A csavarfelületek egyrészt gépelemek összekapcsolására ... · Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés 6. MENETMEGMUNKÁLÁSOK A csavarfelületek

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6. MENETMEGMUNKÁLÁSOK

A csavarfelületek egyrészt gépelemekösszekapcsolására (kötő menetek), másrésztmechanizmusokban mozgás átadásra (kinematikaimenetek) szolgálnak.

6.1. Gyártási eljárások

a) Öntés – fröccsöntés:• műanyag alkatrészeknél,• színesfém alkatrészeknél.

b) Képlékeny alakítás:

• képlékeny mélyalakítás,• külső üregelés.

c) Forgácsolás:


c1. Csavarfelületek megmunkálása határozott élűszerszámokkal:• állandó keresztmetszetű forgács folyamatos

leválasztásával,• változó keresztmetszetű forgács szakaszos

leválasztásával.

c1.1. Állandó keresztmetszetű forgács folyamatosleválasztásával

A megmunkálást a menet alakjának megfelelőforgácsolórésszel rendelkező egy- vagy többélűszerszámmal végezzük. Mivel ezeknek a szerszámoknak azalakos forgácsolóéle az elméleti csavarfelület ellendarabja,az eljárást felületazonos menetmegmunkálásnak isnevezzük (6.1. ábra).

a) menetmetszés kerek menetmetsző tárcsával,

b), c), d) menetmetszés önnyíló menetmetsző fejjel

(sugárirányú, érintőleges-, körkéses elrendezés),

e) menetvágás száras menetvágókéssel,

f) menetvágás menetvágókéssel,

g) menetvágás menetvágó körkéssel,

h) lapos fésűs menetvágókéssel

i) fésűs menetes körkéssel.

A 6.1. ábrán a következő oldalakon: Menetmegmunkálásállandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával



mdb

d

vf

r

n

κ

a ) menetmetszés

kerek menetmetsző

alkalmazásával

mdb

kiemelt állapot

1

2

3

4

α

γ

mdb

α

γ

mdb

b ) sugárirányú c ) érintőleges d ) körkéses

ö n n y í l ó menetmetsző

γ

n

n nn


e ) száras menetvágókéssel f ) hasábos

menetvágókéssel

g ) menetvágás

körkéssel

mdb

f

h ) fésűs menetvágókéssel

mdb

f

bekezdő kúp

i ) fésűs menetes körkéssel

n n

v v

ap

κrκr


Az egyes szerszám kialakításának célszerűségétfőleg a megmunkálandó menettel szemben támasztottkövetelmények (pontosság, felületminőség) a biztosítandótermelékenység és gazdaságosság, a gyártási volumenhatározza meg.

A felületazonos forgácsolás módszereit belsőhengeres felületeken levő menetek megmunkálását a 6.2.ábra szemlélteti.


a ) menetfúrás b ) menetvágás furatkörkéssel

mdb

c ) menetvágás furatkésseld ) menetvágás

betétes menetvágó

furatkéssel

e ) menetvágás

fésűs furatkéssel

n

6.2. ábraBelső menetek felületazonos megmunkálása


c.1.2. A változó keresztmetszetű forgács szakaszosleválasztásával

A változó keresztmetszetű forgács szakaszos

leválasztásával történő megmunkálás eljárásainál aszerszámok alakos forgácsolóélei a megmunkálandócsavarfelülettől eltérő pályán mozdulnak el, ezért ezeketfelületidegen menetmegmunkálásnak nevezik.

Külső hengeres felületeken levő menetek felületidegenforgácsolásának módszereit a 6.3. ábra szemlélteti.

Ezeknél az eljárásoknál a csavarfelület és a szerszámforgácsoló élei által leírt felület eltérései miatt legtöbb esetbenalámetszés jön létre, ami a menet profilját torzítja.


sz

mdb

f

a ) menetmarás tárcsa alakú

menetmaróval

f

b ) menetmarás hengeres

sz

mdb

n

n

n

n

vv

rövid menetmaróval

P

rövidmenetmaró

mdb. fordulata

vf

>1f a

cv

6.3. ábraKülső menetek felületidegen megmunkálása


mdb

f

sz

mdb

c ) örvénylő menetmarás d ) bolygó menetmarás

n

n

n

v

6.3. ábraKülső menetek felületidegen megmunkálása


A felületidegen forgácsolás módszereit belsőhengeres felületen levő menetek megmunkálására a 6.4.ábra szemlélteti.

Nagy termelékenységük révén kinematikai meneteknagyolására és kötőmenetek nagysorozat- éstömeggyártására használják.


sz

mdb

a )menetmarás hengeres menetmaróval b ) örvénylő menetmarás

f

sz

mdb

c ) bolygó menetmarás

ωsz

n

n

n

n

6.4. ábraBelső menetekFelületidegenmegmunkálása


6.2. Menetmegmunkáló szerszámok

A szerszámok rendeltetésüknek megfelelően két nagy

csoportra oszthatók:

• furatban való menetkészítés (belső menetek)

szerszámai,

• külső palástfelületen való menetkészítés (külső

mentek) szerszámai.


6.1. táblázat

Menetmegmunkálás

Furatban Külső felületen

1. Menetfúrás 1. Menetmetszés

2. Menetesztergálás 2. Menetesztergálás

3. Menetmarás 3. Menetmarás

4. Menetköszörülés 4. Menetköszörülés

5. – 5. Menetmángorlás,menethengerlés

Menetmegmunkálási módok


Menetfúrók

• kézi menetfúrók,• gépi menetfúrók,• anyamenetfúrók (csavaranyák nagy tömegben való

előállítására),• mestermenetfúrók (pontosabb munkához pl.

menetmetszők készítéséhez),• különleges menetfúrók.

Általában egy darabból, tömör kivitelben készülnek.Előfordulnak azonban szerelt kivitelben is, amelyeketrendszerint nagy átmérőjű furatok menetfúrásánálalkalmazunk.


Kézi menetfúrók

Belső menetek készítéséhez ∅ 10 mm-ig a legelterjedtebbtechnológia.

Alkalmazásának főbb okai:• egyszerűen biztosítható a menetközép furat mérete IT 11-

12 tűréssel,• termelékeny eljárás.


α

γ

1

forgácstér

vágószárnyhomlokfelület

vágóél

hát felület

L dolgozó rész

r

l 1 l 2

szár

(befogó rész)

2= κε

P

α/2

tengelymetszet

1

d

2mα

m

m

d1

2

d

β

6.5. ábra A menetfúró szerszám általános felépítése


A menetfúró olyan csavarfelület, amelyen a vágóéleket néhány hosszirányú egyenes vagy csavarvonal alakú horony alakítja ki.

γ: homlokszögα: profilszögα1: hátszögβ: élszögδ: metszőszög

d

P

.π

ω

6.6. ábraMenetemelkedés értelmezése


A menetfúrók osztályozhatók a vágás iránya és a hornyokemelkedési iránya szerint:

• jobb menetű,• bal menetű,• egyenes hornyú,• jobb illetve bal hornyú.

A szerszám forgácsoló része elsősorban a

termelékenységet, míg a szabályozó része a pontosságotbefolyásolja.


Forgácsoló rész

a) nemcsak a menet külső, hanem a közép és amagátmérőjét is kúposan alakítják ki,b) a magátmérő hengeres (ez a gyakoribb).

A menet teljes kialakítását egy szerszámmal nem mindenesetben lehet vagy célszerű elvégezni, hanem több darabbal,ún. készlettel.

Ennek megfelelően készítenek:• egyes menetfúrókat,• több darabból álló menetfúró készleteket.

A készlet darabszáma a szerszám méretétől, típusától és amenet fajtájától függ.


1

készrevágó

II. utánvágó

I. utánvágó

elővágó

d

d0

l

P

h

l

l

l 1

2

3

r

r2r3

r1κκ

κ

κ

6.7. ábraMenetfúróknál a forgácsoló kúp kialakítása


A forgácsoló kúp fordulatonként egy menetemelkedésnyi elmozdulást végez, és

rtgPh κ⋅=

vastagságú anyagot választ le.

Mivel z számú forgácsoló fog van, minden fogra

z

tgPh r

z

κ⋅=

vastagságú forgács jut.

A menetfúró forgácsoló részének kialakítása többdarabos készlet esetén:

(6.1)

(6.2)


6.2. táblázat

A forgácsoló rész félkúpszöge kézi menetfúróknál

Kivitel Készlet κκκκr κκκκr1 κκκκr2 κκκκr3

Zsákfurathoz4 részes3 részes2 részes

25o

25o

20o

10o

10o

10o

15o

15o

-

20o

--

Átmenő furathoz

4 részes3 részes2 részes

20o

20o

20o

5o

5o

10o

10o

12o

-

15o

--

Egy darabból álló fúró

1 darab 12o - - -

Kézi menetfúrók félkúpszögeinek változása különböző készletek esetén


A bekezdő rész legkisebb d0 < d1 (a menet belsőátmérője) kell legyen. dmag furat > d1 kell legyen, különbendörzsárként dolgozik a menetfúró.

Az előbbiekből látható, hogy κr és l1 függ attól, hogymilyen darabszámú szerszámmal lehet elvégezni amenetprofil teljes kialakítását.

Az egy készletbe tartozó menetfúrók száma függ aszerszám típusától (kézi, gépi), a szerszám d átmérőjétől és amenetmélységtől (m1 + m2).

Szokásosan 3 darabosak, de:nagy m és nagy P esetén 4 darab,finom meneteknél 2 darab, (esetleg 1 darab)

használatos.


Ajánlatos az l1-et minél rövidebbre választani, melynekelőnyei:

• a forgácsvastagság nagyobb, így a fajlagosforgácsolóerő csökken, ebből következik,hogy a nyomaték is csökken,

• kisebb a forgácsbeékelődés veszélye,• csökken a megmunkálási idő,• kisebb az anyagfelhasználás és az edzési elhúzódás.

Hátrányai:• κr nagy, a fúró vezetése bizonytalanabb,

a forgácsolásban résztvevő fogak száma kevesebb,így jobban kopik, kisebb az élettartama.


Gépi menetfúróknál: általában egy db-ból álla készlet, így az l1 = 11 ÷ 12 menet (hossz).

Kézi menetfúróknál: 3 db-os készlet eseténmindhárom darabon olyképpen képzik ki aforgácsoló részt, hogy a következő szerszámaz előbbi szerszám által kimunkált menethezcsatlakozik. A teljes menetkialakításhozszükséges forgácsoló rész hosszát 3darabos készlet esetén ajánlatos 4:2:1arányban elosztani.

Így:- elővágásnál l1 = 6 ÷ 7 menet,- utóvágásnál l1 = 3 ÷ 3,5 menet,- készrevágónál l1 = 1,5 ÷ 1,75 menet.


Szabályozó rész: l2

• a menet tisztítására és szabályozására,• az önelőtolás vezetésére,• élezési tartalékul szolgál.

A hornyok száma általában 2 ÷ 6.A horony alakjától és méretétől függ elsősorban avágószárnyak mérete, a törzsvastagság és a homlokszög.A bekezdő, forgácsoló részen a törzs átmérője

simítórészttb d0.80,7d ⋅−≈


A törzs (lélek) vastagságra és a vágószárnyak szélességéreaz 7.3. táblázat ad utalást. Méretek a külső (d) átmérőhányadában.

A hornyok száma

2 3 4 6

Törzs-átmérő

dt 0,38-0,40

0,40-0,45

0,45-0,50

0,55-0,60

Vágó-szárny széles-

ség

v0,45-0,5

0,32-0,35

0,2-0,35

0,17-0,2

Törzsátmérő és vágószárny szélesség változása a hornyok számának függvényében

6.3. táblázat


v

R

d t

γα

6.8. ábraMenetfúró keresztmetszete


γ = 10° ÷ 12°

: gépi menetfúró: α = 10° ÷ 12o

kézi menetfúró: α = 6° ÷ 8°zsákfurat: α = 3° ÷ 4°átmenő furat: α = 5° ÷ 8°

rész szabályozóα = 0o; viszont a szárféle kúpos0,01-0,08/100 mm méretben.

rész forgácsolóα

Gépi menetfúrók

• a szár átmérője kisebb, mint a menet d magmérete(előnye: visszacsavarás elmaradhat),

• anyaga gyorsacél köszörült kivitelben,• termelékenysége nagyobb a kézi menetfúróénál.


Anyamenetfúrók (automatákon)

Hatlapú anya

Adagoló csatorna

Anyavezeték

Hajlított szárú anyamenetfúró

Mdb betoló

Menetfúró befogófej

6.9. ábraAnyamenetfúró automata elvi működése


6.2.2. Menetmetszés

Külső menetek leggyakrabban használt szerszáma amenetmetsző. (csavaranya, amelyben a menetmegvalósításával forgácsoló éleket képeznek ki.)

Szerkezetük és felhasználásuk alapján:a) egy darabból készült menetmetszők:

kerek,négyzetes,hatszögletes,

b) osztott kivitelű menetmetszők,c) csőszerű menetmetszők,d) szerelt kivitelű menetmetszők.


a) Kerek menetmetszők

Lényegében edzett belső menet, amelyből furatok

segítésével vágóéleket képeznek ki.

A menetmetsző forgácsoló része: l1.


κ

df

g

r

l

m

1

κ r

b

d

BB

90

45d

a

B

°

°

°90

°45

d

A

BA

0 l1 2l

e x 45°

A A

b2

b

6.10. ábraMenetmetszők

geometriaikialakítása


A menet kialakításának zömét végzi. Belső kúp alakjábanképezik ki. A κr csökkentésével a vágófogak számanövelhető, de ezzel nő a b1 szerszámszélesség is.

oo

r 70402κ ÷=

6.4. táblázat

Munkadarab anyaga κκκκr γγγγ

Lágyvas, lágybronz, lágy Al 35o 20o-25o

Acél 400-500 N/mm2 30o 15o-20o

Öntött bronz, öv, acél 600 N/mm2 felett 20o 8o-12o

Ajánlott szögértékek

A df > d, hogy a bekezdés könnyebb legyen.


2g = 0,1 ... 1,5 mm értékű lehet M1 ... M52-igl1 = (m+g) ctg κr (a bekezdő rész hossza).

A menetmetsző szabályozó része:• ez végzi a menet végleges kialakítását,• a felület a menettől eltekintve hengeres,• l2 = 3 ÷ 6 menetemelkedés.

Ezzel a menetmetsző vastagsági mérete:

b = 2l1 + l2b ≈ 7 ÷ 9 menet.


A szerszám homlokszöge és a homloklap alakjai:• kemény anyagokhoz: γ = 8o

÷ 12o,• közepesen kemény anyagokhoz: γ = 15o

÷ 20o,• lágy anyagokhoz: γ = 20o

÷ 25o.A forgácsoló részen γ = 4o

÷ 6o-kalnagyobb mint a szabályozó részen. Ezt a bevezető részkülön kimélyítésével lehet elérni.

A szerszám hátszöge: α = 6o÷ 8o a

forgácsolórészen. Ez úgy keletkezik, hogy a forgácsolórészen a hátlapot hátramunkálják.

tgαn

πdH ⋅

⋅=

n – a vágószárnyak száma

r11 cosκtgαtgαműűköd belső

⋅=

(6.3)


α1

H

O

r01

r

0

1t1

6.11. ábraMenetmetsző hátramunkálása


A vágószárny:

Forgácsolási szempontból kedvező, ha a vágószárnyak

keskenyek, mert így az átfogási ív kisebb. Így viszont

csökken a szilárdsága.

Tapasztalat szerint a legtöbb menetmetsző a széles

vágószárny miatt törik. Ezért b < c kell legyen (6.12. ábra).

A forgácsolási és szilárdsági szempontból 0,70,65c

b÷=

veszik fel.


eR 0

c

b

d

1Dr

ω

τ

φ

0

1

ω

τ

6.12. ábraMenetmetsző geometriai kialakítása


A 6.12. ábra alapján a b vágószárny szélességétés a c vágószárnyak közötti távolságot – a húron mérve – az alábbi összefüggésekből számíthatjuk:

sinω

sinτ

c

bsinωd

2

csinτd

2

b11 =⋅=⋅=

n vágóél esetén azonban

τn

180ω

o

−= , és ezt helyettesítve:

sinτ

τn

180sinb

sinωd2c

o

1

−⋅

=⋅⋅= (6.4)

( ) 1D0,90,6e ⋅÷= legyen!


A vágószárnyak szélességének meghatározása után akerek menetmetsző méreteinek további számításaihoz megkell határozni a forgácsfuratok R0 és r0 sugarát.

Az R0 és r0 meghatározásához az alábbi szempontokat kellfigyelembe venni:

1. a furatok elkészítéséhez minél kevesebbfúrókészülékre legyen szükség.

2. sík homloklapú szerszámnál kevés anyagot kelljeneltávolítanunk, vagyis a forgácsfurat minél közelebbkerüljön a menethez, de a menetet ne érintse.

3. a vágószárny b szélessége az előbbi meghatározásnakmegfeleljen.

4. a szerszám külső átmérője és a forgácsfuratok közöttirész (e) szilárdságilag megfelelő legyen.


Íves homloklapú szerszámnál:

e

C

A

B D

r

R

1

0

δ

γ

ω

c

r 0

O

6.13. ábraÍves homloklapú menetmetsző


sinω2rc,2r

csinω 1

1

⋅==

Az ABC háromszögből:

( )ωδ −=

2sin

cr0 A forgácsfurat átmérője. (6.5)

ACAOOCR

90

0

o

+==

−= γδ

Az AOB háromszögből:

ωcosrAB 1 ⋅=


Az ACB háromszögből:

( )ωδ −⋅= cosrAC 0

( )ωδ −⋅+⋅= cosrcosrR 010 ω

és (6.6)

(6.7)


Sík homlokfelületű menetmetszők esetében:

e

D

r

R

1

0

γ

ω

r0

.

f

a

lω + γ

x

y

6.14. ábraSík homlokfelületű menetmetsző


( ) ( )

( )

( ) ( ) ( ) ( )( )

( ) ( ) )9.6(ωγsinrωγcosxωcosrR

)8.6(ωγ

ωωγωγωγωγ

ωωγ

γω

010 +⋅++⋅+⋅=

+

⋅++⋅=+⋅++⋅=+⋅=

⋅=+⋅=+=

=+⇒+⋅=

cos

sinrsinxtgytgxtgar

sinrsinyly,xa

a

rtgtgr

0

1

00 ωγa

ω+γ

r

.

y

x0

a

( ) ( )( )

a

rtg

γω

0

1

0

)(

γωtgy1ωsinr

tgyxr

=+

+⋅==⋅

+⋅+=

γω

6.15. ábra Kiemelés a 6.14. ábrából


ω+γ

r

.

x

r

R0

1

0

ω

r

6.16. ábraKiemelés a 6.14. ábrából


Az e méret a menetmetsző szilárdságát határozza meg. Értékét a D és r0 ismeretében lehet meghatározni.

( )00 rR2

De +−=

Az e értéke függ a forgácsfuratok számától.3 ÷ 5 forgácsfuratú menetmetszőnél e = (0,15 ÷ 0,11) ⋅ D,míg a 6 ÷ 8 furatú menetmetszőknél e = (0,1 – 0,08) ⋅ D.Ha a számítások során az itt feltüntetett e értéknél kisebbetkapnánk, megy kell változtatni a c és γγγγ értékét.Szerelt kivitelű menetmetszők:

• termelékenység, pontosság, felületi érdesség,utánállítás és élezés szempontjából lényegesenfelülmúlják a kerek metszőket.

(6.10)


Használat szempontjából:a) Önálló menetvágófejek.b) Szabályozható menetvágófejek.

- A metszőpofák szétnyílnak, így nem kell vissza-csavarni,- Csupán a pofák beállítását és rögzítését, valamintutánállítását teszik lehetővé. A menetvágás

befejezésével a szerszámot amunkadarabról le kell csavarni, ezértelterjedtsége kisebb.

Készülnek:• hasáb alakú késsel: - sugár (6.17.a),

- érintőleges kivitelben (6.17.b),• körkéssel (6.17.c).


a) b)

c)

Hasábkés sugár irányban Hasábkés érintő irányban

Körkés6.17. ábra

Szerelt kivitelű menetmetszők


6.2.3. Menetvágás alakos késsel

Sorozatgyártásnál előnyös az alakkés használata.

a) Hasábos menetvágókés

α = 10o – 15o

γ = 0o-nál használják általában.


α

A-A

A

A

6.18. ábraHasábos menetkés


6.19. ábraHasábos menetkés profilok gyakori kialakításai


b) Menetvágó körkések

Elterjedtek, mivel előállításuk gazdaságosabb, mint a

hasábos késeké.

Típusaik:

• egyszeres,

• kettős,

• hátraesztergált,

• fésűs menetvágó körkés.


α

α

h

6.20. ábraMenetvágó körkések


c) Menetvágás fésűskéssel

Előnye:Elővágás, nagyolás, simítás munkáit (az egyélű szerszámrészletmunkáit) ugyanazon menetben egy késsel és befogássalkészítjük el.

.

123

=

r

α

λ

ω

κ

l l l

λ ωm

l 1

s

sAA

B

6.21. ábraMenetvágóFésűskés

Geometriaikialakítása


ahol:l1 bekezdő rész (1,5-2 menet)l2 forgácsoló rész (2-3,5 menet)l3 szabályozó rész (2-4 menet)κr bekezdő szögλs terelőszög.

Előnye:• A munka egyenletes elosztásával jelentős

termelékenységnövekedést nyerünk.

Hátránya:• csak hosszú menetkifutásnál alkalmazható,• nem vágható nagy pontosságú menet.


Alakjuk szerint lehetnek:• lapos fésűs menetvágókés (6.21. ábra),• hasábos menetvágókés,• fésűs menetes körkés (gyűrű alakú menetekkel).

Lapos fésűs menetvágókés

Az A-B felület (6.21. ábra) merőleges amenetemelkedésre, ezért azonosak a forgácsolási feltételek amenetszelvény mindkét oldalán, λs kedvező bekezdéstbiztosít, elősegíti a forgács eltávolítást.

λs = 2o÷ 6o (anyagszilárdságtól függően)

κr = 15o÷ 20o általában,

κr = 30o÷ 40o (tövig vágott menetnél),

l1 = m ⋅ ctgκr.


6.2.4. Menetmarás

• Főként hosszú (6.3.a. ábra) munkadarabok, de rövidmenetek (6.3.b. ábra) menetének kialakítására ishasználják.

• A maró tengelyét a menetemelkedési szögnekmegfelelően bedöntik.

• A szerszámprofil számítását a 16. fejezetben közöltmódszer szerint lehet elvégezni.

Mozgásviszonyok:• a főmozgást a szerszám, az összetett mellékmozgást

a munkadarab végzi• kötetlen kinematikájú, a főmozgás független az

előtoló mozgástól.


Előnyei:

• gépi főidő kevesebb,

• félautomatikusan működő menetmarógépek

önköltsége kisebb.

Hátrányai:

• alkalmazási területe korlátozott,

• a legkisebb átmérő korlátozott,

• furatban csak nagyobb átmérőnél és kis

menethosszúságnál alkalmazható.


főmozg.

am

in

x

m1

f=p

b

min

w

60

B

°

6.22. ábraMenetmarás tárcsamaróval

(főméretek)

6.23. ábraSzimmetrikusmenetmaró

a) Menetmarás tárcsa alakú maróval (alakos maróval)


( )minmin1 axm2D ++⋅≥ (6.11)

A bedöntött maró szelvényalakját a bedöntés miatt módosítani kell:

ϕε costgεtg ' ⋅=

ε’ - a maró szelvényének módosított csúcsszöge,ε - a munkadarab menetének csúcsszöge a tengelymetszetben,

ω = ϕ - a munkadarab menetemelkedése a középátmérőben.

(6.12)

ahol:


α

P

d

Maró

Mdb

emelkedési szög

vfa

vf

cv

Menetemelkedés:

απ tgdP ⋅⋅=

Menetemelkedési szög:

d

Ptg

⋅=

πα

Cserekerék áttétele:

P

iiP

z

z T

g

t 1⋅⋅=

PT: a vezérorsó emelkedései: csigahajtási1: kúpkerék

6.24. ábraHosszmenet marásBedöntött maróval


ω = 10o÷ 15o-ig elhanyagolják a torzulást, e felett olyan

nagy eltérések jelentkeznek az ω és ω1 magátmérő

emelkedési szögnél, hogy az ω1-re beállított maró

oldalirányban a szelvényalakot a külső és magátmérőn

elvékonyítva eltorzítja. Profilszámítás menete azonos a

csiga-menetmarásnál közöltekkel. (lásd 11. fejezet)

A torzítás mértékének megfelelően a marót módosítani

kell. A maró helyes alakjának meghatározása azonban

nagyon körülményes és kivitele is igen nehéz. A tárcsa

alakú marót hátraesztergált fogakkal gyártják.


b) Örvénylő menetmarás

• A hosszú menetmarás egyik fajtája.• A hagyományos menetforgácsoló eljárásnál 2...40-

szer termelékenyebb.• A marófej különleges szerszám, amelyet a

hajtóberendezéssel együtt az eszterga szánjáraszerelünk. Ehhez merev, örvénylő menetmaráshozalkalmas gépágy szükséges.

• A szerszám pontosan állítható, szerelt (keményfémvagy gyorsacél) kivitelű.


Mozgásviszonyok

Az örvénylőszerszám végzi a forgó főmozgást, valamint

a munkadarab tengelyének irányába eső mellékmozgást.

A munkadarab viszonylag lassú körelőtolást végez.

Az örvénylő menetmarás lehet egyenirányú vagy

ellenirányú.


külsõ menet belsõ menet

örvénylõfej

v

v

f

c

f

a

6.25. ábraKülső és belső örvénylő menetmarás elve


Az ellenirányúnál kedvezőbb az éltartam, mivel a

szerszámél rövid idő alatt eléri a h legnagyobb

forgácsvastagságot. A 6.26. ábra jelölésével azonos

geometriai méretek esetében az él anyagba hatolásának ϑϑϑϑ

szöge egyenirányú marás esetén (cosinus tétel alapján)

csak az átmérőviszonytól függ.


A

c

hs

n

D

R

D

H

O

d/2=

r

1e

t

s

υ

υ

ϕξϕ

ϕ

ϕO

O

0

1

20

φf z

φd

n

s

t

6.26. ábraÖrvénylő menetmarás geometriai viszonyai


r

e

R s

υ

O O2

c

r2R

erRarccos

r2R

erRcos

cosr2RrRe

s

222

s

s

222

s

s

22

s

2

⋅

−+=

⋅

−+=

⋅⋅−+=

ϑ

ϑ

ϑ



Ellenirányú marás esetén az él anyagba hatolásának szöge a fordulatszámviszonytól függ:

2

s

t

ss

tz

dπ

D1

n

n1

nzR

n2πf

−

+

⋅⋅⋅

⋅⋅=ϑ

Az egyenirányú marás merev forgácsolási rendszertigényel. A munkadarabot a forgácsolási hely közelébenkell megtámasztani, a rezgések csökkentésére(megszüntetésére) tokmánytárcsát vagy tokmányféketkell használni.

Ellenirányú marás csak keménykérgű, revésdaraboknál indokolt. A szerszám Ds és a munkadarab dátmérőjének viszonyától függ a felület alakhibája és atermelékenység.

(6.13)


Célszerű ha 1,1...1,2d

Ds =

Az fz körelőtolás a szerszámkerületen mért ϕ0 forgácsív-szöggel jellemezhetők.Abból indulunk ki, hogy:

)16.6(e2R

reRarccos

)15.6(e2R

reRcos

)14.6(cose2ReRr

s

222s

s

222s

s22

s2

⋅

−+=

⋅

−+=

⋅⋅−+=

ϕ

ϕ

ϕ

. Ekkor a betétkés a kerület

1/5 ... 1/4-én forgácsol.


A munkadarab kerületére számított ϕt forgácsívszög:

180 - t

r

Rs

ϕ°

e

ϕ

O 2O

C ( )

( )

)17.6(e2r

erRarccos

e2r

Rercos

e2r

Rer180cos

180cose2rerR

222

st

2

s

22

t

2

s

22

t

o

t

o222

s

⋅

−−=

⋅

−+=−

⋅

−+=−

−⋅⋅−+=

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ



A forgácsívszög diagramból is meghatározható: (6.29. ábra)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

1.21.3

1.41.5

τ =2H

d

d

D=f=1.1

ϕrad

H

D /2

s

ϕ

d/2

6.29. ábra Forgácsívszög meghatározása


Két egymást követő késbelépés között a munkadarab ϕ0

szöggel fordul el:

s

t

0nz

n2π

⋅

⋅=ϕ

A ϕϕϕϕ0 előtolásszög és az átmérőviszony meghatározza a

magátmérőre (d1) keletkező y alakhibát:

−⋅

⋅=

s

1

2

01

D

d1

16

dy

ϕ

melynek nagysága diagramból is meghatározható:

ϕ0 radiánban (6.18)

(6.19)


2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0

2.5 1.65 1.25 1 0.83

D s

y

5

Belső érintkezés

tartománya

16y

(1 -

D

)ϕ

102

d=

d1

Ds

s

d1

ϕ0

+

d1

sDϕ0 d1

y

Külső érin

tkezés

tartománya

6.30. ábra

Alakhiba meghatározása az átmérőviszony ( ) függvényében

1d

DS

1d

DS


Tapasztalat szerint, ha:

0,020,005n

nés1,2

d

D

s

t

1

s ÷==

az örvénylő marással elkészített felület alakhibája a gyártási

tűrésen belül marad.

A leggyakoribb menettípusoknál a torzulást elegendő

mértékben lehet csökkenteni az alakkés (betétkés) szelvény-

szögének és szelvényszélességének módosításával.

Közelítően, ha γ > 0o:

cosγ2

ψtg

2

ψg u ⋅=t

ψ : menetszelvény szög.

,

ahol:


Örvénylő menetmarással, ha pontosabb menetet kell

előállítani akkor a megmunkálást γ = 0o homlokszögű

szerszámmal kell elvégezni.

Az örvénylőkészülék szerszámtárcsái a menetemelkedés-

nek megfelelően bedönthetők.

Ha a menetközépátmérő emelkedése ω2, akkor:

2

u cos2

ψtg

2

ψtg ω⋅=

Az összefüggés azonban pontosabb menetek

készítéséhez (pl. vezérorsók) nem használható. Ekkor az

alakkés szelvényszélességét is helyesbíteni kell.

(6.20)


Az örvénylő maráshoz használt kés élszögei [148]

Célszerű ha γ0 = 0o a ϑ belépési szögnek megfelelően.

γe = -15 nagyságú működő homlokszög mellett kezdi meg a

forgácsleválasztást.Tangenciális elrendezésű örvénylőkés

(fej) élén α ≈ 15o hátszöget kell kialakítani, hogy elegendő

nagyságú működő oldalhátszög jöjjön létre.

Radiális elrendezésű örvénylőkésnél α = 5o÷ 8o.

Tangenciális késeket homloklapjukon, a radiálist

hátlapjukon kell újraélezni.


Az örvénylő menetmegmunkálás viszonyai lényegesenfüggnek a forgácsmegosztástól. A használatos örvénylőszerszámok betétkéseit optikai szerszámbeállító rendszersegítségével lehet méretre állítani.

A forgácsolási adatok pontosan csak forgácsolásikísérletekkel állapíthatók meg. Általában a vc = 100 ÷ 200m/min.

A forgács vastagsági méretének meghatározásakorkörülményes közepes forgácsvastagsággal számolni,ezért az örvénylő kés fej éle (szerszám tengelyévelpárhuzamos él) által leválasztott forgácsvastagságnak h

legnagyobb mérete a jellemző vastagsági méret.


A kerületi előtolósebesség:

szt nzfv ⋅⋅=

A menetirányú kerületi előtolósebesség:

2

sz,

tcosα

nzfv

⋅⋅=

Az egy fogra értelmezett fz körelőtolás:

s

tz

n

n

z

πdf ⋅

⋅= mm (6.23)

m/s; (mm/min) (6.21)

m/s; (mm/min) (6.22)


A forgácsvastagság pontosabb számítására egy k tényezőt vezettek be:

zfk

1h ⋅= és

h

fk z= (6.24)


1k f z 0.3

0.2

0.1

érvényes:= ntns

0.005-0.02:

0.1 0.2 0.3=

Hd/2

τ

h

f=2

f=1.2

f=1.1

f=1.5

=

D/2s

h

H

f=d

Ds

f z

d/2

6.31. ábraA körelőtolás és forgácsvastagság kapcsolata


Fordulatszámok

Az örvénylő szerszámtárcsa ns fordulatszáma:

πD

v1000n

s

c

s⋅

⋅=

A munkadarab nt fordulatszáma:

πd

nzfn sz

t⋅

⋅⋅=

A gyakorlatban:

500 < ns < 3000

0,5 < nt < 30 ha az n-ek 1/min-ben vannak megadva.

Jellemző kopásforma a hátkopás.

1/min; (1/s) (6.25)

1/min; (1/s) (6.26)


A megengedhető kopás trapézmenet örvénylő

menetmarásnál VB = 0,2 ÷ 0,8 mm (a trapézmenet

középátmérőjének növekedése közelítőleg a hátkopás

fele).

A szerszám éltartamot T a megmunkált menethosszal

jellemzik.

A fajlagos forgácsteljesítmény:

119Vf ÷=

A horonyszelvény A területével a ds súlyponti

átmérőjével számított percenkénti forgácsoló teljesítmény.

2

ts

cosα1000

nπdAV

⋅

⋅⋅⋅= cm3/min (6.27)

cm3/kW ⋅ min


A forgácsolási teljesítmény:

f

fV

VP =

6.2.5. Menetköszörülés

Típusai:

• egyfogú (tárcsás),

• többfogú (fésűs),

• többmenetes.

kW (6.28)


A menetköszörülés jellemzői:

• jó felületi simaság,

• szigorúbb méret és alakpontosságú munkadarab-ok

állíthatók elő vele,

• kemény, edzett anyagok is megmunkálhatók,

• menetidomszerek is előállíthatók ezen eljárással.

Köszörű szerszámmal megmunkálhatók:

• pontos menetfúrók,

• pontos készülékek, mérőeszközök menetei.


a) Menetköszörülés tárcsa alakú menetköszörűkoronggal

Tengelyét a menet csavarvonalának irányára merőlegesenkell elhelyezni.

n

n

v

s

w

f

ω2

6.32. ábraMenetkörszörülés

tárcsa alakúMenetköszörű

koronggal


A legpontosabb menetköszörülési eljárás. A szerszám

szelvénye szabályozó gyémánttal egyszerűen

szabályozható.

Alkalmazási területei:

• más eljárással előnagyolt menetek befejező művelete

(hosszú, nagy menetemelkedésű menetek),

• hosszú lapos menetek tömör anyagba (telibe) való

köszörülése,

• P ≤ 1,25 mm csak egyfogúval gazdaságos.

b) Menetköszörülés többprofilú fésűs koronggal

Átmenő eljárás:• a db teljes hosszában elhalad a korong előtt,• a fésűs menetkésekhez hasonlóan a korong

fogásmegosztással dolgozik,• a terhelés több fogon oszlik meg, nagyobb

előtolósebességgel lehet dolgozni,• termelékenyebb mint az egyfogú koronggal való

menetköszörülés, de nem olyan pontos.


n

n

s

w

vf

6.33. ábraMenetköszörülés többprofilú fésűs koronggal


c) Menetköszörülés többmenetes koronggal

Beszúró eljárás:

• a korong szélességénél rövidebb menet

köszörülhető,

• ugyanúgy dolgozik mint a fésűs menetmaró,

• legtermelékenyebb eljárás,

• menetfúrók, nagypontosságú edzett csavarok tömör

anyagba való köszörülése,

• menetes idomszerek nagyoló köszörülésére,

• P < 1,75 mm készre,

• P > 1,75 mm nagyolás.


n s

nw

vf

6.34. ábraBeszúró menetköszörülő eljárás


A fésűs koronghoz hasonlóan, beszúró eljárással, amunkadarab egy fordulata alatt készíti el a menetet.Megmunkálási pontossága nagy.

Korong választás:• Viszonylag kemény kötésű, finomszemcsézetűkorong kell (ritkábban kell szabályozni).

Hátránya:• eltömődik, égeti a munkadarabot,• csak kis fogáshosszon alkalmazható.

Nagyoláshoz:• nagyobb szemcseméretű korong ⇒ termelékenysége

nő.


Szerszámgép:• egyetemes menetköszörűgép,• esztergaszánra szerelt köszörűberendezés.

Belső menetek:• csak többfogú (fésűs) koronggal,• szerszám és idomszergyártásban,• nagyobb átmérőjű, rövid, nagypontosságú menetek,• a korong fajlagos kopása nagy, gyakran kell

szabályozni.

Szerszámgép:• Egyetemes menetköszörűgép.

Menettükrösítés:• menetidomszerek.

Elve azonos a külső és belső hengeres felületeknélmegismertekkel.


6.2.6. Menethengerlés

• Azonos osztású és menetprofilú hengerlőgörgőképlékeny alakváltozás útján alakítja ki amenetprofilt.

• Nagy termelékenység, kielégítő pontosság.• Csúcsnélküli menetköszörülés elvén működő

menethengerlőgép.• IT8, IT9.


dsn

nni

ds

d

támasz

vf

d1 d k=

ε

sd k = i kd kid ks = dd k

6.35. ábra Menethengerlés


A 6.35 ábrán külső menetek előállítására szolgáló, igenszéles körben elterjedt menethengerlés látható. Akialakítandó menet közel középátmérőjére elkészítettelőgyártmányon, két azonos osztású és menetprofilú, de azátmérők viszonyának megfelelően megválasztottbekezdésszámmal rendelkező hengerlő görgő képlékenyalakváltozás útján alakítja ki a menetprofilt, igen nagytermelékenységgel és kielégítő pontossággal.

Az utóbbi időben belsőmenetek előállításánál isalkalmazzák a képlékenyalakítást. A 6.36 ábra egy ilyenmegoldást mutat; a megfelelő de átmérőre előmunkáltfuratba egy, a menetfúróra külsőleg hasonló, de fogakkalnem rendelkező szerszámot hajtanak, mely a menetetmegfelelő profilra és méretre alakítja ki.


6.36. ábraKéplékeny menetalakítás


Előnye a forgácsolt menettel szemben, hogy a szálakat

nem vágja át, így tengelyirányú teherbírása többszöröse a

forgácsolt menetének. A hidegalakítással képlékenyen

kialakított menetfelület felkeményedik, így annak

terhelhetősége is megnő. Hátránya, hogy érzékeny az

előmunkálási átmérőre.


dde

6.37. ábraElőmunkált átmérő meghatározása


Az előmunkálási átmérő helyes meghatározása (6.37és 6.38 ábra) döntő jelentőségű a menet pontosságaés minősége, valamint a szerszám üzembiztosműködése szempontjából. Ezzel kapcsolatban agyakorlatban két módszer terjedt el: [5]a) közelítő megoldás: Eszerint az előgyártmány

átmérőjét úgy kell meghatározni, hogy a rajtaátáramló anyag keresztmetszete alakítás előtt ésután azonos legyen (6.38 ábra) (területazonosságimódszer).


α P

1

ρ

td

d

p

aρ

ed

V2 2A A11V Vp pA AeeV

Va aA

=1A A2

6.38. ábraElőgyártmány átmérő elemzése


b) pontos megoldás: Ennél a megoldásnál – az

átáramló anyag térfogat azonosságából indulnak

ki; az alakítás során az előgyártmány felületén

átáramló anyag ugyanolyan térfogatú alakítás előtt,

mint után:

V1=V2.

Egy menetemelkedésre vonatkoztatva (6.38 ábra);

alakítás előtt a térfogat külső menet esetén:

Ve= Pdde π

4

2

1

2 −

Alakítás után: Vp=2πρpAp,


innen:

de= P

Ad

ppρ82

1 +

ahol:

Ap – a menetszelvény területe

d1 – a menetszelvény belső átmérője

ρp – a szelvény súlypontjának sugara

P – menetemelkedés

d – menetátmérő

Belsőmenet esetében hasonlóan kell eljárni:

de=P

Ad

ppρ82 −


Ha külső menet alakításánál a területazonossági

módszert alkalmazzuk, akkor a menet nem lesz teljes, a

menetcsúcsok nem tudnak kialakulni, míg belső menetnél

anyagfelesleg mutatkozik, mely túlterheli a szerszámot és

könnyen törést okozhat. Ezt a módszert ezért csak kis t/d

viszonynál, tehát finommenetnél lehet esetenként

alkalmazni.

Documents

A csavarfelületek egyrészt gépelemek összekapcsolására ... · Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés 6. MENETMEGMUNKÁLÁSOK A csavarfelületek