iUWiVWHUYH]pVHmidra.uni-miskolc.hu/document/27102/22594.pdf · 4 Tartalom 1 %HYH]HWpV ..... 5

Miskolci Egyetem

Gépészmérnöki és Informatikai Kar

Gyártástudományi Tanszék

3515 Miskolc-Egyetemváros

Gépészmérnöki Mesterszak

(MSc)

Gépgyártástechnológia és

Gyártási rendszerek szakirány

Levelező tagozat

Intézeti szám: 2017-GYT-67-MG

SZAKDOLGOZAT

Szivattyúfedél gyártástervezése

Tóth Ildikó

EKI3ZT

3433 Nyékládháza,

2017.05.04. Bartók Béla u.7.

EREDETISÉGI NYILATKOZAT

Alulírott ………...………Tóth Ildikó…………………….; Neptun-kód:……..EKI3ZT………

a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős ……Gépészmérnöki

Mester………………… szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem

tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy

………………………….…Szivattyúfedél gyártástervezése……………………………...……

című szakdolgozatom/diplomatervem 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 év május hó 11. nap

…….……………………………….…

Hallgató

1

2

3

4

Tartalom 1 Bevezetés ................................................................................................................... 5

2 A technológiai folyamat előkészítése ...................................................................... 6

2.1 A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása .......................................................6

2.2 A gyártás tömegességének és szervezési típusának meghatározása.........................8

2.3 Az alkatrész funkcionális és technológiai helyességének elemzése ........................10

2.4 Az előgyártmány fajtájának, az előgyártás módjának meghatározása .................11

3 Technológiai folyamat tervezése .......................................................................... 16

3.1 Technológiai folyamatot alkotó műveletek sorrendjének és tartalmának

megtervezése ...........................................................................................................................16

3.1.1 Megmunkálási igények feltárása...................................................................... 19

3.1.2 Globális műveletek képzése .............................................................................. 22

3.1.3 Ábrás műveleti sorrendterv ............................................................................. 26

4 A 5. számú simító esztergálási művelet részletes megtervezése ........................ 27

4.1 A szerszám típusának kiválasztása ...........................................................................28

4.2 Technológiai adatok meghatározása ........................................................................29

4.3 Technológiai adatok ellenőrzése teljesítményre és felületminőségre .....................33

4.4 Műveleti normaidő .....................................................................................................40

5 Programszerszám tervezése .................................................................................. 41

5.1 Ráhagyási alakzat elemzése .......................................................................................42

5.2 Lapka típusok és elhelyezésük ..................................................................................44

5.3 A forgácsoló lapkák axiális irányú helyzetének és a forgácsolási adatoknak a

meghatározása ........................................................................................................................45

5.4 Szerszámtest méretezés ..............................................................................................49

6 Végellenőrzés .......................................................................................................... 59

7 Összegzés ................................................................................................................ 61

8 Summary ................................................................................................................ 62

9 Irodalomjegyzék .................................................................................................... 63

5

1 Bevezetés

Szakdolgozatom témája a B1048489-es rajzszámú szivattyúfedél

gyártástervezése. Ezzel a gyártmánnyal a nyári szakmai gyakorlat során ismerkedhettem

meg a DEKGÉP Kft.-nél. Az ott töltött idő alatt sikerült megismernem a gyárat,

beleláthattam a mindennapi tevékenységekbe, mint például alapanyag beszerzése, termék

gyártása, festése.

Első sorban a gyártás technikai feltételeit kell körvonalazni, ezért először a

DEKGÉP Kft.-t mutatom be. Ezek után a gyártás tömegességét és szervezési típusát

ismertetem. A funkcionális elemzés után megállapítom az előgyártmány fajtáját. Ezután

a technológiai folyamat tervezése következik. Először a technológiai folyamatot alkotó

műveleteket határozom meg, majd feltárom a megmunkálási igényeket. Globális

műveleketek képzek, majd elkészítem az ábrás műveleti sorrendtervet. Ezt a sorrendet a

mellékletben ábrákkal is szemléltetem.

A műveletek közül a simító esztergálást kiválasztva a megmunkáláshoz

szükséges késeket összeválogatom, meghatározom a technológiai adatokat, a végén pedig

ellenőrzöm őket teljesítményre és felületminőségre.

A szakdolgozatom utolsó előtti fejezetében programszerszámot fogok tervezni,

amivel az előzőleg elemzett megmunkálási műveleteket fogom kiváltani. A

programszerszám használatának a lényege, hogy minél több forgácsolási fázist

összevonunk. Először a munkadarab ráhagyási alakzatát ismertetem, majd kiválasztom a

megfelelő lapkákat. Ezek után a lapkák axiális irányú helyzetét és a forgácsolási adatokat

határozom meg, végezetül méretezem a szerszámtestet.

Az utolsó fejezetben a legyártott szivattyúfedél minőség-ellenőrzéséhez

szükséges mérőeszközöket ismertetem.

6

2 A technológiai folyamat előkészítése

Szakdolgozatomat a technológiai folyamat előkészítésével kezdem. Először a

gyártás technikai feltételeit körvonalaznom, majd a gyártás tömegességének és szervezési

típusának a meghatározása következik. Ezek után az alkatrész funkcionális és

technológiai helyességének vizsgálatával folytatom. Végezetül ebben a fejezetben az

előgyártmány fajtáját és az előgyártás módját határozom meg.

2.1 A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása

A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása során meg kell vizsgálni, hogy

az adott alkatrészen milyen jellegű felületek vannak. Ez alapján következtetni kell, hogy

milyen forgácsolási módok szükségesek az alkatrész legyártásához. Ezt össze kell vetni

az üzemben rendelkezésre álló gépekkel, mely alapján eldönthető hogy az üzem

rendelkezik-e az alkatrész legyártásához szükséges feltételekkel.

A szakdolgozatom témájául szolgáló szivattyúfedél külső és belső hengeres felületekből

áll. Ezen felületek legtöbbjét esztergálással, illetve köszörüléssel a gépek helyes

megválasztása mellett meg lehet munkálni. Ettől eltérő felületet a 96 mm-es átmérőnél

van, amelyet marással lehet létrehozni. Továbbá kivételt képeznek a tárcsán és a

tengelyen elhelyezkedő furatok. Mivel ezeket fúrni kell, így szükséges egy fúrásra

alkalmas gép is.

A B1048489-es rajzszámú szivattyúfedél megnevezésű alkatrész gyártásával a

LEISTRITZ nevű német cég a miskolci székhelyű DEKGÉP Kft.-t bízta meg.

A DEKGÉP Kft. 2004-ben alakult a nagy ipari-gépgyártási tapasztalatokkal rendelkező

DIGÉP Diósgyőri Gépgyárból történt kivásárlással. A telephely Miskolcon a DIGÉP

Ipari Park területén, a korábbi Kábelgép Szerelőüzem épületében található.

A DEKGÉP egy mozaikszó, amely valójában Diósgyőri Egyedi- és Kábelgépgyártó Ipari,

Kereskedelmi és Szolgáltató Korlátolt Felelősségű Társaságot jelent.[1] Amint ez a cég

nevéből is kiderül, az ipari gépek gyártása a fő profiljuk. Az üzemben sétálva

találkozhatunk az általuk készített sorjázógéppel, hegesztett hajtóműházzal, speciális

ollóval, ugyanakkor nem kell meglepődni, ha egy extrudáló berendezéssel vagy egy

7

hatalmas nyomástartó edénnyel találjuk szembe magunkat. Az utóbbi nem mellesleg

katonai helikopterek rotorjának biztonságos szállítása végett készült.

A cég 100%-ban magyar magántulajdonú. A jelenlegi létszám 38 fő, melynek összetétele

és létszáma a szakmai igényeknek és a cég fejlődési irányának megfelelően folyamatosan

változik. A dolgozók döntő többsége korábban a DIGÉP-ben dolgozott, így többéves

kábel-, szerszámgép és általános gépgyártási tapasztalattal rendelkezik.

A DEKGÉP Kft. nem foglalkozik gépek tervezésével, ezért a megrendelőknek kell

biztosítaniuk a megfelelő dokumentumokat a gyártás megkezdéséhez. Ami a gyártási

palettát illeti elég széleskörű. Készítenek közepes méretű és bonyolultságú hegesztett

acélszerkezeteket, megmunkált egységeket, készre szerelt gépi berendezéseket teljes

pneumatikával és hidraulikával, továbbá különféle hengerdei, kohászati és egyéb

acélszerkezetek, görgőpályák készre szerelésével is foglalkoznak. Ugyanakkor, ha van rá

igény, elvállalnak olyan munkákat is, ahol különféle lemezmegmunkáló és kábelipari

alkatrészeket illetve berendezéseket kell gyártaniuk. Külön kiemelendő, hogy a

gépgyártást, a termelés valamennyi fázisát (szemcseszórás, kivágás, formára alakítás,

hegesztés, megmunkálás és festés) beleértve helyben végzik.

A DEKGÉP Kft. gépparkja

1. Egyetemes marógép

2. Portálmaró, Mario Carnaghi gyártmány

3. Horizont W100, TOS Warnsdorf gyártmány

4. CNC horizont WHN 13.8B, TOS Warnsdorf gyártmány

5. Palástköszörű ø350×2000 mm, TOS

6. Esztergagép: Ø400 mm x 1500 mm hosszú

7. Esztergagép: Ø800 mm x 2000 mm hosszú

8. Síkköszörű

9. SZIM Een-500 CNC eszterga

10. Radiálfúrógép RFh 100, Fabrikat gyártmány

11. Klopp-Korradi UW3 CNC marógép

12. Fűrészgép, Amada H 450H

13. Fűrészgép, FMB Titan 2004

14. Hidraulikus lemezolló DLB 6/3050, DIGÉP gyártmány

8

15. Lemezhengerítő gép

16. Présgép

17. Lemezhengerítő gép

18. CO- Hegesztő berendezések 550A, Hegesztő berendezés 250A

19. CNC lángvágó PWXYZ, Power Control gyártmány

20. VICTOR NVT26 CNC eszterga

Figyelembe véve a gépek paramétereit és a megmunkálandó felületek méreteit,

kijelenthető, hogy az üzem rendelkezik a tengely legyártásához szükséges technikai

feltételekkel.

2.2 A gyártás tömegességének és szervezési típusának meghatározása

A technológiai tervezés egyik lényeges lépése a gyártás jellegének meghatározása,

amit a tömegszerűségi együttható segítségével tudunk kiszámolni. A feladatomban 20

db alkatrészt kell legyártanom.

A technológiai folyamat átlagos tömegszerűségi együtthatójának képlete [2]:

𝐾𝑠 =

𝐼𝑚𝑄

𝑡𝑛

, ahol:

Im: rendelkezésre állási idő alap: 168 ó𝑟𝑎

ℎó𝑛𝑎𝑝

Q: gyártandó mennyiség: 20 𝑑𝑎𝑟𝑎𝑏

ℎó𝑛𝑎𝑝

tn: átlagos becsült műveleti norma idő: 36 perc

A fenti képletbe behelyettesítettem az adatok:

𝐾𝑠 =

168 × 602036

= 14

9

A tömegszerűségi együttható meghatározott értéke alapján megnézem az 1. táblázatban,

hogy melyik gyártási módba sorolható.

Egyedi kissorozat Középsorozat Nagysorozat Tömeggyártás

20<Ks 10<Ks<20 2<Ks<10 1<Ks<2

Műhelyrendszerű

gyártórendszer

Csoportrendszerű

gyártórendszer

Szakaszosan

folyamszerű

gyártórendszer

Folyamszerű

gyártórendszer

Megmunkálási

módok szerint

vannak telepítve a

gépek

A gépek a jellegzetes

alkatrészek

megmunkálásának

megfelelően vannak

telepítve

Nagyjából a

technológiai

sorrendnek

megfelelően

vannak telepítve a

gépek

Szigorúan a

technológiai

folyamatnak

megfelelően

vannak telepítve a

gépek.

1.táblázat: Gyártási módok

10<14<20 ebből következik és a legyártandó mennyiségből is, hogy a gyártás

tömegszerűsége csoportrendszerű középsorozat gyártás.

A csoportrendszerű gyártás estében a gyártandó alkatrészféleségeket csoportosítjuk és a

technológiai folyamat szempontjából hasonló alkatrészek megmunkálására egy

gyártórendszert hozunk létre.

Az alkatrészcsoportoknak megfelelően így létezhet:

• tárcsagyártó sor (részleg),

• tengelygyártó sor,

• ház jellegű alkatrészeket gyártó sor, stb.

A csoportrendszerű gyártás esetében a munkadarabok a technológiai sorrendnek

megfelelően a gyártórendszeren belül vándorolnak egyik gyártóberendezésről a másikra.

Így a műveletközi anyagutak és anyagmozgatási idők rövidek, csökken a gyártás átfutási

ideje. A rendszer rugalmas, a csoportba sorolható alkatrészek egyikéről könnyen

átállítható egy másik gyártására. Előnye a csoportrendszerű gyártásnak az is, hogy

használni lehet speciális szerszámokat, készülékeket, melyek alkalmazása egy-egy, kis

10

darabszámban készülő alkatrész esetében nem lenne gazdaságos. Itt viszont a relatív

tömegszerűség megnövekedése révén ezek alkalmazása gazdaságossá válik.

2.3 Az alkatrész funkcionális és technológiai helyességének elemzése

A B 104 8489-es rajzszámú szivattyú fedelet a Leistritz nevű német cég rendelte

meg még 2005-ben a DEKGÉP Kft-től. A Leistritz fő arculata a szivattyúgyártás. A

szokásos vízszivattyún kívül gyártanak még többfázisú illetve üzemanyag szivattyúkat is.

Egy rövid leírásban ismertetem a szivattyúkat.

A szivattyú folyadék, illetve zagy szállítására szolgáló gép. A régebbi szóhasználat a

gázok szállítására alkalmas gépeket is ide sorolta, mára már csak a vákuumszivattyúk

maradtak itt, a többi ventilátor, fúvó, kompresszor lett a kilépésnél mérhető nyomás

nagyságától függően. A gépkocsi vagy kerékpár levegővel töltött kerékabroncsainak

felfújásához pumpát használunk.

A szivattyúk általában mechanikai munkát használnak fel a közeg továbbítására vagy

egyszerű emeléssel vagy áramlástani elvek felhasználásával. Ritkán nem mechanikai

elveken működő szivattyúkat is készítenek.

A legrégebbi ilyen szerkezetek a merítőművek, ennek legegyszerűbb példája a gémeskút,

melynél ellensúllyal könnyített vödörrel emelik ki a vizet, és ivóvíz, valamint öntözővíz

nyerésére használják. Később állati erővel vagy vízkerékkel hajtott végtelenített kötélre

kötött vödrökkel, merítőkerékkel emelték ki a nagyobb mennyiségű vizet, ez a szerkezet

folyamatos üzemre is alkalmas volt. Az arkhimédeszi csavart először Szín-ahhé-eriba

asszír király alkalmazta a híres babiloni függőkertek vízzel való ellátásához az i. e. 7.

században, ezt a szerkezetet a 3. században Arkhimédész írta le. A 13. században arab

könyvekben több szivattyú-konstrukciót is leírtak.

A technológiai vizsgálat tulajdonképpen az alkatrészrajz (1.sz. melléklet) elemzése,

amely magába foglalja a mérethálózat vizsgálatát, a pontossági előírásokat és az érdességi

előírásokat is.

11

A technológiai helyesség vizsgálata fontos szempontja az anyagtakarékosság, az

egyszerű alak, a befogások biztosíthatósága. Lényeges, hogy minél kevesebb

szerszámot használjunk, és hogy az illesztett felületek is minél rövidebbek legyenek.

Az alábbi szempontokat vettem figyelembe a technológiai helyesség vizsgálata során:

1. Alkatrészrajz minősítése:

mérethálózat felépítése: minden méret meg van adva és azok mindegyike

mérhető méret

szimmetriatengely használata: megfelelő

technológiai szempontból a megadott tűrések megfelelőek, nem feleslegesek

2. Technológiai helyesség szempontja:

anyagtakarékosság: megfelelő előgyártmány és megmunkálási módok

megválasztása

nincsenek felesleges elemek, amelyek nélkülözhetőek lennének

marással megmunkált felületek esetén: a megmunkált felület a befogási felülettel

párhuzamos vagy merőleges legyen, és ez a feltétel megvalósul

az alkatrészt meg lehet munkálni hagyományos és NC-CNC vezérlésű gépeken

is

2.4 Az előgyártmány fajtájának, az előgyártás módjának meghatározása

Az előgyártmány meghatározásának két fő szempontja van [3]. Első esetben a

típust kell meghatározni, amelynél a gazdaságosság, az igénybevétel és a mechanikai

tulajdonság alapján kell dönteni. Az én esetben a hengerelt előgyártmány a

legcélravezetőbb. Második esetben az előgyártmány méretének megválasztására kerül

sorra. A méretet ráhagyásszámítással határozom meg, aminek feltétele, hogy az kellően

nagy legyen a szükséges pontossághoz, viszont a lehető leggazdaságosabb eljárásokkal

lehessen megvalósítani. Továbbá biztosítani kell az előző művelet hibás rétegének

eltávolítását úgy, hogy még maradjon réteg a további műveletek hibáinak eltávolítására.

12

Adott művelet ráhagyása:

,ahol:

𝜗ℎ= megelőző művelet után a hibás felületi réteg vastagsága

𝜗𝑚 = megelőző művelet mérethibája

𝜗𝑎 = megelőző művelet alakhibája

𝛿𝑓 = aktuális művelet felfogási hibája

𝛿𝑏 = bázisválasztási hiba nagysága az adott műveletben

k=alaki tényező, mely forgácsolásnál általában k=1,2

Teljes ráhagyás:

ahol:

n=műveletek száma

Zmi=i-dik művelet ráhagyása

A kiszámított teljes ráhagyással megállapított nyersanyag méretét mindig fel kell

kerekíteni a legközelebbi kereskedelmi méretre.

A számítást a Fridrik László – Leskó Balázs: Gépgyártástechnológia alapjai II. sz

segédlet c. könyv alapján végeztem.

13

Ráhagyások hosszmérete:

𝑍𝑚 = 𝜗ℎ + 𝑘 ∗ √𝜗𝑚2 + 𝜗𝑎

2 + 𝛿𝑓2 + 𝛿𝑏

2

, 𝑎ℎ𝑜𝑙

𝜗ℎ=0,5 mm (31. táblázat alapján)

𝜗𝑎 =4,5mm (fűrészelési ferdeség)

𝜗𝑚 =0,5mm (becslés alapján)

𝛿𝑏 = 0𝑚𝑚

𝛿𝑓 = 1𝑚𝑚 (becslés alapján)

k=1,2 (forgácsolás esetén 1,2)

𝑍𝑛 = 0,5 + 1,2 ∗ √0,52 + 4,52 + 12 + 02 =4,54 mm

A fenti számítás alapján a szivattyúfedél alapanyagát mindkét végén 4,54 mm-el kell

nagyobbra vágni. A következő számításban ismertetem ezt a ráhagyást:

Z=4,54mm*2=9,08 mm

Az előző számítás alapján tehát az előgyártmány hossza a következőképpen alakul:

L=145mm+9,08 mm=154,08 mm

Ehhez az értékhez a legközelebb álló egész számot kell megkeresni, ami 155, így az

előgyártmány hossza 155 mm legyen.

A tengelyátmérő ráhagyásszámítása:

A legnagyobb átmérő tűrésezetlen, ezért a megrendelt alapanyag legnagyobb

átmérője lehetne a 138-as méret, viszont sokszor az alapanyagban is találhatók hibák,

mint pl korrózió, repedés, stb, ezek pedig ronthatják a gyártandó termék minőségét és

élettartamát, ezért inkább legyen rajta ráhagyás, amit majd leesztergálunk.

14

Nagyolási ráhagyás átmérőre:

𝜗ℎ =1,5 mm (31. táblázat)

𝜗𝑚 =2,3mm

𝜗𝑎 =1

1000*160*0,4*2=0,128 mm

𝛿𝑓 =0

𝛿𝑏 =0

𝑍𝑛 = 1,5 + 1,2 ∗ √2,32 + 0,1282 + 02 + 02 = 4,26 mm

A legnagyobb átmérőre számított teljes ráhagyás értéke:

Zm=Zn=4,26 mm

D0=d+ Zm= 138 mm + 4,26 mm= 142,26 mm

A szükséges minimális szabványos átmérő: 145 mm

Kész méret: Ø 138

Nyersanyag: Ø 145 mm minimális méret: Ø 142,26 mm

Az előgyártmány adatai: Ø145×155 mm - hengerelt, ötvözetlen szerkezeti köracél.

A B 104 8489-es számú fedél anyaga 45%-os karbon tartalmú húzott köracél [4]. Ez az

anyag általános rendeltetésű, ötvözetlen, szerkezeti-, nemesíthető szénacél. Ezen anyag

felhasználása elég széles intervallumú, amelybe beletartozik az autó- és gépipar olyan

alkatrészei ahol alacsonyabb az igénybevétel, a csavargyártás, a nyomástartó alkatrészek,

a kopásálló alkatrészek vagy a hasonlóan csak közepes igénybevételnek kitett

szerszámok. A termék előállítását követően hőkezelésre kiválóan alkalmas. Korábbi

elterjedt jelölése szintén a C45 volt. A jelenlegi gyártási szabvány jelölés: EN 10083.

15

Vegyi összetétel (Az ötvözet gyártási szabványa szerint) [%] a 2. táblázatban található

C Si Mn P S Cr Mo Ni Cr+Ni+Mo

0,42-0,5 ≤ 0,4 0,5-

0,8 ≤0,045 ≤0,045 ≤0,4 ≤0,1 ≤0,4 ≤0,63

2. táblázat : 45%-os karbon tartalmú acél vegyi összetétele

Az anyag tulajdonságait a 3. táblázatban ismertetem.

Elektromos

ellenállása

szobahőmér-

sékleten

Hővezető

képessége Sűrűség Szakítószilárdság Folyáshatár Nyúlás

0,2 Ω

mm2/m 46 W/mK

7,85

kg/dm3

630-850

N/mm2

370-490

N/mm2 16%

3.táblázat: C45 anyag tulajdonságai

16

3 Technológiai folyamat tervezése

Miután elvégeztem az előtervezést, mely során meghatároztam az előgyártmány

méreteit, és előzetesen felmértem az alkatrész megmunkálási igényét, rátértem a

technológiai folyamat tényleges megtervezésére.

3.1 Technológiai folyamatot alkotó műveletek sorrendjének és

tartalmának megtervezése

A forgástest jellegű alkatrészekre jellemző, hogy forgás illetve

szimmetriatengelyük van és a főfelületek minden esetben forgásfelületek, de ezek mellett

gyakran nem forgástest jellegű felületeik is vannak, mint például a hornyok, fogazatok,

lelapolások [5]. Az alkatrészhossz és a legnagyobb átmérő aránya szerint feloszthatók

rövid (tárcsaszerű) és hosszú (tengelyszerű) alkatrészekre

A megmunkálási igényeket jórészt a geometriai elemzés alapján állapítjuk meg, ezért itt

is célravezető az alkatrész felbontása olyan felületcsoportokra, amelyek megmunkálását

ismerjük. Amint már az imént említettem a forgástest szerű alkatrészek felületei

feloszthatók forgásfelületekre és nem forgás felületekre.

A forgásfelületeket a következő három csoportra sorolhatók:

- elsőrendű felületcsoportok azok, amelyeket egyélű szerszámmal, az eszterga

mozgásrendszere alakít ki (pl: kúp-, hengerfelületek)

- másodrendű felületcsoportok, amelyeket profilos szerszám alakít ki beszúrással

(pl: hornyok, lekerekítések vagy speciális profilfelületek)

- harmadrendű felületcsoportok, melyeket profilos szerszám és az eszterga

mozgásrendszere alakít ki (pl: menetes felületek)

A nem forgásfelületek az alakjuk szerint további három csoportba sorolhatók:

- furatok

- hornyok és bordázatok

- fogazatok

Egy-egy üzemben többféle alkatrész gyártása folyik, ezért elengedhetetlen, hogy minden

alkatrészhez készítsenek technológiai tervet. A technológiai tervezés több fázisban

történik és az egyes technológiai fázisok szorosan összefüggenek, közöttük visszacsatolás

17

van. A technológiai folyamat tervezésének előkészítése során azokat a feltételeket kell

rögzíteni, amelyek befolyással vannak a technológiai folyamat tartalmára és a lehetséges

vagy célszerű tervezési döntésekre.

Manapság egy alkatrész gyártása során a szakirodalom a következő 13 jellegzetes

szakaszt és szakaszainak funkcióit tartja számon, amelyeket a 4. táblázatban ismertetek.

4.táblázat: Az alkatrészgyártás jellegzetes szakaszai és szakaszainak funkciója

Az általunk legyártandó fedél esetén a szükséges fő szakaszainak meghatározásának

alapja a kívánt felületminőségek, a legfinomabb felület IT6-os pontosságú. Ez egy

köszörült felület, ahol Ra =1,6 μm.

Szakasz Művelet Funkció

1. szakasz

Előgyártás, előgyártmány

kiválasztása

Szükséges alapanyag kiválasztása,

hőkezelés, előgyártmány előállítása

2. szakasz Nagyolás Felesleges ráhagyás eltávolítása, alak

kezdetleges meghatározása

3. szakasz Hőkezelés I. Pl.: feszültségmentesítés

4. szakasz Félsimító megmunkálás I: IT11÷12, Ra>23,2

5. szakasz Hőkezelés II. Pl.: cementálás

6. szakasz

Félsimító megmunkálás

II.

Felesleges anyag részek eltávolítása,

cementálni nem kívánt részek eltávolítása

7. szakasz Egyén megmunkálások Pl.: fogazás

8. szakasz Hőkezelés III. Például nemesítés vagy edzés

9. szakasz Simító megmunkálás Köszörülés

IT7÷10, Ra>0,4

10. szakasz Hőkezelés IV: Pl.: nitridálás vagy feszültségmentesítés

11. szakasz Simító megmunkálás II. IT6÷7, Ra>0,32

12. szakasz Felületkezelés Pl.: krómozás, nikkelezés, stb.

13. szakasz Befejező megmunkálás Ra=0,08÷0,04

18

Ezáltal esetünkben a technológiai szakaszok sorendje a következő:

1. Előgyártmány kiválasztása, előgyártás

2. Nagyoló megmunkálás

3. Félsimító megmunkálás

4. Különleges megmunkálás

5. Simító megmunkálás

3.1.1 Az alkatrész 3D-s ábrázolása

1/a ábra Szivattyúfedél 3D ábrázolása

1/b. ábra Szivattyúfedél 3D ábrázolása

19

1/c. ábra Szivattyúfedél 3D ábrázolása

1/d. ábra Szivattyúfedél 3D ábrázolása

3.1.2 Megmunkálási igények feltárása

Ha az alkatrészrajzunk minden szempontnak megfelel,kezdődhet a gyártás,

előtte azonban még fel kell mérünk a megmunkálási igényeket. Ez a következő módon

történik:

Először az összes megmunkálni kívánt felületet bejelöljük az alkatrészrajzon. Ha

túl sok a megmunkálandó felület, célravezetőbb beszámozni a lépéseket a könnyebb

áttekinthetőség érdekében. Utána felsoroljuk őket és melléjük írjuk a befejező (esetenként

megelőző) megmunkálásokat, azaz hogy milyen forgácsolási módokat alkalmaznánk a

legyártandó alkatrészhez.

20

A szivattyúfedélen megmunkálandó felületeket az alábbi ábrán ismertetem

2.ábra Megmunkálási igények

21

Az 5. ábrán szemléltetett megmunkálni kívánt felületek pontjait az …. számú táblázatba

gyűjtöm, ahol feltüntetem a megelőző és a befejező megmunkálásokhoz szükséges

globális műveleteket.

5.táblázat: Szivattyúfedél 3D ábrázolása

Befejező megmunkálás Megelőző megmunkálás 1 Esztergálás Darabolás 2 Esztergálás 3 Esztergálás 4 Esztergálás 5 Esztergálás 6 Esztergálás 7 Esztergálás

8 Esztergálás 9 Esztergálás

10 Esztergálás 11 Esztergálás Darabolás 12 Esztergálás 13 Esztergálás 14 Esztergálás 15 Fúrás 16 Fúrás 17 Fúrás 18 Esztergálás 19 Esztergálás 20 Esztergálás 21 Esztergálás 22 Esztergálás 23 Fúrás 24 Fúrás 25 Esztergálás 26 Esztergálás 27 Esztergálás 28 Esztergálás 29 Esztergálás 30 Esztergálás 31 Fúrás 32 Esztergálás 33 Esztergálás 34 Esztergálás 35 Esztergálás 36 Esztergálás 37 Esztergálás 38 Esztergálás 39 Esztergálás 40 Marás 41 Marás 42 Marás 43 Marás 44 Fúrás 45 Fúrás 46 Fúrás 47 Fúrás 48

Fúrás

49 Fúrás 50 Fúrás 51 Fúrás 52 Fúrás

22

3.1.3 Globális műveletek képzése

- Darabolás: az anyagszétválasztó eljárások közé tartozik. Ezeknek az eljárásoknak

közös tulajdonsága, hogy a szilárd test alakját úgy változtatjuk meg, hogy az

anyagrészecskék kapcsolódását helyileg megszüntetjük.

- Esztergálás: a szabályos élgeometriájú anyagszétválasztó megmunkálásokhoz tartozik,

amelynek során szerszámként mesterségesen kialakított (pl. köszörüléssel, polírozással),

szabályos forgácsoló éket használnak.

- Fúrás: olyan forgácsolási eljárás, munkafolyamat, amikor tömör anyagba készítünk

furatot. A fúrást többféle eszközzel lehet végezni: kéziszerszámmal és szerszámgépekkel

(fúrógéppel, esztergagéppel, fúró-maróművel stb.).

- Marás: szabályosan egy- vagy többélű forgácsoló szerszámmal végzett forgácsoló

eljárás. A forgó főmozgást mindig a marószerszám, az előtoló mellékmozgást vagy a

munkadarab, vagy a szerszám végzi. A marásnak két alapeljárása van: a palástmarás és a

homlokmarás.

23

A megállapított globális műveletek alapján készítem el a műveleti sorrendtervet.

A sorrendterv lényege, hogy egy adott alkatrészt a lehetető legpontosabban,

leggazdaságosabban készítsünk el, felesleges anyagfelhasználás és forgácsgyártás nélkül.

A műveleti sorrendterv lépései a következő, 6. számú táblázatban látható:

1. Darabolás

2. Oldalazás, központfúrás A oldalon

3. Oldalazás, központfúrás B oldalon

4. Nagyoló esztergálás A oldalon

5. Simító esztergálás A oldalon

6. Nagyoló esztergálás B oldalon

7. Simító esztergálás B oldalon

8. Átmenő furat esztergálása A oldalon

9.

Átmenő furat esztergálása B oldalon

10. Marás I.

11. Marás II.

12. Fúrás a tárcsán

13. Fúrás a tengelyen I.

14. Fúrás a tengelyen II.

15. Végellenőrzés

6.táblázat: Szivattyúfedél 3D ábrázolása

A következőkben részletesen ismertetem a műveleti sorrendterv lépéseit:

1. Darabolás: A darabolás célja, hogy a nyersanyagból leválasszunk egy akkora

darabot, amit később meg fogunk munkálni. A kiválasztott gépek közül itt az

AMADA H 450H fűrészt fogjuk alkalmazni. A nyersanyagot 2 pofás gép satuval

fogjuk meg, és ütköző tüskével rögzítjük. A művelet elemek befogás, darabolás,

kifogás.

24

A további megmunkálások meghatározásához szükségem van az L/D

viszonyára, azaz a munkadarab hossza és átmérője közti arányra. Ez a viszonyszám

megmutatja, hogy milyen befogást igényel majd a munkadarab a későbbiekben.

Három kategóriába sorolhatjuk:

- L/D ≤ 3 a befogás egyoldalú

- 3< L/D ≤ 10 a befogás kétoldalú

- 10< L/D kétoldalú a befogás+ megtámasztás

Az én esetemben L/D= 145/138=1,051, ami azt jelenti, hogy az én munkadarabomnál

egyoldalú befogást kell alkalmazni, ami lehet tokmány vagy csúcs menesztővel.

2. Oldalazás, központfúrás „A” oldalon: Ebben a lépésben a W100 horizontot

használjuk, és a befogások módja a prizmák és szorítóvasak. A műveletelemek

sorrendje a következő: befogás, oldalazás tisztára, szerszámcsere, központfúrás,

kifogás, ellenőrzés.

3. Oldalazás, központfúrás „B” oldalon: Ebben a lépésben a W100 horizontot

használjuk, és a befogások módja a prizmák és szorítóvasak. A műveletelemek

sorrendje a következő: befogás, oldalazás tisztára, szerszámcsere, központfúrás,


4. Nagyoló esztergálás „A” oldalon: negyedik lépésünkben az ”A” oldalon végezzük el

a nagyoló esztergálást a E400 egyetemes esztergagéppel. A befogás módja a tengely

hossza és az l/d viszony alapján 3 pofás, spirálmenetes, önközpontosító

esztergatokmányban (MSZ 5048), a támasztás pedig 60°-os forgó csúccsal (MSZ

5052). A műveletelemek sorrendje a következő: befogás, Ø56 mm esztergálása,

Ø142 mm esztergálása, Ø104 mm esztergálása, Ø100 mm esztergálása, ellenőrzés.

25

5. Simító esztergálás „A” oldalon: A simító esztergálást az „A” oldalon kezdjük, a

befogások és a helyzethibák csökkentése végett. Ebben a műveletben a letöréseket is

elvégezzük. A szerszámgép ebben az esetben is az E400 egyetemes esztergagép. A

befogás itt is 3 pofás, spirálmenetes, önközpontosító esztergatokmány (MSZ 5048),

a támasztás pedig 60°-os forgócsúcs (MSZ 5052). A műveletelemek sorrendje a

következő: befogás, Ø52 mm esztergálása, Ø138 mm esztergálása, Ø100 mm

esztergálása, Ø96 mm esztergálása, szerszám csere, élek letörése, munkadarab


6. Nagyoló esztergálás „B” oldalon: a nagyoló esztergálást az E400 egyetemes

esztergagéppel végezzük, a befogás módja a tengely hossza és az l/d viszony alapján

3 pofás, spirálmenetes, önközpontosító esztergatokmányban (MSZ 5048), a

támasztás pedig 60°-os forgó csúccsal (MSZ 5052) történik. A műveletelemek

sorrendje a következő: befogás, Ø84 mm esztergálása, Ø68 mm esztergálása,

ellenőrzés.

7. Simító esztergálás „B” oldalon: Ebben a műveletben a letöréseket is elvégezzük. A

szerszámgép ebben az esetben is az E400 egyetemes esztergagép. A befogás itt is 3

pofás, spirálmenetes, önközpontosító esztergatokmány (MSZ 5048), a támasztás

pedig 60°-os forgócsúcs (MSZ 5052). A műveletelemek sorrendje a következő:

befogás, Ø80 mm esztergálása, Ø64 mm esztergálása, szerszám csere, élek letörése,

munkadarab kifogás, ellenőrzés.

8. Átmenő furat esztergálása „A” oldalon: az átmenő furat esztergálását az E400

egyetemes esztergagéppel végezzük, a befogás módja a tengely hossza és az l/d

viszony alapján 3 pofás, spirálmenetes, önközpontosító esztergatokmányban (MSZ

5048). A műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab befogás, Ø34

esztergálása, Ø40 esztergálása, Ø44 esztergálása, él letörése, munkadarab kifogás,

ellenőrzés

9. Átmenő furat esztergálása „B” oldalon: A gép illetve a befogás megegyezik az „A”

oldaléval. A műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab befogás, Ø52

esztergálása, Ø45 esztergálása, Ø42 esztergálása, Ø44 esztergálása, Ø55 esztergálása

,él letörés, munkadarab kifogás, ellenőrzés

26

10. Marás I.: A szerszámgép ebben az esetben W100 horizont, a befogás pedig köszörült

prizmákkal történik. A műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab befogás,

marás I. Ø50 szerszámmal, marás II. Ø50 szerszámmal, marás III. Ø50 szerszámmal,

munkadarab kifogás, ellenőrzés

11. Marás II.: A szerszámgép és a befogások megegyeznek az előző lépésével. A

műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab befogás, marás IV. Ø50

szerszámmal, munkadarab kifogás, ellenőrzés

12. Fúrás a tárcsán: A szerszámgép a következő három esetben a radiálfúrógép, a befogás

pedig a T hornyos tárgyasztal. A műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab

befogás, fúrás I. ø8, fúrás II. ø9, munkadarab kifogás, ellenőrzés

13. Fúrás a tengelyen I.: A műveletelemek sorrendje a következő: munkadarab befogás,

fúrás ø12, fúrás ø19, menetfúrás G1/8, munkadarab kifogás, ellenőrzés

14. Fúrás a tengelyen II.: Szerszámgép: radiálfúrógép, befogás: T hornyos tárgyasztal. A

műveletelemek a következők: munkadarab befogás, fúrás ø15, menetfúrás G1/4,

munkadarab kifogás, ellenőrzés

15. Végellenőrzés: Ellenőrzés során megnézzünk az előírt méreteket, és érdességeket.

3.1.4 Ábrás műveleti sorrendterv

A sorrendterv elkészítéséhez a megadott feladatlapot használtam, melyen a befogások

típusa és a készülékek (kék színnel), a megmunkált felületek (piros színnel) vannak

feltüntetve. [6]

A sorrendterv a mellékletben található.(2.sz. melléklet)

27

4 A 5. számú simító esztergálási művelet részletes

megtervezése

Ebben a pontban az előző műveleti sorrendterv egyik műveletének részletes

megtervezését ismertetem. A kiválasztott művelet az ”A” oldal simító esztergálása. Ez a

műveleti utasítás a 3. számú ábrán tekinthető meg. Továbbá meg kel határozni a

technológiai adatokat, a műveleti időt és mérőeszközöket.

3. ábra Megmunkálandó felület

Ráhagyás leválasztási terv

A kiválasztott oldalon meg kell határozni a leválasztandó anyagrészeket, amit az

5. ábrán szemléltetek. A simítás tulajdonképpen ezen részek eltávolítása minél kisebb

fogásmélység és minél pontosabb felületminőség mellett.

4. ábra Ráhagyás leválasztás terv

28

Műveleti elemek generálása

1. Hosszesztergálás Ø 52




5. Él letörés 1×45°


Ezeket a műveleteket egy E400 egyetemes esztergán végezzük el.

4.1 A szerszám típusának kiválasztása

A forgácsolókések kiválasztásánál a kés alakját a munkadarab geometriája és az

esztergálás fajtája szerint kell kiválasztani. A kés alakja mellett ügyelni kell a megfelelő

élgeometria kiválasztására is. Az élgeometriát elsősorban a munkadarab anyaga szerint

kell választani.

A főél-elhelyezési szög κr = 45°-90° közötti értékre választható. Természetesen ezt

részben a munkadarab kontúrja, részben pedig a megmunkálási feladat jellege

befolyásolja. Karcsú tengelyek megmunkálásánál legkedvezőbb a κr=90°, mert ilyenkor

a fogásvétel irányú erő értéke a legkisebb. Szerszám-éltartam szempontjából viszont a

legkedvezőbb, ha κr= 45°. A csúcssugár (rε) megválasztásához tudni kell, hogy nagyobb

csúcssugár esetén csökken a megmunkált felület érdessége, de egyidejűleg nő a

forgácsolóerő és a rezgésveszély. Ezért a gyakorlatban simításkor a csúcssugár javasolt

értéke 0,8÷2 mm.

Fontos kritérium, hogy a szerszám az adott üzemben használható legyen. A szerszámok

adatai katalógusokban találhatók meg. Én a FAIRTOOL 2010/2011-es 3. számú

szerszámkatalógusából választom ki a megfelelő szerszámokat [7], amelyeket a 5. és a 6.

ábrán szemléltetek.

29

1. Simító hosszesztergálás

MSZ 1904

ISO6

DIN 4980

Oldalélű esztergakés,

forrasztott lapkás

5. ábra Oldalélű kés


MSZ 1902

ISO 2

DIN 4972

Hajlított esztergakés,

forrasztott lapkás

6. ábra Hajlított élű kés

4.2 Technológiai adatok meghatározása

A technológiai adatok közé tartozik a fogásmélység, az előtolás valamint a

főforgácsoló sebesség. Utóbbit egy képlet alapján számoljuk, míg a másik két adatot

táblázatból tudjuk leolvasni.

A fogásmélység, valamint az előtolás-tartományok szerint az esztergálás felosztható

simító-, könnyű nagyoló- és goromba (durva) nagyoló esztergálásra. Ezek a tartományok

nincsenek egyértelműen meghatározva, némi eltérés tapasztalható különböző források

esetén. A Sandvik Coromant[8], a világ egyik vezető szerszámgyártó cége szerinti

felosztás a táblázatban látható. Ezek az adatok bizonyos határértékeket adnak, amelyek

első megközelítésben irányadók lehetnek.(7. táblázat)

30

Fogásmélység ap [mm] Előtolás f [mm/ford]

Simítás 0,5-2 0,1-0,3

Könnyű nagyolás 1,5-5 0,2-0,5

Goromba nagyolás 5-15 0,5-1.5

7.táblázat: Fogásmélység és előtolás tartományok

A táblázat alapján tehát a simítási műveletek során a fogásmélység 0,5-2 mm-es

tartományba, míg az előtolás a 0,1-0,3 mm közé esik.

A főforgácsoló sebesség (vc) képlete:

vc=d×π×n [m/min],

, ahol:

d= a nagyolás utáni méret

n= gép fordulatszáma, amelynek a tartománya: 33,5-2400 fordulat/min

A technikai adatoknál fontos még az előtoló sebesség (vf) is, amelynek képlete:

vf=n×f [m/min]

Ezek alapján a technológiai adatok a következők:

1. Művelet: Hosszesztergálás ø52 mm

𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚

𝑣𝑐 𝑎𝑗á𝑛𝑙𝑜𝑡𝑡 = 280𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 52 𝑚𝑚 = 0,052 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚

𝑚𝑖𝑛0,052𝜋

= 1713,98 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛

𝑛𝑏𝑒á𝑙𝑙í𝑡ℎ𝑎𝑡ó = 1800 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑐 𝑡é𝑛𝑦𝑙𝑒𝑔𝑒𝑠 = 𝑑 × 𝜋 × 𝑛 = 0,052 𝑚 × 𝜋 × 1800𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛= 294,1

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 1800 × 0,2 = 360 𝑚

𝑚𝑖𝑛

31


𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚


𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 138 𝑚𝑚 = 0,138 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚


= 645,85 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛= 325,15

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 750 × 0,2 = 150 𝑚

𝑚𝑖𝑛


𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚


𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 100 𝑚𝑚 = 0,100 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚


= 891,27 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛= 282,74

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 900 × 0,2 = 180 𝑚

𝑚𝑖𝑛

32


𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚


𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 96 𝑚𝑚 = 0,096 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚


= 928,40 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛= 301,59

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 1000 × 0,2 = 200 𝑚

𝑚𝑖𝑛

5. Művelet: Él letörés 1×45°

𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚


𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 100 𝑚𝑚 = 0,100 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚


= 891,27 𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛= 282,74

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 900 × 0,2 = 180 𝑚

𝑚𝑖𝑛

33

6. Művelet: Él letörés 1×45°

𝑓 = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑎𝑝 = 0,8 𝑚𝑚


𝑚𝑖𝑛

𝑑 = 52 𝑚𝑚 = 0,052 𝑚

𝑛 =𝑣𝑐

𝑑𝜋=

280𝑚


= 1713,97𝑓𝑜𝑟𝑑.

𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛


𝑚𝑖𝑛= 294,1

𝑚

𝑚𝑖𝑛

𝑣𝑓 = 𝑛 × 𝑓 = 1800 × 0,2 = 360 𝑚

𝑚𝑖𝑛

4.3 Technológiai adatok ellenőrzése teljesítményre és felületminőségre

A forgácsoló sebesség számításához a forgácsolandó átmérőt, a fordulatszámot és

az előtolás értékét vesszük figyelembe. A szerszámkatalógus által ajánlott forgácsolási

sebességből kiszámítom az ahhoz tartozó fordulatszámot. A számítások lényege, hogy a

gép teljesítménye nagyobb legyen a számított teljesítménynél, azaz: Pc ≤ P gép .

A felületminőség számításnál az előtolás négyzetét el kell osztanunk a csúcssugár

nyolcszorosával, majd ezt az értéket össze kell hasonlítanunk az előírt felületminőséggel.

Ha az előírt nagyobb a számítottnál, jók a technológiai adataink. Ha nem megfelelőek,

akkor változtatni kell rajtuk.

A következő számolások egyes adatai szerepelnek a műveleti utasításban (3. sz.

melléklet) is.

34

1. Hosszesztergálás Ø52 mm ellenőrzése teljesítményre és felületminőségre

Szükséges adatok:

f: előtolás = 0,2𝑚𝑚

𝑓𝑜𝑟𝑑.

i: fogások száma = 1

κr: főél-elhelyezési szög = 90°

kc1.1: fajlagos forgácsolóerő = 1400 𝑁

𝑚𝑚2

ap: tengelyirányú fogásmélység = 0,8 mm

vc: forgácsolósebesség = 294,1 𝑚

𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25

Pgép: gép teljesítménye = 5kW

Közepes forgácsvastagság kiszámítására az alábbi képletet alkalmaztam:

ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2

Az esztergálás forgácsolási teljesítménye a következő:

𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (294,1

60)

= 1641,85 𝑊 = 1,6 𝑘𝑊

A teljesítményre való ellenőrzés során az eredmények megfelelnek:

1,6 kW =Pc ≤ P gép= 5 kW

Felületminőség esetében: 𝑅𝑡 < 𝑅𝑡 𝑒𝑙őí𝑟𝑡

csúcssugár: 𝑟𝜀 < 0,6

𝑅𝑡 𝑒𝑙őí𝑟𝑡 = 5 × 𝑅𝑎 𝑒𝑙őí𝑟𝑡=5×3,2=16

𝑅𝑡 =𝑓2

8 × 𝑟𝜀=

0,22

8 × 0,5= 0,01

A számításaim alapján megállapítom, hogy az adatok helyesek!

35


Szükséges adatok:


𝑓𝑜𝑟𝑑.




𝑚𝑚2



𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25



ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2


𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (325,15

60)

= 1815,19 𝑊 = 1,8 𝑘𝑊






𝑅𝑡 =𝑓2

8×𝑟𝜀=

0,22

8×0,5= 0,01


36


Szükséges adatok:


𝑓𝑜𝑟𝑑.




𝑚𝑚2



𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25



ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2


𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (282,74

60)

= 1578,43 𝑊 = 1,6 𝑘𝑊






𝑅𝑡 =𝑓2

8×𝑟𝜀=

0,22

8×0,5= 0,01


37


Szükséges adatok:


𝑓𝑜𝑟𝑑.




𝑚𝑚2



𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25



ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2


𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (301,59

60)

= 1683,67 𝑊 = 1,7 𝑘𝑊






𝑅𝑡 =𝑓2

8×𝑟𝜀=

0,22

8×0,5= 0,01


38

5. Él letörés 1×45° adatainak ellenőrzése teljesítményre és felületminőségre

Szükséges adatok:


𝑓𝑜𝑟𝑑.




𝑚𝑚2



𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25



ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2


𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (282,74

60)

= 1578.43 𝑊 = 1,6 𝑘𝑊






𝑅𝑡 =𝑓2

8×𝑟𝜀=

0,22

8×0,5= 0,01


39

6. Él letörés 1×45° adatainak ellenőrzése teljesítményre és felületminőségre

Szükséges adatok:


𝑓𝑜𝑟𝑑.




𝑚𝑚2



𝑚𝑖𝑛

z: kitevő = 0,25



ℎ = 𝑓 × 𝑠𝑖𝑛𝜅𝑟 = 0,2 × sin 90° = 0,2


𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐 = 1400 × 0,2−0,25 × 0,8 × 0,2 × (294,1

60)

= 1641,85 𝑊 = 1,6 𝑘𝑊






𝑅𝑡 =𝑓2

8×𝑟𝜀=

0,22

8×0,5= 0,01


40

4.4 Műveleti normaidő

A nagyolás művelet normaidejét három idő határozza meg: a gép főidő, a

mellékidő valamint az előkészítési és befejezési idő.

𝑡𝑛 =𝑡𝑒𝑏

𝑁+ 𝑡𝑚 + 𝑡𝑔

,ahol:

teb: előkészületi és befejezési idő

N: gyártandó darabszám

tm: mellékidő

tg: gépi főidő

41

5 Programszerszám tervezése

A szakdolgozat utolsó fejezetében programszerszámot fogok tervezni, amivel az

előzőleg elemzett megmunkálási műveleteket fogom kiváltani.

A programszerszám használatának a lényege, hogy minél több forgácsolási fázist

összevonunk.[9] Ez csak úgy kivitelezhető, ha egy szerszámtesten váltólapkákat

helyezünk el, amik így egy műveletben végzik el az anyagleválasztást. Ezzel csökkentjük

a felhasznált szerszámok számát, az ebből adódó szerszámcserével töltött időt, valamint

a műveletek normaidejét. Az elkészítendő felületekre nincs előírva szigorú tűrés, ezért

készre munkálhatjuk őket a programszerszámmal.

Első sorban a megmunkálni kívánt felület ráhagyási alakzatát kell létrehozni, majd

váltólapkákat kell választani és elemezni kell a szerszámtesten való elhelyezését. A

lapkák belépési sorrendjét és a megmunkálással töltött idejét és hosszát diagramok

segítségével ábrázolom. A technológiai adatokat is ki kell számolni, végül pedig a

programszerszám megfelelősségét is ellenőriznünk kell.

A programszerszám konstrukciós szempontból 3 részből áll, mégpedig van a

szerszámtest, amelyre váltólapkák kerülnek szorítócsavarokkal.

A szerszámtest biztosítja

a mechanikai terhelhetőséget

a kedvező forgácselvezetést

a szerszámrendszerhez valamint a szerszámbefogó készülékhez való

kapcsolódást

a lapkák megfelelő helyzetét

a munkadarab pontosságát

Az alapvető konstrukciós paraméterek (befoglaló-, csatlakozó-, stb. méretek)

a választott váltólapkák

a váltólapkák technológiai alkalmazása

a szerszámgéphez való csatlakozás

függvénye

42

5.1 Ráhagyási alakzat elemzése

Első lépésként elkészítem a programszerszám által leválasztani kívánt

anyagréteg illusztrációját, amelyet a 7. ábrán szemléltetek:

7. ábra Programszerszámmal végzendő művelet ráhagyási alakzata

A programszerszámmal történő forgácsolás előtt szükségünk lesz egy 69 mm hosszú 40

mm-es átmérőjű fúróval való előfúrásra. Illetve a tengely másik végétől egy 76 mm

hosszú 30 mm-es furatot is készítünk a szerszám megvezetése véget.

A tervezni kívánt programszerszámot három részre tudom bontani a forgácsolni kívánt

felületek szerint. Lépcsőzetes kialakítású lesz, ahol a kis átmérőtől folyamatosan jutunk

el a legnagyobbig. Ø42-őn furatbővítést hajtok végre, Ø45-ön és Ø52-őn pedig furat

süllyesztést.

A vízszintes megmunkálás során a forgács elvezetése nem a legkedvezőbb, ezért a

függőleges furatmegmunkálás lenne a legcélravezetőbb. Mivel a szerszámgépünk csak

43

vízszintes irányban tud forgácsolni, ezért szükségünk van egy maró szögfejre, ami 90°-al

elforgatja a tervezett programszerszámot.

A szögmarófej a megmunkálógép gyártási lehetőségeit növeli, a nehezen hozzáférhető

felületek megmunkálását teszi lehetővé. A munkadarab befogása során a megmunkálási

műveletre történő koncentrálással:

nő a megmunkálási pontosság

csökken az ismételt befogással keletkezett költség

csökken a gyártási idő

nő a termelékenység

Alkalmazás: NC és CNC fúró- és marógépeken

Szerszámbefogás: ER DIN 6499 típusú szorítópatronokba

Modellek és tulajdonságaik:

PVI és FXI: fix kúpos szár és a meghajtó tengely egy részben van

PVI: a fejorsó dőlésszöge 0°-90° között fokozatmentesen beállítható

FXI: a fejorsó szöge 90°, fix

Mindkét típus a hossztengely körül 360°-ban elforgatható, rögzíthető

A szögmarófej felépítése a 8. ábrán látható:

8. ábra Szögmarófej felépítése

44

A kétféle marófej közül bármelyik választhatnám, mert mindkettő képes 90°-os

elfordulásra. Én az FXI típust választom, ahol a legkisebb valószínűségét is kizárom a

nem megfelelő szögbeállításnak. A maró szögfej fog csatlakozni a szerszámgép

főorsójába, majd fogaskerék áttétel segítségével forgatja a mozgásirányt. A szögfej túlsó

oldalára befogott szerszámon nyomatékveszteség nélkül tudja ezek után végezni a

műveleteket, már függőleges irányban. Egy tájolócsap segítségével a szerszámtestbe

külső hűtővizet is lehetőségünk van bevezetni.

5.2 Lapka típusok és elhelyezésük

A Fairtool Kft. szerszámkatalógusából választom ki a programszerszámhoz használandó

lapkákat. [7]

Az első két lapka a 42 mm-es átmérőn fognak furatot készíteni. A leválasztott anyagréteg

2 mm lesz, az elhelyezési szöget 90°-osra állítom be. A harmadik és a negyedik lapka 3

mm-t kell, hogy leválasszon ahhoz, hogy elérjük a kívánt 45 mm-es átmérőt. Az ötödik

és a hatodik lapkáknak összesen 7 mm-t kell leforgácsolniuk.

Azért hogy a tervezett programszerszám használatakor elkerüljük a kihajlás kockázatát,

támasztó szegmensekre van szükség. A szerszámtest 30 mm-es hengerszerű résszel

kezdődik, amelyen kettő darab támasztó lapkát helyezek el, ezzel stabilabbá téve a

megmunkálási műveletet. Ezek a lapkák nem fognak forgácsolást végezni. Külső

felületük lekerekített és a támasztáson kívül a szerszám megvezetését segítik.

A szerszámtesten központi csavaros módszerrel tudom rögzíteni a váltólapkákat, így ezt

figyelembe véve választom ki a megfelelő lapkákat. A lapkák típusa: GC4225

1. és 2. lapka: TCMT 04 03 08-PR TCMT

Háromszög alakú pozitív lapkák 90°-os elhelyezési szöggel. A leválasztani kívánt

anyagréteg: 1 mm

Váltólapka méretei: l:4 mm s:3 mm rε:0,8 mm

45

3. és 4. lapka: TCMT 06 03 08 WF

Háromszög alakú pozitív lapkák , 90°-os elhelyezési szöggel. A leválasztani kívánt

anyagréteg: 1,5 mm


5. és 6. lapka: TCMT 11 04 08 PM

Háromszög alakú pozitív lapkák , 90°-os elhelyezési szöggel. A leválasztani kívánt

kisebb és rövidebb anyagréteg miatt nem indokolt hosszabb és szélesebb lapkatípus. A

leválasztani kívánt anyagréteg: 3,5 mm


támasztó szegmensek:

A programszerszám tengelyére 2 darab támasztó szegmenset helyezek fel, amik nem

végeznek forgácsolást, viszont segítik a szerszámtest megvezetését és a kihajlást

meggátolják. A külső felületük le van kerekítve és a lapka közepén tudjuk csavarral

rögzíteni.

A támasztó szegmensek méretei: b:12 mm l:35 mm s:7 mm

5.3 A forgácsoló lapkák axiális irányú helyzetének és a forgácsolási

adatoknak a meghatározása

Először az 1. és a 2. lapkák lépnek be a munkadarabba és 69 mm hosszan 30

mm-ről 42 mm-re bővítik a furatot. A 3. és 4. lapka 42 mm-ről 45 mm-re munkálja meg

a furatot 33 mm-en hosszan, míg az 5. és 6. lapka a legnagyobb átmérőt készíti el. Itt 45

mm-ről 52 mm-re kell bővíteni a furatot 27 mm hosszan. Figyelembe kell vennünk a gép

teljesítmény számítása során, hogy lesz olyan, amikor egyszerre mind a 6 lapka forgácsol.

46

A hűtővíz bevezetésének két módja lehetséges. Mivel a munkadarabon van egy 30 mm-

es átmenő furat így az a legegyszerűbb, ha ebbe a furatba vezetjük bele a hűtőfolyadékot.

A másik megoldás az, hogy a szerszámtesten keresztül biztosítjuk a hűtést, ezzel segítve

a kedvező forgácselvezetést. Mivel az én munkadarabom rövid, így az első megoldás

elegendő hűtést biztosít majd.

A lapkák belépési sorrendjét a 9-es számú hosszdiagram segítségével ismertetem.

9. ábra Lapkák belépési sorrendje

A belépési sorrendet idő diagramon is szemléltetni szeretném, ehhez viszont szükségem

van az egyes szakaszok idejének kiszámítására.

Több esetet fogok vizsgálni. A gép teherbíró képességére a fordulatszám és az előtolás

paraméterek vannak kihatással. Így kapom meg végül a teljesítményt és a felhasznált időt,

majd a számomra legkedvezőbb esetet kiválasztom és azt ábrázolom.

Először a fordulatszámot állapítom meg a következő képlet alapján:

𝑣𝑐 =𝐷 · 𝜋 · 𝑛

1000

A forgácsoló lapkámhoz 215 és 455 m/min közötti forgácsoló sebességet ajánl a

Sandvik Coromant katalógusa.

47

n

[ford/min]

vc [m/min]

D1=42 mm D2= 45 mm D3=52 mm

1200 158,336 169,646 196,035

1600 211,115 226,194 261,380

2000 263,894 282,743 326,725

8.táblázat: Fordulatszám választása

A három eset (8.táblázat) közül végül az 1600 ford/min-es értéket választom, ugyanis

számomra ez a legkedvezőbb és a továbbiakban ezzel az értékkel számolok

Ezután az előtolás értékeit fogom változtatni és így kapom meg az egyes teljesítményeket.

Létrehozok még két esetet, ugyanis lesz olyan hogy az első 4 lapka forgácsol egyszerre,

illetve a végén mind a 6 lapka dolgozni fog.

Az eredmények az alábbi képlet felhasználásával születtek:

𝑃𝑐 = 𝑘 𝑐1.1 × ℎ−𝑧 × 𝑎𝑝 × 𝑓 × 𝑣𝑐

f

[mm/ford]

Pc [kW]

1. és 2.

lapka (L=69

mm)

3. és 4.

lapka (L=33

mm)

5. és 6.

lapka (L=27

mm)

Első 4

lapka

Összes

lapka

0,1 1,0 1,6 4,3 2,6 6,9

0,2 1,6 2,7 7,3 4,3 11,6

0,3 2,3 3,6 9,9 5,9 15,8

9.táblázat: Számított teljesítmények a lapkákra

Mivel a megmunkálást egy VICTOR NVT26 cnc esztergagépen fogjuk végezni,

amelynek a teljesítménye 18,5 kW és a maximális teljesítmény 90%-át nem haladhatom

meg, ami 15 kW, így a 0,2 mm/ fordulat lehetséges előtolást választom!

48

Utolsó lépésként a művelethez szükséges időt állapítom meg a következő összefüggés

alapján:

𝑡 =𝐿

𝑛 × 𝑓

Mivel az első két kés forgácsol a legtovább, azoknak az idejét kell figyelembe vennem.

Az előtolás értékét felére kell vennem a számítások során ugyanis két lapkával dolgozom,

így feleződni fog az értéke.

𝑡1 =69 𝑚𝑚

1600 𝑓𝑜𝑟𝑑/ min· 0,1 𝑚𝑚/𝑓𝑜𝑟𝑑· 60 = 25,875 𝑠𝑒𝑐

𝑡2 =33 𝑚𝑚


𝑡3 =27 𝑚𝑚


A megmunkálásom időszükséglete tehát 25,875 másodperc.

Számomra tehát az a legalkalmasabb, ha 1600 fordulat/percre és 0,2 mm/fordulatos

előtolásra állítom be a megmunkáló központomat. Ezek alapján az idődiagramom a

következőképpen néz ki:

10. ábra Lapkák sorrendje

49

A szerszámgéphez és a megmunkáláshoz létrehozott legjobban illő paraméterek a

következő táblázatban találhatók:

Lapka: ap

[mm]

vc

[m/min ]

f

[mm/ford]

n

[ford/min]

Pc

[kW]

Idő

[min]

1.és 2. lapka 1 211,115 0,2 1600 1,6 0,43

3.és 4. lapka 1,5 226,194 0,2 1600 2,7 0,20

5.és 6.lapka 3,5 261,380 0,2 1600 7,3 0,17 10.táblázat Lapkákhoz tartozó paraméterek

5.4 Szerszámtest méretezés

A tervezés utolsó fázisában a programszerszám megfelelőségét vizsgálom. [10]

Az igénybevételek közül a forgásból származó csavaró igénybevétel lényeges a

számunkra. A szerszám hossza miatt felmerülő kihajlásra nem szükséges ellenőriznünk,

ugyanis a lapkák számának köszönhetően alacsony a teljesítményünk van, valamint

támasztó szegmenseket is alkalmazunk, amik szintén a kihajlás megakadályozását

szolgálják.

Csavaró igénybevétel során megvizsgálandó feltétel:

𝜏𝑐𝑠,𝑚𝑎𝑥 =|𝑀𝑐|

𝐾𝑝≤ 𝜏𝑚𝑒𝑔

,ahol:

τcs,max: maximális csavaró feszültség

Mc: csavaró nyomaték

Kp:poláris keresztmetszeti tényező

τmeg: megengedett legnagyobb csavaró feszültség a szerszámanyagra

Csavaró igénybevételre való ellenőrzés:

𝑀𝑐 =𝑃𝑐

⍵

50

az állandó fordulatszámom: n=1600 ford/min, ami 26,6 ford/sec

, tehát a szögsebességem ⍵ = 2 · π · n = 2 · π · 26,6 = 167,1 1/s

Mivel a lapkáim párosával helyezkednek el, ezért elég kiszámolnom minden esetben a

pár egyik tagjára, ami páronként megegyező.

A korábban meghatározott teljesítmények és szögsebesség segítségével kiszámolom a

szerszámtestre ható csavaró nyomatékokat:

1. 1. és 2. lapkákra:

Pc,1,2: 1,6 kW= 1600W

𝑀𝑐,1,2 =𝑃𝑐,1,2

⍵=

1600 𝑊

167,11𝑠

= 9,57 𝑁𝑚 = 9570 𝑁𝑚𝑚

A két váltólapkára ható összes csavaró nyomaték:

Mc,1+Mc,2= 9570 Nmm+ 9570 Nmm= 19140 Nmm


Pc,3,4: 2,7 kW= 2700W

𝑀𝑐,3,4 =𝑃𝑐,3,4

⍵=

2700 𝑊

167,11𝑠

= 16,16 𝑁𝑚 = 16160 𝑁𝑚𝑚

Mc,3+Mc,4=16160 Nmm+ 16160 Nmm= 32320 Nmm


Pc,5,6: 7,3 kW= 7300W

𝑀𝑐,5,6 =𝑃𝑐,5,6

⍵=

7300 𝑊

167,11𝑠

= 43,68 𝑁𝑚 = 43680 𝑁𝑚𝑚

Mc,5+Mc,6= 43680 Nmm+ 43680 Nmm= 87360 Nmm

Összegzem az egy keresztmetszeten ható csavaró nyomatékot és ábrázolom a szerszám

hosszának függvényében a 11. számú ábrán.

51

Három keresztmetszetet kell megvizsgálni figyelembe véve, hogy az egyes részeken

melyik nyomatékok fognak összeadódni. Ennek alapján megállapíthatjuk, hogy először

csak az 1. és 2. váltólapkák dolgoznak, majd másodikként együtt forgácsol a 3. és a 4.

lapkákkal, végezetül az 5. és a 6. lapka is belép a munkadarabba és így már mind a 6

lapka egyszerre forgácsol.

1. Az ø42 mm-es keresztmetszeten ható csavaró nyomaték:

Mc,öszz: Mc,1 + Mc,2 = 19140 Nmm


Mc,öszz: Mc,1 + Mc,2 + Mc,3 + Mc,4 =51460 Nmm


Mc,öszz: Mc,1 + Mc,2 + Mc,3 + Mc,4 + Mc,5 + Mc,6 = 138820 Nmm

11. ábra Nyomatéki ábra a szerszámhossz függvényében

52

Következő lépésként a poláris keresztmetszeti tényező meghatározását

végezzük, az alábbi képlet felhasználásával:

𝐾𝑝 =𝐼𝑝

𝑅𝑚𝑎𝑥

,ahol:

Ip: poláris másodrendű nyomaték

Rmax: keresztmetszet súlypontjának és attól legtávolabb eső pontjának a

távolsága

A poláris másodrendű nyomaték annak mértéke, hogy egy test mennyire tud

ellenállni a csavaró igénybevételnek.

A poláris másodrendű nyomaték meghatározásához az „Axis VM9” nevű

végeselem programot használhatjuk. A vizsgálni kívánt keresztmetszeteket

AutoCad tervezőprogram használatával készítettem el, amit így be tudtam

illeszteni a programba.

A poláris keresztmetszeti tényezőt a szoftver Ix-el jelöli és ennek

felhasználásával meghatározható a test súlypontja, valamint leolvasható ennek a

legtávolabbi ponttól mért távolsága. A szimmetrikus szerszámtest miatt a

súlypont mindhárom esetben egybe fog esni a szerszám tengelyével.

53

Az „1”-es számú keresztmetszet és annak adatai:

12. ábra „1” keresztmetszet és adatai

Csavaró feszültség számítása a táblázati adatok felhasználásával az „1”-es számú

keresztmetszetre:

Ip = Ix = 11,3 cm4=113000 mm4 Rmax= 20 mm

A poláris keresztmetszeti tényező:

𝐾𝑝 =𝐼𝑝

𝑅𝑚𝑎𝑥=

113000 𝑚𝑚4

20 𝑚𝑚= 5650𝑚𝑚3

A csavaró feszültség:

𝜏𝑐𝑠 =𝑀𝑐,ö𝑠𝑠𝑧

𝐾𝑝=

19140 𝑁𝑚𝑚

5650 𝑚𝑚3= 3,39

𝑁

𝑚𝑚2

54

„2”-es számú keresztmetszet és adatai:


Csavaró feszültség számítása a táblázati adatok felhasználásával az „2”-es számú

keresztmetszetre:

Ip = Ix =14,4 cm4=144000 cm4 Rmax= 22 mm


𝐾𝑝 =𝐼𝑝

𝑅𝑚𝑎𝑥=

144000 𝑚𝑚4

22 𝑚𝑚= 6545,45 𝑚𝑚3



𝐾𝑝=

51460 𝑁𝑚𝑚

6545,45 𝑚𝑚3= 7,86

𝑁

𝑚𝑚2

55

„3”-as számú keresztmetszet és adatai:


Csavaró feszültség számítása a táblázati adatok felhasználásával az „a”-es számú

keresztmetszetre:

Ip = Ix = 19,6 cm4= 196000 mm4 Rmax= 25 mm


𝐾𝑝 =𝐼𝑝

𝑅𝑚𝑎𝑥=

196000 𝑚𝑚4

25 𝑚𝑚= 7840 𝑚𝑚3



𝐾𝑝=

138820 𝑁𝑚𝑚

7840 𝑚𝑚3= 17,71

𝑁

𝑚𝑚2

56

A kiszámolt csavaró feszültségek közül a legnagyobb értéket kell kiválasztanom és arra

végezni a további ellenőrzéseket:

𝜏𝑐𝑠,𝑚𝑎𝑥 = 17,71 𝑁

𝑚𝑚2= 17,71 𝑀𝑃𝑎

A szerszámtest anyagminőségét EQUIST GOLD nevű program segítségével fogom

kiválasztani:

Több szerszámacél közül végül az 1,7264-es anyagszámú BCMo2 MSZ jelölésű

szerszámacélt választottam. Ez egy betétben edzhető anyag, amire a nagy szívóssága és

jó kopásállósága miatt van szükség. Az biztonsági tényező és az anyag keménységéből

meghatározható a megengedhető legnagyobb terhelés, amit a tervezett szerszám még el

fog bírni.

Az anyagom folyáshatára az adott keresztmetszethez: ReH= 660 N/mm2 = 660 MPa ,

azonban ez a normálfeszültséget adja meg, ezért egy biztonsági tényező

felhasználásával átszámolom nyírófeszültségre, ami így már megfelelő lesz a csavaró

igénybevételhez.

𝜎𝑚𝑒𝑔 =𝜎𝑚𝑒𝑔

𝑛=

660 𝑀𝑃𝑎

3= 220 𝑀𝑃𝑎

A Huber-Mises-Hancky-féle összefüggés alapján pedig kiszámoljuk a megengedett

legnagyobb csavaró feszültséget a szerszámanyagra:

𝜎𝑚𝑒𝑔 = 𝜎𝑟𝑒𝑑 = √𝛽 · 𝜏𝑚𝑒𝑔

,ahol:

σred: redukált feszültség

β: redukált feszültség, melynek értéke a H-M-H elmélet szerint 3, a Mohr elmélet

szerint 4.

Az egyenletet átrendezem és a redukált feszültségemet Mohr-elmélet szerint 4-re

változtatom:

𝜏𝑚𝑒𝑔 =𝜎𝑚𝑒𝑔

√4=

220 𝑀𝑃𝑎

√4= 110 𝑀𝑃𝑎

57

,amiből következik:

𝜏𝑐𝑠,𝑚𝑎𝑥 = 17,71 𝑀𝑃𝑎 < 𝜏𝑚𝑒𝑔 = 110 𝑀𝑃𝑎

Tehát a programszerszámnak választott anyagminőségem megfelel a

követelményeknek, ezért elkészíthető BCMo2-es jelölésű anyagból.

A programszerszám 3D-s rajzát a 15. számú ábrák mutatják, amit Solid Edge

tervezőprogram segítségével készítettem el:

15/a. ábra: A szerszám 3D-s ábrázolása lapkák nélkül

15/b. ábra: A programszerszám 3D-s ábrázolása

58

15/c.ábra:A programszerszám 3D-s ábrázolása

15/d. ábra: A programszerszám 3D-s ábrázolása

Alkatrészrajzát pedig AutoCadben készítem el, ami a 4.számú mellékletben található.

59

6 Végellenőrzés

A B 104 8489-es szivattyúfedél minőség-ellenőrzéséhez az alábbi

mérőeszközökre van szükség:

mélységmérő

tolómérő

szögmérő

mérőhasáb

A mélységmérő használata akkor javasolt, amikor furatokat kell lemérni. A

mérőszalag nem mindig fér be az adott helyre, illetve mivel lapos a vége, ezért egy kúpban

végződő furatnál nem is tudnánk meghatározni a pontos mélységet.

Amikor átmérőt kell mérnünk, vagy egy retesz hosszát kell meghatároznunk,

elengedhetetlen eszköz a tolómérő. Ez egy nagyon egyszerű mérőeszköz, mégis rendkívül

pontos. Ugyanakkor a mérést legalább háromszor érdemes elvégezni, így a lehetséges

tévedés is kiküszöbölhető.

A szögmérő használata ennél a tengelynél elengedhetetlen. A tárcsán lévő furatok

miatt feltétlen szükségünk van szögmérőre. Ezeket a méretetek a gyártáskor is csak

szögmérővel, vagy ellendarabbal tudjuk meghatározni.

A mérőhasábos méretellenőrzést a reteszhornyoknál tudjuk alkalmazni. A

mérőhasábos mérés elég egyszerű:

Egy adott méretet úgy tudunk meghatározni, hogy a különböző mérőhasábokat

egymás mellé tesszük, amelyek kiadják a kellő méretet. Ezt az összeválogatott

mérőhasáb-kombinációt a reteszhoronyba helyezzük. Ha a mérőhasábok a horonyba játék

nélkül, könnyedén illeszkednek, a reteszhorony mérete megfelelő.

Esetemben a mérőeszközöket a Fairtool szerszámkatalógusból rendelte a cég, így a

következő eszközöket használták:

60

mélységmérő: F215005, Pontosság: DIN 862, Méret: 200/0,02 mm

tolómérő: F205011, Méret: 150/0,02 mm

szögmérő: F505045, 100×150 mm 10-170°

mérőhasáb: F520010, készlet, acél, K pontosság

61

7 Összegzés

Szakdolgozatom témája a B 1048489-es számú szivattyúfedél gyártástervezése volt. Ezt

a munkadarabot a nyári szakmai gyakorlatom során ismertem meg a miskolci DEKGÉP

Kft.-nél. A szakdolgozatom elkészítése közben arra törekedtem, hogy az elmúlt évek alatt

tanultakat minél kreatívabban tudjam alkalmazni.

Szakdolgozatomat a DEKGÉP Kft. bemutatásával kezdtem. A szivattyúfedél nem

hétköznapi alkatrész, amelyet egy német cég rendelt meg. Az én feladatom az volt, hogy

a szivattyúfedél gyártását megtervezzem egészen az alapanyag beszállítástól a

késztermékig. Az alkatrészt technológiai és funkcionális szempontból is elemeztem,

valamint meghatároztam a gyártás tömegszerűségét is. Az előgyártmány méretét és a

gyártás módját az igénybevételi viszonyok és a mechanikai tulajdonságok alapján a

műveleti ráhagyás kiszámítása után választottam.

A technológiai folyamat tervezésekor feltártam a megmunkálási igényeket,

amelyek alapján globális műveleteket képeztem. Ezután elkészítettem a műveleti

sorrendtervet, amelyet a mellékletben ábrákkal is szemléltettem.

A negyedik pontban az ”A” oldal simító esztergálási műveletet terveztem meg

részletesen. Kiválasztottam a megfelelő szerszámtípusokat, meghatároztam a

technológiai adatokat és le is ellenőriztem őket teljesítményre, valamint felületminőségre.

A dolgozat utolsó pontja a programszerszám megtervezésevolt, amivel az

előzőleg elemzett megmunkálási műveleteket váltottam ki. A programszerszám

használatának a lényege, hogy minél több forgácsolási fázist összevonunk. Esetemben a

3 különböző átmérőjú belső furatról volt szó.

Mellékletben találhatók a gyártáshoz szükséges dokumentációk, mint például az

ábrás műveleti sorrendterv, a műveleti utasítás, valamint a szükséges műszaki rajz.

Ezúton szeretnék köszönetet nyilvánítani konzulenseimnek, Sztankovics István

tanársegédnek és Dobos Bélának a DEKGÉP Kft. cégvezetőjének a szakdolgozatom

elkészítéséhez nyújtott segítségért.

62

8 Summary

The topic of my thesis was the production planning of the No. B 1048489 pump

cover. I met this workpiece during my summer internship at DEKGÉP Ltd.; Miskolc.

While I was preparing my thesis I tried to use the studies of the past few years in the

most creative way.

I began my thesis with the introduction of DEKGÉP Ltd. The pump cover is an

uncommon part piece ordered by a German company. My project was to plan the

manufacturing process of the pump cover from raw material supplement to the end of

the manufacturing process. I analyzed the part both in technological and functional

ways, and I also defined the mass productivity indicator for the process. I have chosen

the manufacturing process and the prototype’s dimensions based on its mechanical

properties and manufacturing allowance calculations.

During the planning of the technological process I explored the machining needs,

and created global processes. Thereafter I prepared the sequence of operations, which I

illustrated on figures in the appendix.

In Point 4 I planned the lathing process of the „A”-side in detail. I have chosen the

suitable machine tools, calculated the technological data, and verified it for both

performance and surface quality.

The final part of the thesis was the planning of the program tool, which I

substituted the existing machining processes with. The function of the program tool is to

perform several chipping phases at once. In this case, this meant three inner cylinder

holes with different diameters.

The manufacturing documentations, like the figures illustrating the sequence of

operations, the instruction manuals, or the technical drawings needed can all be found in

the appendix.

There I would like to thank my consultants, to instructor Istvan Sztankovics, and to Bela

Dobos – managing director of DEKGÉP Ltd. for all the help with the preparation of my

thesis.

63

9 Irodalomjegyzék

1. DEKGÉP Kft. katalógusa

2. Dudás Illés: Gépgyártás-technológia I., Műszaki Könyvkiadó, 2004

3. Dudás Illés: Gépgyártás-technológia II - Forgácsoláselmélet,

technológiai tervezés alapjai, Miskolci Egyetemi Kiadó, 2001

4. Komócsin M.: Gépipari anyagismeret, 1. Kiadás, Miskolci Egyetemi

Kiadó, 1995

5. Dr. Maros Zsolt- Gépgyártástechnológia alapjai órai jegyzet

6. Fridrik László, Leskó Balázs: Gépgyártástechnológia alapja (II.

segédlet), Tankönyv Kiadó, Budapest 1970

7. FAIRTOOL 2010-2011 3. Szerszámkatalógus

8. Sandvik Coromant Online Katalógus: www.sandvik.coromant.com

9. Dr. Szabó S.:A forgácsoló programszerszámok, Oktatási segédlet,

Miskolc, 2004

10. Gyártóeszközök tervezése c. tantárgy órai jegyzet

Cég: ME Műveleti sorrendterv Műveleti sorrendterv száma:

1

Gyártástudományi

Intézet

Munkadarab megnevezése, rajzszám: Nyersméret: 138/145

Szivattyúfedél, B 104 8489 HENGERELT

Anyag: C45 Kiállította: Dátum: Miskolc, 2016 Lapszám:

7/1

Műveleti

sorszám: Művelet megnevezése, vázlat Szerszámgép

Készülék Megjegyzés

1.

2.

Darabolás

1. Munkadarab befogás

2. Darabolás vázlat szerinti méretre

3. Munkadarab kifogás

4. Ellenőrzés

Oldalazás, központfúrás „A” oldalon


2. Oldalazás tisztára

3. Központfúrás


5. Ellenőrzés

Fűrészgép

Amada H

450H

Horizont

W100

2 pofás

gépi satu

prizmák

és szorító-

vasak


1

Gyártástudományi

Intézet




7/2

Műveleti



3.

.

4.

Oldalazás, központfúrás „B” oldalon


2. Oldalazás tisztára

3. Központfúrás


5. Ellenőrzés

6.Munkadarab kifogása

Nagyoló esztergálás „A” oldalon


2. Ø56 esztergálása ábra szerint




6. Ellenőrzés

Horizont

W100

E400

egyetemes

eszterga

prizmák

és szorító-

vasak

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048,

forgócsúcs

60°-os

MSZ5052


1

Gyártástudományi

Intézet




7/3

Műveleti



5.

6.

Simító esztergálás „A” oldalon






6. Élek letörése


8. Ellenőrzés

Nagyoló esztergálás „B” oldalon




4. Ellenőrzés

E400

egyetemes

eszterga

E400

egyetemes

eszterga

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048,

forgócsúcs

60°-os

MSZ5052

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048,

forgócsúcs

60°-os

MSZ5052


1

Gyártástudományi

Intézet




7/4

Műveleti



7.

8.

Simító esztergálás „B” oldalon




4. Élek letörése


6. Ellenőrzés

Átmenő furat esztergálása A oldalon





5. Él letörés


5. Ellenőrzés

E400

egyetemes

eszterga

E400

egyetemes

eszterga

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048,

forgócsúcs

60°-os

MSZ5052

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048


1

Gyártástudományi

Intézet




7/5

Műveleti



9.

10.

Átmenő furat esztergálása B oldalon







3. Élek letörése


5. Ellenőrzés

Marás I.


2. Marás I. Ø50 szerszámmal ábra szerint

3. Marás II. Ø50 szerszámmal ábra szerint

4. Marás III. Ø50 szerszámmal ábra szerint


6. Ellenőrzés

E400

egyetemes

eszterga

CNC

horizont

W100

hárompofás

spirálmenetes

önközpontosí-

tó eszterga

tokmány

MSZ5048

prizmák

és szorító-

vasak


1

Gyártástudományi

Intézet




7/6

Műveleti



11.

12.

Marás II.


2. Marás IV. Ø50 szerszámmal ábra szerint


4. Ellenőrzés

Fúrás a tárcsán


2. Fúrás I. ø8

3. Fúrás II. ø9


4. Ellenőrzés

CNC

horizont

W100

Radiálfúró-

gép

prizmák

és szorító-

vasak

T hornyos

tárgyasztal


1

Gyártástudományi

Intézet




7/7

Műveleti



13.

14.

15.

Fúrás a tengelyen I.


2. Fúrás ø12

3. Fúrás ø19

4. Menetfúrás G1/8


6. Ellenőrzés

Fúrás a tengelyen II.


2. Fúrás ø15

3. Menetfúrás G1/4


5. Ellenőrzés

Végellenőrzés

Radiálfúró-

gép

Radiálfúró-

gép

T hornyos

tárgyasztal

T hornyos

tárgyasztal

ME -

GGYT Műveleti utasítás

Mdb. megnevezése:

Tengely

Művelet

jel:

M1 Gyártmány:

Szivattyú-

fedél

Művelet:

Simító esztergálás

Rajzszám:

B1048489 Anyag:

C45 Nyersméret:

Ø 145×155 Állapot:

Hengerelt Gyártási jel: Lapsz.:

1

Műveleti vázlat:

Befogás három pofás spirálmenetes, önközpontosító

esztergatokmány (MSZ 5048)

Gép

a

E400

egyetemes

esztergagép

Készülék 60°-os forgócsúcs (MSZ 5052) b

Műveleti elemek fel.

jel a

mm f

mm vc

m/min n

1/min vf

mm i L mm

Szerszám

- oldalélű esztergakés

- hajlított esztergakés

Mérőeszköz

- tolómérő: F205011,

Méret: 150/0,02 mm

1. Hosszesztergálás

Ø52 mm 0,8 0,2 294,1 1400 360 1 5

2.Hosszesztergálás

Ø138 mm 0,8 0,2 325,15 1400 150 1 13

3.Hosszesztergálás

Ø100 mm 0,8 0,2 282,74 1400 180 1 5

4. Hosszesztergálás

Ø96 mm 0,8 0,2 301,59 1400 200 1 34

5. Él letörés 1×45° 1 0,2 282,74 1400 180 1 1

6. Él letörés 1×45° 1 0,2 294,1 1400 360 1 1

tg= 8,4 min

tm=2,5 min Készítette: 2017. 05.02. Hűtés-kenés:

Ellenőrizte: 2017.

teb=10 min

tN=20,9 min Műhely:

DEKGÉP Kft. Javította: 2017.

Vetítési mód: Méretarány: Anyag: Tömeg: Megnevezés:

Nem jelölt tűrések:

ISO 2768-m szerint

Neptunkód: Rajzszám:Név:

Tóth Ildikó

1:1

EKI3ZT 2017-GYT-67-MG

ProgramszerszámC45

68,43,11655,963646

19,142,5

30O

40O

44O

50O

44,45

O

35

18,5

18,5

15

16M13,84

58°

3,75

3516,1

24,05

3 3

4

231,4

71,5123 5x45v

105 15

K 7:24

A

A

A-A

5M

24°

12

76

C

C

1M

R0,5

60°

0,66

B

1,4M

R0,8

R 1

2,5

1,233M

7,25

2,68

63,55

O

16,140

O

63,55

O

56,25

O

B

3,2

Documents

iUWiVWHUYH]pVHmidra.uni-miskolc.hu/document/27102/22594.pdf · 4 Tartalom 1 %HYH]HWpV ..... 5