Gyártástechnológia alapjai BAGGA11MNC

Gyártástechnológia alapjaiBAGGA11MNC

FORGÁCSOLÁS

1. Előadás

Alapjelenségek-I.Alapjelenségek-I.Óbudai Egyetem, BGK – AGI-GGY Dr. Sipos Sándor anyagai alapján - PKB

Dr. Palásti Kovács Bélac. egyetemi tanár, rész-téma felelős142. szobaKonzultációs idő: H-K: 12.20 - 13.30

Horváth Richárdt. mérnök, gyakorlatvezető127. szobaKonzultációs idő: K: 15.30 - 16.30

FORGÁCSOLÁS

Óbudai Egyetem, BGK – AGI-GGY Dr. Sipos Sándor anyagai alapján - PKB

FORGÁCSOLÁS

Tudnivalók:Tudnivalók:

1.) Irodalom:

Saját előadási és gyakorlaton készített jegyzet

A gyártástechnológia alapjai I. jegyzetBDMF, Budapest, 1995. p. 4-38.

Segédlet: Ellenőrző kérdések, példák

2.) Elektronikus anyagok: (letölthető a tanszéki honlapról)


FORGÁCSOLÁS

Tudnivalók:Tudnivalók:

3.) Miért nehéz tárgy a FORGÁCSOLÁS ?

képi ábrázolás: géprajz

képletek, összefüggések: mint a „matek”

ok – okozati összefüggések: jelenségek magyarázata

mechanika, fizika, anyagtudomány: előtanulmányok!

forgácsolási eljárások: lexikális tudás


FORGÁCSOLÁSFORGÁCSOLÁS


FORGÁCSOLÁSFORGÁCSOLÁS

1. 1. Egyedi gyártásban gyors és olcsó

2. 2. Pontos, kiváló felületi érdesség

3. 3. Nem igényel különleges ismereteket

4.4. Minden ismert anyag megmunkálható

5. 5. Nagyon bonyolult alakú darabokhoz is

6. 6. Nincsenek méretproblémák

7. 7. Homogén anyagszerkezetet ad

8.8. Kis változás a darab felületi rétegében

9. 9. Könnyen automatizálható

1.1. Nagy fajlagos energiaigény

2. 2. Nagy az anyagveszteség (forgács)

3. 3. Sokféle szerszámgépet igényel

4. 4. A gépek és tartozékaik nagy helyigényűek

5. 5. CNC vezérlés és bonyolult program kell

6.6. Nagy a balesetveszély

7.7. Szennyező (forgács, hűtő-kenő folyadék)

8.8. Nagy a veszteségidő

9.9. Költséges eljárás (még sorozatgyártásban is)

ELŐNYEI:ELŐNYEI: HÁTRÁNYAI:HÁTRÁNYAI:


FORGÁCSOLÁS

• alapfolyamat

• fő tevékenység

• alkatrészgyártás (alkatrész orientált)

• leválasztó eljárás

• A munkadarabról (M) a felesleges anyagot

• megfelelő mozgások révén

• az alkalmas szerszám (S) által

• kis darabok (forgács, CH) formájában

választja le.

• anyagminőség (összetétel, előgyártás, állapot)

• szilárdsági jellemzők (Rm , HB , stb.)

• geometriai méretek

• a megmunkált felület:

~ pontossága (IT egységekben) és

~ érdessége (Ra , Rz , stb.)

főmozgásfőmozgás - forgácsolósebesség, vc, m/min

• forgács hosszmérete

• S / M végzi

• egyenes / forgó / folyamatos / szakaszos

mellékmozgásokmellékmozgások:: S / M végzi

• a forgács keresztmetszete

• előtolás - f, mm (többélű S: fz , mm)

• fogásvétel - a, mm (jele ap , ae is lehet!)

MunkadarabMunkadarab

MozgásokMozgások

alapfogalmaialapfogalmai


FORGÁCSOLÁS



• az alkalmas szerszám (S) által


választja le.

SzerszámSzerszám

• rendeltetés (esztergakés, fúró, maró stb.)

• élgeometria (szabályos, statisztikai)

• élek száma (1, 2, sok, „végtelen” sok)

• élalak (egyszerű, speciális)

• kivitel (tömör / forrasztott / szerelt)

• élanyag (acélalapú/ kemény/ szuperkemény)

befogórész

szárrész

dolgozórész előtolás iránya

főél

(fő)hátlap

szerszámcsúcsszerszámcsúcs

homloklap

mellékél

alapfogalmaialapfogalmai


FORGÁCSOLÁS alapfogalmaialapfogalmai

vc

f

a

főél mellékél

Főél elhelyezési szög

Csúcsszög

Mellékél elhelyezési szög

Szerszám élszögek:Szerszám élszögek:r - főél elhelyezési szög,

r - csúcsszög,

ŕ

,, - mellékél elhelyezési szög,

r - csúcssugár

r + r + r

,, = 180

Forgácsolási adatok:Forgácsolási adatok:

mm 2

minmax dda

minm 1000

max ndvc

minmm fnvf


FORGÁCSOLÁS alapfogalmaialapfogalmai

Szerszámszögek:Szerszámszögek:

(metszetben)

o - homlokszög, (- is)

o - ékszög,

o - hátszög, ( >0 !!)

o + oo + oo

Munkadarab

Szerszám

vc

f

hátlap homloklap

ékszög

hátszöghomlokszög


FORGÁCSOLÁS



• az alkalmas szerszám (S)


választja le.

FORGÁCS (chip)FORGÁCS (chip)

• típusa:típusa: elemi, lemezes, folyó (acélok)

elemi, töredezett (öntöttvas, rideg anyag)

• alakja:alakja: a mozgások és a szerszám kialakítása

(élszögek, csúcssugár) határozzák meg

• feladatok:feladatok: forgács manipuláció:

~ osztás, ~ terelés, ~ törés


FORGÁCSOLÁS


SzerszámSzerszám

A forgácsképződés feltételei:feltételei:

Forgácsolóerő

ElőtolásElőtolás

Előtolás irányú erő

Elméleti forgácsvastagság, h, mm

1. alkalmas szerszámék

2. mozgások: vc és f

• vc - forgácshossz

• f - előtolás, mm

3. erőhatások:

• vc irányában: Fc - forgácsolóerő

• f irányú: Ff - előtolás irányú erő

ForgácsolósebességForgácsolósebesség

Forgács


FORGÁCSOLÁS


SzerszámSzerszám

A forgácsképződés fázisai:fázisai:

Elméleti forgácsvastagság, h, mm

Forgácsvastagság, hch, mm

Forgács

Nyírási sík

1.) a h vastagságú réteg vc sebességgel mozog

2.) rugalmasrugalmas alakváltozás

3.) képlékeny alakváltozás

4.) nyírási folyamat: 1 forgácselem

5.) a forgácselemek összehegedése

6.) a forgács vch sebességgel távozik

vch

vc

Kontinuitási egyenlet:

vc h = vch hch



SS

FORGÁCSOLÁSFORGÁCSOLÁSAlakváltozási zónák

h

hch

ForgácsNyírási sík

Fc

Ff Fa

Fsh

FshNH

ajlá

sszö

g,

Elsődleges (nyírási)


FORGÁCSOLÁS

Els

őd

leg

es (

nyí

rási

) és

más

od

lag

os

Els

őd

leg

es (

nyí

rási

) és

más

od

lag

os

alak

vált

ozá

si z

ón

aal

akvá

lto

zási

zó

na

MUNKADARABMUNKADARAB

Elsődleges alakváltozási zóna

Szerszám

Forgács

Másodlagosalakváltozási zóna


FORGÁCSOLÁS

SzabadforgácsolásSzabadforgácsolás

• a szerszámcsúcs nem forgácsol,

• síkbeli erőrendszer működik.

Főbb változatai:

BeszúrásCső

eszter-gálás

Megjegyzés: az eddigiekben erről volt szó!

Kötött forgácsolásKötött forgácsolás

• a szerszámcsúcs forgácsol,

• térbeli erőrendszer alakul ki,

• fogásvétel irányú erő: passzív erő - Fp.

Főbb változatai:

Hossz-esztergálás

Kereszt-esztergálás

Megjegyzés: a továbbiakban kizárólag már csak erről lesz szó.


FORGÁCSOLÁS

Fc - forgácsoló erőFf - előtolás irányú erőFa - aktív erő

Fa - aktív erőFp - passzív erőF - eredő erő

erőigény

Forgácsoló erő:

• a legnagyobb összetevő teljesítmény (Pc , kW),

• szerszámterhelés, lehajlás.

Előtolás irányú erő:

• a legkisebb összetevő, mivel az Fc 10 … 30 %-a.

Aktív erő:

• a fentiek miatt: Fa Fc !

Passzív erő:

• általában kisebb az Fc - nél (annak 40 … 80 %-a),

• a szerszám kopásától jelentősen függ,

• a munkadarab pontosságát döntően befolyásolja.

Fc : Fp : Ff = 1 : (0,4 … 0,8) : (0,1 … 0,3)

Összefoglalva:


FORGÁCSOLÁS erőigény

BefolyásolóBefolyásoló tényezőktényezők

Forgácsoló Forgácsoló

erő, Ferő, Fcc , N , N


(HB, Rm, stb.)Forgácsolási adatokForgácsolási adatok

(a , f , vc)

SzerszámSzerszám

(, , r , stb.)EgyébEgyéb

(kopás, HKF)

ErőmodellekErőmodellek

1. ) Közelítő képlet (a fajlagos forgácsolóerő alapján)

2.) Kelet-európai képlet

N F N

c2Ak

mmA

Fk c

ahol: k - 1 mm2 forgács leválasztásának erőigénye A - forgácskeresztmetszet (A = af = bh) , mm2

N Fcizc

yxFc KvafCF FFF

ahol: CF - anyagállandó, N

xF , yF , zF - kísérleti úton kapott kitevők

a, f, vc - forgácsolási adatok

Kfci - helyesbítő tényezők

?

?


FORGÁCSOLÁS erőmodellek

3.) Kienzle és Victor képlete3.) Kienzle és Victor képlete

N 1.1 Fcjqc

Fcjcc Khbh

kKhbkF

c

ahol:

kc - fajlagos forgácsolóerő, N/mm2

b - forgácsszélesség, (a / sin r), mm

h - forgácsvastagság, (f sin r), mm

KFcj - helyesbítő tényezők

kc1.1 - a fajlagos forgácsoló erő ún. főértéke, N/mm2

qc - kísérleti úton kapott kitevő

Munkadarabanyagjel

Anyag-csoport

Szerszámanyaga

kc1.1

N/mm2qc

C60 szerk. acél keményfém 2130 0,18Öv250 öntöttvas keményfém 1160 0,26

öAlSi10Mg alu. ötvözet keményfém 400 0,27TiAl6V4 titánötvözet keményfém 1356 0,22

Példa:

Teljesítményigény

Főmozgáshoz:

Előtolás irányú mozgáshoz:

Fontos szabályok:

1.) Pc Pf

2.) A fogásvétel irányú elmozdulás sebessége zérus, teljesítményigénye: Pp 0

kW 60000

m/min N

1000

m/s N ccccc

vFvFP

kW 106

mm/min N

10

mm/sN 76

ffff

f

vFvFP


FORGÁCSOLÁSenergiamérlege

Munkadarab

Súrlódás a homloklapon

Súrlódás a hátfelületenAlakváltozás

és nyírás

Nyí

rási

szö

gHőenergi

a

Szerszám

Keménységcsökkenés,gyorsabb kopás,

hődilatáció, pontatlanság

Elszíneződés,balesetveszély

Hődilatáció, pontatlanság, rétegtulajdonságok!


FORGÁCSOLÁS hőmérsékletehőmérséklete

Empirikus számítóképlet:

C vafC zc

yx

ahol:

C - a hőmérséklet képlet állandója, C,

y , x , z - a képlet kitevői,

a, f, vc - forgácsolási adatok.

Fontos szabályok:Fontos szabályok:

y x z < 1

C = C (M-S párosítás, hűtés, kopás)

Hűtés - kenés - öblítésHűtés - kenés - öblítés

Hűtés: hőmérséklet csökkentés

Kenés: súrlódás csökkentés, javuló felület

Öblítés: forgács eltávolításának segítése

0

200

400

600

800

1000

1200

0 100 200 300 400

Forgácsolósebesség, vc, m/minH

őm

érs

ék

let,

O, C

HSS

Kem. fém

Bev. kem. fém

Forgácsolási kísérletForgácsolási kísérlet

Munkadarab: CMo1 (HB 220-230)Szerszám: bevonatos keményfém, r=90


FORGÁCSOLÁS


Gyártástechnológia alapjai BAGGA11MNC

Documents