4. Élettartam növelő megmunkálások (tartósság növelő) Tartósságnövelő megmunkálások célja: Gépek működésekor igénybevétel felületi felületi réteg belső keresztmetszet Felületi mikrogeometria (érdesség) hatással van a: kopásállóságra fáradási tulajdonságokra feszültséggyűjtés kifáradás működési tulajdonságokra A felületi réteg tulajdonságainak megváltoztatása elsősorban képlékeny alakítással Eredményeként megváltoznak a felületi réteg tulajdonságai: Felületminőség érdesség (felületi mikrogeometria) keménység maradó feszültségek szövetszerkezet A megmunkált felületet érő hatás szerint a tartósságnövelő megmunkálások lehetnek: nő a keménység csökken az érdesség nő a hordfelület felületvasalás felülethengerlés ütőtestes szilárdítás 4.1 Külső hengeres felület felületvasalása Csúszási súrlódás közbeni jelenségek játszódnak le a vasaláskor, melynek eredményeként: a felületi érdesség csökken (R a ) keménység nő felületi szilárdság nő A forgácsoló technológiák: pl. köszörülés szuperfiniselés, hónolás tükrösítés a felületi érdességet javítják a felületi réteg szilárdságtani tulajdonságait rontják
Felületvasalás Vasalószerszám hengeres gömbalakú Szerszám: mesterséges vagy természetes gyémánt Gép: egyetemes eszterga célgép 1: feszítő csavar 2: mérőóra (erő) 3: szerszám 4: munkadarab 4 2 1 3 Gyémánt kemény μ kicsi jó hővezető kicsi a hőtágulása nagyon kis érdességűre munkálható Lehet rugalmas szerszámkonstrukció merev szerszámkonstrukció 3 2 1 150 R1,2;3,4 120 150 R3,35 120 a) b) 1: vasaló gyémánt 2: foglaló fém 3: foglalat 2 1 3 Technológiai adatok Felületi érdesség Keménység v: 25-200 m/min f: 0,02-0,2 mm/min F: 100-600 N Felületi érdesség R a m 0.6 0.5 0.4 0.3 HVM,MN/m 2 5200 4600 4000 elméleti maximális érdesség: f 2 /8r tényleges elérhető érdesség: 0,04-0,16 m 0.2 0.1 0 200 400 600 F, N 3400 0 200 400 600 F, N Kemény anyagokhoz is alkalmazható: pl. edzett acélok (golyóscsapágy acél, 63-65 HRc) 0.04 0.08 0.12 f, mm/ford 100 200 300 v, m/min 0.04 100 0.08 0.12 f, mm/ford 200 300 v, m/min
e e Maradó feszültségek m,mn/m 2 300 0-300 köszörülés esztergálás v c = 93 m/min f = 0,08mm/min F= 196 N 4.2 Külső hengeres felület felülethengerlése szerszám: kemény (acél), szférikus vagy gyűrű alakú gördülő súrlódás történik kopásállóság és kifáradási határ javul Jellegzetes gőrgő alakok: -600-900 esztergálás+vasalás köszörülés+vasalás D g = 20-200 mm R = 0,5-200 mm -1200 0 100 200 300 400 l, m Jellegzetes eljárások Technológiai adatok 1: egygörgős 2: egygolyós 3: kétgolyós 4: kétgörgős 5: kétgörgős ferde 6: kétgörgős simító 7: kétgörgős kúpos 8: golyós + eszt. 9: görgős + eszt. v c : 30-90 m/min F: 200-200000 N pneumatikus hidraulikus rugós Felületi érdesség: Ra= 0,01-1 m kb. tizedére csökken r f r f
Megelőző érdesség Görgő sugara Erő, előtolás Fogások száma 1.2 12 R z m, 1.0 0.8 0.6 2 R z, µm 10 8 6 4 0.4 2 z 1: eredeti érdesség: R z = 80 m 2: eredeti érdesség: R z = 40 m. 0.2 1 1000 2000 F, N 0 2 4 6 8 10 12 14 16 fogások száma A keményedett réteg vastagsága: 0,2-20 mm Függ: a F geometriai viszonyoktól technológiai adatoktól anyagminőségtől 4 3 1 a 2 1 1 2 2 ReH 3 l a a l l arctg l: a képlékenyen alakított réteg vastagsága F: görgőerő a: az érintkezési ellipszist helyettesítő kör sugara : poisson szám R eh : folyáshatár 1 Ábrázolva az összefüggést Ha =0,3 és akkor ahol a 3 a f e 3 1 F R E 1 2 R d a ismeretében F/a 2 R eh leolvasható Pontszerű érintkezést feltételezve: l 2 F R eh w 2 D g 1 r
4.3 Külső hengeres felületek ütőtestes szilárdítása szabad vagy korlátozott mozgású testek ütődnek a felülethez a réteg tulajdonságai dinamikus kölcsönhatás miatt változnak meg Sörétezés Sűrített levegő nyomása Forgó lapátkerék röptető ereje Gravitáció (saját tömeg) Ezek eredménye: mozgási energiával szilárdítanak Elterjedt eljárások: szabad ütőtestes: sörétezés Kötött elhelyezésű: - szilárdítás forgó ütőtestekkel - szilárdítás vibrációs ütőtestekkel Sörét: legtöbbször öntöttvas 0,5-5 mm Technológiai adatok: v: 70-150 m/s R a : 6,3-25 m l: 0,2-0,5 mm Gravitációs sörétezés Forgó ütőtestes felületszilárdítás Pneumatikus sörétező Szerszám: tárcsa szerű, a kerületén elhelyezett gyűrű vagy golyó alakú ütőtestekkel Gép: pl. eszterga, az ütőtestes berendezés a késtartó helyére fogható munkadarab alaptárcsa alakos gyűrű ütőtest 1: alaptárcsa 2: oldaltárcsa 3: golyókosár 4: acélgolyó 5: szorítócsavar 6: munkadarab felfogócsap
Az eljárást befolyásoló tényezők: ütőtestek alakja és mérete az átfedés nagysága h v: kerületi sebesség ütőtestek száma anyaga (acélgolyó) f, v w Fogásszám munkadarab anyaga A mikrogeometriát a fajlagos ütésszám határozza meg: N ü kns i d f n w w k: a golyók száma Elérhető érdesség, Ra= 0,02-0,05 m Az alakváltozás mértékére hat még: az ütőerő nagysága az ütési impulzus A felületi réteg tulajdonságait befolyásolja: a munkadarab anyaga ütések száma ütési impulzus szilárdítási technológia Technológiai adatok: N ü : 30-70 ütés/mm 2 h: 0,05-0,8 mm F: 5-120 N h A keménység nagymértékben növekszik Cél: 4.4 Belső hengeres felületek hideg képlékeny megmunkálása 1: v sz : 41 m/s; h=0,15 mm 2: v sz : 41 m/s; h=0,05 mm 3: v sz : 15 m/s; h=0,15 mm 4: v sz : 15 m/s; h=0,05 mm mikrogeometria pontosság felületi réteg tulajdonságai (keménység, hordozó felület, maradó feszültségek) Vasalás Golyóval vagy kúpos alakító elemmel
Kettős kúpos alakító elem: F Golyós: D Hengerlés hátsó kúp F 3 kosár kalibráló kúp alakító kúp d 0 f alakító elem (golyó) 1 2 alakító elem (görgő) támasztó kúp merev (tömör) merev (szerelt) Vasalás történhet rugalmas elemmel is (ld. Külső felület vasalása) F f F f v F f Golyóval vagy kúpos alakító elemmel Furathengerlő szerszám konstrukciója 7 8 5 6 4 3 2 l 1 szerszám befogó fúrórúd Ütőtestes Ritkán, inkább csak nagy átmérők esetén /2 Morse n olaj kenés f n f n f n
5. Nagysebességű forgácsolás (HSC, HSM) A klasszikus forgácsoláselmélet szerint High Speed Cutting High Speed Machining High Speed Milling A termekékenység növelésének lehetőségei: Fogásmélység (a p,a e ) növelése Előtolás (f) növelése Forgácsoló sebesség (v c ) növelése C v = T m v c A Taylor összefüggés egy adott tartományban érvényes A sebesség növelésével a hőmérséklet nő Növekszik a kopás Rendkívül lecsökken az éltartam Melyik mit okoz? (a p,a e ) növelése növekszik a forgácsoló erő (f) növelése növekszik a forgácsoló erő (v c ) növelése növekszik a forgácsolási hőmérséklet halál völgye. 1 2 Carl Salamon kísérletei az 1920 as években Réz, v c =2850 m/min alumínium, v c =16500 m/min acél, v c =440 m/min A forgácsolási hőmérséklet csökkenését tapasztalta! Bizonyos értékek fölött a forgácsoló sebesség növelése csökkenti a forgácsolási hőmérsékletet: Ellenőrző ballisztikus kísérletek (1950 es évek) Alumínium ötvözésű anyagból készített lövedékeket lőttek ki keményfém és gyorsacél szerszámélek mentén v=4500 m/min és v=73200 m/min közötti forgácsolósebességgel. Nagysebességű film Forgácsolás valósult meg Kopás nem volt érzékelhető 3 4
Kevesebb hő keletkezik Akeletkező hőt aforgácsviszi magával v c > hővezetés sebessége További eredmények a gyorsforgácsolás területén 1970 es évek : Lockhead vállalat, marási kísérletek n=18000 min 1 ; n=30000 min 1 és n=100000 min 1 főorsó fordulatszámmal A forgácsolási sebesség 500% os növelésekor az időegység alatt leválasztott forgácsmennyiség 300% al megnőtt, a fellépő forgácsoló erők pedig mintegy 70 % kal csökkentek. A megmunkált felület felületi minősége igen kedvezően alakult, a munkadarab és a szerszám hőmérséklete alig változott, a forgácsolási folyamat során keletkezett hő túlnyomó részét a forgács vezette el. Az 1980. évi chicagói nemzetközi szerszámgép kiállításon az Ex Cell O olyan megmunkáló központot állított ki, amelynek főorsója n=40000 min 1 fordulatszámmal forgácsolt. 5 6 5.1 A gyorsforgácsolás sebességtartománya Mi a gyorsforgácsolás (nagysebességű megmunkálás)? Nagy forgácsoló sebesség (v c )? Nagy fordulatszám (n)? Nagy előtoló sebesség (v f ) v c > 500 m/min (anyag és eljárásfüggő) Schiffer szerint av c < 500 m/min sebességű forgácsolás a szokásos sebességű - a v = 500 10 000 m/min sebességű forgácsolás a nagy sebességű a v > 10 000 m/min sebességű forgácsolás az extrém nagy sebességű 7 8
Nagysebességű marás 9 10 5.2 A nagysebességű anyagleválasztás jellemzői a forgácsoló él előtt az anyag rideggé válik a forgács a forgácstőnél képlékeny alakváltozás nélkül letörik csökken a forgács leválasztáshoz szükséges energia és csökken a keletkező hő a forgács elviszi magával a keletkező hőt A nagysebességű anyagleválasztás jellemzői: kis fogásvétel (kis forgácskeresztmetszet) jó felületi érdesség (»Ra=0,2 mm), kedvező szerszám éltartam, nem keletkezik élrátét egyenirányú marás alkalmazása hűtés nagy nyomású levegővel, illetve szerszámon keresztül 11 12
Az egyenirányú marás (nagysebességű marásnál) előnyei: a forgácsoló élre csak nyomófeszültség hat, ebből következően kisebb az él letöredezésének veszélye, kisebb hő fejlődik, ezért megnő a szerszám éltartama, a munkadarab deformációja igen csekély, kisebb radiális erő ébred, csökken a szerszámgép igénybevétele. 13 14 5.3 A nagysebességű forgácsolás alkalmazásának feltételei Fokozott követelmények az MSKG rendszerrel szemben 15 16
A szerszámmal szemben támasztott követelmények dinamikus kiegyensúlyozottság, szimmetrikus kialakítás, rövid kinyúlás, merev felépítés (erősített szerszámszár), keményfém szerszámanyag (illetve lapka) TiAlN bevonattal, mérethatár;átmérő 20 mm, szerszámon keresztül történő hűtés lehetősége, minél magasabb megengedhető fordulatszám. Tömör keményfém szerszámok (moduláris kivitel) Bevonatok: TiN, TiCN és TiAlCN AlN, TiAlN további adalékok: pl. ittrium, vanádium vagy tantál nanoréteg struktúrák: pl. CBN vagy PKD 17 18 19 20
A szerszám munkadarab felülettel bezárt szöge az előtolás irányában hosszanti húzóforgácsolás (minden esetben elkerüljük a levegőben vágást, az effektív szerszámátmérő és a forgácsolási sebesség nagyobb), hosszanti tolóforgácsolás (levegőben vágás veszélye fennáll, az effektív szerszámátmérő és a forgácsolási sebesség kisebb). 21 22 A szerszámgéppel szemben támasztott követelmények főorsó fordulatszám: (30 000 45 000 min 1), programozott előtolás: (40 60 m/min), gyorsjáratielőtolás: (60 90 m/min), speciális nagysebességű szervóhajtások, CNC program végrehajtási sebesség (1 20 ms/mondat), adatátviteli sebesség (50 000 250 000 bit/s), merev felépítés, hő stabilitás, rezgésérzéketlenség, hibakompenzálási lehetőségek (hőmérséklet, golyósorsó, pályakövetés), program előreolvasás. 23 24
A szerszámtartóval szemben támasztott követelmények dinamikus kiegyensúlyozottság, szimmetrikus kialakítás, merev befogás (például hidro mechanikus), kis méret és tömeg. CAM rendszerrel szemben támasztott követelmények A nagysebességű forgácsolás követelményeinek minél teljesebb kielégítése érdekében a CAM (Computer Aided Manufacturing számítógéppel segített gyártás) szoftverrel szemben speciális követelményeket támasztanak. Közel állandó szerszámterhelés forgácsolás közben Az egyenletes szerszámterhelés érdekében biztosítani kell: a hirtelen irányváltások minimalizálását, a fokozatos anyagleválasztást, a spline interpoláció lehetőségét. 25 26 a hirtelen irányváltások minimalizálása: oa megmunkálandó anyagba folyamatos behatolást és kilépést biztosít (pl. spline, csavarvonal, körív, stb.), o lágy átmeneteket biztosít (éles irányváltások lekerekítésével ) a gyorsmeneti mozgásoknál is, ominimális pozicionáló mozgással oldja meg a helyzetre állítást. a fokozatos anyagleválasztás biztosítása: o nagyolásnál az anyagleválasztást állandó radiális és axiális fogásvétellel tervezi meg és hajtja végre, o elősimításnál a megmunkálásra több lépcsőben, egyre kisebb szerszámokkal és állandó terhelés mellett kerül sor, o elősimításnál a szerszám a lehető legharmonikusabb pályán (pl. csavarvonal mentén) halad, majd sor kerül a maradék anyag eltávolítására. 27 28
A nagysebességű forgácsolás alkalmazásának feltételei 5.5 A nagysebességű forgácsolás alkalmazási területei szerszámgyártás (edzett szerszámacélok, réz, öntöttvas, alumínium, grafit ), kisméretű alkatrészek gyártása, repülőgép alkatrészek gyártása (alumínium, rozsdamentes acél ), járműipari alkatrészek gyártása (alumínium, öntöttvas, acél), elektronikai ipar alkatrészeinek gyártása (alumínium, réz ), orvosi műszergyártás (rozsdamentes acélok, titán), edzett, kemény anyagok (akár 62 HRC keménységű anyagok) megmunkálása, prototípus gyártás (alumínium, műanyagok ) 29 30 Fejlődési tendenciák a szerszámgyártásban( süllyesztékek gyártása) használt technológiai eljárásoknál Gyártási technológiák Technológiák arányai (% ban) 1985 1995 2005 HSC marás 4 10 46 Helyzetköszörülés 16 15 12 Elektro eróziós gépek (tömbös és huzalos szikraforgácsolás) 80 75 42 Forgácsolási teljesítmények összehasonlítása Marás: keményfém szerszám, szerszám átmérõ: 20 mm, fogásmélység 10 mm, megmunkálandó anyag: Alumínium 31 32
6. Ultraprecíziós forgácsolás (UP) teljesítménylézerek, infravörös optika fémtükrök parabola tükrök hiperbolikus tükrök Elnevezések: ultraprecíziós megmunkálások szubmikronos megmunkálások nanotechnológiának mikroforgácsolásnak stb. Tükrök anyaga: réz, alumínium, nikkel, arany ezüst, platina Infravörös áteresztő lencsék: germánium, szilícium, galliumarzenid, stb Optikai felületek megmunkálási igénye: Pontosság: < 1um Érdesség: 10 80 nm (Ra) Mikrométer nagyságrendű forgácsméretek (a, f) Határozott élgeometriájú (többnyire egyélű) forgácsoló szerszám Ultraprecíziós esztergálás Cink selenid aszférikus lencse 1 2 Fényvisszaverő optikai elemek (tükrök) Alkalmazási terület Anyag Követelmény Scanner a megmunkáló lézerekhez. Sík és parabolatükrök a megmunkáló lézerekhez. alumínium, réz, arany, nikkel, ezüst, platina, molibdén Reflexió: 98% Alakpontosság: 0,2...0,01 μm Fénymásoló és lézernyomtató dobok. Érdesség: Ra 0,005 μm Áteresztő Fresnel lencse. Optikai Alakpontosság: optikai műanyagok, 0,2...0,01 μm elemek (lencsék) Germánium lencse. Germánium, Szilícium, Érdesség: Napelemek lencséi. GaAs, ZnSe, Ra 0,002 μm ZnS A lézersugarak fókuszáló és kiléptető lencséi. Mechanikai elemek, Alakpontosság: 0,5...0,1 μm alkatrészek Mágn. merev adattárolók (hard diszk). Video rekorderekhez szalagvezető görgők. Légcsapágyazás alkatrészei. Vákuumtömítések. Részecskegyorsítók elektródái. alumínium, nikkel, réz, sárgaréz Érdesség: Ra 0,01 μm 3 4
6.1 Ultraprecíziós forgácsolás sajátosságai, követelményei Technológiai adatok: o Méretpontosság: IT5 o Forgácsolási sebesség: v= 600...2000 m/min o Forgács keresztmetszet: A c = 0,5...500 μm2 o Éllekerekedés a szerszámon: R β = 0,01... 1 μm o Forgácsolóerő: F c = 0,1 N... 10 N 5 6 Gyémánt élanyag!! Lehetőleg természetes! Kivéve Fe alapú anyagok 600 fok felett (CBN precíziós keményeszt.) h min =0,1r n ; h min =0,293r n ; h min =84v c -0,7 r n 0,25 7 8
A gyémánt technológiai tulajdonságai - Legkeményebb élanyag - Legélesebb és - Kis súrlódási tényező - Jó hővezető - Kis hőtágulás 9 10 11 12
A gyémánt technológiai tulajdonságai A technológiai adatok és az érdesség kapcsolata Erős C-Fe affinitás Kis szívósság, ridegség Nagy keménység Kis hőtágulás Nagy rug. modulus Kis surlódás Jó hővezető képesség f 2 /8r e =25/760=0,03 um Intenzív diffúziós kopás Gyenge dinamikai teherbírás Megfelelő szerszám-mdb keménységi arány Kiváló élminőség, éles él Kis éldeformáció Alacsony forgácsolási hőmérséklet; nincs másodlagos forgács alakváltozás: a kopás nem függ a forgácsolósebességtől Vas alapú anyagokhoz nem használható Csak finommegm unkálásokr a használható Kemény anyagok is forgácsolhatók Tükrös felületek megmunkálása Nagy pontosságú ultraprecíziós megmunkálás Hosszú éltartam Nagy termelékenység fizikai-mechanikai tulajdonság forgácsolás technológiai jellemző alkalmazhatósági jellemző 13 14 6.2 Szerszámgépek Főorsó követelmények: o aerosztatikus; n = 6000...12000 f/min o tehermentesített, rezgéscsillapított szíjhajtás o futáspontossága: 0,05 μm o merevsége: 500 N/μm (orsóközépen) 15 16
6.3 Ultraprecíziós forgácsolás további követelményei o vezetékek: aerosztatikus (CBN: hidrosztatikus), o környezet: klimatizált, 20±0,5 C, relatív nedvesség tartalom: 50%, hőegyensúly, emberi jelenlét nem kívánatos, o rezgésszigetelt alap, o gépágy: gránit, gömbgrafitos. öv., kerámia, o munkadarab befogás: vákuum tokmány, műanyag, üveg ragasztással, o rezgés és rezonancia mentesség, o hűtés kenés pontos, stabil beállítása (kis előtolás több órás megmunkálás) 17
7. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal A fogazatok kapcsolódása 7.1 Alapfogalmak Fogárok Fejszalag Fogfelület Fogtõfelület Határpont Fog Fenékszalag Fejkör Gördülõkör Osztókör Határkör Lábkör Alapkör Fogprofil Fogaskerék hajtások csoportosítása Egyenes külső Egyenes belső Külső kúpfogazat
Fogasléc Fogasív w w Tányérkerék, síkkerék Metsződő tengely, kúpkerékpár Metsződő tengely, csavarkerékpár a w Metsződő tengely, csavarkerékpár Hipoid kerékpár Hengeres csigahajtópár Toroid hajtópár
r0 7.2 Fogazatmegmunkáló eljárások felosztása 7.3 Profilozó eljárások a) Profilozó eljárások marás Vésés üregelés Megmunkálás alakátvitellel Fogprofil = Fogárok normálmetszeti profilja egy szerszámmal egy modul és fogszám gyártható a) Marás tárcsamaróval v. ujjmaróval (modulmaróval) b) Lefejtő eljárások a fogprofil burkolóvágások révén jön létre főmozgás, előtoló mozgás, lefejtő mozgás (gördülés) egy szerszámmal többféle fogszám gyártható A lefejtés lehet: folyamatos szakaszos n forg. H Jellegzetességek: h r 0 n osztó h h. velőtoló h h V Mindig osztással megy végbe Szerszám homlokszöge = 0 Egyetemes gépek és készülékek Nagy átmérőjű munkadarabok A marókat készletekben gyártják r0 n forg.
Fogprofil tárcsamaró geometriája Zárt nyílfogazat készítése ujjmaróval N N h H H Jellegzetes változatok (tárcsamarásra): Oldalmegosztás Fogásmegosztás N-N V d0 df tgb tg h b) Vésés, üregelés 7.4 Lefejtő eljárások (1890-1910) Profilozó eljárás Osztó-profilozó (1,2) komplett profilozó (3,4) 1 z 1 2 üregelés Komplett profilozás is lehetséges (egyetlen húzással) Többnyire kisméretű darabok Nagysorozat v. tömeggyártás Valódi fogaskerék megmunkálás: A mdb és a szerszám egymáson gördül A profil ún. burkolóvágások révén jön létre (lefejtés) A szerszám terhelése egyenlőtlen Hengeres fogazatokhoz: 4 1) Tárcsával-marás -köszörülés 2) Újjmaróval marás 3,4) Üregelés, kivágás, hideghúzás 3 vésés Egyedi gyártás Szakaszos előtolás Osztómozgás R max 8-15 vágás gyalulás vésés marás
Ismételten a fogazatok kapcsolódásáról Maag Pfauter Fellows vc f t f a vc vc f w f w f f w f f w Fogaskerék megmunkálás lefejtéssel 7.4.1 Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás) Lefejtő fogvésés munkadarab v forg. mdb. n osztó sz. n előtolás szerszám gyors előtolás fogásv. mozg. löket löketvégi asztalmozgás a szerszám kiemelése miatt i=z s /z w =n w /n s i= z z v
Lefejtő fogvésés Fogásmélység beállítása: begördüléssel, a mdb. 1-1/4 fordulat alatt készül el mdb.. 1 2. szerszám Vezérlőtárcsával valósítják meg 1.pont: h=0 2.pont: h=h max teljes fogásmélység h 1 2 Szerszáma: a metszőkerék (változó profileltolású éllel rendelkező fogaskerék ) szekrény kos állvány v Fogmetsző gép kinematikai elrendezése munkadarab Egyszerű mozgásviszonyok Bonyolult szerszám Elemi fogazat: x=0 szerszám forgó tárgyasztal
Ferde fogazatok is megmunkálhatók: +mozgás a szerszámnak (spirál) sz-mdb ellentétes emelkedésűek 2 Ferde fogazat előállítása 3 1 metszőkerékkel, Cserélhető csavarvezeték segítségével 1. csavarvezeték, 2. vezetőhüvelyt forgató kerék, 3. vezetőcsap Belső fogazatok is megmunkálhatók. Lefejtő fogvésés, belső fogazat 7.4.2 Lefejtő foggyalulás (Maag eljárás) Nagyobb pontosság Kisebb termelékenység Nagyon bonyolult mozgások (mechanika) Legegyszerűbb szerszám
Lefejtő foggyalulás Visszalöketnél a kés kiemel (billen) A megmunkálás kinematikája: mdb i (kin. kapcs.) Maageljárás mozgásciklusa 0 a. + v forg. 0 02 0 3 1 III. III. v előt. 4 5 3 II. n fogásvételi mozgás II. 2 1 I. 4 5 I. 0 ismétlés 1-2: begördítés (1. fog kialakul) 3: további fogak megmunkálása 4: gyors visszagördülés 5: gyors kigördülés + osztás a megfelelő fogszámmal Ferde fogazat gyalulása: egyenesfogú v. ferdefogú fésűskéssel hosszú lökethossz mdb. kifutás ráfutás vésés rövid lökethossz mdb. kifutás ráfutás vésés p v sz 0 s H A A r 1 ha r 2 2 0 hf H szerszám v forg. Maag fésűskés geometriai kialakítása: p m S h 0 a t0 2 h 20 0 1,25m Sík felületek határolják Mindenütt névleges profillal bír Sokszor és könnyen újraélezhető (csak szilárdsági limitje van) f a ) b )
7.4.3 Lefejtő fogmarás (Pfauter eljárás) < 0 12 Egyszerű élezhetőség hát- és homlokfelületen Maag eljárás belső fogazatokhoz nem használható Nagyobb termelékenység Kisebb pontosság Egyszerű mozgások Bonyolult szerszám A főmozgás forgó, ez nagy előny Szinte minden mozgás folyamatos Szerszám: Csavarfelületre vitt lécprofil diff. v tang.előtolás Lefejtő fogmarás, Pfauter forgó = 90 + s osztó v ax. előtolás v t is lehet (szakaszos, v, folyamatos) a maró egyenletes terhelése érdekében) Pl. diagonál marás d=+/- a+b a v rad. fogásvétel v. előtolás v tang. előtolás
Diagonális marás A lefejtő fogmarás kinematikai lánca f t f er f ax lefejtőmaró mdb. mdb v f mdb sz i, = z ö z Z ö : maró bekezdések száma Z: mdb fogszáma lefejtőmaró Kivitelezési módszerek: Alulról felfelé (egyenirányú marás) termelékenyebb Csak axiális előtolással Axiális és radiális előtolással (l út csökkentése) v n h v v rad mf f R sz x R sz -x Az előtolás és az érdesség kapcsolata X R l fmf sinα0 X' X sinα0 X' 8 R f mf SZ R 2 SZ X' 8 R sinα 0 SZ 2 fmf 2 2 SZ [mm/mdb ford.] v ax v ax o, x
Lefejtő fogmaró gép felépítése A szerszám újraélezése Dönthetõ marószán Marófej lefejtõmozgása Ellentámasz A hátfelület hátraesztergált A homlokszög g=0 o n sz Lefejtõ elõtolás sík Állvány Elõtolás Fogásvétel Radiális elõtolás kúpos oldalfelület Munkadarabszán szabályozás gyémánttal
Lefejtő eljárások összehasonlítása Jellemző Fellows Maag Pfauter Termelékenység ++ + +++ Pontosság ++ +++ + Mozgásviszonyog ++ +++ + bonyolultsága Szerszám bonyolultsága +++ + +++ Belső fogazat + - - Ferde fogazat + + +
8. Fogazatok befejező megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal 8.1 Hámozó lefejtő marás (pontossági fogmarás) Mindig simító megmunkálást jelent Kéregkeményített vagy edzett fogazatok is megmunkálhatók Kinematikailag azonos a hagyományos lefejtőmarással Jó termelékenység, jóval nagyobb, mint köszörülésnél Pontosság jó: IT 6-8 Ráhagyás 0,1-0,3 mm Szerszám: keményfém lapkás, lefejtő fogmaró nagy negatív homlokszöggel!! A negatív 30 o biztosítja Kis forgácsvastagság Kis deformáció Kis hőképződés Jó R a (0,8-6,3 m) Gondos előmunkálás!! forrasztott v. betétes kivitel 30 Műszaki előfeltételek: Munkadarabok gondos előmunkálása Megfelelő gépválasztás Pontos készülékezés Előmunkálás: Csak a fogoldalon legyen forgácsolás ráhagyás előfogazás végállapot Az előfogazáshoz speciális marót használnak (Protuberanz maró) 0.1m s e p r 1.4m Gép: kellően merev. maró léptetésre legyen lehetőség diagonális marást kell alkalmazni (kopás)
8.2 Foghántolás hántolandó kerék Nemesített kerekekhez Csoportkerekek kisebbik kerekéhez Szokás még: Cementálás hántolás nagyfrekvenciás edzés Éles szélű barázdákkal ellátott felületű fogaskerékkel (szerszámmal) történő összejáratás Szerszám: hántolóléc vagy hántolókerék (egyenes vagy ferdefogú) 0.75-0.1mm 0.75-0.1mm A nézet A legördülőmozgás hántoló kerék 10-12 o -os kitérő tengelyek Összegördülés + tengely irányú mozgás Homlokszög=0 o fogirányra merőleges fogak esetén Homlokoldallal párhuzamos fogaknál a homlokszög nem 0 hátszög=0 o!!!!. + tengelyirányú mozgás Forgácsolás a csúszási viszonyok következtében Nagyon kis ráhagyás 0,025-0,05 mm Csökkenti a profilhibát és az alaposztás hibát Összegzett osztáshiba és az ütés nem javul Nagyon termelékeny néhány sec. Van kiegészítő mozgás is A munkadarab csúcsok között A szerszámot nekinyomjuk A szerszám forgatja a munkadarabot A hántoló eljárás módjai b b c c a b a c a a: mdb kezdeti pozíciója b: hántolókerék c: mdb végpozíciója Gép: foghántoló gép párhuzamos diagonál : tengelykeresztezõdési szög : diagonális szög Pontosság IT 5-7 Ra 0,8-0,02 um merőleges haránt a b
8.3 Fogazatok jellegzetes hőkezelései A furat és a fogazat deformációt szenved Cementálás (+edzés = betétedzés) C = max. 0,2 % ezt visszük fel kb 0,8%-ra Rétegvastagság. 0,5-1,5 mm Nitridálás Gázban vagy sófürdőben Indukciós edzés Csak a fogfelületet 8.4 Kiegészítő fogazatmegmunkálások 9. Fogazatok megmunkálása határozatlan élgeometriájú szerszámokkal Foggömbölyítés (célgépek) fogsarkítás Homlokél letörés Sorjázás foglekerekítés 9.1 Fogköszörülés profilos tárcsakoronggal Köszörülés egy koronggal Problémák: A korong kopásával a fog vastagodik Korongszabályozás nehézkes Pontatlan
köszörűkorong Köszörülés két koronggal Kedvezőbb, mert a korong a palásttal forgácsol r i r b Köszörűkorong érintkezése a munkadarabbal A szakaszon kedvezőtlen a szögtartományban kedvezőbb köszörülési feltételek vannak. A 0 A A A A 0 0 A F 0 Fogásvétel iránya Axiális: egyenletes kopás, nagy hő Radiális: egyenletlen kopás, kisebb hőfejlődés F 0 F F F 0 F axiális radiális legördülés Profilozó korongog szabályozása lehúzó szerszám gyémánt bevonatolt fogoldal felület 9.2 Lefejtő fogköszörülés 9.2.1 Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles) köszörûkorong profilja profilozó köszörûkorong a fog jobb oldalán profilozó köszörûkorong a fog bal oldalán v k. köszörûkorong fog homlokfogaskerék 1 2 3 osztókör
Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles) Mozgásciklus v k 1 2 3. osztókör Korong: egyenes profilú, kettős kúpos Korongszabályozás könnyű Közepes pontosság Közepes termelékenység Ferde fogazathoz is alkalmas A1 1 B 1 A 2. 1 BAL PROFIL. 7 mm Túl- és ráfutás Holt út B2 1 1 JOBB PROFIL 5mm. Túlfutás Kigördülés.. Bal profil köszörülése B1-A2 Túlfutás és visszaút (kb 5 löket) Jobb profil köszörülése B2-A1 Kigördülés + osztás Begördülés + ráfutás Bal profil köszörülése osztás B 1 2 Begördülés 1 5mm Ráfutás A BEÁLLÍTANDÓ ÁGYSZÁN ELMOZDULÁS 9.2.2 Lefejtő fogköszörülés, Maag eljárás b gy g d gy k c b gy A korong független a modultól Kis érintkezési hossz (pontszerű) Korongszabályozás minden 2 sec-ban Alacsony hőmérséklet Kis termelékenység Nagy pontosság Bonyolult gép Ra =0,8-0,01 m IT 3-6
Maag fogköszörülés mozgásviszonyai acélszalag (gördítőszalag) köszörűkorongok munkadarab gördítő bak előtolószán gördítőszán 0 o -os Maag fogköszörülés mozgásviszonyai 9.2.3 Lefejtő fogköszörülés csigakoronggal, Reishauer termelékenyebb l o l k r a gördülő szalag alapkör 1 2 2 1 b A korongok nincsenek bedöntve Nem azonos fogárokban dolgoznak Az alsó pontok összekötője érinti az alapkört
Szerszám: trapézprofilú csigakorong A szabályozás ideje eléri a főidőt Szerszám és mdb között kötött kinematikai kapcsolat van Nagyon termelékeny Legkevésbé pontos
10. Menetek megmunkálása Alapfogalmak External thread Internal thread Internal thread ISO Metrikus menet 60 o P/8 Thread angle External thread P/4 Osztás, P Root Crest Center of thread assembly Root Crest Különféle menetprofilok Menetmegmunkálási módok Example : knuckle thread form
10.1 Menetesztergálás Körkések Menetesztergálás
Működő szögek menetesztergáláskor A szerszám profil a menet tengely- vagy normálmetszeti Profiljával egyezik meg Menetesztergálás egyidejűleg több fogárok megmunkálásával Belső hengeres felületek menetesztergálása
10.2 Menetmetszés Menetmetszés Menetmetszés 10.3 Menetfúrás
Menetfúrás Menetfúrás (video) Menetfúrás Gépi anyamenet-fúró
10. 4 Menetmarás tárcsamaróval a) Menetmarás bedöntött tárcsamaróval -Változó keresztmetszetű forgács -Szakaszos leválasztás B v f Maró Mdb P emelkedési szög d v c 60 v fa
b) Örvénylő menetmarás c) Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró) Külső Belső Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró) d) Bolygó menetmarás
10.5 Menetköszörülés a) Tárcsa alakú (egyfogú) koronggal Menetköszörülés b) Többfogú, fésűs koronggal n s n s 2 n w n w v f v f Menetköszörülés c) Többmenetes koronggal 10.6 Menetmegmunkálás képlékenyalakítással Menethengerlés n s v f n d s d s v f in n d n w támasz d 1 = d k d s k = i dk d k d s k = id k
Menetmángorlás