16. CSIGA ÉS CSIGAKEREKEK MEGMUNKÁLÁSA

16. CSIGA ÉS CSIGAKEREKEK MEGMUNKÁLÁSA A csigahajtás néhány száz éve ismert, ennek ellenére a hajtóelemek alakjának, célszerű kialakításának kutatása alig néhány évtizedes. A kutatások világviszonylatban a fogazás

geometriai

és

méretezési

kérdéseire

összpontosultak. A szerzők a gyártástechnológiát alig tárgyalják. Ha mégis érintik ezt a kérdést, akkor anélkül teszik, hogy a fogazás geometriai alakja és a gyártástechnológia közötti kapcsolatra utalnának. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Amíg ugyanis az evolvens homlokkerék hajtásoknál a fogazás gyártástechnológiája, azaz kivitelezési módja aránylag független a fogformától, addig a csigahajtásoknál a csiga, ill. a csigakerék fogazatainak alakja a gyártástechnológiát egyértelműen meghatározza. A kedvező geometriai tulajdonságok hatását a technológiai tényezők jelentősen javíthatják, ill. kedvezőtlen esetben ronthatják. A kapcsolódó felületek alakpontosságát és felületminőségét (érdességét) ugyanis technológiai tényezők határozzák meg. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A csigahajtás hatásfoka és tartóssága szempontjából döntő jelentőségű a kapcsolódó elemek alakpontossága és fontos szerepe van a fogazat felületminőségének is. 16.1. Vonalfelületű hengeres csigahajtások Magyarországon korábban elsősorban az egyenes alkotójú csavarfelületekkel foglalkoztak a kutatók. A háborút (1945) követő ipari fellendülés azonban igényelte a szakterület intenzív fejlesztését, melyet Szeniczei L. kezdeményezett. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az 1957-ben megjelent "Csigahajtóművek" című könyve úttörő munkának számít [159]. Ez a mű sok fiatal kutatót késztetett munkára és hatására a témakörben sok érdekes publikáció jelent meg. A hazai kutatási eredményekről összefoglalóan Erney Gy. számolt be [63]. Magyar J. kandidátusi értekezésében [63] többek között az evolvens és konvolut csavarfelületek leképzését és gyártástechnológiai kérdéseit tisztázta.

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

A Diósgyőri Gépgyárban Varga I. foglalkozott a konvolut csavarfelületekkel és ért el eredményeket e területen [174]. Több munka jelent meg Tajnafői J. [161], Drahos I. [17, 18, 19, 21, 22], Drobni J., Szarka Z. [23], tollából,

melyek

egy-egy

részterületet

megvilágítva

gazdagították szakirodalmunkat. Tajnafői J. kandidátusi értekezésében [161] - e területen elsőként az országban többek között a fogazáselmélettel szoros kapcsolatban álló mozgásleképzések alapelveit tisztázta, és rámutatott az alámetszések technológiai gyökerére. Meghatározta az alámetszés minden fajtájára érvényes szükséges és elégséges feltételeket. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.2. Kúpos csavarfelületek A kúpos csavarfelületek kinematikai elemeken leggyakrabban a kúpos csigák működő felületeiként használatosak. A kedvező hidrodinamikai viszonyokkal rendelkező korszerű nagy teherbírású és jó hatásfokú hajtópárokkal a hajtóművekben fellépő energiaveszteséget jelentősen lehet csökkenteni. A teljesítményveszteség szempontjából nem közömbös ugyanis - és ez valamennyi hajtástípusra érvényes -, hogy a lehetséges fogazatgeometriai jellemzők közül azok kerüljenek alkalmazásra, melyek kedvező kapcsolódási viszonyokat eredményeznek [83, 84]. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A kitérő tengelyvonalú fogazott hajtások területén eddig megvalósult nagy teherbírású, elsősorban ortogonális tengelyelrendezésű hajtások egyik kevéssé ismert - nem nagy múltra visszatekintő - típusa a spiroid hajtás. Az Illionis Tool Works (USA) főkonstruktőre F. Bohle által elsőként ismertetett spiroid hajtás [13] elsősorban a kúpkerék- és csigahajtások közös áttételi tartományának határa közelében alkalmazható kedvezően. Ezt szemlélteti a 16.1. ábra. A hajtópár egy tányérkerékből és - általános esetben - egy ezzel kapcsolódó kúpos csigából áll. Ha a csiga kúpszöge (δ) nullával egyenlő, úgy hengeres csiga és egy tányérkerék kapcsolódása jön létre. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A szakirodalom ezt helikon-hajtásnak nevezi, - illetve pl.: a GOSZT 22850-77 szabvány - azt is spiroidnak nevezte el. Bohle a [13] cikkében a hajtópár paramétereiről, adatairól nem tesz említést, csak néhány technológiai kérdést, valamint az alkalmazási területet, illetve az üzemi tapasztalatokat

értékeli.

A

gyakorlatban

eddig

megvalósított hajtópárok egy lépcsőben megvalósítható, jellemző áttételi tartománya i=10-110, de sajátosan megválasztott jellemzők mellett megvalósult már i=359 áttételű hajtópár is (kinematikai hajtás kis modullal).


16.1. ábra Hajtás típusok a tengely elrendezés Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudásszerint Illés

F. Bohle cikkének [13] megjelenését követően számos fejlett országban megkezdődött a spiroid hajtópárok tulajdonságainak elemzése. A hajtópárok kapcsolódási viszonyainak elemzése mellett a gyártástechnológiai problémák feltárása fokozott jelentőséggel bír, mert csak megbízható, termelékeny fogazási eljárással lehet gazdaságosan biztosítani az elméleti vizsgálatok alapján feltárt kedvező fogazásgeometriai alapparaméterek melletti helyes kapcsolódást. Párhuzamosan a technológiai fejlesztéssel Saary, O. [149] a kinematikai viszonyokat is elemezte a spiroid hajtások esetén. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A spiroid hajtások hozzáférhető kutatási eredményeit és üzemi adatait Illinois Tool Works részéről Dudley [62] kézikönyvben

dolgozta

fel.

A

megadott

táblázatok

lehetővé teszik, hogy a tervezők a spiroid hajtások terhelését,

hatásfokát,

térszükségletét

más

áttételi

tartományát,

térigényű

hajtásokkal

összehasonlítsák. Ennek alapján arra lehet következtetni, hogy a spiroid hajtások által átvihető terhelés és a lehetséges áttételi tartomány a hipoid hajtásokhoz és a nagyteljesítményű

csigahajtásokhoz

hasonló,

a

teljesítmény szerinti fajlagos térszükséglet azonban ettől kisebb [83]. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az 1960-as években megkezdődött a spiroid hajtások fejlesztése

a

egységesítésére (GOSZT

Szovjetunióban pedig

22850-77),

is.

1977-ben amely

a

A

szabvány jelöléseket

munka készült és

az

elnevezéseket tartalmazza. A kutatások kezdetben az archimedesi [74, 132], majd evolvens vonalfelületű spiroid csigákkal [62, 68, 70] és ezek technológiai és kinematikai kérdéseivel, valamint azok üzem közbeni viselkedésével [62, 70, 71, 73] foglalkoztak.


Bulgáriában a spiroid hajtások fogazásgeometriájával Abadziev és Minkow [1, 128] foglalkozott. E munkában az egyenes vonalú spiroid hajtások kinematikai-geometriai viszonyainak részletkérdéseit elemzik. Több kutató [110, 152] megpróbálta a spiroid hajtást más hajtástípussal összehasonlítani [104]. Ezen a területen még számtalan kérdés vár magyarázatra, különösen ami a kapcsolódási viszonyok qualitatív vizsgálatát illeti. A nevezett kutatási munkák lehetővé teszik ugyan a hajtópár fő méreteinek, valamint

a

fogazásgeometriai

alapadatoknak

a

meghatározását, a kapcsolódás jóságáról azonban csak további vizsgálatokkal lehet tökéletes képet adni. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A spiroid hajtásokkal Magyarországon ez ideig a BME-n Hegyháti J. [83, 84], és az NME Gépgyártástechnológiai Tanszéken

ezek

gyártásgeometriájával

és

szerszámaival a könyv szerzője [56, 58, 59, 62] foglalkozott. Ennek eredményeként vált lehetővé, hogy a legyártott

spiroid

hajtópárokat

a

hengeres

csiga-

hajtópárokkal összehasonlíthassuk. E munkában a BME Gépszerkezettani Intézete és az NME GT között igen jó együttműködés alakult ki.


A drezdai Fogaskerék Konferencián 1983-ban Hegyháti J. [84] előadásának vitájában vetődött fel a kúpos csavarfelületek geometriailag helyes köszörülésének az igénye. A szerző is részt vett ebben az eszmecserében és a probléma érdekessége miatt, valamint a BME Gépszerkezettani

Intézetének

a

kérésére

intenzíven foglalkozni a kérdés megoldásával.


kezdett

Az

MTA

Gépészeti

Bizottság

Hajtástechnikai

Munkabizottságának ülésén (Budapest, 1986. V.26.) a tárgyban végzett munkáról is szóló beszámolóban a szerző

már

egy

olyan

általános

algoritmus

megalkotásának a lehetőségét veti fel, amely alapján lehetséges a különböző fajta csavarfelületek közös tőről való leszármaztatása [57].


A Miskolci Egyetemen Lévai I. [112, 113] a térbeli hajtások vizsgálta

számtalan többek

problémájával között

a

foglalkozott.

Ő

fogazáselméletet,

a

vonalfelületű, kitérőtengelyű hajtópárok esetén, melyek változó mozgást végeznek. Foglalkozott továbbá a hipoid hajtások tervezésének alapvető kérdéseivel.


16.3. Szerszámfelületek A csavarfelületekre vonatkozó elemzés alapvetően igaz a csavarfelületű kívánunk

szerszámokra

megalkotni,

is.

amelyben

Ezért a

olyan

modellt

szerszámok

is

elemezhetők. A forgácsoló

szerszámok

(köszörűkorongok,

lefejtő

marók, alakos marók, menetfúrók, egyéb csavarfelületű szerszámok) működő felületei és mellékfelületei - a szerszámok hát-, és oldalfelületei - képezik vizsgálataink súlyponti részét. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A fogazatokkal foglalkozó szakkönyvek általában [63, 119, 124, 134, 147] csak érintik a hajtóelemek gyártásához nélkülözhetetlen - geometriailag helyesen megszerkesztett - szerszámok tervezését, előállítását. A

fogazott

elemek

szerszámozása

területén

Magyarországon Bakondi K. [3], Drahos I. [17, 18, 19, 21, 22], munkáin kívül igen kevés a megjelent publikációk száma. A fogazatok előállítása során mind jobban előtérbe kerül a szuperkemény köszörűkorongok (egyszemcse-sorral) és a bevonatolt vagy keményfémből előállított szerszámok [9, 118] alkalmazása. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Amíg a csavarfelületeket általában egyetemes szerszámmal elő lehet állítani, addig azok hajtópárjának gyártásához különleges profilú szerszámra van szükség. Ezen szerszámok geometriai kialakítását alapvetően a gyártandó csavarfelület határozza meg [181]. Azaz az egyedi felületekhez tervezett lefejtő marók kialakítására van szükség [12, 86]. A csavarfelületek megmunkálásának alapvető szerszáma a kellő pontossággal előállított, szabályozott köszörűkorong, vagy maró [10, 93, 94, 120, 133]. E szerszámok geometriailag helyes előállításához a működési viszonyok alapvető matematikai elemzése szükséges, azaz kellően kimunkált gyártásgeometriai ismeretre és gyártási eljárásra van szükség. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ezeknek a műveknek a felsorolásával még távolról sem merítettük ki az érdekes és mélyreható munkák sorát. Számos kutatási eredményre a könyv szövegeiben és az irodalomjegyzékben hivatkozunk. 16.4. A téma irodalmából a könyv témájához illeszkedő általános következtetések Az eddigiekben ismertetett publikációkra általában az a jellemző, hogy a csavarfelületek tárgyalása során jelentős mértékben

elkülönülnek

az

elméleti

problémákat tárgyaló munkák. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

és

gyakorlati

Kevés az olyan elméleti kutató, aki konkrét gyártással is foglalkozik és kevés az olyan gyakorlati szakember, aki a konkrét problémákat elméleti vonatkozásban is vizsgálja. Éppen ezért az elmélet és a gyakorlat összekapcsolódása az irodalomban csupán egy-egy konkrét problémához kötődik. Az elméleti munkák pl. az állandó emelkedésű hengeres csavarfelületeket rendszerint vagy egy egyenes alkotó, vagy pedig egy általános burkolófelülettel érintkező görbe úgynevezett vezérgörbe csavarmozgásából származtatják. A megmunkáló szerszám profilját pedig a folyamatot megfordítva hasonló elven határozzák meg. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A gyakorlati problémákat tárgyaló publikációk a gyártási problémákat vetik fel és megadják, illetve értékelik a megoldás módját gyakorlati szinten, de az empirikusan megoldott probléma elméleti magyarázatát, megoldását nem adják meg. Tekintettel arra, hogy - sajnos - az elméleti és gyakorlati kutatások nemcsak a publikációkban hanem a valóságban is elkülönülnek, az egyes területeken kapott eredmények nem hatnak megtermékenyítően a másik területre. A [49] könyv szerzője ezért igyekezett az elméleti tárgyalást, levezetéseket a csavarfelületeket megmunkáló szerszámgépek kinematikájához és szerszámozásához kapcsolni. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Hasonló problémát jelent a hengeres csavarfelületek geometriai ellenőrzése kapcsán megjelent publikációk felfogása is. A csavarfelületeket, amelyek az egyik legjellegzetesebb térbeli alakzatok, a geometriai ellenőrzés során általában síkbeli alakzatként kezelik [11, 103] (pl. az osztást a tengelymetszeti síkban, a profilt a tengelymetszetben, vagy alkotósíkban mérik). Így természetes, hogy az ellenőrzési sík kiválasztása a csavarfelületen csak véletlenszerű lehet. Ezért az egész felület alakhibájára való következtetés nem megfelelően megalapozott [102]. A szerző [49] könyvben a csavarfelületek geometriájának térbeli ellenőrzésére is kitér, amely a minősítés megbízhatóságát nagyságrenddel megnövelheti. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ez teszi szükségessé, hogy a csavarfelültekre általánosan megfogalmazható gyártásgeometriaigyártástechnológiai alapokat összefoglaló általános modellből kiindulva végezzük el a csavarfelületek technológiai problémáinak átfogó elemzését. Ez az elemzés szorosan kapcsolódó gyakorlati és elméleti eredményekre vezet a csavarfelületek tervezése, gyártása és minősítése terén, amelyeket a szerző e könyvben foglal össze. A szerző bemutatja a gyártásgeometria fejlesztése terén elért eredményeit, amelyet a DIGÉP-ben illetve a Miskolci Egyetemen végzett, illetve ért el. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A XXI. század küszöbén vagyunk és elvárhatjuk, hogy az olyan technológiák, mint a CNC vezérlésű fogazó gépek és a 3D-s számítógépes koordinátamérőgépek alapvetően megváltoztassák a jelenleg meglévő fog geometriát és fogazási technikát, illetve technológiát.


16.5. Csigahajtások osztályozása 16.5.1. Működési szempontból Kinematikai csigahajtások Ezek jellemzője, hogy az a tengelytávolság állítható, a tengelyszög eltérhet 90°-tól. Alkalmazzák mérőberendezésekben, osztómechanizmusokban, kis teljesítmény esetén. A mérettartomány: 1 ≤ m ≤ 16 D = 5000 mm-ig. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Teljesítményt átvivő csigahajtások A tengelytávolság nem állítható, és a tengelyszög = 90° A mérettartomány : 1 ≤ m ≤ 30 d1 = 400 mm-ig, D = 2000 mm-ig.


16.5.2. Konstrukciós szempontból A csigahajtás elemeinek a csiga és a csigakerék alakja szerint háromféle típust szokás megkülönböztetni: hengeres, globoid és különleges csigahajtóművek (pl. kúpos csiga vagy spiroid hajtás). • Hengeres (a csiga henger alakú) 16.2.a. ábra, Anglia, Németország, Oroszország, Magyarország az elterjedési területük. • Globoid (a csiga globoid alakú) 16.2.b. és 16.2.c. ábra, USA, Oroszország, ahol inkább használatosak. • Különleges (a csiga vagy a csigakerék különleges alakú; pl.: 16.2.d. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a)

b)

c)

d)


16.2. ábra Csigahajtások konstrukciós osztályozása a) hengeres csigahajtás b) globoid csigahajtás hengeres csigakerékkel c) globoid csigahajtás d) spiroid csigahajtás

16.5.2.1. A hengeres csigahajtások A csiga menetoldalát alkothatják vonalfelületek és nem egyenes alkotójú felületek. A vonalfelület lehet: • archimedesi csavarfelület, melynek tengelymetszete egyenes, • konvolut csavarfelület, • evolvens csavarfelület. A nem vonalfelületű csigákat egykúpos és kettőskúpos szerszámmal lehet készíteni, vagy alakos esztergálással.


A hengeres csigák tengelymetszetben konkáv vagy konvex profilúak lehetnek, amelynek a keréken konvex vagy konkáv konjugált profilok felelnek meg. A hengeres csigák fogai lehetnek: szimmetrikusok és asszimmetrikusok. 16.5.2.2. Globoid csigák Ezen csigák közül legelterjedtebb a vonalfelületű, mely tengelymetszetben egyenes vonalú.


16.6. Hengeres csigahajtások osztályozása Működésüket tekintve a menetek két csoportját különböztetjük meg. Az egyik csoportjuk az alkatrészek rögzítésére szolgál, kötőmenetek, míg a másik csoportba tartozók feladata a mozgás, a nyomaték átszármaztatása, átalakítása, kinematikai menetek, illetve szerszámfelületek. Ezek egy lehetséges csoportosítását mutatja a [33] irodalomból átvett 16.3. ábra, amely ott a csavarfelületek származtatásának geometriailag helyes gyártásához szükséges matematikai modell felállítására szolgál. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az egyenes élű szerszámmal készült (egyenes alkotó található a csiga fogfelületén) csigáknál beszélni szoktunk a következő csigahajtásokról: 16.6.1. Vonalfelületű hengeres csigák • Archimedesi

csiga:

tengelymetszete

ZA,

melynek

egyenes,

• Hernyóra döntött konvolut: ZN1; egyenes alkotók a

foghernyóra merőlegesek,

• Árokra döntött konvolut: ZN2; egyenes alkotók a fogárokra merőleges síkban vannak, Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

• Evolvens (involut) csiga: ZI; az egyenes alkotók az

alaphengert

érintő

alkotó

síkban

fekszenek, • Duplex csiga: ZD; különböző menetemelkedésű oldalon van a fog két alkotója. 16.6.2. Nem vonalfelületű hengeres csigák Egyenes alkotójú szerszámmal történik a gyártás, de a csigán sehol sem található egyenes alkotó. • Egykúpos csiga: ZK1 ujjmaróval vagy csaposkővel. • Kettőskúpos csiga: ZK2 tárcsamaróval vagy köszörűvel Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.3. ábra Csavarfelületek főbb alkalmazási területei Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés és rendszerezésük [49]

16.6.3. Ívelt profilú csigák • Axiális ívelt csiga: ZTA , a körívprofil a főmetszet síkjában van. • Hernyós ívelt csiga: ZTN1, a körívprofil a csiga fogára merőleges síkban fekszik. • Árkos ívelt csiga: ZTN2, a körívprofil a fogárok közepén haladó csavarvonalra merőleges síkban fekszik. • Korongos ívelt csiga : ZT1, a csiga profilját a fogárokban

γo-val

bedöntött

kettős

körívprofillal

kiképzett tárcsa alakú szerszám határozza meg. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A szabvány a csiga típusait a fogfelületek különbsége alapján választja szét és határozza meg. Az utóbbi táblázat - amely a csigák alapjellemzéséhez nyújt segítséget - a nevezetes metszet síkja, az alkotó alakja és a származtató ősszerszám szerint sorolja be a csigákat.

A következő oldalon: Csigahajtások jellemzői (16.1. táblázat)


16.1. táblázat Nevezetes metszet síkja

Tengelysík Fogra merőleges sík Fogárokra merőleges sík Hengermetszeti normálsík

Az alkotó alakja

A síklapú

egyenes

ZA

körív egyenes

ZTA ZN1

körív

ZTN1

egyenes

ZN2

körív

ZTN2

egyenes

Származtató fogasléc

Összerszám egykúpos

Kétkúpos

ZK1

ZK2 ZTK

ZI

körív


16.7. A hengeres gyártástechnológiájának alapjai

csigahajtóművek

A könnyebb megértés érdekében vázoljuk fel a konvolut csiga származtatását.


y alkotó sík torokhenger

p

z

szerszám 1

αFt

x mdb 2 p. ϕ

ϕ ra αt szerszám éle

alaphenger hurkolt evolvens (konvolút) [homlokmetszetben]

16.4. ábra A konvolut származtatása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, csiga Prof. Dr. Dudás Illés

A hengeres csigahajtómű tervezése és a hajtómű elemeinek gyártástechnológiája között szoros a kapcsolat. A szerszám alakja és a szerszámok a megmunkálás folyamán

elfoglalt

helyzete

meghatározza

a

csiga

fogazatának kiterjedését, ugyanakkor a csiga alakja határozza meg azt a szerszámot, amivel a csigakerék fogazatát megmunkálják. Ebből

következik,

megmunkáló csigakerék

hogy

szerszám fogazatát

amíg

lehet mindig

a

csiga

egyetemes, egyedi

szerszámmal munkálják meg. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

fogazatát addig

a

(különleges)

A csavarfelületet meghatározó adatok: H - emelkedés rD - torokhenger sugara αFt - az alkotó szöge


archimédeszi

konvolut

evolvens

16.5. ábra Vonalfelületű csiga homlokmetszeti görbéje


A csiga fogazatát általában a következő fázisokban munkálják meg : - 1. nagyolás - 2. elősimítás - 3. simítás - 4. tükrösítés 1. Nagyolás: • profilozó esztergálással, • marás, örvénylő menetmarással, tárcsamaróval, • véséssel vagy meleghengerléssel (tömeggyártás).


A nagyoló esztergálás kis termelékenységű, ennek ellenére igen elterjedt eljárás ( főleg egyedi gyártásban ). Sokkal termelékenyebb a tárcsamaróval való marás, ezért kissorozatban előnyben részesítik. Ha a csiga emelkedési szöge nagy, előnyösebb a nagyoló vésés. 2. Elősimítás: Célja a csigafogazat alakhűségének és méretpontosságának valamint, felületi érdességének biztosítása. Cementáláshoz a végleges alakot kell kialakítani, esztergán vagy köszörűn.


3. Simítás: A készre simítás technológia korlátja a csiga edzett állapota, ahol az eljárás csak köszörülés lehet. A nem edzett csigák készre simítása esztergálással és köszörüléssel is végezhető. • ZA, ZN1 és ZN2 - t célszerű az alkotósíkban fekvő ψ alkotószögű profilozó, egyenes élű késsel végezni.


•

Az ívelt típuscsalád ZT1 ZTN1 és ZTN2 simító esztergálását lehet profilozással végezni, körív oldalú késsel.

•

Az edzetlen ZK1, ZK2 és ZTA típust maróval lehet készre simítani. A fogprofil nagyoló esztergálása után átfordítjuk azt és ugyanazon szerszám beállítással munkáljuk meg a szimmetria minél tökéletesebb biztosítása érdekében a csiga egyik és másik fogoldalát.


4. A tükrösítés: Célja a fogfelületek felületi simaságának javítása, Ra = 0,4 - 0,2µm. Így csökken a súrlódás az érintkező felületek között, aminek következménye nemcsak a hatásfok lényeges növekedése, hanem a hajtómű hosszabb élettartama is. Az egyenes alkotójú csigák alapismeretei esztergálásnál.

megmunkálásának

A csiga emelkedésének mind pontosabb elkészítésére olyan váltókerekeket kell alkalmazni, melyek lehetővé teszik a π értékét, vagy annak egészszámú többszörösét, minél jobban megközelíthető áttétel megvalósítását (pl. 6. tizedesig) (16.6. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Például:

a c 100 ⋅ 71 ⋅ = = 3.141592 b d 20 ⋅ 113 Mivel a csigák nagyolása nem jelent különösebb problémát, a következőkben csak a simítási profilozási műveletet tárgyaljuk. A könnyebb megértés érdekében vázoljuk fel a konvolut csiga származtatását.


z fo

H cs

a b

n fo

c

d nv

hv

zvo

16.6. ábra Menetesztergálás elve Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A váltókerekek áttételének a csiga Hcs menetemelkedésének (ez eltérő csigánként) és a vezérorsó hv menetemelkedésének (ez gépenként állandó) az arányát kell adnia (Hcs=iváltók*hv)

i váltó k.

H cs n vezérorsó z fõorsó m ⋅ π ⋅ z1 a c = = = = = ⋅ ⋅C = π⋅C hv n fõorsó z vezérorsó hv b d (16.1)

A nagyoló és simító megmunkálási szerszám elhelyezést a 11.7. ábra szemlélteti: a nagyoló kés a lábkör alá szúr (16.7.a. ábra), és a simítás vagy oldalirányú fogásvétellel történhet (16.7.b. ábra), vagy teljes profil mentén radiális irányú előtolással (16.7.c. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a)

b)

α

nagyolókés

c)

90 °- α


16.7. ábra Forgácsleválasztás különböző módjai a) nagyoló beszúrás b) sugárirányú előtolással való simítás c) kétirányú fogásvétellel (késszán elfordításával) való simítás

16.7.1. A ZA típusú csiga esztergálása Az archimedesi csavarfelületekből kialakított ZA-csigát vagy archimedesi csigát, tárgyalt lineáris hengeres csigák olyan elfajuló esetének tekinthetjük, amelynek nincs torokköre, azaz: rD = 0. Az alkotósík egybeesik a csiga tengelysíkkal. Az egyenes alkotó a csiga tengelysíkjában fekszik, és alkotószöge egyenlő az axiális profilszöggel, ami egyben a ZA-csiga alap-profilszöge is. αFt = αx. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Mivel az egyenes alkotókat tartalmazó tengelysík, a csiga egyetlen csavarvonalára sem merőleges, vagyis síkban nem kifejthető torz csavarfelület ezért sík homlokfelületű koronggal – geometriailag helyesen – nem köszörülhető meg az archimedesi csiga. A nagyoló és simító megmunkálás szerszám-elhelyezését a 16.8 ábra szemlélteti.


a)

b)

16.8. ábra Archimedesi csiga esztergálása


16.9. ábra Kés elhelyezése archimedesi csiga megmunkálásakor a) m < 5 mm esetén, egy fogással. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr.esetén, Dudás Illés két fogással. b) m > 5 mm modul

Konstrukciós módosítással növelhető a hátszög értéke α1’ > α1; α2’ > α2, de csökken a β1 ékszög és ezzel a kés merevsége is, ami rezgésekhez vezet és durva megmunkált felületet eredményez (16.9. ábra), így csak γ ≤ 6°-os menetemelkedésű csiga készíthető. 16.7.2. Konvolut csigák gyártása: ZN1 és ZN2 A kedvező forgácsolási feltételek biztosítása érdekében ha γ0 > 6°, akkor a kést meg kell dönteni, és így valósítható meg az árkos vagy hernyós konvolut csigahajtás.


A ZA típusú csigát csak akkor célszerű alkalmazni - a működési szögek megfelelő értéken tartása érdekében -, ha a γ0 ≤ 6°.


16.10. ábra Késelhelyezés konvolut csiga megmunkálásánál Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A konvolut csigák készítésekor kétféleképpen állíthatjuk be a kést. Az a esetben a csiga profilja a fogárok szerinti normálmetszetben egyenes vonal, a b esetben a menetre merőleges normál metszetben egyenes vonal. Gyakorlati

szempontból

a

b

kedvezőbb,

mert

a

csigakerék visszafejtését α profilszögű trapézszerszámmal lehet elvégezni a csiga megmunkálásakor az alkotósíkban (BCD síkban), ψ alkotószögű szerszámmal.


Konvolut csiga és csigakerék gyártásakor a szerszám elhelyezése: a) ZN1 hernyóra döntött (hernyós konvolut esetén) csiga, b) ZN2 árokra döntött (árkos konvolut esetén) csiga. ψ szög alatt kell elhelyezni a kés élét. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a ψ profilszögű trapézkés egyik felét készítjük el, amelynek homloksíkját (alkotósíkját) rt torokkör - sugárral a tengelysíkkal párhuzamosan eltoljuk (16.10.b. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az így berajzolt késél a csiga fogárkának csak az egyik felét készíti el. A másik fogoldal elkészítéséhez a csigát meg kell fordítani. A szerszámok természetesen a rajzhoz képest megfelelő homlokszöggel, hátszöggel stb. rendelkeznek. A két forgácsoló élű megmunkálást m ≤ 5 mm-ig célszerű alkalmazni, e fölött egyoldalas kést kell használni. a) ZN1 hernyóra döntött (hernyós konvolut esetén) csiga gyártása A csigafog normálmetszeti profilja egyenes, azaz az egyenes alkotók a csigafog közepén áthaladó csavarvonalra merőleges síkban fekszenek (16.11. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

DN1

M DN1/sin γ

α

N1

γ

ΝΤ

r

D

ws A ws

ΝΤ

α 1

i

éle Az osztó henger alkotója y

γ

y

zer szá m

x

e él

As

ΝΤ

1

α

r

ám sz er sz

M

i

xx 1

i

16.11. ábra Hernyós konvolut csiga szerszámgeometriája Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1

d

M'

z

M'

r

i

r

z

j

A csiga megmunkálásához, a kés helyes beállításához ismerni kell a torokhenger sugarát [119] [121]. Az alkotó-egyenes a torokhengert érintő alkotósíkban fekszik, amely a homloksíkkal ψ alkotószöget zár be. Az alkotószög

nagysága,

αN1

profilszög,

és

a

γ0

osztóhengeri emelkedési szög ismeretében számítható:

ψ = arc sin (sinα N1 ⋅ cosγ o )


(16.2)

A torokhenger sugár nagysága a profilszög, a fogvastagság és az osztókör sugár ismeretében trancendens egyenlet alkalmazásával, sorozatos közelítéssel határozható meg egzakt módon:  WSZ   r01 ⋅ tgα N 1  ⋅ sinγ o 2   rDN1 = 1 + tg 2α N1 ⋅ sin 2γ o

(16.3)

A gyakorlatban főleg egyedi gyártásnál a torokhenger átmérő meghatározására közelítő képlet használata is szokásos, amelynél figyelembe kell venni az ebből adódó fogárok szélességet. π   d D = m ⋅ tgψ ⋅  z1 + ⋅ ctgα N1 ⋅ sinγ o  2   Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(16.4)

A szerszám szélessége:

m ⋅π ws ≅ ⋅ cos γ 2 ha a foghernyó és árok axiális méretét egyenlőnek vesszük fel. b) ZN2 árokra döntött (árkos konvolut esetén) csiga A csiga fogárkának normálmetszeti profilja egyenes, azaz az egyenes alkotók a csiga fogárok közepén haladó osztóhengeri csavarvonalra merőleges síkban fekszenek. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A döntött kés élei mind az a) mind a b) esetben érintik az rD sugarú torokhengert és a csigatengelyhez képest γ emelkedési szöget bezáró síkban fekszenek. ez a sík – a kés homloksíkja – a torokhengerből olyan ellipszist metsz ki amelynek kisebbik átmérője egyenlő a torokhenger átmérőjével. A csiga megmunkálásához, a kés helyes beállításához ismerni kell a torokhenger sugár nagyságát amely ez esetben:

rDN2

 sSZ   r01 ⋅ tgα N 2 +  ⋅ sinγ o 2   = 1 + tg 2α N2 ⋅ sin 2γ o


(16.3)

i

r

z

m ⋅π s sz ≅ ⋅ cos γ 2 DN2

A szerszám szélessége:

1⋅cos γ

γ

M'

d

1⋅cos α

α

γ

1

1

Ν2

α

Ν2

A sz

erszá

m él

Ν2

s

sz

éle

r

α

α

1

ám rsz sze

M

z

A

1⋅sin γ

DN2/sin γ

r

r

DN 2

1⋅sin α 1 1

z

M'

M

x e

i

γ

Az osztóhenger alkotója

s

y

sz

xx

1

1

y

i

i

16.12. ábra Árkos konvolut csiga szerszámgeometriája


j

Az esztergakést a tengelysíkhoz képest az alaphenger sugarának megfelelő mértékben meg kell emelni. A késbehúzás

elkerülésére

a

vízszintes

érintősíkot,

amelyikben benne van a kés forgácsoló éle, a tengelysík fölött választják meg (Rohonyi szerint). Vigyázni kell a kés

elhelyezésére

a

különböző

menetemelkedések

esetén, melyet az alábbi ábra szemléltet.


γ0

.

αN1

R DN1

R DN1

ψ m <5 egyenes alkotók

a)

b)

16.13. ábra ZN 1 típusú csiga egykéses megmunkálása az alkotósíkban


Jobb emelkedés J

B rD

B

Bal emelkedés

ψ

ψ

a kés elmozdításának iránya

a)

b)

16.14. ábra Konvolut csiga előállítása


J

Ezt az elrendezést szigorúan be kell tartani, különben más fajtájú vonalfelületet, tehát más típusú csigát kapunk eredményül. 16.7.3. Evolvens (involut) csigák gyártása ZI Azokat a lineáris hengeres csigákat, amelyeknek a fogfelületeit olyan evolvens csavarfelületek alkotják, amelynek homlokfelületei csúcsos evolvensek, ZI csigának vagy evolvens csigának nevezzük. Ezeknek a csigáknak a torokhengere azonos a csiga alaphengerével. rD = rb1 Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

tehát az egyenes alkotók érintik a csiga alaphengerét. Az evolvens

csiga

fogaskerék,

tulajdonképpen

tehát

az

evolvens

alaphenger

sugarát

fogazatú ennek

megfelelően rb1 = r01⋅cos αI összefüggéssel számítjuk ki. αt-t a csigafog homlok-profilszögét, az evolvens csigára jellemző αn alapprofil-szögből (ami a ZI-csiga fogazatával kapcsolódó képzelt fogasléc normálmetszeti profilszöge)

tan α n tan α t = sin γ képlettel határozzuk meg (16.4. ábra alapján). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Tekintettel arra, hogy a ZI csiga egyenes alkotója benne fekszik az alaphenger érintősíkjában és egyben az alaphengerre írt csavarvonal érintője is, az evolvens csiga alkotószöge egyenlő az alaphengeri emelkekési szöggel. Az alaphengeri emelkedési szög:

tgα t tgα b = . cos γ


k αFt

szerszám éle

r 01

kés homloksíkja tengelymetszeti sík

alkotó sík k t.s. párhuzamos sík

16.15. ábra Evolvens csiga szerszám-elhelyezése Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A ZI-csiga fogfelülete (mivel lefejthető felület, vagyis olyan vonalfelület, amelynek bármely érintősíkja a felületet egy teljes alkotó mentén érinti) megfelelő szerszámgépen egyszerű szerszámmal, sík felületű köszörűkoronggal

megköszörülhető.

Ezért

a

vonalfelületű hengeres csiga-hajtópárok betétedzett és köszörült csigája gyakran evolvens-csiga. Az alaphenger átmérője a modul, a fogszám és az alkotószög ismeretében számítható:

d a1 = m ⋅ z1 ⋅ ctgα Ft

(16.5)

ez lényegesen nagyobb, mint a torokhenger átmérője. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Jobb emelkedés J

B

J

rD

B

Bal emelkedés

αFt

αFt

a kés elmozdításának iránya

a)

16.16. ábra Evolvens csiga esztergálása

b)

Az alkotó egyenes alak- és helyzetpontosságát az alkotósíkon vizsgálhatjuk [7]. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Profilvizsgálat:

16.8. Hengeres csigák megmunkálása marással 16.8.1. (ZK1; és ZK2) típusú csigák marása Az

egyenes

alkotójú

csigák

esztergálással

való

megmunkálása viszonylag egyszerű művelet, ezt mégis a munka kis termelékenysége jellemzi. Sorozatgyártásban nagyobb termelékenységű a csigák marása. Különleges marógépeket igényel. A ZK és ZU típusú mart csigák már nem vonalfelületűek. A kettős kúpos tárcsamaró átmérőtől függ a fogfelület alakja. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Attól függően, hogy a hengeres csiga fogfelületeit kúpfelülettel vagy körívvel, illetve körgyűrű felülettel képezzük, a csigákat ZK vagy ZT típusú (körívprofilú) csigának nevezzük. A ZK típusú csiga olyan nem lineáris hengeres csiga, amelynek a fogfelülete a csiga tengelyvonala körüli csavarmozgást végző kúpfelület burkolófelületeként alakul ki. A ZK típusú csigákon belül megkülönböztetünk: • ZK-1 csigát, amelynek megmunkálása során a csiga tengelyvonalához képest a lefejtő-kúpfelület tengelyvonala kitérő helyzetű, és a két tengelyvonal által bezárt szög egyenlő a csiga osztóhengeri emelkedési szögével. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

γ0

φD

s sz

s sz

f sz α K2 Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

α K2

Fn

16.17. ábra Egykúpos vagy kétkúpos marószerszámmal vagy köszörűkoronggal származtatott csigahajtás

α K1

•

ZK-2 csigát, amelynek tengelyvonalát a lefejtőkúpfelület tengelyvonala derékszögben metszi.

16.8.2. Csigák szerszámai

nagytermelékenységű

megmunkáló

Nagytermelékenységű forgácsolással vagy képlékeny alakítással lehet ilyen megmunkálást alkalmazni, ezek általában nagyoló műveletek. a) Metszőkerékkel, vagy késsel (lefejtő marógépen tangenciális előtolással, a metszőkerék a munkadarab helyén, a csiga a maró helyén) (16.18. ábra), Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

b) Örvénylő eljárással esztergán úgy, hogy annak késszánjára felszerelnek egy berendezést, amelynek körgyűrű alakú kés tartója van, ami a csiga tengelyéhez viszonyítva excentrikusan forog (16.19. ábra), c) Meleghengerlés a legtermelékenyebb képlékeny megmunkálás. Az izzó rudat, amire a menetet kell hengerelni, bevezetik 3 menetes hengeres szerszám közé, melynek tengelye a munkadarab tengelyével a menet emelkedési szögétől függő szöget zár be (lásd a 16.20. ábrán).


16.18. ábra Csigák gyártása metszőkerékkel Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.19. ábra Csigák gyártása örvénylő menetmarással Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.20. ábra Csigák gyártása menethengerléssel Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A vonalfelületű csigahajtások köszörülése levezethető a szerző által kidolgozott általános matematikai modellből és

beilleszthető

a

többi

csavarfelület

rendjébe. Lásd 18. fejezet.


köszörülési

16.21. ábra Vonalfelületű csigahajtások gyártása határozott élgeometriájú szerszámmal Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.21. ábra Vonalfelületű csigahajtások gyártása határozott élgeometriájú szerszámmal Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.9. Ívelt profilú szerszámmal készült csiga Az angol David Brown cég volt az első, amelyik a csiga axiális metszetében ívelt profilú csigát készített. Niemann elemezte mélyrehatóan a csiga és csigakerék közötti olajfilm létrejöttének feltételeit. [135] Tanulmánya alapján fejlesztette ki a német Flender Bocholt gyár ún. ívelt csigahajtását, amelyet Cavex néven hozott forgalomba.


Az ívelt profilú csigáknál a csigafog alakja és az ívelési sugár

középpontjának

célszerű

elhelyezkedése

(a

gördülő vonal helyzete) által különösen nagy S1F fogláb vastagság érhető el a csigán és a csigakeréken (S2F). Az egyenes

alkotójú

csigák

és

csigakerekek

vastagsága kisebb (16.22.a. ábra).


fogláb

16.22.a. ábra A fogkialakítás a gördülővonal helyzete [49] Miskolci Egyetem, Gyártástudományi elve, Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A

16.22.a.

ábra

alapján

a

fogkialakítás

elve

az

alábbiakban foglalható össze: • A csigafogaknak konkáv profiljuk van, egyenes vagy domború helyett, • A gördülő vonal (dg1) a csigán a fejkör átmérő közelében van, vagy azon kívül esik a fogmagasság közepe (d01) középátmérő helyett mivel az x2 fajlagos szerszámelállítás értéke nagy (0,8 ≤ x2 ≤ l,5). A Niemann-féle homorú csigának tengelymetszeti profilját és a Cavex csigát a 16.22.b. ábra mutatja. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

r1

r1

ρ ≈ r1

m/2

=

5)m . . . (4

16.22.b. ábra Homorú körív profilú csigák axiális metszete [134] A) Niemann-féle csiga, B) Cavex csiga


A F.L. Litvin rámutatott arra, hogy a német szabadalom alapján gyártott csiga megmunkálásakor a szerszámfelület és a csiga érintkezési vonala térbeli görbe. A köszörű kopása, majd újraélezése és így az átmérő csökkenése az érintkezési vonal jellegét, ezzel a felület alakját is megváltoztatja, ami természetesen gyártási hibához vezet. Ebben az esetben ugyanis a tárcsafelület és a csiga érintkezési vonala nem tér-, hanem síkgörbe, amely a köszörűtárcsa tengelymetszeti profiljával egyezik meg. Az erre

vonatkozó

számítások

elméleti

munkáiban megtalálhatók [119] [120]. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

alapjai

Litvin

I. köszörűkő tengelye II. kapcsolási tengely δ

csiga tengelye

γk

III.

III. II.

III

.

I. normál tranzverzális I I.

16.23 ábra Litvin-féle köszörülési mód elrendezési rajza [119]

I II

.

I.

rk

I I.


ρ

k

16.10. ZCA (axiális metszetben ívelt) csiga Alapjellemző: A csiga fogfelületének tengelymetszete a fogárok felől nézve homorú, körív profil [40]. Geometriai jellemzők: A fogazat csavarfelületének (a fogfelületnek) leképező alkotója körívvonal. Az alkotó körív a csiga tengelysíkjában fekszik. A görbe geometriai meghatározói: • ρp : a csigaprofil ívelési sugara, • δA : az osztóhengeri profilérintő szöge, • K : Ívelési sugárközpont - távolság a csiga forgástengelyétől (16.24.a. ábra). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Technológiai jellemzők: A csiga fogazatának hagyományos előállítási módja a tengelysíkban fekvő körív alakú esztergakéssel való esztergálás (11.32. ábra). Korszerű eljárásnál marási ill., esztergálási előmunkálás után, készre köszörülhető erre alkalmas csigaköszörű gépen, megfelelő kőlehúzással (lefejtés). Profilvizsgálat: Az alkotó körív alak- és helyzetpontossága a csiga tengelysíkjában vizsgálható [7] [50]. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

ρp

ZCA csiga

k

osztóhenger-alkotó

δA csiga forgástengelye

16.24. ábra Ívelt profilú csiga tengelymetszete


16.11. Csigakerekek megmunkálása A csigakerék fogazatát a csiga fogazata határozza meg, mivel az érintkező fogfelületek egymást kölcsönösen burkoló felületek. A csigakerék fogazatát simításkor olyan szerszámmal kell megmunkálni, melynek forgácsoló élei egy helyettesítő csiga fogfelületén helyezkednek el (16.25. ábra).


16.25. ábra Csigakerék lefejtő maró alapprofilja Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A csiga axiális fogvastagsága az osztóvonalon a teljes axiális foghézag méretével kisebb a fél osztásnál (16.26. ábra).

16.26. ábra A csiga axiális fogvastagsága Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ez a helyettesítő csiga hasonló ahhoz a valós csigához, aminél az osztókör megmunkált kerék kapcsolódni fog. Közös geometriai tengelyeik vannak, átmérők azonosak és egyoldali

fogfelületeik

megfelelő

axiális

eltolásra

egybeesnek. A helyettesítő csiga fejkör átmérője és fogvastagsága azonban nagyobb, mint a valós csigáé. Az a megmunkálásnál, tehát a helyettesítő csiga és kerék kapcsolódásánál azonos kell, hogy legyen a hajtómű tengelytávolságával,

tehát

azzal,

ami

megfelel

a

megmunkált csigakerék és saját valós konjugált csigája kapcsolódásának. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A csigakerék megmunkálása történhet: • csigamaróval, a) radiális előtolással (16.27. ábra), b) axiális előtolással, • ütőkéssel.


a=konst.

a (változik)

axiális előtolás

radiális irányú előtolás b ) axiális marás

a ) radiális marás

16.27. ábra Csigakerék megmunkálása

a

axiális előtolás

W

c )Intézet, a kerékProf. ütőkéssel való megmunkálása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Dr. Dudás Illés

A csigák radiális előtolású marása A szerszám csak forgó főmozgást, az asztal a rászerelt munkadarabbal együtt pedig sugárirányú haladómozgást radiális előtolást - végez, a fogmagasságnak megfelelő mélységig. Ezen kívül az asztal, illetőleg a munkadarab még a csigamaró és csigakerék közötti áttételi viszonynak megfelelő forgómozgást is végez (16.27. ábra).


A marónak abban a helyzetében, amelyik megfelel az a technológiai tengelytávolságnak, a radiális előtolás automatikusan kapcsolódik. Ezen eljárásnál az előtolást nagyra lehet választani anélkül, hogy a felület minőségét (pontosabban alakhűségét) befolyásolnák, viszont így növekszik a termelékenység.


16.28. ábra Csigakerék megmunkálása radiális eljárással Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ha γ > 8°, akkor a csigakerék fogfelületeit megcsonkítja. Általában csak Zcsiga = 1 bekezdésnél alkalmazható. A maró fogai a begördülő oldalon igen erős terhelést kapnak, vastag forgácsot vágnak. Ennek csökkentésére a marót aszimmetrikusan állítjuk be, hogy a kigördülő oldalra csak 1.3 t jusson (16.29. ábra). A radiális lefejtés jellegzetessége, hogy a megmunkálás finomsága csak a maró kerületi élszámától függ, de az előtolás mértékétől független. A fogoldalakat burkoló lapok száma azonos a maró kerületi élvonalával. A szabványos csigakerékmarók átmérője olyan kicsiny, hogy a kerületi élszám ritkán több hatnál. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ezért a radiális lefejtésből kapott fogoldalak simasága nem

kielégítő,

azt

tangenciális

simítással

vagy

hántolással szokás javítani. Különösen kis fogszámú csigakerekeken jelentkeznek feltűnően a fogfelületet burkoló

lapok,

de

nagy

fogszámokon

felismerhetőek.


is

mindig

1.3t=4 . m szerszám

munkadarab

16.29. ábra Tangenciális marás mozgásviszonyai


Csigák tangenciális marása A tangenciális előtolású marásnál a maró a forgó főmozgáson kívül, egyenes vonalú mozgást is végez. Az asztal a csigahajtómű áttételének megfelelően forog (16.30. ábra).


f

s

at

n

tang.

L

n cs

16.30. ábra Tangenciális marásnál a maró bekezdő kúpszöge: Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az asztal a csigamaró tangenciális előtolásának megfelelő járulékos forgómozgást is végez. A marófej L előtolásának hosszát - a marási távolság megvalósítása céljából általában grafikusan határozzák meg. 16.11.1. Ütőkés alkalmazása Egyedi gyártásnál a maró fogait egy késsel (ütőkéssel) a maró egyetlen fogával helyettesítik és profilja pontosan megegyezik a maró egy fogának profiljával, illetőleg a helyettesítő csiga fogprofiljával ezen megfelelő metszetben, amelyikben a csiga fogfelületét egyenesek határolják. A forgó főmozgást végző ütőkéssel tangenciális előtolással dolgozunk. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ütőkés beépítése A munka termelékenységét az alábbi, 16.31. ábra szerinti összetett szerszám alkalmazásával is lehet növelni. A három ütőkés közül az első a nagyoló, a második az előkészítő,

a

harmadik

a

simítókés.

lényegesen jobb az egykésesénél.


Az

élettartam

rsz

a

b

c a

c

b

16.31. ábra Összetett ütőkés csoport Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ez

a

megoldás

nagy

fogszámú

csigakerekek

megmunkálására alkalmazható, ahol a fogazást egyetlen felfogással, és a szerszám ugyanazon élezésével, tehát a szerszám

ugyanazon

befogásával

kell

elvégezni.

Megfelelő tangenciális előtolással, ütőkéssel ugyanolyan minőségű felületet lehet előállítani, mint csigamaróval, a termelékenysége persze lényegesen kisebb, mint a csigamaróé. Viszont élezés után a csigamaró átmérője csökken, míg az ütőkések eredeti méretre állíthatóak.


1.

Megkönnyíti a csigakeréknek ütőkéssel való gyártását és

erősen

csökkenti

az

osztáshibáknak

a

futáspontosságra való befolyását, ha a z/z fogszámviszony nem egész szám. 2.

Egészszámú z/z viszony lehetővé teszi azt, hogy a csiga osztáshibái mellett is a bejáratás az összes fogoldalak kapcsolódásáig megtörténjen, azonban e gyártáshoz

feltétlen

indokolt

a

maróval

történő

csigakerék lefejtés. 3.

Tapasztalati tény, hogy a bejáratás a kapcsolóképet javítja, a hatásfokot növeli.


16.11.2. Csigakerékmaró alkalmazása A csigakerékmaró újraélezése megváltoztatja a maró méreteit, így a fej- és kerületi hézagot. (18.15. ábra) Erre figyelni kell újraélezéskor. Az újraélezés addig megengedett, amíg a kerületi foghézag le nem csökken legkisebb értékére (16.34 ábra).


16.32. ábra Ívelt profilú csigakerék lefejtő maró [41]


Csigakerék-maró élezése • A csigát és csigakerék-marót azonos technológiával és azonos alapméretekre készítjük. • A korong átmérője ne legyen nagyobb, mint a maró külső átmérője, és a homlokfelületet ne a sík, hanem mindig a kúpos része köszörülje (16.33. ábra). • A forgácsárkok emelkedési szöge még egymenetű marón is sokkal kisebb, mint a lefejtő maróké. Ezért élezésre nem használhatunk nagy átmérőjű korongot. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16.33. ábra Csigakerék-maró Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudásélezése Illés

A maró élezésekor a marófog fejmagasságának és fogvastagságának együttes csökkenése figyelhető meg (16.34. ábra). Újkorában a maró c = 0,2 m -nél nagyobb fejhézagot készít ami folyamatosan csökken az élezések alkalmával.


16.34. ábra Csigakerék lefejtő maró méretváltozása újraélezésnél Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

16. CSIGA ÉS CSIGAKEREKEK MEGMUNKÁLÁSA

Recommend Documents