9. FORGÁCSOLÁS HATÁROZATLAN ÉLGEOMET- RIÁJÚ SZERSZÁMMAL A geometriailag határozatlan élgeometriájú szerszámmal való forgácsolás, a szerszám mechanikus behatása révén kialakuló anyagleválasztás. Az élt a kemény anyagú szemcse aja, több aktív él is lehet. Az érintett elem, forgács keresztmetszet nagyságrenje kisebb mint határozott élgeometriájú szerszám esetén.
Esztergálás, marás Köszörülés Forgács Forgácsoló ék Kötés vc Köszörű szemcse vc 5 2 Forgács 1 3 4 Munkaarab 1 2 3 4 1. Nyírás 2. súrlóás, nyírás 3. Leválasztás,zömítés 4. Súrlóás, nyírás 5. Súrlóás 9. 1. ábra Forgácsképzőés a) esztergálás, b) köszörülés esetén A kötött szemcsével való forgácsolás erősen negatív homlokszögű szerszámmal valósul meg. A forgácsvastagság kicsi. Az anyag alakváltozása nem elhanyagolható.
9.2. ábra A forgácsképzőés szakaszai
9.1. A köszörűszerszám felépítése 9.1.1. A köszörűszemcse anyaga A szemcse anyaga korun, szilícium karbi, köbös kristályos bórnitri és a gyémánt. A szemcseanyagokat egymástól a keménységük és kopásállóságuk különböztetik meg. Más szokásos fizikai tulajonságaik mérőszámai is a sűrűség, a rugalmassági moulus, Poisson szám, súrlóási tényező, hőállóság, hőtágulási együttható, hővezető képesség is különböznek. Korun A korun kristályos Al.-oxi (Al2O3).
Szilíciumkarbi A legfontosabb kerámia anyagokhoz tartozik. Színe szerint fekete vagy zöl színű lehet. A fekete SiC hajlító szilársága azonban nagyobb a zölnél. Szuperkemény csiszolóanyagok Ebbe a csoportba soroljuk a természetes-, a mesterséges gyémántot és a köbös bórnitriet. A természetes gyémántot ipari célra abban az esetben használunk, ha az mérete és/vagy szennyezettsége miatt más célra nem alkalmas. Elsősorban nem vasalapú anyagok, mint üveg, kerámia, keményfém, műanyag, stb., finomfelületi megmunkálására - tükrösítésére, fényesítésére - használják. A mesterséges gyémánt keménysége és sűrűsége azonos a természetes gyémántéval. Hőállósága azonban alacsony. Ma a gyémántszerszámok mintegy 75 %-a mesterséges gyémánt anyagú. A köbös bórnitri hexagonális szerkezetű, és a keménysége a gyémántéhoz hasonló.
9.1.2. A köszörűanyag szemcse nagysága A köszörű szemcsét geometriai tulajonságok is jellemzik, mint a szemcsenagyság és a szemcsealak. 9.1.3. A kötés Keramikus kötés Műgyanta kötés Fémes kötés Gumikötések v c forgács kötőanyag levegő pórus szemcse 9.3. ábra A pórusok egyik szerepe a köszörűkorongok műköésénél Keramikus kötésű korong szerkezete: szemcse, kötőanyag és a levegőpórus.
Szemc seanyag Szemc seméret Keménys ég Szerkezet Kötés Pl. C 100 M 10 V Szemc seanyag Korun A V keramikus kötés Szilíc ium karbi C S s zilikátkötés Durva Közepes Finom N.finom 6 30 70 220 R RF B gumikötés gumikötés s zálerõs ítéss el mûgyantakötés 8 36 80 240 BF mûgyantakötés s zálerõs ítéss el 10 46 90 280 E s ellakkötés 12 14 16 20 24 54 60 - - - 100 120 150 180-320 400 500 600 800 Mg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 magnezitkötés 10 zártabb szerkezet nyitott s zerkezet 11 12 13 14 9.4. ábra Szilíciumkarbi és korun szemcséjű köszörűkorong jelölése (Gránit vállalat) - - - - - - 1000 1200 A B C D E F G - renkívül lágy nagyon lágy H I J K lágy L M N O közepes P Q R S kemény T U V W nagyon kem ény X Y Z - renkívül kem ény
9.5. ábra Korongalapalakok
9.2. A köszörülés eljárásai v c sebesség a köszörükorong sebessége. A munkaarab v w [m/s] sebességét a q sebességviszony fejezi ki. q vc 60 150 v w (9.1) fogásmélység ráhagyás folyamat jellemző
9.2.1. Az anyagleválasztási sebesség P a l á s t Kereszt- Hossz- Síkköszörülés Körköszörülés Külső- Belső- 9.6. ábra A köszörülési mószerek összefoglalása H o m l o k Kereszt- Hossz-
9.7. ábra A köszörülés alapaatai
9.2.2. A forgácsolóerő és teljesítmény Mikroéleken, fellépő forgácsolóerők ereője, az F c főforgácsoló-, az F p passzív, és az F f előtoló forgácsolóerő nagyobb a főforgácsolóerő nagyságánál. F p 1,5...3 F c (9.3) A h z az egy szemcsére eső forgácsvastagság.
A h z nagysága: h z h l L eq g z egyenértékű forgácsvastagság érintkezési hosszra eső szemcsék száma (9.4) ahol: l g érintkezési hossz L z két szemcse közötti közepes távolság. Az l g érintkezési hossz: l g a e s (9.5)
eq s w s w eq s w w s 9.8. ábra Az egyenértékű átmérő Az egyenértékű átmérő: Külső hengeres felület esetén: Belső hengeres felület esetén: eq s w s w eq s w w s
Az egy szemcsére eső forgácsvastagság: h z v v w c a e eq L z (9.8) A h eq közepes forgácsvastagság: h eq v v w c a e (9.9)
9.9. ábra Az egyenértékű forgácsvastagság
Az F c forgácsolóerő: F c k c1.1. h z z v v w c a e a p k (N) (9.10) A korong forgatásához szükséges nettó teljesítmény: Fc v 10 c Pc 3 (KW) (9.11)
9.2.3. A köszörűszerszámok kopása Hőmérséklet Mechanikus elhoróás A kötés megtartóereje nem kielégítő, a kötés lágy. Méret és alakpontos köszörülés r s 1 G a e vf t 2r s (9.12) 9.2.4. A köszörűszerszám forgácsolóképességének fenntartása Önélezőését. Nagyoló köszörülés. Simító köszörülés Finomköszörülés Szabályozás
Korongok szabályozása Korong kiképzése Tisztítás Tisztítás Alakképzés Élezés Alak létrehozása... létrehozása Felrakóások megszüntetése 1.Körfutás 2.Hengeresség 3.Alak létrehozása a szemcse és kötőanyag leválasztásával 1.Szemcse és 2.kötőanyag leválasztással 9.10. ábra Köszörűkorongok szabályozása 1.A forgács- 2.köszörűkorong és hűtő-kenő anyag részecskék eltávolítása
A köszörükorong szabályozása álló vagy forgó szerszámokkal történik. Az álló szerszámokkal végzett szabályozás megfelel az esztergályozásnak. Ezért a korong szabályozott felületének profilja is annak megfelelő lesz. 9.12. ábra Szabályozás egyszemcsés szabályozó szerszámmal a) Korong a szabályozó szerszámmal b) A szabályozott felület jellemzői
(élezés) 9.11. ábra Szabályozó szerszámok (profilozás)
A forgószabályozó szerszámok alakos korongok szabályozására használatosak: Morzsológörgő Kéttengelyű pályavezérlésű Összetett alakos szabályozó 9.2.5. Hűtő-kenő folyaékok Hűtenek és kenő hatásuk révén csökkentik a súrlóást 9.3. A köszörülés rokon eljárásai
9.3.1. Szalagköszörülés Szerszám: textília, papír, stb. horozóra köszörűszemcséket ragasztanak. A szemcse-horozó rugalmas. 9. 13. ábra Szalagköszörülés
9.3.2. Hosszú- és rövilöketű örzsköszörülés Szerszám: általában több hasáb, finom szemcsék, kötött helyzettel. Hosszúlöketű eljárás (honolás) (9.14. ábra). Rövilöketű eljárás (szuperfinis) (9.15. ábra). v u v v u c v 10 50 m/min c 0,6 1 v 2 u v 2 a Átmérőhiba: 3 m Köralakhiba: 1 m Hengerességi hiba: 2 m 9.14. ábra Hosszúlöketű örzsköszörülés (honolás)
9.15. ábra A rövilöketű örzsköszörülés és jellemző aatai (szuperfiniselés)
9.3.3. Tükrösítés (leppelés) Szaba szemcsék Alapszerszám Paszta Folyaék 9.16. ábra A tükrösítés anyagleválasztó mechanizmusa
9.17. ábra Síkfelületű tükrösítő szerszám
9.18. ábra Hengeres felületek tükrösítése
9.3.4. Koptató csiszolás A koptató a munkaarab és a nagyszámú csiszolótest között nem szabályozott relatív elmozulás van. A sorják és felületi hibák megszüntetésére, revétlenítésre, rozsamentesítésre, polírozásra, fényesítésre, alkalmazzák. A csiszolótest vizes olatban lévő aalékanyag.
9.19. ábra Koptató köszörülés a) obcsiszolás, b) vibrációs csiszolás
9.3.5. Mágneses abrazív köszörülés (csiszolás) (Vázlata a 9.20. ábrán) A csiszoló szemcsék mágnesezhetők. A megmunkálanó alkatrészt mágneses térbe helyezzük, a pólusok közötti légrésbe kell elhelyezni a porszerszámot. A forgácsoló erők nagysága a mágneses inukció értékétől függ.
9.20. ábra Mágneses fényesítés 1) munkaarab, 2) köszörűszemcse