Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gyártástudományi Intézet SZAKDOLGOZAT Az ENSHU JE-80 típusú megmunkáló központ függőleges teleszkópos burkolatának felújítása Kisbenedek Krisztián GMHZSF 3300. Eger Kertész út 44.
NYILATKOZAT EREDETISÉGI NYILATKOZAT Alulírott.; Neptunkód: a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős. szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy című szakdolgozatom/diplomatervem saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt. Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít: - szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül. Miskolc,...év..hó..nap.. Hallgató
Tartalom 1. Bevezetés... 1 2. Megmunkáló központok... 2 2.1 Maró megmunkáló központok... 3 2.2 Esztergáló megmunkáló központok... 4 2.3 A megmunkáló központok főbb részei... 5 3. A teleszkópos burkolat rendeltetése... 7 3.1 A burkolatok alapvető funkciója:... 7 3.2 A burkolatok fajtái... 8 3.3 A teleszkópos burkolat működése meghibásodása... 10 3.4 A burkolat jellegzetes sérüléseinek a fajtái... 14 3.5 A Burkolatok meghibásodásainak lehetséges okai... 16 4. Teleszkópos burkolat felújításának technológiája... 20 4.1. A csúszó lemezek javíthatóságának, cseréjének lehetséges alternatívái... 21 4.1.1 A javítandó burkolat vizsgálata... 21 4.1.2. A csúszó lemezek javíthatóságának feltételei... 22 4.1.3 A lemezek cseréjének szükséges tárgyi és személyi feltételei... 22 4.2 A csúszó lemezek gyártási technológiái... 23 4.3. A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása... 25 4.4. Technológiai helyesség vizsgálata... 25 4.5. Az alkatrész műveleti sorrendje... 26 5. Egy művelet technológiai folyamatának kidolgozása... 27 5.1. A teleszkóp anyagának tulajdonságai... 27 5.2. A kiinduló lemezméret meghatározása... 27 5.2.1. Szétszerelés és mérés után a rendelkezésünkre álló adatok:... 28 5.2.2. A minimális hajlítósugár meghatározása... 29
5.2.3 A semleges réteg meghatározása... 29 5.2.4 A lemezek hajlítás utáni visszarugózása... 31 5.3. A szerszámok kiválasztása.... 33 5.3.1 A hajlítási erő és a munkaszükséglete:... 34 5.4. A hajlítás... 35 6. A csúszó lemezek gyártására használt gépek... 37 6.1 A teleszkópos burkolathoz használt CNC lézervágó tulajdonságai... 38 7. CNC megmunkáló gépek programozásának gyakorlati lépései... 41 7.1. Lézervágó gép programozásának lépései... 41 7.2. Az élhajlító gép programozásának lépései... 41 8. Summary... 44 9. Irodalomjegyzék... 45
1. Bevezetés A szakdolgozat az ENSHU JE-80 típusú megmunkáló központ függőleges teleszkóp burkolatának felújításával foglalkozik. A burkolatok nagyon fontos alkatrészei az iparban használatos gépeknek. Szinte minden gépeken van valamilyen védő funkciót ellátó alkatrész. Ezek általában nem közvetlenül a gyártó munkát segítik elő, hanem a gépeken dolgozók egészségét óvják, védik a környezetet, védik a gépek sérülékenyebb részeit, vagy a használt ipari segédanyagok szóródásos veszteségét csökkentik. Annak ellenére, hogy ezek az alkatrészek nem kifejezetten a megmunkálás pontosságát vagy gyorsaságát segítik elő, kihatnak a termelésre. A megmunkáló központok burkolatát a funkciójukból adódóan sokféle mechanikai hatás éri, amelyeknek következtében idővel meghibásodnak, sérülnek, ezért cseréjükre, illetve javításukra van szükség. Az eredeti gyári burkolatok természetesen beszerezhetők, viszont ezek meglehetősen költségesek szállítsuk időigényes. Ezért manapság nagy igény van az ilyen burkolatok felújítására, vagy az eredetivel megegyező minőségű pótalkatrészek készítésére. Az igényeket felismerve számos vállalkozás alakult az elmúlt években. Egy az ilyen burkolatok felújításával is foglalkozó vállalkozás a Revi Kft. ahol a kötelező nyári szakmai gyakorlatomat töltöttem. Ez idő alatt alkalmam nyílt a gyártásában részt venni, megfigyelni az egymást követő munkafolyamatokat, és kiválasztani a szakdolgozatom témáját. A szakdolgozatom témája egy teleszkópos gépburkolat felújításának, illetve gyártásának problémája. A szakdolgozat a megmunkáló központok rövid általános bemutatásával kezdődik. Majd röviden áttekintésre kerül a megmunkáló központok burkolata, majd kitérek az ENSHU JE 80-as gép műszaki jellemzőire, felépítésére. Az ezeket követő pontokban leírást készítek a teleszkóp elemeinek meghibásodásainak okairól, és elemzem a jellegzetes károsodások fajtáit. Főbb pontok a szakdolgozatomban a csúszó lemezek javíthatóságának és cseréjének legegyszerűbb meghatározása, illetve gyártási technológiájának kidolgozása. Végezetül az utolsó két fejezetben a lemezek gyártásánál használt CNC megmunkáló gépek felépítéséről írok, illetve azok programozásának gyakorlati lépéseit mutatom be. 1
2. Megmunkáló központok A megmunkáló központok olyan forgácsoló gépek, amelyeknek NC vezérlése van, és a munkadarabot és a szerszámot is automatikusan képes cserélni. A megmunkáló központokat azért hozták létre, hogy minél több műveletet egy felfogásban lehessen elvégezni Ebből következik, hogy csökken a bázisválasztási hiba, nő megmunkálási pontosság, csökken a mellékidő, és sokkal egyszerűbb a technológiai előkészítés. A megmunkáló központok jellemzői [3]: - Az NC vezérlés azt jelenti, hogy a programból automatikusan képes az előírt geometria létrehozására, mégpedig az előírt technológiával. - Az automatikus szerszámcsere azt jelenti, hogy a gépen a gépkezelő által elhelyezett szerszámtartóból képes az adott szerszámot a főorsóba cserélni. Korszerűbb gépek esetén lehetséges a szerszámok éltartalmának, esetleges törésének detektálása is. - Automatikus munkadarab ellátásán azt értjük, hogy a gépkezelő által előkészített munkadarabot, a gépre felszerelt palettáról képes cserélni, illetve a munkatérbe juttatni. A megmunkáló központoknak nagy előnyük a hagyományos fúró-és maró gépekkel szemben, hogy főként az automatikus cserének és a gyorsjáratnak köszönhetően nagymértékben képesek a gépi mellékidőket csökkenteni, a több orsó használatnak és a változatos technológiai megvalósításának köszönhetően nagyfokú művelet koncentrációra képes. Ezek a gépek könnyen közös technológiai, informatikai, és logisztikai rendszerbe foglalhatók [3]. A megmunkáló központok fajtái [1]: - maró megmunkáló központok - eszterga megmunkáló központok 2
2.1 Maró megmunkáló központok - A maró megmunkáló központok jellemzői [1]: - Szekrényszerű, szögletes alkatrészek egy felfogásban történő megmunkálására alkalmas. - Maró, fúró és furatesztergálási műveleteket végez el. - Osztó, forgóasztallal rendelkezik a munkadarab négy oldalának a megmunkálására. - Szerszámcserélővel, szerszámtárral rendelkezik. - Több főorsója is lehet, hogy több oldalról, egyszerre történjen a megmunkálás. - Palettacserélője, vagy esetleg kiszolgálórobotja van. - A gépen különféle mérési és felügyeleti eszközök lehetnek. 1. ábra Maró megmunkáló központ [2] Ezeket a megmunkáló központokat kis és közép-sorozatgyártásban is előnyösen lehet alkalmazni mivel magas automatizáltsága miatt, automatikusan és gyorsan képesek alkalmazkodni a különböző gyártási igényekhez [1]. 3
2.2 Esztergáló megmunkáló központok Az eszterga megmunkáló központokat az a törekvés hozta létre, hogy képesek legyenek tipikus forgástestet egyfelfogásban, megmunkálni. Ugyanabban a felfogásban készüljenek el marással elkészíthető alakzatok is és nem tengelyszimmetrikus furatok is. Ezekre a feladatokra fejlesztették ki az esztergáló központokat is. Esztergáló megmunkáló központ jellemzői [1]: - a revolverfejbe helyezett szerszámok forgómozgást is végezhetnek, - szabályozott forgású főorsója van (C tengely) - a szerszám harmadik irányú elmozdulásra is képes. 2. ábra Eszterga megmunkáló központ [4] Az eszterga megmunkáló központok főbb előnyei a hagyományos esztergával szemben: - Főorsójával mellékmozgásra képes - a szánrendszer Y irányban is vezérelhető - Egyes szerszámai forgó főmozgást is végezhetnek [1]. 4
2.3 A megmunkáló központok főbb részei A megmunkáló központok az alábbi egységeket tartalmazzák: 1. Ágy 2. Vezetékek 3. Mellékhajtások (szervomotor, golyósorsó anya) 4. Szán 5. Orsószán 6. Mozgóállvány 7. Útmérő 8. Főhajtómű a főorsóval 9. Asztal a palettával 10. Szerszámtár 11. Szerszámcserélő 12. Palettacserélő 13. Villamos-szekrény 14. CNC vezérlés 15. Munkatér burkolat 16. Hűtő-kenő folyadék tartály 17. Forgács kocsi [3]. Ezeknek az egységeknek a legtöbb részét különböző anyagokból készült burkolatokkal látják el. A szakdolgozat is egy ilyen munkatér-burkolat felújítása, gyártásának technológiája. 5
3. ábra a megmunkáló központ elemei [3] 6
3. A teleszkópos burkolat rendeltetése 3.1 A burkolatok alapvető funkciója: A burkolatok azt a célt szolgálják, hogy a gépet, és a gép környezetében dolgozót megvédjék az esetleges balesetektől, sérülésektől. A gép mivel mozgó és elektromos alkatrészek sokaságából épül fel ezért egyfajta veszélyforrásnak tekinthetjük. A veszélyforrások lehetnek [5]: - Mechanikai veszély: zúzódás, nyíródás, vágás, elkapás, behúzás, befogás, lökés, átszúrás, beszúrás, súrlódás, dörzsölés, kirepülés, állékonyság csökkenés, csúszás, megbotlás, el, le és beesés veszély - Villamos veszély: villamos részek érintése, elektromágneses, hő, gép villamos berendezését érő külső hatások - Zajforrások: Halláskárosodás vagy más biológiai szervek (egyensúlyvesztés, figyelem elterelés), akusztikus jelek és érthetőség csökkenés. - Hőhatások: megégés, robbanás, hőforrás okozta sugárzás, hideg hatására bekövetkező fagyások, klímahatások - Rezgéshatások: különböző ideg és érrendszeri panaszt előidéző - Sugárzás okozta veszélyek: ívfény, lézer, ionizáló sugárzások - Anyag okozta veszély: egészségre ártalmas folyadékok, gázok gőzök, porok - Mellőzött ergonómiai szempontok - Működési zavarok: energia ellátás, géprészek törése, géprészek folyadékok kirepülése, váratlan indulás, - Védőintézkedések, védőberendezések hibája hiánya A felsorolásból látható, hogy milyen sok fajta károsodás érheti a gépet vagy a gép környezetében dolgozót. Ezért a burkolatok anyagát, méretét, és kialakítását nagy körültekintéssel kell megtervezni. 7
3.2 A burkolatok fajtái A burkolatoknak természetesen különböző fajtái vannak, attól függően, hogy a gép melyik részét akarjuk óvni. A motortér burkolata Ott ahol a motor és egyéb gépelemek vannak, azt általában egy egynemű átláthatatlan, vékony fémlemezzel takarják el. Ezeknek a fémlemezeknek elsődlegesen az a funkciójuk, hogy védelmet biztosítsanak a mögötte található géprészeknek, az esetleges külső mechanikai sérülésektől. Így az ilyen a burkolatokat előnyös úgy kialakítani, hogy a tömegük kicsi, rögzítésükre pedig csavart, vagy valamilyen könnyen oldható kötést célszerű alkalmazni, ezáltal biztosítva, hogy egy esetleges karbantartáskor vagy szereléskor ne okozzon problémát a szét illetve az összeszerelésük. Villamos szekrény és anyagtárolók burkolata A gépnek azon részeit ahol olyan alkatrészek vannak, amelyek gyakran tönkremennek, és ezért sokszor kell cserélni (pl. villamos szekrényben egy biztosíték) vagy olyan anyagot tartalmaz, amelynek egy meghatározott mennyiségnek mindig rendelkezésre kell állni, vagy a gép működéséhez elengedhetetlen, és gyakran kell pótolni (pl. olaj, hűtő kenő folyadék), azokat olyan burkolattal látják el, ami átlátható és ezeket általában könnyen nyitható ajtóval is felszerelik. Ezeknek a burkolatoknak az anyaga rendszerint átlátszó műanyag plexi. A munkaterek burkolata. A gépek munkaterét is burkolattal látják el. A munkatér burkolatának két fő funkciója lehet. Az egyik, hogy szabad betekintést biztosítson a gép megmunkálási folyamatába. Ennek azért van nagy jelentősége, mert a különböző megmunkálásoknál szemrevételezéssel kell ellenőrizni, hogy az adott folyamat vagy folyamatszakasz kellő sorrendben és kellő időben van-e elvégezve, és csak ezután lehet egy másik folyamatot elkezdeni, illetve a gyártást befejezni. A másik funkciója, hogy a munkatérben keletkezett 8
hulladékot és a megmunkáláshoz szükséges egyéb anyagokat (hűtő-kenő folyadék) a munkatérben tartsák. Az ilyen rendeltetésű munkatér burkolatokat rendszerint ajtókkal látják el, és ezek műanyag kivitelezésűek. Az ajtó biztosítja, hogy a gépkezelő könnyen hozzáférhessen a munkadarabhoz illetve karbantartáskor a szerelőknek biztosít könnyű hozzáférhetőséget a munkatérhez. Mozgó alkatrészekhez kapcsolódó burkolatok Vannak olyan burkolatok, amelyek a gépek mozgó alkatrészeihez közvetlenül kapcsolódnak. Ezekben a burkolatokban az a közös, hogy nem egy fémlemezből, vagy plexiből állnak, hanem több kisebb lemezből illetve mozgásra képes alkatrészből tevődnek össze. Mivel a megmunkáló központ munkaterében a megmunkálás 3D-s, azaz a fej és/vagy az asztal több dimenzióban is képes mozogni, egy olyan védő funkciót ellátó berendezést kellett létrehozni, amely képes a fej és az asztal által meghatározott irányokba elmozdulni. Ezt a problémát kétfajta burkolattal szokás megoldani. Az egyik megoldás az, hogy egy harmonikához hasonlító burkolatot hoznak létre, amely több egymásra harmonikaszerűen illesztett lemezből készül. Ez az asztal alatt helyezkedik el közvetlenül, és rendeltetése hogy a ne engedje a megmunkálás során keletkező forgáccsal telített emulziós folyadékot az asztalt mozgató sínre jutni, és az asztal alatt található géprészbe befolyni. Mivel ez egy forgó asztal, és csak egy irányban halad, így a harmonikaburkolatnak csak egy egyenes mentén (a sín felett) kell mozogni. A másik pedig a szakdolgozat témája, egy teleszkópos burkolat. Ez a teleszkópos burkolat közvetlenül a megmunkáló fejhez kapcsolódik, és a rendeltetése, hogy szabad mozgást biztosítson a fejnek, a fej által meghatározott irányban. 9
4. ábra Harmonika burkolat [12] 3.3 A teleszkópos burkolat működése meghibásodása A teleszkópos burkolat a megmunkáló központ munkaterében dolgozó, fúrómarófejet választja el a gép többi vezérlő egységétől. Rendeltetése, hogy a munkatérben keletkező fémforgácsokat és az emulziót magában a munkatérben tartsák, és ne károsítsák a gép más hátulsó részeit. 5. ábra Az ENSHU JE 80 teleszkópos burkolat 10
AZ ENSHU JE 80-as megmunkáló központ jellemzői A gép műszaki jellemzői: -7000 ford/perc főorsó fordulatszám -26/22 kw FANUC motor -500x500-as paletta - Mozgástartomány: X:800mm Y:800mm Z:800mm - Automatikus palettaváltó 2db. - Forgácskihordó - Főorsón keresztüli hűtés 6. ábra AZ ENSHU JE 80 megmunkáló központ [14] 11
A teleszkópos burkolat működésének elve A megmunkáló központ feje az x-z síkban hajtja végre a mozgását. Ahhoz hogy a fej az alkatrészt minden irányból meg tudja munkálni 3 dimenziós mozgásra van szükség. A fej csak 2 dimenzióban mozog, így a forgó körasztal biztosítja számára, hogy az alkatrészt minden irányból képesek legyenek megmunkálni. Mivel a fej egy síkban mozog a teleszkópnak is egy síkban kell mozognia. Viszont a teleszkópok általában csak egy irányú mozgásra képesek, és ez a teleszkóp is ilyen, mégpedig a függőleges z irányú a mozgása. Ezt a problémát úgy oldották meg, hogy a teleszkópot behelyezték egy másik nagyobb teleszkópba, ami y irányú mozgásra képes. 7. ábra Vízszintes mozgású burkolat [16] Ez egy olyan megoldása a burkolatoknak, mintha két lemezből készült harmonikaajtó közé illesztenék be a teleszkópos burkolatot. A teleszkóp főként lemezekből és egyenes szárú ollókból áll. A lemezek úgy vannak kialakítva, hogy a különböző szélességű lemezek oldalai hajlítottak, mégpedig olyan módon, hogy azokat egymásba lehessen csúsztatni, és könnyen és akadálymentesen mozogjanak. Azt, hogy a lemezek egymást követve stabilan mozogjanak, a teleszkóp belső részén elhelyezett ollók biztosítják. 12
8. ábra Ollók elhelyezése a lemezeken Alapvető követelmények a burkolatokkal szemben Mivel ez egy olyan teleszkópos burkolat, amely a megmunkáló fejhez közvetlenül és szorosan kapcsolódik, ezért a teleszkópnak különféle minőségi tulajdonságoknak kell megfelelni. 1. A teleszkópnak könnyűnek kell lennie. Tömegéből fakadóan a lehető legkisebb ellenállást kell tanúsítania a mozgó fejjel szemben. Anyagválasztáskor ezt figyelembe kell venni. 2. A teleszkóp rendeltetése, hogy a keletkező forgács a munkatérben maradjon. Mivel ebben az esetben ez fémforgács, ami erőteljesen roncsol, ezért a burkolat anyagának a fémforgáccsal szemben ellenállónak kell lennie. A gép nagy sebességgel dolgozik, ezért feltételezhetően a nagy hőhatás is szerepet kaphat az anyag választásakor. Törekedjünk olyan anyagot választani, ami nem éghető, és a hőmérséklettel szemben is a lehető legjobban ellenáll. 3. A teleszkóp összeszerelésekor ügyelni kell a pontosságra. Ha ugyanis úgy szerelik össze, hogy a lemezek egymásba akadnak, azaz nem folyamatos a működése, hanem szakaszos, akkor a teleszkóp mozgása közben akadályozhatja a fej mozgását, ami kihathat a megmunkálás pontosságára és a teleszkóp élettartalmára 13
egyaránt. Ezt a szempontot anyagválasztáskor megint érdemes figyelembe kell venni, mert összeszereléskor kisebb-nagyobb igazításokra lehet szükség. 3.4 A burkolat jellegzetes sérüléseinek a fajtái A sérülések jellegük szerint négy nagy csoportba sorolhatók: - elhajlik, eltörik a lemez - a lemezek között rések alakulnak ki - súrlódás okozta kopások, - korrózió hatásai a burkolatra 1.) Lemezek elhajlása-törése A fejnek a különböző alkatrészek megmunkálásához és a különböző szerszámok cseréjéhez nagy erőhatásokra van szüksége. A lemezek nagyfokú terhelésnek vannak kitéve a megmunkáló-központ fejének gyors, és erőteljes mozgása miatt. Ezek a főorsók akár 18,5-25 kw teljesítményre is képesek. Ilyen erőhatások mellett a lemezek hosszú igénybevétel után elhajolhatnak, illetve extrém helyzetben akár el is törhetnek. 9. ábra lemez elhajlása [20] 14
2.) A lemezek között rések alakulnak ki Ezeket a sérüléseket a forgács illetve a forgácsoláshoz köthető megmunkáló erők hozzák létre. Forgácsolás után a forgács nagy sebességgel repül le az alapanyagról neki ütközve a teleszkópos burkolatnak. 10. ábra Forgács a lemezek között [20] A forgács beszorul a lemezek közé feszítve azokat, lyukakat, apró repedéseket okozva, amelyen keresztül a forgács és az emulzió is eltávozhat. Az elfolyó emulzió nagymértékű károsodásokat tud okozni. a) Bejut az elektromos térbe, és a gép teljes tönkremenetelét okozhatja. b) Lefolyik a padlóra csúszás veszélyt okozhatva c) az emulzió pótlása gazdaságossági szempontból nem elhanyagolható, d) a lemezek közé beszorult forgács akadályozza a megmunkáló fej mozgását, ami többlet energia felhasználását idézheti elő gép működése közben, vagy annak leállásával is járhat, e) a forgács a lemezek közé szorulva éles és kellemetlen hanghatással járhat, zavarva a gépen dolgozók munkáját, vagy károsíthatja a hallásukat. 3.) Súrlódás okozta meghibásodások Amikor a lemezek egymáson csúsznak súrlódás lép fel közöttük. Ez a súrlódás azt eredményezi, hogy az anyag egy idő után elvékonyodik. Az elvékonyodásnak az a következménye, hogy az anyag könnyen törik, illetve a lemezek nem egyenletesen kopnak, 15
ezáltal egy idő után egymásba tudnak akadni, akadályozva az egyenletes mozgását a fejnek. 4.) A lemezek korróziós hatásra elvetemednek. A lemezeket különféle korróziós hatások érik, függetlenül attól, hogy munkatéren belül vagy kívül vannak elhelyezve. Munkatéren kívül érheti a levegő nedvességtartalma, munkatéren belüli pedig a hűtő-kenő folyadék korróziós hatása érvényesül. A vetemedés egyfajta elhajlását jelenti az anyagnak, amit a túlzott nedvességtartalomnak kitett anyagban keletkezik. Ez faipari anyagoknál (fa, furnérlemez, stb.) egyfajta minőségromlással járó deformáció. A fémlemezeknél ez olyan deformációt jelent, ahol az anyag szerkezete is károsodik, rozsdásodik. 3.5 A Burkolatok meghibásodásainak lehetséges okai A burkolatokat különféle károsító hatások érik, amelyek adódhatnak a gép használatából, emberi tevékenységből vagy pedig a környezeti hatásokból kifolyólag. A géphasználatból és emberi tevékenységekből létrejött sérülések általában abban különböznek a környezeti hatásoktól, hogy keletkezésük sokkal dinamikusabb, és rövidebb idő alatt játszódik le, míg a környezet okozta károsodások hosszabb időt vesznek igénybe. A forgács okozta sérülések. A megmunkáló központ működése közben anyagrészecskéket választ le az elő gyártmányból. Ezeknek az anyagrészecskéknek olyan az alakjuk, és a méretük hogy képesek a teleszkópos burkolat lemezei közé beszorulni, és tágítani, roncsolni azt. Forgács alakja mérete: A képződő forgács fajtája elsősorban a munkadarab anyagától, annak képlékenységétől függ, de képződés feltételei is fontos befolyásoló tényezők. Az olyan forgácsleválasztásnak, amelynek jellemzői időben állandóak folyó forgács a terméke 16
A forgácsleválasztás folyamatában gyakran tapasztalhatók periodikus változások, aminek következtében a folyamatos forgács vastagsága szabályosan ingadozik. Ezt a forgácsfajtát lemezes vagy nyírt forgácsnak nevezik. Ezek a forgácsfajták elsősorban képlékeny anyagok forgácsolásakor keletkeznek. A rideg anyag forgácsolásakor elsősorban elemi (töredezett, pattintott) forgács keletkezik. Ennek a forgácsfajtának a keletkezésére az a jellemző, hogy az anyag a munkadarabról különböző formájú és méretű különálló részekben válik le. [7] A technológiai jellemzők változtatásával ugyanarról a munkadarabról különféle forgácsok választhatók le. Egészen a kis forgácsolási sebesség mellett rendszerint elemi, tört forgács keletkezik. Ha növeljük a forgácsolási sebességet lemezes, nyírt, vagy folyóforgács keletkezik. Igen nagy forgácsolási sebességnél a rideg anyagokról is leválasztható folyamatos forgács. A homlokszög és a fogásmélység növelésének hatása hasonló a forgácsolási sebességhez, de az előtolás, a főél-elhelyezési szög a forgácsolási idő, ötvözők, növelésének hatása ellentétes irányú a forgácsolási sebesség hatásához képest. [7] A forgácsfajták a forgácsolás körülményeitől függően különböző alakúak lehetnek, és a nemzetközileg elfogadott osztályozási rendszer nyolc csoportjának valamelyikébe besorolhatók [7] 17
11. ábra a különböző forgácsok alakjai [6] A teleszkópos burkolat esetében az elemi forgács és a tűforgács a leginkább alkalmas sérülések okozására. Az ilyen fajta forgácsoknak a megmunkáláskor nem túl nagy a tömegük, ezért ezeket kellően nagy energia éri képesek a levegőben repülve nekiütközni a teleszkópos burkolatnak és ott roncsoló hatásukat kifejteni. a.) Ez a roncsoló hatás lehet szemcseszóró jellegű hatás, amikor a forgács nagy energiával ütközik a lemeznek, és ennek hatására az anyagfelület idővel elkopik, illetve a szemcsék apró lyukakat vághatnak a lemezeken. 18
b.) Ütődésből kialakuló, Az ütődésből kialakuló sérülés általában domborodást eredményez a lemezen. Ennek az a nagy hátránya, hogy a lemezek már nem képesek utána egymáson tökéletesen csúszni, először akadoznak, ezáltal kifejtik koptató hatásukat, ezáltal a lemezek elvékonyodnak, majd később a lemezek el is törhetnek. c.) Feszítő hatás. A feszítő hatás kialakulásához szükséges, hogy a forgács odatapadjon a burkolat falához. Ez úgy történik, hogy a megmunkáló folyamat közben hűtőkenő folyadék keveredik a forgáccsal. Mivel ez nagyenergiájú sugár formájában történik, a folyadék rákerül a teleszkópos burkolatra és ott egyfajta filmréteget hoz létre, amiben a forgács könnyen megtapad. Miután odatapadt, a lemezek folytonos csúszása következtében a forgácsok beleakadnak a csúszó lemezek közti résekbe, tágítva, roncsolva azokat. A hűtő-kenő folyadék okozta korrózió A forgácsoló megmunkálás feladata előírt pontosság és felületi minőség biztosítása meghatározott gazdaságossági hatékonyság mellett. Különböző segédanyagok, hűtő- kenő folyadékok alkalmazása is ezt a célt szolgálja. A hűtő-kenő folyadékok alkalmazásával elérhető eredmények a következők: [7] - kopás sebességének csökkentése és a szerszám munkaképességének növelése - felületi minőség javulása - a forgácsolási erő és a forgácsolási teljesítmény csökkenése - hődeformációk csökkenése és a megmunkálási pontosság növelése - forgácseltávolítás megkönnyítése [7] A hűtő kenő folyadék megtámadja a fémes gépalkatrészeket és a munkadarabot, erős korróziót vagy egyéb károsodást okozhat azokon. [7] 19
4. Teleszkópos burkolat felújításának technológiája Az olyan alkatrészek felújítása, amelyik közvetlen módon kapcsolódik a gyártáshoz, mint pl. egy maró szerszám, vagy egy forgó asztal, mindig könnyen megoldható, mert az állapotuk rögtön kihat a termelésre. A szakmunkás egy műszakban akár több alkalommal is kapcsolatba kerülhet velük, könnyen észreveszi sérüléseiket, elváltozásaikat, mert a munkadarab megmunkálásának pontossága nagymértékben függ, ezen szerszámok illetve alkatrészek állapotától. Ezzel ellentétben vannak olyan részei a gépnek, amelyeknek nem közvetlen módon kapcsolódnak a gyártáshoz, (pl. szerszámtárolók a gépen, burkolatok, alkatrész tárolók, selejttárolók stb.) és állapotuk kisebb romlása nincs hatással sem a gyártás minőségére, sem pedig a gyártás folytonosságára. Ha viszont az ilyen az úgynevezett másodlagos vagy kiegészítő funkciót ellátó alkatrészek már nem képesek maradéktalanul ellátni a rendeltetésüket (a szerszámtárolók úgy tönkremennek, hogy nem lehetséges a szerszámot cserélni, vagy selejttároló leszakad és akadályozza a termelést) akkor ugyanúgy akadályozzák a termelést, mint más fontosabb funkciót ellátó alkatrészek. Ezért nagyon fontos ezen alkatrészek felújítása, karbantartása, cseréje. Mivel ezen alkatrészek cseréje felújítása költségekkel jár, célszerű megakadályozni tönkremenetelüket. Ennek legfőbb módszere a rendszeres karbantartás. Felújítás szükségszerűsége A teleszkópos burkolatot célszerű felújítani, ha felületén kisebb sérülések, alakváltozások tapasztalhatók, vagy üzemeltetése közben az szokatlan hangot ad ki. A további karbantartások könnyítése végett érdemes a karbantartásról jegyzőkönyvet felvenni. Mivel a karbantartók csak tervszerű karbantartáskor találkoznak a géppel (vagy ha valami probléma adódik a géppel) a cégek mostanában a gépen dolgozóknak kötelező ellenőrzést vezetnek be, amelyeket a fontosságnak megfelelően műszakonként, naponta, vagy hetente kell elvégezniük. Az eredményeket jegyzőkönyvbe dokumentálják, és adott időközönként elemzik azokat a mérnökök. Ezáltal kiküszöbölhetőek a szemmel látható hibák. 20
4.1. A csúszó lemezek javíthatóságának, cseréjének lehetséges alternatívái A szerelés helye Szereléshez szükséges munkatér. Egy ilyen alkatrész felújításához, esetleges javításához vagy karbantartásához szükség lehet megfelelően kialakított munkatérhez. Ennek a munkatérnek biztosítania kell, hogy a szakemberek kényelmesen és akadálymentesen hozzáférjenek a burkolat minden egyes eleméhez minden egyes oldalról. Ehhez szükség lehet állványra vagy esetleg satupadra. Ezek a dolgok egy átlagos műhelyben megtalálhatók. Célszerű tehát ezeknek a dolgoknak a végrehajtását műhelyben végezni. A szerelést végző személyek Egy ilyen teleszkóp szét és összeszerelése komoly szakértelmet igényel. A csúszó lemezek gyártásakor apró, szemmel nehezen észrevehető kis hibák keletkezhetnek a lemezeken például hajlításakor, vagy az összeillesztéskor, de ezek olyan hibák, amelyeket komoly, nagy tapasztalattal rendelkező szakember kellő hozzáértéssel orvosolni tud. Célszerű tehát gyakorlattal rendelkező lakatos szakemberek alkalmazása. A felújítás módja A felújításhoz gyakran darabokra kell szedni a teleszkópot. Szétszereléskor ügyelni kell arra, hogy további károkat ne okozzunk a burkolatban. Ha szétszereltük a teleszkópos burkolatot a részeit elkülönítve tároljuk. Lehetőleg ne egy ember végezze, hanem legyen mindig segítség a felújítást végző mellett, mert akadhat olyan probléma, amelyhez több ember szükséges (pl. burkolat kiszerelése vagy visszaszerelése a nagyobb teleszkópból). 4.1.1 A javítandó burkolat vizsgálata Ahhoz, hogy a burkolat javítását megkezdjük meg kell állapítani, hogy milyen típusú sérülést szenvedett a burkolat. 21
A sérülések jellegük szerint lehetnek: - domborodás - kopás - berágódás - vetemedés Egy ilyen alkatrészt abban az esetben lehet javítani, ha a károsodás szintje még nem ér el egy olyan mértéket, amivel a javítás után, az alkatrész további használata esetén sem okoz fennakadást a termelési folyamatokban.(pl. az egyik olló eltörik, és mellette még meghajlik a lemez is. Az ollót cseréljük, de a lemez marad és az utána további problémákat okoz) Ezek általában az ilyen alkatrészeknél egyszerű felülethibák (amelyeket például csiszolással, mechanikus egyengetés útján meg lehet szüntetni) vagy kisebb részek (például csavarok, szegecsek) cseréje. 4.1.2. A csúszó lemezek javíthatóságának feltételei Ahhoz hogy a csúszó lemezeket javítani, esetleg cserélni tudjuk, ahhoz különböző feltételeknek kell teljesülni: 1. olyan fajtájú károsodást kell, hogy szenvedjen a teleszkóp, amit még képesek vagyunk javítani a rendelkezésünkre álló eszközökkel és munkavállalókkal. 2. olyan része kell, hogy károsodjon az alkatrésznek, amiből van pótalkatrészünk. 3. a sérülés mértéke olyan szintű legyen, ami lehetővé teszi számunkra, hogy szét és összeszereléskor ne okozzunk további, javíthatatlan károsodásokat. 4. egyszerre történő lemezek cseréinek száma ne legyen sok. Ha a teleszkópnak 3-4 alkatrésze olyan mértékben károsodott, hogy azt egyszerű karbantartással pl. csiszolással, kézi-kalapácsos egyengetéssel, vagy más mechanikus javítással nem lehet felújítani, felesleges több darabot rendelni a teleszkópba beszerelés céljából, mert ezeknek a daraboknak a gyártási költsége megközelítheti, esetleg meghaladhatja egy újonnan készült komplett teleszkóp költségét. 4.1.3 A lemezek cseréjének szükséges tárgyi és személyi feltételei A lemezek szakszerű cseréjéhez az alábbi feltételeknek kell teljesülni. 1. Az alkatrészek cseréjét csak hozzáértő szakember végezheti. Egy ilyen alkatrész szét és összeszerelése nagy szakértelmet kíván, műszaki dokumentáció használata, 22
különösen a rajzolvasás, javításhoz pedig különleges szakemberek által használt szerszámok alkalmazása miatt. 2. Álljon rendelkezésre műszaki dokumentáció. A műszaki dokumentáció, főként a műszaki rajz megkönnyítheti a teleszkóp szét illetve összeszerelését. 3. Szereléshez szükséges szerszám. A teleszkóp kiszerelése a nagyobb teleszkópból, valamint a szét illetve összeszereléséhez speciális szerszámokra lehet szükség. Célszerű megvizsgálni, hogy milyen szerszámokra állnak rendelkezésünkre, és milyen szerszámok kellenek a teleszkóp karbantartásához. Amennyiben szükséges, gondoskodni kell a szerszámok beszerzéséről. 4. Munkahely kialakítása. Egy ilyen alkatrész több helyen rögzítve illetve illesztve van. A rögzítések, amelyek lehetnek csavar, szegecs vagy mindkettő, furatok kialakítása, illesztések eltávolítása, a lemezek csiszolása, szerelése, amelynél hegesztés is szükség lehet, körülményes, terület és idő igényes. Éppen ezért gondoskodni kell a megfelelő munkahely kialakítására. Ez lehet egy külön műhely, vagy éppen egy gyár részben kialakított hely, ahol rendelkezésre állnak a szükséges szerszámok is. 4.2 A csúszó lemezek gyártási technológiái A lemezek gyártása Az ilyen teleszkópos burkolatok gyártását általában kisebb kft.-re bízzák. Az egyik legfontosabb oka ennek, hogy az ilyen kis cégek gyorsan, megbízhatóan, és olcsón dolgoznak, a másik ok pedig az, hogy jó minőséget garantáló gépek, eszközök birtokában vannak. Ilyenek a különböző esztergáló, maró, vágógépek, de természetesen megtalálhatóak a különböző hegesztéshez szükséges eszközök is. A gyártási folyamat Ezeket az alkatrészeket utángyártásban készítik. Mivel a megmunkáló központok sem nagysorozatban, vagy tömeggyártásban készülnek, nincs biztosítva, hogy a hozzájuk szükséges alkatrészeket is nagysorozatban illetve tömeggyártásban gyártsák, ami jelentősen csökkentené egy ilyen esetleges alkatrész előállítását. Így a teleszkópos 23
burkolatot egyedi gyártásban gyártják. Az utángyártás előnye, hogy az eredetivel azonos minőséget tudunk elérni, kisebb előállítási költség mellett. A gyártás előkészületei Ahhoz, hogy egy ilyen terméket le tudjanak gyártani, legelőször fel kell mérni a megrendelő igényeit. Elemezni, mérlegelni kell, hogy képesek-e a gyártmányt a megadott határidőre és a kellő minőségben elállítani. Egy ilyen alkatrész gyártásához speciális anyagok is szükségesek lehetnek. Ellenőrizni kell, hogy ha megrendelik egy különleges anyagot, akkor kellő időben le tudják-e szállítani azt. Meg kell vizsgálni a rendelkezésre állnak-e a termék előállításához szükséges dokumentumok, berendezések, szakképzett munkaerők, és az esetleges különleges módszerek alkalmazásához szükséges feltételek. A teleszkópos alkatrész gyártásakor szükség lehet különlegesen kialakított munkahelyekre, Fel kell mérni melyik munkaállomás a legalkalmasabb arra, hogy a legkevesebb mozgatással, pakolással lehessen megcsinálni az alkatrészt, és gondoskodni kell annak megfelelő kialakításáról még a gyártás megkezdése előtt. Az ehhez szükséges gépeket a munkahely közelébe tenni, vagy ha mozgatásuk nehézkes, akkor a munkahelyet a lehető legközelebb kialakítani a gépekhez. A megmunkáláshoz szükséges gépek A lemezek megmunkálására olyan gépekre van szükség, amely biztosítja az adott minőségű és pontosságú megmunkálást, és amelyek használata után a lehető legkevesebb utómunkára van szükség. 1.) lemezvágó gépek 2.) lemezhajlító gépek 3.) fúró gépek 4.) hegesztő berendezések 1.) Lemezvágó gépek A lemezek pontos méretre való leszabásához kellenek. Ezek lehetnek lemezvágó ollók, táblalemez ollók, hidraulikus ollók, lézer vagy plazmaíves gépek. 24
2.) Lemezhajlító gépek A lemezek hajlítására főként élhajlító gépeket alkalmaznak, amelyek lehetnek manuális kivitelezésűek vagy automatikusak. Manapság már egyre népszerűbbek és elterjedtek a CNC élhajlító gépek. A lemezhajlító gépek fontos tartozékai a hajlító szerszámok, melyek a hajlítás mélységét és a szögét határozzák meg. 3.) Fúró gépek Fúró gépek a végtermék összeszerelésénél kapnak szerepet. A gyűrűket szegeccsel erősítik a lemezekhez, amelyeket előzőleg ki kell fúrni. 4.) Hegesztő berendezések A hegesztő berendezésekre az összeszerelésnél van szükség. Általában CO hegesztőket használnak. 4.3. A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása A teleszkópos burkolat legkisebb elemének a gyártása a Revi kft-nél használt gépekre van tervezve. A vállalatnál a gyártás a gyártó csarnokok szerint különül el, ahol a berendezések funkciójuk szerint rendezték el. Ez a műhelyrendszerű gyártás. Jellemzője, hogy rugalmas, egyedi gyártástól a sorozatgyártásig alkalmazható viszont költséges. 4.4. Technológiai helyesség vizsgálata 1. Alkatrészrajz bírálata: Méret hálózat ellenőrzése: minden méret meg van adva, felesleges méretek nincsenek rajta. Lekerekítések és beszúrások indokoltak és legyárthatók az alkatrész funkcionális működéséhez elengedhetetlenek. A rajzon a megadott tűrések megfelelőek, és nem feleslegesek 2. Technológiai helyesség szempontjai: felesleges dekoratív elemek nem találhatóak a rajzon különleges szerszámokat nem igényel az alkatrész legyártása az alkatrész megmunkálható hagyományos és CNC vezérlésű gépeken a pontosság és felületminőség összhangja: felületminőség nincs megadva 3. Megmunkálási igények felmérése az alkatrész megmunkálása egy CNC lézervágón és egy hajlító gépen történik, így a lemez befogására rögzítésére nincs szükség. 25
a lézervágással megmunkált felületek merőlegesnek kell lennie a lézer sugarára, ez a gyártás során megvalósul. hajlításkor a hajlítási sorrendtől nem szabad eltérni. 4.5. Az alkatrész műveleti sorrendje Az alkatrész műveleti sorrendjét a teleszkópos burkolat első, legkisebb elemére elkészítve. A műveleti sorrend az alábbi feladatokból épül fel megmunkálási igények felmérése műveletek generálása gyártóberendezések kiválasztása műveleti sorrend tervezése Globális műveletek lézervágás marás Műveleti sorrend kialakítása 1) Művelet a) kontúr kivágása lézervágóval b) fejtartó nyílásának kivágás lézervágóval c) könnyítő rések kivágása lézervágóval 2) Művelet a) hajlítás jobb külső oldalon b) hajlítás jobb belső oldalon c) hajlítás bal külső oldalon d) hajlítás bal belső oldalon Műveleti sorrend tervezésénél figyelembe vettem a hajlítási sorrendet valamint gazdaságossági és a technológiai szempontokat. 26
5. Egy művelet technológiai folyamatának kidolgozása 5.1. A teleszkóp anyagának tulajdonságai A teleszkópos burkolathoz mindenképpen érdemes nagyobb mechanikai szilárdságú lemezt használni, mivel ezzel nagyobb élettartam érhető el- a tapasztalatok szerint. A jelenleg használt anyag: HC-340 LA EN 10268:2006 jelű hidegen hengerelt acél, amely egy mikroötvözött hidegen alakítható acél. A lemez jellemző tulajdonságai a [8] szerint az alábbiak. 1. táblázat Vegyi összetétel C max Si max Mn max P max Al min Nb max Ti max S max 0,1 0,5 1,1 0,025 0,015 0,09 0,15 0,025 2. táblázat Mechanikai Tulajdonságok R p0,2 R m A 80 R p0,2 R m A 80 (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) keresztirányú hosszirányú 340-420 410-510 21 320-410 400-500 22 5.2. A kiinduló lemezméret meghatározása Ahhoz hogy a felújítást el tudjuk végezni, szükségünk van a méretekre. A felújítást végzőknek előnyös, ha megkapják a gyártáshoz szükséges dokumentációkat, de gyakran erre nincs lehetőség. Ilyenkor az elromlott alkatrészről szerzik be a tervezéshez szükséges adatokat. A teleszkóp szétszerelése után, a már meghajlított lemezekről kell megszerezni a vágáshoz szükséges méreteket. 27
5.2.1. Szétszerelés és mérés után a rendelkezésünkre álló adatok: 12. ábra. A teleszkóp lemezelemek keresztmetszeti méreteinek a jelölése. A lemez kiinduló méretét, a hajlított részek semleges rétegeinek a hosszát és az egyenesen maradó részek hosszát összegezve kapjuk meg. Az A, B, és C méreteket közvetlenül mérni lehet, az l 1, l 2, l 3, méreteket számolás után kapjuk meg. A lemez kiterített hosszához az képlet számításával jutunk el. = + ahol, = + 2 ahol, semleges méret - hajlítáási sugár A semleges méretet elsősorban a kiterített méret meghatározása miatt kell ismerni, mivel a semleges réteg hossza megegyezik a hajlítandó anyagrész kiinduló hosszával. 28
[9] A mérések után a meghatározott adatok: =1.3mm =1mm =163.8mm =16mm =15.1mm 5.2.2. A minimális hajlítósugár meghatározása Adott vastagságú lemez hajlításakor fellépő alakváltozás a hajlítási sugártól függ. Ha a hajlításhoz szükséges alakváltozást a lemez anyaga nem képes elviselni repedés nélkül, akkor másfajta, vagy nagyobb vastagságú anyagot kell választani. Ezért a hajlítási technológiák tervezésekor meg kell határozni az anyagra megengethető legkisebb hajlítási sugár nagyságát. [9] = ahol, = 0,6 így =0,6 1=0,6 mivel a így az anyagom megfelel. 5.2.3 A semleges réteg meghatározása A semleges méretet elsősorban a kiterített méret meghatározása miatt kell ismerni, mivel a semleges réteg hossza megegyezik a hajlítandó anyagrész kiinduló hosszával. [9] r N s0 = rh + ξ (1.1) 2 ξ :korrekciós tényező, függ rh és s0 arányától 29
rh 1.3 1.3 = = ξ = 0.72 s 1 0 3. táblázat Korrekciós tényező[10] rh/s 5,0 3,0 2,0 1,2 0,8 0,5 ξ 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 s0 rn = rh + ξ 2 =1.3+0.72 0.5=1.66mm A semleges méret segítségével ki tudom számolni az ívhosszt. l ív= r s 2 0 n α = rh + ξ α =(1.3+0.72 0.5) = 2.60mm A hiányzó szakaszok számítása l 1=A - s 0 - r h=163.8-1 - 1.3 = 161.5mm l 2=B - 2 (s 0 + r h) = 15.1 2 (1 + 1.3) = 10.5mm l 3=C - 2 ( s 0 + r h ) = 16-2 ( 1 + 1.3 ) = 13.7mm A teljes kiterített hossz a legkisebb lemezre: ƩL = l 1 + l 2 + l 3 + 2 l ív = 161.5 + 10.5 + 13.7 + 2.6 + 2.6 = 190.6mm A többi lemezt kiterített hosszát és változó adatait egy táblázatban foglaltam össze. 4. táblázat Lemezek hossza és változó adatai Lemezek A B C l 1 l 2 l 3 ƩL 1 163.8 16 15.1 161.5 10.5 13.7 190.6 2 165 17.5 17.2 162.7 12.9 14.9 195.7 3 166.2 19.9 18.4 163.9 15.3 16.1 200.5 4 167.4 22.3 19.6 165.1 17.7 17.3 205.3 30
5 168.6 24.7 20.8 166.3 20.1 18.5 210.1 6 169.8 27.3 22 167.5 22.5 19.7 214.9 5.2.4 A lemezek hajlítás utáni visszarugózása A feldolgozandó anyag egyes rétegei alakítás közben eltérő igénybevételt szenvednek. Az anyagnak vannak olyan rétegei amelyek az alakítás után is rugalmas állapotban maradnak. A hajlítás után az anyag rugalmas állapotban maradt rétegei visszarugóznak, ezért, hogy a lemez a kívánt hajlítási szögbe kerüljön, a munkadarabot kismértékben tovább kell hajlítani, úgy, hogy hajlítás után, a kívánt szögbe álljanak a hajlított felületek. A visszarugózás szöge nagymértékben függ a hajlítási sugár, és a lemezvastagság arányától is. 13. ábra. A K visszarúgózási tényező diagramja [13]. tényezőt. Az ábráról az r s 2 0 hányados segítségével tudjuk meghatározni K visszarugózási 31
r2 1.3 = = 1.3 K = 0.978 s 1 0 α r + s K = = α r + s 2 k1 0 1 k2 0 ahol, s r k2=r h+ 0 2 =1.3+ 1 2 =1.8mm s 1 1 1 2 2 2 2 0 rh1 = K rk2 + = 0.978 1.8 + = 1.1247 1.25 Az r h1=1.25 mm a hajlító bélyeg sugara A matrica α-szögének a meghatározása: α 2 = 0.978 α 1 ahol α 2=90 α 1 = 92 Mivel α 1= 92 így a matrica sugarát 88 -ra kell választani. 32
5.3. A szerszámok kiválasztása. A szerszámokat úgy kell kiválasztni, hogy tulajdonságaik a fent számított értékeknek megfeleljenek. Az általam választott szerszámok a Pekárik Machine Trading GIMEC típusú szerszámai. 14. ábra. Hajlító matrica[15] 15.ábra. Hajlító bélyeg[15] Matrica tulajdonságai Bélyeg tulajdonságai Típusa: US 220 h 80 mm Típusa: US146/85 Anyaga: C 45 acél Anyag:42CrMo4 acél V=12mm Hajlítási szög: 85 R= 2.75 Hajlító sugár: 1.25 mm F=05r S=18mm A=88 33
5.3.1 A hajlítási erő és a munkaszükséglete: Hajlítás erő és munkaszükségletét MI 3438/2-74 Műszaki irányelvek alapján [10] határoztam meg. c R b s Fv = v 2 m 0 c=1.25 (korrekciós tényező) R m=450n/mm 2 (szakítószilárdság) b= 381.8mm (a hajlított lemez szélessége) v= 12mm (hajlító forma nyílása) s0=1mm (a lemez vastagsága 2 1.25 450 381.8 1 Fv = = 17896 17.9kN 12 A hajlításhoz szükséges nyomaték: M F v 17.9 12 4 4 v h = = = 53.7kNmm A hajlításhoz szükséges munka W=F vh X h ahol, Fvh: 2.5Fv=44.75kN X:0.63 (szabad hajlítás esetén) h:munkaút h=0.5w-0.35s-0.4r s (r s: a hajlító bélyeg sugara) h=6-0.35-0.4 0.5=5.45mm W=44.75 0.63 5.45=153.69kJ 153.7kJ M F v 17.9 12 4 4 v h = = = 53.7kNmm (1.2) 34
5.4. A hajlítás Hajlításkor a legfontosabb az ütközők elhelyezése. Az ütköző határozza meg, hol történik a hajlítás. A mi esetünkben kétszer kell hajlítani, hogy a kívánt formát megkapjuk. Kiszámításuk az alábbi formákban történik. Az első hajlítás: 16. ábra Ütköző beállítása az első hajlításhoz X 1 = l 3 + l ív / 2 X 1 = 13.7 + 1.3 = 15mm Tehát az első hajlításkor az ütközőnek 15mm-re kell lennie a szerszám középvonalától. 35
A második hajlítás: 17. ábra Ütköző beállítása a második hajlításhoz X 2= l 2 + l ív / 2 + r 2 X 2=10.5 + 1.3 + 1.3 = 13.1mm A különböző lemezekhez szükséges hajlításokat egy táblázatban foglaltam össze. 1. táblázat Különböző lemezekhez szükséges hajlítás Lemez l 2 l 3 l ív/2 r 2 X 1 X 2 1 10.5 13.7 1.3 1.3 15 13. 2 12.9 14.9 1.3 1.3 16.2 15.5 3 15.3 16.1 1.3 1.3 17.4 17.9 4 17.7 17.3 1.3 1.3 18.6 20.3 5 20.1 18.5 1.3 1.3 19.8 22.7 6 22.5 19.7 1.3 1.3 21 25.1 36
6. A csúszó lemezek gyártására használt gépek A csúszó lemezek gyártására CNC lézervágót és CNC lemezhajlítót használnak. A CNC lézervágás előnyei: A lézervágásnak a mechanikus eljárással szemben az egyik nagy előnye, hogy érintésmentesen dolgozik a lézersugár. Nincsenek erők, nyomatékok, így nem igazán keletkeznek deformációk sem. Ebből kifolyólag sorja képződés elhanyagolható, így nem kell utómunkálatokat végezni a megmunkált lemezeken. A lézeres vágás minősége független az anyag keménységétől, és rideg, bonyolult anyagok megmunkálására is alkalmas. A másik nagy előnye a lézeres vágásnak, hogy zajtalan, és a lézersugár mozgatása nem igényel robosztus berendezéseket, ami nagy pozícionálási sebességet eredményez. Nagyobb pontossággal, kisebb hő deformációval lehet az anyagokat szétválasztani. [21] CNC élhajlító gépek előnyei A korszerű CNC gépeken már több folyamat is automatizálható és programozható, ezáltal jelentős mellékidő csökkentést és költségmegtakarítást eredményeznek. [13] Ilyenek lehetnek: [13] - az ütközők helyzete - vasaló erő - matrica helyzetbe forgatása - hajlító bélyeg közelítő sebessége - munkamozgás sebessége Élhajlító gépekkel előállítható munkadarabok: [13] - szekrények vázát képező hosszú hajlított darabok - ajtókeretek - polcrendszerek vázkeretei - burkolatlemezek 37
6.1 A teleszkópos burkolathoz használt CNC lézervágó berendezés A lézervágó berendezésről készült felvétel az alábbi képen látható. A gép jellemzői: 18. ábra Trumatic L3030 [18] Maximális teljesítmény: 4000 W Maximális lemezvastagság acélötvözet esetén:15 mm Maximális lemezvastagság alumíniumötvözet esetén:10 mm Maximális lemezvastagság acél esetén:20 mm Pozicionáló sebesség X/Y:60/60m/perc Gép súlya: 11500 kg Gép szélessége: 4600 mm Vezérlés: Basis Sinumerik 840D Munkadarab maximális súlya: 710 kg Szimultán pozícionálási sebesség: 85 m/min Gép hossza:9300 mm Gép magassága:2000 m 38
6.2 A CNC élhajlító gép tulajdonságai Az élhajlító gépek fő építő elemei [13] 1. vezérlés 2. vezérlő panel 3. felső szerszám befogó 4. ütköző 5. prés 6. fénykapu 7. alsó szerszámbefogó 8. vezérlőállás 9. gépállvány 19. ábra Ermak lemezhajlító [11] 39
A gép jellemzői: Típus: CNCHAP.3600X250 Modell: 2006 Hajlítási hossz: 3600mm Hajlítási erő: 40 tonna Oszlopok közti távolság: 3150mm Bélyeg sebesség o Y irányú gyorsjárati: 100mm/s o Y irányú munkamenet: 8mm/s o Y irányú visszajárat: 90mm/s Súlya: 16500kg Motor teljesítménye: 18.5kW Szélesség: 2350mm Hossz: 4950mm Magasság: 3050mm 40
7. CNC megmunkáló gépek programozásának gyakorlati lépései 7.1. Lézervágó gép programozásának lépései Ezeknél a lézervágó berendezéseknél a programot nem kell írni, mert a számítógép a számítógépbe bevitt méretezett rajzokról állítja be a megmunkálást. A gépkezelőnek kell a központi számítógépről kiválasztani az aktuális munkadarabot, és ennek alapján végzi el a gépen szükséges beállításokat. A gépkezelő lépései: 1. A feladat kikeresése a számítógépből-naptári napra lebontva az elvégzendő feladatok 2. A művelet elnevezése-azért szükséges, mert a feladatot a beállítási paraméterekkel együtt elmentik, hogy egy későbbi ismételt felhasználáskor könnyen be lehessen azonosítani. 3. Az adott alkatrész kiválasztása. Egy gyártmányon belül több alkatrész is lehet, ami nem biztos, hogy felfér egy lemezre. Ha igen akkor mindet ki kell választani. 4. Darabszám meghatározása. 5. Tábla méreteinek megadása, szélesség, hossz, vastagság 6. Az elrendezési rajz ellenőrzése, főként gazdaságossági szempontból ne legyenek túl nagy holt terek. 7. Vágási paraméterek beállítása 8. Vágási sorrend megadása 7.2. Az élhajlító gép programozásának lépései Az élhajlító programozása a gép kijelzőjén történik. Lépései a következők. Th: anyagvastagság kiválasztása (mm) Anyagminőség meghatározása (kg/mm 2 ) α : szögbeállítás, hány fokos szögben hajlítson a gép X: az ütköző beállítása Lmat: a hajlítandó anyag hossza Fb: hajlítóerő meghatározása 41
Rx: ütközők mozgásának beállítása. Hajlításkor könnyen beleakadhat az anyag az ütközőbe, ezért a hajlítás előtt be lehet állítani, hogy az ütköző a hajlítás előtt- miután az anyagot rögzítették- hátrafelé mozogjon. Ext start: Ütköző mozgása automatikus legyen, vagy manuális. Vy( ):Hajlítási sebesség meghatározása (%). Vastagabb anyagoknál kisebb sebességgel hajlítanak. tp : Hajlítási idő a prizmában. Általában nulla. TDC: felső holtpont. Milyen magasra emelkedjen fel a bélyeg (mm). Asztal előfeszítés-kézi beállítással történik (1.3) 20.ábra élhajlító képernyője Az elvégzett munkálatok után az alkatrészek összeszerelésével fejezem be a teleszkópos burkolat felújítását. 42
Összefoglalás A szakdolgozatom a függőleges teleszkóp felújításával foglalkozik. Az első fejezet a bevezetés, ami a teleszkópos burkolatok és a hozzájuk hasonló alkatrészek felújításának fontosságáról szól. A második fejezetben bemutatom a megmunkáló központokat, amelyekre a teleszkópos burkolatok készülnek kiemelve azok fontosságát a mai alkatrészgyártásban. A harmadik fejezetben elemzem a burkolatok funkcióit, fajtáit, meghibásodásukat, és javaslatokat teszek azok megelőzésére. A negyedik fejezetben a lemezek javíthatóságára lehetőségeit vizsgálom, kitérek azok tárgyi és személyi feltételeire, és kitérek a csúszó lemezek gyártási technológiájára. Az ötödik fejezetben egy művelet technológiai folyamatának kidolgozásával foglalkozom, és külön kitérek a lemezburkolatok megmunkálására és a hozzájuk szükséges szerszámok kiválasztására. A hatodik fejezetben bemutatom a teleszkópos lemezek gyártására használt CNC gépeket, azok főbb jellemzőit, és előnyeit a hagyományos gyártással szemben. Az utolsó fejezetben kitérek a teleszkópos burkolat gyártásához használt CNC gépek használatára, a gép programozásának lépéseivel összekötve. A szakdolgozatom lépései a Revi kft-nél üzemben lévő gépekre írtam, és ezúttal szeretném megköszönni Reviczki István úrnak, hogy biztosította számomra a szakdolgozat megírásához szükséges feltételeket és Székely Norbertnek a teleszkópos lemezek gyártásához szükséges információkért. 43
8. Summary My thesis is about the telescopic renewal of a processing centre. I also took part in the production of such a telescope during my mandatory summer internship at Revi Ltd. In my thesis, I tried to make use of my experiences gained there and augment them with further research. In this paper I elaborated on the different processing methods and the procedures they include, because without reading and understanding these, it is impossible to manufacture a telescopic housing expertly. I did my best to compose this thesis using the simplest and most comprehensible phrases so that most people can understand its content and use the information it contains. The paper starts with the presentation of processing centers, where the reader can learn about the different types of processing machines and their main parts. The next step is the demonstration of the housings, highlighting their importance in production, especially in preventing accidents and damages. Then you can get acquainted with the specific processing centre the housing has been prepared for, where the requirements regarding the telescope are emphasized. I am going to study the reasons for housing failure and characterize the ways these failures can damage the parts or hinder production, then I will put forward ideas how to prevent these. The following chapter presents the technology of renewing the housing, pointing out where it is worth doing it, what requirements need to be met during the manufacturing process and what expertise it demands. In the last two chapters you can read about the machines needed for producing slip sheets, their buildup and technical characteristics. The thesis ends with the practical steps of writing CNC programs. 44