Megmunkálási eljárások I.

1. Megmunkálási eljárások I. 2/2

2. 2. KHF Megmunká-lá- sa határozott élű szerszámokkal 2.1.Megmunkálási módok , mozgásviszonyok , szerszámok 2.2. A munkadarabok felfogása és központosítása 2.3. Technológiai adatok meghatározása 2.4. A megmunkálás pontossága 2.5. A megmunkált felület minősége 2.1. Megmunkálási módok , mozgásviszonyok , szerszámok 2.1.1.KHF forgácsolása állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával 2.1.2.KHF forgácsolása változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával 2.1.3.KHF forgácsolása állandó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával 2.2. A munkadarabok felfogása és központosítása 2.3. Technológiai adatok meghatározása 2.4. A megmunkálás pontossága A mdb és a szerszám viszonylagos helyzetének meghatározottságából adódó hibák A gép és a gyártóeszközök geometriai pontatlansága MKGS rendszer alakváltozása okozta hibák Szerszámkopás okozta hibák Hő okozta hibák 2.5. A megmunkált felület minősége A felület geometriai jellemzői A felületi réteg állapota 2. Külső hengeres felületek megmunkálása határozott élű szerszámokkal

3. KHF: a mdb-ot központosítani kell forgó mdb: géporsójának tengelyvonalába álló mdb: a szerszám forgástengelyének A mdb felfogása előtt esetenként elkészítő műveletek szükségesek: a) oldalazás: központfúrás előtt, homlokélen vagy furaton való központosítás, sorozat és tömeggyártásban (amikor a mdb hosszirányú helyzetét homloklap ütközettéssel valósítják meg) (rendszerint csúcsesztergán végezzük) b) központkeresés és jelölés: homloklap középpontjának kijelölése, központfúrás előtt (ha nem tudjuk vagy nem akarjuk befogni) c) központfúrás: csapok és tengelyek csúcsok közötti központosításához, nyeregszeggel való megtámadáshoz d) bábhelyesztergálás: hosszú, nem merev (l/d8-12) tengelyek bábbal való központosítása előtt, támasztópofák részére hengeres csapot, bábhelyet kell esztergálni (v, s, a) Fs 2.2. A munkadarabok felfogása és központosítása

4. 2. Külső henge- res felületek megmunkálása határozott élű szerszámokkal 2.1.Megmunká- lási módok moz- gásviszonyok , szerszámok 2.2. A munka- darabok felfogása és Központosítása 2.3.Technológiai adatok meghatározása 2.4. A meg- munkálás pontossága 2.5. A meg- munkált felület minősége Központosítás csúcsok között központosítás esztergacsúccsal minden műveletnél a felfogási bázis ugyanaz marad sugárirányú helyzet-meghatározási hiba elvileg 0 központosítás menesztőcsúccsal (egy felfogásban végig munkálva, nyonmaték kicsi) (piramis alakú menesztőcsúcs) központosítás kitérőcsúccsal: lépcsős hengeres felületek (csapok, tengelyek) sorozat és tömeggyártásban, ütközőre központosítás homorú kúppal: rövid, kis átmérőjű mdb-ok (csapok, csapszegesk) kúpfelület vagy homlokélek 2.2. A munkadarabok felfogása és központosítása

5. Befogás egyetemes központosító tokmányba Hengeres mdb-ok gyors és központos befogására alkalmasak A rövidebb mdb-ok lebegve (l/d3-4) az ettől hosszabbakat csúccsal kitámasztva fogjuk be Felfogás síktárcsára Egymástól függetlenül állítható pofák Hátrány: központosítás hosszadalmas Nagy átmérőjű, nem szabályos, durva felületű rövid l/d 3-4 darabokkal lebegő, hosszabakat csúccsal illetve bábbal kitámasztva fogjuk fel Összefoglalás: felfogási illetve központosítási módok külső hengeres felületek megmunkálásához. 2. Külső henge- res felületek megmunkálása határozott élű szerszámokkal 2.1.Megmunká- lási módok moz- gásviszonyok , szerszámok 2.2. A munka- darabok felfogása és Központosítása 2.3.Technológiai adatok meghatározása 2.4. A meg- munkálás pontossága 2.5. A meg- munkált felület minősége 2.2. A munkadarabok felfogása és központosítása

6. 2.3.Technológiai adatok meghatározása A technológiai adatok meghatározása egy rész az alkatrészgyártás technológiai folyamat tervezésén belül. Az adatmeghatározás előtti tevékenységek sorrendje a következő: 1. Az alkatrészgyártáshoz szükséges műveletek és azok sorrendjének meghatározása (műveleti sorrendtervezés) az alkatrész műhelyrajza alapján. A műveletek meghatározásához figyelembe kell venni többek között a következőket: a) az alkatrész anyaga; b) az alkatrész gyártandó darabszáma (tömegszerűsége); c) alkatrészjellemzők (alak, tömeg, méretek, pontosság, érdesség). 2. Szerszámgép kiválasztása az adott művelethez. 3. A szerszámok alakjának, élgeometriájának és anyagának megválasztása.

7. 2.3.Technológiai adatok meghatározása 4. Fogásmélység (forgácsszélesség) meghatározása a ráhagyás és a művelet jellege alapján. 5. Előtolás (fogankénti előtolás, előtolósebesség) meghatározása. 6. A gazdaságos forgácsolósebesség számítása. 7. Forgácsolóerő (forgácsoló nyomaték) számítása. 8. Forgácsoló teljesítmény ill. szükséges motorteljesítmény számítása. 9. Ellenőrzések végzése a motorteljesítmény ill. forgácsolóerő (forgácsoló nyomaték) alapján, szükség szerint módosítások végzése (visszatér 6. vagy 5. vagy a 4. ponthoz). 10. A végleges adatokkal gépi ~idő, anyagleválasztási teljesítmény számítása.

8. 2.3.Technológiai adatok meghatározása A technológiai adatok meghatározását (5. ill. 6. pont) többféle módon végezhetjük el. A lehetséges módszerek a következők: a) Normatíva táblázatok alapján. b) Szerszámgyártó cégek katalógusaiban szereplő technológiai adatok táblázatos ajánlása alapján. c) Szakirodalmoban található empírikus összefiiggések és adatbázisok alkalmazásával. • Bálint Lajos: A forgácsoló megmunkálás tervezése, Műszaki Könykiadó Bp. 1967. • Angyal B.-Cverencz J. -Pópity S.: Forgácsolástechnológiai táblázatok Műszaki Könyvkiadó Bp. 1971. • Gépipari technológusok zsebkönyve, Műszaki Könyvkiadó Bp. 1984.) d) Szoftverek alkalmazásával (pl. TAUPROG, GTIPROG, stb.).

9. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA A technikai fejlődéssel növekszik a szerszámgépek pontossága. A század elejétől a közepes nagyságú esztergák pontossága tízévenként egy pontossági osztállyal növekedett. A megmunkálás pontosságát befolyásoló tényezők (Hibaokozók). • A mdb és a szerszám viszonylagos helyzetének meghatározottságából adódó hibák • A gép és a gyártóeszközök geometriai pontatlansága • MKGS rendszer alakváltozása okozta hibák • Szerszámkopás okozta hibák • Hő okozta hibák

10. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA a) A mdb és a szerszám viszonylagos helyzetének meghatározottságából adódó hibák Helyzetmeghatározási és bázismegválasztási hibák. b) A gép és a gyártóeszközök geometriai pontatlansága • a szerszámgép geometriai hibája (nyugalmi, terheletlen állapotban mért hibák) • a kinematikai lánc hibái (mechanizmusok alkatrészei) • a szerszámél pályájának hibái (főorsótengely = mdb tengely és az ágyvezetés (szerszámpálya) párhuzamossági hibája • a szerszám pontatlanságából adódó hibák • egyélű forgácsoló szerszámok (eszterga és gyalukés) hibája nem befolyásolja közvetlenül a mdb pontosságát - rossz forg. szim. • a többi szerszám hibái többé-kevésbé rámásolódnak • méretes szerszám mérethibái • alakos szerszám alakhibái • forgó szerszámok ütése (orsótól független) • szélesélen dolgozó szerszámok elhelyezési hibái.

11. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA b) A gép és a gyártóeszközök geometriai pontatlansága • a szerszámgép geometriai hibája (nyugalmi, terheletlen állapotban mért hibák) • a kinematikai lánc hibái (mechanizmusok alkatrészei) • a szerszámél pályájának hibái (főorsótengely = mdb tengely és az ágyvezetés (szerszámpálya) párhuzamossági hibája • a szerszám pontatlanságából adódó hibák • egyélű forgácsoló szerszámok (eszterga és gyalukés) hibája nem befolyásolja közvetlenül a mdb pontosságát - rossz forg. szim. • a többi szerszám hibái többé-kevésbé rámásolódnak • méretes szerszám mérethibái • alakos szerszám alakhibái • forgó szerszámok ütése (orsótól független) • szélesélen dolgozó szerszámok elhelyezési hibái. • a készülék pontatlanság okozta hiba • geometriai és szerelési hibák • készülék kopására figyelni kell

12. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA c) MKGS rendszer alakváltozása okozta hibák • MKGS alakváltozása az alkatrészen • helyzethibát, • mérethibát, • alakhibát okoznak, • a rezgések - hullámosságot. • Erőhatás okozza( súlyerő, szorítóerő, forgácsolóerő, kiegyensúlyozatlan részek okozta röpítőerő) • Erőhatásra a rendszer elemei alakváltozást szenvednek  a szerszámél helyzete megváltozik. Az erő meghatározása: • kísérleti úton • erőmérés • teljesítmény mérés alapján • analitikus úton • fajlagos forgácsolóerő felhasználásával • normatív összefüggések felhasználásával.

13. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA Az egyszerű kezelhetőség érdekében a forgácsoló fő és mellékmozgások irányában célszerű komponensekre bontani. • F - forgácsolóerő a szerszámot és szerszámbefogórendszert • P - alakítóerő a mdb-ot és az azt befolyásoló rendszert terheli A számításoknál szükségünk lesz - a merevség, elmozdulékonyság értelmezésére (az MKGS rendszer jellemzésére használják a hibák vizsgálatánál) Merevség: a szerkezet (vagy mdb) rugalmas alakváltozással szembeni ellenállóképességét értjük. mdb - merevségi tényező P - ható erő (N) y - erőhatás irányába eső elmozdulás (mm)

14. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA Elmozdulékonyság: a szerkezet (vagy mdb) egységnyi erő hatására létrejött, adott irányú elmozdulása. Wmdb - elmozdulékonysági tényező ymdb - terhelés irányába eső elmozdulás (mm) P - elmozdulás irányába eső erő (N) A mdb merevsége • Alakváltozás szempontjából - a mdb méretei és az esztergálásnál fellépő erők figyelembevételével megkülönböztetünk teljesen merev és rugalmas mdb-ot • Teljesen merev: ha a forgácsoláskor fellépő alakítóerő a mdb-on nem okoz mérhető rugalmas alakváltozást. • Rugalmas: ha az alakítóerő a mdb-on mérhető rugalmas alakváltozást hoz létre.

15. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA • Nagy l/d viszonyú tengely

17. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA d) Szerszámkopás okozta hibák A mdb méretváltozása szempontjából a • hátkopás • élkopás • csúcskopás játszik fontos szerepet, mivel a megmunkálandó felületre merőleges irányban változtatják a szerszám méretét. • Mérethibát okoz: a szerszám kopása azonos munkadarabok méretre állított szerszámokkal végzett megmunkálásakor, sorozat vagy tömeggyártás esetén. • Alakhiba: a szerszám kopásából nagyméretű munkadarabok megmunkálásakor keletkezik.

18. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA • Méretváltozást - közvetlenül mérik, - közvetve a hátkopásból határozzák meg. szerszám rövidülése hátkopás hátszög • A következő lineáris összefüggésekkel kifejezhető (kopásgörbe lineáris szakasza) L2 = C1  t - forgácsolás ideje, min. L2 = C2  L - szerszám forgácsolási útja, m v. km L2 = C3  A - a megmunkált felület nagysága, m2 C1, C2, C3 - a munkadarab anyagától, a megmunkálás körülményeitől függő állandók

19. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA e) Hő okozta hibák Pontosságot befolyásolják a fellépő hő okozta alakváltozások. Hővé alakul forgácsolásnál : - alakváltozáshoz - súrlódáskor felhasznált energia. • Hő származik: - gép mozgó alkatrészeinek súrlódásából - elektromotor hidraulikus rendszer működéséből Következmény: MKGS rendszer elemei melegednek és deformálódnak. Állandósult hőállapot: • a rendszerben a hő egyensúlyban van • keletkező hőmennyiség = eltávozó hőm. • MKGS elemeinek hőmérséklete állandó

20. 2.4. A MEGMUNKÁLÁS PONTOSSÁGA • Változó hőállapotú rendszer üzemelés kezdeti, befejező szakasza hosszabb munkaszünet • szerszám 10-20 perc • nagyobb tömegű 3-4 óra alatt érik el az állandósult hőállapotot. • Pillanatnyi hőállapot A mdb felmelegedéséből adódó hiba Döntően a forgácstőben keletkező hő idézi elő. • Furatban több hő keletkezik, mint KHF forg. • A mdb felmelegedés nő, ha V, S, a

21. TURNING VERSUS GRINDING CONCERNING TO THE GEOMETRICAL ACCURACY Cylindricity Sketch of the processes Roundness Parallelism Turning Grinding

22. 2.5. A megmunkált felület minősége Felületminőség (FM): - Felület geometriája (felszíne, „domborzata”, topográfiája, érdessége…) - Felületi réteg állapota Felület geometriája : - mikrogeometria érdesség - makrogeometria Érdességi jellemzők: • elméleti • valóságos

23. 2.5. A megmunkált felület minősége Elméleti érdesség:

26. 2.5. A megmunkált felület minősége Átlagos érdesség: Valóságos érdesség: érdességi mérőszámok Egyenetlenség magasság: Hordozóhossz: Viszonylagos hordozóhossz:

27. TOPOGRAPHY OF SURFACES OF GEAR 8 in 3D Hard turned surface Ground surface

28. TOPOGRAPHY OF SURFACES OF GEAR 7 in 3D Hard turned surface Ground surface

29. 2.5. A megmunkált felület minősége Érdességi értékek Érdességi profil Ra=0,0744 Rq=0,0973 Rp=0,2316 Rv=0,5553 Rt=0,7868 Rsk=-1,0826 RzDIN=0,5944 Köszörülés Esztergálás Ra=0,0898 Rq=0,01207 Rp=0,2902 Rv=0,7652 Rt=1,0554 Rsk=-1,2921 RzDIN=0,7061

30. VALUES OF RELATIVE REFERENCE LENGTH OF THE PROFILES Depth Relative reference length of the profiles % measured Gear 1 ( Gear 2 ( 68G5) 76G5) Æ Æ from the surface Ground Hardturning Ground Hardturning m 0.41 1.82 0.50 1.70 0.2 m m 1.38 10.68 3.43 8.95 0.4 m m 3.90 24.76 12.55 20.54 0.6 m m 10.11 31.57 31.43 36.57 0.8 m m 21.62 45.21 56.25 56.51 1.0 m m 38.10 60.11 76.16 77.05 1.2 m m 53.64 69.06 88.07 93.51 1.4 m m 74.23 74.77 94.58 99.17 1.6 m m 85.95 84.60 97.62 99.99 1.8 m m 93.23 94.77 98.99 100 2.0 m m 97.22 100 99.58 2.2 m m 98.94 99.87 2.4 m m 99.54 100 2.6 m m 99.83 2.8 m m 100 3.0 m

31. 2.5. A megmunkált felület minősége Az elméleti értéktől való eltérést a megmunkált anyg tulajdonságai, a technológiai adatok, a szerszám állapota, az MKGS rendszer rezgései okozzák. Éllekerekedési sugár

32. 2.5. A megmunkált felület minősége

33. 2.5. A megmunkált felület minősége Felületi réteg tulajdonságai A forgácsolt felületére jellemző tulajdonságok jelentősen befolyásolják az alkatrész felhasználási tulajdonságait Jellemezhetjük: • Maradó feszültség nagysága, előjele, mélysége • A felületi felkeményedés mértéke • Szövetszerkezet megváltozása

34. 900 800 700 600 500 400 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Distance (mm) 900 800 700 600 500 400 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 Distance (mm) COMPARISON OF GRINDING WITH HARD BORING Microgeometry Microhardness Microstructure Residualstress Hard boring Grinding

35. 2.5. A megmunkált felület minősége