2011. tavaszi félév. CNC forgácsolás. Balla Sándor

Járműszerkezeti anyagok és megmunkálások II. Kód: BMEKOJJA124

Járműszerkezeti anyagok és megmunkálások II. 2011. tavaszi félév

CNC forgácsolás Balla Sándor

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Járműgyártás és –javítás Tanszék, 1111, Budapest, Bertalan L. u. 2. Z 608., tel./fax: +36 1 463-1694/ +36 1 463-3467



Budapest University of Technology and Economics

Járműgyártás és -javítás Tanszék

1


Történelmi áttekintés: 1808 -

J. M. Jacquard szövőszéke: cserélhető adathordozó (lyukkártya)

1863 -

M. Forneaux – Pianola nevű zongora, papír lyukszalag és sűrített levegő vezérelte a billentyűk leütését

1938 -

C. E. Shannon disszertációja: - gyors számítás és adatátvitel bináris formában a Boole algebra felhasználásával, (számjegyvezérlés/számítógép alapelve)

1946 -

J. W. Mauchly és J. P. Ecker – első digitális számítógép; megteremtik az adatfeldolgozás alapjait

1949-52 -

J. Parsons (MIT) – számítógéppel közvetlenül vezérelt mdb gyártás;

1952 -

MIT – első számjegyvezérlésű szerszámgép (függőleges orsójú maró)

1954 -

Bendix cég: első ipari NC, (Parsons-féle szabadalom alapján)

1958 -

Létrejött az első szimbolikus programnyelv

1959 -

A Hannoveri Vásáron megjelenik az NC Európában

1972 -

Az első CNC

1978 -

Létrehozták az ember nélküli gyártórendszert

1979 -

CAD/CAM rendszerek ipari alkalmazása

1982/83 -

A transzfersorokat rugalmas gyártórendszerekké alakítják át

elektronikus

Az első működő magyar NC-gép egy konzolos marógép volt, amit Csepelen gyártottak és az 1963-as BNV-n mutattak be. Első sorozatban gyártott magyar NC gép az ERI-200 rövideszterga volt

AZ NC FEJLŐDÉSÉNEK RÖVID TÖRTÉNETE

2

1


NC= Numerical Control (számjegyvezérlés) CNC= Computer Numerical Control (számítógépes számjegyvezérlés) Jelentése: •

a számjegyekkel leírt programból

•

a szerszámgép vezérlője utasításokat állít elő,

•

amelyek alapján a szerszám és/vagy a munkadarab elmozdulásokat hajt végre a megadott technológiai értékek betartásával.

Utasítások

Útinformációk A szerszám relatív mozgáspályája

Kapcsolási információk Technológiai adatok: főorsó ki/bekapcsolása, előtolás mértéke, fordulatszám nagysága, lézer kicsatolása stb.

AZ NC ALAPELVE

3


Alapelvek: • Egy alkatrész kontúr pálya pontjainak adatait, geometriáját kell tárolni (technológiai sorrend, adatok, szerszám) • Az adatokat automatikusan kell a gépbe beolvasni • A beolvasott adatok folyamatos kiértékelése, közbülső pontok számolása és továbbítása a mozgató rendszer felé • A tengelyek vezérelt vagy szabályozott mozgatását kell megvalósítani

y Programozás: N10 G01 X100 Y50 F500 N20 G01 Y50 F1000 N30 … N40 … N50 …

x AZ NC ALAPELVE

4

2


Koordináta rendszer: • minden elmozdulás egyértelműen értelmezhető!

útinformációk

mozgáspályája

Jobbsodrású derékszögű koordináta rendszer

Koordináta rendszer forgástengelyekkel és párhuzamos tengelyekkel

A KOORDINÁTA RENDSZER

5


Vonatkoztatási pontok: (A gépi koord. rendszer kezdőpontja; rögzített, nem tolható el!) (Útmérő rendszer beállítása) (Szerszámkorrekciós értékek viszonyítási pontja) (A programozási koord. rendszer kezdőpontja) (Szerszámváltás helye a mozgástérben)

A gép minden elmozdulást a gépi koordináta rendszerben értelmez!

NULLPONTOK

6

3


Vonatkoztatási pontok:

Nullpont eltolás (Z0)

A KOORDINÁTA RENDSZER AZ ESZTERGÁN

7


Vonatkoztatási pontok:

Nullpont eltolás (X0, Y0, Z0)

DIN 66217: Z-tengely helyzete és iránya kötött!

A KOORDINÁTA RENDSZER A MARÓGÉPEN

8

4


CNC logikai blokkvázlat:

Bemenő adatok

Vezérlés

Erősítő

Hajtás

Mozgás

Adathordozók fejlődése: • lyukkártya, • lyukszalag • mágnes kártya, • mágnes lemez •… 9


Vezérlések:

• egyszerre mozg. teng száma • mozgás közbeni megmunkálás • szánsebességek

• interpolátor

VEZÉRLÉSI MÓDOK

10

5


Vezérlések:

Szakasz vezérlés:

Pontvezérlés:

Kiterjesztett szakasz vezérlés:

Pálya vezérlés:

VEZÉRLÉSI MÓDOK

11


Dimenzió számok: Dimenzió szám: egyszerre, összehangoltan mozgatható tengelyek száma

2és ½ D

• 4 Dimenzió • 5 Dimenzió • 6 Dimenzió 12

6


Dimenzió számok: C és Y tengelyes megmunkálás (4D)

C, Y és B tengelyes megmunkálás (5D)

13


Berendezések összehasonlítása: • univerzális • automata • CNC

A CNC GÉPEK SZERKEZETE

14

7


Szerszámgép felépítése: Főorsó

Vezeték Keresztszán

Ferdeágyas eszterga

CNC megmunkálógép portál vázszerkezete


15


CNC eszterga felépítése:


16

8


CNC marógépek felépítése:

MARÓGÉPEK FELÉPÍTÉSE (CNC)

17


Mozgatási rendszerek: • Elektromechanikus:

• Lineáris motoros:

18

9


Elektromechanikus mozgatás: • motorok • léptetőmotorok • szervomotorok

• orsó-anya kapcsolat • golyósorsó • görgős orsó

• vezetékek • csúszó vezetékek • gördülő vezetékek

Anya


19


Mozgatás (orsó-anya kapcsolat):

A golyósorsó jellemzői: • Gördülő súrlódás • „nincs” holtjáték • Nagy hatásfok • Nincs megugrás induláskor • Kisebb felmelegedés és kopás • Magasabb fordulatszám • Hosszabb élettartam • Változatlan pontosság

Golyósorsó

A GOLYÓSORSÓ

20

10


Mozgatás (orsó-anya kapcsolat):

Golyósorsó

A GOLYÓSORSÓ

21


Mozgatás (vezetékek): Csúszó vezeték:

Gördülő vezeték:

Elvi működés (vegyes kenés, anyagpárosítás)

Előnyök:

Előnyök: • egyszerű, olcsó • jó csillapítás • dinamikus terheléseknek ellenáll

• hézagmentes, merev (előfeszített), pontos, kis kopású és kis Ellenállású Hátrányok:

Hátrányok

• kis csillapítás; rezgések, zajok (mozgó gördülő elemek)

• kis merevség

• érzékenyebb a szennyeződésre

• holtjáték • kopás • akadozó csúszás (stick-slip) • kenést igényel


22

11


Mozgás érzékelés (vezérlés, szabályozás): Nyílt hajtáslánc:

Zárt hajtáslánc:

Lineáris

Szögelfordulás 23


Érzékelők felosztása: • kimenő jel jellege alapján: digitális, analóg • jel vonatkoztatása alapján: abszolút, növekményes • elmozdulás és érzékelés kinematikai kapcsolata alapján: közvetlen, közvetett • mérési elv alapján: optikai, villamos

24

12


Érzékelők típusai:

25


Revolverfej (szerszámváltás):

26

13


Szerszámtár (szerszámcsere): (láncostár) Szerszám cserélő

Szerszám azonosítása: • helycímes • szerszámcímes 27

Járműszerkezeti anyagok Járműszerkezeti anyagokésés megmunkálások megmunkálások II. II. Kód: BMEKOJJA124

Szerszám rögzítése:

Szerszámgép

Szerszámtartó

Szerszám

Rögzítés módja:

Rögzítés módja:

• Meredekkúpos

• Csavaros

• HSK

• Patronos

• Gyártó saját megoldása (pl. Coromant Capto)

• Hideg-deformációs • Hydro • Zsugorkötés

SZERSZÁMBEFOGÓ RENDSZEREK

28

14

Járműszerkezeti anyagok Járműszerkezeti anyagokésés megmunkálások megmunkálások II. II. Kód: BMEKOJJA124

Szerszámtartók: • Meredekkúpos szerszámtartó

• HSK szerszámtartó

• Coromant Capto szerszámtartó


(forrás : Schunk)

29


Szerszám rögzítés a szerszám tartóban:

Hydro

Zsugorkötés


Hideg deformációs

(forrás : Schunk)

30

15


Munkadarab megfogása:

31


Szerszámgép típusok: Hagyományos eszterga

CNC eszterga

CNC esztergaközpont

Eszterga központ: - CNC vezérlésű esztergagép - Revolverbe helyezhető forgó szerszámok (fúró, maró) - Szabályozott főorsó (C tengely), amely X és Z tengelyekkel összehangoltan mozgatható - Y tengely

Hagyományos marógép

CNC marógép

CNC megmunkálóközpont

Megmunkáló központ: - CNC vezérlés - Egy felfogás alatt különböző megmunkálások (fúrás, marás, dörzsölés, menetfúrás stb.) - Automatikus szerszámcsere a szerszámtárból - Körasztal (megmunkálás több oldalról) - Munkadarab váltás (paletta) - Mérés, felügyelet 32

16


Vízszintes főorsóval:

MEGMUNKÁLÓ KÖZPONTOK

33


Függőleges főorsóval:

MEGMUNKÁLÓ KÖZPONTOK

34

17


Jellegzetes gyártmányok:

JELLEGZETES GYÁRTMÁNYOK

35


Programozás lehetőségei: Program készítés: • manuális módszer • CAD/CAM rendszer Program ellenőrzés: • gyártással • szimulációval mozgás nélkül mozgással

36

18


Korszerű technológiák, új irányzatok:

37


High Speed Cutting: A technológia előnyei: • megmunkálási idő csökkentése • nagy fajlagos forgácsleválasztás [cm3/kW] • nagy felületi simaság (Ra ≈ 1 µm) • komplikált rezgésre hajlamos munkadarabok (pl. vékonyfalú) problémamentes megmunkálása kis forgácsoló erő (30-40%-kal kisebb) és magas gerjesztő frekvencia miatt • a forgácsolási hő szinte teljes mértékben a forgáccsal távozik, nincs munkadarabhődeformáció ; jó alak és méretpontosság • jó forgácsalak, az anyag viselkedése ridegebb (tört forgács) • száraz forgácsolás, minimálkenés lehetséges

HSC

38

19


High Speed Cutting:

HSC

39


High Performance Cutting: • hagyományoshoz hasonlítva: • jelentősen nagyobb leválasztási teljesítményt biztosít • nagyobb forgácsolási sebesség és előtolás mellett, • a HSC-hez viszonyítva • kisebb sebességgel, • nagyobb fogásmélységgel • nagyobb érdességet eredményez.

A HPC alkalmazása: • üreges szerszámok, formák nagyolására, • integrált repülőgép-ipari alkatrészek gyártásánál, melyeknél a teljes térfogat 80-95%át kell leforgácsolni.

HPC

40

20


Kemény megmunkálás: • esztergálás területén indult, a köszörülés kiváltására, • élanyagok, bevonatok, szerszámgépek fejlesztése, • edzett acélok, öntöttvasak kemény állapotban 45-50 HRC felett, • határozott élgeometriájú szerszámokkal. Jellemzői: • termelékenyebb, rugalmasabb, mint a hagyományosan alkalmazott köszörülés, szikraforgácsolás, • a megmunkálás egy felfogásban, szárazon végezhető, • a gyártási sor rövidebb, nincs külön lágy és kemény forgácsolás, a gyártási idő csökken, • komplikált felületek egyszerűen előállíthatók, • kis sorozatok esetén is gazdaságos.

HARD

Köszörült és keményesztergált felület jellegzetes érdességi képe

41

21

2011. tavaszi félév. CNC forgácsolás. Balla Sándor

Recommend Documents