A 6S-450 típusú gépkocsi sebességváltó főtengely korszerű gyártási tervének kidolgozása

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gyártástudományi Intézet

Intézeti szám: 2014-GYT-26-BT

SZAKDOLGOZAT

A 6S-450 típusú gépkocsi sebességváltó főtengely korszerű gyártási tervének kidolgozása

Készítette: Migróczi Ádám BSc szintű, gépgyártástechnológus hallgató 3434 Mályi, Bercsényi u. 101.

Tartalom 1

A sebességváltók működése ................................................................................................... 6

1.1 Sebességváltók csoportosításai ............................................................................................... 7 1.2 Szinkronizálás .......................................................................................................................... 8 1.2.1

Egyszerű szinkronkapcsolás .................................................................................... 8

1.2.2

Kényszer szinkronkapcsolás .................................................................................... 9

1.2.3

A szinkronizálás elemei ........................................................................................... 9

1.2.4

Dupla kúpos szinkron szerkezet .............................................................................. 9

1.2.5

Egykúpos szinkron szerkezet ................................................................................ 10

1.3 Sebességváltókkal szemben támasztott követelmények ..................................................... 10 1.4 A 6S-450 sebességváltó bemutatása .................................................................................... 11 1.5 Műszaki paraméterek ............................................................................................................ 11 1.6 Fokozatok elhelyezkedése .................................................................................................... 12 1.7 A főtengely funkcionális elemzése....................................................................................... 13 1.8 Technológiai helyesség vizsgálat ......................................................................................... 14

2

1.8.1

Anyagtakarékosság ................................................................................................ 15

1.8.2

Egyszerű alak.......................................................................................................... 15

1.8.3

Befogás biztosítása ................................................................................................. 15

1.8.4

Egységesítés............................................................................................................ 15

A 1361-304-066 rajzszámú tengely technológiai tervezése ............................................... 17

2.1 A gyártás feltételeinek meghatározása ................................................................................ 17 2.1.1

A termelési lánc: gyártóüzem ................................................................................ 17

2.1.2

A megmunkáláshoz alkalmazott szerszámgépek ................................................. 17

2.2 A gyártás tömegszerűségének és a szükséges gyártórendszer meghatározása .................. 18 2.3 Előgyártmány meghatározása ............................................................................................... 20 2.3.1

Az előgyártmány anyaga ....................................................................................... 20

2.3.2

A süllyesztékes kovácsolás .................................................................................... 21

2

2.3.3

Izotermikus lágyítás ............................................................................................... 23

2.3.4

Előesztergálás ......................................................................................................... 24

2.4 Az előgyártmány.................................................................................................................... 24 2.4.1

Az előgyártmány méreteinek meghatározása ....................................................... 24

2.4.1.1

A nagyoló esztergálás ráhagyás számítása: ...................................................25

2.4.1.2

Simító esztergálás ráhagyás számítása: ..........................................................26

2.4.1.3

Köszörülési ráhagyás számítása: ....................................................................26

2.4.2

A tengely megmunkálása ...................................................................................... 27

2.5 A műveletek részletes bemutatása ........................................................................................ 30 2.5.1

Előkészítés .............................................................................................................. 30

2.5.2

Foghengerlés........................................................................................................... 30

2.5.3

Fogvésés.................................................................................................................. 31

2.5.4

Sorjázás ................................................................................................................... 33

2.5.5

Fogmarás ................................................................................................................. 34

2.5.6

Mosás ...................................................................................................................... 36

2.5.7

Hőkezelés ................................................................................................................ 37

2.5.7.1

Előkészítés .......................................................................................................38

2.5.7.2

Előmelegítés .....................................................................................................38

2.5.7.3

Cementálás és edzés ........................................................................................38

2.5.7.4

Lehűtés .............................................................................................................38

2.5.7.5

Tisztítás ............................................................................................................38

2.5.7.6

Megeresztés......................................................................................................39

2.5.8

Sörétezés ................................................................................................................. 40

2.5.9

Központfurat tisztítás ............................................................................................. 41

2.5.10

Egyengetés .............................................................................................................. 41

2.5.11

Palástköszörülés ..................................................................................................... 43

2.5.12

Fogköszörülés ......................................................................................................... 44

3

2.5.13 3

Végellenőrzés ......................................................................................................... 45

Művelettervezés ..................................................................................................................... 48

3.1 Palástfelület esztergálása....................................................................................................... 48 3.2 Köszörülési technológia tervezése ....................................................................................... 55 3.3 Fogazott felületek technológiai tervezése ............................................................................ 60 3.4 Megmunkált felületetek érdességének összehasonlítása..................................................... 64 4

Összefoglalás ......................................................................................................................... 66

Mellékletek M-01 – 2014-GYT-26-BT-001 számú tengely műhelyrajza M-02 – Kovácsrajz M-03 – Előesztergálási rajz M-04 – Műveleti sorrendterv M-05 – Esztergálás műveleti utasítása M-06 – Fogmarás műveleti utasítása M-07 – Fogvésés műveleti utasítása M-08 – Foghengerlés műveleti utasítása M-09 – Fogköszörülés műveleti utasítása M-10 – Palástköszörülés műveleti utasítása M-11 – Szerszámrajzok M-12 – Végátvétel

4

Bevezetés Szakdolgozatomban az egri ZF Hungária Kft. által gyártott ZF 6S 450-es sebességváltóba beépített 1361-304-066 rajzszámú főtengely korszerű gyártási tervének kidolgozása a feladatom. A igénybevételnek kitett tengelyek edzett acélból, melynek vegyi összetétele

ZF

szabványban meghatározott és lehetővé teszi a közvetlen edzést vagy cementálást. Utóbbit kopásállóság és nagyobb szívósság, terhelhetőség jellemzi. Az általam kidolgozott technológiában is a munkadarab gázcementálással készül. A dolgozat első fejezetében ismertetem a sebességváltók általános feladatait, a velük szemben támasztott követelményeket. Bemutatom a ZF Hungária Kft. által gyártott 6S 450 típusú sebességváltót. Ezután elvégzem a kiválasztott főtengely funkcionális elemzését, figyelembe véve a tengelyen lévő szinkronszerkezeteket. Majd a technológiai helyesség vizsgálatnál anyagtakarékosság, egyszerű alak, befoghatóság és egységesítés szempontjából ellenőrzöm az alkatrészt. Dolgozatom második fejezetében megvizsgálom a gyártás tömegszerűségét, megfelelő előgyártmányt választok, majd meghatározom a szükséges ráhagyásokat. Három különböző műveleti sorrendvariánsból a technológiai és funkcionális szempontokat figyelembe véve kiválasztom a legkedvezőbbet. Elvi vázlatokkal ismeretem a technológiák

mozgásviszonyait.

Részletesen

bemutatom

a

gyártáskor

alkalmazott

technológiákat és gépeit. Megtervezem és kidolgozom az alkatrész megmunkálásának technológiai folyamatát, majd elkészítem a hozzá szükséges dokumentációkat. Az összes forgácsolási műveletet a ZF Hungária Kft. gépparkját, az ott található CNC megmunkáló gépeket figyelembe véve tervezem. A technológiai adatok és szerszámok választásához igénybe veszem a korszerű, magas technológiai igényeket kielégítő szerszámokat gyártó cégek katalógusait. Ezúton szeretném megköszönni a Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Intézet oktatóinak a szakdolgozatom elkészítése során nyújtott segítségüket. Köszönetet mondok tervezésvezetőmnek Dr. Szabó Ottó c. egyetemi tanárnak, üzemi konzulensemnek, Krajnyák Ákosnak, illetve Kuderna Ferencnek, a ZF Hungária Kft. stratégiai vezetőjének Szakdolgozatom a Miskolci Egyetem stratégiai kutatási területén működő Innovációs Gépészeti Tervezés és Technológiák Kiválósági Központ keretében valósult meg. Mályi, 2014. november 20.

...........................................................

5

1

A sebességváltók működése

A belsőégésű motor fordulatszáma kötött. Egy bizonyos érték alatt (alapjárat: 400...600/min) képtelen magát forgásban tartani, a legnagyobb fordulatszáma pedig az alsó üzemi fordulatszám (800...1200/min) többszöröse ugyan, de korlátozott. Évtizedekig ez 20003000/min fordulat volt. A mai korszerű szériamotorok maximális fordulatszáma 5000/min (dízel), illetve 6000/min (benzines) körül van. Speciális járművekhez, pl. versenyautókhoz fejlesztettek már 19 000/min fordulatszámú motorokat is. A motor fordulatszáma azonban sokszorosa a hajtandó kerekek fordulatszámának, ezért fordulatszám csökkentő (és egyben nyomaték növelő) áttételre van szükség.

1.1. ábra Fordulatszám karakterisztika, fűrészdiagram [3] Az 1.1.ábra felső diagramja a motor nyomatéki karakterisztikáját mutatja a fordulatszám függvényében. Nincs szükség a görbe újrarajzolására akkor, ha a hajtott kerékre kimenő 6

nyomatékot, vagy a keréken jelentkező vonóerőt akarjuk bemutatni: mindkettő egyszerű matematikai művelettel kiszámítható a motor nyomatékából a kiválasztott

i áttétel

figyelembevételével, majd a kapott értékeket új léptékű skálára írjuk fel. Ugyanígy kiszámítható, illetve skálázható a motor fordulatszámából a hajtott kerék fordulatszáma, illetve a jármű sebessége. A második diagramon látható a hajtott kerék fordulatszámának (illetve a jármű sebességének) a változása a motor fordulatszámának a függvényében háromféle áttétel esetén. Mivel az áttételek konstansok, a karakterisztika ("fűrészdiagram") egyenesekből áll. Pontozott vonal mutatja a sebesség alakulását a motor üzemi fordulatszám-tartománya alatt. Ezt a tartományt általában a tengelykapcsoló csúsztatásával hidaljuk át. Sebességváltók csoportosításai A sebességváltókat leginkább a fokozatszámuk, a nyomatékátvitel, az indítás módja, a sebességváltás módja, a fokozatváltás módja szerint csoportosíthatóak . A sebességváltók több típusban is készülnek, mint például mechanikus, hidraulikus, villamos kivitelben. Üzemeltetés szempontjából pedig kézi, félautomata és automatikus változatokat különböztetünk meg. Az egri ZF Hungária Kft-nél mechanikus, valamint szervómotorokkal és hidraulikus módon automatizált mechanikus váltók készülnek.

Sebességváltók

Mechanikus

Hidraulikus

Hidromechanikus

Egyszerű fogaskerekes

Bolygóműves

Fokozatmentes 1.2. ábra [5] Csoportosítás szerkezeti kialakítás szerint 7

Egyszerű fogaskerekes

Kézi kapcsolású

Tolókerekes

Félautomata

Automata

Tolóhüvelyes

Körmöskapcsolós

Szinkronkapcsolós

Egyszerű szinkronkapcsolású

Kényszer szinkronkapcsolású

1.3. ábra [5] Csoportosítás kapcsolás módja szerint Fontos megemlíteni, hogy manapság nagy igény van az intarderes és retaraderes váltókra is. A tehnológia lényege, hogy a jármű fékbetéteit kímélvén a főtengelyt fékezik meg. Attól függően, hogy a szerkezet a váltó szerves része, vagy utólag ráépíthető modul, különböztetjük meg az intardert és a retardert. Szinkronizálás A szinkron sebességváltónál a fogaskerekek kapcsolása szinkrongyűrűk segítségével történik. Erre azért van szükség, mert a különböző áttételek miatt az egyes fokozatok kerekei eltérő fordulatszámmal forognak. Reccsenés mentes kapcsolás csak azonos fordulatszámú fogaskerekek között lehetséges, ezért felelős a szinkronszerkezet.

1.1.1 Egyszerű szinkronkapcsolás A szinkron sebességváltónál a kapcsoló gyűrűt a szinkronaggyal együtt a kapcsoló villa segítségével a fogaskerékre nyomják. Az együttfutás súrlódás által jön létre. Kapcsoláskor a vezetőnek rövid szünetet kell beiktatnia, hogy a szinkronizáló berendezésnek ideje legyen a fordulatszám kiegyenlítésére. Egyszerű szinkron sebességváltó személygépkocsiknál ma már nem használatos 8

1.1.2 Kényszer szinkronkapcsolás A kényszer-szinkron sebességváltók a szinkronizáló berendezés mellett reteszelő elemeket is tartalmaznak, melyek megakadályozzák a sebességváltást addig, míg a kapcsológyűrű és a fogaskerék együttfutása létre nem jön. A reteszelés csak együttfutás esetén szűnik meg, és ekkor lehet a "sebességet betenni" (kapcsolni). Teljesen szinkronizált sebességváltónál a hátrameneten kívül az összes előremeneti fokozat kényszerkapcsolóval van ellátva. A szinkron sebességváltók 150 - 200 db alkatrészből épülnek fel. 1.1.3

A szinkronizálás elemei

Szinkronizáló elemek és feladataik Kapcsolóagy

Kapcsológyűrű

Szinkrongyűrű

A kapcsolóagy elfordulás ellen

A szinkrongyűrű

A kapcsológyűrű

különleges

rögzítve helyezkedik el fogazattal illeszkedik a a hajtott tengelyen.

kacsoló agyhoz,

Rugóval feszített

oldalirányban azon el

három, felül gömbölyű

lehet tolni. A belső

lemezpapucs

kapcsoló fogazat

segítségével rögzítik a

körmei a

kapcsológyűrűt

homlokfelületen

középállásban

ferdére lemunkáltak.

sárgarézötvözetből készül, a belső kúpja a súrlódó felület, külső kapcsoló fogai a homlokfelületen ferdén lemunkáltak.

1.1. táblázat Szinkron kúp, fogaskerék A fogaskerék és a szinkron kúp egy egységet képez. A fogaskeréknek tűgörgős vagy sikló csapágy van és lazán fut a tengelyen. A szinkron kúp edzett és köszörült.

A szinkrongyűrű belső kúpja és a szinkron kúp

(üreshelyzet).

együtt egy kúpos tengelykapcsolót képez.

1.1.4 Dupla kúpos szinkron szerkezet 

műanyag nyomódarab integrált golyóval és rugóval



csökkentett hézag a kapcsológyűrű, kapcsoló agy és kapcsoló tárcsa között



előválasztó fogak a kapcsoló gyűrűn (3x120°)



lemez kapcsológyűrű

9

1.4.ábra Dupla kúpos szinkronszerkezet [4]

1.1.5 Egykúpos szinkron szerkezet 

lemez szinkrongyűrűk sárgaréz súrlódó bevonattal



lemez kapcsológyűrűk

1.5.ábra Egykúpos szinkronszerkezet [4] Sebességváltókkal szemben támasztott követelmények A sebességváltóknak egyszerre több funkciót kell betölteniük és több követelménynek kell megfelelniük. -

A jármű elindulásához szükséges nyomaték biztosítása

-

Csendes, halk váltás

-

Csúszásmentes kapcsolat biztosítása

-

Folyamatos teljesítménytovábbítás minimális veszteség mellett

-

A motor szűk fordulatszám tartománya mellett, nagykilépő fordulatszám-tartományt kell biztosítania

-

Meg kell növelnie a motor nyomatékát.

10

-

Üres helyzetbe kapcsolást is tudnia kell, amikor a motor szabadon foroghat a kerekek állása közben.

-

Lehetővé kell tennie a jármű tolatását is.

-

Egyéb követelmények: üzembiztosság, könnyű kezelhetőség, kis beépítési méretek, alacsony súly, variálhatósági lehetőségek, kis költség. A 6S-450 sebességváltó bemutatása

A belső égésű motorok szűk fordulatszáma miatt a mai közúti járművek elengedhetetlen tartozéka a sebességváltó. Ezen kívül a járművek használatából adódóan szükség van a motor forgatónyomatékának többszörösére is. A sebességváltó ezen feladatokat úgy látja el, hogy a motor és a jármű kerekei eltérő fordulatszámmal forognak.

1.6.ábra A 6S-450 sebességváltó [4] Műszaki paraméterek 6S-450 sebességváltó áttételviszonyai 1.fokozat

1. 2. táblázat [4] 4,812

2.fokozat

2,537

3.fokozat

1,496

4.fokozat

1,000

5.fokozat

0,757

6.fokozat

0,635

R.fokozat

4,364

11

1

2

3

4

5

6

E gy kú p os sz in kr o n

1.7.ábra Sebességváltó felépítése, fokozatok elhelyezkedése [4]

sz 1. Sebességváltó ház 2. Nyelestengely er 3. Főtengely ke 4. Előtéttengely

ze

5. Kapcsoló tengely

t:

6. Tengely csapágyazás  le Fokozatok elhelyezkedése

m ez szi nk ro ng yű rű k sá rg

1.8.ábra Kerékkészlet és fokozatok [4]

ar éz sú rló dó

12

A főtengely funkcionális elemzése A megfelelő következtetések leszűréséhez fontos tudni, hogy a főtengely milyen szerepet tölt be a sebességváltóban. A váltó alapvető felépítésében a motortól kapott fordulatszámot a nyelestengely veszi át, ami továbbadja azt az előtét tengelynek. Az előtét tengely fogaskerekei kapcsolatban állnak a főtengely fogaskerekeivel és a szinkrongyűrűkön keresztül tudjuk az kívánt fordulatszámot előállítani. Az 1-2 illetve a 3-4 fokozatok kapcsolása a főtengelyen történik. A nyelestengelytől kapott nyomatékot az előtéten lévő fogaskerekek veszik át, amik fixen vannak rögzítve a tengelyen és a főtengelyen szabadon forogó kerekekkel kapcsolódnak. A kívánt áttételt szinkrongyűrűkkel rögzítjük a tengelyen. Így minden fokozatban egyszerre két fogaskerékpár vesz részt a hajtásban. Kivétel a negyedik, mert annak áttétele 1. Ilyenkor a nyelestengelyen érkező fordulatszám kerül a főtengelyre. Az 5-6 fokozatok kapcsolása eltér a többitől. Itt a szinkronizálás az előtéttengelyen van és a fix kerekek kerülnek a főtengelyre. Ezek átmérője olyan kicsi, hogy az a tengely anyagából vannak kimunkálva. Erre azért volt szükség, mert ezekben a fokozatokban az eredő áttétel már i<1 (gyorsítás), az előtéten lévő kerekek fogszáma több, mint a főtengelyen lévő kerekeké. A szinkronszerkezetet pedig könnyebb egy tengelytől nagyobb fogaskerékre tervezni. Az alkatrészen elhelyezkedő futófogazatok arra utalnak, hogy egy másik fogaskerékkel kapcsolódik ez a tengely jellegű alkatrész. Továbbá megállapítható, hogy nyomaték átvitelére alkalmas kapcsoló fogazatokon szinkrontárcsák helyezkednek el. Az ⌀42k5 tűréssel ellátott felületre mélyhornyú golyóscsapágy kerül, ami arra enged következtetni, hogy a forgó mozgást végző tengelyt hajlító igénybevétel terheli. Az ⌀29m5 tűréssel jelölt felületre pedig görgős csapágy kerül, ezért szükséges a szoros illesztés. A Z3; Z8; Z10; Z12 felületeken kétsoros tűgörgős csapágyazással ellátott fogaskerekek kerülnek, ezért k5 átmeneti illesztés jellemző ezekre az átmérőkre.

13

1.9.ábra Összeszerelt főtengely

Technológiai helyesség vizsgálat A műhelyrajzon (2014-GTT-01) ábrázolt munkadarab alakja és méretei megfelelnek a működési követelményeknek mind kinematikai, mind a szilárdsági szempontból. A műhelyrajz tanulmányozása során megállapítható, hogy a tengely csatlakozó felületein szigorú tűrések vannak előírva. A kapcsoló fogazatoknál (V1; V4; V5; V6) a maximálisan megengedett radiális ütés 0,07mm, a futófogazatoknál (V2; V3) pedig 0,05mm

1.10. ábra Fogazatok elhelyezkedése a tengelyen 14

A csapágyazott felületek az 1.11 ábrán láthatók. A Z1; Z3; Z8; Z10; Z12 felületre kétsoros tűgörgős csapágyak, a Z14 felületen pedig golyóscsapágy kerül. Ezért a radiális ütés maximális értéke 0.02mm, valamint körkörösségi eltérés legfeljebb 0.004mm lehet.

1.11. ábra Csapágyazott felületek elhelyezkedése a tengelyen A vizsgálatnál az alábbi szempontokat célszerű figyelembe venni:

1.1.6 Anyagtakarékosság Az alkatrész forog, ezért a tengely nem "működő" részein olyan keresztmetszetet lehet választani, ami a terhelés és a technológiai követelmények figyelembevételével a leggazdaságosabb anyagkihasználást biztosítja.

1.1.7 Egyszerű alak A főtengely tervezésekor figyelembe vettem a lehető legkevesebb szerszámgéppel való megmunkálást.

1.1.8 Befogás biztosítása Az előesztergálásnál, a csúcsfurat elkészítésekor a kovácsdarab befogása megfogó karokkal történik a palástfelületen. A fogazatok kialakítása során a befogás a központfuratokon keresztül történik a felületek egytengelyűségének biztosítása miatt.

1.1.9 Egységesítés A köszörülésnél szükséges szerszámkifutáshoz egységes beszúrások vannak előírva a megmunkálás egyszerűsítése miatt. Kevesebb szerszámcserét igényel és a lekerekítési rádiuszok a szerszám csúcssugár figyelembevételével lettek előírva. A munkadarabon a csapágyazások miatt szigorú előírások vannak előírva radiális ütésre, valamint körkörösségre. Helyes technológiai bázisok és felfogások megválasztásával a kívánt értékek elérhetőek. A megmunkálások során minden műveletnél (kivéve esztergálásnál) 15

megmunkálási bázisként a központfurat 60 fokos kúpot használják. Ez azért előnyös, mert a szabványos szerszámcsúcsok is ennek felelnek meg, valamint a központfúró kúpszöge is ezzel azonos. A tengely Z17 jelű felületén ( 1.12. ábra jobb oldalán) lévő furat a központosításon kívül már szerepet is betölt. A sebességváltó összeszereléskor a tengely ezen része már a hajtóművön kívülre esik, ez a kihajtás. A külső hengeres felületen elkészített fogazatra egy agy kerül, amit középen egy M12x1.5 menetemelkedésű csavarral rögzítenek a tengelyvégre. A rögzítés miatt kell a központfuratot úgy kialakítani, hogy megfelelő hosszúságban menet legyen benne és a szerelés megkönnyítve a furat eleje kúposan legyen elkészítve. Emiatt a kettős letörés és a 13mm-es átmérő a furatban. Később a hőkezelés és sörétezés közben viszont ezeket óvni kell. Sérülésük a további keménymegmunkálások pontatlanságát okozná, valamint tisztításuk is nehézkes.

1.12. ábra Felfogási bázisok

16

2

A GYT-2014-26-BT-001 rajzszámú tengely technológiai tervezése A gyártás feltételeinek meghatározása

A megfelelő gyártáshoz elengedhetetlen egy olyan hely kijelölése, ahol rendelkezésre állnak az előállításhoz

szükséges

gépek.

Korszerű,

magas

technológiai

igényeket

kielégítő

gépcsoportokra van szükség, amihez az egri ZF Hungária Kft. gépparkja megfelelő.

2.1.1 A termelési lánc: gyártóüzem A gyártóüzem a ZF Hungária legnagyobb központi termelőegysége. A gyártóüzem gyakorlatilag a gyáron belüli profitcenterként működik, mivel kiemelt fontosságú alkatrészeket szállít a ZF szervezetén belüli más gyáraknak, így a gyártóüzemben nemcsak szorosan értelmezett termelés, hanem komplex üzleti tevékenység folyik. A tengelygyártás világszínvonalú technológiákkal, szigetgyártással történik. Ez a forma rugalmas

megoldásokat

kínál

a

különféle

sebességváltó -típusok

alkatrészeinek

gyártásához. A hatékony üzemelés érdekében a gyártási rendszert optimalizálják, a termelési programhoz igazítják a gépelrendezést. A gyártóüzemhez kapcsolódik a hőkezelő, aminek alapvető feladata a betétedzés, ugyanis a gyártóüzemnek erre van a legnagyobb szüksége. A hőkezelőben számítógéppel vezérelt, modern IPSEN és AICHELIN kemencék találhatóak [5].

2.1.2 A megmunkáláshoz alkalmazott szerszámgépek A tengely gyártásának három fő szakasza van: lágymegmunkálás (2.1.táblázat), hőkezelés (2.2. táblázat) és keménymegmunkálás (2.3. táblázat). A gyártórendszerek ennek megfelelően vannak elhelyezve. Lágymegmunkálási szakasz

2.1. táblázat

Művelet

Megmunkáló gép

Esztergálás

CTX 400 típusú fogmaró

Foghengerlés

Rollex-1 típusú foghengerlő

Fogmarás

S-200T CDM típusú fogmaró

Fogvésés

WSC-501típusú fogvéső

Hőkezelési szakasz

2.2. táblázat 17

Művelet

Alkalmazott gép

Betétedzés

AICHELIN KSGs-2 típusú tolókemence

Szilárdító sörétezés

Rotojet SDT 1500 típusú sörétező

Keménymegmunkálási szakasz

2.3. táblázat

Művelet

Megmunkáló gép

Palástköszörülés

KNUTH RSM 750 típusú palástköszörű

Fogköszörülés

KAPP KX-1 típusú fogköszörű

A gyártás tömegszerűségének és a szükséges gyártórendszer meghatározása A technológiai tervezést megelőzően meg kell állapítani, hogy változatlan technológiai terv alapján hány alkatrészt kell gyártani. Ez az egyik legfontosabb információ a tervezés részletességi szintjére vonatkozó döntéshez. Az alkatrész előállítására tervezendő technológiai folyamat mechanikai megmunkálásokat tartalmazó műveletek becsült időigénye, és az évenként gyártandó mennyiség alapján meg kell állapítani a várhatóan célszerű gyártási jelleget és szervezési típust is. Ehhez a tömegszerűségi együttható ad támpontot azáltal hogy jellemzi az azonos feladatok előfordulásának gyakoriságát a technológiai folyamatban A tömegszerűség meghatározásánál a gyártandó alkatrész darabszámán kívül a bonyolultságát is figyelembe kell venni, mert ez is befolyásolhatja a gyártás típusát. A gyártandó mennyiség alapján meghatározhatjuk a tömegszerűségi együtthatót, és ebből következtethetünk majd a gyártás jellegére [6]. Tömegszerűségi együttható a (2.1) és (2.2.) képlet segítségével számítható:

é ahol:

(2.1.) , (2.2)

q – kibocsátási ütem [min/db] Im – rendelkezésre álló időalap [min/hónap] tn – átlagos becsült normaidő [min/db] Q – egy év alatt gyártandó mennyiség [db/hónap]

A Ks értéke alapján határozhatjuk meg a gyártás szervezési típusát, amit a gyártási rendszerek csoportba sorolásával a 2.4. táblázat szemléltet. 2.4. táblázat

18

Tömegszerűségi együttható

Gyártási rendszer

Gyártás típusa

1 < Ks < 2-3

tömeggyártás

folyamatrendszerű gyártás

2 < Ks < 10

nagysorozat

szakaszosan folyamszerű gyártás

10 < Ks < 20

középsorozat

csoportrendszerű gyártás

20 < Ks

egyedi- vagy kissorozat

műhelyrendszerű gyártás

értéke

A behelyettesítésnél használt adatok a ZF Hungária Kft-re vonatkoznak. Im= 40440 min/hónap Q= 250 db/hónap tn= 25,244 min/db (munkaterv alapján) [6] Ks=6,4 értéknél nagysorozat gyártásról beszélünk. A gyártás típusa nagysorozat gyártás, amihez csoportrendszerű gépelrendezés szükséges. Ez annyit jelent, hogy az egyes alkatrészcsaládoknak illetve megmunkálási eljárásoknak megfelelően vannak telepítve a gépek. Így különböző szigetek alakulnak ki, ahol a munkadarab teljes előállítása lehetséges. Az azonos technológiával készülő alkatrészek gépei egy szigeten belül vannak elhelyezve. Ennek köszönhetően csökken a megmunkáló gépek átszerszámozási ideje, a szállítási utak rövidek. Áttekinthetővé válnak a gyártási folyamatok, illetve a készültség foka könnyen megállapítható. A szigetek átbocsátó képessége nagy, mivel a szigeten dolgozó munkás egyszerre több gépen is tud dolgozni. A szigetkoncepciónál nem a kapacitás maximális kihasználásán, hanem a gyártósziget szükségorientált kihasználtságán van a hangsúly. A fontos az, hogy a szükséges alkatrészek a szükséges időpontra a megfelelő mennyiségben le legyenek szállítva [6]. Csoportos rendszerű termelés előnyei: -

egyszerű a termelés irányítása

-

azonos csoportokba tartozó gépeken a munkavégzés hosszabb időn át tart, így csökkennek a szerszám és készülékcserére fordított idők

-

állandó termékstruktúra

Csoportos rendszerű termelés hátrányai: -

érzékeny a profil és konstrukciós változtatásokra

19

-

nem állandó a gépek kihasználtsága Előgyártmány meghatározása

Az előgyártmány kiválasztásánál több szempontot is figyelembe kell venni. A döntés rendszerint gazdasági, üzemszervezési megfontolásokra épül, esetleg az alkatrész előírt geometriai pontossága és felületminősége. Gazdasági szempontból történő választás kritériuma: Előgyártmány költsége + Alkatrészgyártás költsége

Minimum

A tengely előgyártmányaként szóba jöhető nyersanyagok: -

kovácsolt darabok

-

hengerelt, húzott rúdanyagok

-

öntött bugák

Tengely esetén az ideális előgyártmány kovácsolással készített, mert ez felel meg a fellépő hajlító és csavaró igénybevételekkel szemben leginkább. A kovácsolt előgyártmány előállítása drágább és időigényesebb, hiszen a kovácsolás egy plusz műveletet jelent az esztergálás előtt, és minden egyes munkadarab szériához külön kovácsszerszám szükséges, de nagyobb sorozatú tengelyeknél mindenképpen kedvezőbb megoldás, mint egyéb előgyártmányok alkalmazása. [6] A kovácsolás után egy izotermikus lágyítás, majd az esztergálási művelet következik.

2.1.3 Az előgyártmány anyaga Az alkatrész anyaga a ZF szabványai szerint ZFN417B, ami megközelítőleg a DIN 14685 német szabvány szerinti 20MnCr5-nek felel meg. A különbség csupán annyi, hogy a ZF egyes igénybevételekkel szemben szigorúbb követelményeket támaszt. Így az anyagminőségnek egy szűkített Jomini-sávnak és nagyobb ütőmunkának kell, hogy megfeleljen [5]. Az alkatrészek egy része, így az 2014-GYT-26-BT-001 jelű főtengely is bór ötvözésű, ami jelentősen javítja az anyag edzhetőségét.

20

1-1,3

1,4

1-1,3

Tömegrész, [%]

1,2 1 0,8

0,6

max 0,4

max 0,4

0,4

0,150,2

max 0,3 max 0,12

0,020,035

0,2

max 0,3 0,02- 0,0010,05 0,003

0 C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

Ni

Al

B

Cu

Elemek

2.1. ábra A tengely vegyi összetétele Az acél karbon, mangán és szilícium tartalma szilárdságnövelő hatású. Ezen felül a mangán és a szilícium még a kristályosodást is elősegíti. A kén javítja a forgácsolhatóságot. Tehát elmondható, hogy a további megmunkálások, különösen a hőkezelés gazdaságosságának és pontosságának érdekében figyelembe kell venni az alkatrész anyagminőségét is. Összességében elmondható, hogy a ZF Hungária Kft. szaktudásának, tapasztalatának és gépparkjának köszönhetően az alkatrész gond nélkül legyártható

2.1.4 A süllyesztékes kovácsolás A kovácsolás célja a kristályszerkezet finomítása, a munkadarab forgács nélkül melegalakítása. A kovácsolt munkadarabok szívósak, jobban bírják a nagyobb terhelést, hosszabb élettartamúak. Lényegesen nagyobb méretpontosság és alakhűség érthető el, ha a kovácsdarabot süllyesztékben alakítják.. A süllyeszték egy két félből álló forma, amely munkadarab alakjára van kiformálva. A süllyesztékben gyártható darabok tömegét a rendelkezésre álló gépi berendezés és a nagyméretű süllyesztékek előállítási költsége korlátozza. A süllyesztékes kovácsdarabokat általában melegen kovácsolják. Ha a gyártást kalapáccsal végzik, akkor az anyag lépésről- lépésre 3–10 ütéssel tölti ki a süllyeszték üreget. Ha mechanikus sajtót alkalmaznak, akkor az anyag egy löketben tölti ki a süllyesztéket. Az alakítási idõ 5 – 200ms. 21

Sorjacsatornás süllyeszték esetén alakítás közben a sorja a két szerszámfél közé áramlik, és utólag külön művelettel kell eltávolítani. A kovácsolás gazdaságossága érdekében arra kell törekedni, hogy a sorja a lehető legkevesebb legyen. Nagyobb sorozatú, bonyolultabb alakú kovácsdarabok süllyesztékes kovácsolása előkovácsolás nélkül gazdaságtalan. Minél nagyobb a darabszám, annál nagyobb mértékű előkovácsolás célszerű. A közepesen gépesített kis- és középsorozatban termelő kovácsüzemek a szabadalakító előkovácsolást használják. A szabadalakító kovácsolással előalakított darab kerül a süllyesztéküregbe (2.2.ábra). Ezzel az eljárással növekszik a szerszámok élettartama és a kovácsdarabok méretpontossága, az előkovácsolás nélkül történő alakításhoz képest csökken az anyag-felhasználási együttható [2]. Az eljárás egyik hátránya az, hogy a szabadalakító kovácsolás termelékenysége sokkal kisebb, mint a készrekovácsolásé. Ezért egy süllyesztékes gép kiszolgálásához több előalakító gép szükséges. Előalakítás közben a darabok nagyon lehűlnek, alkalmatlanná válnak azonnali továbbkovácsolásra, ezért újból fel kell melegíteni. A másodszori melegítés hátránya - a növekvő energia-felhasználás mellett - az, hogy a darabok újból revésednek, ami anyagveszteséget jelent. Ez természetesen már eleve nagyobb tömegű kiinduló darabot igényel [2].

2.2. ábra A süllyesztékes kovácsolás lépései A

süllyesztékes

kovácsolás

csak

a

legritkább

esetben

tekinthető

végleges

megmunkálásnak. Egyrészt a felület reveképződése miatt illesztésre nem alkalmas, másrészt a zsugorodás miatt, mely keresztmetszetenként változó, pontos méreteket nem lehet kialakítani, végül, mert merőleges oldalfalakat és sarkokat nem lehet képezni. Ezt a célt szolgálja az oldalfalak 7°-ig terjedő ferdesége és az élek lekerekítése is. Az anyagban lévő hengerlési szálak a munkadarab alakjához igazodnak és az alkatrész ütésállóságát növelik, aminek főleg dinamikus igénybevételű alkatrészeknél van nagy jelentősége. A süllyesztékes szerszámok alsó és felső süllyesztékből állnak. A kettőt elválasztó 22

síkot osztósíknak nevezzük és a munkadarab legnagyobb körvonalán kell felvenni. A süllyesztékeknél tekintettel a nagy nyomásra és hő jelenlétére nagy szerszámtömböket és wolfram ötvözésű szerszámacélokat alkalmaznak. Az ebből eredő túl nagy költségeket a süllyesztékek betétezésével csökkentik. A felesleges anyagtöbbletnek nem szabad a szerszám ütőfelületei közé jutni, mert ott vékony rétegben gyorsan lehűl és a szerszámzárást, a felületek ütközését lehetetlenné teszi. Ezt akadályozza meg az un. sorjacsatorna, mely egy vékonyabb hídból (sorjahíd) és egy mélyebb csatornából (sorjaárok) áll.

2.1.5 Izotermikus lágyítás Az izotermikus lágyítás célja igen egyenletes ferrit-perlites szövetszerkezet és minimális maradó feszültség elérése, elsősorban betétedzésű és nemesíthető acélból készült süllyesztékes kovácsdaraboknál, 140-185HB mellett. Ezeknek köszönhetően javul a forgácsolhatóság, illetve a későbbi betétedzésnél kisebb lesz a vetemedés. Ez utóbbi kisebb ráhagyást és ennek révén a megmunkálási költségek megtakarítását eredményezi. Az izotermás lágyítás a gazdaságos nagysorozatú gyártás nélkülözhetetlen technológiája.

2.3.ábra [13] Izotermikus lágyítás hőmérséklet-idő diagramja A hőkezelés kivitelezésére folyamatos működésű kemencéket használnak és energia megtakarítás céljából a kovácsmeleg darabokat tesznek a kemencébe. A munkadarabokat A c3 fölé, 800-850°C-ra hevítik, majd hőntartják d/2+10 percig. Az ausztenitesítő zóna után fújt hideg levegővel, vagy hideg védőgázzal 600-630°C-ra hűtik. Itt kezdődik az izotermás hőntartó 23

zóna, melynek ideje a kezelt acél C-görbéjétől függ. A kezelt darabok lehűtése szobahőmérsékletre már kemencén kívül, levegőn történik [7].

2.1.6 Előesztergálás Az előesztergálás a kovácsolás és a lágyítás utáni forgácsoló művelet. Célja az előgyártmány alkalmassá tétele a fogazási műveletre. Az előesztergálás során a kovácsolás miatt ráhagyott anyagfelesleget távolítjuk el határozott élgeometriájú szerszámmal. A megmunkálás 2 felfogásból történik nagyoló és simító műveletekkel. Az első felfogás hárompofás önközpontosító tokmánnyal történik és a tengely homlokfelületének esztergálásával kezdődik. Majd elkészítik a menetes központfuratot. Ezután a palásfelület nagyolása és simítása következik. A második felfogásnál a munkadarabot megfordítják, lágypofás tokmányba fogják az előzőleg esztergált felületen és megmunkálják a megmaradó részeket. A technológiai adatok meghatározásának módját a harmadik fejezetben részletesen bemutatom egy jellemző átmérőre számítva. A teljes előesztergálási rajzot pedig az M-02 számú melléklet tartalmazza. Az előgyártmány A ZF Hungária Kft. a fogazási műveleteket, a hőkezelést és a szerelést végzi el. Az előgyártmányt különböző külső beszállítóktól kapja. A beérkezett termékeknek szigorú előírásoknak kell megfelelniük, amiket ellenőriznek is meghatározott darabszámonként. Cél, hogy csak az előírásoknak megfelelő előgyártmány kerüljön a melycsarnokba további megmunkálásra.

2.1.7 Az előgyártmány méreteinek meghatározása A megkövetelt méret-, alak- és a megengedett érdességet több művelettel biztosítjuk. A műveletek finomításával fokozatosan csökkentjük az előző művelet megmunkálási hibáit. Minden soron következő megmunkálással (fogással) eltávolított anyagréteg vastagságát úgy határozzuk meg, hogy vele eltávolítsuk az előző megmunkálás hibáit, de elegendőnek kell legyen arra is, hogy fedezze a az éppen soron következő megmunkálás hibáit is. A ráhagyások helyes megállapítása gazdaságossági kérdés is, mert túl nagy ráhagyás anyagpazarlást (költségtöbbletet) jelent, a túl kicsi ráhagyások pedig selejtet okozhatnak. Valamely műveleti ráhagyás (a megmunkálás rendszeres és véletlen hibái alapján) a következők szerint számítható: 24

(2.3)

ahol - hny az előző megmunkálásból származó felületi réteg anyagszerkezeti hibái és érdessége; - a az előző megmunkálás alak- és helyzethibái; - m az előző megmunkálás mérethibái; - b a soron lévő megmunkálás bázismegválasztási hibája; - f a felfogás hibája; - k a hibák eloszlási görbéjének alaki tényezője (forgácsolás esetén k=1,2) Ahhoz, hogy meghatározzam az előgyártmány szükséges méretét, az alkatrész legnagyobb átmérőjére kell kiszámolni a ráhagyást. A tengely jellegű alkatrészem legnagyobb átmérője: Ø67mm 2.1.7.1 A nagyoló esztergálás ráhagyás számítása: A munkadarab előző műveletből „örökölt” hibái, amelyeket a soron lévő műveletben el kell tüntetni a következők: - a nyers darab hibás felületi rétege:

υhny  υh  0,6 mm -re számítva: υhny  1,2 mm - a nyers darab alakhibája:

-re számítva: - a nyers darab mérethibája mm - a bázisválasztási hiba δb= 0 mm - a felfogási hiba

δf  1mm Tehát a nagyolásra:

(2.4.)

25

2.1.7.2 Simító esztergálás ráhagyás számítása:

υhny  υh  0,6 mm -re számítva: υhny  1,2 mm

mm δb= mm

δf  1mm Tehát a simításra: (2.5.) 2.1.7.3 Köszörülési ráhagyás számítása:

υhny  υh  0,01 mm -re számítva: υhny  0,02 mm

mm δb= 0,3 mm

δf  1mm Tehát a köszörülésre: (2.6.) A teljes ráhagyást a 2.4. ; 2.5. és 2.6. egyenleteket összegezve kapjuk. Az összes ráhagyás átmérőben: Zn + Zs + Zk= 4,068 + 2,174 + 1,021 = 7,26 mm A legnagyobb átmérőhöz hozzáadva: 67 + 7,26 = 74,26 mm Hosszirányú ráhagyás:

Ez az érték oldalanként 4 mm-t jelent, tehát az alkatrészünket 422 + 4 + 4 = 450 mm hosszúra kell ledarabolni Az előgyártmány befoglaló méretei: ⌀74 x 450 mm A kovácsdarab műhelyrajzát az M-03 számú melléklet tartalmazza.

26

2.2.ábra A kovácsdarab 3D-s modellje NX 8.0 programmal tervezve

2.1.8 A tengely megmunkálása Csoportrendszerű gyártás esetében a munkadarab a technológiai sorrendnek megfelelően vándorol a gyártórendszeren belül. Így a műveletközi anyag utak rövidek, a rendszer rugalmas. Könnyen állítható át másik alkatrész gyártására, lehet használni speciális szerszámokat, készülékeket melyek alkalmazása egy- egy kis darabszámban készülő alkatrész esetében nem lenne gazdaságos [1]. Az egyes megmunkáló gépek a műhelycsarnokban más-más helyeken találhatók meg. A munkadarabok aktuális helyre történő szállításáról a logisztikai rendszer gondoskodik. Az anyagáramlás az egyes műveletek között kézi kocsival történik. A kocsikra meghatározott számú alkatrészt lehet csak föltenni, az általam ismertetett tengelyből például 30 darabot. Minden kocsinak gyártás kísérőlevele van, melyből megtudható, hogy mely műveletet végezték már el a munkadarabokon és hol lesz a következő munkavégzés helye. Ez az anyagáramlás akkor alkalmazandó, ha a célgépek nincsenek összekapcsolva, mint például az Rollex és S200 CDM gépek. Ebben az esetben megtörténik a foghengerlés a Rollex gépen. Amint megtelik egy kiskocsi tengelyekkel, azt áttolják az S200 CDM géphez, ahol megtörténik a fogazat marása. A legújabb tendencia a megmunkáló gépek összekapcsolása. Ezzel jelentősen növelhető a termelékenység. A ZF Hungária kft-nél a fogmaró-fogvéső gépeket kapcsolják össze így (pl. LS180-LC200). Előbb megtörténik a fogmarás – sorjázás – fogsarkítás. Amint ez a művelet végbemegy, a manipulátor áthelyezi a darabot egy szállítószalagra, ami átszállítja a darabot a fogvéső géphez. Itt ismét egy manipulátor veszi el a darabot és helyezi el a fogvéső gépben. A 2014-GTT-01 rajzszámú fogaskerék megmunkálásának néhány lehetséges technológiai sorrendterv variációját a 2.6.; 2.7.; 2.8. táblázatban foglalom össze.

27

1. Műveleti sorrendterv változat

2.6. táblázat

Sorszám

Művelet megnevezése

Gép típus

01

Süllyesztékes kovácsolás

LMZ-1000 típusú kovácsológép

02

Izotermikus lágyítás

KSGs-2 típusú hőkezelő

03

Esztergálás

CTX400 típusú eszterga

04

Fogmarás

S-200T CDM típusú lefejtőmaró

05

Mosás

Metals MC-1850 típusú mosógép

06

Hőkezelés

Aichelin KSGs-2 típusú tolókemence

07

Sörétezés

Gutmann ZVD-34 típusú sörétező

08

Központfurat tisztítás, menetellenőrzés

M12x1.5 idomszer

09

Egyengetés

M-AH 100 RH típusú egyengetőgép

10

Palásköszörülés

KNUTH RSM 750 típusú palástköszörű

11

Fogköszörülés

Kapp KX-1 típusú fogköszörű

12

Végellenőrzés

Höfler ZP 260 evolvensmérő

2. Műveleti sorrendterv változat

2.7. táblázat

Sorszám


Gép típus

01



02



03

Esztergálás


04

Foghengerlés


05

Fogmarás


06

Mosás

07

Hőkezelés

08

Sörétezés

Metals MC-1850 típusú mosógép Aichelin KSGs-2 típusú tolókemence Gutmann ZVD-34 típusú sörétező

09

Központfurat tisztítás, menetellenőrzés

M12x1.5 idomszer

10

Egyengetés

11


12

Fogköszörülés


13

Végellenőrzés


M-AH 100 RH típusú egyengetőgép KNUTH RSM 750 típusú palástköszörű

28

3. Műveleti sorrendterv változat Sorszám

2.8. táblázat


Gép típus

01



02



03

Esztergálás


04

Foghengerlés


05

Fogvésés

WSC-501 típusú fogvéső

06

Fogmarás


07

Mosás

Metals MC-1850 típusú mosógép

08

Hőkezelés

Aichelin KSGs-2 típusú tolókemence

9

Sörétezés

Gutmann ZVD-34 típusú sörétező

10

Központfurattisztítás, menetellenőrzés

M12x1.5 idomszer

11

Egyengetés

12


13

Fogköszörülés


14

Végellenőrzés


M-AH 100 RH típusú egyengetőgép KNUTH RSM 750 típusú palástköszörű

A 1. sorrend variánsban a tengelyen lévő összes fogazat marással készül. Ez azért előnyös, mert egyetlen gépen, egyetlen felfogásban történik a megmunkálás. Kisebb eséllyel lépnek fel excentricitási problémák, csökkennek a mellékidők és olcsóbbá teszi az eljárást. Viszont ehhez konstrukciós módosításra van szükség, hiszen minden modulhoz különböző maró szükséges. Ez az eljárás csak akkor termelékeny, ha a fogazatokat méreteit egységesíteni tudjuk. Hátrány még, hogy a marónak a fogazatból való kilépéskor helyre van szüksége, ami a tengelyen nem mindenhol lehetséges. A 2. változatban a kapcsoló fogazatok elkészítése hengerléssel történik, így nincs szükség vésésre. Nagy termelékenység, rövid megmunkálási idő és nagy pontosság jellemzi ezt az eljárást. A hengerelt fogazat keménysége nagyobb (hengerlés után nyomófeszültség marad a fogazat felületén) a forgácsolással készített fogazaténál, viszont az előesztergálásnál az átmérő tűrésénél nagyobb pontosságot kell előírni, valamint a sorjaképződésnek minden fogazatnál beszúrást kell biztosítani, ami gyengítheti a tengelyt.

29

Az 3. változatban a négy kapcsoló fogazatot három különböző eljárással munkálják meg. Erre azért van szükség mert mindhárom technológia előnyét használja ki ez a sorrend. A V1-el jelölt fogazat esetében a beszúrás (M-01 melléklet "A" metszet) miatt a hengerlés nem lenne megfelelő. A képlékenyalakításkor sorja képződik, ami benyomódna a beszúrásba is. Ezt egy esztergálással még ki lehetne javítani, de az plusz műveletet jelentene. Ennél a fogazatnál marás nem lenne megfelelő, mert szerszámkifutást kell biztosítani és ez itt csak konstrukciós módosítással lehetséges. Az fenti szempontokat figyelembe véve a V1-es fogazat legalkalmasabb művelete a fogvésés. A V4 és V5 jelű fogazat kialakítása olyan a tengelyen, hogy funkcionális szempontból nem okoz gondot, sorjaképződés így az hengerelt eljárással készül. A V6 jelű fogazat szélessége túl nagy lenne, hogy képlékenyalakítással készüljön, ezért ennél marást alkalmaznak. A szerszám kilépésnek egy R25 sugarú beszúrás biztosít helyet. Mindhárom lehetséges sorrendtervet figyelembe véve megállapítottam, hogy a harmadik változat a legmegfelelőbb technológiai szempontból. A műveletek részletes bemutatása

2.1.9 Előkészítés Az előkészítés során a gyárba érkezett esztergált előgyártmányokat kiskocsikra rakják. Minden polcra 6 tengelyt tehetnek a dolgozók egy különleges műanyag prizma alakú tartóba. Cél az, hogy a szállítás során ne ütődhessenek egymásnak a munkadarabok. Egy kocsira 36 darab tengelyt tesznek és ezeket egy ún. szupermarketbe tolják. A kiskocsikon van egy gyártás kísérő lap, amin pontosan lehet látni, hogy a darab mikor érkezett és hol lesz az első megmunkálás helye.

2.1.10 Foghengerlés A műhelyrajzon V4 és V5-el jelölt fogazatokat hengerléssel készítik el. A hengerelt fogazatok szilárdsági jellemzői nagyságrendekkel jobbak a forgácsolással gyártott fogazatétól. A befogás hasonlóan a többi megmunkáláshoz a központosításhoz elengedhetetlen csúcsfuratokon keresztül történik. A egyik támasztó csúcs fix, a másik pedig a szegnyereg csúcs, ami elmozdul. A munkatérbe érkezéskor a fix csúcshoz képest tudja a gép a munkadarab pontos helyzetét. A munkadarab menesztésére külön nincs szükség, mert a hengerlő görgők ezt megteszik. A fogazat képlékenyalakítással készül, nincs anyagleválasztás, ezáltal forgács sincs. A megmunkálás során fejlődő hőt a munkadarab, a hengerlőkerék és hűtőfolyadék vezeti el. A

30

fogazott görgők a nagy radiális erő hatására belenyomódnak a munkadarab felületébe, ezzel kialakítva a bordázatott. A fellépő terhelő erő hatására radiális irányban a tengely elhajolhatna, ezért két görgőt alkalmaznak egymással ellentétes oldalon. Így az egy görgőre jutó terhelés csökken és a tengely sincs hajlító igénybevételnek kitéve. A Rollex-1 típusú foghengerlő gép fontosabb műszaki paramétereit a 2.9. táblázat tartalmazza. Műszaki paraméterek:

2.9. táblázat: Rollex-1 foghengerlő adatai [8]

Maximális radiális előtoló erő

800 N/mm2

Befogható hossz

750 mm

Megmunkálható átmérő

80 mm

Megmunkálható modul

m = 1,5 mm

hengerlőkerék munkadarab

felfogó csúcs

2.3.ábra Rollex-1 típusú foghengerlő munkatere

2.1.11 Fogvésés A V1 jelű kapcsoló fogazat előállítása fogvéséssel történik, mert ez az eljárás felel meg legjobban az itt felállított követelményeknek. A szerszám TiCN bevonatú metszőkerék,

31

amelynek geometriája pontosan megfelel a készítendő fogazaténak, azonban homlokszöge(γ) és hátszöge(α) is van, ami a forgácsoláshoz elengedhetetlen. A szerszám főmozgása(v) függőleges tengelyű alternáló mozgás, emellett forog(ns) a tengelye körül. A fogvésés mozgásviszonyai a 2.4.ábrán láthatók. A munkadarab is forog(nd), fordulatszámuk tökéletes szinkronban van. Az előtolást a szerszám végzi a két kerék (metszőkerék és munkadarab) tengelytávolságának csökkentésével (2.5.ábra).

2.4.ábra

2.5. ábra

A fogásvétel módja

A fogvésés mozgásviszonyai

A fogazat megmunkálása egy WSC-501 típusú CNC vezérlésű, Fellows rendszerű célgépen történik. A gép munkatere a 2.6. ábrán látható. A metszőkerék felfogható egy olyan általános fogazású fogaskerékként, amelynek profileltolódása változó. Erre azért van szükség, hogy a szerszám a legegyszerűbbenhomlokfelületén- többször újraélezhető legyen. Származtató felület: a megmunkált felület konjugáltja (amely azt párhuzamos tengelyek körüli állandó szögsebességű forgómozgások révén leképzi). Pl. evolvens fogazatú fogaskerekek esetében egy azonos modulú kapcsolódó fogaskerék.

32

A metszőkerék újraélezése Abból eredően, hogy rendszerint γ≠0, fellép a kapcsolószög korrekció. Ezt úgy kompenzálják, hogy a metszőkerék előállításakor a hátfelület köszörülését α > α 0 kapcsolószögű koronggal végzik el.

A fogoldal menti α és γ szögértékek jóval kisebbek, mint α f és γf értékei. A

foglenyesés vagy ráhagyások biztosításához csak az így módosított metszőkereket használnak. Ezt a módosítást a metszőkerék fogoldalait köszörülő korongon keresztül viszi át a metszőkerékre [10].

felfogó készülék

metszőkerék munkadarab 2.6. ábra WSC-501 fogvéső munkatere

2.1.12 Sorjázás A fogvésés közben keletkező forgács nagy részét a hűtőfolyadék elvezeti. Egy része viszont nem válik le azonnal, hanem a fogazatba készített beszúrásba gyűrődik. Ez funkcionális szempontból ugyan okozna gondot, de később, üzem közbeni leválása már a sebességváltó károsodásához vezethetne, ezért fogvésést egy esztergálási művelet követi, ahol egy speciális beszúrókéssel eltávolítják a felesleges forgácsot.

33

beszúrókés

revolver fej

munkadarab

felfogó csúcs 2.5. ábra HL25 eszterga munkatere

2.1.13 Fogmarás A fogmarás lefejtő eljárással történik. Ezzel a módszerrel egyenes vagy ferde fogazatú kerekeket munkálhatunk meg attól függően, hogy a maró tengelye milyen szöget zár be a fogaskerék tengelyével. A lefejtő fogazatmarás mozgásviszonyai a 2.6. ábrán látható.

2.6. ábra A lefejtő fogmarás elvi vázlata A tengelyen a fogmarás egy S-200T CDM típusú fogmaró célgépen történik. A lefejtési művelet közben a darab két csúcs között van befogva a gépbe. Ott a függőleges tengelyű főorsóban lévő csúcson van a darab. A megfogó elengedi a tengelyt, majd a szegnyereg felső csúccsal támaszt. Ekkor már az egytengelyűség biztosított. A menesztés a szorítókészülék

34

hasított patronján keresztül történik a Z1-el jelölt felületen.(M-06 számú műveleti utasításban jól látható a megfogás Megkezdődhet a fogmarás a Z16-os felületre. A futófogazatot hasonlóan készítik el. A megtámasztás ugyanúgy két csúcs között történik, de a megfogás a Z14-es felületen lesz. A két futófogazatot egy felfogásból munkálják meg. Egyetlen marótengelyen két különböző maró van a két fogazatnak megfelelően. Így nem szükséges szerszámcsere és a CNC vezérlésnek köszönhetően a technológiai adatok (forgácsoló sebesség, előtolás, fogásmélység) beavatkozás nélkül változnak, amint a gép a következő fogazatot készíti. Az S-200T CDM szerszámgép egy másik munkatérrel is rendelkezik, ahol a fogsarkítást és sorjázást végzi. Erre a műveletre a futófogazatok elkészítése után van szükség, mert a marókilépésnél sorja keletkezik, illetve a fogazatok fogoldalait készrajz szerint sarkítani kell.

lefejtő maró

munkadarab

felfogó készülék

2.7. ábra S-200T CDM típusú fogmaró munkatere

35

Fogmaró gép adatai Megnevezés

2.12. táblázat [5] Érték

Teljesítmény

60 kW

Legnagyobb megmunkálható átmérő

300 mm

Legnagyobb munkadarab hossz(Z tengely

500 mm

mentén) Maximális fordulatszám

480 1/min

Maximális vágósebesség

1500 mm/min

Szerszám megdönthetőség (A tengely

°

mentén) Pontosság minden tengely mentén

°

0,001 mm

2.1.14 Mosás A mosás célja: a fogazás során a munkadarabon maradt szennyeződés (olaj, forgács) eltávolítása. A mosás három lépésből áll: - Tiszta vízzel történő mosás - Vegyszeres mosás, erre azért van szükség, mert az olajat teljes mértékben el kell távolítani a hőkezelés előtt - Szárítás A mosás azért nagyon fontos, mert a szennyezett munkadarabokon a szennyeződés helyén, hőkezelés során ún. lágyfoltosság alakulhat ki.

2.8. ábra MC-1850 V2A mosó

36

2.1.15 Hőkezelés A hőkezelés célja az acél szövetszerkezetének megváltoztatása kedvezőbb tulajdonságok elérése céljából. A ZF Hungária Kft.-nél alkalmazott technológia a betétedzés, amelynek lényege, az alkatrész magjában szívós, míg a felületén kemény kopásálló réteg létrehozása, amely ellenáll a dinamikus igénybevételeknek. Ezt a felületi réteg karbontartalmának dúsításával, s ott marteniztes szövetszerkezet kialakításával érik el. A művelet Aichelin KSGs-2 típusú tolókemencében történik. Ez valamennyi hőkezelő berendezéshez hasonlóan védőgázas, O2 szabályzású rekuperatív sugárzócsöves gázfűtésű, égővezérléses, automatikus hőfok és légkörszabályzású berendezés. A tolókemencékre jellemző, hogy számítógépes vezérlésűek és folyamatszabályozásúak. Az adagtovábbítás automatikus, és az alkatrészeket egy vonalkódos rendszer alapján azonosítják be. Az alkatrészek két párhuzamosan működő szállítószalag viszi az egyes műveletekhez [5]. A betétedzés folyamata 6 műveletre bontható (2.9. ábra): előkészítés → előmelegítés → cementálás → edzés → tisztítás → megeresztés Mosó

Megeresztő kemence Utóhűtő

Olajhűtő kád Előmelegítő

Kezelő

Cementáló 2.9. ábra. KSGs-2 típusú tolókemence működési vázlata [5]

37

2.1.15.1 Előkészítés Előkészítés során a munkadarabokat speciálisan ötvözött hőálló acélból készült hőkezelő rostélyokra helyezik fel. Fontos, hogy a tengelyek ne legyenek egymáshoz túl közel, ne fedjék egymást, mert ezzel rontanák a hőkezelés minőségét [5]. 2.1.15.2 Előmelegítés Az előmelegítés során a munkadarabot lassan, teljes keresztmetszetében az előírt előmelegítési hőmérsékletre, 450±10°C -ig hevítik. A lassú előmelegítés miatt nem lép fel túl nagy feszültség és elvetemedés, ezáltal lehetővé válik a munkadarab repedésmentes edzése. A melegítés időtartama 2 óra [5]. 2.1.15.3 Cementálás és edzés Cementálás során a karbonnak a mechanikai tulajdonságait befolyásoló hatását használják ki. A felhasznált acél jellemezően kis karbontartalmú (~0,1-0,25% C), így az edzett mag szívós lesz. A felületi réteget cementálásnak nevezett művelet során 0,7-0,9% C tartalomra feldúsított felületi réteg a cementálást követő edzéskor keményre edződik [7]. A művelet alatt 930°C felé hevítik a tengelyeket, a felfűtés erre a hőmérsékletre 2 óra alatt történik meg, ezzel a revésedés elkerülhető. A munkadarabokat 10 órán át kell hőn tartani diffúziós közegben ezen a hőmérsékleten. Ez jelen esetben földgázt jelent, ami 935oC-os. A földgáz bediffundál az alkatrész kérgébe kb. 0,9-1 mm mélységben, kopásállóvá és keménnyé téve azt [5]. 2.1.15.4 Lehűtés A következő fázisban a munkadarabot hirtelen lehűtjük az edzési hőmérsékletről. A hirtelen hőelvonás hatására az acélban kemény martenzit kristályok alakulnak ki, az anyag rideggé válik. Ez a folyamat csak a kritikus lehűtési sebességnél gyorsabb lehűtés esetén játszódik le, ezért a hűtőközeg olaj, ami annál lágyabban edz, minél viszkózusabb, ezért alacsony ötvözésű acélok hűtésére jól alkalmazható [5]. 2.1.15.5 Tisztítás Ebben a műveletben mosófolyadékkal megszabadítják az alkatrészeket az olajtól, hogy a megeresztésnél ne okozzon gondot. Majd szárítás következik [5].

38

2.1.15.6 Megeresztés A megeresztést 170oC-on, legalább 2 órás hőntartással végzik, hogy a repedéseket elkerüljék. Majd lassú lehűtés következik. A megeresztés segítségével a szívósság nő, viszont a keménysége csökken. A martenzit ismét perlitté alakul. Annál nagyobb mértékben minél magasabb a megeresztési hőmérséklet és minél hosszabb a megeresztés időtartama [5].

2.11. ábra. Hőkezelési diagram Végül a munkadarab a hűtőalagúton át a szállítószalag végére ér, ahonnan a sörétező géphez tolják a munkadarabot. A hőkezelési diagramot a 2.11. ábra szemlélteti. A hőkezelés egyes technológiai adatait a 2.12.; 2.13. és 2.14. táblázat tartalmazza. Hőkezelés technológiai adatai I.

2.12. táblázat [5]

Technológiai adat

Érték

Felületi keménység

59-63 HRc

Magkeménység

1000 N/mm2

Szenítési mélység

1,00 mm

39

Hőkezelés technológiai adatai II.


Zóna

Hőmérséklet [°C]

+ [°C]

- [°C]

Idő [min]

Előhevítő kemence, 1.zóna

450

50

20

57

Előhevítő kemence, 2.zóna

450

50

10

52

Hevítő zóna

935

30

5

126

1. cementáló zóna

935

10

5

174

2. cementáló zóna

935

10

5

114

Diffúziózóna

850

5

15

71

Olajfürdő

105

5

15

17

Utómosó gép

-

-

-

43

NTO 1. zóna

170

20

10

58

NTO 2. zóna

170

5

10

57

NTO 3. zóna

170

10

10

140

Hűtőalagút

-

-

-

57

KSGs-2 típusú tolókemence adatai


Tolókemence jellemző adatai

Értékek

Bruttó adag tömege

200-220 kg/adag

Nettó adag tömege

150 kg/adag

Kapacitás

750 kg/adag

2.1.16 Sörétezés A művelet célja, hogy hőkezelés után a ráégett revét letisztítsa és a darab felületének keménységét, a kopásállóságát és az élettartamát is növelje, ezáltal az élettartam 20-30%-al növelhető. Lényege, hogy apró szemcséket nagy sebességgel szórnak a munkadarab felületére. A sörétfúvatás típusai: -

Gravitációs sörétezés: egyszerű, de kis termelékenységű eljárás. A felületszilárdító hatása kicsi.

40

-

Pneumatikus sörétezés: nagy nyomású sűrített levegőt használva alakítják a felületet. Közepes termelékenységű eljárás (2-3x nagyobb, mint a gravitációs sörétezésé) és a felületszilárdító hatása is közepes.

-

Mechanikus sörétezés: A sörétet a nagy sebességgel forgó lapátkerékre szórják, ami a munkadarab felületével ütközeti a szemcséket, a ZF Hungáriánál ezt a módszert alkalmazzák. A sörétezés Rotojet gépen történik. A felület szilárdságát befolyásolja a felületnek csapódó sörét nagysága és intenzitása. A ZF Hungáriánál alkalmazott sörétek mérete 0.4-0.6 mm átmérőjű lekerekített acélhuzal, előírt keménysége 610-670 HV. A sörétek mérete folyamatosan változik, ahogyan a felülethez ütődik és kis darabra esik szét. A lefúvatott szemcséket szitán átszűrik és szelektálják. Ami már nem éri el a 0.4 mm-es méretet, azt már nem használják fel újra. Így tudják betartani az előírt szemcseméret. 2.1.17 Központfurat tisztítás A sörétezés során a központfurat felületét óvni kell, mert a további megmunkáláskor ezen keresztül történik a befogás. A DIN 332 B4x8,5 szerint készített furat 60 fokos kúpszöge vesz részt a központosításban, ezért ennek a felületét kell tisztítani. A tengely másik végén lévő menetes furat a központosításon kívül a beépítéskor is fontos funkciót tölt be. Itt a csúcsfészken kívül a menet épségét is biztosítani kell. Ezt egy menetes (M12x1,5) idomszerrel ellenőrzik.

2.1.18 Egyengetés Az egyengetés a hőkezeléskor, illetve a hőkezelés után, a tengelyszerű alkatrészeken kialakult alakváltozások kiküszöbölésére szolgál. A művelettel a radiális ütések csökkennek, így a keménymegmunkáló soron végzett köszörülések tűrései tarthatóak lesznek. Az egyengetés közben a terhelő erők elhelyezkedése 2.12. ábrán látható. A tengelyt két csúcs között megtámasztva rögzítik, majd a két végén egy-egy prizmás tapintóval megtámasztják. Ezután az egyengető gép a tengelyen a Z5 és Z8 felületen az Fh1 és Fh2 erő hatására meghajlítja a tengelyt.

41

2.12.ábra A hajlítóerők elhelyezkedése a tengelyen A művelet során a darabot csúcsok közé fogják és az egyengetni kívánt részeken tapintóval vizsgálják meg a radiális ütés mértékét. Az M-AH 100 RH egyengető gép a mért adatokat feldolgozza és kiszámolja az eljárás végrehajtásához szükséges nyomóerőket. Ezután a hidraulikus prés elvégzi a műveletet.

központosító csúcsok

munkadarab

tapintó tömbök

2.13. ábra M-AH 100 RH egyengető munkatere A művelet során előfordulhat, hogy az egyengetett alkatrész megreped. Ezt a gép érzékelni tudja, és a hibás darabokat 99 százalékos biztonsággal elkülöníti. A

M-AH

100

RH

szerszámgépen

egymástól igencsak

különböző

darabokat

egyengethetnek, ezért az alkatrészeket alátámasztó tömbök, és a felületet vizsgáló tapintók tömbök cserélhetőek.

42

is

2.1.19 Palástköszörülés Köszörüléskor a forgácsoló főmozgást (forgómozgás) a szerszám, míg az előtolás- és fogásmélység-irányú mellékmozgásokat a felület alakjától, a munkadarab méreteitől függően vagy a munkadarab, vagy a szerszám végzi [17]. A palástköszörülés mozgásviszonyai a 2.14. ábrán látható.

2.14.ábra A palástköszörülés mozgásviszonyai A köszörűkorong lényegében egy sok élű forgácsolószerszám, melynek élei - a szemcsék - geometriai szabályosság nélkül helyezkednek el. A köszörűszemcse éle viszont jóval kisebb, mint a szokásos szerszámoké, így rövidebb a működő élhossz; a metszőszögek szemcséről szemcsére változnak és többnyire negatívok; a vágósebesség nagy lehet, mert a szemcsék nem lágyulnak ki [8]. A köszörűkorongok jellemző tulajdonsága önélező képességük. Ennek ellenére a korongokat időnként fel kell újítani. Ezt a műveletet nevezik korongszabályozásnak. A korongszabályozást gyémánttal, gyémántceruzával és gyémántgörgővel végezhetik, nagyobb szemcsemennyiség eltávolításakor szabályozótárcsát alkalmaznak [17].

43

köszörűkorong

munkadarab

szabályozó tárcsa

2.14. ábra Junker QP 5000/40 palástköszörű munkatere

A tengelyen található csapágyazott felületeket palástköszörülni kell. A művelet célja a készajzi méretek (felületi érdesség, átmérők) előállítása. Ennek során a munkadarabot csúcsok közé fogják, ami biztosítja az egytengelyűséget és köbös-bórnitrid bevonatú köszörűkoronggal munkálják meg. A korong a főtengelyhez képest meghatározott szögben van elforgatva. A CNC gép egy felfogásban köszörüli a mindegyik palástfelületet. A művelet technológiai adatait az M-10 számú melléklet tartalmazza.

2.1.20 Fogköszörülés Profilozó eljárással dolgozó CBN-bevonatú tárcsákkal köszörülő KAPP KX-1 fogköszörű munkálja meg a tengely futófogazatait a befejező műveletben. A gép szerszerámfelfogó tüskére több CBN tárcsa fogható fel. A gép CNC vezérlése lehetővé teszi valamennyi munkadarabnál a szükséges fogoldal korrekciók elvégzését A köszörülés két fogásban történik, egy nagyoló és egy simító műveletben. Felfogás két csúcs között, menesztés hidroplasztikus tokmánnyal történik, ezután egy köbös bórnitrid bevonatú köszörűcsigával gördítik össze. Ez a nagyolás. A simítás is egy CBN tárcsával történik, viszont profilozó eljárással. A simító és nagyoló köszörűkorong a 2.15. ábrán látható. A fogköszörülés technológiai adatait az M-09 melléklet tartalmazza.

44

simító tárcsa nagyoló csigakorong

szegnyeregcsúcs

főorsócsúcs

2.15. ábra KAPP KX-1 fogköszörű munkatere Fogköszörű adatai


Teljesítmény

24 kW

Legnagyobb megmunkálható átmérő

280 mm

Maximális fordulatszám

10000 1/min

Szerszám megdönthetőség

+30 / -145

Pontosság minden tengely mentén

0,001 mm

Modul

1...5 mm

Legkisebb megmunkálható fogszám

7

Környezeti hőmérséklet

+15 C ... +38 C

Munkadarabasztal-terhelhetőség

17 kN

Szerszámfordulatszám-tartomány

400...10000 1/min

Szerszám teljes úthossza V-tengelyen

max. 200 mm

Szerszám menetszáma

1...7

2.1.21 Végellenőrzés Az utolsó művelet a végellenőrzési művelet a gyártás során. Nagysorozat gyártásnál a tengely megmunkálása során nincs szükség az összes darab vizsgálatára, ezért csak minden hatodikat veszik ki a gyártósorról és azokat ellenőrzik. A többi 45

darab hibátlanságáért a gépek ismétlési pontossága felel. A művelet során idomszerrel ellenőrzik a tengelyen a kapcsoló fogazatok profilhelyességét, valamint az esetleges felütődéseket eltávolítják. A futófogazat mérésére a Höfler ZP 260 típusú evolvensmérőt használják. A gépben a tengely függőlegesen van elhelyezve két csúcs között. Így biztosított az egytengelyű megtámasztás. Lassú forgatás közben a mérőgép tapintók segítségével megméri a fogfelületet és a vizsgált pontokat összekötve görbét rajzol. Ezt kiértékelve összehasonlítható az előírt és a gyártott felületi érdesség és alakhiba. Amennyiben a minősítés eredménye „nem felel meg” a munkadarabot elkülönítik és vizsgálatra rendelnek a sorozatból több darabot is véletlenszerűen, hogy az esetleges szerszámsérülést kiszűrjék. Ha „megfelel”, akkor egyéni azonosítóval látják el és az alkatrész a MEO-ba kerül. Az ellenőrzéshez szükséges mérőeszközök, készülékek: Evolvens mérőkészülék: A fogprofil ellenőrzésére a Höfler ZP 260 típusú mérőgépet használják a végellenőrzés során. A gép tapintók segítségével különböző pontokon méri meg a fogaskerék kontúrját és ebből egy görbét rajzol, amivel könnyedén kiértékelhető az eredmény.

2.16. ábra [11] Höfler ZP 260 evolvens mérőgép

2.17. ábra [12] Mahr XR 20 típusú érdességmérő

Mahr érdességmérő: A futófogazatok és a köszörült palást felületi érdességének mérésére használják. (2.16. ábra) Tárcsás mikrométer: Többfogméret mérésénél alkalmazzák. Minden evolvens fogazatnál van egy olyan fogpár, amelynek külső fogoldala párhuzamos és távolságuk könnyen mérhető. 46

Tengely ármérő méréséhez is használják a mikronos pontossága miatt. Tolómérő: A hosszméretek méréséhez használják, 0,05 mm pontosságú mérőeszköz. Universaltaster: A tengely radiális ütésének méréséhez használják. A mérőeszközöket a központi mérőszobában hitelesítik. Ezt az ellenőrzést (mérőműszerek esetén) legalább félévente el kell végezni. A mérőszobában a műszerekre ragasztott plakettekről lehet leolvasni a következő hitelesítés hónapját, a színéből az év következik[5].

47

3

Művelettervezés

Az ismert adatokat figyelembe véve szerszámot választok a művelethez, meghatározom a technológiai adatokat, majd a teljesítményszükséglet kiszámítása után megfelelő szerszámgépet választok a művelet elvégzéséhez. A technológiai tervezés célja az általam kiszámított eredmények összehasonlítása a ZF Hungária

Kft-ben

használt

technológiai

adatokkal.

A

számítás

során

alkalmazott

összefüggésekhez a [8] irodalom nyújtott segítséget.

Palástfelület esztergálása A művelet során a munkadarab teljes palástfelületének előesztergálása történik. Cél: a kovácsolási ráhagyás eltávolítása, a műhelyrajzon előírt méretek és felületi érdességek biztosítása. A) Nagyolás A nagyolás a technológiai adatainak meghatározásánál legfőbb szempont a szerszámgép kihasználása, a legnagyobb termelékenység. Nagy fogásmélység és nagy előtolás jellemzi ezt a műveletet. 1. Szerszám választása A szerszám választásnál figyelembe vettem a munkadarab alakját, a megmunkálás típusát és az üzemi adottságokat. Mind a lapkát, mind a késszárat a Sandvik Coromant internetes katalógusából választottam. A választott lapka: CCMT 12 04 08-KR 3210 Lapkai adatai: Megnevezés

3.1. táblázat

Érték

Ábra

Vágó él hossza (L)

12,8959 mm

Lapka vastagsága(S)

4,76 mm

Csúcssugár (r ε)

0,8 mm

Lapka súlya

0,01 kg

Bevésett kör átmérő (iC)

9,525 mm

48

A választott késszár: PCLNR 2020K 09 A késtartó adatai:

3.2. táblázat

Megnevezés

Érték

Szár keresztmetszete (bxh)

20x20 mm

Minimális kés kinyúlás(l 3)

24,2 mm

Működési hossz (l 1)

125 mm

Működési szélesség (f1)

25 mm

Főél elhelyezési szög (κ r)

90°

Ábra

2. Forgácskeresztmetszet meghatározása Nagyolásnál a (q) forgácskeresztmetszetet

a lehető legnagyobbra kell választani. A

megengedhető forgácsoló erő függ: a munkadarabtól, a szerszámtól, a szerszámgéptől és az előírt pontosságtól. A megengedhető főforgácsoló erőt a késszár szilárdsága alapján, [8] irodalom 70. táblázatából választottam ki. Ez az érték: Fc=10496,7 N A főforgácsoló erőből számíthatjuk a forgácskeresztmetszetet az alábbi összefüggés segítségével. Fc = Ks∙q

(3.1.)

ahol Ks : a fajlagos főforgácsoló erő A Ks fajlagos főforgácsoló erő értéke a következő összefüggésből adódik: Ks = (2,5-4,5)∙R m

(3.2.)

Ahol a kisebb tényezők kis szilárdságú, illetve keménységű anyagokra, a nagyobb tényezők a nagyobb szilárdságú, illetve keménységű anyagokra vonatkoznak. A megmunkálni kívánt tengely anyaga: 20MnCr5, ennek szakító szilárdsága: Rm=950N/mm2.

Behelyettesítve a (2.7.) képletbe kapjuk a fajlagos főforgácsoló erőt.

49

Ezután tudjuk a maximális (q) forgácskeresztmetszetet kiszámítani:

A forgácskeresztmetszetből megállapíthatjuk a fogásmélységet és az előtolást. Nagyolásnál a fogásmélységet mindig a lehető legnagyobbra kell választani a maximális termelékenység és a szerszámgép kihasználása érdekében. A fogásmélységet ap=1,5 mm-re, az előtolást pedig f=0,3 mm/ford.-ra választom a szerszámgyártó cég ajánlása és előzetes tapasztalatok alapján ezek a alapján a fogások száma i=2-re adódik. Az

előírt

fogásmélység

és

előtolás

értéke

alapján

az

egy

fogással

leválasztott

forgácskeresztmetszet:

3. Vágósebesség meghatározása A kiválasztott szerszám- és munkadarabanyaghoz, meghatározott éltartamhoz, a számított fogásmélységhez és előtoláshoz meghatározott vágósebesség tartozik. A [8] irodalom 73. táblázata

ajánlásokat tartalmaz vágósebesség értékekre ap=1mm,

f=0,1mm/ford, κ=45° esetén. Viszont, ha a tényleges forgácsolási körülmények eltérnek a táblázatban feltüntetettektől, akkor a vtábl vágósebességet módosítani kell. Ezeket a tényezőket a 74-77. táblázatok alapján választottam ki a meglévő technológiai adatok figyelembe vételével. A valk alkalmazható vágósebesség ezek szerint a következő képlettel számítható: (3.3.) ahol Kf a fogásmélységtől, Ke az előtolástól, Kκ az élelhelyezési szögtől és az éltertamtól függ. A táblázatok alapján választott módosító tényezők:

3.3. táblázat

Módosító tényező

Választott érték

Kf

0,89

Ke

0,74

Kκ

0,81

KT

1,2

50

A vtábl vágósebességet a szerszámgyártó cég ajánlását figyelembe véve választottam vtábl = 480 m/min értékre. Így a tényleges vágósebesség (valk) a módosító tényezőkkel:

Ezek után meghatározom a fordulatszámot az átmérő függvényében. Erre abban az esetben van szükség, ha a gépválasztásnál egyetemes esztergát választunk. Ott forgácsoló sebesség (vc) helyett fordulatszámot állítunk be a gépen.

4. Teljesítményszükséglet meghatározása Az esztergálás teljesítményszükségletét (3.4.) összefüggéssel határozzuk meg. A képletben a vágósebesség ismert, a főforgácsoló erő értékét pedig a (3.5.) képletből számítom: (3.5.) A q értéke és Ks is ismert. Tehát:

Ezek alapján behelyettesítve a 2.9 képletbe:

5. A gép megválasztása és a számított adatok összehasonlítása a gép paramétereivel Az esztergálás elvégzéséhez a Gildemeister CTX 400 típusú esztergagépet választottam. A gép főmotor teljesítménye: 22kW, η=0,85 hatásfokkal számítva a gép hasznos teljesítménye: Tehát a gép elbírja a 9,7 kW teljesítményszükségletet. A beállítható fordulatszám tartomány pedig 10-5000 1/min közé esik, így megfelel a gyártási körülményeknek. 51

B ) Simítás: A simítás célja a nagyolás során a munkadarabon hagyott anyagfelesleg eltávolítása, a méretpontosság betartása és a felületi érdesség előállítása. Ezek a követelmények úgy tarthatók, ha kis forgácsolóerővel (Fc), kis fogásmélységgel (ap) és előtolással (f) dolgozunk. A forgácsolási adatokat hasonlóan határozom meg mint, a nagyolásnál a következő különbségekkel:

1.



nem a maximális forgácskeresztmetszetre törekszünk;



a fogásmélység értéke a simításra ráhagyott;



az előtolást úgy választjuk meg, hogy a kívánt felületi érdességet kapjuk Szerszámválasztás

A simításhoz szükséges lapkát, és késszárat is a Sanvik Coromant internetes katalógusából választottam ki. A választott lapka: DMMG 11 04 04-KF 3215 Lapkai adatai: Megnevezés

3.4. táblázat Érték

Vágó él hossza (L)

7,7519 mm

Lapka vastagsága(S)

4,76 mm

Csúcssugár (r ε)

0,4 mm

Lapka súlya

0,002 kg

Bevésett kör átmérő (iC)

12,4 mm

Ábra

A választott késszár: PDJNR 2020K 11 Késszár adatai: Megnevezés

3.5. táblázat Érték

Szár keresztmetszete (bxh)

20x20 mm

Minimális kés kinyúlás(l 3)

29,7 mm

Működési hossz (l 1)

125 mm

Működési szélesség (f1)

25 mm

Főél elhelyezési szög (κ r)

90°

52

Ábra

2. A forgácskeresztmetszet meghatározása A fogásmélység adott a simítási ráhagyásból, mivel i=1 fogással akarom végrehajtani a műveletet, ezért a fogásmélységet ap=0,35 mm-re választom. Az előtolást úgy kell megválasztanom, hogy a kívánt érdességet kapjuk. A simításnál alkalmazható előtolást a [9] 80. táblázatából választom ki a csúcssugár és az érdesség ismeretében. Mivel az előbb kiválasztott lapka csúcssurgara rε = 0,4 mm, az előírt érdesség pedig Rz=16, így a táblázatból az előtolás értékét f=0,15 mm/ford -ra választom. A fogásmélység és előtolás ismeretében meghatározom a forgácskeresztmetszetet:

A forgácskeresztmetszet és a nagyolásnál kiszámított fajlagos főforgácsoló erő ismeretében megállapítom a főforgácsoló erőt. A megengedhető főforgácsoló erő simításnál 1/10-e a nagyolásnál megengedett erőnek, tehát a számítás során erre figyelni kell. Simításnál a főforgácsoló erő:

A főforgácsoló erő kisebb, mint a nagyolásnál megengedett 10496,7 N, tehát megfelelő. 3. A vágósebesség meghatározása A vágósebesség meghatározását szintén a nagyolásnál megismert (3.3.) képlet segítségével végeztem el: (3.3.)

A táblázatok alapján választott módosító tényezők:

3.6. táblázat

Módosító tényező

Választott érték

Kf

1,1

Ke

0,83

Kκ

0,81

KT

1,04

A vtábl vágósebességet a szerszámgyártó cég ajánlását figyelembe véve vtábl=480 m/min-re választom. Így a tényleges vágósebesség a módosító tényezőkkel:

53

Vágósebesség alapján a fordulatszám:

4. Felületi érdesség meghatározása Esztergáláskor a forgácsolás nyomaként egyenetlenségek keletkeznek, melyek nagymértékben függnek az alkalmazott technológiai paraméterektől ( forgácsolási sebesség, előtolás, fogásmélység), a szerszám jellemzőitől (csúcssugár), illetve a megmunkálás körülményeitől (hűtés, kenés). Az esztergálás során keletkező felületi érdességet a 3.6. összefüggéssel lehet meghatározni. Fontos megjegyezni, hogy ez csak abban az esetben érvényes, ha r ε értéke nagyobb, mint az előtolás fele [14].

3.1. ábra Felületi érdesség r ε szerszámcsúcs sugár esetén[14]

(3.6.) ahol: Ra:: elméleti érdesség, µm f: előtolás, mm rε: szerszámcsúcs-sugár, mm A nagyoló és simító esztergálás technológiai adatait a felületi érdesség a 3.6. összefüggésébe behelyettesítve kapjuk: 54

µm µm Mivel a készrajzon előírt felületi érdességek Rz-ben van meghatározva, ezért a kapott eredményeket még át kell váltani. A közelítő összefüggés:

A tengelyen minden esztergált felület előírt érdessége Rz 63. Az átváltás után látható, hogy a kívánt érdesség már a nagyoló esztergálás során teljesül. 5. A teljesítményszükséglet meghatározása A megismert összefüggés alapján számítjuk a teljesítményszükségletet (3.5.) képlet alapján:

ahol

, tehát ezek alapján a teljesítményszükséglet:

Az alkalmazott esztergagép a simításnál is ugyanaz, mint a nagyolásnál választott, mivel a teljesítményszükséglet kevesebb, így a szerszámgép megfelelő. Köszörülési technológia tervezése Általános palásköszörülési technológiára végzem el a számításokat egy jellemző átmérőre a tengelyen. Először köszörűkorongot választok a munkadarab anyaga és a termelékenység függvényében, majd a [9] irodalom segítségével meghatározom a műveleti utasításhoz szükséges technológiai adatokat. Az eljárás két lépésben, egy nagyoló és egy simító fogásban történik. Természetesen a tengely többi átmérőjére is ugyanilyen módon kell kiszámítani forgácsolási adatokat. A művelet célja: a készrajzon előírt névleges méret előállítása a kívánt felületi érdességet betartva.

55

Technológiai adatok meghatározása Köszörüléshez a korong jellemzőit figyelembe véve választom ki a technológiai adatokat. A munkadarab anyaga és a köszörűkorong átmérőjének ismeretében a 146. táblázat ajánlásokat tesz maximális korongsebesség (v k) és sebességi viszony (q) értékére. Betétben edzett acél, valamint Dk=420 mm korongátmérő esetén vk=30 m/s és q= 2,4 viszonyszámmal kell a munkadarab főmozgásának sebességét kiszámolni a (3.10.) összefüggés segítségével. A behelyettesítés után kapjuk, hogy:

A kerületi sebességekből a korong, illetve a munkadarab fordulatszáma könnyen számítható, de ezeket a 147. táblázat már szabványos átmérőkre vonatkoztatva tartalmazza.

nk = 1450 Mivel vf dimenziója m/min, ezért nf értékét osztani kell 60-nal.

Az ap fogásmélység értékét szintén táblázatból (148.tábl.) választom ki a köszörülendő átmérő és a tengely anyaga függvényében. Dm=60 mm munkadarab-átmérőig a [9] irodalom ap= 0,020...0,030 mm értéket ajánl. A köszörűkorong f oldalelőtolását a munkadarab egy fordulatára 149. táblázatból választom. Ennek értékét a köszörült átmérő és a korongszélesség befolyásolja. Edzett acél és D m=60 mm munkadarab-átmérő felett a tengelyirányú előtolás

56

ahol B: a köszörűkorong szélessége Mivel a palástköszörüléshez kúpos korongot használnak, ezért a munkadarabbal érintkező rész hosszát a kúpszög ismeretében kell meghatároznom.

3.1.ábra Forgácsoló szélesség kúpos köszörűkorongnál b: a korongszélesség; α: kúpszög

Tehát a munkadarab fordulatonkénti előtolás értéke:

A köszörülés teljesítményszükségletének meghatározása A köszörülés forgácsolási teljesítményszükségletének általános képlete: (3.11.) ahol k = fajlagos forgácsoló erő, N/mm2 V = percenkénti leköszörült anyagtérfogat, mm 3/min A leválasztott anyagtérfogat meghatározásához a következő összefüggésre van szükség:

57

A 3.12. képletbe helyettesítés után kapjuk:

k értékére Bálint Lajos könyve ajánlásokat tesz. Jól szabályozott, normális körülmények között dolgozó köszörűkorong esetén: k = 4410 N/mm2 (Fontos megjegyezni, hogy rosszul gondozott korongoknál, kedvezőtlen viszonyok között azonban k értéke akár ennek ötszöröse is lehet.) Tehát a teljesítményszükséglet a 3.11. összefüggés alapján: (3.12.) A palástköszörülés elvégzéséhez KNUTH RSM 750 típusú német gyártmányú köszörűgépet választottam. A gép főmotor teljesítménye: 5,5 kW, η=0,85 hatásfokkal számítva a gép hasznos teljesítménye: Tehát a gép elbírja a Ff = 3,54 kW teljesítményszükségletet. A beállítható szerszámfordulatszám-tartomány pedig 400-10000 1/min közé esik, így megfelel a gyártási körülményeknek. Köszörüléskor fellépő erők számítása Palástköszörüléskor fellépő F f főforgácsolóerő számításához a 3.13. képletet kell alkalmazni. (3.13.) ahol k: a fajlagos forgácsolási ellenállás; N/mm2 ap: fogásmélység; mm f: tengelyirányú előtolás a munkadarab egy fordulatára; mm/ford. vf: a munkadarab főmozgásának sebessége; m/min vk: a köszörűkorong kerületi sebessége; m/min Tehát a behelyettesítés után kapjuk, hogy

58

A korongra, illetve a munkadarabra ható erők meghatározásához figyelembe kell venni a Fs sugárirányú, valamint a Ft előtolásirányú erőket is (3.2.ábra).

3.2. ábra A forgácsolóerők köszörülésnél Ft értéke általában annyira kicsi, hogy elhanyagolható, Fs = (1...3)Ff Tehát a sugárirányú erő megközelítőleg Fs = 19,3...57,9 N között van. F eredő erő meghatározásához is közelítő összefüggést használok Bálint Lajos könyve alapján.

Mivel a számítások során is közepes értékeket vettem fel (az i=1 fogás miatt), ezért a munkadarab és a gép lehajlásainál figyelembe veendő F eredő erő meghatározásánál is a szorzótényezőt 2,5 értékre veszem fel. Behelyettesítve kapjuk:

Megjegyzés: Az üzemben a köszörűforgács vizsgálata a legbiztosabb módszer a köszörülés helyességének ellenőrzésére. Addig kell a korong minőségét, a technológiai adatokat és a hűtőfolyadékot változtatni, amíg helyes forgácsalakot kapunk [8].

59

A fejezet összefoglalása Az kiszámított technológiai adatok néhol eltérnek a ZF Hungária Kft-ben alkalmazottól. Ennek oka az, hogy Bálint Lajos könyve óta a köszörülési technológia rengeteget fejlődött, mind a gépek pontossága, mind a köszörűkorong-anyagok terén. Az általam számolt értékek inkább tájékoztató jellegűek, használatuk nem lenne termelékeny a mai körülmények mellett. A alkalmazott szerszámgép felépítéséből adódóan a köszörüléskor fellépő erők nagysága és iránya is eltér az itt meghatározottaktól. Fogazott felületek technológiai tervezése A fogmarás tervezéskor kiszámítom a technológiai adatokat a V2-es futófogazat gyártásához. A fogaskerék adatainak ismeretében marási technológiát tervezek, meghatározom a forgácsoló sebesség és előtolás értékét, a leválasztott forgácsmennyiséget, majd a teljesítményszükséglet ismeretében szerszámgépet választok. A gépen beállítandó forgácsolási adatokat a M-06 számú műveleti utasításban foglaltam össze. A művelet során a Z4 jelű felületre történik a fogmarás. Célja a hatodik sebességfokozat futófogazatának előállítása. Mivel a marás itt csak nagyoló műveletként használható, ezért az előírt felületi érdesség betartásához még befejező műveletként fogköszörülésre van szükség. A tervezés során csak erre a fogazatra végeztem el a számításokat, a többi fogmarás technológiai tervezését is hasonló módon kell elvégezni, így attól eltekintek. A tervezett fogazat adatait a 3.7. táblázat tartalmazza. 3.7.táblázat

V2 fogazat adatai: Megnevezés

Érték

Modul

m=1,86

Fogszám

z=26

Kapcsolószög

α=30°

Fogferdeség

βfogf.=26°30’

Fogirány

bal

A maró forgástengelye nem párhuzamos a munkadarab tengelyével, meghatározott szögben van elfordítva. Ennek mértéke függ lefejtő maró menetemelkedésétől és az elkészítendő fogazat fogferdeségétől.

60

A maró menetemelkedése: β menet= 2°46’ Tehát az elforgatás szöge: β menet+ βfogf. = βelforg. βelforg.= 2°46’+ 26°30’ = 29°16’ A teljesítményszükséglethez, majd a szerszámgép választáshoz előbb meghatározom a forgácsoló erőt és forgácsoló sebességet. (3.6.) ahol: Fc : forgácsoló sebesség irányú erő, k c a fajlagos forgácsoló erő; ae a fogásmélység értéke milliméterben; fz a fogankénti előtolás; bw a megmunkálandó fogazat szélessége; z a maró fogszáma és d a maró átmérője. A fogásmélység értéke pontosan a fejkör és lábkör különbségének fele, mert egyetlen fogással dolgozunk. (3.7.) A dk és df meghatározásához a [16] irodalomból használok összefüggést. Kompenzált fogazat esetén a fogaskerék fejkör átmérőjét a profileltolási tényező ismeretében tudjuk kiszámolni. Ennek értéke a fogazat méretezésekor adódik: x=2,1424 mm (3.8.) A 3.8. egyenletből látható, hogy da értéke függ még az alkalmazott modultól és fogszámtól. Ezeket a 3.7. táblázatból felhasználva adódik a behelyettesítés:

A dk számításához hasonlóan d f értéke is ugyanúgy a modultól, a fogszámtól és a profileltolási tényezőtől függ, viszont itt a 3.9. képletet kell alkalmazni. (3.9.) Tehát a lábkör átmérője:

Így már a fogásmélység értékét a 3.7. képlet segítségével számíthatjuk.

61

A fogankénti előtolás pedig acél munkadarab esetén a [8] 135. táblázata alapján fz=0,02mm/fog A [8] irodalom 181. ábrájából k c értékét az anyagminőség és a közepes forgácsvastagság(h) függvényében lehet leolvasni. (3.10.) ahol: -

fz: fogankénti előtolás [mm/fog]

-

ae: fogásmélység [mm]

-

i: forgácsolási ív hossza [mm]

Mivel az összefüggésben i ismeretlen, ezért a (3.11.) képletre van szükség a meghatározásához. (3.11.) Behelyettesítés után: = 26,86 mm Tehát a közepes forgácsvastagság:

Ötvözött acélhoz és 200µm közepes forgácsvastagsághoz tartozó fajlagos forgácsoló erő kc = 4120 N/mm2 A maró külső átmérője d=120 mm [5]. Ezek után behelyettesítve a 3.6. képletbe kapjuk:

Az előtolás sebességének meghatározásához a (3.12.) összefüggésre van szükség, ahol az fz, ,valamint z értéke ismert már az előző számításból, a fordulatszámot pedig a [5] irodalomból használtam fel. Tehát a behelyettesítés után:

A fordulatszám és maróátmérő ismeretében a forgácsoló sebesség már könnyen számítható a 3.13. összefüggés segítésével. 62

(3.13.) Az ismert adatokat behelyettesítve kapjuk:

A forgácsoló erő és sebesség függvényében a teljesítményszükséglet:

A szerszámgép megválasztása A fogmarás elvégzéséhez az S200-T CDM típusú fogmaró gépet választottam. A gép főmotor teljesítménye 15kW, ezért még η=0,85 hatásfokkal számolva is elbírja a 2,3kW teljesítményszükségletet. A beállítandó fordulatszám pedig a gépen állítható tartomány 11- 480 1/min közé esik, így megfelel a gyártási körülményeknek. Gépi főidő meghatározása Lefejtő marásnál gépi főidőnek nevezzük azt az időt, ami alatt a gép a fogazat forgácsolását elvégzi. Értékét ugyanazon szerszámgépen a maró fordulatszáma vagy a fogankénti előtolás értékének növelésével tudjuk csökkenteni. Kiszámítása a 3.14. összefüggés segítségével történik. (3.14.) ahol - i: a fogások száma; 1 - z: fogazat fogszáma; 26 - L: fogazat szélessége; 29,6 mm - fz: a maró előtolása; 0,02 - n: szerszámfordulatszám; 110

Az adatokat a 3.14. képletbe helyettesítve kapjuk, hogy a megmunkáláshoz szükséges idő:

63

Megmunkált felületetek érdességének összehasonlítása A forgácsoló megmunkálásoknál létrehozott felület érdességét nagyszámú tényező befolyásolja: a képződő forgács típusa, a szerszám élgeometriája, a munkadarab anyaga, az alkalmazott forgácsolási paraméterek, hűtő-kenő anyagok alkalmazása. A tényleges érdesség azokból az egyenetlenségekből áll, melyek a megmunkált felületen a szerszám csúcsának áthaladása után visszamaradnak [1]. A különböző megmunkáló technológiák eltérő felületi érdességeket eredményeznek. Határozott élgeometriájú

szerszámmal egyenletes, periodikus

felületet kapunk, míg

határozatlan élgeometria (köszörűkorong) esetén a felület nem lesz egyenletes. Ennek a tengelyen fontos szerepe van. A köszörült felületek mindegyikén kétsoros görgős csapágy tűgörgői futnak, amiknek elengedhetetlen a tökéletes kenés. Ez viszont csak úgy biztosítható ha az olaj az egyenetlen felületen meg tud kapaszkodni, ezzel összefüggő olajréteget képezve. A

köszörülési

technológia

számos

hátrányai

(kis

termelékenység,

gyakori

szerszámszabályozás, nagy hűtőfolyadék igény) ellenére a kialakított felületi érdesség miatt nélkülözhetetlen marad. Hengerelt fogazat felületi érdessége a hengerlő kerék felületétől függ. A fogazat képlékeny alakítással készül, ezért fogazó szerszám alakhibája öröklődik a munkadarabra is. Mivel hengerléssel kapcsolófogazatot készítünk, így nincs szükség befejező megmunkálásra és a felület érdessége funkcionális szempontból lényegtelen. 16 14

12 10 Ra(µm)

8

15

14

14

6 4

7 5

2

0,63

0 Mart

Vésett

Esztergált (nagyolt)

Esztergált (simított)

Hengerelt

3.3.ábra A megmunkált felületek jellemző érdességei 64

Köszörült

A 3.3.ábrán jól látható, hogy míg marásnál a felület átlagos érdessége a 15µm-t is eléri, míg hengerlésnél csak 5µm. Természetesen a technológiák kiválasztásának számos szempontja van az előállított felületi érdességen kívül, de könnyen belátható, hogy a képlékenyen alakított fogazat átlagos érdessége a harmada a forgácsolténak. Azt is jól szemlélteti a diagram, hogy a simító esztergálás felére csökkentette az Ra értékét a nagyoláshoz képest a köszörülés pedig még a simítási érdesség tizedére.

65

4

Összefoglalás Intézeti szám: 2014-GYT-26-BT

A 6S-450 típusú gépkocsi sebességváltó főtengely korszerű gyártási tervének kidolgozása Feladatom az egri ZF Hungária Kft. által gyártott 6S 450 típusú sebességváltóba épített 1364-304-066 rajzszámú főtengely korszerű gyártástechnológiai tervezése. Az első fejezetben ismertettem a sebességváltók működését, a velük szemben támasztott követelményeket és feladatait. Részletesen bemutattam a ZF Hungária Kft. által gyártott 6S 450 típusú sebességváltó működését. Elvégeztem a főtengely funkcionális elemzését. Megvizsgáltam a tengelyen lévő szinkrontárcsák szerepét, a csapágyazott felületek elhelyezkedését, valamint a fogazatok funkcióját. A második fejezetben kidolgoztam a tengely megmunkálásának technológiai folyamatát. Meghatároztam a gyártás tömegszerűségét, ami nagysorozatgyártás, valamint a szervezés típusát, ami csoportrendszerű gyártás. Megállapítottam, hogy a szilárdsági szempontból megfelelő előgyártmány a kovácsdarab, majd kiszámítottam a szükséges ráhagyásokat. Három különböző műveleti sorrendterv felállítása után a termelékenységet, pontosságot és gazdaságosságot figyelembe véve kiválasztottam a legkedvezőbbet és erre végeztem el a technológiai tervezést. Elkészítettem az ábrás műveleti sorrendtervet, valamint a műveleti utasításokat a technológiai adatokkal, ezek az M04-10 számú mellékletekben találhatóak. Fogmarásra, köszörülésre és esztergálási technológiát terveztem. Esztergálásnál nagyoló és

simító

műveletek

alkalmazásával

számítottam

ki

a

technológiai

adatokat.

Szerszámkatalógusból lapkát és késszárat választottam. Végül a különböző műveletek által előállított felületi érdességeket összevetve megállapítottam, hogy a tengelyen lévő előírások betarthatóak. A feladat kidolgozása során használtam a korszerű gyártó és ellenőrző eszközöket. AutoCAD rendszer segítségével elkészítettem a szükséges rajzokat, valamint NX 8.0 programmal megrajzoltam a kovácsolt-, előesztergált-, és a kész alkatrész 3D-s modelljét. Mályi, 2014. november 20. ..........................................................

66

5

Zusammenfassung Lehrstuhlnummer: GYT-2014-26-BT

Moderne Erzeugungsplanarbeit der Hauptwelle des Schalthebels des Kraftfahrzeugtypes A 6S-450 Meine Aufgabe war die moderne Erzeugungsplanarbeit der in den Schalthebeltyp 6S 450 eingebauten Hauptwelle mit der Zeichennummer 1364-304-066, die von der ZF Hungária GmbH in Eger hergestellt wird. In dem ersten Abschnitt habe ich den Mechanismus und die Aufgaben des Schalthebels dargestellt. Ich habe den Mechanismus des von der ZF Hungária GmbH hergestellten Schalthebeltypes 6S 450 detailiert präsentiert. Ich habe die Hauptwelle funktionell analysiert. Ich habe die Synchronscheiben, die an der Welle zu finden sind, geprüft. In dem zweiten Abschnitt habe ich die technologische Bearbeitung der Welle beschrieben. Ich habe sowohl den Umfang der Produktion (Großserienfertigung) als auch den Typ der Organisation (Gruppenfertigung) definiert. Ich habe festgestellt, dass der entsprechende Rohteil das Schmiedestück ist, dann habe ich die nötigen Zugaben gerechnet. Nachdem ich drei verschiedene operative Reihenfolge aufgestellt hatte, wählte ich die günstigste aus und fertigte ich eine technologische Planung. Ich habe die operative Reihenfolge mit Illustrationen und die operativen Weisungen mit den technologischen Daten erstellt; diese sind in der Beilage M04-10 zu finden. Ich habe eine Drehtechnologie für Grobbearbeitung und Glättung geplant. Ich habe aus einem Werkzeugkataloge die entsprechenden Ersatzteile ausgewählt, dann habe ich anhand der genannten Daten die nötigen technischen Parameters festgestellt. Nach der Bestimmung des Leistungsbedürfnisses

habe

ich

eine

Werkzeugmaschine

gewählt.

Ich

habe

auch

Zahnradschleifmaschine gewählt. Zuletzt habe ich anhand der Oberflächenrauheit, die von den verschiedenen Operationen entstanden ist, festgestellt, dass die Vorschriften an der Welle eingehalten werden können. Während der Ausarbeitung habe ich die modernen Produktions- und Kontrollgeräten benutzt. Mit Hilfe von AutoCAD System habe ich die nötigen Zeichnungen gefertigt und mit Hilfe des Programmes NX 8.0 habe ich das 3D-Modell des schmiedeten, des vorgedrehten und des fertigen Ersatzteiles gezeichnet. Mályi, den 20. november 2014 ............................................................

67

Irodalomjegyzék [1] Dudás Illés: Gépgyártás-technológia II., Műszaki Könyvkiadó 2007 [2] Dr. Szabó László: Süllyesztékes kovácsolás http://www.uni-miskolc.hu/~wwwfemsz/kov3.htm

letöltve: 2014.10.05.

[3] http://www.lezo.hu/szerkezettan/hajtas/eroatvitel/sebvalto/egyszeru/egyszeru.html letöltve: 2014.10.05. letöltve: 2014.09.20.

[4] www.zf.com [5] ZF Hungária Kft, Belső üzemi dokumentáció, Eger, 2013.

[6] Dr. Dudás Illés: Gépgyártástechnológia I., Miskolci Egyetemi Könyvkiadó, 2000. [7] Tisza Miklós, Balogh András, Sárvári József, Schaffer József: Mechanikai technológiák, Miskolci Egyetemi Kiadó, 2003. [8] Bálint Lajos: Forgácsoló megmunkálás tervezése, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1958. [9] http://www.bgk.uni-obuda.hu/ggyt/targyak/seged/bagfs15nnb/05.pdf letöltve:2014.10.28. [10] Dr. Dudás Illés: Gépgyártástechnológia III., Miskolci Egyetemi Könyvkiadó, 2000. [11]http://www.geiger germany.com/store/store.php?action=showdetail&itemid=539204 letöltve: 2014.11.06. [12] http://www.simwork.com.my/product/marsurf-xr-20-marwin/ letöltve: 2014.11.06. letöltve: 2014.11.10.

[13] http://mmfk.nyf.hu/heg/1fej/1fej.htm

[14] http://anyagokvilaga.hu/tartalom/2007/jun/4_FarkasG_Anyagok_vilga_2007[2].pdf letöltve: 2014.11.12. [15] Dr. Erney Györy: Fogaskerekek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. [16] Ungár Tamás-Vida András: Segédlet A Gépelemek I-II. kötetéhez, Miskolci Egyetemi Könyvkiadó, 1984 [17] http://www.uni-miskolc.hu/~wwwfemsz/forg5.htm

68

letöltve: 2014.11.12.

A 6S-450 típusú gépkocsi sebességváltó főtengely korszerű gyártási tervének kidolgozása

Recommend Documents