Mechanikai megmunkálás VII.. elıad adás Általános faipari megmunkálási eljárások faipari BSc. mérnök hallgatóknak Nyugat-magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar Terméktervezési- és Gyártástechnológiai Intézet Papp Tibor egyetemi tanársegéd Sopron, 2008
Felsımaró szerszámok (összefoglalás) a- hengeres, egyélő felsımaró; b- hosszlyuk maró, centrikus befogással; c- hengeres, egyélő nagy átmérıjő felsımaró; d- két élő, maró; e és f- egy-, illetve kétoldalas él-letörı és oldalazó maró; g és h- él-letörı falcoló maró; i- legömbölyítı oldalazó maró, egyélő; j- T-horony maró; k- egyélő fogazó maró; l- grót-maró ; m- feles gömbölyítı maró. egyélő; n- egy élő legömbölyítı maró; o- kettıs legömbölyítı maró; p- negyedes legömbölyítı maró; r- negyedes, legömbölyítı vállas maró; s- legömbölyítı maró; t- kétélő profilszerszám; u- negyedes homorító oldalazó maró; v- egyélő menetfúró
Magszekrény-felsımarógép
Fogazáskészítés felsımarógépen a., menetes szárú b., rövid, menetes szárú c.,hosszú hengeres szárú fecskefark-maró d., rövid menetes szárú egyenes fogazómaró
Fogazáskészítés felsımarógépen
Különbözı fogazások a- lekerekített nyitott; b- lekerekített félig takart; c- lekerekített teljesen takart; d- nyitott fecskefark alakú fogazás; e- egyenes nyitott fogazás; f- fecskefark alakú árokmarás; g- ferde fésős nyílt fogazás; h- sarok ékfogazás; i- hossztoldó ékfogazás
A vízszintes elrendezéső marógépen készíthetı fogazások és sablonok a- fogazások: A- lekerekített félig takart - ; B- lekerekített nyitott-; C- egyenes nyitott; D- sarkos nyitott fecskefark alakú fogazás; b- félig takart fogazás és sablonja; c- nyílt fogazás és sablonja; 1- anyagtámasz; 2- körhagyó henger; 3- szerszám; 4- féső (sablon); t- fogosztás
Függıleges elrendezéső fogazó marógép és az elvégezhetı mőveletek
Fogazáskészítés felsımarógépen sokorsós fogazó marógép
A sokorsós marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1-2- munkadarabok; 3- gépasztal; 4- egymás mellett lévı marószerszámok; A- lekerekített, félig takart-; B- lekerekített, teljesen takart fecskefark alakú fogazás; C- egyenes, nyílt; D- fecskefark alakú, nyílt fogazás
Tárcsás fogazó marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1- befogókar; 2- marószerszámok; 3- gépasztal; 4- munkadarabok; a- marótárcsák derékszögő fogazásokhoz; b- kónikus marótárcsák ferde fogazásokhoz; A- egyenes, nyílt; B- ferde fésős, nyílt; C- fecskefark alakú, nyílt; D- sarok ék; E- hossztoldó ék-fogazás
Láncmarógép
Láncmarógép
A láncmarógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek 1- meghajtó vezetıkerék; 2- leszorító léc; 3- munkadarab; 4- vezetıléc; 5- marólánc; 6- szabadon futó vezetıkerék; I/a- átmenı egyenes; b- ferde csaplyuk; II/a- egyenes; b- ferde csapfészek; III- szakállas csapfészek
Megmunkálási formák marólánccal Az a esetben L=D, azaz a rés hosszúsága egyenlı az élkör átmérıvel. Az elıtolás csak függıleges irányú. Kevésbé jó a b és c megoldás, mivel a lánc erıteljes oldalirányú igénybevételnek van kitéve.
A résmarógépek mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek A, B- résmaró szerszámok mőködési elve; a- derékszögő rés; b- derékszögő lépcsıs rés; c- derékszögő kettıs rés; d- ferde oldalú rés; e- ferde oldalú kettıs rés; f- egy oldalon legömbölyített rés; g- egy oldalon elvékonyított egyenes rés; h- összetett rés; i- két oldalon homorú rés marása
Az összetett résmarógéppel végezhetı mőveletek a- zároldalon; b- pántoldalon; c- süllyesztımarások (szaggatott vonal: a maróorsó tengelyének mozgása)
Kúpos szárú marószárak a- négy egyenes élő él maró; b- ferde élő él maró; c- aljazó maró; e- ¼-es domborító maró; f- 1/-es domborító-maró; g- száras marófej, elıvágókkal
Másoló marógép pantográf maró mőködési elve A felületre helyezett mintasablont letapogatja a karra szerelt tapogató tüske A forgó marófej a letapogató tüske mozgásait követi minden irányban. Lehetıség van a pantográf szerkezet állításával nagyításra és kicsinyítésre is.
A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek A faipari CNC gépek a számítógépen elkészített alkatrészmodellek megmunkálására alkalmas gépek. A számítógéppel vezérelt gépnek nincs szüksége sem sablonra, sem mesterdarabra, az adott tervezı és kivitelezı programokkal (pl.: CAD- CAM) végzi a megmunkálás vezérlését. Elınyei: Egyetlen felfogással nagyon komplikált mőveletsorozat végezhetı, Az elıtolási sebessége 2-5-ször nagyobb, mint a hagyományos marógépeké, Magas minıségő marás (ellen- vagy egyenirányú marás), Programozható és összehangolható a szerszámsebesség és elıtolási sebesség, Több beépíthetı maróegység (revolver), automatikus szerszámcsere
A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek A CNC (Computer Numerical Control) olyan berendezés, amely szabadon programozható mikroszámítógépet is tartalmaz, ami a vezérlését végzi. Vezérlését alapvetıen a beépített mikroszámítógép programozása határozza meg. Mőködését a felépítmény, azaz a vezérelt gép és az alkalmazott technológia határozza meg. A szerszámgép, megmunkálási technológiától függıen legyen az maró, eszterga, köszörő, szikra, vízsugár, lézer, lemezalakító, hegesztı berendezés. A faiparban két típus a legelterjedtebb: a maró forgácsoló elven mőködı CNC gépek, valamint a CNC esztergagépek. Vezérlésük alapján lehetnek: Pontvezérelt Szakaszvezérelt Pályavezérelt A pályavezérelt gépek közül a faiparban a gyártási igényeknek megfelelıen megkülönböztetünk: 2; 2,5; 3; 5; 6 D-s gépeket.
Pontvezérlés A pontvezérléső gépeknél nincs funkcionális összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A vezérelt elmozdulás közben megmunkálás nincs. Egyidejőleg két koordináta irányban is lehetséges elmozdulás. Koordináta-fúrógépek
Szakaszvezérlés Szakaszvezérlésnél szintén nincs összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A szerszám viszont a szánmozgásoknál valamely koordináta irányában fogásban lehet. A szerszám a kiinduló ponttól a befejezı pontig egyenes mentén mozog valamely tengely irányában. Elıfordulhat különbözı elıtoló mozgások egyidejő bekapcsolásával a koordinátatengellyel meghatározott szög (általában 45 fok) alatti egyenes vonalú mozgás létesítése is.
Pályavezérlés A pályavezérléső szerszámgépeknél a különféle irányú mozgások között funkcionális összefüggés van. Így a szerszámok és a munkadarabok egymáshoz viszonyított mozgása valamilyen függvénykapcsolattal adható meg. A kontúrvonalat megadó görbét a gép elemi útszakaszok sorozatával közelíti meg, vagyis a pályát szakaszokra bontja és azt valamilyen más görbével közelíti meg. A pályavezérlésnél az információs adatok száma sokkal nagyobb, mint a pont- és szakaszvezérléső gépeknél. A gép az adatok feldolgozását, vagyis a pálya közelítıgörbéje adatainak meghatározását a CNC belsı számítógépével végzi el. Ezt a berendezést interpolátornak nevezik. Pályavezérléső gépeknél minden tengelyen önálló, fokozatmentesen szabályozható sebességő mellékhajtómő szükséges. Az interpolátor az egyes tengelysebességek folyamatos változtatásával biztosítja a mindenkor szükséges térbeli pályamenti eredı sebességvektor beállítását.
2 és 2,5 D-s CNC marógépek Ahány tengely összhangban vezérelhetı, annyi dimenziós pályavezérlésrıl (D) beszélhetünk. Tehát a dimenziószám az eredı sebességvektor különbözı tengelyek irányába esı sebességkomponensek száma. Ha az NC nem képes minden tengelyt összhangban mozgatni (azaz pályavezérelni) a fennmaradó (csak szakaszvezérelhetı) tengelyeket fél dimenziószámmal jelölték. A felsı ábra 2D pályavezérlést, az alatta levı ábra 2.5D pályavezérlést mutat. Ez utóbbi "teraszos" megmunkálást jelent, azaz síkban (2D) pályavezérelhetı és a harmadik tengely mentén szakaszos elmozdulást eredményez.
2 és 2,5 D-s CNC marógépek
2 D-s CNC marógépek A 2D-s gépeken csak viszonylag egyszerő alkatrészek készíthetık, mert a szerszám csak vízszintes síkban mozog forgácsolás közben. Keretek ajtóbetétek hangszerdobozok íves alkatrészek.
2 D-s CNC marógépek A 2-2,5 D-s gépek speciális faipari alkalmazása a Lapszabász CNC gépek, melyek hengeres marószerszámm al forgácsolnak. Másik speciális terület a gravírozás.
2,5 D-s CNC marógépek A 2,5 D-s gépeken már bonyolultabb alkatrészek is elkészíthetık, mivel a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában is elmozdulhat, de csak egyenes vonal mentén.
2,5 D-s CNC marógépek
3D-s CNC marógép A 3D-s gépek annyiban különböznek a 2,5D-s gépekrıl, hogy a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában tetszıleges görbe mentén mozoghat.
3D-s CNC marógép
4D, 5D és 6D-s CNC marógépek Abban különböznek a 3D-s gépektıl, hogy a szerszámot forgácsolás közben lehet forgatni a teret meghatározó fı iránytengelyek körül (X,Y,Z). Valódi térbeli alakzatok általában 5D pályavezérléssel munkálhatók meg, mert a geometria lekövetése mellett a maró optimális élszögeit is be kell állítani.
4D, 5D és 6D-s CNC marógépek
4D, 5D és 6D-s CNC marógépek
4D, 5D és 6D-s CNC marógépek
4D, 5D és 6D-s CNC marógépek A sok mozgás könnyebb kezelhetısége (programozása) miatt a gyártók néhány alapmozgást a szerszámról áthelyeztek a gépszerkezetre, a gépasztalra (X, Y, Z irányú mozgás, forgás, stb.). Ettıl függetlenül még a szerszám szabadságfokáról beszélünk. 5D-s gép, amelyen az X tengely menti lineáris- illetve körmozgást (A), valamint az Y tengely körüli forgást (B) a gépasztal együtt végzi a rárögzített munkadarabbal
CNC marógépek A CNC marógépek egyik fontos paramétere az egyidejőleg megmunkálható alkatrészek száma. Ez attól függ, hogy a gép hány szerszámfejjel rendelkezik. A technológiai folyamatok tervezésekor felvetıdı kérdés, hogy a gépen milyen mőveleteket kell elvégezni. Általánosan két fıtípust különböztetünk meg a CNC gépeknél: Revolverfejes gépek, ahol a szerszámfej elforgatásával tetszılegesen használható 6-8 szerszám. A lineáris szerszámfejes gépek, melyek szerszámtárral rendelkeznek, melyekbıl a gép automatikusan a szükséges mőveleteknek megfelelı szerszámot adaptálja.
CNC marógépek Revolverfejes osztatlan asztallapú (a) és lineáris osztott asztallapú (b) felsımarók
CNC marógépek Revolverfej
CNC marógépek Lineáris osztott asztallapú CNC felsımaró Szerszámtár-egység
Befogótokmányok CNC marógépekhez
CNC felsımaró szerszámok