mechatronika szakdolgozat - university of miskolc

MISKOLCI EGYETEM

SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE

MISKOLCI EGYETEM

GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR

Szerszámgépészet és mechatronika szakirány

Szakdolgozat

Név: Kecskés

Réka

Neptunkód: GP239T

2017

MISKOLCI EGYETEM


- 2 -

SZAKDOLGOZAT

GESGT116B

KECSKÉS RÉKA GP239T

Gépészmérnöki alapszak, Szerszámgépészet és Mechatronika szakirány

A FELADAT TÁRGYKÖRE: CNC technika

A FELADAT CÍME: CNC Szerszámgép alkalmazása az alkatrészgyártásban

A FELADAT RÉSZLETEZÉSE:

Tanulmányozza a forgástestek előállítására alkalmazott megmunkálógépeket.

Végezzen irodalom-, szabadalom-, és piackutatást és tárja fel a leggyakrabban

alkalmazott megoldásokat a komplex megmunkálásra alkalmas szerszámgépek

szerkezeti megoldásaira.

Ismertesse a CTXalpha 500 eszterga-megmunkálóközponton történő megmunkálás

során milyen szolgáltatások teszik lehetővé a legyártandó munkadarab minőségi és

gazdaságossági jellemzőinek javítását.

A legyártandó alkatrész CNC programjának elkészítéséhez készítsen

szerszámtervet.

Dolgozza ki az alkatrész CNC programját a SINUMERIK 840D vezérlő ShopTurn

programozási rendszerében.

Készítsen grafikus tesztet a megmunkálásról.

TANSZÉKI KONZULENS: Név:

Oláhné Lajtos Julianna

mérnöktanár

IPARI KONZULENS:

(TANSZÉKI KONZULENS_2):

Név:

Beosztás:

Kiss Dániel

tanársegéd

VÁLLALAT ADATAI:

(KÜLSŐ TÉMA ESETÉN)

Neve:

Címe:

Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke

A FELADAT KIADÁSÁNAK IDŐPONTJA: 2016. 02.16.

A FELADAT BEADÁSÁNAK HATÁRIDEJE: 2016. 05.10.

Dr. Takács György

tárgyjegyző

MISKOLCI EGYETEM


- 3 -

SUMMARY

This complex project was made in the Department of Machine tools at the University of

Miskolc.

The title of my thesis is “The Application of the CNC machine tool in the production of

components”

In the first part of my task I had to compare the shaping machines which are used for the

shaping of the rotating bodies. In the first chapter I introduced the lathe shaping centers in

general, and then I collected the shaping machines appearing on the market.

In the next section I presented the CTX Alpha 500 that is in the workshop in details. I

outlined the technical data of the machine and I collected the services that can improve the

qualitative and economic features at the shaping.

After the reviewing of literature, patent and market I started the preparations of the

production of the component I received. I have drawn my component in 2D and in 3D as

well.

Then I described the choosing process of the proper material and summarized it’s main

parameters.

I introduced the selection of tools in the following chapter. First I picked a chip with the help

of the online catalogue and I took tool holder and a tool rack to the chip as well. I summarized

the parameters of the tools in a table.

Later I continued with the writing of the CNC program. I had to give the sizes of the initial

piece, then the contour of the surface to be spindled. I gave the cutting parameters of every

single step one by one, and then with the help of the simulation I could double-check how

exactly the process will look like.

As I finished the writing of the program, production was next. I mounted the initial

workpiece with a spur-chuck so the spindling could start. After the shaping of one side, the

component had to be put to the other side of the machine in order to be able to shape the

other side too.

After the production I made measurements on the component.

MISKOLCI EGYETEM


- 4 -

EREDETISÉGI NYILATKOZAT

Alulírott Kecskés Réka; Neptun-kód: GP239T a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és

Informatikai Karának végzős Szerszámgépészet és Mechatronika szakos hallgatója ezennel

büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom,

hogy CNC Szerszámgép alkalmazása az alkatrészgyártásban című szakdolgozatom saját,

önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai

szerint történt.

Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít:

- szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül;

- tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül;

- más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése.

Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy

plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül.

Miskolc, 2017. május 02.

…….……………………………….…

Hallgató

MISKOLCI EGYETEM


- 5 -

TARTALOMJEGYZÉK

SZAKDOLGOZAT ......................................................................................................................... - 2 -

SUMMARY .................................................................................................................................. - 3 -

EREDETISÉGI NYILATKOZAT ...................................................................................................... - 4 -

1. BEVEZETÉS ............................................................................................................................ - 8 -

2. ESZTERGA MEGMUNKÁLÓ KÖZPONT .................................................................................. - 9 -

3. KOMPLEX MEGMUNKÁLÓ GÉPEK A PIACON ..................................................................... - 10 -

MURATA ................................................................................................................................ - 10 -

Murata MS50 fronteszterga .................................................................................................. - 10 -

OKK ..................................................................................................................................... - 11 -

OKK VP600-5AX - Öttengelyes függőleges CNC megmunkáló központ .......................... - 11 -

OKK VC-X500 - Öttengelyes függőleges CNC megmunkáló központ ............................... - 12 -

VMC MT GÉPCSALÁD .............................................................................................................. - 13 -

A VMC MT SOROZAT MŰSZAKI ADATAI: ................................................................................ - 14 -

MAZAK ................................................................................................................................... - 15 -

Variaxis i500 ........................................................................................................................ - 15 -

HYPERTURN .......................................................................................................................... - 16 -

Hyperturn 65 Powermill ....................................................................................................... - 16 -

4. CTX ALPHA 500 .................................................................................................................. - 17 -

A GÉP MŰSZAKI ADATAI: .......................................................................................................... - 18 -

A CTX ALPHA 500-AL ELŐÁLLÍTOTT MUNKADARABOK MINŐSÉGI ÉS GAZDASÁGOSSÁGI

JELLEMZŐINEK JAVÍTÁSA ......................................................................................................... - 18 -

Belső szerszám bemérő készülék ......................................................................................... - 18 -

Hajtott szerszámok ............................................................................................................... - 19 -

Kétorsós megmunkálás ........................................................................................................ - 19 -

Szerszámtárba helyezhető rúd húzó ..................................................................................... - 20 -

Automata munkadarab megfogó készülék szállítószalaggal ................................................ - 20 -

TOVÁBBI LEHETŐSÉGEK ........................................................................................................... - 21 -

MISKOLCI EGYETEM


- 6 -

Forgács kihordó .................................................................................................................... - 21 -

Szál adagoló ......................................................................................................................... - 21 -

5. A LEGYÁRTANDÓ ALKATRÉSZ ........................................................................................... - 22 -

6. SZERSZÁM ANYAGOK .......................................................................................................... - 23 -

Ötvözetlen szerszámacélok .................................................................................................. - 23 -

Ötvözött szerszámacélok ...................................................................................................... - 24 -

Gyorsacélok .......................................................................................................................... - 24 -

Keményfémlapkák ............................................................................................................... - 24 -

Kerámia lapkák .................................................................................................................... - 25 -

Gyémánt ............................................................................................................................... - 25 -

A VÁLASZTOTT ALAPANYAG .................................................................................................... - 25 -

Összetétele ............................................................................................................................ - 25 -

Fizikai tulajdonságai: ........................................................................................................... - 26 -

Felhasználási köre ................................................................................................................ - 26 -

LEHETSÉGES LAPKA GEROMETRIÁK ......................................................................................... - 26 -

7. SZERSZÁM VÁLASZTÁSA ..................................................................................................... - 28 -

PARAMÉTEREK ......................................................................................................................... - 30 -

8. SZERSZÁMTARTÓ KIVÁLASZTÁSA ..................................................................................... - 32 -

SZERSZÁMTARTÓ TÍPUSOK ....................................................................................................... - 32 -

Megmunkáló központok, maró- és fúrógépek szerszámbefogói .......................................... - 32 -

Erővel történő zárás .............................................................................................................. - 33 -

Alakkal történő zárás ............................................................................................................ - 33 -

Eszterga központok szerszámbefogói .................................................................................. - 35 -

VDI TOOLHOLDERS .................................................................................................................. - 38 -

VDI BORING BAR HOLDER T1-30-32-100 ............................................................................... - 39 -

9. CNC PROGRAMOZÁS .......................................................................................................... - 40 -

1. KIINDULÓ MUNKADARAB MÉRETEI ÉS ADATAI .................................................................... - 40 -

2. OLDALAZÁS .......................................................................................................................... - 40 -

MISKOLCI EGYETEM


- 7 -

3. FÚRÁS ................................................................................................................................... - 41 -

4. NYERS DARAB KONTÚRJA .................................................................................................... - 42 -

5. KÉSZ DARAB KONTÚRJA ....................................................................................................... - 42 -

6. BELSŐ ESZTERGÁLÁS ........................................................................................................... - 43 -

7. KÜLSŐ ESZTERGÁLÁS ........................................................................................................... - 43 -

8. ÁTFOGÁS ÉS A MÁSIK OLDAL MEGMUNKÁLÁSA .................................................................. - 44 -

9. KÉSZ DARAB KONTÚRJA ....................................................................................................... - 44 -

10. NAGYOLÁS ......................................................................................................................... - 45 -

11. SIMÍTÁS .............................................................................................................................. - 45 -

12. FURAT MEGMUNKÁLÁS ...................................................................................................... - 46 -

13. SIMÍTÁS .............................................................................................................................. - 46 -

10. A MUNKADARAB LEGYÁRTÁSA .......................................................................................... - 47 -

11. ÖSSZEFOGLALÁS ................................................................................................................. - 52 -

12. A KÉSZ CNC PROGRAM ...................................................................................................... - 53 -

13. IRODALOMJEGYZÉK ........................................................................................................... - 58 -

MISKOLCI EGYETEM


- 8 -

1. BEVEZETÉS

Az esztergálás a Közel-Keleten időszámításunk előtt 3000 körül jelent meg, ezek a húrral

forgatott, faesztergálásra alkalmas gépek anyaguk miatt elkorhadtak az idő múlásával, nem

maradtak fenn. A görögök az egyiptomi mintát továbbfejlesztették, a rómaiak a görögöt, és

már bronztárgyakat is formáltak. A középkorban finomították az esztergagépet, lábhajtással

látták el. A fejlődés következő nagy állomása, amikor a hajtásra felhasznált izomerőt

felváltotta a természeti energia. 1798-ban megalkottak egy öntöttvas gépállványt, ahol a

mozgás csavarorsós mechanikára épült, mellyel pontosabban lehetett megmunkálni az

eszközöket.

A XIX. században a gőzgép megjelenése adott lendületet a modern szerszámgépek

kialakulásának, később a villamos energia váltotta fel a gőzgépeket. Az első

programvezérlésű szerszámgépet már e század végén megalkották, amely egy

revolvereszterga volt.

A XX. században a fejlődés a pontos vezérlés és könnyű kezelhetőség irányában haladt. A

lyukkártya, lyukszalag, az első számjegyvezérlésű szerszámgép (1952), majd az NC

technológia (CINCINNATI Hydro-Tel marógép a világ első NC gépe), nagy mérföldkő volt

az automatizálás terén. 1966-ban elkészül az első integrált áramkörökből épített NC. A

számítógépek megjelenése a gépiparban is jelentős változásokat eredményeztek. A

mikroszámítógépek elterjedésével létrejött a digitális számítógéppel vezérelt szerszámgép

(1972), a CNC gép (Computer Numerical Control). 1979-ben megszülettek a képernyős

kezelői felületű CNC-k. Ebben az évben hazánkban elkezdődik a Szerszámgépipari

Művekben a NEF-280 és a NEF-36 esztergagépek gyártása.

1. ábra

Hunor 721 vezérlő

A következő lépésként több különböző szerszámgépet egyesítettek egy számítógépes

irányítás alatt, azaz megmunkáló központokat hoztak létre.

MISKOLCI EGYETEM


- 9 -

2. ESZTERGA MEGMUNKÁLÓ KÖZPONT

A következőkben forgástest alakú alkatrészek megmunkálására alkalmas eszterga

központokat mutatok be. A 1. ábrán a jellegzetes eszterga központon megmunkálható

alkatrészek egy választéka látható. Az ábráról leolvasható, hogy az alkatrészek komplex

megmunkálása csak olyan esztergagépen lehetséges, amelyik más technológiai műveletek

(pl. fúrás, marás, menetfúrás, stb.) elvégzésére is alkalmas, és amelyik rendelkezik C

tengellyel (azaz pozícionálható főorsóval).

Fúró- maró szerszámokkal forgó főmozgást végezhet, ezek a hajtott szerszámok a

revolverfejben (szerszámtartó) helyezkednek el, vagy külön szánrendszerrel rendelkeznek.

Gyakran található szerszámtár és szerszámcserélő is az eszterga központon.

2. ábra

Jellegzetes alkatrészek eszterga megmunkáló központokon

Négy tengelyes (X,Y,Z,C) esztergáló központtal már a munkadarabok igen széles választéka

munkálható meg egy felfogással, bázisváltás nélkül. Gyakran előfordul, hogy a munkadarab

még az előzőekben felvázolt szerszámgépen sem munkálható meg mindkét oldalról, a

munkadarabot 180°-kal át kell fordítani, és újra be kell fogni. Ezt az átfordítást kézzel, vagy

- például gyártócellánál - ipari robottal és egy kettős megfogó szerkezettel meg lehet oldani.

Ennek ideje növeli a mellékidőt, ezért más megoldást is kerestek. Olyan eszterga

központokat is készítenek, amelyeknek két, egymással szemben elhelyezkedő főorsóval

rendelkeznek, ezeknél az átfogási művelet helyettesíthető azzal, hogy a két főorsó veszi át

egymástól a munkadarabot.

MISKOLCI EGYETEM


- 10 -

3. KOMPLEX MEGMUNKÁLÓ GÉPEK A PIACON

MURATA

Murata MS50 fronteszterga

A MURATA MS széria CNC egy orsós fronteszterga tökéletes választás lehet komplexebb

rendszerek kialakításában. Az MW szériát kiegészítve akár a legbonyolultabb

munkadarabok is megmunkálhatók.

3. ábra

Murata MS50

A gép műszaki adatai:

1. Táblázat: A Murata MS 50 adatai

Orsók száma 1 db

Max. tokmányméret 6″ col

Szerszámhelyek

száma 8 db

Max.

tengelytávolság

X: 130mm (D)

Z: 110mm

Főorsó

fordulatszáma 4500f./perc

Főorsó teljesítménye 5,5 kW

Max.

szerszámátmérő 40 mm furatban

Gyorsjárat

X: 24m/perc

Z: 24m/perc

Gép

Szélessége: 980

mm

Hossz: 1650 mm

Súly: 2.200 kg

MISKOLCI EGYETEM


OKK

OKK VP600-5AX - Öttengelyes függőleges CNC megmunkáló központ

Az OKK VP600-5AX öttengelyes megmunkáló központ a sima VP600 öttengelyes

változata. Nagyobb sebesség, nagyobb precizitás. A gép tökéletes választás lehet a kis –

közepes méretű komplex, összetetteb munkadarabok megmunkálásához.

4. ábra

OKK VP600-5AX


2. Táblázat: OKK VP600-5AX adatai

X tengely mozgás 1120mm

Y tengely mozgás 610mm

Z tengely mozgás 460mm

A tengely dőlés -105~+15 fok

C tengely fordulás 360 fok

Főorsó – asztal táv 150~610mm

Munkaterület 500×500 mm

Max. terhelés 1200 kg

Gyorsjárat 48/48/36/25/50

Szerszámtár típ. BT 40

Szerszámhelyek 20 db

Max. szerszám

átm. D 110

Max. szerszám

hossz 300mm

Max. szerszám

súly 7 kg

Szerszám csereidő 1,2 sec

Orsó motor 7,5/5,5 kW

Trafó 28 kVa

Gép

Magaság2796mm

Szélesség3500mm

Hossz3700mm

MISKOLCI EGYETEM


OKK VC-X500 - Öttengelyes függőleges CNC megmunkáló központ

Az OKK VC-X szériás öttengelyes megmunkáló központok a komplexebb és részletesebb

megmunkálandó darabok elkészítésére lettek kifejlesztve. Vezérlője Fanuc 31i – s.

5. ábra

OKK VC-X500


3. Táblázat: OKK VC-X adatai

X tengely mozgás 700mm

Y tengely mozgás 850mm

Z tengely mozgás 610mm

A tengely dőlés -120~+30 fok

C tengely fordulás 360 fok

Főorsó – asztal táv 150~760mm

Munkaterület 500×500 mm

Max. terhelés 500 kg

Gyorsjárat 48/48/25/25/50 m/perc

Szerszámtár típ. BT 40

Szerszámhelyek 40 db

Max. szerszám

átm. D 82

Max. szerszám

hossz 350mm

Max. szerszám

súly 7 kg

Szerszám csereidő 2 sec

Orsó motor 22/18,5 kW

Trafó 54 kVa

Gép

Magaság 3500mm

Szélesség 3720mm

Hossz 2450mm

Súly12.000kg

MISKOLCI EGYETEM


VMC MT GÉPCSALÁD

A VMC MT gépcsalád gépei ideális gyártórendszerek a komplex geometriájú tárcsajellegű

alkatrészekhez. A VMC MT sorozat gépei nagy rugalmasságú gyártóközpontok.

Középpontban az univerzalitás: a gépek szinte minden vevői elvárásnak megfelelően

konfigurálhatók.

Mindegy, hogy a vevő melyiket választja a sokféle kivitel közül, a VMC 300 MT, a VMC

450 MT vagy a VMC 600 MT alapfelépítése mindig azonos. A Mineralit ásványbetonból

készült alaptest különösen jó csillapítási tulajdonságokkal rendelkezik. Az X és Z tengelyű

keresztszánra felszerelt eszterga- / maróorsó kiváló és gyors forgácsolást eredményez. A

munkadarab az alul elhelyezett főorsóra van rögzítve, amely a vevő elvárásaitól és a

megmunkálási feladattól függően alakítható ki. Ehhez három főorsó változat áll

rendelkezésre: 49 / 83 / 103 kW.

6. ábra

A VMC MT gépek felépítése

A VMC MT sorozatnál a legkülönfélébb technológiákkal történő komplett megmunkálás áll

az előtérben. A gépekhez különféle, akár 80 szerszámhelyes szerszámtárak állnak

rendelkezésre. A választékot különféle orsóváltozatok egészítik ki. Ezáltal a VMC MT

sorozat univerzális megoldás a legkülönfélébb munkadarabokhoz.

http://www.cnc.hu/wp-content/uploads/2015/10/Emag_VMC450MT_cikk.jpg

MISKOLCI EGYETEM


- 14 -

A VMC MT sorozat műszaki adatai:

4. Táblázat: VMC MT adatai

7. ábra

VMC 300 MT, VMC 450 MT és a VMC 600 MT

VMC 300 MT VMC 450 MT VMC 600 MT

Tokmányátmérő 315 mm 450 mm 630 mm

Súly, max. 300 kg 300 kg 500 kg

Elforduló átmérő az ágy

felett 500 mm 650 mm 800 mm

Esztergálási átmérő, max. 300 mm 450 mm 600 mm

X / Z löket 735 / 500 mm 500 / 500 mm 650 / 580 mm

Főorsó» Orsóperem»

Orsócsapágy

8-as méret140 / 160

mm

8-as méret140 / 160

mm 11-es méret190 mm

Főhajtás» Szinkronmotor

40% ED»

Forgatónyomaték 40%

ED» Fordulatszám, max.

49 /83 / 103 kW585 /

990 / 1.410 Nm3.000

/ 2.400 / 2.000 f/perc

49 / 83 / 138 kW585

/ 990 / 1.410

Nm3.000 / 2.400 /

2.000 f/perc

138 / 150 kW585 /

990 / 1.650

Nm2.000/1.500 f/perc

Előtolási hajtás» X / Z

gyorsjárati sebesség» X / Z

előtolási erő

60 / 30 m/perc

4 / 8 kN

60 / 30 m/perc

4 / 8 kN

60 / 30 m/perc

12 / 20 kN

Motormaróorsó»

Szinkronmotor 25 % ED»

Forgatónyomaték 25 %

ED» Fordulatszám, max.»

Orsóbefogó

26,4 / 43 kW120 /

196 Nm12.000 /

7.000 f/percDIN

69893-1 HSK-A63

/100

ISO 26623 CAPTO

C6/C8

26,4 / 43 kW120 /

196 Nm12.000 /

7.000 f/percDIN

69893-1 HSK-A63

/100

ISO 26623 CAPTO

C6/C8

38 / 56 kW256 / 384

Nm5.500 f/percDIN

69893-1 HSK-A100

ISO 26623 CAPTO

C8

MISKOLCI EGYETEM


- 15 -

MAZAK

Variaxis i500

A termékpalettán megtalálható legkisebb szimultán 5-tengelyes megmunkálásra képes

vertikális megmunkáló központ komplex felületek kialakítására, kisméretű munkadarabok

pontos megmunkálására alkalmas. A DONE IN ONE koncepció elveit követve egyetlen

beállással minden olyan folyamatot elvégezhetünk vele, ami az alkatrész kialakításához

szükséges.

8. ábra

VARIAXIS I500

A Variaxis i500 műszaki adatai:

5. Táblázat: Variaxis i500

Munkadarab maximális átmérője 500 mm

Munkadarab maximális magassága 400 mm

X irányú löket 350 mm

Y irányú löket 550 mm

Z irányú löket 510 mm

A-tengely mozgástartománya -120°-tól +30°-ig

C-tengely mozgástartománya ±360°

Főorsó sebessége 12000 1/perc

gyorsbeállási sebesség X/Y/Z 60000/60000/56000

MISKOLCI EGYETEM


- 16 -

HYPERTURN

Hyperturn 65 Powermill

A Hyperturn szériát a szériagyártásban jelentkező nagyobb termelékenység iránti igény

szülte. Egyszerre komplex és költséges megmunkálások, mint az esztergálás, fúrás, marás

és fogazás egy műveletben elvégezhetők. Több megfogás tervezésére, illetve folyamatközi

félkész gyártmány tárolására nincs szükség, továbbá a munkadarab pontossága is javul. A

teljes megmunkálási idő, készülékezési és munkabér költségek, de még a gyártás helyigénye

is jelentősen csökkenthető a Hyperturn alkalmazásával.

9. ábra

Hyperturn 65 Powermill

Az 1300 mm-es orsótávolsággal a Hyperturn 65 Powermill számottevően több helyet biztosít

a fő- és az ellenorsóban szimultán végzett megmunkálásokhoz, mint a piacon található többi

típus. A 29 kW teljesítményű, 250 Nm nyomaték leadására képes ellenorsó már elegendő

teljesítménnyel rendelkezik egyszerre két szerszámmal végzett megmunkálásokhoz is. A „4

tengelyes megmunkálás” további távlatokat nyit a termelékenység fejlesztésére. Ilyen

további előnyt jelent a maróorsó, mely 29 kW teljesítménnyel, 79 Nm nyomatékkal és

12.000 1/perc fordulatszámmal áll rendelkezésre a komplex munkadarabok gyártásához. A

közvetlen hajtású B-tengely jó dinamikai tulajdonságokat és kontúr megmunkálási

képességet biztosít a Hyperturn 65 Powermill-nek, rövidebb szerszámcserélési idő mellett.

Az alsó revolverfej Y-tengelyének köszönhetően egyszerre lehet marási feladatokat végezni

a maróorsóval és a revolverbe fogott hajtott szerszámmal.

MISKOLCI EGYETEM


- 17 -

4. CTX Alpha 500

A CTX Alpha 500 SINUMERIK 840D vezérlővel 4D-s esztergamegmunkáló központ,

alkalmas esztergált darabok komplex megmunkálására ellenorsóval és programozható „C”

tengellyel rendelkezik. Hajtott szerszámok használatával képes a rajz szerinti hornyok és

furatok elkészítésére

10. ábra

CTX Alpha 500

A CNC-vezérlés kezelőtáblájával a következő alapfunkciók valósíthatók meg (egy

szerszámgéppel kapcsolatosan):

• Munkadarabprogramok előállítása és illesztése,

• Munkadarabprogramok ledolgozása,

• Kézi vezérlés,

• Munkadarabprogramok és adatok be- és kiolvasása,

• Adatok szerkesztése programokhoz,

• Vészjelzések kijelzése és célzatos kiküszöbölése,

• Gépadatok szerkesztése,

• 1 vagy több (m) kezelő-egység, illetve 1 vagy több (n) NC közötti kommunikációs

kapcsolat létesítése.

MISKOLCI EGYETEM


- 18 -

A GÉP MŰSZAKI ADATAI:

2-tengelyes-Univerzális eszterga 500 mm esztergálható hosszal,

Főorsó integrált motororsóval,

Hajtásteljesítmény 15/20 kW,

Főorsó maximális fordulatszáma 6000 1/min,

C-tengely és orsófék,

Megmunkálható munkadarab ∅500x525 mm,

Munkadarab befogás tokmány/patron,

Ellenorsó integrált motororsóval, és Y-tengellyel a keresztszánra,

Hajtásteljesítmény 15/20 kW

C-tengely és orsófék,

12-férőhelyes tárcsarevolver szerszámhajtással,

Alsó szán (Z3), AC-szervóhajtás golyósorsóval,

Abszolút mérőrendszerrel az előtoló motorokban,

Y-tengely a keresztszánhoz, löket +/-40 mm,

CNC vezérlés Siemens 840D ERGOline ShopTurn

A CTX ALPHA 500-AL ELŐÁLLÍTOTT MUNKADARABOK MINŐSÉGI ÉS

GAZDASÁGOSSÁGI JELLEMZŐINEK JAVÍTÁSA

Belső szerszám bemérő készülék

A gépen belüli bemérésnél a szerszámgép beépített mérőrendszere segítségével állapítjuk

meg a szerszám méreteit, mindenekelőtt a szerszám hosszát. Ezáltal pontosabb lesz a

megmunkálás és időt is spórolhatunk vele, ami a gazdaságosság szempontjából kedvező.

11. ábra

Szerszám bemérő készülék

MISKOLCI EGYETEM


- 19 -

Hajtott szerszámok

A revolver fejbe hajtott szerszámot is be tudunk fogni, így komplex munkadarabok

megmunkálását is el tudjuk végezni a CTX Alpha 500-on és nem kell áthelyezni a

megmunkálandó darabunkat egy másik gépbe. Ezzel szintén időt spórolunk és a minőségi

követelményeket is javítjuk, mivel egy felfogásban megmunkálhatjuk a darabunkat.

12. ábra

Hajtott szerszám befogva a gépbe

Kétorsós megmunkálás

Egy munkadarab megmunkálásánál a gép automatikusan átfogja a darabot, hogy a másik

oldalát is meg tudja munkálni. Ennek köszönhetően nem kell újra befogni a félig kész

darabot és újrapozícionálni a gépet. Emiatt sokkal jobb minőséget tudunk létrehozni,

kevesebb lesz a selejt, így javíthatjuk a gép gazdaságosságát is.

13. ábra

Főorsó és ellenorsó

MISKOLCI EGYETEM


- 20 -

Szerszámtárba helyezhető rúd húzó

Segíti a befogott nyers darabot a megfelelő pozícióba adagolni, ezzel időt spórolva a

feldolgozásnál. Nem kell minden egyes darab után kinyitni a gépet és kicserélni a

munkadarabot, hanem automatikusan egységnyit előrébb húzza rudat a megmunkáláshoz.

14. ábra

Rúd húzó

Automata munkadarab megfogó készülék szállítószalaggal

Amikor a gép befejezte a megmunkálást, a megfogó kanál a kész darab alá pozícionál és a

leszúrás után az alkatrész beleesik az elkapóba, majd szállító szalagra ejti és kiszállítja a

munkadarabunkat a gép munkateréből. Ez is segíti a folyamatos megmunkálást és csökkenti

a mellékidőket.

15. ábra

A megfogó kanál és a szállító szalag gépen kívüli vége

MISKOLCI EGYETEM


- 21 -

TOVÁBBI LEHETŐSÉGEK

Az egyetemi tanszéken a fent említett megoldásokat alkalmazzák a gazdaságossági és a

minőségi jellemzők javítására, de lehetőség lenne még további extrák beszerzésére is:

Forgács kihordó

A megmunkálás során rengeteg forgács keletkezik, amelyet célszerű eltávolítani a

munkatérből, mert nagyon sok hőt tartalmaz. A forgácsot forgácskihordó szállítószalaggal

juttathatjuk ki a gépen kívülre. A kihordásával nő a pontosság, mivel munkatérből a

forgáccsal együtt eltávolítjuk a keletkezett hő jelentős részét is. A folyamatos eltávolítás

miatt csökkenteni tudjuk a mellékidőt, mivel nem kell a dolgozónak a megmunkálás közben

kiszednie a gépből a hulladékot.

16. ábra

Forgács kihordó berendezés

Szál adagoló

A száladagolóval is a mellék időt minimalizálhatjuk, mivel a gép mellett felsorakoztatjuk a

nyers alapanyagot, amit a gép automatikusan a géptérbe adagol.

17. ábra

Száladagoló

MISKOLCI EGYETEM


- 22 -

5. A LEGYÁRTANDÓ ALKATRÉSZ

18. ábra

Alkatrész rajz

19. ábra

Az alkatrész 3D-s modellje

MISKOLCI EGYETEM


- 23 -

6. SZERSZÁM ANYAGOK

A forgácsoló szerszámok anyagának kiválasztásakor négy jellemzőt kellett elsősorban

figyelembe venni: az anyag keménységét, szilárdságát, hőkezelését és a gazdaságossági

kérdéseket.

A szerszámok anyagának kiválasztásakor sok egymással ellentétes szempont

figyelembevételével kellett dönteni. Például, ha csak az éltartósságot tartanánk szem előtt,

akkor a gyorsacélt egyértelműen előnybe kellene részesíteni a karbonacéllal szemben.

Viszont, ha csak a szerszámanyag árát vennénk figyelembe, akkor éppen ellenkezőleg

kellene dönteni, mert a karbonacélok ára csak kb. egy tizede a gyorsacél árának.

A forgácsoló szerszámok készítéséhez az alábbi anyagokat használják:

szerszámacélok

o ötvözetlen szerszámacélok

o ötvözött szerszámacélok

o gyorsacélok

keményfémek

kerámia szerszámanyagok

egyéb szerszámanyagok (pl. elbor-R, kompozit, gyémánt)

Ötvözetlen szerszámacélok

Forgácsoló szerszámok készítésére a 0,6-1,5 % C-tartalmú acélanyagok használatosak. A

karbonacélok előnyei: olcsók, könnyen megmunkálhatók, edzési hőmérsékletük kicsi. Jól

használhatók kis forgácsolási sebességű és kis teljesítményű szerszámokhoz (menetfúrók,

menetmetszők, dörzsárak).

Hátrányai: csak kis forgácsolási sebességgel lehet velük dolgozni, mert 200 °C felett

keménységük rohamosan csökken, A karbonacél szerszámok élköszörülését csak bőséges

vízhűtéssel, különös gonddal lehet elvégezni, mert a köszörülési hő hatására is

kilágyulhatnak.

MISKOLCI EGYETEM


- 24 -

Hőkezelésük: 750-780°C-ra hevítve, vízben lehűtve, majd 180-250°C-on megeresztve.

Elérhető keménység HRC=63-64. Hőkezeléskor ügyelni kell az elhúzódás és repedés

elkerülésére.

Ötvözött szerszámacélok

Ebbe a csoportba tartoznak a Cr-, Mn- és W-ötvözésű anyagok. A krómötvözésű anyagok

jele K (K1...K6), a mangánötvözésűek jele M (M1...M2), a wolframötvözésűeké W

(W1...W10). A Cr növeli az átedzhetőséget és a megeresztéssel szembeni ellenállást. A

krómkarbidok növelik a keménységet. Az edzési hőmérséklet 1000-1050 °C, az edzés

levegőáramban történik. A W növeli a szilárdságot, a megeresztésállóságot és az

éltartósságot, a Mn növeli a melegszilárdságot és a megeresztésállóságot, csökkenti a

kritikus lehűlési sebességet.

Gyorsacélok

A gyorsacélok legjellegzetesebb tulajdonsága a nagy W-tartalom, ami nagy éltartósságot és

nagy forgácsolási teljesítményt biztosit. A megengedett élhőmérséklet kb. 550-560 °C

(kilágyulás veszélye nélkül). Edzési hőmérséklet 1230-1320 °C, lehűtés fúvatott levegővel,

olajban vagy sóolvadékban. Megeresztés 550-580 °C-on só- vagy fémfürdőben. A

gyorsacélok jelölése: R1-tő1 R11-ig.

Keményfémlapkák

A forgácsoló szerszámok készítéséhez használt keményfémek wolfram-, titán- és

kobaltkarbidokból álló anyagok. Az alkotókat finom porrá őrlik, ebből különböző alakú,

kisméretű lapkákat sajtolnak, ezeket kemencében előzsugorítják, majd ezt követi a

készrezsugorítás. Az így készített lapkák elérik forgácsolási keménységüket, amely utólagos

hőkezeléssel már nem szabályozható. Mivel a keményfémlapkák nagyon drágák,

keményfémből nem gyártanak tömör szerszámot, hanem csak apró lapkákat, amelyeket a

különböző szerszámacélból vagy szerkezeti acélból készült szerszámtesten kialakított

fészekbe erősítenek (mechanikusan vagy forrasztással). A lapkák felerősítése után végzik el

az élek köszörülését.

MISKOLCI EGYETEM


- 25 -

Kerámia lapkák

A kerámia lapkák alapanyaga tiszta alumíniumoxid (Al2O3), amit por alakban lapkákká

sajtolnak, és égetve zsugorítanak. Az ilyen anyagok nagy keménységűek és kb. 900 °C-ig

éltartóak. Hátrányuk, hogy nagyon ridegek, ezért hajlítószilárdságuk csekély, köszörülésük

nehéz. Kis előtolással és nagy forgácsolási sebességgel kell velük dolgozni. A lapkákat

mechanikusan lehet a szerszámtestre erősíteni.

Gyémánt

A gyémánt a legkeményebb anyag, ezért éltartóssága igen nagy, az előforduló legnagyobb

forgácsolási sebességet is elbírja. Nyomószilárdsága nagy, hajlítószilárdsága viszont kicsi.

A gyémánt szerszám köszörülése csak különleges csiszolási módszerrel lehetséges. A

gyémántbetétes szerszámokat csak különleges finom megmunkálásokhoz használják. Az

ilyen szerszámokkal kis előtolással, kis fogásmélységgel és nagy forgácsolási sebességgel

szabad forgácsolni. A gyémánt betétek befogása a szerszámtestbe mechanikus rögzítéssel

vagy befoglaló forrasztással végezhető el.

A VÁLASZTOTT ALAPANYAG

Közepesnél magasabb mechanikai szilárdságú ötvözött rúd AlSi1MgMn- EN AW 6082 T

összetételű alapanyagot választottam.

A magasabb mechanikai szilárdság miatt veszít ugyan hajlíthatóságából, de

forgácsolhatósága, polírozhatósága felülmúlja a nem edzhető típusú rudakat. Közepesnél

nagyobb szilárdsága teszi alkalmassá a nagyobb terhelésre méretezett gépalkatrészek

gyártására. Hagyományos és CNC-gépeken gyorsacél és keményfém szerszámokkal

könnyedén megmunkálható, bár esztergálásnál folyó (spirál) forgácsot ad, amely nehezítheti

az automata gépeken való megmunkálást.

Összetétele

6. Táblázat: A választott alapanyag összetétele

EN DIN Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti

EN AW

6082

AlMgSi1 0,70-

1,30

≤0,50 ≤0,10 0,40-

1,00

0,60-

1,20

≤0,25 ≤0,20 ≤0,10

MISKOLCI EGYETEM


- 26 -

Az ötvözet már edzhető állapotban biztosítja az alumínium rúdnak a közepesnél magasabb

mechanikai szilárdságot. Összességében jól megmunkálható ötvözet.

Fizikai tulajdonságai:

7. Táblázat: A választott alapanyag fizikai tulajdonságai

Tulajdonság Érték

Sűrűség 2,70 g/cm³

Olvadáspont 555 °C

Hőtágulás 24 x10 -6 /K

Rugalmassági modulus 70 GPa

Hővezetés 180 W/m.K

Fajlagos elektromos ellenállás 0.038 x10 -6 Ω /m

Névleges folyási határ Rp0,2 240 Min MPa

Szakítószilárdság Rm 275 Min MPa

Brinell-féle keménység 84 HB

Nyúlás „A” 6 Min %

Felhasználási köre:

a gépipar minden területe

egyedi gépgyártás

hajóipar, ahol fontos a korrózióállóság

pneumatikus egységek belső alkatrészei; szivattyúalkatrészek, szivattyúházak.

Összességében könnyen és gyorsan lehet vele dolgozni.

LEHETSÉGES LAPKA GEROMETRIÁK

A Tiger-Tec Silver ISO P generációján belül négy különböző forgácstörő geometriát

fejlesztettek ki párhuzamosan, amelyek egymásra épülnek és az eddigi geometriákhoz képest

az alkalmazási területet 20-40%-kal növelik meg.

Az FP5 geometria a simításra utal. A kettős V-alakú forgácstörője hossz- és

síkesztergáláskor a folyamatbiztos, ellenőrzött forgácsképzésről gondoskodik, már 0,2 mm

fogásmélységtől kezdve. A pozitív, ívelt forgácsolóél a rezgési hajlamot csökkenti, a

hullámalakú forgácsterelő pedig a kusza forgácsok kialakulását akadályozza meg másoló-

és síkesztergálásnál.

MISKOLCI EGYETEM


- 27 -

20. ábra

Lapka típusa

Az MP3 geometria a hosszú forgácsot adó anyagok közepes megmunkálásakor

alkalmazható. A pozitív szögű, hullámos forgácsolóél kovácsolt munkadarabok (például

fogaskerekek, gömbcsukló-tengelycsapok, hajtóműtengelyek) vagy pedig hidegen préselt

alkatrészek, mint például védőburkolatok vagy váltóházak, megmunkálására alkalmas. A

lapkafelület dudoros (az ún. Bullet Design) kivitele sajátos, kiegészítő merevséget ad a

forgácsnak az optimális forgácstörés érdekében.

Az MP5 geometriát kifejezetten az anyagok általános, közepes megmunkálásához

fejlesztették. Az univerzális és stabil, kosárív formájú élével különösen alkalmas univerzális

feladatokhoz, a rúdanyagok simító forgácsolásától kezdve megszakított forgácsolásig. Ennél

a geometriánál megerősített forgácstörő ívek gondoskodnak a jobb forgácstörésről, ez pedig

a kopási folyamatot késlelteti.

21. ábra

Lapka típusa

Az RP5 geometria a nagyolás területét írja le. A stabil, pozitív 3° élszalag nagyoló

megmunkálásra alkalmas csekély teljesítményigény mellett. A nyitott, mély és széles

forgácshorony alacsonyabb forgácsolási hőmérsékletet eredményez és csökkenti a kopást.

MISKOLCI EGYETEM


- 28 -

7. SZERSZÁM VÁLASZTÁSA

A megmunkálás során kétféle esztergakést és egy telibefúrót kellett alkalmaznunk. Először

egy furatot kellett készítenünk, hogy a belső felület megmunkálható legyen, majd egy

belsőesztergakéssel kialakult a belső kontúr egy része. Ezt követően a külső kontúr egyes

részei is esztergálhatóvá váltak.

Az így elkészült munkadarabot átfogtuk az ellenorsóba és a másik oldalát is megmunkáltuk.

A szerszám kiválasztásához a Walter Tools online katalógusát használtam.

Először a megmunkálandó anyagnak megfelelő anyagcsoportot kellett kiválasztani, ez

esetben a zöld színű mezőket a táblázatban, mely a nemvas fémeket jelölik. Ezután egy

bővebb táblázat alapján megkerestem a választott anyaghoz legközelebb eső jelölést és

megnéztem a forgácsolási csoportját, ami jelen esetben N2. A következő lépés a lapka

kiválasztása volt. Pozitív lapkák között megkerestem a megfelelő anyagtípusút.

8. Táblázat: Választott lapka

A DCGT11T304-PF2-es lapkát választottam ki a táblázatból. Ehhez egy szerszámszárat

kerestem a külső megmunkáláshoz.

22. ábra

A választott szerszámszár külső megmunkáláshoz: SDJCR/L2020K11

MISKOLCI EGYETEM


- 29 -

Ugyanehhez a lapkához kerestem egy szerszámszárat, ami a belső megmunkálásra alkalmas.

23. ábra

Választott szerszámszár

A furat elkészítéséhez egy telibefúró szerszámra volt szükség. Akkora átmérőt kellett

választani, hogy a belső esztergakés elférjen a furatban. Ennek az átmérőnek (Dc)

nagyobbnak kellett lennie, mint a 21. ábrán látható Dmin értéknek, ami 32 mm, így a

B4212.F32.35.Z1.070R-5 fúrófejre esett a választás. Ennél nagyobb azért nem felelt volna

meg, mert ez a maximális méret, amit a gép képes befogni.

24. ábra

Választott fúrószár

Az utolsó lépés a fúrószerszámhoz a lapka kiválasztása. Két lapka szükséges, egy kerületi

és egy központi lapka a fúrófejhez. Az általam választott anyaghoz nem volt megfelelő

lapka, ezért saválló lapkák mellett döntöttem, mert ezek élgeometriája gyakorlati

tapasztalatok alapján megfelel az alumínium megmunkálásához.

A választott kerületi lapka: P4840P-5R-A57

A választott központi lapka: P4841C-5R-A57

MISKOLCI EGYETEM


- 30 -

PARAMÉTEREK

A választott lapkához tartozó paraméterek:

A DCGT11T304-PF2 lapkának a rádiusza 0,4 mm és az Ra/Rz felületi érdesség értéke 0,08-

0,25 mm közé eshet. Ezek alapján az előtolás meghatározható a táblázatból.

9. Táblázat: Az előtolás értékének meghatározása

f=0,11mm

10. Táblázat: Az anyag típusa

Ehhez az anyaghoz a forgácsolási sebesség (vc) ajánlott értéke 900 m/perc

MISKOLCI EGYETEM


- 31 -

A fúró lapkáihoz a paramétereket a következő táblázatból tudom meghatározni:

11. Táblázat: A fúró lapka paraméterei

Összefoglalva a paramétereket, az alábbi táblázatot kapom:

-fogásmélység: ap

-előtolás: f

-forgácsoló sebesség: vc

12. Táblázat: Lapkák paraméterei összefoglalva

Választott lapkák ap (mm) f (mm) vc (m/perc)

DCGT11T304-PF2 1,2 0,11 900

P4840P-5R-A57 - 0,1 450

P4841C-5R-A57 - 0,1 450

MISKOLCI EGYETEM


- 32 -

8. SZERSZÁMTARTÓ KIVÁLASZTÁSA

SZERSZÁMTARTÓ TÍPUSOK

A szerszámbefogók szerepe a főorsó kihajtó tengelye és a szerszám közötti kapcsolat

megteremtése. A megmunkálás sikerességében nem csak a helyes szerszám, de a helyes

szerszámbefogó megválasztásnak is döntő szerepe lehet. A szerszámbefogókat alapvetően a

szerszámok rugalmasabb kezelése miatt kezdték el alkalmazni. A piacon számtalan

különböző típussal találkozhatunk, és gyakran még egy tapasztalt technológus vagy mérnök

számára is komoly kihívást jelent kiválasztani a megfelelőt. Rengeteg módosítást, fejlesztést

eszközöltek a befogókon, így a paletta rendkívül széles. Ebből kifolyólag csak a

lényegesebb, leggyakrabban használt kialakításokat említjük.

25. ábra

Szerszámtartó kialakítások

Megmunkáló központok, maró- és fúrógépek szerszámbefogói

Egy befogó két fő csatlakozási ponttal rendelkezik: a szerszámmal és az orsókúppal történő

érintkezés helye. A főorsó és a befogó között a leggyakoribb csatlakozás típus a kúpos

kialakítás. Az oka nagyon egyszerű, a kúpos kialakítás biztosítja a szerszám központosítását

az orsó tengelyével. Amiben eltérnek az főleg a kúposság mértéke, illetve az orsó kúpban

történő rögzítés módja radiális, illetve axiális irányban. A szerszám rögzítése a befogóban

kétféleképpen lehetséges, erővel illetve alakkal történő zárással.

http://www.cnc.hu/wp-content/uploads/2015/06/befogok_cikk1_1.jpg

MISKOLCI EGYETEM


- 33 -

26. ábra

Erővel történő zárás

Erővel történő zárás

Az erővel történő zárás leginkább a súrlódást kihasználó rögzítést jelenti. A különböző

szorításos elven működő befogók is lényegében súrlódással működnek, az előfeszítés csupán

a megfelelő szorítóerő elérése miatt fontos. A leggyakoribb alkalmazása az ER típusú

hasított szorító hüvelyes rögzítés. A szorító hüvelyt (gyakran patronnak hívják) radiális

irányban bemetszik, így változtatva a szorítható átmérőt. A hüvelyeket, patronokat kúposan

alakítják ki a szerszám egytengelyűségének biztosítása érdekében. A szorítást speciális

anyával biztosítják.

Alakkal történő zárás

Alakkal történő zárás kiemelkedő példája a Weldon-rögzítés. Működési elve nagyon

egyszerű: általában egy csavarral radiális irányban rögzítik a szerszámot a száránál

kialakított lelapoláson felfeküdve.

27. ábra

Weldon-rögzítés



MISKOLCI EGYETEM


- 34 -

Morse Kúp

Az egyik legrégebbi szerszámbefogó kialakítás. Angliába vezették be először, majd innen

terjedt el szinte az egész világon. A Morse kúpos kialakítás elve, hogy a megfelelő kúpszög

és kúphossz megválasztásával önzáró kötést lehet létrehozni az orsókúp és a szerszámbefogó

kúpja között. Különböző szabványos méretekben, méretsorban fellelhető ez a kúpos befogó.

Az önzáró kialakítás miatt mindegyik kúpmérethez más és más kúposság tartozik, mely

körülbelül 1:20 arányú. Manapság csak régi, vagy felújított gépeknél lehet találkozni vele.

Modern gépekben már kizárólag az esztergák szegnyergeinek csatlakozásánál

találkozhatunk ilyen rögzítéssel. A Morse kúpos befogók mind hőzsugoros, mind szorító

hüvelyes kialakításban fellelhetőek, de nem ritka az a megoldás sem, hogy a szerszám szárát

alakítják ki kúposra.

7/24-es kúpos szerszámbefogók

A Morse kúpos kialakítás hibáit kiküszöbölve kerültek a szerszámgépgyártók palettájára a

7/24-es kúposságú szerszámbefogók. A kúposságnak köszönhetően a befogók szerkezeti

hossza csökkent, ami magasabb fordulatszám elérését tette lehetővé. A 7/24 kúp rögzítés

alapvetően nem az önzáráson alapul. A 7/24 kúpok befogásához szükséges egy axiális irányú

feszítő erő, ami az orsó kúpban tartja a befogó kúpot. Ezeket a befogási módokat egy

felületen létrejövő előfeszítés jellemzi, nyomás csak a kúp palástján ébred. Szükséges a

rögzítéshez egy forgást megakadályozó elem is, melyet egy retesz-horony párral oldanak

meg.

Néhány kialakítás széles körben elterjedt. Például:

SK kúp

BT kúp

CAT kúp

NMTB kúp

ISO kúp

MISKOLCI EGYETEM


- 35 -

HSK kúpok

A HSK kúpok 1:10-es kúpossággal rendelkeznek, ami sokkal rövidebb szerkezeti hossz

kialakítását teszi lehetővé. A HSK kúpok két felületen fekszenek fel, az orsókúpban és a

főorsó homlokán. Így a megtámasztási felület megnövelésével nagyobb merevség érhető el,

a tömzsi konstrukció miatt magasabb fordulatszámon hajtható.

A HSK kúpokat általában olyan szerszámozás esetén alkalmazzák, ahol a szerszám túlzott

kinyúlása elkerülhetetlen (pl.: mély furatok megmunkálásánál). A HSK kúpok alapvetően a

német fejlesztések eredménye, de a mai szerszámgépgyártók szinte mindegyike kínálja ilyen

főorsó kialakítással gépeit.

Dual Contact 7/24-es kúpok

A HSK kúpok ára, és egyedi kialakítása miatt több gyártó is elkezdett szabványos 7/24-es

kúpokat fejleszteni, a HSK-hoz hasonló kettős felfekvő felületű kialakítással. Így manapság

a piacon bizonyos 7/24-es kúpok is megtalálhatóak homlokfelfekvéssel. Természetesen ezek

maximális alak- és méret eltéréseit is az adott szabványok tartalmazzák, egyedi

jelölésrendszerrel.

Eszterga központok szerszámbefogói

Az eszterga központok szerszámbefogóit két csoportba sorolhatjuk: statikus szerszámok

befogói, illetve hajtott szerszámok befogói. A szerszámbefogók típusát döntő mértékben a

revolverfejek típusa határozza meg. A legtöbb szerszámgépgyártó nem gyártja magának a

revolverfejeket. A külön erre szakosodott cégek termékpalettáján különböző kialakítású

revolverfejek találhatók. A két legelterjedtebb konstrukció a BMT (Base Mounted Tooling

vázra szerelt szerszámozás) és a VDI (VDI- A német mérnökök szövetségének a rövidítése).

Az eszterga befogóknál is két csatlakozást tekintünk: a szerszám-befogó, és a befogó-

revolver közötti kapcsolatokat. A szerszámokat statikus esetben (különböző kések,

furatkiesztergáló szerszámok, stb.) általában előfeszített, ritkábban alakkal zárt formában

lehet csatlakoztatni a befogóba. Hajtott szerszámok esetén (pl.: maró-fúró szerszámok,

dörzsárak) a leggyakoribb befogás az ER patronos szorítás, de találkozhatunk Weldon típusú

befogással is.

MISKOLCI EGYETEM


- 36 -

28. ábra

VDI és BMT hajtott szerszámtartók

VDI revolver és szerszámozása

A VDI kialakítású revolverhez tartozó hajtott szerszámtartó tengelye enyhén fogazott. A

fogazottság a szerszámtartó revolverfejhez történő rögzítésére szolgál. Ily módon a hajtott

szerszámbefogó behajtó tengelye, illetve a felfekvő felület vezeti át a tényleges terhelést a

szerszámról a revolverfejre. Nemcsak a statikus, de a hajtott szerszámtartókat is lehet

állítani, így finomabb beállítási lehetőséget biztosít. Általában a VDI revolverfejek

hajtásrendszere a revolverfejet tartó öntvényházban van elhelyezve, ahonnan fogaskerék

áttételeken keresztül jut át a nyomaték a hajtott szerszámtár behajtó tengelyére. Megfelelő

kialakítással nemcsak a revolver palástjára, de a homlokára is lehet illeszteni hajtott

szerszámtartót, ami rugalmasabb felszerszámozást biztosít. Hátránya a kedvezőtlen terhelés

átadás. Ebből kifolyólag a nagyobb teljesítményű megmunkálásokhoz, ahol nagy oldal

irányú erők léphetnek fel, a VDI nem ajánlott hosszútávon.

BMT revolver és szerszámozása

A BMT hajtott szerszámtartók, kés- és fúrószár tartók 4 darab belső kulcsnyílású csavarral

vannak rögzítve a revolver palástján. A behajtó tengelyükön kialakított lelapolásokon

keresztül, egyfajta alakkal záró tengelykötésként adja át a maróorsó a nyomatékot a hajtott

szerszámtartó behajtó tengelyének. A 4 csavarral történő rögzítés merevebb kapcsolatot

biztosít, így hasonló technológiai paraméterek mellett a BMT hajtott szerszámtartók jobban

terhelhetőek.

A nagyobb terhelés miatt a revolvert tartó öntvényházat is merevebbre készítik. A VDI

fogaskerekes áthajtásából eredő veszteségeket a BMT revolverfejeknél általában a

http://www.cnc.hu/wp-content/uploads/2015/06/Befogok_III_VDI_BMT.jpg

MISKOLCI EGYETEM


- 37 -

revolverbe épített marómotorral kompenzálják, így a motor közvetlenül tudja átadni a

teljesítményt a szerszámtartó behajtó tengelyének (direkt hajtás jellegű).

A VDI és a BMT szerszámtartóinak összehasonlítása

A VDI tartók kisebb szerkezeti kialakításúak, mivel kisebb a szükséges támaszkodó felület.

A VDI revolverrel felszerelt gépek jobb kinematikai jellemzőkkel bírnak (azonos szán- és

vezetékezés rendszer mellett). Ennek oka, hogy az orsómotort a revolvert mozgató

szánrendszerhez közelebb helyezik el, így kisebb előtoló erőt követel meg a

hajtásrendszertől. A revolverfej és a hajtott szerszámtartók összetett hajtásrendszere miatt

terhelhetősége korlátozottabb, mint a BMT revolvereké. A BMT revolverek és

szerszámtartóik merevebb megtámasztást biztosítanak, azonban a BMT revolverek nagy

hátránya a nagyobb szerkezeti kialakítása, valamint a finom átállások lehetőségének hiánya,

ami a szerszámtartók és befogók revolver felületén történő illeszkedéséből adódik, így a

szerszám rögzítés pontossága függ a felfekvő felületek állapotától. A felületek karcolódása,

sérülése esetén a befogás pontatlansága sok esetben nem korrekciózható.

29. ábra

Direkt hajtásos VDI revolver

A fent felsorolt szerszámbefogók csupán töredéke a piacon felelhető kialakításoknak.

Számtalan megoldás létezik a befogás merevségének a növelésére, a befogóban történő

szerszám cserélés idejének a csökkentésére. Ilyenek például a CAPTO rendszer, vagy az

Ericsson féle gyorscserélő. Ezek csupán a legáltalánosabban alkalmazott kialakítások.

A külső késhez tartozó szerszámtartót a KENNAMETAL oldaláról választom ki.

http://www.cnc.hu/wp-content/uploads/2015/06/Befogok_III_VDI.jpg

MISKOLCI EGYETEM


- 38 -

VDI TOOLHOLDERS

DIN 69880

30. ábra

A szerszámbefogó metszeti képe

13. Táblázat: A szerszámtartó paraméterei

order

number

catalog

number D D1 D2 G4 D5 H1 H3 L1 L9 FLGT

3648308 VDIE1M3032 30,00 32,00 52,00 M12X1.0 68,00 28,00 30,00 75,00 63,00 22,00

31. ábra

A választott szerszámbefogó

A belső furatkéshez a www.vdiholder.ca oldaláról választom ki a szerszámtartót.

https://www.kennametal.com/content/kennametal/en/products/20478624/2664259/100092935/100008741.html?orderNumber=3648308

MISKOLCI EGYETEM


- 39 -

VDI BORING BAR HOLDER T1-30-32-100

32. ábra

A szerszámbefogó metszeti képe

14. Táblázat: A szerszámtartó paraméterei

DIN 69880 D1 H1 H2 H3 L1 L2 Order No.

30 32

1-1/4" 65 52 62 100 123

T1-30-32-100

T1-30-1-1/4"-100

33. ábra

A befogó paraméterei

34. ábra

A választott szerszámbefogó

MISKOLCI EGYETEM


- 40 -

9. CNC PROGRAMOZÁS

1. KIINDULÓ MUNKADARAB MÉRETEI ÉS ADATAI

• XK: Nyers darab átmérője, nullpont X koordinátája

• ZK: Nullpont Z koordinátája

• ZM: Munkadarab felfogásának Z koordinátája

• XVK: visszahúzás távolsága X irányban külső megmunkálásnál

• XVB: visszahúzás távolsága X irányban belső megmunkálásnál

• ZVK: visszahúzás távolsága Z irányban

35. ábra

Nyersdarab beprogramozása

2. OLDALAZÁS

• T: eszterga kés típusa

• F: előtolás

• V: forgácsoló sebesség

• X0,Z0: nullpont koordinátái

• X1,Z1: végpont koordinátái

MISKOLCI EGYETEM


- 41 -

36. ábra

Oldalazás paraméterei

3. FÚRÁS

• Z1: Fúrás Z irányú koordinátája

• D: állítási mélység

37. ábra

Fúrás paraméterei

MISKOLCI EGYETEM


- 42 -

4. NYERS DARAB KONTÚRJA

38. ábra

Nyers darab paraméterei

5. KÉSZ DARAB KONTÚRJA

39. ábra

Kész kontúr

MISKOLCI EGYETEM


- 43 -

6. BELSŐ ESZTERGÁLÁS

• D: Fogásmélység

• UX: simítási ráhagyás érték X irányban

• UZ: simítási ráhagyás érték Z irányban

• DI: forgácstörés

40. ábra

Belső esztergálás paraméterei

7. KÜLSŐ ESZTERGÁLÁS

FS: Sarok letörés

R: Sarok lekerekítés

MISKOLCI EGYETEM


- 44 -

41. ábra

Külső esztergálás paraméterei

8. ÁTFOGÁS ÉS A MÁSIK OLDAL MEGMUNKÁLÁSA

9. KÉSZ DARAB KONTÚRJA

42. ábra

Kész kontúr

MISKOLCI EGYETEM


- 45 -

10. NAGYOLÁS

43. ábra

Nagyolás paraméterei

11. SIMÍTÁS

44. ábra

Simítás paraméterei

MISKOLCI EGYETEM


- 46 -

12. FURAT MEGMUNKÁLÁS

45. ábra

Furat pareméterei

13. SIMÍTÁS

46. ábra

Simítás paraméterei

MISKOLCI EGYETEM


- 47 -

10. A MUNKADARAB LEGYÁRTÁSA

Az alkatrész legyártása előtt készítenem kellett egy központi furatot, hogy pontosan fel

lehessen fogni a munkadarabot és be tudjam állítani a nullpontot. Hárompofás tokmányba

lett befogva a munkadarab és a szerszámok be voltak készítve a szerszámtárba, a gyorsabb

megmunkálás érdekében.

47. ábra

A befogott munkadarab

48. ábra

A szerszámtár

MISKOLCI EGYETEM


- 48 -

49. ábra

A külső megmunkálásokhoz használt esztergakés

50. ábra

Belső megmunkáláshoz használt esztergakés

51. ábra

Furat megmunkálásához használt fúró szerszám

MISKOLCI EGYETEM


- 49 -

52. ábra

Az alkatrész megmunkálás közben

Első lépésben a furat megmunkálását végezte el a gép, majd a szerszámcserét követően a

külső kontúr esztergálásával folytatta.

53. ábra

A kész megmunkált oldal

MISKOLCI EGYETEM


- 50 -

A munkadarab egyik oldalának esztergálása ezzel a lépéssel befejeződött.

A gépen a tokmány nyomását át kellett állítani, mivel a munkadarabot belülről kellett

felfogatni és az eddig használt nyomás eltorzította volna az alkatrészt.

54. ábra

Nyomás csökkentése

55. ábra

Az alkatrész felfogása belülről és a másik oldal megmunkálása

MISKOLCI EGYETEM


- 51 -

56. ábra

A kész alkatrész

57. ábra

A kész alkatrész

MISKOLCI EGYETEM


- 52 -

11. ÖSSZEFOGLALÁS

A szakdolgozatomat a Miskolci Egyetem Szerszámgépészti és mechatronika szakán

készítettem. A szakdolgozatom címe „CNC Szerszámgép alkalmazása az

alkatrészgyártásban”.

A feladatom első felében a forgástestek megmunkálására alkalmazott megmunkáló gépeket

hasonlítottam össze. Az első fejezetben általánosságban ismertettem az eszterga

megmunkáló központokat, majd a piacon lévő komplex megmunkáló gépeket gyűjtöttem ki.

A következő pontban a műhelyben lévő CTX Alpha 500-at mutattam be részletesen. Leírtam

a gép műszaki adatait és összeszedtem, azokat a szolgáltatásokat, amelyek megmunkáláskor

a minőségi és gazdaságossági jellemzőket javíthatják.

Az irodalom-, szabadalom-, és piackutatás után megkezdtem a kapott alkatrész

legyártásának az előkészületeit. Az alkatrészt megrajzoltam 2D-ben illetve 3D-ben is.

Ezután a megfelelő anyag kiválasztási folyamatát írtam le és összefoglaltam a főbb

paramétereit.

A következő fejezetben a szerszám választást mutattam be. Először lapkát kerestem az

internetes katalógus segítségével, majd a lapkához szerszámszárat és szerszámtartót is

választottam. Összefoglaltam a szerszámok paramétereit egy táblázatban.

Ezután a CNC program megírása következett. Meg kellett adni a kiinduló munkadarab

méreteit, majd az esztergálni kívánt felületek kontúrját. Minden egyes lépésnek külön

megadtam a forgácsolási paramétereit, majd a szimuláció segítségével leellenőriztem, hogy

hogyan fog kinézni a folyamat.

Amint kész volt a program megírása, következhetett a gyártás. Hárompofás tokmánnyal

fogattam fel az kiinduló munkadarabot és megkezdődött az esztergálás. Az egyik oldal

készre munkálása után, át kellett fogni az alkatrészt, hogy a másik oldalt is ki tudja alakítani

a gép.

MISKOLCI EGYETEM


- 53 -

12. A KÉSZ CNC PROGRAM

N5 F_HEAD(1456472063,55.,0.,12.,-30.,2.,2.,10.,-

50.,158.3469,547.1272,0.1,2500.,2500.,71,1, 799,0,-20.,50.,7,0,6,20.,38.73,20.,1);

*RO*N10

F_ROUGH("K_NAGY_93_08_BAL","",1,0.12,3,120.,2,0,2,5,55.,90,0.5,90,-

0.5,90,0.,90,55.5,91,0.5,91,0,0.,0.,0.,0.5,0.2,0.2,0,90.,90.,0.,1,0.);

*RO*N15 F_DRILL("telibed24","",1,0.09,3,1500.,1,2,0,0.,90,-

31.,90,35.,1.,5.,2.,0.,1.,0.);

*RO*N20 F_CON("KNY",4,"E_LAB_A_KNY","E_LAB_E_KNY");

*RO*N25 F_CON("B1",4,"E_LAB_A_B1","E_LAB_E_B1");

*RO*N30

F_ROU_Z("iscarctfpl","",1,0.2,3,120.,2,0,0,"B1",,,"2016050614533538","KNY",,,"

2016050614533539",321121,0.15,0.,0.,2.,3,0.2,0.05,0.,0,0.,0,3,11.,91,-

21.,91,120,0.,0.,0.,0.,13

.978,0.1,0.,0.,1,0.,"32669508920849357100","15238909942000869800",0.,1,37.80

14,-0.2441,0.,1,0.);

*RO*N35F_ROU_Z("iscarctfpl","",1,0.09,3,140.,2,0,0,"B1",,,"2016050614533740

","KNY",,,"",321221,0.15,0.,0.,2.,3,0.2,0.05,0.,0,0.,0,3,11.,91,-

21.,91,120,0.,0.,0.,0.,39.346,0.17,0.,0.,1,0.,

"39723420461019654700","18529256462803160400",0.,1,11.4919,-

29.2929,0.,1,0.);

*RO*N40

F_ROUGH("K_NAGY_93_08_BAL","",1,0.15,3,120.,2,0,1,1,55.,90,0.,90,40.,90,-

3.,90,15.,91,3.,91,0,-0.2,0.5,-5.5,2.,0.2,0.05,1,90.,90.,0.,1,0.);

MISKOLCI EGYETEM


- 54 -

*RO*N45

F_ROUGH("K_NAGY_93_08_BAL","",1,0.09,3,150.,2,0,2,1,55.,90,0.,90,40.,90,-

3.,90,15.,91,3.,91,0,-0.2,0.5,-5.5,2.,0.2,0.05,1,90.,90.,0.,1,0.);

*RO*F_END(0,1,5);

*RO*M30 ;#SM;

*RO*E_LAB_A_KNY: ;

#SM Z:1;

#7__DlgK contour definition begin - Don't change!;

*GP*;

*RO*;

*HD*G18 G90 DIAM90;

*GP*

G0 Z0 X24 ;

*GP*G1 X110 ;

*GP*Z-30 ;

*GP*X24 ;

*GP*Z0 ;

*GP*RET ;

*GP*;

CON,2,0.0000,3,3,MST:3,2,AX:Z,X,K,I;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

S,EX:0,EY:24;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

LU,EY:110;

*GP*;

MISKOLCI EGYETEM


- 55 -

*RO*;

*HD*;

LL,EX:-30;*GP*;

*RO*;*HD*;

LD,EY:24;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

LR,EX:0;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

#End contour definition end - Don't change!;

*GP*;

*RO*;

*HD*

E_LAB_E_KNY:

E_LAB_A_B1: ;

#SM Z:3

;#7__DlgK contour definition begin - Don't change!;

*GP*;

*RO*;

*HD*G18 G90 DIAM90;

*GP*G0 Z0 X78.4 ;

*GP*G1 X78 CHR=.2 ;

*GP*Z-22 RND=.4 ;

*GP*X60 CHR=.2 ;

*GP*Z-30 ;

*GP*X24 ;

MISKOLCI EGYETEM


- 56 -

*GP*RET ;

*GP*;

CON,V64,2,0.0000,3,3,MST:3,2,AX:Z,X,K,I;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

S,EX:0,EY:78,ASE:270;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

F,LFASE:.2;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

LL,EX:-22;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

R,RROUND:.4;*GP*;

*RO*;

*HD*;

LD,EY:60;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

F,LFASE:.2;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

MISKOLCI EGYETEM


- 57 -

LL,EX:-30;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

LD,EY:24;

*GP*;

*RO*;

*HD*;

#End contour definition end - Don't change!;

*GP*;

*RO*;

*HD*

E_LAB_E_B1:

MISKOLCI EGYETEM


- 58 -

13. IRODALOMJEGYZÉK

[1.] http://www.cnc.hu/

[2.] http://www.amari.hu/vastaglemez_6082.html

[3.] http://alucut.hu/index.php?oldal=termekek&aloldal=vastag_aluminium_lemeze

k&mellek=hengerelt_aluminium_lemez

[4.] https://waltertools.blaetterkatalog.de/gc2012/hu/#page_1

[5.] http://www.ge-co.hu/

[6.] https://www.kennametal.com

[7.] http://www.vdiholder.ca/

[8.] http://www.szgt.uni-miskolc.hu/Int/laborok.pdf

[9.] http://www.uni-miskolc.hu

http://www.cnc.hu/

http://www.amari.hu/vastaglemez_6082.html

http://alucut.hu/index.php?oldal=termekek&aloldal=vastag_aluminium_lemezek&mellek=hengerelt_aluminium_lemez

http://alucut.hu/index.php?oldal=termekek&aloldal=vastag_aluminium_lemezek&mellek=hengerelt_aluminium_lemez

https://waltertools.blaetterkatalog.de/gc2012/hu/#page_1

http://www.ge-co.hu/

https://www.kennametal.com/

http://www.vdiholder.ca/

http://www.szgt.uni-miskolc.hu/Int/laborok.pdf

http://www.uni-miskolc.hu/

mechatronika szakdolgozat - university of miskolc

Documents