Gépgyártástechnológia alapjai2014/15 I. félév

2BG

(www.uni‐miskolc.hu/~ggytmazs)

Lineáris méretlánc

Általános méretlánc

L

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

abhtgΦ

Forgács‐alakváltozási tényezők

h = h’/h

l

ll

forgácsvastagság

hosszúság

b = b’/b szélesség

A forgács térfogata állandó, vagyis

b h lb h l

' ' '

1

azaz bhl = 1 

tgγha;cosγ

h'b mivel

vagyissinγλ

cosγsinγhh'

cosγhab

htgΦh

Ahol h a forgács vastagságirányú alakváltozási tényezője

h = h’/h

Forgács fajták, forgács alakok

folyó, töredezett és nyírt forgács

Forgács alakok

Csavar darab

Spirál

Cső alakúl

Kusza

Szalag

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

fközfu

c. A forgács és a homloklap érintkezésénélértelmezzük

uf: a forgács egységnyi térfogatába távozó hő mennyisége,c  : a munkadarab anyagának térfogategységre vonatkoztatott fajhője.

Tapasztalati összefüggés:

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 kopás

• Diffúziós kopás

• Oxidációs kopás

A kopás megjelenési formái

• homlokkopás• hátkopás• élkopás• csúcskopás

A kopás megjelenési formái

A forgácsoló szerszámok éltartama

Éltartam (T):   a szerszám tönkremeneteléig forgácsolásban eltöltött idő

Éltartam kritériumok • kopás• felületminőség• pontosság• forgácsoló erő• hőmérséklet• rezgések• stb.

Az éltartamot legmarkánsabban a forgácsoló sebesség befolyásolja

A kopás időbeli folyamata

• kezdeti vagy bekopás• egyenletes kopás• katasztrofális kopásvagy tönkremenetel

Rajz!Éltartam  T

v vckT C

1

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

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

(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.

Az éltartam további mérőszámai

Az éltartam megválasztása gazdaságossági kérdés!

Forgácsoló erő és teljesítmény

k k hc cz

1 1. ) (N / mm2

Kienzle:

Fajlagos forgácsolóerő

A fajlagos forgácsolóerő módosító tényezői

• homlokszög korrekció K;• forgácsolósebesség korrekció  Kv;• szerszámkopás korrekció Kk;• szerszámanyag korrekció Ks;

K

1

1 5 9100

109 1 5100

5 20, ,

, ... ) acélokhoz, (

K

1

15 3100

103 15100

10 15, ,

, ... ) öntöttvashoz, (

1,0

cv v

100K

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

Kk = 1 + VB 

2askvγ

zc1.1c N/mm KKKKKhkk

A forgácsoló erőt befolyásoló tényezőkA munkadarab anyagaForgácsvastagság (előtolás)Forgácsszélesség (fogásmélység)ForgácsarányHomlokszögSzerszám elhelyezési szögForgácsoló sebességA szerszám anyagaHűtés‐kenésSzerszámkopás

A forgácsolt felület minősége

Érdesség

Forgácsolással előállított felületek tipusai

Elméleti érdesség

A szerszám nyomvonalaáltal a munkadarabon kialakított elméleti profil

Elméleti érdesség Maradó feszültségek

Keményedés

max d

d

Keményedési fok

ESZTERGÁLÁS ESZTERGÁLÁSI MÓDOK

Hosszesztergálás

ESZTERGÁLÁSI MÓDOK

Keresztesztergálás (oldalazás)

Kontúresztergálás (profilesztergálás)

Kontúresztergálás (gömb) Beszúrás és profilesztergálás

Beszúrás furatbanHomlokbeszúrás

LeszúrásBeszúrás Menetesztergálás

A megmunkálások méretpontossága

A méretpontosság

a

A

B

CD

EF

GH

J

K M NP

RS T

UV

XY

Z

bc

d e

f g h

j k m np r

st

uv

x

yz

Névlegesméret

Lazaillesztés

Átmenetiillesztés

Szilárdillesztés

Belsőméret

Külsőméret

Alapeltérés, AE

Tűrés, TD

iqT DDi 001,045,0 3 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16

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

Pl.: 50H7

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

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

Dörzsárak

A csigafúró kopása és újraélezéseA furatmegmunkálás gépei

Homlokmarás Palástmarás

Homlokmarás

Palástmarás Palástmarás

Ellenirányú marás(up milling)

Egyenirányú marás(down milling)

Homlokmarás

Palást‐homlokmarás (sarokmarás)száras marók

furatos maró

palástmarók

homlokmarók

hosszlyukmaró

MARÓGÉPEK Függőleges marógép

Vízszintes marógép

Vízszintes CNC megmunkáló központ

Függőleges CNC megmunkáló központ

Függőleges marógép Vízszintes marógép

Vízszintes fúró-marómű

(horizont)

Köszörülés

Palástköszörülés Síkköszörülés

Oldalelőtolásos palástköszörülésBeszúró köszörülés

Csúcsnélküli köszörülésFuratköszörülés

SíkköszörülésA köszörű korongok szerkezete

Kopási folyamatok

Szabályozás

Rövidlöketű dörzsköszörülés, szuperfiniselésRövidlöketű dörzsköszörülés, szuperfiniselés

Hosszúlöketű dörzsköszörülés, hónolás Hosszúlöketű dörzsköszörülés, hónolás

Tükrösítés, leppelés Tükrösítés, leppelés

Fogazás

FejkörGördülõkörOsztókör

HatárkörLábkör

Fogfelület

FejszalagFogárok

HatárpontFogtõfelület Fenékszalag

Fog

Fogprofil

Alapkör

.

h

n forg.

előtolóosztó

r 0

vn

h

forg.n

h

H

r0

h

maxR

w

w

f w

vc

vc

f w

ff

t

a

vc

f f

ff

Maag FellowsPfauter

Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás)

mdb.

sz.

i= zzv

löket

gyorselőtolásmunkadarab

nosztó

forg

.v

szerszám

mozg.fogásv.

előtolásn

kiemelése miatt

asztalmozgása szerszám

löketvégi

i=zs/zw=nw/ns

Lefejtő fogvésés

mdb

i (kin. kapcs.)

Lefejtő foggyalulás (Maag eljárás)

. + vforg.

a0

123

4 5

I.II.

III.

0 0 0

0

velőt. fogásvételimozgás

n

III.II. I.123

4 5 ismétlésMaag-eljárásmozgás-ciklusa

Lefejtő fogmarás (Pfauter eljárás)

v

v tang.előtolás

ax. előtolás

diff.

+ s

osztó

=forgó 90°

vrad. fogásvételv. előtolás

vtang. előtolás

a

Ellentámasz

Lefejtõ elõtolás

Munkadarabszán

FogásvételElõtolás

MarófejDönthetõ marószán

Állvány

Radiális elõtolás

lefejtõmozgása

Elektro‐eróziós megmunkálás (szikraforgácsolás)

Video 1

Elektróda (szerszám) anyagok

Grafit Réz

Jellegzetes eljárások

Tömbelektródás Huzalelektródás

Video 3Video 2

5/

Lézersugaras megmunkálások(LBM, Laser Beam Machining)

Lézer: erős, párhuzamos fénysugarat adó fényforrás.

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

magyarul: fényerősítés indukált emisszióval

megelőlegezte, hogy bizonyos feltételek együttállásakora fény adott közegben nem csak gyengülhet, hanem erősödhet is

Lézersugárzás: 1917 Einstein elmélete:

L A S E R

6

Stimulált emisszió (áttekintés)

A stimulált emisszió útján felszabaduló foton energiája, frekvenciája, fázishelyzete és haladási iránya azonos a stimulálást kiváltó fotonéval, továbbá az így „megszaporodott”fotonok további kölcsönhatások révén még újabb fotonokat szabadíthatnak fel.

7

Rubin lézer Lézeres vágófej

Video 4‐5

Plazma vágófej

Video 6

Elektrokémiai süllyesztés vázlata Elektrokémiai polírozás

Video 7

Anódmechanikai megmunkálásElektrokémiai köszörülés (elizálás)

Abrazív vízsugaras vágás

te x t

zy

x

Abrazív vízsugaras vágófej

Munkadarab

Nyomásnövelő szivattyú

Vízsugár energiát elnyelő tartály

Abrazív adagoló készülék

Rezgős adagoló

Ultrahangos anyagleválasztás:

Video 8