5. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal
A fogazatok kapcsolódása
5.1 Alapfogalmak Fogárok
Fejszalag Fogfelület Fejkör Gördülõkör Osztókör Fog
Fogtõfelület
Fenékszalag
Határkör Lábkör Alapkör Fogprofil
Határpont
Fogaskerék hajtások csoportosítása
Egyenes külső
Egyenes belső
Külső kúpfogazat
Fogasív
Tányérkerék, síkkerék
Metsződő tengely, kúpkerékpár
Σw
Σw
Fogasléc
Metsződő tengely, csavarkerékpár
aw
Metsződő tengely, csavarkerékpár
Hipoid kerékpár
Hengeres csigahajtópár
Toroid hajtópár
5.2 Fogazatmegmunkáló eljárások felosztása
5.3 Profilozó eljárások
a) Profilozó eljárások Megmunkálás „alakátvitellel” • marás Fogprofil = Fogárok normálmetszeti profilja • Vésés • üregelés egy szerszámmal egy modul és fogszám gyártható
a) Marás tárcsamaróval v. ujjmaróval (modulmaróval)
b) Lefejtő eljárások • a fogprofil burkolóvágások révén jön létre • főmozgás, előtoló mozgás, lefejtő mozgás (gördülés) • egy szerszámmal többféle fogszám gyártható • A lefejtés lehet: • folyamatos • szakaszos
n forg.
Jellegzetességek:
γH
h
αh
V
• Mindig osztással megy végbe • Szerszám homlokszöge = 0 • Egyetemes gépek és készülékek • Nagy átmérőjű munkadarabok • A marókat készletekben gyártják
r0
n osztó
ε ε
r
0
h
h
h
. v előtoló
r0
n forg.
Fogprofil tárcsamaró geometriája
Zárt nyílfogazat készítése ujjmaróval
γH
Jellegzetes változatok (tárcsamarásra):
N
• Oldalmegosztás • Fogásmegosztás
αh H
N
κ αβ
V
N-N
d0
Táblára rajzolni!
df
κ
κ
tgαB
tg α h
b) Vésés, üregelés Profilozó eljárás
üregelés
Osztó-profilozó (1,2) komplett profilozó (3,4)
2
1
5.4 Lefejtő eljárások (1890‐1910)
• Komplett profilozás is lehetséges (egyetlen húzással) • Többnyire kisméretű darabok • Nagysorozat v. tömeggyártás
„Valódi” fogaskerék megmunkálás: • A mdb és a szerszám egymáson gördül • A profil ún. burkolóvágások révén jön létre (lefejtés) • A szerszám terhelése egyenlőtlen
z1
vésés
4
1) Tárcsával-marás -köszörülés 2) Újjmaróval marás 3,4) Üregelés, kivágás, hideghúzás
3
• Egyedi gyártás • Szakaszos előtolás • Osztómozgás
Rm
Hengeres fogazatokhoz: ax
8-15 vágás
• gyalulás • vésés • marás
Maag
Ismételten a fogazatok kapcsolódásáról
Pfauter
Fellows
vc ft fa
vc vc fw
fw
f
fw
f
Fogaskerék megmunkálás lefejtéssel
v forg.
5.4.1 Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás)
munkadarab
löketvégi asztalmozgás a szerszám kiemelése miatt
ωmdb. nosztó
Lefejtő fogvésés
szerszám
ωsz. nelőtolás
gyors előtolás fogásv. mozg. löket
i=zs/zw=nw/ns
z i= z v
fw
Lefejtő fogvésés
Fogásmélység beállítása: begördüléssel, a mdb. 1-1/4 fordulat alatt készül el
.1
Vezérlőtárcsával valósítják meg
szerszám
mdb. 2
teljes fogásmélység
.
1.pont: h=0 2.pont: h=hmax
h 1 2
Szerszáma: a metszőkerék (változó profileltolású éllel rendelkező „fogaskerék”)
kos szekrény
állvány v Fogmetsző gép kinematikai elrendezése
munkadarab
• Egyszerű mozgásviszonyok • Bonyolult szerszám
Elemi fogazat: x=0
szerszám forgó tárgyasztal
Ferde fogazatok is megmunkálhatók: +mozgás a szerszámnak (spirál) sz-mdb ellentétes emelkedésűek 2
3
1
Ferde fogazat előállítása metszőkerékkel, Cserélhető csavarvezeték segítségével 1. csavarvezeték, 2. vezetőhüvelyt forgató kerék, 3. vezetőcsap
Belső fogazatok is megmunkálhatók.
Lefejtő fogvésés, belső fogazat
5.4.2 Lefejtő foggyalulás (Maag eljárás) • Nagyobb pontosság • Kisebb termelékenység • Nagyon bonyolult mozgások (mechanika) • Legegyszerűbb szerszám
Lefejtő foggyalulás
A megmunkálás kinematikája:
Visszalöketnél a kés kiemel (billen)
. + vforg.
1-2: begördítés (1. fog kialakul) 3: további fogak megmunkálása 4: gyors visszagördülés 5: gyors kigördülés + osztás a megfelelő fogszámmal
a
ω mdb
n velőt.
i (kin. kapcs.)
fogásvételi mozgás
02
03
01 05
04 III.
I.
II.
III.
II.
3
Maageljárás mozgásciklusa
4
2
1 5
Ferde fogazat gyalulása: egyenesfogú v. ferdefogú fésűskéssel αH
β
vsz
γH
β
r2 ráfutás
ráfutás rövid lökethossz
vésés mdb. kifutás
mdb. kifutás
A α
r1 ha
a)
b)
hf
ismétlés
Maag fésűskés geometriai kialakítása:
p = m ⋅π t S0 = 0 2 ha = h f = 1,25 ⋅ m
α 0 = 20°
2α 0
p
vésés
A
s0
hosszú lökethossz
szerszám vforg.
I.
• Sík felületek határolják • Mindenütt névleges profillal bír • Sokszor és könnyen újraélezhető (csak szilárdsági limitje van)
5.4.3 Lefejtő fogmarás (Pfauter eljárás) • • • • •
Nagyobb termelékenység Kisebb pontosság Egyszerű mozgások Bonyolult szerszám A főmozgás forgó, ez nagy előny • Szinte minden mozgás folyamatos
Egyszerű élezhetőség hát- és homlokfelületen
12°
Maag eljárás belső fogazatokhoz nem használható
Szerszám: Csavarfelületre vitt lécprofil
α< α0
s lőtolá
ω diff.
v tang.e
v ax. előtolás
vt is lehet (szakaszos, v, folyamatos) a maró egyenletes terhelése érdekében)
δ = 90°+ γs
ω forgó
Lefejtő fogmarás, Pfauter
ω osztó
Pl. diagonál marás
a
δ=+/− α+β v rad. fogásvétel v. előtolás
v tang. előtolás
Diagonális marás
A lefejtő fogmarás kinematikai lánca
vf
lefejtőmaró
ωsz
mdb
δ
mdb. ft f er
, zö i = z
ω mdb
Zö: maró bekezdések száma Z: mdb fogszáma
f ax
lefejtőmaró
Kivitelezési módszerek:
Az előtolás és az érdesség kapcsolata
• Alulról felfelé (egyenirányú marás) termelékenyebb • Csak axiális előtolással • Axiális és radiális előtolással (l út csökkentése) v
h
⎛f ⎞ 2 − ⎜ mf ⎟ X = R SZ − R SZ ⎝ 2 ⎠
fmf
n
Rsz
2
X' = X ⋅ sinα 0 → X' ≈
v x
f mf =
R sz -x
l
vrad vax vax
2
αo
x,
f mf ⋅ sinα 0 8 ⋅ R SZ
X'⋅8 ⋅ R SZ [mm/mdb ford.] sinα 0
Lefejtő fogmaró gép felépítése
A szerszám újraélezése
Marófej lefejtõmozgása
Dönthetõ marószán
Ellentámasz
A hátfelület „hátraesztergált” A homlokszög γ=0o n sz
Lefejtõ elõtolás
sík Állvány
γ=0
Elõtolás
Fogásvétel Radiális elõtolás
kúpos oldalfelület Munkadarabszán
szabályozás gyémánttal
Lefejtő eljárások összehasonlítása
Jellemző
Fellows
Maag
Pfauter
Termelékenység
++
+
+++
Pontosság
++
+++
+
Mozgásviszonyog ++ bonyolultsága Szerszám bonyolultsága +++
+++
+
+
+++
Belső fogazat
+
-
-
Ferde fogazat
+
+
+
6. Fogazatok befejező megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal
6.1 Hámozó lefejtő marás (pontossági fogmarás) • Mindig simító megmunkálást jelent • Kéregkeményített vagy edzett fogazatok is megmunkálhatók • Kinematikailag azonos a hagyományos lefejtőmarással • Jó termelékenység, jóval nagyobb, mint köszörülésnél • Pontosság jó: IT 6-8 • Ráhagyás 0,1-0,3 mm
Műszaki előfeltételek:
Gondos előmunkálás !! forrasztott v. betétes kivitel
0.1m
1.4m
s gyá
előfogazás végállapot
pr
Gép:
Előmunkálás:
ráha
30 °
A negatív 30o biztosítja • Kis forgácsvastagság • Kis deformáció • Kis hőképződés • Jó Ra (0,8-6,3 μm)
Az előfogazáshoz speciális marót használnak (Protuberanz maró)
• Munkadarabok gondos előmunkálása • Megfelelő gépválasztás • Pontos készülékezés
Csak a fogoldalon legyen forgácsolás
Szerszám: keményfém lapkás, lefejtő fogmaró nagy negatív homlokszöggel !!
se
• kellően merev. • maró léptetésre legyen lehetőség • diagonális marást kell alkalmazni (kopás)
hántolandó kerék
• 10-12o-os kitérő tengelyek • Összegördülés + tengely irányú mozgás • Homlokszög=0o fogirányra merőleges fogak esetén • Homlokoldallal párhuzamos fogaknál a homlokszög nem 0 • hátszög=0o !!!!
A A nézet
hántoló kerék 0.75-0.1mm
• Nemesített kerekekhez • Csoportkerekek kisebbik kerekéhez • Szokás még: Cementálás – hántolás – nagyfrekvenciás edzés • Éles szélű barázdákkal ellátott felületű fogaskerékkel (szerszámmal) történő összejáratás • Szerszám: hántolóléc vagy hántolókerék (egyenes vagy ferdefogú)
0.75-0.1mm
6.2 Foghántolás
legördülőmozgás
+
.
tengelyirányú mozgás
A hántoló eljárás módjai
Forgácsolás a csúszási viszonyok következtében
• Nagyon kis ráhagyás 0,025-0,05 mm • Csökkenti a profilhibát és az alaposztás hibát • Összegzett osztáshiba és az ütés nem javul • Nagyon termelékeny néhány sec. • Van kiegészítő mozgás is • A munkadarab csúcsok között • A szerszámot nekinyomjuk • A szerszám forgatja a munkadarabot
a
b
c
b
c
a
c γ
• párhuzamos • diagonál
γ
a: mdb kezdeti pozíciója b: hántolókerék c: mdb végpozíciója
Gép: foghántoló gép
• merőleges • haránt b
b
a
a α
γ
γ
γ : tengelykeresztezõdési szög α : diagonális szög
• Pontosság IT 5-7 • Ra 0,8-0,02 um
6.3 Fogazatok jellegzetes hőkezelései • A furat és a fogazat deformációt szenved Cementálás (+edzés = betétedzés)
• C = max. 0,2 % ezt visszük fel kb 0,8%-ra • Rétegvastagság. 0,5-1,5 mm Nitridálás
• Gázban vagy sófürdőben Indukciós edzés
• Csak a fogfelületet
6.4 Kiegészítő fogazatmegmunkálások • Foggömbölyítés (célgépek) • fogsarkítás • Homlokél letörés • Sorjázás • foglekerekítés
7. Fogazatok megmunkálása határozatlan élgeometriájú szerszámokkal 7.1 Fogköszörülés profilos tárcsakoronggal Köszörülés egy koronggal
Problémák: • A korong kopásával a fog vastagodik • Korongszabályozás nehézkes • Pontatlan
Köszörülés két koronggal
köszörűkorong
Kedvezőbb, mert a korong a palásttal forgácsol
· ϑ ·
ri rb
Fogásvétel iránya A0
Köszörűkorong érintkezése a munkadarabbal A δ szakaszon kedvezőtlen a ϑ szögtartományban kedvezőbb köszörülési feltételek vannak.
A0
A0
A
A F0
δ ϑ
F0
Axiális: egyenletes kopás, nagy hő Radiális: egyenletlen kopás, kisebb hőfejlődés
F
F
axiális
radiális
7.2 Lefejtő fogköszörülés
Profilozó korongog szabályozása
7.2.1 Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles)
lehúzó szerszám gyémánt bevonatolt fogoldal felület köszörûkorong profilja profilozó köszörûkorong a fog jobb oldalán köszörûkorong fog homlokfogaskerék
profilozó köszörûkorong a fog bal oldalán
.
vk 1
osztókör
2 3
F0
F
legördülés
A
Mozgásciklus
Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles) • Korong: egyenes profilú, kettős kúpos • Korongszabályozás könnyű • Közepes pontosság • Közepes termelékenység • Ferde fogazathoz is alkalmas
.
vk
B1
A2
. BAL PROFIL
B2
.Túlfutás
5mm
osztókör 3
.7 mm
.
A1
JOBB PROFIL
2
1
Túl- és ráfutás Holt út
1
1
• Bal profil köszörülése B1-A2 • Túlfutás és visszaút (kb 5 löket) • Jobb profil köszörülése B2-A1 • Kigördülés + osztás • Begördülés + ráfutás • Bal profil köszörülése
1
Kigördülés
1
.
osztás 2
Begördülés Ráfutás
B1
5mm
1
A BEÁLLÍTANDÓ ÁGYSZÁN ELMOZDULÁS
7.2.2 Lefejtő fogköszörülés , Maag eljárás g α
b
k
α gy
gy
d
c b
gy
• A korong független a modultól • Kis érintkezési hossz (pontszerű) • Korongszabályozás minden 2 sec-ban • Alacsony hőmérséklet • Kis termelékenység • Nagy pontosság • Bonyolult gép • Ra =0,8-0,01 μm • IT 3-6
Maag fogköszörülés mozgásviszonyai köszörűkorongok acélszalag (gördítőszalag) munkadarab
gördítőszán
gördítő bak
előtolószán
7.2.3 Lefejtő fogköszörülés csigakoronggal, Reishauer
0o‐os Maag fogköszörülés mozgásviszonyai • termelékenyebb lk lo 2
2 gördülő szalag 1 ra
1
alapkör b
• A korongok nincsenek bedöntve • Nem azonos fogárokban dolgoznak • Az alsó pontok összekötője érinti az alapkört
• Szerszám: trapézprofilú csigakorong • A szabályozás ideje eléri a főidőt • Szerszám és mdb között kötött kinematikai kapcsolat van • Nagyon termelékeny • Legkevésbé pontos
7. Menetek megmunkálása
ISO Metrikus menet
Alapfogalmak External thread Internal thread
Internal thread
P/8 60o
P/4
External thread
Thread angle
Osztás, P
Crest
Root
Root
Center of thread assembly
Crest
Menetmegmunkálási módok
Különféle menetprofilok
Example : “knuckle thread form”
Menetesztergálás
Körkések
Menetesztergálás
Működő szögek menetesztergáláskor
Menetesztergálás egyidejűleg több fogárok megmunkálásával
A szerszám profil a menet tengely- vagy normálmetszeti Profiljával egyezik meg
Belső hengeres felületek menetesztergálása
X.2 Menetmetszés
Menetmetszés
Menetmetszés
X.3 Menetfúrás
Menetfúrás
Menetfúrás
(video)
Menetfúrás
Gépi anyamenet-fúró
X. 4 Menetmarás tárcsamaróval
a) Menetmarás bedöntött tárcsamaróval
Maró Mdb
P emelkedési szög
B
vf α
d
-Változó keresztmetszetű forgács -Szakaszos leválasztás
vc 60°
vf a
b) Örvénylő menetmarás
Külső
c) Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró)
Belső
Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró)
d) Bolygó menetmarás
X.5 Menetköszörülés
Menetköszörülés b) Többfogú, fésűs koronggal
a) Tárcsa alakú (egyfogú) koronggal
ns ns
ω2
nw nw
vf vf
Menetköszörülés c) Többmenetes koronggal
Menethengerlés
(video)
in
ns
vf
n
n
ds
ds
d
támasz
nw ε
d 1= d k
d s k = id k
dk
d s k = id k
vf
Menetmángorlás
