gépgyártástechnológia alapjai 2011/12 i. félévggytmazs/tantargyak/gepgy_alapok/... ·...

Gépgyártástechnológia alapjaiGépgyártástechnológia alapjai2011/12 I. félév/

2BM, 2BMR, 2BF2BM, 2BMR, 2BF

(www.uni‐miskolc.hu/~ggytmazs)

Lineáris méretlánc

L

Általános méretlánc

Szerkesztési bázisok SZB Felfogási bázisok FB

TB

GÉP?

A héten laborgyakorlat!!

A forgácsolószerszám

Határozott, egyélű szerszámok – forgácsoló kések (eszterga kések)

monolitforrasztott lapkásszerelt lapkás

Van e közük egymáshoz?

4.5 A forgácsolószerszám élgeometriája A forgácsolószerszám élgeometriája

Definíciókat tudni kell!!

A terelőszög szerepe Forgácsolóél, mellékél, csúcssugár

Forrasztott lapkás forgácsoló kések tipusaiForgácsoló élanyagok

4.6 Forgácsoló élanyagok

4.7 Forgácsképződés

A forgácsképződés fázisai a forgácsolás kezdetekor

Forgácsképződés

Alakváltozások a forgácstőben

htgΦ =ab

tgΦ−

=

Forgács‐alakváltozási tényezők

λh = h’/h forgácsvastagság A forgács térfogata állandó, vagyis

λι

l

ll

= hosszúság b h lb h l

' ' '⋅ ⋅⋅ ⋅

= 1λb = b’/b szélesség

azaz λb⋅λh⋅λl = 1 

tgγha;h'b ⋅==mivel tgγha;cosγ

b ==mivel

vagyis cosγcosγhhtgΦ =⋅

==gysinγλsinγhh'ab

tgΦh −⋅−−

Ahol λh a forgács vastagságirányú alakváltozási tényezőjeh g g g y y j

λh = h’/h

Forgács fajták, forgács alakok

f l ó tö d tt é í t f áfolyó, töredezett és nyírt forgács

Forgács alakok

Szalag

Kusza

Cső alakúl

Spirál

Csavar darab

A forgácsolás termikus jelenségei

A forgácstő hőforrásai:

belső súrlódás a nyírási síkban, (1)anyagszétválasztás a szerszám csúcsánál, (2)súrlódás a homlokfelületen, (3)súrlódás a hátfelületen, (4)további anyagdeformációk, (5)

A bevitt energia több mint 90 % ‐a hővé alakul !

A forgácsolás hőmérséklete

A forgácsolás hőmérséklete

Θ fu A forgács és a homloklap érintkezésénélértelmezzükΘ fköz c. = értelmezzük

f á é i té f táb tá ó hő i éuf: a forgács egységnyi térfogatába távozó hő mennyisége,c  : a munkadarab anyagának térfogategységre vonatkoztatott fajhője.

Tapasztalati összefüggés:

Θ Θ Θ ΘC h bz x yΘ ΘΘ Θ Θ= ⋅ ⋅ ⋅C h bc

z x yv

A hűtés és a sebesség szerepe

A forgácsoló szerszám kopása

Igénybevétel: mechanikai, termikus, hő

Követelmények: keménység, szilárdság, szívósság, hőállóság,hővezető képesség, kis hőtágulás, stb

A kopás fizikai folyamatai

• Abrazív kopás

• Adhéziós kopásAdhéziós kopás

• Diffúziós kopás

• Oxidációs kopás

A kopás megjelenési formái

• homlokkopás• hátkopáshátkopás• élkopás• csúcskopás

A kopás megjelenési formái

A forgácsoló szerszámok éltartama

Éltartam (T):   a szerszám tönkremeneteléig forgácsolásban eltöltött időeltöltött idő

Élt t k ité i kÉltartam kritériumok • kopás• felületminőség• pontosságf á ló ő• forgácsoló erő

• hőmérséklet• rezgések

tb• stb.

Az éltartamot legmarkánsabban a forgácsoló sebesség befolyásoljaAz éltartamot legmarkánsabban a forgácsoló sebesség befolyásolja

A kopás időbeli folyamata

• kezdeti vagy bekopás• egyenletes kopás• egyenletes kopás• katasztrofális kopásvagy tönkremenetel

Rajz!Éltartam  T 1ltartam T

v vckT C⋅ =

−1

lgT=k∙lgv ‐k ∙lgC

vm

c CTv =⋅

lgT=k lgvc‐k  lgCv

A kitevő alapvetően a szerszám anyagától függ

Bővített Taylor egyenlet:

vcv

ppq m

nCf a T

VB=⋅ ⋅

⋅p

Az éltartam további mérőszámai

(ST) Éltartamút: a forgácsolóélnek T idő alatt a forgácsolóirányban megtett útja.T

(LT) Éltartamhossz: a forgácsolóélnek T idő alatt az előtoló‐irányban megtett hossza.

(VT) Éltartamtérfogat: a szerszám által T idő alatt leválasztott forgácstérfogat.

(NT) Éltartamdarabszám: a T idő alatt megmunkált darabok száma.

él ál á d á á i ké dé !Az éltartam megválasztása gazdaságossági kérdés!

Forgácsoló erő és teljesítmény

Forgácsoló erő és teljesítmény Kienzle:

Fajlagos forgácsolóerő

k k hc cz= ⋅ −

1 1. ) (N / mm2

A fajlagos forgácsolóerő módosító tényezői

• homlokszög korrekció Kγ;• forgácsolósebesség korrekció  Kv;g g v• szerszámkopás korrekció Kk;• szerszámanyag korrekció Ks;

Kγ

γ γγ= −

⋅ −=

− ⋅= − ° + °1

1 5 9100

109 1 5100

5 20, ,

, ... ) acélokhoz, (

Kγ

γ γγ= −

⋅ −=

− ⋅= − ° + °1

15 3100

103 15100

10 15, ,

, ... ) öntöttvashoz, (

10 1,0

cv v

100K ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≅

Ks = 1,2 gyorsacéloknál, Ks =0,9 kerámiáknál, 

Kk = 1 + VB k

2askvγ

zc1.1c N/mm KKKKKhkk ⋅⋅⋅⋅⋅⋅= −

A forgácsoló erőt befolyásoló tényezők

A munkadarab anyagaForgácsvastagság (előtolás)Forgácsszélesség (fogásmélység)

á áForgácsarányHomlokszögSzerszám elhelyezési szögF á ló b éForgácsoló sebességA szerszám anyagaHűtés‐kenésSzerszámkopásSzerszámkopás

A forgácsolt felület minősége

Érdesség

Forgácsolással előállított felületek tipusai

Elméleti érdesség

A szerszám nyomvonalaáltal a munkadarabon kialakított elméleti profil

Elméleti érdesség Maradó feszültségek

Keményedés

ΔΗΗ Η−max dKeményedési fok

ΔΗΗ

= a d

d

ESZTERGÁLÁS ESZTERGÁLÁSI MÓDOK

Hosszesztergálás

ESZTERGÁLÁSI MÓDOK

Keresztesztergálás (oldalazás)

K tú t álá ( fil t álá )Kontúresztergálás (profilesztergálás)

Kontúresztergálás (gömb) Beszúrás és profilesztergálás

LeszúrásBeszúrás

Beszúrás furatbanHomlokbeszúrás

Menetesztergálás

A megmunkálások méretpontosságaA megmunkálások méretpontossága

A méretpontosság Pl.: 50H7

A

uv

x

yzBelső

méret

B

CD

EF

GH

j k m np r

st

u

Névlegesméret

Alapeltérés, AE

a

J

K M NP

R

bc

de

f g h

Külső

Tűrés, TD

RS T

UV

XY

ZLaza

illesztésÁtmenetiillesztés

Szilárdillesztés

méret

iqT ⋅= DDi 001,045,0 3 +⋅=IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT165 6 8 9 0 3 5 6

q 7 10 16 25 40 64 100 160 250 400 640 1000

Az ESZTERGÁLÁS SZERSZÁMAI

Hárompofás tokmány

Síktárcsa

Felfogás tüskére Szorítóhüvely

Befogás tokmányba, csúccsal támasztva

Szegnyereg, forgó csúcsForgó csúcs, álló csúcs

Befogás csúcsok közé, menesztés esztergaszívvel és menesztő tárcsával

Befogás csúcsok közé, menesztés menesztő csúccsal Támasztás álló, vagy mozgó bábbal

Az esztergálás gépei

GYALULÁS

Lengőhimbás (kulisszás) hajtómű Könyökös gyalukés alkalmazása

Szerszám

Munkadarab

Vésés

Üregelés

Csigafúró Csigafúró geometriája

A csigafúró forgácsolási viszonyai Központfúró Süllyesztők

Süllyesztőfúró, kúpos süllyesztő, csapos süllyesztő

Dörzsárak

gépi

kézi

DörzsárakDörzsárak

‐ bevezető kúp‐ forgácsoló részg‐ kalibráló rész‐ hátsó kúp

A csigafúró kopása és újraélezéseA csigafúró kopása és újraélezéseA furatmegmunkálás gépei

Homlokmarás Palástmarás

Homlokmarás Palástmarás Palástmarás

Ellenirányú marás(up milling)

Egyenirányú marás(down milling)

Homlokmarás

Palást‐homlokmarás (sarokmarás)Palást‐homlokmarás (sarokmarás)

palástmarók

száras marók

homlokmarók

furatos maró

hosszlyukmaró

MARÓGÉPEK Függőleges marógép

Vízszintes marógép

Függőleges CNC megmunkáló központ

Vízszintes CNC megmunkáló központ

Függőleges marógép Vízszintes marógép

Vízszintes fúró-marómű

(horizont)( )

Filmek

Fogazás

FejszalagFogárok

Fogfelület

FejkörGördülõkörO óköOsztókör

HatárkörLábkörF Lábkör

Fogtõfelület Fenékszalag

Fog

Fogprofil

Alapkör

Határpont

n forgγ

α

n forg.

h h

H

. előtolóosztó

r 0

vn

h

h

ε

r0

forg.n

maxR

Maag FellowsPfauter

vc

Maag FellowsPfauter

ff

t

a

vc

f w

vc

f w

wf f

wff

Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás)

org. szerszám

ωmdb

gyorselőtolásmunkadarab

fov

f áωmdb.

ωsz. löketnosztó mozg.

fogásv.

előtolásni= z

zv

előtolás

asztalmozgáslöketvégi

i=zs/zw=nw/ns

kiemelése miatt

asztalmozgása szerszám

Lefejtő fogvésés

ωmdb

i (kin. kapcs.)

. + vforg.

a

v li

n

0

123

5

0 0 0

0

velőt. fogásvételimozgás

04 5

I.II.

III.

0

III.II. I.123

4 5 ismétlésMaag-eljárásmozgás-iklciklusa

v tang.előtolásdiff.ω

v ax. előtolás

+ s=forgó δ γ90°ω

osztóω

a

v rad. fogásvételv. előtolás

vtang. előtolás

MarófejDönthetõ marószánlefejtõmozgása

Ellentámasz

Lefejtõ elõtolás

FogásvételElõtolás

Állvány

FogásvételRadiális elõtolás

Munkadarabszán

Rubin lézer Lézeres vágófej Plazma vágófej

Elektrokémiai süllyesztés vázlata Elektrokémiai polírozás Anódmechanikai megmunkálásElektrokémiai köszörülés (elizálás)( )

Abrazív vízsugaras vágás

zy

xNyomásnövelő szivattyú

Abrazív adagoló készülék

Abrazív vízsugaras vágófej

MunkadarabRezgős adagoló

te x t

Vízsugár energiát elnyelő tartály

zy

xNyomásnövelő szivattyú

Abrazív adagoló készülék

Abrazív vízsugaras vágófej

MunkadarabRezgős adagoló

te x t

Vízsugár energiát elnyelő tartály

Ultrahangos anyagleválasztás: