művelettervének kidolgozása a következő résztevékenységeket foglalja magában: 1. A kovácsdarab rajzának elkészítését. 2. A kiinduló darab tömegének és méreteinek meghatározását. 3. A műveleti sorrendet és a szükséges szerszámok megválasztását. 4. Az átkovácsolás mértékének meghatározását. 5. A szükséges alakító berendezés(ek) kiválasztását. 6. A kemence típusának meghatározását, a melegítési és hűtési technológia rögzítését. 7. A szállító és emelő berendezések kiválasztását. 8. A munkaerő (létszám) megállapítását. 7
2.3. A kovácsdarab rajzának elkészítése A gépészeti szempontok szerint elkészített munkadarab műszaki rajzát a kovácsolási technológia sajátosságainak megfelelően át kell alakítani. A legfontosabb szempont az, hogy a darab forgácsolandó felületeit megmunkálási ráhagyással kell ellátni és a rajzon fel kell tüntetni a kovácsolási tűréseket is. A ráhagyások csak a megmunkálandó felületeken szükségesek, a tűréseket azonban a nyersen maradó és a megmunkálandó felületeken is fel kell tüntetni. A ráhagyások és a tűrések nagyságát az MSZ 5744 írja elő, és monogramokból lehet megállapítani. A ráhagyás és a tűrés viszonyát a következő ábra mutatja be. 4. ábra: A kovácsdarab ráhagyásának összetevői A ráhagyások megfelelő értékének meghatározásában nagy szerepe van a gazdaságosságnak. (5. ábra) 5. ábra: A kovácsdarab optimális ráhagyása 8
3. Forgácsolás [2.] A forgácsolás olyan anyagmegmunkáló folyamat, amelynél a kiinduló munkadarabról a fölösleges részeket egy arra alkalmas forgácsoló szerszám segítségével, forgács formájában választanak le. A forgácsolás történhet mértanilag határozatlan és határozott élű szerszámmal. A határozatlan élű szerszámok közé tartozik például a köszörűkorong, a határozott élű szerszámhoz pedig a fűrészlap és az esztergakés. A forgácsolás fontosabb módszerei a gyalulás és vésés, marás, fúrás, üregelés, köszörülés és az esztergálás. Ezeket a megmunkálási módszereket gépi erővel valósítják meg, de a kézzel végzett reszelés, fűrészelés, dörzsölés is a forgácsolás csoportjába tartozik. A forgácsoló eljárásoknál alkalmazott készülékek a szerszám befogására, vezetésére és a munkadarab megfogására szolgálnak. Feladatuk általában az, hogy felruházzák az egyetemes szerszámgépeket amennyire csak lehet a különleges szerszámgépek jó tulajdonságaival, javítva a méretpontosságukat és a termelékenységüket. Egy jól megtervezett készülék csökkenti a munkadarab ki- és befogásához szükséges mellékidőt, megkönnyíti a szerszám vagy a munkadarab helyzet meghatározását és nélkülözhetővé teheti a mérést is. A készülékek alkalmazása tehát növeli a termelékenységet és csökkentheti a gyártás során keletkező mellékidőket. Természetesen csökkenti a főidőt is, mivel a készülékbe pontosan és szilárdan befogott munkadarab lehetővé teszi a szerszámgép teljesítményének magasabb fokú kihasználtságát és a kedvezőbb forgácsolási paraméterek megválasztását. 3.1. A forgácsoló szerszámok A forgácsoló szerszám megválasztásánál két fő szempontot kell figyelembe venni. Eszerint a szerszám legyen alkalmas: A meghatározott anyagrész leválasztására, A munkadarab előírt méretpontosságának, alakhűségének és felületi érdességének biztosítására. Ezeket a követelményeket úgy lehet maradéktalanul kielégíteni, ha a szerszám forgácsoló részét helyesen alakítjuk ki, és a szerszám pontos, a géphez és a munkadarabhoz 9
viszonyított befogását biztosítani tudjuk. Ebből az következik, hogy a forgácsoló szerszámnak két fő részből kell állni, ami a dolgozó rész (1) és a csatlakozó (2) rész. (6. ábra) 6. ábra: A forgácsoló szerszám csatlakozó és dolgozó része A különböző forgácsolási feladatok ellátására sokféle forgácsoló szerszám létezik. Ezeket a szerszámokat az alábbi szempontok szerint csoportosíthatjuk: Élek száma szerint Alkalmazás szerint Dolgozó rész anyaga szerint Szerkezeti kivitel szerint Egyéb szempontok szerint A szerszámok tervezésének általános szempontjait röviden az alábbiakban foglalom össze: A tervezés első lépése az adott forgácsolási feladatnak legjobban megfelelő szerszámtípus kiválasztása. Ezt követi a szerszám dolgozó részének a kialakítása. Megválasztandó a dolgozó rész anyaga és az optimális élszögek nagysága. Meg kell határozni a dolgozórész főélének az alakját és élezését. Gondoskodni kell a leváló forgács elvezetéséről, illetve elhelyezéséről, valamint a szerszám hűtéséről. A forgácsoló szerszámok anyagának a kiválasztásakor négy jellemzőt kell elsősorban figyelembe venni: Az anyag keménységét 10
Szilárdságát Hőkezelését Gazdaságossági kérdéseket A szerszámok anyagának kiválasztásakor sok egymással ellentétes szempont figyelembevételével kell dönteni. Ha például csak az éltartósságot tartanánk szem előtt, akkor pl. a gyorsacélt egyértelműen előnybe kellene részesíteni a karbonacéllal szemben. Ha viszont csak a szerszámanyag árát vennénk figyelembe, akkor éppen ellenkezőleg kellene dönteni, mert a karbonacélok ára csak kb. egy tizede a gyorsacél árának. 3.2. Az alkalmazott forgácsoló szerszámok anyagainak csoportosítása Szerszámacélok o o Ötvözetlen szerszámacélok: A mai, korszerű termelési folyamatoknál ritkán találkozunk velük, mivel a megengedett forgácsolási sebességek, és a maximális dolgozórész-hőmérsékletek nem teszik lehetővé a gazdaságos termelést (250 C, 50 m/perc). Ezeket az anyagokat már csak egyedi gyártásnál és javításnál szokták alkalmazni. Ötvözött szerszámacélok: Kisebb mértékben az ötvözött acélokra is érvényesek az ötvözetlen acélok jellemzői. A különbség az, hogy bizonyos ötvözők (Ni, V, Co, Mo, Cr, W, Mn, Si) növelik az anyagok forgácsolási sebességének és a dolgozórész maximális hőmérsékletének tűrését. Gyorsacélok: Nagyteljesítményű forgácsolásra alkalmas anyagoknak lehet tekinteni a gyorsacélokat. A dolgozórész elbírja a 100 (m/perc) forgácsoló sebességet és az (550 650) o C hőmérsékletet. Keményfémek: A keményfémek olyan ötvözetek, amelyek a bennük lévő magas hőmérsékletű karbidoknak, mint a (WC, TiC, TaC, ) és a kobalt, mint kötőfémeknek köszönhetik a forgácsolásra alkalmas tulajdonságaikat. Ezeknek az ötvözőknek köszönhetően a szerszám dolgozórésze elbírja az 1000 0 C-ot és egyes anyagok megmunkálásánál 1500 (m/perc) forgácsolási sebességet is alkalmazhatunk. 11
Kerámia szerszámanyagok: A kerámia anyagok nitridekből (TiN, SiN 4, ), karbidokból (WC, TiC, TaC, ) és oxidokból (ZrO 2, Al 2 O 2, ) tevődnek össze. A dolgozórész hőmérséklete elérheti az 1200 0 C -ot és megközelítheti a 2000 (m/perc) forgácsolósebességet. Ezeket az anyagokat leggyakrabban simító megmunkálásra használják, esetenként a felületi érdességük megegyezik a köszörüléssel. Gyémánt: A legkeményebb anyag, így a szerszámgépek legnagyobb forgácsoló sebességét is elbírja, emellett rendkívül jó az éltartóssága. A gyémántbetétes szerszámokat finom megmunkálásokhoz alkalmazzák, nagy fordulatszámmal, kis előtolással és kis fogásmélységgel. Egyéb szerszámanyagok (kompozitok, bevonatok) 3.3. Esztergálás [3.] Az esztergálás forgástestek megmunkálására szolgáló eljárás, mely lehetővé teszi a perselyek, hüvelyek, tengelyek, tárcsák elkészítését. A szerszám egyélű, a munkadarab végzi a főmozgást (1), más szóval forgácsolómozgást és a szerszám az előtolómozgást (2.). Így együttesen folyamatos forgácsleválasztás jön létre. (7. ábra) 1. 2. 7. ábra: Forgácsleválasztás esztergagépen Az esztergálás lehet: Nagyoló esztergálás: Feladata az anyagfelesleg gyors és gazdaságos leválasztása. Nagyoláskor törekedni kell az esztergagép villamos motorjának teljes kihasználtságára és a lehető legnagyobb forgácsolási sebességre. A nagyolás pontossága: IT11-14, az érdesség Ra = 25-100. 12
Félsimító esztergálás: Alkalmazására akkor van szükség, ha simításra készítik elő a munkadarabot, vagy a megmunkálást hőkezelés és köszörülés követi. Pontossága: IT10-11, az érdesség: Ra = 6,3-25. Simító esztergálás: Az előírt érdesség, pontosság elérése a fő feladata. A villamos motor teljesítményének minimális hányadával dolgoznak, kicsi az anyagleválasztási sebesség és a forgácsoló erő is. A simítás pontossága: IT7-10, az érdesség: Ra = 0,8-6,3. Az esztergagépek főbb típusai: Csúcsesztergák Síkesztergák Automataesztergák Revolveresztergák Különleges esztergák Az iparban a csúcsesztergák a legelterjedtebb esztergagépek, melyek széles körű feladatok elvégzésére alkalmasak. Kisebb kivitelű, leegyszerűsített szerkezetű változatait műszerészesztergáknak, növelt pontosságú változatait finomesztergáknak nevezzük. 3.3.1. Az esztergagép főbb szerkezeti egységei Gépágy: Az esztergagép számos szerkezeti egységének közös alapja. Orsóház: A vezérlő és kezelő szerveket, illetve a főorsót, a főorsó hajtóművét tartalmazza. A főorsó nagyszilárdságú csőtengely, melynek végét úgy alakították ki, hogy a munkadarab befogására szolgáló készülék csatlakoztatására alkalmas legyen. A főorsót általában villamos motor hajtja ékszíj segítségével. Előtolómű: A szerszám előtoló mozgását valósítja meg egy hosszanti horonnyal ellátott vonóorsóval, menetvágáskor a trapézmenetű vezérorsóval látja el a szánszerkezet mozgatását. Szánszerkezet: Feladata az egyenes vonalú mozgás és a szerszámbefogás biztosítása. 13
8. ábra: Egyetemes csúcseszterga megmunkáló egységének főbb részei 3.3.2. A munkadarab befogása Az esztergagépeken a munkadarab befogása függ a darab méretétől és a hosszától. A munkadarab befogása elvileg három féle lehet, ezt a hosszúság és az átmérő (l/d) viszony határozza meg. (9. ábra) A munkadarab befogása egyik végén A munkadarab befogása mindkét végén A munkadarab befogása mindkét végén és támasztás középen 9. ábra: A munkadarab befogásának módjai Ezen befogási módokkal a szerszám éléhez viszonyítva határozzák meg a munkadarab helyzetét, így meghatározzák a forgástengely helyzetét, más szóval központosítják. A rövid munkadarabok befogási módjának egyik fajtája a központosító tokmány, a másik a síktárcsa. 14
Esztergatokmány Olyan befogó készülék, mellyel rövid, hengeres munkadarabokat fognak be. Általában három pofás tokmányt alkalmaznak kör keresztmetszetű munkadarab befogására, de a sokszög profilú húzott anyagok miatt előszeretettel használják a négy, hat és annál több pofás tokmányt is (10. ábra). Önműködően, egyszerre zárnak a pofák a központosított spirálmenetes tárcsának köszönhetően. 10. ábra: Központosító esztergatokmány Síktárcsa A síktárcsa (11. ábra) különlegessége az, hogy négy szorítópofája külön-külön egymástól függetlenül állítható. Így nagy átmérőjű nemcsak szabályos, hanem szabálytalan, szögletes kovácsolt munkadarabokat is könnyen lehet központosítani. 11. ábra: Síktárcsa A síktárcsán elhelyezkedő hornyok lehetőséget biztosítanak aszimmetrikus munkadarabok befogására is. Hornyai segítségével elhelyezhetünk egyenlőtlen súlyeloszlású darabokat is, de ilyenkor gondoskodni kell a kiegyensúlyozásáról. A síktárcsán való központosítás időigényes és körülményes, ezért általában egyedi gyártásban használják. 15
3.3.3. Az esztergálás szerszámai Az esztergálás szerszáma az esztergakés. Feladata a munkadarab előírt felületeinek megmunkálása, megadott felületi minőségének megfelelően. A különböző felületeket az alábbi késekkel lehet megmunkálni: (12. ábra) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 12. ábra: Esztergakések szabványai 1. Egyenes DIN4971 2. Hajlított DIN4972 3. Oldalélű DIN4978 4. Hegyes DIN4975 5. Homlokélű DIN4977 6. Beszúró DIN4981 7. Átmenő furathoz DIN4973 8. Zsákfurathoz DIN4975 A szabvány az egyélű gépi forgácsoló szerszámok csoportjába sorolja az esztergakéseket, de ebbe a csoportba tartoznak a gyalukések és a vésőkések is. Az esztergakések a már korábban említett forgácsoló szerszámok anyagaiból készülnek: Szerszámacél (v = 6-10 m/min) Gyorsacél (v = 20-40 m/min) Keményfém (v = 100-300 m/min) Kerámia (v = 100-3000 m/min) Kompozit Gyémánt 16
Az esztergakés szerkezete lehet váltólapkás, tömör, tompán hegesztett és forrasztott lapkás. A gyorsacél szerszámok alakja hasonlít az előbb említett kések alakjára, de nincs széles kés és sarokkés, viszont van beszúró furatkés és hajlított sugaras kés. Az esztergakések dolgozó részének kialakítására szabvány határoz meg értékeket. A hátszög, terelőszög és homlokszögeken kívül meg kell határozni a dolgozó részt határoló lapok alakját is. (13. ábra) 13. ábra: Az esztergakés dolgozó része Az esztergakések csatlakozó részét késszárnak nevezzük, melyeknek méretét és alakját szabvány írja elő. 3.3.4. Az esztergakés igénybevétele Az esztergakéseket a gyártást követően szilárdságra méretezik és merevségre ellenőrzik. Méretezéskor a szerszám szárát szokás meghatározni. A szerszám szárát fél oldalon befogott tartónak veszik, melynek a végén a forgácsoló erő hat. Három különböző irányú igénybevétel terheli a szerszámot, (14. ábra) csavaró, hajlító és nyomó igénybevétel, így összetett igénybevételre kell méretezni. 14. ábra: Az esztergálás erőviszonyai 17
Ezeket a tényezőket a gyakorlat számára elég bonyolult meghatározni, ezért az esztergakéseket a főforgácsoló erő alapján csak hajlításra méretezik. 3.4. Furatmegmunkálás [4.] A fúrás olyan forgácsolási eljárás, amikor tömör anyagba készítenek furatot, a furatbővítés, pedig amikor a meglévő furatot munkálják ki nagyobb átmérőre. A megmunkálás során a szerszám és a munkadarab is végezheti az előtoló illetve forgácsoló mozgást. A normál hosszúságú furatok esetében csigafúróval IT 10-13 Ra >20 méretpontosságot, míg keményfém lapkás fúróval IT 9-10 Ra <10 méretpontosságot tudunk elérni. 3.4.1. A fúrógépek fő típusai Kézi fúrógép: D max =13 mm Asztali fúrógép: D max =16 mm Oszlopos fúrógép: D=6-40 mm, közepes nagyságú munkadarabok fúrására alkalmas Állványos fúrógép: D=6-75 mm, közepes és nagyobb méretű munkadarabok fúrására alkalmas Sugárfúrógép: közepes és nagyméretű munkadarabok furatainak megmunkálására alkalmas Vízszintes fúrómű: különösen nagy méretű gépalkatrészek megmunkálására alkalmas. 15. ábra: Asztali, oszlopos, állványos, sugár fúrógép 18
A fúrás szerszámai Csigafúró: D=0,1 80 mm, Morse-kúpos és hengeres szárkialakítás. Laposfúró: D=25 128 mm, fúrószerszáma keményfémbetétes. Központfúró: dupla kúpos kialakítás, α=60, β=120. 16. ábra: Csigafúró, laposfúró, központfúró A furatbővítés szerszámai Süllyesztő: a csigafúróval fúrt furatok méretének bővítése a kívánt méretre, mely 45, 60, 70, 90, 120 -os kúpnyílásszöggel rendelkeznek. Fúrórúd: egyélű szerszám, mely főleg fúró- maró műveknél állandó, vagy lépcsős furatok megmunkálására alkalmas. Dörzsár: az előfurat helyzetét és irányát követő önvezető szerszám. 17. ábra: Süllyesztő, fúrórúd, dörzsár 19
3.4.2. A furatmegmunkálás közben fellépő erők Furatmegmunkálásban legelterjedtebb és legfontosabb eszköz a csigafúró, mely hengeres szabványos élgeometriájú. Kúpos hegye két főéllel rendelkezik, melyet úgy alakítottak ki, hogy a hengeres felületet spirál alakban megmarták. Ennek köszönhetően nem az egész test súrlódik, hanem csak egy szalag, mely vezeti a fúrót a furatban. A főél mindig szimmetrikus, hogy a fellépő erők egyenletesek legyenek.(18. ábra) 3.4.3. Vízszintes fúró-marómű 18. ábra: A fúrás erőviszonyai Az a furatmegmunkáló berendezés, amely a fúrási műveleten túl más munkaterületi feladatok ellátására is alkalmas. Az egyik legfontosabb egyetemes megmunkáló gép az egyedi gyártás területén. A munkadarab különböző felületeit egy időben több művelettel is képes megmunkálni bázisválasztás nélkül. Nagy asztalterhelhetőség és merev gépfelépítés jellemzi. Kettős orsórendszerrel van ellátva, mely biztosítja a síktárcsa függőleges és a szánrendszer vízszintes mozgását. A fúró-marómű főbb részei Alap: a fúró- marómű számos szerkezeti egységét képező alapja, más szóval gépágy. Orsószekrény: a kezelő és vezérlő szerveket, főorsót és a főorsó nagy teljesítményű hajtását tartalmazza. 20
Asztal és szánrendszer: ez az egység lehetőséget biztosít a munkadarab megfelelő rögzítésére, pozícionálására, előtoló mozgására, így egy felfogásból több művelet is elvégezhető anélkül, hogy a darab rögzítését oldani kellene. 19. ábra: A fúró-marómű főbb részei 21
4. Karima típusok és szabványai [5.] A karima feladata, hogy két egymástól külön álló csővezetéket csatlakoztasson oldható kötéssel. A csőkarima lehetővé teszi a gyors helyszíni összeszerelést, illetve szétszerelést anélkül, hogy a csővezeték roncsolódna. Hegeszthető toldatos karima 20. ábra: Hegeszthető toldatos karima MSZ 2921 és DIN 2631, PN 6 hegeszthető toldatos karima MSZ 2922 és DIN 2632, PN 10 hegeszthető toldatos karima MSZ 2923 és DIN 2633, PN 16 hegeszthető toldatos karima MSZ 2924 és DIN 2634, PN 25 hegeszthető toldatos karima MSZ 2925 és DIN 2635, PN 40 hegeszthető toldatos karima Lapos karima 21. ábra: Lapos karima MSZ 2912 és DIN 2573, PN 6 csővégre hegeszthető lapos karima MSZ 2969 és DIN 2576, PN 10 csővégre hegeszthető lapos 22
Laza karima 22. ábra: Laza karima MSZ 2952 és DIN 2641, PN 6 csővégre hegeszthető acél lazakarima MSZ 2953 és DIN 2642, PN 10 csővégre hegeszthető acél lazakarima Menetes karima 23. ábra: Menetes karima MSZ 2907 és DIN 2566, PN 10-16 menetes karima Vakkarima 24. ábra: Vakkarima MSZ 4581 és DIN 2527, PN 6 acél vakkarima MSZ 4582 és DIN 2527, PN 10 acél vakkarima MSZ 4583 és DIN 2527, PN 16 acél vakkarima MSZ 4584 és DIN 2527, PN 25 acél vakkarima MSZ 4585 és DIN 2527, PN 40 acél vakkarima 23
4.1. ASME B 16.5 RTJ Class 900 A feladatom egy WN 24 900 lbs RTJ egyedi hegtoldatos karima gyártása (1. számú melléklet), melyhez az ASME B 16.5 RTJ hegtoldatos karima szabvány méretei állnak a legközelebb. (25. ábra) A munkadarabot kovácsolt előgyártmányból esztergálással, fúrással állítják elő. 25. ábra: ASME B 16.5 RTJ Class 900 paraméterei [mm] 1. táblázat SIZE P E F K N L1 24 692,15 15,88 26,97 772 6 457 24
5. A gyártás folyamata [6.] 5.1. Ráhagyásszámítás 26. ábra: WN 24 900 lbs RTJ Nagyolásra: Nyersdarab hibás felületi rétege: [mm] Hibák eloszlási görbéjének anyagi tényezője: Nyersdarab alaktűrése: [mm] [8] Nyersdarab mérettűrése: Bázismegválasztási hibák: [mm] Felfogási hibák: [mm] [1] Nagyolási ráhagyás: [mm] 25
Simításra: A nagyolt felület érdességű. Előző megmunkálás hibás felületi réteg: [mm] Előző megmunkálás alaktűrése: [mm] Előző megmunkálás mérettűrése: [mm] Bázismegválasztási hibák: [mm] Felfogási hibák: [mm] Simítási ráhagyás: [mm] Minimális teljes ráhagyás: [mm] Nyersanyag adatai, befogása: Anyaga: MSZ EN 10025:1998 szerinti jele: S355J0 ötvözetlen szerkezeti acél, száma: 1.0553 Jelölések: S= szerkezeti acél 355= az acél minimális folyáshatára [ ] J= a minimális ütőmunka 27 Joule 0= az ütőmunka átmeneti hőmérséklete 0 o C Összetétel: C=0,2 %, Mn max =1,6%, Si max =0,55%, P max =0,045% 26
Mechanikai jellemzők: R eh : 355 [MPa] R m =490-630 [ ] HB max : 150 k c =2060 [ ] m c =0,17 A munkadarab befoglaló méretei: D=1041 [mm] +2,5%, -0% (oldalanként) átmérőjű, d= 571[mm] +2,5%, -0% (oldalanként) átmérőjű, h=323,88[mm] + 2,5% (oldalanként) hosszú kovácsolt gyűrű, mely MSZ 5744- szerint készült. A kovácsdarab mérete: D=1093 mm, d=542 mm, L=350 mm Befogása: befogás egyik végen 5.2. Technológiai adatok számítása Az esztergálási számításaimat a Sandvik Coromant katalógus ajánlása alapján, a forgácsoláshoz szükséges paraméterek meghatározását a Sandvic CoroGuide 2013.1 programmal végeztem. A tömítőfelület számítását hagyományos módon számoltam, mert a program nem terjed ki erre a területre. A fúrást az Iscar katalógus, Iscar Machining Power kalkulátor segítségével végeztem. A CoroGuide 2013.1 az alábbi képleteket használja: Forgácsolási sebesség: [m/perc] Főorsó fordulatszám: Anyagleválasztási sebesség: [ford/perc] [cm³/perc] 27
Hasznos teljesítmény: [kw] Megmunkálási idő: [min] Fajlagos forgácsoló erő: [N/mm²] Átlagos forgácsvastagság: Körlapkák: [mm] Lapkaalakok: C, D, S, T, V, W: [mm] Maximális forgácsvastagság: Körlapkák: [mm] Lapkaalakok: C, D, S, T, V, W: [mm] Profilmélység: [ m] Spirális forgácsolási úthossz (SCL) Palást vagy furat (egyenes) esztergálás: [mm] Oldalazás: [mm] 27. ábra: Palást vagy furatesztergálás Kúpesztergálás: [mm] 28
28. ábra: Kúpesztergálás Jelölések 2. táblázat Megmunkált átmérő mm Fogásmélység mm Fordulatonkénti előtolás mm/ford Forgácsolási sebesség m/perc Főorsó fordulatszám ford/perc Hasznos teljesítmény kw Anyagleválasztási sebesség cm 3 /perc Megmunkálási idő min Megmunkált hossz mm Átlagos forgácsvastagság mm Maximális forgácsvastagság mm Fajlagos forgácsolóerő N/mm 2 Fajlagos forgácsolási erő é N/mm 2 Korrekciós tényező pillanatnyi értékhez Főél elhelyezési szög fok Forgács homlokszög fok ic Lapkaátmérő körlapkák esetén mm Csúcssugár mm Profilmélység Spirális forgácsolási úthossz m 29
5.3. A munkadarab forgácsolása ultrahangos vizsgálathoz A forgácsolás műveleti sorrendtervét és műveleti utasítását az 2. és 3. számú melléklet tartalmazza. UH vizsgálathoz a karimát oldalankénti +5 mm ráhagyással, IT 7-10, Ra: 0,8-6,3 pontossággal kell forgácsolni. Esztergagép kiválasztása Skoda SR 1250 x 6000 egyetemes esztergagép, melynek síktárcsája furat befogásával 1250 mm-t, külső megfogással 900 mm-t tud a szánszerkezet felett elforgatni 6000 mm csúcstávolságban. Fordulatszám: n= 1,1-315 [1/perc] Előtolás: f n =0,12-48 [mm/ford] Teljesítmény: P max = 40 kw Emúzió: 5% Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1093 mm, D m2 =1053 mm, L=350 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: T-Max P szögemelős kivitelű szerszámot választottam. PCLNR 5050 T25 29. ábra: Késtartó főbb jelölései 30
Késtartó adatai 3. táblázat CZC Csatlakozás méret kód 50 x 50 KAPR Szerszám forgácsoló élszög 95 0 PSIR Szerszám elhelyezési szög -5 0 OHN Minimum kinyúlás 50 mm LF Gyakorlati hossz 300 mm WF Funkcionális szélesség 60 mm Lapka: CNMM 250924 QR 30. ábra: Nagyoló lapka jelölései Lapka adatai 4. táblázat SSC Váltólapka fészekméret kód 25 CTPT Művelet típus Roughing L Forgácsoló él hossz 25.7918 mm S Lapka vastagság 9.525 mm IC Beírható kör átmérő 25.4 mm RE Csúcssugár 2.4 mm TSYC Szerszámstílus kód CNMM-QR GRADE Anyagminőség 4225 31
Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása: Teljes ráhagyás: 42 [mm] átmérőre, simítás 2 [mm] Rögzítjük: a p =5 [mm], f= 0,5 [mm/ford], i=4, n b =80 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 31. ábra: Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1093 mm, D m2 =1053 mm, L=350 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1053 mm, D m2 =1051 mm, L=350 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: T-Max P szögemelős kivitelű szerszámot választottam. PCLNR 2525 M12 32
Késtartó adatai CZC Csatlakozás méret kód 25 x 25 KAPR Szerszám forgácsoló élszög 95 PSIR Szerszám elhelyezési szög -5 OHN Minimum kinyúlás 27.2 mm LF Gyakorlati hossz 150 mm WF Funkcionális szélesség 32 mm 5. táblázat Lapka: CNMG 120412 PF 32. ábra: Simító lapka Lapka adatai 6. táblázat SSC Váltólapka fészekméret kód 12 CTPT Művelet típus Finishing L Forgácsoló él hossz 12.8959 mm S Lapka vastagság 4.7625 mm IC Beírható kör átmérő 12.7 mm RE Csúcssugár 1.2 mm GRADE Anyagminőség 4215 Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i=1, n b =100 [1/perc] 33
Munkafolyamathoz szükséges számítások 33. ábra Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1053 mm, D m2 =1051 mm, L=350 mm) Gépi főidő: Nagyoló esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=7 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása: Teljes ráhagyás: 8[mm] felületre, simítás 1[mm] Rögzítjük: a p =3,5 [mm], f= 0,75 [mm/ford], i= 2, n b =80 [1/perc] 34
Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 34. ábra: Nagyoló esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=7 mm) Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=1 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412 PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =100 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 35. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=1 mm) 35
Nagyoló esztergálás (belső hengeres felület D m1 =542 mm, D m2 =559 mm, L=167 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: a T-Max P szögemelős kivitelű szerszámot választottam. S50W-PCLNR 19 36. ábra: Furatkés főbb jelölései Kés adatai 7 CZC Csatlakozás méret kód 50 KAPR Szerszám forgácsoló élszög 95 DMIN Legkisebb furatátmérő 63 mm OHN Minimum kinyúlás 63 mm LF Gyakorlati hossz 450 mm WF Funkcionális szélesség 35 mm 7. táblázat Lapka: CNMM 190624-QR 36
Lapka adatai 8. táblázat SSC Váltólapka fészekméret kód 19 CTPT Művelet típus Roughing L Forgácsoló él hossz 19.3439 mm S Vastagság 6.35 mm IC Beírható kör átmérő 19.05 mm RE Csúcssugár 2.4 mm GRADE Anyagminőség 4235 Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása: Teljes ráhagyás: 19[mm] átmérőre, simítás 2[mm] Rögzítjük: a p =4,25 [mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 37. ábra: Nagyoló esztergálás (belső hengeres felület D m1 =542 mm, D m2 =559 mm, L=167 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =559 mm, D m2 =561 mm, L=167 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: a T-Max P szögemelős kivitelű szerszámot választottam. S40V-PCLNR 12 37
Késtartó adatai CZC Csatlakozás méret kód 40 KAPR Szerszám forgácsoló élszög 95 DMIN Legkisebb furat átmérő 50 mm OHN Minimum kinyúlás 56 mm LF Gyakorlati hossz 400 mm WF Funkcionális szélesség 27 mm 9. táblázat Lapka: CNMG 120412-PF 38. ábra: Simító lapka Lapka adatai 10. táblázat SSC Váltólapka fészekméret kód 12 CTPT Művelet típus Finishing L Forgácsoló él hossz 12.8959 mm S Vastagság 4.7625 mm IC Beírható kör átmérő 12.7 mm RE Csúcssugár 1.2 mm GRADE Anyagminőség 4215 Rögzítjük: a p =1 [mm], f n = 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125 [1/perc] 38
Munkafolyamathoz szükséges számítások 39. ábra: Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =559 mm, D m2 =561 mm, L=167 mm) Gépi főidő: Nagyoló esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =783,5 mm, L=14,88 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása Teljes ráhagyás: 10,88[mm] felületre, simítás 1[mm] Rögzítjük: a p =7,44 [mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 2, n b =80 [1/perc] 39
Munkafolyamathoz szükséges számítások 40. ábra. Nagyoló esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =783,5 mm, L=14,88 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =783,5 mm, L=1 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 41. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051mm, D m2 =783,5mm, L=1 mm) 40
Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =783,5 mm, D m2 =781,5 mm, L=10,88 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 42. ábra: Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =783,5 mm, D m2 =781,5 mm, L=10,88 mm) Gépi főidő: Nagyoló esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=7 mm) Teljes ráhagyás: 8[mm] felületre, simítás 1[mm] A számított értékek megegyeznek a 34. ábrán feltüntetettekkel. Gépi főidő: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =542 mm, L=1 mm) A számított értékek megegyeznek a 35. ábrán feltüntetettekkel. Gépi főidő: 41
Nagyoló esztergálás (belső hengeres felület D m1 =542 mm, D m2 =559 mm, L=167 mm) A számított értékek megegyeznek az 37. ábrán feltüntetettekkel. Gépi főidő: Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =559 mm, D m2 =561 mm, L=167 mm) A számított értékek megegyeznek a 39. ábrán feltüntetettekkel. Gépi főidő: Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1051 mm, D m2 =771,7 mm, L=168,63 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása Teljes ráhagyás: 279,3 [mm] átmérőre, simítás 2 [mm] Rögzítjük: a p =9,24[mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 15, n b =71[1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 43. ábra: Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1051 mm, D m2 =771,7 mm, L=168,63 mm) 42
Gépi főidő: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =771,7 mm, L=1 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412 PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 44. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =1051 mm, D m2 =771,7 mm, L=1mm) Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =771,7 mm, D m2 =752,45 mm, L=160,72 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása Teljes ráhagyás: 19,25 [mm] átmérőre 43
Rögzítjük: a p =9,625[mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 1, n b =80 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 45. ábra: Nagyoló esztergálás (külső hengeres felület D m1 =771,7 mm, D m2 =752,45 mm, Gépi főidő: L=160,72 mm) Nagyoló esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =752,45 mm, D m2 =661,39 mm, L=167,68 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása Teljes ráhagyás: 91,06[mm] átmérőre, simítás 2[mm] Rögzítjük: a p =8,906 [mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 5, n b =100 [1/perc] 44
Munkafolyamathoz szükséges számítások 46. ábra: Nagyoló esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =752,45 mm, D m2 =661,39 mm, L=167,68 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =752,45 mm, D m2 =661,39 mm, L=167,68 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125[1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 47. ábra: Simító esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =752,45 mm, D m2 =661,39 mm, L=167,68 mm) 45
Gépi főidő: Nagyoló esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =679,57 mm, D m2 =577,05 mm, L=60,31 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 5050 T25 Lapka: CNMM 250924 QR Optimális forgácsolási paraméterek meghatározása Teljes ráhagyás: 51,26[mm] átmérőre, simítás 2[mm] Rögzítjük: a p =8,21 [mm], f= 0,5 [mm/ford], i= 3, n b =100 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 48. ábra: Nagyoló esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =679,57 mm, D m2 =577,05 mm, L=60,31 mm) Simító esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =679,57 mm, D m2 =577,05 mm, L=60,31mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 46
Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =1 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 49. ábra: Simító esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =679,57 mm, D m2 =577,05 mm, L=60,31 mm) Simító esztergálás (külső rádiusz felület R=10 mm, D m1 =771,7 mm, D m2 =752,45 mm, L=9,62 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: T-Max P szögemelős kivitelű szerszámot választottam. PRGCR 3232 P20 50. ábra: Rádiusz késtartó főbb méretei 47
Kés adatai 11. táblázat CZC Csatlakozás méret kód 32 x 32 OHN Minimum kinyúlás 38 mm LF Gyakorlati hossz 170 mm WF Funkcionális szélesség 40 mm Lapka: RCMX 200600 Lapka adatai 12. táblázat CTPT Művelet típus Medium S Vastagság 6.35 mm IC Beírható kör átmérő 20 mm RE Csúcssugár 10 mm GRADE Anyagminőség 4025 Rögzítjük: a p =7,28 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =71 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 51. ábra: Simító esztergálás (külső rádiusz felület R=10 mm, D m1 =771,7 mm, D m2 =752,45 mm, Gépi főidő: L=9,62 mm) 48
5.4. Ultrahangos vizsgálat és feszültségmentesítés Ultrahangos vizsgálattal általában nyomástartó berendezéseket, öntvényeket és ipari csővezetékeket vizsgálnak. Az anyagba bevezetett ultrahang terjedése és visszaverődése a különböző akusztikus tulajdonságok hatására kimutatja a zárványok, repedések, inhomogenitások helyét. A vizsgálat elvégzéséhez biztosítani kell a mérendő darab megfelelő felületi érdességét, ennek eleget téve a forgácsolási előtolás nem haladhatja meg a 0,4 mm/ford értéket. A detektálás során rögzített értékek segítségével meg tudják határozni, hogy megfelel-e a munkadarab, amennyiben megfelel, feszültségcsökkentő hőkezelést alkalmaznak, így a kovácsolás során kialakuló kedvezőtlen belső feszültségeket csökkenthetik, a szálelrendezéseket javíthatják. A hőkezelés pontos értékeit egyedi és szabálytalan geometriájú munkadarabok esetében meghatározni elég bonyolult, így a több éves tapasztalatra hivatkozva a tömeg és legnagyobb szelvénykeresztmetszet alapján a következők. Kemence típus: Elektromos ellenállás fűtésű kétkamrás kemence T hev =80 C/ óra T hőnt =580 C-on, 4-5 óra T hűt =150 C-ig, 1,5 nap 5.5. A munkadarab kész méretre munkálása A vizsgálat és a feszültségcsökkentés után a munkadarab készre munkálása következik IT 7-10, Ra: 0,8-6,3 pontossággal. Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1051 mm, D m2 =1041 mm, L=150 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] 49
Munkafolyamathoz szükséges számítások 52. ábra: Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =1051 mm, D m2 =1041 mm, L=150 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =781,5 mm, D m2 =561 mm, L=5 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 53. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =781,5 mm, D m2 =561 mm, L=5 mm) Gépi főidő: 50
Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =1041 mm, D m2 =781,5 mm, L=5 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 54. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =1041 mm, D m2 =781,5 mm, L=5 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =781,5 mm, D m2 =771,5 mm, L=5 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] 51
Munkafolyamathoz szükséges számítások 55. ábra: Simító esztergálás (külső hengeres felület D m1 =781,5 mm, D m2 =771,5 mm, L=5 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =561 mm, D m2 =571 mm, L=167 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: S40V-PCLNR 12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 56. ábra: Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =561 mm, D m2 =571 mm, L=167 mm) 52
Gépi főidő: Simító esztergálás (oldalfelület kiszúrás D m1 =692,15 mm, H=10,87 mm, L=15,88 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: CoroCut 1-2 homlokkiszúró penge. 570-32R123J18B180B 57. ábra: Homlokkiszúró penge főbb jelölései Késtartó adatai 13. táblázat DAXN Tengely irányú horony 190 mm külső minimális átmérő DAXX Tengely irányú horony 980 mm külső maximális átmérő CDX Legnagyobb forgácsolási 18 mm mélység DCSFMS Érintkező felület átmérő, 32 mm gép oldal WF Funkcionális szélesség 41.1 mm LF Gyakorlati hossz 18 mm 53
Késtartó szár: 570-32RF3232 58. ábra: Szár csatlakozóelem Késtartó szár adatai 14. táblázat CZC Csatlakozás méret kód 32 x 32 CNT Hűtőközeg bevezetés menet G1/8" méret B Szárszélesség 32 mm H Szármagasság 32 mm WF Funkcionális szélesség 26 mm LF Gyakorlati hossz 135.65 mm LSC Befogási hossz 120.65 mm Lapka: CoroCut SL N123J2-0541-0002-GF 59. ábra: Beszúró lapka főbb jelölései 54
Lapka adatai 15. táblázat CW Forgácsolási szélesség 5,41 mm RE Csúcssugár 0.2 mm CDX Legnagyobb forgácsolási mélység 24.4 mm APMX Legnagyobb fogásmélység 4.6 mm ANN Kis hátszög 7 GRADE Anyagminőség 1125 Rögzítjük: a p =5,41 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i=2, n b =80 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások: [N] [m/perc] [kw] [cm 3 /percg] ] 60. ábra: Homlokkiszúrás a tömítőfelület kialakításához 55
Simító esztergálás (homlok kúpos kiszúrás, kúpszög 46, félkúpszög 23, D m1 =692,15 mm, H=10,87 mm, L=17,21 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: CoroCut 1-2 homlokkiszúró penge. 570-32R123H18B300B Penge adatai 16. táblázat DAXN Tengely irányú horony 308 mm külső minimális átmérő DAXX Tengely irányú horony 800 mm külső maximális átmérő CDX Legnagyobb forgácsolási 18 mm mélység DCSFMS Érintkező felület átmérő, 32 mm gép oldal WF Funkcionális szélesség 41.1 mm LF Gyakorlati hossz 18 mm Késtartó szár: 570-32RF3232 Lapka: CoroCut SL N123H2-0400-RM 61. ábra: Beszúró lapka főbb jelölései 56
Lapka adatai 17. táblázat CW Forgácsolási szélesség 4 mm RE Csúcssugár 2 mm CDX Legnagyobb forgácsolási 23.1 mm mélység APMX Legnagyobb fogásmélység 1.8 mm ANN Kis hátszög 7 S Vastagság 4.35 mm GRADE Anyagminőség 4225 Rögzítjük: a p =4 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 4, n b =80 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások: [m/perc] 62. ábra: Homlokfelület kúpos kiszúrása kész méretre Simító esztergálás (belső hengeres felület D m1 =561 mm, D m2 =571 mm, L=167 mm) A számított értékek megegyeznek az 56. ábrán feltüntetettekkel. Gépi főidő: 57
Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =1041 mm, D m2 =764,13 mm, L=5 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 63. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület felület D m1 =1041 mm, D m2 =764,13 mm, L=5 mm) Gépi főidő: Simító esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =744,88 mm, D m2 =671 mm, L=135,84 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 2, n b =125 [1/perc] 58
Munkafolyamathoz szükséges számítások 64. ábra: Simító esztergálás (külső kúpos felület 32, félkúp 16, D m1 =744,88 mm, D m2 =671 mm, Gépi főidő: L=135,84 mm) Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =577,05 mm, D m2 =571 mm, L=5 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f=0,25 [mm/ford], i=2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások Gépi főidő: 65. ábra: Simító esztergálás (oldalfelület D m1 =577,05 mm, D m2 =571 mm, L=5 mm) 59
Simító esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =671 mm, D m2 =574,2 mm, L=56,41 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PCLNR 2525 M12 Lapka: CNMG 120412-PF Rögzítjük: a p =2,5 [mm], f=0,25 [mm/ford], i=2, n b =125 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások 66. ábra: Simító esztergálás (külső kúpos felület 116, félkúp 58, D m1 =671 mm, D m2 =574,2 mm, Gépi főidő: L=56,41 mm) Simító esztergálás (külső rádiusz felület R=10 mm, D m1 =764,13 mm, D m2 =744,88 mm, L=9,62 mm) Szerszám kiválasztás: Késtartó: PRGCR 3232 P20 Lapka: RCMX 200600 Rögzítjük: a p =7,28 [mm], f= 0,25 [mm/ford], i= 1, n b =71 [1/perc] 60
Munkafolyamathoz szükséges számítások 67. ábra: Simító esztergálás (külső rádiusz felület R=10 mm, D m1 =764,13 mm, D m2 =744,88 mm, Gépi főidő: L=9,62 mm) A gyártás során keletkezett esztergálási gépi főidő: = 5,44 óra Fúrás (osztókör D= 901,7 mm, furatátmérő d= 68 mm, furatok száma i= 20 db) Fúrógép kiválasztása: HBM-4 Horizont fúró-marómű Vezérlés: Heidenhain Munkafelület: 1200mm x1500mm, Elmozdulás: X2200mm, Y1600mm, Z1600mm Fordulatszám: n= 35-3000 [1/perc] Motor teljesítmény: P max = 18,5 kw A furatmegmunkálásról készült CNC programot a 4. számú melléklet tartalmazza. Hűtőfolyadék: Emúzió 5% Befogó készülék: 1000 mm x 1000 mm x 600 mm derékszögű befogókészülék 2db tehermentesítő bak 4db leszorító köröm 61
Szerszám kiválasztás: Szerszámbefogó: DIN 69871 50 MT5X105 Szerszámbefogó főbb méretei 18. táblázat SS Tt 0 L L1 D1 G 50 MT5 105 mm 85, 9 mm 63 mm M24 68. ábra: Szerszámbefogó főbb jelölései Szerszámszár: DIN345 88670 63.000 Szerszám főbb méretei 19. táblázat L1 L3 Morse D1 245 mm 432 mm MT5 63 mm 69. ábra: A fúrószár főbb jelölései 62
Betétlapka: Hartner 86609 68.000 HSS-E Lapka főbb méretei d1 l b 68 mm 37 mm 9 mm 20. táblázat 70. ábra: A betétlapka főbb jelölései Rögzítjük: D=68 [mm], f= 0,2 [mm/ford], i= 20, n b =300 [1/perc] Munkafolyamathoz szükséges számítások IT 9-10, Ra < 10 71. ábra: D=68 mm, L=140 mm DB20 63
é 64
6. Tömítések [7.] A tömítések olyan szerkezeti kapcsolatok, melyeknek feladata, hogy két egymással közvetlenül kapcsolódó tér között anyagáramlást akadályozzon meg vagy mérsékeljen. A 72. ábra két tér közötti tömítetlenségi utakat szemléltet. 72. ábra: Tömítetlenségi utak 6.1. A tömítések feladata és követelményei A tömítések fő feladata, hogy a tömítőfelületek közötti egyenetlenséget kiegyenlítsék képlékeny vagy rugalmas alakváltozás útján. (73.ábra) 73. ábra: A tömítés alakváltozása A tömítőanyagok követelményei: Szilárdsági Keménységi Hőállósági Alakváltozási Üzemi nyomás által terhelhetőségi Vegyi hatások elleni Szivárgással szembeni követelmények 65
6.2. A tömítések feladatuk szerinti csoportosítása Funkcionális tömítések: Elengedhetetlenül szükségesek a berendezések és a gépek működéséhez. Tömítetlenségük, tönkremenetelük a gépekben működési rendellenességet okoznak. Biztonsági tömítések: Vagyonbiztonsági, életbiztonsági és balesetbiztonsági szempontból jelentősek, mivel legkisebb hibájuk is balesetet okozhat. Védőtömítések: A gépek és berendezések bizonyos részeit védik a külső hatásoktól, illetve a környezetet védik az esetleges szivárgásoktól. A tömítések másik csoportosítása a csatlakozófelületek egymáshoz való viszonya szerint történhet. A csatlakozó felületek egymáshoz képest lehetnek álló vagy mozgó szerkezeti elemek, a felületek pedig alakosak vagy síkok. Az elemek egymáshoz képest végezhetnek haladó, forgó vagy forogva haladó mozgást. A tömítés, aminek a közeg kiáramlását meg kell akadályozni, lehet gáz, folyadék, illetve szilárd lebegő szemcsés anyag. Az MSZ 11268 tömítések üzemeltetési jellemzőivel és az MSZ 22107 pedig a tömítések választékával foglalkozik. 6.3. A tömítések általános megválasztásának szempontjai Figyelembe kell venni a gazdaságossági és a környezeti, üzemi kapcsolódásokból és illesztésekből adódó hatásokat és e szerint kell méretezni a berendezések vagy gépek megbízhatóságára. A tömítési követelményeket ezek figyelembe vételével kell előírni. A tömítések kiválasztásának szempontjai: Koptató hatás Sugárzó hatás Hőmérsékleti hatás A tömítendő közeg és a környezet vegyi hatása A tömítendő közeg viszkozitása A tömítőfelületek finomsága A nyomásingadozás mértéke A hőmérsékletingadozás mértéke, stb. 66
6.4. Karimatömítés Feladata az oldható kötések csatlakozó felületei egyenetlenségének kiegyenlítése és a közeg kiáramlásának vagy beáramlásának megakadályozása. Ezen feltételeknek eleget téve a tömítéseknek rugalmasnak és alakíthatónak kell lenni. A megfelelő tömítések kiválasztása érdekében a tömítéseket méretezni kell. A méretezéskor a karimák alkotóelemeit, a tömítéseket, karimákat és csavarokat mindig egymással összefüggésben kell vizsgálni. A karimatömítésekhez leggyakrabban lágytömítéseket használnak. Ezek fő összetevői az azbeszt és a gumi. Mivel az azbeszt káros az emberi egészségre, ezért a gyártók próbálják nélkülözni, illetve azbeszt felhasználása nélkül kivitelezni. Mivel a magyar szabvány nem foglalkozik részletesen az alkalmazási területtel, ezért külföldi gyártók és szabványok által megadott értékeket lehet alkalmazni. Ezen szabványok szerint a gyűrűvastagságot h-val és a szélességet b-vel jelöljük. A tömítések akkor működnek megfelelően, ha minden feltételnek eleget tesznek a környezetében. Itt arra gondolunk, hogy a tömítőfelületeknek párhuzamosnak és simának kell lenni. A tömítőfelületeket szerelés előtt gondosan le kell takarítani, hogy a szennyeződések ne okozzanak benne kárt, ami nem rendeltetés szerinti működéshez vezet. Karimatömítéseknél figyelni kell arra is, hogy a csavarlyukak széléhez nem szabad közel tenni a tömítést, mert összeszereléskor károsodhat, ami szintén meghibásodáshoz vezet. A kiszakadás veszélyét elkerülhetjük a következő (74. ábra) három megoldás segítségével. 74. ábra: A tömítés szakadás elkerülésének módjai Nagy átmérőjű karimák esetében, ha nem tudjuk kivágni egy lemezből a tömítést, akkor ragasztjuk. (75. ábra) 67
75. ábra: A tömítések ragasztási módjai Szereléskor a csavarokat lépcsőzetesen kell a megfelelő szorítóerő elértéig meghúzni, majd az első felmelegedés, vagy terhelés után ismét meg kell húzni őket. A kiszerelt tömítést nem szabad újra felhasználni. 6.5. Az R78 tömítés méretei, üzemi jellemzői A WN 24 900 lbs RTJ hegtoldatos karima tömítése egy R78 ovális vagy oktogonális keresztmetszetű ASTM A182-F5 12CrMo195 anyagú tömítés, melynek keménysége HB 130, alkalmazott üzemi hőmérséklete 40-650 C és nyomása maximum 153,1 bar. 76. ábra: Az R78 tömítés tűrései Az R78 tömítés méretei 21. táblázat Size Class Ring no. dm b h h 1 24 900 R78 692,15 25,4 33,33 31,75 68