DIPLOMATERV FELADAT. Hajtómű tengely gyártástervezése. Szám: 2014-GYT-1-MT. MISKOLCI EGYETEM Gépgyártástechnológiai Tanszék Miskolc-Egyetemváros

MISKOLCI EGYETEM Gépgyártástechnológiai Tanszék Miskolc-Egyetemváros

DIPLOMATERV FELADAT Hajtómű tengely gyártástervezése

Szám: 2014-GYT-1-MT

Készítette: Neptunkód: Dátum:

Rácskai Milán D8WHEF 2015.01.20.

MISKOLCI EGYETEM GYÁRTÁSTUDOMÁNYI INTÉZET

Tartalomjegyzék Bevezetés ............................................................................................................................... 3 1

2

Alkatrész ÉS gyártmány ismertetése .............................................................................. 5 1.1

Alkatrész bemutatása .............................................................................................. 5

1.2

Protos 2C cigarettagyártó gép ismertetése .............................................................. 7

1.3

Cégismertetés ........................................................................................................ 11

Technológiai folyamat előkészítése .............................................................................. 15 2.1

A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása ................................................... 15

2.2

A gyártás tömegességének és szervezési típusának meghatározása ..................... 16

2.3

Az alkatrész funkcionális és technológiai helyességének elemzése ..................... 17 Az alkatrész igénybevétele ............................................................................ 21

2.3.1 2.4

Helyesbített műhelyrajz és az alkatrész geometriai modelljének elkészítése ....... 25

2.5

Az előgyártmány fajtájának, az előgyártás módjának kiválasztása ...................... 26

2.6

Ráhagyások műveleti méretek és tűrések ............................................................. 27

2.6.1

Egy művelet ráhagyása .................................................................................. 27

2.6.2

Műveleti méretek ........................................................................................... 27

2.6.3

ø40 h6 ráhagyásának számítás....................................................................... 28

2.6.4

Hossz ráhagyás .............................................................................................. 31

2.7 3

Előgyártmány rajzának elkészítése kovácsolt előgyártmány esetén ..................... 33

Technológiai folyamat tervezése .................................................................................. 36 3.1

Technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása ............................................. 36

3.2

Globális műveletek képzése .................................................................................. 42

3.3

Globális műveletek sorrendjének felállítása ......................................................... 44

3.4

Globális műveletek felbontása optimális műveletelem koncentrációjú folyamat

szakaszokra....................................................................................................................... 47 4

Műveleti sorrendterv ..................................................................................................... 50

-1-


5

6

Munkadarab simító és félsimító megmunkálása (4. művelet) ...................................... 51 5.1

Megmunkáló gép ismertetése ............................................................................... 51

5.2

Ráhagyás leválasztási terv .................................................................................... 52

5.3

Műveletelemek sorrendje ...................................................................................... 54

5.4

Szerszámválasztás ................................................................................................. 54

5.5

Technológiai adatok ellenőrzése számítással ....................................................... 54

5.6

Mérőeszköz választás ........................................................................................... 60

5.7

A megmunkálás norma idejének kiszámítása ....................................................... 62

5.7.1

Előkészítési és befejezési idő meghatározása ................................................ 62

5.7.2

Darabidő meghatározása................................................................................ 64

5.7.3

Normaidő meghatározása .............................................................................. 67

Gyártmány szerelése ..................................................................................................... 68 6.1

Szerelési családfa .................................................................................................. 68

6.2

Szerelvények összeszerelése ................................................................................. 71

6.2.1

E1 és E3 előszerelése ..................................................................................... 71

6.2.2

E2 szerelése ................................................................................................... 73

6.2.3

E4 szerelése ................................................................................................... 76

6.2.4

E5 szerelése ................................................................................................... 77

6.2.5

E6 szerelése ................................................................................................... 78

Összefoglaló ........................................................................................................................ 81 Summary.............................................................................................................................. 83 Melléklet .............................................................................................................................. 85 Irodalomjegyzék .................................................................................................................. 86

-2-


BEVEZETÉS A feladat kiírásomnak megfelelően egy hajtómű tengely gyártását kell megterveznem, majd a szerelési egységbe történő építéshez szükséges tevékenységeket, dokumentációkat dolgozom ki. A szakdolgozatom megírásakor törekedtem a korszerű számítógépes programok, dokumentációk, adatbázisok használatára. Az alkatrészem legyártásakor figyelembe vettem a témaadó cég gyártóbázisát és gyártási, technológiai feltételeit. Egyes részeknél a cégnél rendelkezésre álló tapasztalati adatok felhasználásával, kiegészítésével végeztem el a feladataimat. Reményem szerint ezzel némi betekintést nyújtok az alkatrészem gyártásának az üzemi körülmények között történő gyakorlatáról is. Sok helyen eltértem a gyakorlatban alkalmazottaktól, és korrekciókat végeztem. Jól lehet a sokszínű, széles gyártási felhasználás miatt kerültek bele ezek a megoldások, én még is elhagytam vagy módosítottam a gazdaságosság és az egyszerűsítés miatt. Így következetes és megalapozott folyamaton tudtam végigvinni a szakdolgozatom tárgyát. Az első részben pár sorban ismertetem a céget, ahonnan a szakdolgozati témát kaptam. Bemutatom a tengelyem és a gyártmányt amiben ellátja funkcióját. A gyártmány működését is közlöm. Vázolom a részegységeket, melyekkel összeszerelik a tengelyt, mielőtt bekerülne a gyártmányban a végleges helyére. A második részben megvizsgálom a tengelyem funkcionális és technológiai helyességét. Meghatározom a gyártás tömegességét, a tengely igénybevételét. Szilárdsági számításokkal ellenőrzöm a veszélyes keresztmetszetet. Az eddig vizsgáltak alapján meghatározom az előgyártmány fajtáját és konstrukciós változtatásokat teszek az alkatrészen, majd elkészítem a helyesbített műhelyrajzát. Elvégzem a ráhagyási számításokat és ezek alapján meghatározok egy helyesbített előgyártmányt. A harmadik részben a technológiai folyamat tervezésében globális csoportokba rendezem a felületeket és így a felületek kialakításáért felelős műveleteket. Végül a globális műveletek sorrendjét is meghatározom. A negyedik részhez elkészítem a harmadik rész – globális műveletek felépítése – alapján a műveleti sorrendtervet. -3-


Az ötödik részhez elkészítem egy művelet részletes dokumentációját. Az utasításhoz kapcsolódóan ismertetem a ráhagyás leválasztási tervet, műveletelemek sorrendjét, szerszámválasztás menetét, eredményét, technológiai adatok választását, ellenőrzését. Kiszámolom a művelet normaidejét és mérőeszközt választok. A hatodik részben elkészítem a szerelési családfát és a szerelési utasítást. A szerelés lépéseit külön ismertetem az általam készített CAD rajzokkal.

-4-


1

ALKATRÉSZ ÉS GYÁRTMÁNY ISMERTETÉSE

1.1 Alkatrész bemutatása . Az alkatrészem a 30 FC 2-4 rajzszámú tengely (lásd 1. ábra) egy úgynevezett átadódob meghajtásáért felelős. Az átadódob egy több fogaskerékből álló hajtóműbe (TE – egység) van beépítve. A dobok a cigaretták szállítását végzik a rajtuk található vákuumvájat segítségével (lásd 2. ábra). A cigaretta filterek rendszerint nem tesznek meg egy egész fordulatot a dob körül, nagyrészt fél fordulat után átadódnak a következő dobra. A fordulatok közben a filteren elvégzik a cigaretta gyártás egy-egy lépéseit, eljutva így a kész cigarettához. Egyes műveletek, amiket a cigaretta dobok közötti filter és cigaretta átadáskor elvégeznek a következők: vágás, töltés, ragasztás, vasalás, szétválasztás, forgatás, ellenőrzés, selejtezés.

1. ábra: Szakdolgozat téma

A tengely úszó–vezető csapágyazással van ellátva az „A” és „B” bázisoknál. Ezekre a bázisokra nézve teljes radiális ütés és teljes homlok ütés van előírva 1-1 helyen (kúpon és a tengelyvállon) a kapcsolódó alkatrészek helyes illeszkedése miatt. A kúpos részhez illeszkedik a fogaskerék, ahonnan a meghajtást kapja a tengely. A tengelyvállon egy karima található, ami a dob forgatásáért felelős. A kis érdességgel ellátott „drallfrei” felületeken helyezkednek el a tömítő elemek, ezeknek a felületeknek perdületmentesnek kell lennie. A nem megfelelően sima és/vagy nem perdületmentesített felületnél könnyen olajkilépés jöhet létre a tömítő elemeknél. A tömítések helyén ezért szigorú előírások vonatkoznak az alkatrészen.

-5-


2. ábra: Cigarettákat szállító dob (1)

A tengely az úgynevezett E-kuplunghoz kapcsolódik. A magasabb rendű egységek, amelyek az alkatrészt (tengelyt) tartalmazzák az 3. ábrán láthatók. Az E-kuplung egy „X” elnevezésű alkatrész csoportba tartozik. A mellékletben megtalálható (M1) az előbbi csoportnak az alkatrészei, robbantott nézetben. Az „X” csoport a TE- egységhez vagy más néven a Zwischen- modulhoz (közép modulhoz) kapcsolódik. A TE- egységet a gyártmánnyal – a Protos 2C-vel – szerelik össze. Az elektromos motor által – bolygómű segítségével– hajtott tengely forgása fogaskerekekkel adódik tovább a többi részegységhez, végül meghajtja a 30 FC 2-tengelyet és így az átadódobot is. A TE- egységről a meghajtás tovább adódik fogaskerékkel a Protos 2C további egységeihez, kerekeihez. A következő fejezetben bemutatom a gyártmány működését.

-6-


3. ábra: Tengely egységcsoportjai

1.2 Protos 2C cigarettagyártó gép ismertetése A gyártmány neve: Protos 2C. A berendezés, szűrővel ellátott cigarettákat készít mintegy 12000 darabot percenként. A 4. ábrán látható a gyártmány elől nézete. A 8-as számozású az átadódob részegység, az E-kuplung, amiben a szakdolgozatomhoz választott alkatrész található. A 4. ábra segítségével szemléltetem a dohány útját, így megérthető a gép működése. Maga a Protos 2C gép készíti a cigarettákat, vagyis a bejövő dohány törzsekből (dohány rudakból), papírból és filterből kész cigarettát készít. Mind a dohányt, mind a papírt, illetve a filtert méretre kell előtte vágni. A dohányt mielőtt a Protos 2C-be kerülne még számos kisegítő gép, berendezés segítségével kezelik, szárítják, ízesítik, darabolják, rázzák, illetve válogatják. Ezekhez más és más gép, berendezés tartozik, amik ismertetésére nem térek ki. A papír illetve a filter méretre vágását a Protos 2C gép maga végzi. A filter hossza kb. 10-15 cm-es rudak formájában érkezik. Ezeket vágja méretre, ami változhat megrendeléstől illetve beállítástól függően. A filter beérkezése, kezelése és vágása a filter

-7-


magazinban (37,38,39,40,41,42) történik. A 42-es dob adja át a filtert a 12-es keverődobnak ahol a dohány törzshöz adódik.

4. ábra: Protos 2C- elől nézet

A cigarettapapír nagyobb darabokban, felcsévélve érkezik, majd a gép méretre vágja azt. A papír méretre vágását és vezetését a 28,29, 30,31,32 dobok illetve elemek látják el. A papír hőre lágyuló ragasztóval van ellátva. A méretre vágott papír a 13-as tüskésdobban adódik a dohányhoz. A tüskésdob vájatai körül – ekkor a vájatban már dohány és filter szállítása történik - tüskék találhatók. Ezekbe a tüskékbe kapaszkodik fel a papír, így az nem csúszik el. A papírt ezután a vasaló villa segítségével (15) rávasalódik a dohányra és a filterre. A vasalót a vasalás érdekében 60 OC fölé fűtik. Vasaláskor a cigaretta elválik a vájatról a vasalóban lévő kiemelő segítségével, ami „alányúl” és kiszedi a cigarettát. Ekkor a cigaretta végiggördül a vasaló fűtött felületén. A villa után található fogasdob visszavezeti a vákuumvájatba az immár papírral ellátott, ragasztott cigarettát. A dohány először a TE- egységbe érkezik. A dohány a dobokon található vájatokban, vákuum segítségével halad. A dohány ide már készen érkezik úgynevezett dohány törzs formájában. A 3-as fogadja a dohány törzset, ami aztán átadja a 4-es

-8-


dohánytörzs vágódobnak. Itt két darabra vágja a törzset az 5,6 dohányvágó segítségével. Az immár két részből álló dohány átadódik az úgynevezett 7-es terpesztőnek. Ez széthúzza a két dohányt, eltávolítja egymástól a két törzset. A vájatban így már elkülönülve két dohánytörzs mozog. Ezek a törzsek a 8-as átadódob segítségével (ezen a dobon található a szakdolgozatomban témája, a 30 FC 2-es tengely) a 12-es adagoló dobban megkapják a filtert. A filter a két törzs között helyezkedik el. Miután a papírt is megkapta a cigaretta a 17-es átadódob után a 18-as vágódob a 19-es kés segítségével elvágja középen a filtert. A késnek manuálisan állítható 20-as köszörűje, élezője van. Innentől már 2 kész cigaretta található egy vájatban. Ismét egy 21-es átadódob után, a 22-es forgatódob egy irányba rendezik a cigarettákat az egyszerűbb szállítás érdekében, mivel eddig a filteres részük volt középen. A gép leellenőrzi a kész cigarettát a 23-as vizsgáló dob segítségével. Itt tömörséget néz többek között, levegő segítségével megfújja és figyeli az ellenállását, áteresztő képességét. A hibás darabokat a 25-ös kidobódob segítségével távolítja el. A leesett darabokat rekeszekbe gyűjtik, de kérés esetén a berendezés futószalag segítségével oldja meg az összegyűjtést. A 25-ös alatt található az érzékelő, a vizsgálófej (nincs beszámozva). A hibátlan darabok a végkihordó egység után (50, 51, 52, 53, 54, 55) adódik tovább a következő gépnek. A Protos 2C után helyet foglaló gépek csomagolják, pufferelik, dobozolják a cigarettákat. A 4. ábra elemeit a 1. táblázatban foglalóm össze.

-9-


1. táblázat: 4. ábra elemei

Sorszám Gyári szám

Megnevezés

1.

-

borítás

3.

505 FN

fogadódob

4.

515 FN

dohánytörzs (rúd) vágódob

5.

-

dohányrúd vágó (körkés)

6.

-

csiszoló berendezés

7.

30 FC

terpesztő

8.

25 FN 2

átadódob

12.

530 FN

adagolódob

13.

540 FN

tüskésdob

15.

-

vasaló villa és fogasdob

16.

550 FN

görgősdob

17.

60 FN

átadódob

18.

70 FN

vágódob

19.

-

körkés

20.

-

köszörűház

21.

80 FN

átadódob

22.

610 FN

fordítódob vizsgálódob

23. 25.

131 FN

37.

-

38.

-

39.

-

40.

-

41.

-

42.

-

50.

-

51.

-

52.

-

53.

-

54.

-

55.

-

kidobódob

filter magazin

végkihordó egység

-10-

TE- egység


1.3 Cégismertetés Az tengelyt és a gyártmányt a Pécs telephelyű gépgyárban (a későbbiekben Pécsi Gépgyár Vállalat nevet fogom használni) gyártják és szerelik össze. A Gépgyárban jellemzően egyedi, kis sorozatban történik a gyártás. A Gépgyár a nemzetközi dohányipari technológiák, műszaki szolgáltatások és tanácsadás területén, a dohányfeldolgozástól a filterek, cigaretták és speciális termékek gyártásán keresztül a végső minőségi ellenőrzésig széles palettával képviselteti magát. A vállalat több üzemből áll, melyeket a PC (Profit Center) névvel láttak el. A telephely 5 PC-vel és központi területtel rendelkezik (5. ábra).

-

5. ábra: Pécsi gépgyár területei (2)

Fogácsolt alkatrészgyártással foglalkozó telephely (PC2) technológiái: -

esztergálás: 

Ø 420-ig és 2000 mm hosszig



tűrésosztály IT6



CNC esztergagépek



hagyományos esztergálás -11-


-

köszörülés: 

síkköszörülés:

6

µm

pontosságig,

1500x400x300mm

mérettartományban, max. 200 kg

-



belső furatköszörülés: d=100mm, L=400mm



palástköszörülés: d=350mm, L=400mm

marás: o

o

Kis, kubikus alkatrészek megmunkálása: 

közepesen komplex, nem körszimmetrikus alkatrészek



CNC megmunkálóközpontok 5 tengelyig



tűrésosztály IT6



szabadon formált felületek marása



kis- és közepes sorozatnagyságok (1-300 db)



max. mérettartomány: 2500x500x600mm

Nagy, kubikus alkatrészek megmunkálása: 

közepesen komplex, nem körszimmetrikus és hengerszerű alkatrészek

-

-



kis- és közepes sorozatnagyságok (1-50)



max. mérettartomány: 4.000x2.500x1.400mm



munkadarabok 9000 kg-ig



cementálás



betétedzés



normalizálás



karbonitridálás



feszültségmentesítés védőgázzal vagy védőgáz nélkül



barnítás

hőkezelés:

felületkezelés:

A gyakorlatomat a PC2-ben töltöttem. Ez alatt volt lehetőségem nyomon követni a tengely megmunkálását, megismertem a cég felépítését és bepillantást nyertem az alkatrésznek a gyártmányba történő szerelésébe. A cégnél szerzett tapasztalatokra és adatokra támaszkodva fogom ismertetni, kidolgozni a tengely gyártástervezését. Az 2. táblázatban, a teljesség igénye nélkül, gyűjtöttem össze PC2 gépparkját. -12-


2. táblázat: Pécsi Gépgyár Vállalat gépparkja

Megnevezés VDF BOEHRINGER DUE 800 / 1000 BLOHM HFS 512

Gép

Megnevezés

CNC köszörű

Egyetemes eszterga Mägerle MFP Egyetemes palást köszörű MAHO MC 50 S MD5 OV 3000 CNI

CNC köszörű BLOHM Planomat BOHLE FP 160 BÖHRINGER Taurus 3P BÖHRINGER VDF32M

Egyetemes maró CNC megmunkáló központ CNC eszterga

MAS MCV 1000 MAHO MH 800 C DMG NEF 400

Gyalu BÖHRINGER 4Z1250 BÖHRINGER PNE 710 BÖHRINGER VDF315 Chiron FZ 22 L CHIRON FZ18W DECKEL KF2 DMG CTX 310 DECKEL MAHO MC 50 DECKEL MAHO MH 1600S

Oerlikon M 10 V OKUMA LB 15 IIM-Y

CNC eszterga CNC eszterga

OMC 6

CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ Egyetemes maró CNC eszterga

RECKERMANN Beta S 10 SN710S SCHAUDT AR 1500 STUDER S40

CNC maró TOS SUI-32/750 CNC maró

SZIM KU250-04

CNC eszterga DMG CTX BETA 800

WERNER TC 2.6

DMG DMC 635V

CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ

DMG DMF 260

CNC megmunkáló központ

DMG DMC 55H

Gép

-13-

TRIPET TST300 UNION KF5.3S UNISIGN Uniport 6000

CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ CNC maró CNC maró CNC eszterga CNC megmunkáló központ CNC eszterga CNC Horonymaró CNC megmunkáló központ Egyetemes eszterga Egyetemes palást köszörű CNC palástköszörű Egyetemes eszterga Egyetemes csúcsköszörű CNC megmunkáló központ CNC köszörű CNC konzolos megmunkáló központ CNC megmunkáló központ


CNC megmunkáló központ DMG DMU 100 Horizontális üregelő FORST RW 5 HECKERT FU 400 E Huron EX721

CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ

-14-

UNISIGN Univers 5 WOTAN RAPID 2 R-/12,5 WOTAN RAPID 2 R-/6

CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ CNC megmunkáló központ


2

TECHNOLÓGIAI FOLYAMAT ELŐKÉSZÍTÉSE

2.1 A gyártás technikai feltételeinek körvonalazása A gyár gépparkjába számos megmunkáló gép tartozik (2 táblázat). Ezek között megtalálható szalagos fűrészgép, egyetemes eszterga, CNC eszterga, CNC esztergáló központ, különböző CNC megmunkáló központ, CNC maró, CNC sík és profil köszörű illetve üregelő gép is. A csarnokban a gépek többsége CNC megmunkáló gép. A tengely gyártásakor – egy kivétellel – az előzőleg említettek miatt, CNC gépeket választottam. Az alkatrészem megmunkálásakor felhasznált gépek határai: 

Egyetemes eszterga:  maximális esztergálási átmérő: 480 [mm]  maximális esztergálási hossz: 1550 [mm]  maximális fordulatszám: 2240 [1/min]  axiális előtolás: 0,039-4,8 [mm]  radiális előtolás: 0,02-0,3 [mm]



CNC eszterga:  maximális esztergálási átmérő: 410 [mm]  maximális esztergálási hossz: 800 [mm]  maximális fordulatszám: 5000 [1/min]  útfelbontás X/Y/Z: 12/12/14 [µm]



CNC köszörű:  maximális köszörülés átmérő: 300 [mm]  maximális köszörülési hossz: 1000 [mm]  maximális fordulatszám: 3200 [1/min]  útfelbontás: 0,0001 [mm]



CNC maró:  tengelyek hossza X/Y/Z: 1000/800/800 [mm]  maximális fordulatszám: 6000 [1/min]  útfelbontás X/Y/Z: 0,015 [mm]

-15-


2.2 A gyártás tömegességének és szervezési típusának meghatározása Egy alkatrész megmunkálás norma ideje (indukciós edzést – kooperációt, nem tartalmazza): t1 = 500,4 [

𝑝𝑒𝑟𝑐 ] 𝑑𝑏

Megmunkálások száma (indukciós edzést – kooperációt, nem tartalmazza): n=10 [db] A gyártás becsült átlagos műveleti normaideje: t𝑛 =

𝑡1 500,4 𝑝𝑒𝑟𝑐 = = 50,04 [ ] 𝑛 10 𝑑𝑏

A munkarend szerinti időalap: perc ] db

Im = 4 ∙ 5 ∙ 24 ∙ 60 = 28800 [

Gyártandó mennyiség: perc ] db

Q = 10 [

Kibocsátási ütem: perc Im 28800 [ hó ] perc q= = = 2880[ ] db Q db 10 [ ] hó A gyártás tömegessége: 𝑝𝑒𝑟𝑐 2880[ ] 𝑞 𝑑𝑏 = 57,55 𝐾𝑆 = = 𝑝𝑒𝑟𝑐 𝑡𝑛 50,04 [ ] 𝑑𝑏 

ha Ks < 1; akkor adott feltételek mellett a gyártást nem tudjuk megvalósítani;



ha 1 < Ks < 2, akkor tömeggyártás;



ha 2 < Ks < 10, akkor nagysorozat;



ha 10 < Ks < 20, akkor középsorozat;



ha 20 < Ks, akkor egyedi és kissorozatgyártásról beszélünk.

-16-


Mivel Ks = 57,55; ezért egyedi, kis sorozatgyártást vettem alapul, és műhelyrendszerű gyártást alkalmazok technológiai stratégiaként.

2.3 Az alkatrész funkcionális és technológiai helyességének elemzése A mellékletben megtalálható a Pécsi Gépgyár által készített tengely műhelyrajza (M4) és az lent közölt változtatások utáni helyesbített tengely műhelyrajza is (M5). Az „A” és „B” bázisok a csapágyak helyeit jelölik. A bázisok felületét a csapágyak miatt finomra (kis felületi érdességre) kell munkálni (Rz 4). A bázisfelületeken szoros illesztéssel (j5, k5) látták el. Egy mélyhornyú golyós csapággyal és egy dupla soros ferde hatásvonalú csapággyal támasztják meg a tengelyt. Ezek a csapágyak gyári zsírkenésűek. Az alkatrészen a Z NK 2001 alámetszést jelöl, ami a cég belső szabványa alapján van kialakítva (lásd 6. ábra). Az alámetszést tűrés módosításakor használják: Ø35d9-ból a csapágy miatt Ø35 k5 tűrést alkalmaznak azonos átmérőn.

6. ábra: Z NK 2001 alámetszés

A tengely sarkait alámetszésekkel látták el. Ezek az alámetszések a DIN 509-E 0.8x0.3 –as szabványnak felelnek meg. Az Ø40 h6 és az Ø94-es váll találkozásánál szintén alámetszést alkalmaznak, de ez már eltér az előbb említett típustól, itt DIN 509-F 0.8x0.3 alkalmaztak. Minden alászúrásokhoz azonos szabványt alkalmaznak, de a típusban (F, E, stb.) különbözőséget mutat. Ahogy azt a 7. ábra is mutatja számottevő különbség nincs a két típus között. Mindkettőt tengelyváll találkozásnál használják. A szabvány az „E” típust -17-


akkor ajánlja, ha a kapcsolódó alkatrész nagy lekerekítési sugárral rendelkezik, vagy a kapcsolódó alkatrész nem fekszik fel a vállra. Az „E” típushoz – ahogy az összeállítási ábrán is látható (melléklet M7) – gördülő csapágyak illeszkednek. Ezek nagyrészt r=1 [mm]-es lekerekítést tartalmaznak. A csapágy tengely vállon fekszik fel. Az „F” típushoz egy 25FN7 rajzjelű karima kapcsolódik, ami 1x45o-os letörést tartalmaz, és ez szintén felfekszik a vállra. Az alámetszett helyekhez illeszkedő alkatrészek azonosnak mondható az alámetszési helyeken, ezért nem indokolt „F” típusú beszúrás alkalmazása. A gyártás egyszerűsítése miatt az egész alkatrészen azonos típusú formát alkalmazok és ez az „E” típusú forma.

7. ábra: „F” és „E” típusú alámetszés összehasonlítása (jelölések: r=0,8; t 1=0,3; f=2,5; g=2,4; t2=0,2 [mm])

Más konstruktőri változásokat is érdemes lehet alkalmazni a gyártás egyszerűsítése céljából. Ilyen például a tengely oldalára, középvonalra esztergált M20-as menetes furat. Ezt a felületet gyakorlatilag nem használják semmire. Nem illeszkedik sem menetes csap, sem bármilyen más alkatrész, ez egy kihasználatlan felület (lásd összeállítási ábrát a mellékletben M8). Valószínűleg egy régebbi konstrukció maradványa esetleg ezt a tengelyt olyan gépbe is beépítik, ahol már szerepe van ennek a furatnak. Mivel a tengelyemet a Protos 2C cigarettatöltő gép szerelési egységeként kezelem és ott nincs szerepe ennek a furatnak, ezért a gyártás technológia egyszerűsítése miatt elhagyhatónak tekintem a furatot megmunkálását. A fenti okok miatt nem munkálom bele az M20-as furatot a tengelybe. Egy másik változtatás a tengely (3) másik oldalába elkészített M10-es furatot érinti (lásd 8. ábra). A furat Ø11,5 [mm]-es 11 [mm] mély süllyesztéssel alakították ki. Ide egy DIN 912 M10x45-ös belső kulcsnyílású csavar (14) illeszkedik, ami hozzá illeszti a -18-


tengelyhez az előtét tárcsát (1). A működés szempontjából nem használják ezt a süllyesztést. A gyártásból kihagyható a süllyesztés kialakítása mivel nincs szerepe, és a menet hosszával – a felfekvő felületek növelésével – nő a csavar teherbírása is.

8. ábra: Előtét tárcsa rögzítése a süllyesztett furatba

Az alkatrészrajzon hiányzott a tűréstábla. Ennek hiányában a dolgozó nem tudhatja, hogy mekkora méret eltérés engedélyezett. Ennek pótlására tűréstáblázatból kikerestem a méreteket és a szövegmező szélére berajzoltam a tűréstáblázatot (lásd 30 FC 2-4 tengelyrajzot). Az M40x1,5-ös menet és a Ø40j5 találkozásánál nincs menetkifutás. A CNC-s megmunkáláskor nincs szükség menetkifutásra, de egyetemes esztergán szükség van rá, ezért menetkifutással látom el a munkadarabot arra az esetre, ha valamilyen okból egyetemes gépen kell megmunkálni a menetet. A megfelelő menet és a szerszám könnyebb kilépése miatt R1,6-os menetkifutást alkalmaztam (lásd 9. ábra).

-19-


9. ábra: Menetkifutás M40x1,5-ös menetnél

A „drallfrei” felületeket leppelni kell, hogy a felület perdületmentes legyen. A perdületet a megmunkáló szerszám kemény anyagának körkörös-spirális forgács leválasztása miatt alakul ki, úgynevezett mikro menetet hagy a megmunkálás után a felületen. El lehet kerülni ezt a perdületképződést. A perdületmentesség arra szolgál, hogy a tömítéseken meggátolja a folyadék szivárgását, kizárva a perdület irányú érdességek szállító hatását és így az olajkilépést a tengelytömítő gyűrűk (RWD) használatánál. A perdületmentességet leppelésel érik el. Leppeléskor a méretpontosság a felületi érdesség, és az alakpontosság is javul. Szigorú érdességi előírások vannak a leppelt felületeken. Rz 3,2 a nagy simasága révén biztosítja a tömítőelemek kismértékű kopását. A legkisebb érdességmélység Rz 0,8 biztosítja a jó bevezetési viszonyokat és az olajtartást. Rmax 6 korlátozza az érdesség miatti kiszakadásokat és biztosítja a tömítettséget. +0,002

A tengely Ø8K6(−0,007) furatába pozicionáló csapot illesztenek, ami a rotor pozícionálásában segít. A megfelelő illesztés miatt dörzsárazni kell a furatot. A gépi +0,015

dörzsárakat H7-es (−0,000) tűréssel lehet a kereskedelemben beszerezni. Egyedei gyártást alapul véve a furatok megmunkálása a kereskedelmi forgalomban nem kapható dörzsárral nem gazdaságos. A Pécsi Gépgyár Vállalatnál K6-os tűréssel látják el a furatokat belső szabvány alapján. A szabványosított tűrésű Ø8K6 furat megmunkálására így megfelelő méretű és tűrésű dörzsárak rendelkezésre állnak. A technológia kidolgozásánál egyedi gyártási stratégiát veszek alapul. Csakhogy a kiírásom alapján, a feladatom kidolgozása során a Pécsi Gépgyártó Vállalat gyártóbázisa és műszaki-technikai feltételei szerint kell

-20-


eljárnom. Éppen ezért nem változtattam meg, a kereskedelmi forgalomban könnyebben beszerezhető szerszám miatt, H7-re a furat tűrését. Ha a tűrés nagyságán nem akarunk megnövelni, egy megoldás lehet a precíziós dörzsárral való megmunkálás, mely használható egyedi gyártású dörzsár helyett. Itt bármely H7-től +0,005

eltérő dörzsártűrés megengedett az Ø8-as méretben (−0,000) tűréssel, így a tűrés mező nagysága nem lett nagyobb, sőt ellenkezőleg, a 0,009 [mm] széles tűrésből 0,005 [mm] széles tűréssel tudjuk megmunkálni a furatot. Az alkatrész átmérő/ hossz viszonya nagy (l/d≈10), bábot kell alkalmazni az esztergáláskor. A két bázisra nézve (A-B) a teljes radiális ütéstűréssel (0,01), csökken a tengely futásakor létrejövő gerjesztési erő mértéke.

A helyzettűréseket a kapcsolódó

fogaskerék és tárcsa pontos illeszkedése, állása miatt kapta, az alakpontosság tűrései indokoltak. Túl nagy ütés esetén a tárcsa és a fogaskerék nem megfelelően illeszkedne a tengelyre, ami az illeszkedést, szerelést nehezítené illetve működés közbeni hibához, nem megfelelő működéshez, zajszint növekedéshez, erőnövekedéshez vezetne. Az alapanyaga kovácsolt, ezért szakító szilárdsága (Rm= 900+50 [MPa]) és keménysége (340-490 HV) nagy. A szaggatott vonal mentén (kúpos rész) a felületet indukciósan kell edzeni. A felület keménysége itt 600…680 HV10 Vickers keménységű lesz az edzést követően. Az edzett helyen fekszik fel a fogaskerék. A fogaskerék miatt a tengely igénybevétele csavarással egyidejű nyírás. A tengely kemény, kopásnak jól ellenáll. A tengely statikus igénybevételnek van kitéve.

2.3.1 Az alkatrész igénybevétele A Protos 2C meghajtásért egy Siemens 1FT6064-6WH71-6FG0 típusú 3 fázisú villamos motor felel. A meghajtás a dobokon változó áttételű fogaskerekeken adódik tovább. A motor adattáblán található adatok az 3. táblázatban találhatók.

-21-


3. táblázat: Siemens 1FT6064-6WH71-6FG0 motor adatai

MO

16,2 [Nm]

MN

16,0 [Nm]

nmax

9100 [1/min]

nN

4500 [1/min]

IO

15,4 [A]

IN

14,2 [A]

UN

302 [V]

Védettség

IP64

m

12 [kg] . A villanymotor tengelyén tengelykapcsolóval ellátott fogaskerék található. A

fogaskerék fogszáma z=46. A hajtóműben az átadódobig a meghajtás, egy sor fogaskerék közbeiktatásával történik. A fogaskerekek meghajtásával a hozzájuk kapcsolódó dobok is mozgásba jönnek, így a cigaretta hüvelyek szállítása megtörténik. A mellékletben megtalálható M1 robbantott ábrán megfigyelhető az „X” elnevezésű alkatrész csoportok kapcsolódó fogaskerekei. Az egyes fogaskerekek közötti áttételek a következők: 

a 12 UM 5 (z1=84) fogaskerék és a 12 UM 14 (z=46) fogaskerék áttétele: 𝑖1 =

𝑧1 𝑧

=

108 46



𝑧

a 25 FN 2 (z3=108) fogaskerék és a 12 UM 5 (z1=84) fogaskerék áttétele: 𝑖2 = 𝑧1 = 3

84 144



𝑧

a 20 FN 2 (z3=144) fogaskerék és a 25 FN 2 (z2=108) fogaskerék áttétele: 𝑖3 = 𝑧3 = 2

144 108



𝑧

a 25 FN 2 (z3=108) fogaskerék és a 20 FN 2 (z2=144) fogaskerék áttétele: 𝑖4 = 𝑧3 = 2

108 144

-22-


A hajtómű és a villamos motor fogaskerekének az áttétele:

𝑖 = 𝑖1 ∙ 𝑖2 ∙ 𝑖3 ∙ 𝑖4 =

63 = 1,3696 46

,tehát lassító. A villamos motor adattáblája alapján a leadott nyomaték 16,0 [Nm]. A nyomaték áttétel alapján a tengelyre ható névleges nyomaték:

𝑀𝑐𝑠 = 𝑖 ∙ 𝑀𝑁 =

63 504 ∙ 16 [𝑁𝑚] = = 21,913 [𝑁𝑚] 46 23

Az Mcs a tengelyre ható névleges csavaró nyomaték segítségével kiszámolható a tengelyre ható tangenciális erő. A csavaró nyomatékot a kúpos felületen illesztett fogaskerék (25 FN 2) sugarával elosztva kapjuk meg a kereset erőt:

𝐹𝑡 =

𝑀𝑐𝑠 𝑑𝑘𝑒𝑟é𝑘 ⁄2

=

21913 [𝑁𝑚𝑚] = 202,898 [𝑁] 216⁄2 [𝑚𝑚]

dkerék – a fogaskerék osztókör átmérője (melléklet M11) A tengelyt rúdszerű elemnek tekintem, a súlyától illetve a rajta lévő alkatrészek súlyától eltekintek. A tengelyre ható külső erők a csavarásból fellépő tangenciális erő (Ft) és az abból számítót radiális erő (Fr). A radiális erőt a kapcsolószög tangensével megszorozva a tangenciális erőt kapjuk. Fr meghatározása: 𝐹𝑟 = 𝐹𝑡 ∙ tan 𝛼 = 101,449 ∙ tan 200 = 73,849 [𝑁] α – kapcsolószög A külső erőkből meghatározható támasztó erők: az R1 és R2, a mélyhornyú csapágy és a ferde hatásvonalú kétsoros csapágyak helyénél lép fel. -23-


R1, R2 támaszerők: 2

∑ 𝑀1,𝑖 = 0 = 𝐹𝑟 ∙ 38,75 − 𝑅2 ∙ 410,75 → 𝑅2 = 𝑖=1

𝐹𝑟 ∙ 38,75 410,75

𝑅2 = 6,967 [𝑁] 2

∑ 𝑀2,𝑖 = 0 = 𝐹𝑟 ∙ (38,75 + 410,75) − 𝑅1 ∙ 410,75 → 𝑅1 = 𝑖=1

𝐹𝑟 ∙ (38,75 + 410,75) 410,75

𝑅1 = 80,816[𝑁] Az igénybevételi ábra a 10. ábrán látható. A nyíró erő területéten mínusz egyszerese alapján a legnagyobb hajlító nyomaték az 1-es keresztmetszetben – műhelyrajzon "A" bázis – adódik: 𝑀ℎ,𝑚𝑎𝑥 = 2816,649 [𝑁𝑚𝑚] A csavaró és hajlító nyomaték alapján a redukál nyomaték: Mred = √Mh 2 + Mcs 2 = √2816,6492 + 219132 = 22093,28 [Nmm]

A tengely veszélyes keresztmetszete az „A” bázisnál található, itt hat az R1 erő. „A” bázis Kx keresztmetszeti tényezője: Kx =

Ix d

=

d3 ∙π 32

= 4209,24 [mm3]

d= 35 mm – a tengely átmérője a vizsgált pontban. σmax =

Mred

= 5,249 [MPa]

Kx

A tengely anyag egyezményes folyáshatár (lásd 2.5 pont) és egy választott biztonsági tényező alapján a megengedett feszültség: σmeg =

Rp0,2 nv

=

650 2

= 325 [MPa]

A biztonsági tényező a kritikus helyen: η=

σmeg 325 = ≅ 62 σmax 5,249

Ezek alapján a tengely anyaga többszörösen megfelel az igénybevételeknek.

-24-


10. ábra: A tengely igénybevétele

2.4 Helyesbített

műhelyrajz

és

az

alkatrész

geometriai

modelljének

elkészítése Mellékletben megtalálható a helyesbített műhelyrajz (M5). Módosításokat a 2.3 pont alapján végeztem.

-25-


2.5 Az előgyártmány fajtájának, az előgyártás módjának kiválasztása A Gépgyártó Vállalatnál az alkatrész előgyártmánya kovácsolt: EN10083-1-42CrMo4 anyagú. Előnemesített, króm-molibdén ötvözésű nemesíthető acél. Nagy szilárdságú és szívósságú. Molibdén ötvözése révén nem érzékeny a megeresztési ridegségre, felületi edzésre alkalmas. A választás azért esett erre az anyagra, mert egyrészt kitűnő mechanikai tulajdonságai vannak, másrészt a beszerzi ára a kovácsolt darabnak ebből az anyagból kedvezőbb, mint a hengerelt előgyártmánynak.

A 529 [mm] hosszúságú hengerelt

előgyártmányt: 41,2 [EUR/Db] áron, míg a kovácsolt előgyártmányt ugyan ilyen hosszon 21,87 [EUR/Db] áron tudja a vállalat beszerezni. A gyakorlatot követve – gazdasági megfontolásból – nem változtatom meg az előgyártmány fajtáját, vagyis 42CrMo4 nemesített acélt választom és az előgyártás módja süllyesztékben kovácsolás. Az EN 10083-3:2006 szabvány szerint a 42CrMo4 tulajdonságai a 4. táblázatban található. 4. táblázat: 42CrMo4 százalékos összetevői [%]

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

0,38-0,45

max 0,4

0,6-0,9

max 0,025

max 0,035

0,9-1,2

0,15-0,3

Rp0,2= 650 [MPa] – egyezményes folyáshatár. HVc = 340-490 - Vickers keménység. Rm= 9000-1100 [MPa] – szakítószilárdság.

-26-


2.6 Ráhagyások műveleti méretek és tűrések 2.6.1 Egy művelet ráhagyása 𝑍𝑚 = 𝜗ℎ + 𝑘√𝜗𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 𝜗ℎ - hibás felületi réteg 𝜗𝑚 - méret hiba 𝜗𝑎 -alakhiba 𝛿𝑏 - bázisválasztási hiba 𝛿𝑓 - felfogási hiba k- hibák görbéjének alaki tényezője, forgácsoláshoz: k=1,2 𝑍𝑚 - adott művelet ráhagyása (3) A tengely előgyártmányaként a mellékletben szereplő kovácsolt előgyártmányt feltételezem. A szükséges nagyolási ráhagyásokat a DIN 7526 szerint meghatározott tűrésnagyságokat és határeltéréseket használom. A számolt ráhagyások után később visszaigazolom a műhelyrajzon szereplő méretek jogosságát. 2.6.2 Műveleti méretek

Simítás ((𝐾ö𝑠𝑧ö𝑟ü𝑙é𝑠𝑖 á𝑡𝑚é𝑟ő + 𝐹𝑒𝑙𝑠ő ℎ𝑎𝑡á𝑟) + 𝑍𝑘 )−𝛿𝑔𝑚 δgm – Simításra a gazdaságos megmunkálási pontosság értéke

Félsimítás ((S𝑖𝑚í𝑡á𝑠𝑖 á𝑡𝑚é𝑟ő + 𝐹𝑒𝑙𝑠ő ℎ𝑎𝑡á𝑟) + 𝑍𝑠 )−𝛿𝑔𝑚 δgm – Félsimításra a gazdaságos megmunkálási pontosság értéke

-27-


2.6.3 ø40 h6 ráhagyásának számítás Köszörülési ráhagyás 1,1 𝑅𝑎 ≈ ℎ𝑞 = 0,18 ∙ 𝑅𝑚𝑎𝑥

𝜗ℎ = 0,018 [mm]

A felsimított felület Ra≈ 2 [μm] 1,1

𝑅𝑚𝑎𝑥 = √

𝑅𝑎 = 8,926652 0,18

Rmax=8,927 [μm] 𝜗ℎ (hibás

felületi

réteg)=2 ∙ 𝑅𝑚𝑎𝑥 = 2 ∙ 8,927 =

17,854 [μm]=0,018 [mm]

ϑa = 0,1054 [mm]

Simító esztergálás utáni koefficiens: 0,2 1000 0,2

𝜗𝑎 (alak darab hiba)=527 ∙ 1000 = 0,1054 [𝑚𝑚], átmérőre: kb. 0,21 [mm] 𝜗𝑚 = 0,08 [mm]

Mérethiba a 40. táblázat alapján. (3)

𝛿𝑏 = 0

A szerkesztési és a technológiai bázis megegyezik.

𝛿𝑓 = 0

Csúcsok között munkáljuk meg.

𝑍𝑘 = 𝜗ℎ + 𝑘√𝜗𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 0,018 + 1,2√0,212 + 0,082 + 02 + 02 = 0,29 [𝑚𝑚] Simítási ráhagyás, műveleti méret 𝜗ℎ = 0,095 [mm]

Ra=20 [μm] nagyolt felülettel számolva: Rmax≈4,75 ∙ 𝑅𝑎 és átmérőre értelmezve.

-28-


(37. táblázat (3)) 𝜗𝑎 = 0,158 [mm]

0,3

Normalizálás utáni koefficiens: 1000 0,3

𝜗𝑎 =1000 ∙ 527=0,158 [mm] alak darab hiba, 0,316 [mm] átmérőre értelmezve. 𝜗𝑚 =0,3 [mm]

Mérethiba 38. táblázat alapján. (3)

𝛿𝑏 =0

A szerkesztési és a technológiai bázis megegyezik.

𝛿𝑓 =0,1 [mm]

A tokmány ütése 0,1 [mm].

𝑍𝑠 = 𝜗ℎ + 𝑘√𝜗𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 0,095 + 1,2√0,3162 + 0,32 + 02 + 0,12 = 0,63 [𝑚𝑚] Simítási átmérő: ((𝐾ö𝑠𝑧ö𝑟ü𝑙é𝑠𝑖 á𝑡𝑚é𝑟ő + 𝐹𝑒𝑙𝑠ő ℎ𝑎𝑡á𝑟) + 𝑍𝑘 )−𝛿𝑔𝑚 =((40) + 0,29)−0,15 = Ø40,29−0,15 [𝑚𝑚] Félsimítási ráhagyás, műveleti méret 𝜗 h= 2 [mm]

A nyersdarab hibás felületi rétegének vastagsága, a 31. táblázat alapján (3), kis- és közepes méretű, egyszerű alakon: 1 [mm]; átmérőre 2 [mm]

𝜗 a= 0,632 [mm]

A görbeség és vetemedés (tűréstábla) alapján határozzuk meg a hengerlés után a munkadarab tengelymetszeti alakhibáit (görbésség, kúposság). Görbeség, vetemedés 0,6 [mm]. Akkor, a teljes hosszt meg kell szorozni 0,6/1000-del. 0,6

𝜗 a (alak darab hiba)=1000 ∙ 527=0,3162 [mm]; átmérőre 0,632 [mm] 𝛿 b=0

Mert a szerkesztési bázis megegyezik a technológiai bázissal.

-29-


𝜗 m = 0,7 [mm]

A kiindulási átmérő Ø45 [mm]. A tűréstábla alapján a szélességi átmérő eltérés (+1,3; -0,7): 2 mm; átmérőre értelmezve. A külső felületen számolva a mérethiba: 0,7 [mm]

𝛿 f = 1 [mm]

A felfogási hiba – mivel az első felfogásnál nyers felületen fogjuk meg a munkadarabot: 1 [mm] a 31. táblázat alapján. (3)

𝑍𝑓 = 𝜗ℎ + 𝑘√ϑ𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 2 + 1,2√0,6322 + 0,72 + 02 + 12 = 3.65 [𝑚𝑚]

Félsimítási átmérő: ((S𝑖𝑚í𝑡á𝑠𝑖 á𝑡𝑚é𝑟ő + 𝐹𝑒𝑙𝑠ő ℎ𝑎𝑡á𝑟) + 𝑍𝑓 )

−𝛿𝑔𝑚

=((40,29) + 0,63)−0,3 =

Ø40,92−0,3 [𝑚𝑚] z40h6=𝑍𝑓 +𝑍𝑠 +𝑍𝑘 =3,65+0,74+0,33=4,72 [mm]≈ 5 [mm] átmérőre értelmezve. A fenti gondolatmenet alapján, a további átmérőkre értelmezett méreteket, ráhagyásokat az 5. táblázatban foglaltam össze.

-30-


5. táblázat: Ráhagyások

Kész méret

Névleges méret

Köszörülés Simítás

Ø94

h6

Ø50

Ø40

Ø37,8

Ø35

Ø35

Ø31,8

h11

j5

-0,3

k5

d9

-0,05

Alsó határ eltérés

39,984

93,7

49,66

39,995

37,5

35,002

34,858

31,75

40

94,3

49,82

40,006

37,8

35,013

34,92

31,8

Ráhagyás

0,29

-

0,29

0,29

-

0,29

0,29

-

Ráhagyás

0,63

-

0,63

0,63

-

0,63

0,63

0,63

méret

40,29

-

50,11

40,296

-

35,303

35,303

31,8

Méret tűrés

-0,06

-

-0,08

-0,06

-

-0,06

-0,06

-0,05

Ráhagyás

3,65

4,28

3,65

3,65

4,28

3,65

3,65

3,65

méret

40,92

94

50,74

40,926

37,8

35,933

35,84

32,43

Méret tűrés

-0,15

-0,15

-0,3

-0,3

-0,3

-0,3

-0,3

-0,3

Felső határ eltérés

Félsimítás

Ø40

Műveleti

Műveleti

2.6.4 Hossz ráhagyás Oldalazási ráhagyás (527 [mm]), műveleti méret 𝜗 h = 0,03 [mm]

A leszúrás után a munkadarab érdessége Ra 3,6 [µm], akkor 1,1

𝑅

𝑎 𝑅𝑚𝑎𝑥 = √0,18 = 15,232 [µm].

Átmérőre értelmezve a nyers darabhiba 0,03 [mm] 𝛿 b=0

A szerkesztési bázis megegyezik a technológiai bázissal.

𝜗 m = 0,7 [mm]

A tűréstábla alapján a magassági eltérés (+1,3; -0,7): 2 mm. Külső felületre számolva a mérethiba: 0,7 [mm]

-31-


𝑍 = ϑℎ + 𝑘√ϑ𝑎 2 + ϑ𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 0,03 + 1,2√0,72 = 0,87[𝑚𝑚] ≈ 1 [𝑚𝑚], egyik oldalra. A teljes méretre a ráhagyás Z= 2 [mm] Előgyártmány teljes hossza: ((𝑇𝑒𝑙𝑗𝑒𝑠 ℎ𝑜𝑠𝑠𝑧 + 𝐹𝑒𝑙𝑠ő ℎ𝑎𝑡á𝑟) + 𝑍)+𝛿𝑔𝑚 =((527 + 2)+3 = 529+3 [𝑚𝑚] A gazdaságos tűrést 3 mm-nek választottam, meghagyva így a használt méret tűrést. Simítási ráhagyás 𝜗ℎ = 0,095 [mm]

Ra=20 [μm] nagyolt felülettel számolva: Rmax≈4,75 ∙ 𝑅𝑎 és átmérőre értelmezve.(37. táblázat) (3)

𝜗𝑚 =0,3 [mm]

Mérethiba 38. táblázat alapján. (3)

𝛿 b= 0


𝛿𝑓 =0,1 [mm]

A tokmány ütése 0,1 [mm].

𝑍𝑠 = 𝜗ℎ + 𝑘√𝜗𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 0,095 + 1,2√02 + 0,32 + 02 + 0,12 = 0,47 [𝑚𝑚] egységes ráhagyást adok a simítási felületek hossz méreteire, egy oldalra értelmezve. Félsimítási ráhagyás 𝜗 h= 1 [mm]

A nyersdarab hibás felületi rétegének vastagsága, a 31. táblázat alapján (3), kis- és közepes méretű, egyszerű alakon: 1 [mm]

𝛿 b= 0


𝜗 m = 0,7 [mm]

A tűréstábla alapján a magassági eltérés (+1,3; -0,7): 2 mm. Külső felületre számolva a mérethiba: 0,7 [mm]

-32-


𝛿 f = 1 [mm]

A felfogási hiba – mivel az első felfogásnál nyers felületen fogjuk meg a munkadarabot: 1 [mm] a 31. táblázat alapján. (3)

𝑍𝑓 = 𝜗ℎ + 𝑘√ϑ𝑎 2 + 𝜗𝑚 2 + 𝛿𝑏 2 + 𝛿𝑓 2 = 1 + 1,2√0,72 + 02 + 12 = 2.46 [𝑚𝑚] egységes ráhagyást adok a nagyolási felületek hossz méreteire. Teljes hosszirányú ráhagyás Zhossz=𝑍𝑓 +𝑍𝑠 =2,46+0,47= 2,93 [mm]≈ 3 [mm]

2.7 Előgyártmány rajzának elkészítése kovácsolt előgyártmány esetén S 170 FC 2-1 néven a mellékletben megtalálható az előgyártmány műhelyrajza A 11. ábrán látható milyen előgyártmányt használnak a gyakorlatban az alkatrész megmunkálásához. Látható hogy a legkisebb ráhagyás 2,7 [mm] ami átmérőn 5,4 [mm]. A ráhagyásszámításomnál az átmérőkre 5 [mm]-es teljes ráhagyásokat határoztam meg. Ennek alapján a számolásaim megegyeznek a gyakorlatban használt előgyártmányhoz az átmérőre nézve. A hosszméreteket vizsgálva átlagosan 3 [mm]-et, míg az oldalazáshoz 2 [mm]-et határoztam meg. A vállnál kevesebb ráhagyás (2,6 [mm]) van hagyva a megmunkáláshoz, ugyanakkor az oldalazáshoz a tengely végén aránytalanul sok ráhagyás van hagyva (147 [mm]). Az anyagveszteség, ami ennek az előgyártmánynak a megmunkálásával jár, túl sok. Míg ha gazdaságilag meg is éri ezt használni, vagy fel is használják valahol ezt az anyagfelesleget én más előgyártmányt határozok meg. Az előgyártmánynak én is süllyesztékben kovácsoltat választok viszont a méreteit a ráhagyásszámításaim szerint határozom meg. A 12. ábrán látható a módosított előgyártmány és a gyártmány elhelyezkedése, jelölve a ráhagyásokat. A módosított előgyártmányom rövidebb és kisebb keresztmetszetű is. Az előgyártmányom így könnyebb, kevesebb a hulladék anyag. A helyesbített előgyártmányom műhelyrajza S 170 FC 2-1-1 néven megtalálható a mellékletben. Az „A” és „B” bázisok közötti méreteket továbbra is tűréssel adom meg, ezeket a felületeket a kovácsolás után, utólagos forgácsolással kell megmunkálni. Az utólagos megmunkálásnak köszönhetően nagyoló esztergálásakor meglehet fogni álló bábbal az előgyártmányt, nem nyers felületen fogjuk meg. -33-


. 11. ábra: Előgyártmány megmunkálási rajza

-34-


12. ábra: Helyesbített előgyártmány

-35-


3

TECHNOLÓGIAI FOLYAMAT TERVEZÉSE

3.1 Technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása A technológia folyamat egy olyan tervezési feladat, amely az alkatrész technológiai folyamatának elvi vázlatának kidolgozását jelenti, egy vagy néhány célszerűnek látszó változatban, amely lehetővé teszi az alkatrész műhelyrajzán megadott minőség biztosítását, és figyelembe veszi a technikai, gazdasági feltételeket, korlátokat. A technológiai folyamatokat 13 különböző szakaszra bontjuk, amely homogenitást mutat a munkadarab különböző felületén, vagy egészén végzendő megmunkálások fizikai jellege, pontosság felületminőség tekintetében. (4)

-36-


6. táblázat: Technológia felület szakaszok

Technológiai folyamat

Megnevezés

Funkció és főbb jellemző

szakaszok TFSZ1

Előgyártás

Előgyártmány előállítása és hőkezelése

TFSZ2

Nagyoló

Felesleges ráhagyás és hozzáadások eltávolítása

megmunkálás TFSZ3

Hőkezelés I.

Nemesítés vagy feszültségoldás

TFSZ4

Félsimító

Megmunkálási pontosság IT11-IT12; Ra≥2,5

megmunkálás I. TFSZ5

Hőkezelés II.

Cementálás

TFSZ6

Félsimító

A cementálni nem kívánt felületekről a cementált

megmunkálás

réteg eltávolítása

II. TFSZ7

Hőkezelés III. Edzés vagy nemesítés

TFSZ8

Simító


megmunkálás I. TFSZ9

Hőkezelés IV. Nitridálás

TFSZ10

Simító

Nitridálni kívánt felületek köszörülése

megmunkálás II. TFSZ11

Simító


megmunkálás III. TFSZ12

Felületkezelés Krómozás, nikkelezés, stb.

TFSZ13

Befejező

A felületi réteg kívánt minőségének biztosítása:

megmunkálás

Ra=0,08-0,04; maradó feszültségi állapot, stb.

-37-


Az alkatrész előállításához szükséges technológiai szakaszok: TFSZ4

Félsimító megmunkálás

TFSZ7

Indukciós edzés

TFSZ8

Simító megmunkálás

TFSZ13

Köszörülés

TFSZ13

Lepelés

A technológia felület szakaszokhoz felület kell hozzárendelni. Ezen felületek számozva szerepelnek a következő táblázatokban. A felületek számozásához az ábra megtalálható a mellékletben, melynek száma: 30 FC 2-4-F. 7. táblázat: Szükséges technológia felület szakaszok

Felül

Utolsó

Utolsó előtti

n-2. tech.

n-3. tech.

et

technológia

technológia

folyamat

folyamat

folyamat

folyamat

1.

TFSZ7 (edzés)

TFSZ4 (esztergálás)

2.

TFSZ7 (edzés)



3.

TFSZ13

TFSZ7 (edzés)

(csiszolás) 4.

TFSZ8 (menet

TFSZ4 (magfúrás)

fúrás) 5.

TFSZ13

TFSZ13

TFSZ7 (edzés) TFSZ7 (edzés)

(csiszolás) 7.

TFSZ13

TFSZ7 (edzés)

(csiszolás) 8.

TFSZ13

TFSZ4

(esztergálás)

(esztergálás)

TFSZ4 (központfúrás)

(csiszolás) 6.

TFSZ8

TFSZ13 (csiszolás)

TFSZ8

TFSZ4

(esztergálás)

(esztergálás)

TFSZ8

TFSZ4

(esztergálás)

(esztergálás)

TFSZ8

TFSZ4

(esztergálás)

(esztergálás)

TFSZ7 (edzés)

TFSZ4

(lepelés) 9.

TFSZ13

(esztergálás) TFSZ13 (csiszolás)

(lepelés)

TFSZ7 (edzés)


-38-


10.

11.

TFSZ7 (edzés) TFSZ7 (edzés)

TFSZ8

TFSZ4

(esztergálás)

(esztergálás)



12.

TFSZ7 (edzés)



13.

TFSZ8


(esztergálás) 14.

TFSZ8 (menet


esztergálás) 15.

TFSZ13


(csiszolás) 16.

TFSZ8


(esztergálás) 17.

TFSZ8


(esztergálás) 18.

TFSZ13


(csiszolás) 19.

TFSZ13

TFSZ13 (csiszolás)

(lepelés) 20.

TFSZ8

(esztergálás) TFSZ4 (esztergálás)

(esztergálás) 21.


22.


23.


24.


25.

TFSZ8

TFSZ4

TFSZ4

(esztergálás)

-39-


26.


27.



28.



29.


30.

TFSZ4 (furat esztergálás)

31.

TFSZ4 (fúrás)

TFSZ8 (menet fúrás)

32.

TFSZ13 (furat

TFSZ13

végdörzsölés)

elődörzsölése)

33.

TFSZ4 (fúrás)

34.

TFSZ7 (edzés)

(furat TFSZ4 (magfúrás)


A technológia felület szakaszok megmunkálásai és kódjai a következők: a1

esztergálás

a2

fúrás

a3

marás

a4

köszörülés

a5

lepelés

a7

edzés

8. táblázat: Elvi vázlat

Felületek

Technológia folyamat szakaszok TFSZ4 TFSZ7 TFSZ8 TFSZ13 (köszörülés) TFSZ13 (lepelés, dörzsölés)

1.

a1

a7

a1

-

-

2.

a1

a7

a1

-

-

3.

a1

a7

a1

a4

-

4.

a2

-

a2

-

-

-40-


5.

a1

a7

a1

a4

-

6.

a1

a7

a1

a4

-

7.

a1

a7

a1

a4

-

8.

a1

a7

-

a4

a5

9.

a1

a7

-

a4

a5

10.

a1

a7

-

-

-

11.

a1

a7

a1

-

-

12.

a1

a7

a1

-

-

13.

a1

-

a1

-

-

14.

a1

-

a1

-

-

15.

a1

-

-

-

a5

16.

a1

-

a1

-

-

17.

a1

-

a1

-

-

18.

a1

-

-

a4

-

19.

a1

-

-

a4

a5

20.

a1

-

a1

-

-

21.

a1

-

-

-

-

22.

a1

-

-

-

-

23.

a1

-

-

-

-

24.

a1

-

-

-

-

25.

a1

-

a1

-

-

26.

a1

-

a1

-

-

27.

a1

-

a1

-

-

28.

a1

-

a1

-

-

29.

a1

-

a1

-

-

30.

a2

-

-

-

-

31.

a2

-

a2

-

-

32.

a2

-

-

a2

a2

33.

a2

-

-

-

-

34.

a1

a7

-

-

-

-41-


3.2 Globális műveletek képzése A globális műveletek a technológiai folyamat szakaszok része. Egy azon gépen megmunkált felületeket tartalmazza. Segítségével egyértelműen beazonosítható a felületek és a gépek közötti kapcsolat. A megmunkáló gépeket számokkal kelet ellátni, amik megkülönböztetik az egyes globális műveleteket. A megmunkáló gépek jelölései a következők:

1

CTX Beta 800 CNC eszterga

2

TC 2.6 CNC maró

3

Studer S31 CNC palástköszörű

4

SN 710S egyetemes eszterga

(5

Edzés)

𝐴𝑗𝑖 = 𝑎𝑝𝑟 i – Technológia folyamat szakasz j – Megmunkáló gép p – Megmunkálási eljárás r – Felület elem Félsimító megmunkálás I. (TFSZ4): 𝐴14 ={a11; a12; a13; a15; a16; a17; a18; a19; a110; a111; a112; a113; a114; a115; a116; a117; a118; a119; a120; a121; a122; a123; a134; a24; a123; a124; a125; a126; a127; a128; a129; a134; a130} Ebben a műveletben történik a tengely nagyoló esztergálással – hossz esztergálás, oldalazás – a felületek készre munkálása (Rz 63), központ fúrás, a felületek előkészítése csiszolásra (Rz 10, Rz8, Rz4, Rz2, „drallfrei” felületek), felület előkészítése a simításra (Rz16) és a központosított mag fúrat (4-es felület) esztergálási megmunkálása. A megmunkálás az (1-es) CTX Beta 800 CNC esztergaközponton történik. Félsimító megmunkálás I. (TFSZ4): 𝐴42 ={a231; a232; a233} -42-


A tárcsa menetes furatainak (4 db) és a tűrt furatú Ø8 K6 magfuratának fúrása a (2es) TC 2.6 CNC maróval. A furatok elhelyezkedése miatt és mivel átmenő furatok, a műveletet egy műveletben végezzük el. Edzés (TFSZ7): 𝐴7 ={a71; a72; a73; a75; a76; a77; a78; a79; a710; a711; a712; a734} A műhelyrajzon „két pont-vonal”-al jelölt felületek indukciós edzése, külsős céggel – kooperációval végzik. Szükség esetén az edzés után mechanikai egyengetés történik. Simító megmunkálás I. (TFSZ8): 𝐴18 ={a11; a12; a13; a14; a15; a16; a17; a111; a112; a113; a114; a116; a117; a120; a121; a125; a126; a127; a128; a129} Itt történik a simító oldalazás és simító hosszesztergálás, a központosított menetes furat (4-es felület) elkészítése. A felületek előkészítése a csiszolásra (Rz 10, Rz8, Rz4, Rz2 és a „drallfrei” felületek), illetve készre esztergálása (Rz 16). A simító megmunkálás két műveletben történik az (1-es) CTX Beta 800 CNC esztergaközponton, tetszés szerinti sorrendben. Simító megmunkálás I. (TFSZ8): 𝐴82 ={a231; a232} Vállon menetfúrás illetve tűrt átmérős furat elkészítése dörzsölésre, a (2-es) TC 2.6 CNC maróval. Köszörülés (TFSZ13): 𝐴13 3 ={a43; a45; a46; a47; a48; a49; a418; a419; a427} Tűrt átmérők palást köszörülése a (3-as) Studer S31 CNC palástköszörűvel.

-43-


Dörzsölés (TFSZ13): 𝐴13 2 ={a233} Ø8 K6 dörzsölése a (2-es) TC 2.6 CNC maróval. Lepelés (TFSZ13): 𝐴13 4 ={a58; a59; a515; a519} „Drallfrei” felületek lepelése a forgácsolási nyomok eltüntetése miatt (max. Rz: 3,2; min. Rz: 0,8; max 6 érdességi csúcs mellett) a (4-es) SN710S egyetemes esztergán. Ezek alapján a technológiai folyamat szakaszok szerinti globális műveletek: 𝐴14

CNC eszterga

𝐴42

CNC maró

TFSZ7

𝐴75

edzés

TFSZ8

𝐴18

CNC eszterga

𝐴82

CNC maró

𝐴13 3

CNC palástköszörű

𝐴13 2

CNC maró

𝐴13 4

egyetemes eszterga

TFSZ4

TFSZ13

3.3 Globális műveletek sorrendjének felállítása TFSZ4

A technológiai folyamat szakasz két globális műveletet tartalmaz: esztergálást és furat megmunkálást. A furatok az esztergált felületen helyezkednek el, ezért az esztergálásnak meg kell előznie a marást. Ha fordítva végeznénk el, vagyis ha az elkészített furatok után esztergálnánk a felületet, akkor a szerszám a furatoknál nagy dinamikai terhelést kapna: a

-44-


furatnál megszűnne a folytonos anyagleválasztás, majd a szerszám hirtelen újra belemenne az anyagba, forgácsolna.

Ez nagy erőhatással járna

szerszámra nézve. Globális műveletek sorrendje: 1. esztergálás: 𝐴14 2. fúrás: 𝐴42 TFSZ7

Ebben a technológiai folyamatban csak egy globális művelet szerepel, így sorrendről nem lehet beszélni.

TFSZ8

Ez a technológiai folyamat szakasz a TFSZ4-hez hasonlóan két műveletet tartalmaz: esztergálást és furást. Ebben a folyamatban a TFSZ4 egyes felületeit simítjuk le. Itt szintén – ugyanabból a meggondolásból, mint a TFSZ4-nél – az esztergálásnak meg kell előznie a furat megmunkálást. Globális művelet sorrendje: 1. esztergálás: A81 2. fúrás: A82

TFSZ13

Ebbe a folyamatba 3 globális művelet tartozik bele. A furatok dörzsölésével érdemes kezdeni a sorrendet ugyanis az előző folyamatot– a TFSZ8-ban – a fúrással fejeztük be így egy azon gépen elvégezhető a következő művelet, az átszállítás elhagyásával csökkenthető az előkészületi és befejési idő illetve a mellékidők és így a megmunkálás ideje. Az egyetemes esztergával végzett leppelt felületeket 0,02 mm-re elő kell csiszolni. A lepelés anyagleválasztás minimális, nem is ezért alkalmazzák. A feladata hogy eltávolítsuk a köszörüléskor fellépő nyomokat. Ha a köszörülés előtt végeznénk a leppelést, akkor a végén újra belevinnénk a köszörű szerszám nyomait a munkadarabra. Ezért a leppelésnek kell az utolsó műveletnek lennie.

-45-


Globális művelet sorrendje: 1. fúrat dörzsölése: A13 2 2. köszörülés: A13 3 3. lepelés: A13 4 Az előzőekben a TFSZ alapján határoztam meg a globális elemek sorrendjét. Érdemes megfigyelni, hogy az egyes technológiai folyamat szakaszokon belül illetve a szakaszok között is minden globális művelet más megmunkáló gépen történik. Minden egyes géphez meg kell oldani az alkatrész szállítását, a gépeket mindig elő kell készíteni, megnőnek a mellékidők illetve az előkészületi idők és így a megmunkálás ideje is megnő. Gépek sorrendje: 1-2-1-2-2-3-4

6 db gépek közötti alkatrészmozgatás.

Egy másik megközelítésben érdemesebb lehet a megmunkáló gépek alapján felállítani a globális műveletek sorrendjét. Gépek sorrendje: 1-1-2-2-2-3-4

4 db gépek közötti alkatrészmozgatás.

CNC

A technológiai folyamat szakasz két globális műveletet tartalmaz: félsimító

eszterga

esztergálás és simító esztergálás. A technológia miatt a félsimításnak meg kell előzni a simítást. Globális műveletek sorrendje: 1. félsimító (TFSZ4) esztergálás: 𝐴14 2. simító (TFSZ8) esztergálás: 𝐴18

Edzés

Ebben a technológiai folyamatban csak egy globális művelet szerepel, így sorrendről nem lehet beszélni. A gépek sorrendjében mindenképp a köszörülés elé érdemes rakni az edzést, a létrejövő méretváltozások miatt. Globális művelet sorrendje: 1. indukciós edzés: 𝐴75

-46-


CNC maró

Ezen a gépen történő megmunkáláshoz 3 globális műveletet tudunk kapcsolni. A TFSZ itt is meghatározzák a sorrendet. Először előfúrást illetve telibefúrást kell végezni, majd a felfúrást végül a dörzsölést. Globális művelet sorrendje: 1. előfúrás, telibefúrás (TFSZ4): A42 2. felfúrás (TFSZ8): A82 3. dörzsölés (TFSZ13): A13 2

CNC

Ehhez a géphez csak egy globális művelet tartozik, így sorrendről nem

köszörű

tudunk beszélni. Globális művelet sorrendje: 1. köszörülés: A13 3

Egyetemes

Ehhez a géphez csak egy globális művelet tartozik így sorrendről itt sem

eszterga

tudunk beszélni. Az előzőekben említettek miatt a sorrendben az utolsó kell hogy legyen a lepelés. Globális művelet sorrendje: 1. lepelés: A13 4

3.4 Globális műveletek felbontása optimális műveletelem koncentrációjú folyamat szakaszokra 𝐴14 művelet

A félsimítás 2 felfogásban oldható meg: „A” oldal esztergálása és „B” oldal esztergálása. A műveletnek egyik fontos szerepe a következő műveletre – a simításra – a munkadarab előkészítése. A simításhoz a munkadarabot 2 helyen el kell látni központfurattal. A munkadarab hossza miatt (l/d > 10) a központfuratot csak az egyik

-47-


oldalon (B oldal) tudjuk a simító esztergálásakor megmunkálni. A másik oldal esztergálását (A oldal) már álló bábbal kell megoldanunk és a bábot csak a megmunkált felületre tudjuk állítani. Ezért szét kell bontanunk 2 műveletre az „A” oldal megmunkálását, vagy a központfurás mát az „A” oldal esztergálása elé rakni. Ha a központfuratot előbb munkálom meg, akkor már tudom csúcsok között folyamatosan forgácsolni az „A” oldalt. 4 𝐴1,1 ={a123; a125; a127; a129; a130}

B

oldal

esztergálása,

központfúrás 4 𝐴1,2 ={a14; a11}

oldalazás, központfúrás

4 𝐴1,3 ={a13; a18; a19; a113; a115; A oldal esztergálása

a117; a119; a121} 𝐴18 művelet

Ebben a műveletben történik az „A” és „B” oldal simítása. Ha az „A” oldallal kezdünk, akkor érdemes lehet félsimító esztergálásával összekapcsolni a műveletet, egy fogásban meglehet oldani a simítást és a félsimítást. Ezért az „A” oldal simításával kezdem a sorrendet. Az „A” oldalon a központfuratban található. a14-et nem 8 tudom az 𝐴1,1 -ben megmunkálni a felfogás miatt, ezért külön

műveletelemet kell létrehoznom. 8 𝐴1,1 ={a12; a13; a15; a16; a17; a18; A oldal esztergálása

a19; a110; a111; a112; a113; a114; a115; a116; a117; a118; a119; a120; a121; a122} 8 𝐴1,1 ={a14}

furatmegmunkálás, menetvágás

8 𝐴1,2 ={a13; a18; a19; a113; a115; B oldal esztergálása

a117; a119; a121} 𝐴42 művelet

Egy műveletben elvégezhető.

-48-


𝐴42 ={a231; a232; a233} 𝐴82 művelet

telibefúrás, előfúrás

Egy műveletben elvégezhető. 𝐴82 ={a231; a232}

menetfúrás,

előfúrás

dörzsölésre 𝐴13 2 művelet

Nagyoló dörzsölést és finom dörzsöléssel egy műveletben elvégezhető. 𝐴13 2 ={a233}

𝐴13 3 művelet

furat dörzsölése

Az eszterga szív miatt két műveletelemben kell elvégezni a műveletet. 𝐴13 3,1 ={a43; a45; a46; a47; a48; a49; A oldal köszörülése a418; a419} 𝐴13 3,2 ={a427}

𝐴13 4 művelet

B oldal köszörülése

Egy műveletben elvégezhető. 𝐴13 4 ={a58; a59; a515; a519}

-49-

Lepelés


4

MŰVELETI SORRENDTERV

A műveleti sorrendterv a mellékletben megtalálható, melynek száma: MS-01. A sorrendet az előző pontban meghatározott globális elemek és azok sorrendje alapján készítettem. Az „A” oldal félsimító és simító esztergálás egymás után következik, és egy felfogásból 4 történik a megmunkálás. Az előzőek miatt összevontam egy közös műveletbe az 𝐴1,3 és 8 𝐴1,1 műveleteket. A tengely megmunkálása így 11 műveletből valósítható meg:

1.)

Előgyártmány átvétel

2.)

Félsimító esztergálás B oldal

3.)

Oldalazás és központfurás A oldal

4.)

Félsimító és simító esztergálás A oldal

5.)

Furatesztergálás A oldal

6.)

Simító esztergálás B oldal

7.)

Indukciós edzés

8.)

Fúrás marón

9.)

Nagyoló és simító köszörülés A oldal

10.) Nagyoló és simító köszörülés B oldal 11.) Leppelés

-50-


5

MUNKADARAB SIMÍTÓ ÉS FÉLSIMÍTÓ MEGMUNKÁLÁSA (4. MŰVELET)

A műveleti utasítása a mellékletben megtalálható (M7). A simítást még ebben a műveletben megelőzi egy félsimítás. Mivel fogást nem váltunk a simítás és félsimítás között, ezért egy fogásban, egy műveletben megmunkálható.

5.1 Megmunkáló gép ismertetése CTX Beta 800 nagytermelékenységű 4 tengelyes komplett esztergaközpont, tengely, rúd és dobszerű alkatrészek, iker felfogási lehetőségével. Közepes méretű alkatrészek esztergálására, furására alkalmas. Folyadékhűtéses fő és ellenorsóval, szerszámmérő berendezéssel, munkadarab-elszállító berendezéssel, forgácsszállítóval, HKF ellátó rendszerrel és szalagos szűrőberendezéssel rendelkezik. Munkatér méretei: -

maximális esztergálási átmérő: 410 [mm]

-

körülfordulási átmérő az ágy felett: 700 [mm]

-

csúcstávolság: 975 [mm]

-

esztergálási hossz: 800 [mm]

-

mozgási út, X: 300 [mm]

-

mozgási út, Y: 120 (+/- 60) [mm]

-

mozgási út, Z1: 850 [mm]

-

mozgási út, Z3: 800 [mm]

Szán előtoló hajtása: -

gyorsmeneti sebesség, X/Y/Z tengely: 30/22,5/30 [m/perc]

-

útfelbontás, X/Y/Z tengely: 0,001 [mm]

-

előtoló erő, X/Y/Z tengely, 100% ED: 4,5/4,5/7,5 [kN]

-

golyósorsó, X/Y/Z tengely, dxh: 40x10 [mm]

-51-


Főorsó, ISM 102: -

orsókarima átmérője: 200 h5 [mm]

-

befogó tokmány átmérője: 250/315 [mm]

-

rúdátmérő: 95/102 [mm]

-

orsófurat átmérője: 118 [mm]

-

átmérő az elülső csapágyban: 160 [mm]

-

motor kivitel: ISM 102

-

maximális orsóteljesítmény 100%/40% ED: 35/45 [kW]

-

maximális orsófordulatszám: 4000 [1/perc]

-

méretezési fordulatszám: 550 [1/perc]

-

maximális forgatónyomaték 100%/40% ED: 600/770 [Nm]

-

C tengely forgatónyomatéka 100%/40% ED: 600/770 [Nm]

-

C tengely szögfelbontása: 0,001 [fok]

5.2 Ráhagyás leválasztási terv

13. ábra: Félsimítási anyagleválasztás

-52-


9. táblázat: 13. ábra: Félsimítási anyagleválasztás számozásának megnevezés

Szám 1.

Megnevezés Félsimító kontúresztergálás I.

A 13. ábrán a félsimító kontúresztergálás látható. A simító megmunkálás félsimítással kezdődik. A leválasztott anyag vastagsága méretarányos az ábrán. Számszerű méretei megtalálhatók az 5. táblázat: Ráhagyások című táblázatban. A 14. ábrán látható a simítási kontúresztergálás, a menetvágás és a letörés. A kis ráhagyások (0,63 mm) láthatósága miatt, az ábrán a ráhagyások vastagsága felnagyítva láthatók 4:1-ben.

14. ábra: Simítási anyagleválasztás (4:1)

10. táblázat: 14. ábra: Simítási anyagleválasztás (4:1) számozásának megnevezése

Szám

Megnevezés

2.

Simító kontúresztergálás I.

3.

Simító kontúresztergálás II.

4.

Menetvágás

5.

Letörés

-53-


5.3 Műveletelemek sorrendje A műveletelemeket az előző pontban meghatározott számozások sorrendjében munkálom meg (lásd:9. táblázat és 10. táblázat).

5.4 Szerszámválasztás A szerszámterv megtalálható a mellékletben (M9). Három szerszámmal végezhető el a művelet: 

félsimító szerszám



simító szerszám



menetvágó szerszám

5.5 Technológiai adatok ellenőrzése számítással A technológiai adatok számolását elektronikus program segítségével végeztem el. Ehhez a Sandvik Coromant Online katalógust használtam. Először kiválasztottam az előző ponthoz a szerszám tartót majd a lapkát. Ezután a megadtam az megmunkálandó anyag fajtáját, az előtolást, a forgács átlagos vastagságát, majd a forgácsolandó méretet (átmérő, hosszúság), és a gép maximális fordulatát is. A fogásmélységnél meghagytam azt az értéket, amit felajánlott a program. Ezek alapján megkaptam a forgácsoló sebességet és a fordulatszámot. A technológiai adatokat ezek alapján vettem fel. A 15. ábrán látható a kúp félsimítási adatai az online katalógusban.

-54-


15. ábra: Sandvik Coromant Online (5)

A műveleti utasításban felvett technológiai adatokat a simításnál a felület érdesség alapján, nagyolásnál pedig a teljesítményt alapján ellenőrzöm. Megvizsgált felületem, amit részletezek a Ø37,8

+0 (felület jele: 13) amit először −0,3

elősimításra ellenőrzöm, teljesítmény alapján. Mivel a felületet félsimítással munkálom készre ezért a technológiai paramétereknek a felületre vonatkoztatott érdességi előírásnak (Rz 63) is meg kell felelni. Így tehát az érdességi előírásoknak való megfelelésre is ellenőriznem kell simítási műveletet. A felület megmunkálás technológiai adatai a műveleti utasításban találhatók.

-55-


A kc fajlagos forgácsoló erőt a következő egyenlettel tudom meghatározni: 𝑘𝑐 = 𝑘𝑐1.1 ∙ ℎ−𝑧 ∙ 𝐾𝛾 ∙ 𝐾𝑣 ∙ 𝐾𝑘 ∙ 𝐾𝑠 ∙ 𝐾𝑎

A tengely anyaga 42CrMo4: z kitevő:

0,24

kc1.1 fajlagos forgácsoló erő:

1950 [MPa]

(6) 𝐾𝛾 homlokszög korrekció:

0,61 𝐾𝛾 = 1 −

1,5 ∙ 𝛾 − 9 = 0,61 100

A hátszög értéke: 𝛾 = 180𝑜 − 𝜅𝑟 − 𝜀𝑟 = 180𝑜 − 93𝑜 − 55𝑜 = 32𝑜 ,ahol: 𝜅𝑟 = 93𝑜 – szerszám elhelyezési szög 𝜀𝑟 = 55𝑜 – csúcsszög 𝐾𝑣 fogácsoló sebesség korrekció:

0,943

100 0,1 100 0,1 𝐾𝑣 ≅ ( ) =( ) ≅ 0,943 𝑣𝑐 180 ,ahol: 𝑣𝑐 = 180 [

𝑚 ] 𝑚𝑖𝑛

𝐾𝑠 szerszám korrekció:

1,2

𝐾𝑘 homlok korrekció:

0,9 (6)

𝐾𝑎 felület korrekció:

1

h forgácsvastagság:

0,599 [mm] ℎ = 𝑓 ∙ sin 𝜅𝑟 = 0,6 ∙ sin 93𝑜 = 0,599 [𝑚𝑚]

,ahol:

-56-


𝜅𝑟 = 93𝑜 – szerszám elhelyezési szög f= 0,6 [mm/ford.] – előtolás Ezek alapján a kc fajlagos forgácsoló erő: 𝑘𝑐 = 𝑘𝑐1.1 ∙ ℎ−𝑧 ∙ 𝐾𝛾 ∙ 𝐾𝑣 ∙ 𝐾𝑘 ∙ 𝐾𝑠 ∙ 𝐾𝑎 = 1950 ∙ 0,599−0,24 ∙ 0,61 ∙ 0,943 ∙ 0,9 ∙ 1,2 ∙ 1 𝑘𝑐 = 1369,99 [𝑀𝑃𝑎] A fő forgácsoló erő meghatározása az általános képletből: 𝐹𝑐 = 𝑘𝑐 ∙ 𝑎 ∙ 𝑓 = 1269,99 ∙ 1,25 ∙ 0,6 = 1027,493 [𝑁] ,ahol: a= 1,25 [mm] – fogásmélység A tiszta forgácsolási teljesítmény (hasznos vagy nettó teljesítmény):

𝑃ℎ =

𝐹𝑐 ∙ 𝑣𝑐 1027,493 ∙ 180 = = 3,082 [𝑘𝑊] 3 60 ∙ 10 60 ∙ 103

Villamos motor által felvett teljesítmény:

𝑃ö =

𝐹𝑐 ∙ 𝑣𝑐 1027,493 ∙ 180 = = 4,11 [𝑘𝑊] 3 60 ∙ 10 ∙ 𝜂𝑚 ∙ 𝜂𝑔 60 ∙ 103 ∙ 0,75

,ahol: 𝜂𝑚 ∙ 𝜂𝑔 = 0,75 Összehasonlítva a Coroguide online katalógus kúp simításának értékével azt kapjuk, hogy a számolásom nem tér el több nagyságrenddel, a programmal meghatározott értékektől. Az online katalógusnál meghatározott Pc közel megegyezik az általam számolt Pö-val: 𝑃𝑐 = 4,6 [𝑘𝑊] 𝑃ö = 4,11 [𝑘𝑊] A számolásaim összhangban vannak az online katalógus eredményeivel. A 0,49 [kW] különbség betudható a konstansok felvételének különbözősége miatt (pl. 𝜂𝑚 ∙ 𝜂𝑔 ≠ 0,75). A későbbiekben is a saját számolásaim alapján ellenőrzöm a technológiai adatokat.

-57-


A CTX Beta 800 műszaki dokumentációjából a maximális orsó teljesítmény (100% / 40% ED) (lásd 5.1. fejezet): 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 35/45 [KW] > 𝑃ℎ = 4,11 [𝑘𝑊] Mivel a motor által felvett teljesítmény kisebb, mint a maximális orsó teljesítmény, ezért a kúp nagyolása a fenti adatokkal elvégezhető. A simításra a már jól ismert képlettel történik az ellenőrzés: 𝑅𝑚𝑎𝑥 =

𝑓2 8 ∙ 𝑟𝑒

Az elméleti felület érdesség jellemzésére az Rmax maximális érdességet használják, ami a jelenlegi viszonyok esetén azonos az általánosan használt Rz felületi érdesség jellemzővel. (7) Előírt érdesség: Rz 63.

𝑅𝑚𝑎𝑥

𝑓2 0,62 ≅ = = 0,05625 [𝑚𝑚] = 56,25 [𝜇𝑚] < 𝑅𝑧 63 8 ∙ 𝑟𝑒 8 ∙ 0,8

,ahol: f= 0,6 [mm] – előtolás re= 0,8 [mm] – csúcssugár A fentiek alapján mind a gép teljesítményére, mind az előírt felület érdességére nézve, a felület az adott technológiai paraméterekkel előállítható, és megfelelő. A további félsimító műveletekre az ellenőrzés az előző számítás alapján a 11. táblázatban található.

-58-


11. táblázat: Félsimító esztergálásnál a teljesítményre ellenőrzés

Kúp

Ø32,53

Ø35,933

Ø37,8

Ø40,926

Ø50,74

12,47

Művelet

félsimító

félsimító

félsimító

félsimító

félsimító

félsim.

-nél

megnevezés

eszt.

eszt.

eszt.

eszt.

eszt.

eszt.

oldalaz

1

2

3

4

5

6

7

a [mm]

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1

Vc [m/perc]

180

180

180

180

180

180

180

f [mm/ford]

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

Kv

0,94

0,94

0,94

0,94

0,94

0,94

0,94

Ka

1

1

1

1

1

1

1,05

0,599

0,599

0,599

0,599

0,599

0,599

0,599

kc [MPa]

1369,77

1369,77

1369,77

1369,77

1369,77

1369,77

1438,26

Fc [N]

1027,33

1027,33

1027,33

1027,33

1027,33

1027,33

862,95

Ph [kW]

23,45

23,45

23,45

23,45

23,45

23,45

20,69

Pö [kW]

31,27

31,27

31,27

31,27

31,27

31,27

27,58

igen

igen

igen

igen

igen

igen

igen

Sorszáma

h [mm]

Megfelel a technológiai paraméterek nek?

Félsimító esztergálásnál a teljesítmény ellenőrzéséhez felhasznált adatok: kc1.1=1950

z=0,2

Kγ=

Ks=

Kk=

Pmax= 45

κr= 93

re= 0,8

[MPa]

4

0,61

1,2

0,9

[kW]

[o]

[mm]

A fenti táblázat alapján minden technológiai paraméter megfelel a félsimításnak. A következő táblázat (12. táblázat) a simításra közli az ellenőrzéseket. Egyes felületeket, a helyszűke miatt, nem vettem bele a táblázatba. A hiányzó felületek, érdességi előírása és előtolása a 2. felület a Ø31,8 simító esztergálásának felel meg, ezért azok a felületek is épp úgy megfelelnek a simításnak. Az összességében azok a felületek felelnek meg a simításnak amik Rz16 érdességgel rendelkeznek, a többi felület nem. Mivel a többi felület – amire érdességi előírás volt és nem felelt meg – még köszörülve lesz, ezért nem is célja a technológiának az előírt összes érdesség biztosítása a simításnál. Ellenben, célja

-59-


hogy a felületeket a köszörülésre, leppelésre előkészítése. A későbbi műveletek fogják létrehozni a kisebb érdességű (
Ø31,8 Ø35,303

Ø40,292

R0,6

simító

simító

R0,6

simító

felületek

eszt.

eszt.

eszt

eszt.

eszt.

8

9

10

11

15

17

18

f [mm/ford.]

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

Rmax [mm]

0,0125

0,0125

0,0125

0,0125

0,0125

0,0125

0,0125

Rmax [μm]

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

2

16

4

3,2

4

4

3,2

nem

igen

nem

nem

nem

nem

nem

Művelet megnevezése Sorszáma

Kúp

simító eszt.,

simító

egyéb

eszt.

Ø50,11

Létrehozandó Rz [μm] Simítás technológiai paraméterei megfelelnek az előírt érdességnek?

5.6 Mérőeszköz választás A tengely megmunkált felületeit minden művelet után ellenőrizni kell a mérési utasítás alapján. Ebben a műveletben a következő ismeretek alapján választottam mérőeszközt: 

A műszer mérési tartománya a mérendő méretnek feleljen meg.



A műszer érzékenysége egy nagyságrenddel nagyobb legyen a meghatározandó méret kívánt leolvasási pontosságánál.



A műszer legnagyobb pontatlansága nem lehet nagyobb, mint a tűrés 1/10-e. (8)



Egyedi gyártást figyelembe véve egyetemes mérőműszert választottam, amivel a megmunkálás helyén el lehet végezni a mérést.

-60-


Megvizsgálandó felületek: 

Átmérők ellenőrzése: o legkisebb mérendő átmérő: 31,8 [mm] o második legkisebb mérendő átmérő: Ø 35,303 [mm] o legnagyobb mérendő átmérő: Ø50,11 [mm] o legkisebb mérendő tűrés nagysága: 0,05 [mm] o második legkisebb mérendő tűrés nagysága: 0,15 [mm]



Hossz ellenőrzés: o legnagyobb mérendő hosszúság: 508 [mm] o legkisebb mérendő hosszúság: 12,47 [mm] o legkisebb mérendő tűrés nagysága: 0,045 [mm]



Viszonylagos helyzet ellenőrzése: o radiális ütés o teljes homlok ütés o teljes radiális ütés

A tengely átmérők ellenőrzésére tolómérőt és digitális mikrométert írok elő – amely megfelel a fenti pontoknak. A mikrométerrel a legkisebb átmérőt tudom mérni, tolómérővel pedig az összes többi átmérőt. A menet külső átmérőjének és emelkedésének a durva méréséhez tolómérő alkalmazandó. Tolómérő

Pontosság:

0,02 [mm]

Mérési

0-150 [mm]

tartomány: Digitális

Pontosság:

0,002 [mm]

Mérési

25-50 [mm]

tartomány:

mikrométer

A hosszméretek ellenőrzésére nóniuszos tolómérő és digitális mikrométer alkalmazandó. Nóniuszos

Pontosság:

0,12 [mm]

Mérési tartomány:

tolómérő

-61-

60-600 [mm]


Digitális

Pontosság:

0,002 [mm]

Mérési

0-25 [mm]

tartomány:

mikrométer

Radiális és homlokütés ellenőrzésére mérőóra használatos. A nagyon szigorú teljes radiális ütéstűrés előírása miatt (3 μm) nem tartható, hogy a műszer legnagyobb pontatlansága ne legyen nagyobb, mint 0,3 μm.

Mérőóra

Pontosság:

0,001 [mm]

Mérési

1 [mm]

tartomány:

5.7 A megmunkálás norma idejének kiszámítása A megmunkálás norma idejének számításánál tapasztalati értékeket is felhasználtam, amit az egyes részeknél külön kiemelek. Egy sorozatban gyártott normaidőt a következő képlettel határozom meg: 𝑡𝑑𝑛 =

𝑡𝑒𝑏 + 𝑡𝑑 𝑛

5.7.1 Előkészítési és befejezési idő meghatározása Figyelembe vett értékek: 

Dokumentáció ellenőrzése



Program bevitele



Szerszámok (hajtott) ki-be tárazásának ideje



Standard szerszámok ki-be tárazásának ideje



Fel-le szerelés ideje



Null-pont felvétele



Szerszámok ellenőrzése



Mérőeszközök előkészítése



Mérés ideje



Takarítás ideje

-62-


Az előkészületi idők meghatározásához a 13. táblázat: Egy darabra vonatkoztatott fajlagos időértéke alapján készítettem el. Ezen tapasztalati adatok alapján számolják az előkészületi időt a pécsi gépgyárban. Ahogy a felosztáson is látszik, CNC-esztergára más előkészületi értékeket adnak meg, mint CNC-maróra. 13. táblázat: Egy darabra vonatkoztatott fajlagos időértékek

Megnevezés

CNC-

CNC-

Mértékegysé

eszterga

maró

g

Program bevitel

3

3

[perc/db]

Takarítás

3

3

[perc/db]

Standard szerszámok

0,5

0,5

[perc/db]


0,5

0,5

[perc/db]

(hajtott 3

3

[perc/db]

0-pont felvétele

2

3

[perc/db]

Lünetta, szegnyereg beállítás

8

0

[perc/db]

Munkadarabok fel-leszerelése (elemek db. 5

3

[perc/db]

0,2

[perc/db]

Szerszámok

ki-be

tárazása

szerszám)

száma) Szerszámváltás

0,2

14. táblázat: Előkészítési és befejezési idő meghatározása

5. művelet (DUE 800 CNC Mértékegység Alapadatok

eszterga)

Dokumentáció ellenőrzése

3

[perc]

Program bevitele

3

[perc]

Standard szerszámok

2

[perc]

"0"felvétele

2

[perc]

3 ∙ 0,5 = 1,5

[perc]

Mérőeszközök előkészítése

2

[perc]

Lünetta, szegnyereg beállítás

8

[perc]

Takarítás

3

[perc]

Gépindítás

4

[perc]

Összegezve

28,5

[perc]


-63-


teb=28,5 [perc] 5.7.2 Darabidő meghatározása 𝑡𝑑 = 𝑡𝑓 + 𝑡𝑚 + 𝑡𝑘𝑚 + 𝑡𝑓 𝑘 + 𝑡𝑠𝑝 ahol: 𝑡𝑓 – főidő. 𝑡𝑚 – mellékidő (munkadarab befogása, szerszámbeállítás, mérések, stb.). 𝑡𝑘𝑚 – kiszolgáló műszakidő (szerszámélesítések, forgácseltávolítás, gépbeállítás, stb.). 𝑡𝑠𝑝 – pihenő és egyéb idők (étkezések, egyéni szükségletek kielégítése, műszaki kérdések tisztázása, dokumentáció tanulmányozása). (6) 15. táblázat: Mellékidő meghatározása

5. művelet (DUE 800 CNC Megnevezés

Mértékegység

eszterga)

Fel- leszerelés Mérés Fogásvételre állás Szerszámváltás

5

[perc]

2∙3=6

[perc]

5 ∙ 0,15 = 0,75

[perc]

3 ∙ 0,2 = 0,6

[perc]

12,35

[perc]

Összegezve

tm= 12,35 [perc] A mellékidőt a 13. táblázat: Egy darabra vonatkoztatott fajlagos időértékek segítségével határoztam meg. Az 5. művelet egy félsimításból és egy simításból áll, ezért kétszer kell mérést is végezni. A fogásvételre állás ötször történik: lásd anyagleválasztási ábrákat (13.ábra; 14. ábra). Három szerszámmal munkáljuk meg ebben a műveletben az alkatrészt (félsimító, simító, menetvágó szerszámmal) ezért háromszor vettem a szerszámváltás idejét. A mellékidő ezeknek és a fel-le szerelés idejének az összege. A 15. táblázat tartalmazza a mellékidő felépítését.

tkm= 0,2 [perc] -64-


A kiszolgáló műszakidőt (tkm) 0,2 percben adtam meg. A szerszámélesítést nem a dolgozó végzi. A munkaadagoló szervek szállítják, viszik a tárgyi műszaki segédleteket a munkahelyhez együtt a szellemi segédletekkel. A „munkaelőkészítés” a napi tervfeladatok ismeretében jól előkészíti a szükséges segédleteket, amelyeket a „munkaadagoló szervek” szállító csoportjai időben szállítanak a munkahelyekhez. Ezzel a munkás mentesítve van a kivételezésektől, átvételektől, szállításoktól és esetleges várakozásoktól. (9) A forgács eltávolítást automata forgács kihordó berendezés oldja meg. A gépbeállítást egyszer kell elvégezni a 10 darabos gyártáskor, amit 2 percben adtam meg. Egy darabra vonatkozóan: 0,2. 𝑡𝑠𝑝,10=20 [perc] 𝑡𝑠𝑝 =2 [perc] A pihenő és egyéb időt (tsp,10) 20 percben adtam meg 10 darabra. Az egy darabra vonatkozott pihenő és egyéb idő (tsp): 2perc. Pihenő idő például az óránkénti szünet a dolgozóknak, illetve egy hosszabb étkezési idő. A programok elkészítését ugyan nem a munkások végzik, de a program ellenőrzésére a megmunkálás előtt is időt kell szánni a dolgozónak. A fő gépidő számítása a következő képlettel történik: 𝑡𝑓 = 𝑖 ∙

𝐿 𝑛∙𝑓

,ahol: L [mm] – a megmunkáló BRUTTÓ hossza i – fogások száma Az 5. művelet jelű műveleti utasítás (lásd melléklet) adatai alapján meghatározható a gépi főidő értékek adott művelet elemekre lebontva – lásd: 16. táblázat: Egyes műveletelemekre a gépi főidők.

-65-


16. táblázat: Egyes műveletelemekre a gépi főidők

Művelet elem

i [db] L [mm] n [perc] f [mm/ford.] tfg [perc]

kúp félsimító eszt.

5

33

2000

0,6

Ø32,43 félsimító eszt.

5

6

1767

0,6 0,028297


5

29,5

1600

0,6 0,153646


6

375,5

1516

0,6 2,476913


6

36

1400

0,6 0,257143


5

20

1129

0,6 0,147623

12,47-nél oldalazás

3

22

850

0,6 0,129412

kúp simító esztergálása

1

31

2800

0,2 0,055357

Ø31,8 simító esztergálás

1

6

2700

0,2 0,011111

R0,6 lekerekítés

1

0,6

3000

0,2

Ø35,33 simító esztergálás

1

27,5

2400

0,2 0,057292

"Z" letörés kiesztergálása

1

1,75

3000

0,2 0,002917

"E" alámetszés kiesztergálása

1

4,37

3000

0,2 0,007283

esztergálása

1

16

2150

0,2 0,037209

Ø40,292 simító esztergálása

1

20

2130

0,2 0,046948


1

4,37

2660

0,2 0,008214

R0,6 lekerekítés elkészítése

1

0,6

2130

0,2 0,001408

Ø50,11 simító esztergálása

1

20

2130

0,2 0,046948


1

4,37

1200

0,2 0,018208

M40x1,5 menetesztergálás

7

16

800

1,5 0,093333

menet

névleges

(Ø40)

0,1375

0,001

méretre

Σtf=

3,717764

A 16. táblázat alapján az 5. művelet gépi főideje: tf=3,7 [perc] A darab idő tehát: 𝑡𝑑 = 𝑡𝑓 + 𝑡𝑚 + 𝑡𝑘𝑚 + 𝑡𝑓 ∙ 𝑘 + 𝑡𝑠𝑝 = 3,7 + 12,35 + 0,2 + 3,7 ∙ 0,1 + 2 = 18,62 [𝑝𝑒𝑟𝑐] ,ahol: 𝑡𝑓 ∙ 𝑘= tksz – a kiszolgáló szervizidő. -66-


𝑘 = 0,1 – karbantartások összes idejének a főidőre számított hányada.

5.7.3 Normaidő meghatározása A darabidő és az előkészületi idő alapján a norma idő az 5. műveletre: 𝑡𝑑𝑛 =

𝑡𝑒𝑏 28,5 𝑝𝑒𝑟𝑐 + 𝑡𝑑 = + 18,62 = 21,47 [ ] 𝑛 10 𝑑𝑏

A 4. művelet normaidejét a korábban meghatározott átlagos normaidővel (2.2 fejezet): 𝑝𝑒𝑟𝑐 𝑡𝑛 = 50,04 [ ] 𝑑𝑏 összehasonlítva azt kapjuk, hogy az átlag norma idő alatt, vagyis hamarabb eltudjuk végezni ezt a műveletet mint az átlag.

-67-


6

GYÁRTMÁNY SZERELÉSE

A tengely az úgynevezett E kuplung része, ami a középső modulhoz (TE- egység) tartozik. Az E- kuplungról látható összeállítási ábra a mellékletben: TE-részegység összeállítási ábrája néven. A TE- egység tulajdonképpen egy áthajtómű, amely a Protos 2C cigarettagyártó gépben foglal helyet. Az áthajtómű viszi át a meghajtást – a villamos motor meghajtott tengelyéről a cigarettatovábbító dobokhoz – a Protos 2C gépben. Az összeállítási ábrán látható egység szerelési csoportjegyzéke megtalálható a mellékletben. A konstrukció a szerelési csoportjegyzékben található utasítások alapján könnyen szerelhető. Az alkatrészeken találhatók olyan felületek, amelyek a szerelés miatt kerültek bele. Ilyen például a tengelyen található Ø11-es furat, az E3 és E1 részegység összeszerelését hivatott segíteni az M6-os csavar átvezetésével. A szabványos M6-os csavar D fejátmérője 10 [mm]-es. Az 1 mm-es hézag segítségével könnyen beszerelhető a csavar. A szerelés során könnyen hozzáférhetőek a szerelendő felületek. A tárcsa és a tengely illesztése kúpos szilárd illesztés, ami a kúpból adódóan önvezető. A csavar segítségével könnyen beállítható az összeszorító erő. Az egység kialakítása révén csak egy oldalról szerelhető, de a tengelyre sorban vannak felfűzve az alkatrészek így a szerelése könnyen megoldható.

6.1 Szerelési családfa

16. ábra: Szerelési családfa – előszerelés

-68-


Az E-kuplung többfokozatú: alkatrészekből és alacsonyabb szintű egységekből épül össze. A 16. ábra mutatja az előszereléseket. Az E1 és E3 szerelvények elvégezhetők párhuzamosain, egymástól függetlenül. Az E1-et az E2-höz szereljük, majd az E2-t és E3at szereljük össze. A szerelési családfa alább látható (17. ábra). A szerelési elemeket a

Megnevezés

-69-

Darabszám

Kódszám

következők szerint építettem fel:


17. ábra: Szerelési családfa

-70-


6.2 Szerelvények összeszerelése 6.2.1 E1 és E3 előszerelése

18. ábra: E1 szerelvény

Az E1 és E3 előszerelések, párhuzamosan végezhetők. Az E1-nél a szimeringet (8) be kell helyezni a fedélbe (10) (18. ábra). Az E3-nál kézzel felhelyezzük a csapágykarima (4) hornyába az O-gyűrűt (9), majd fogó segítségével a karimába kerül a rögzítő gyűrű (Seeger gyűrű) (5) (19. ábra).

-71-



-72-


6.2.2 E2 szerelése


A robbantott ábrát a 20. ábra mutatja. A tengelyre (3) felhúzzuk az E1- egységet. A kétsoros csapágyat (12) szereljük fel először a tengelyre (3), amit csapágyanyával (6) rögzítünk. A tengely feladata alapján a csapágyak üzemi körülménye: a külső gyűrű áll, a belső gyűrű pedig forog. A csapágyak terhelése pedig álló terhelés a külső gyűrűn. (10) Emiatt a csapágyat a tengelyre szoros, átmeneti illesztéssel, míg a külső gyűrűn laza, átmeneti illesztéssel szereljük. 13-as csapágy névleges átmérője a tengelyen Ø35 [mm]. A 21. ábra mutatja a 13-as csapágy illesztéseit. Az ábrán alul a tengely és a csapágy közötti illesztés, míg felül a karima és a csapágy közötti illesztés látható. „AH” az alsó határméretet, „FH” a felső határméretet, „s” pedig a fedést jelenti. A tengely és a csapágy között fedés van, szilárd illesztéssel szereljük fel a tengelyre. A csapágykarima és a csapágy között viszont átmeneti illesztés található. A tűrésmezők alapján a közepes geometriai túlfedés értéke az átmeneti illesztésre:

-73-


∆𝑘 =

62,013 + 61,994 62 + 61,987 − = 62,0035 − 61,9935 = 0,01 [𝑚𝑚] 2 2

A csapágy a karimára, az illesztés jellege alapján, valószínűsíthető hogy szerszám nélkül felszerelhető, de teljes bizonyossággal nem lehet megmondani, ugyanis játék és fedés is előfordulhat a megmunkálástól függően. A csapágy külső gyűrűjét – többek között a kézi szerelés megkönnyítése miatt meg kell kenni. A tengelyre történő szerelés esetén a szilárd illesztés miatt szerelőcsőt kell használni.

21. ábra: 13-as csapágy (6007-2RS) illesztései

A 12-as csapágy névleges átmérője a tengelyen Ø40 [mm]. A 22. ábra mutatja a 12-as csapágy illesztéseit. Az ábrán alul a tengely és a csapágy közötti illesztés, míg felül a karima és a csapágy közötti illesztés látható. Mind a tengelyen, mind a karimán a csapágy illesztése átmeneti illesztés. A tűrésmezők alapján a közepes geometriai túlfedés értéke a karima és csapágy átmeneti illesztésre: ∆𝑘 =

68,013 + 67,994 68 + 67,987 − = 68,0035 − 67,9935 = 0,01 [𝑚𝑚] 2 2

A közepes geometriai túlfedés értéke a tengely és csapágy átmeneti illesztésre:

-74-


∆𝑘 =

40,006 + 39,995 40 + 39,988 − = 40,0005 − 39,994 = 0,0065 [𝑚𝑚] 2 2

A csapágy a karimára és a tengelyre, az illesztés jellege alapján, szintén előfordulhat fedés és játék is. A kézi szerelés megkönnyítése végett a felületeket kenni kell. A tengelyre szereléskor (a kisebb közepes geometriai túlfedés miatt) ha szükséges szerelőcsőt kell alkalmazni.

22. ábra: 12-es csapágy (3008-2RS) illesztései

A szerelőcső belső átmérője valamivel nagyobb a csapágyfurat átmérőjénél, falvastagsága pedig valamivel kisebb, mint a belső gyűrű vastagsága. A cső felső végébe helyezett dugó a kalapács ütéseit egyenletesen elosztva közvetíti a csapágygyűrűre. Az erőnek sohase szabad áthatolnia a gördülő elemeken. A csapágyak szerelése után a távtartót szereljük fel (7), amely hasítva van így akár kézzel is fel lehet szerelni.

-75-


6.2.3 E4 szerelése


A 23. ábrán látható az E4 robbantott ábrája. Itt az előzőleg összeszerelt E2-t és E3-at szereljük és rögzítjük egymáshoz 4 db csavar (15) segítségével. A csavarral (15) – a tengelyen található Ø11-es furaton átbujtatva – tudjuk összeszerelni az E1-et és az E3-at. Ezzel a kötéssel az E2-t is rögzítjük (lásd 24. ábra). Csavar (15) meghúzásával szorítjuk meg az E2 csapágyat (12), ezzel kialakítva a csapágy vezetését. A túl nagy szorítást kerülni kell, ezért az E1 és E3 közötti „s” méretre be beállítani a csavar meghúzását. Az „s” méretet illesztő alátétekkel ellenőrzik. Előírás alapján „s” 0,3 [mm] kell hogy legyen.

-76-


24. ábra: E4 összeillesztése csavarral

6.2.4 E5 szerelése

25. ábra: E5 robbantott nézet

-77-


26. ábra: E5 szerelt nézet

A robbantott nézet a 25. ábra mutatja, összeszerelve pedig a 26. ábrán láthatjuk az E5 szerelvényt. A szimeringet (11) beillesztjük az E4 tengelyre. A szimering egyenes bevezetésére a furat kúpos (5o+5o). A homlok kereket (2) ütközésig húzzuk a tengely kúpos részén. Az előtét tárcsával (1) és a csavarral (14) rögzítjük a kereket (2). Ezt a szerelvényt nevezik E-kuplungnak. 6.2.5 E6 szerelése

27. ábra: E6 robbantott ábra

-78-


28. ábra: E6 összeállítási nézet

Az E-kuplungig a szerelést a jegyzékben szereplő alkatrészekkel, és szerszámokkal önállóan elvégezhetők, a szerelést bárhol el lehetne végezni, ahol a feltételek megvannak hozzá. Az E6-nál már az utolsó művelete előtt a TE-egységre kell felszerelni a szerelvény egyes alcsoportjait és ezután állítható össze az 28. ábrán látható szerelvény. A 27. ábrán robbantott nézetben látható az E6. Az előbbiek miatt ez a művelet csak a TE-egység környezetében végezhető. Először a TE-egységbe illesztjük az E-kuplungot (E5). A mellékletben a szerelési utasításban (9. oldal) látható hogy fekszik fel a TE egység „falára” az E-kuplung. Ezután felhúzzuk az E5-re a vezérlőkarimát (18) és csavarok (19) segítségével rögzítjük a TE-egységhez. A vezérlő karimát (18) a hernyócsavar (20) segítségével le kell dugózni az ábrán látott helyen (lásd 29. ábra).

-79-


29. ábra: Vezérlő karima dugózása

Az átadódobot (22) ráillesztjük a vezérlőkarimára (18). A fedelet (17) a tengelyhez történő csavarozásakor (19), a dobot (22) is rögzítjük szintén csavarokkal (19). Ezzel a dob (22) pozícióba került. A dob (22) pozíciójának ellenőrzését könnyen elvégezhetjük, ha a vezérlőkarimával (18) a fedését megvizsgáljuk a szerelési utasításban látott ábra alapján. Ezzel elkészült az E6 – a végső szerelés, és rákerült egy magasabb szintű egységre a TE – egységre.

-80-


ÖSSZEFOGLALÓ A szakdolgozatomban egy hajtómű tengely gyártását terveztem meg, majd a szerelési egységbe történő építéshez szükséges tevékenységeket, dokumentációkat dolgoztam ki. A szakdolgozatom megírásakor a korszerű számítógépes programok, dokumentációk, adatbázisokat használtam. Az alkatrészem legyártásakor figyelembe vettem a témaadó cég gyártóbázisát és gyártási, technológiai feltételeit. Egyes részeknél a cégnél rendelkezésre álló tapasztalati adatok felhasználásával, kiegészítésével végeztem el a feladataimat. Sok helyen eltértem a gyakorlatban alkalmazottaktól, és korrekciókat végeztem. Jól lehet a sokszínű, széles gyártási felhasználás miatt kerültek bele ezek a megoldások, én még is elhagytam vagy módosítottam a gazdaságosság és az egyszerűsítés miatt. Így következetes és megalapozott folyamaton tudtam végigvinni a szakdolgozatom tárgyát. Az első részben pár sorban ismertettem a céget, ahonnan a szakdolgozati témát kaptam. Bemutattam a tengelyem és a gyártmányt – amiben ellátja funkcióját. A gyártmány működését is bemutattam. Vázoltam a részegységeket, melyekkel összeszerelik a tengelyt. A második részben megvizsgáltam a tengelyem funkcionális és technológiai helyességét. Meghatároztam a gyártás tömegességét, az alkatrész igénybevételét. Szilárdsági számításokkal ellenőriztem a veszélyes keresztmetszetet. Az eddig vizsgáltak alapján meghatároztam az előgyártmány fajtáját és konstrukciós változtatásokat tettem az alkatrészen, majd elkészítettem a helyesbített műhelyrajzát. Elvégeztem a ráhagyási számításokat és ezek alapján meghatároztam egy helyesbített előgyártmányt. A harmadik részben a technológiai folyamat tervezésében globális csoportokba rendeztem a felületeket és így a felületek kialakításáért felelős műveleteket. Végül a globális műveletek sorrendjét is meghatároztam. A negyedik részhez elkészítettem a harmadik rész – globális műveletek felépítése – alapján a műveleti sorrendtervet.

-81-


Az ötödik részben elkészítettem az „A” oldal simítás és félsimításának részletes dokumentációját, műveleti utasítását. Az utasításhoz kapcsolódóan ismertettem a ráhagyás leválasztási tervet, műveletelemek sorrendjét, szerszámválasztás menetét, eredményét, technológiai adatok választását, ellenőrzését. Kiszámoltam a művelet normaidejét és mérőeszközt választottam. A hatodik részben elkészítettem a szerelési családfát és a szerelési utasítást. A szerelés lépéseit külön ismertettem az általam készített CAD rajzokkal.

-82-


SUMMARY My task regarding my inscription is planning a gearbox shaft production, the assembly operations and documents that are needed when the shaft is mounted to the subassembly unit. When writing my thesis I used modern computer programs, documentation and databases. I take account the bases of manufacture and the technology experts of the company which gave me the topic when I planned the production and the assembly. In a part of my thesis I use data gained from practice that are being used at the company as well. I hope I adumbrate the practice of the production of my part under industrial circumstances. At some point I diverge to the production that is used in practice and I made corrections. When solutions used are due to the wide and varied field of manufacturing usage, I skipped or adjusted them for simplification and economic reasons. So thus I could go through an established and consistent process while I was doing my thesis. In the first part I introduced the company which had given me the topic of the thesis. I showed the shaft part and the product where the shaft does its function. I introduced the product functions. I delineated the subunits that form the assembly with the shaft.

Then I examined the function and technology propriety of the shaft. I defined the quantity of the production and the stress of the part. With the static calculation I checked the dangerous cross section. Based on the measures that I had done I defined the type of the raw material and I made some erector alteration on the part. After that I did the corrected drawing of the part. I measured the allowance counts and so I determined an alteration of the raw material drawing. In the third part – at the technology function planning – I arranged the surface to global groups as well the operations that respond to the surface forming. In the end of the third part I defined the order of the global operations. Fourthly, I did the operation order plan based on the third part – synthesis of the global operation. In the fifth part I made up a detailed documentation of the “A” side finishing and semi-finishing operation and operation order. Based on the order I delineated the -83-


allowance scaling plan, operation elements sequence, the process of the machine tool selection and result of it, technology data selection and verification. I calculated the norm time of the operation and I chose a measuring tool.

Finally, I created the family tree of assembly and the assembly order. I separately presented the steps of the assembly by CAD drawings of my own.

-84-


MELLÉKLET M1. X csoportba tartozó részegységek robbantott ábrája M2. Előgyártmány műhelyrajza M3. Előgyártmány helyesbített műhelyrajza M4. Alkatrész műhelyrajza M5. Alkatrész helyesbített műhelyrajza M6. Műveleti sorrendterv (10 oldal) M7. Műveleti utasítás (3 oldal) M8. Összeállítási ábra M9. Szerszámterv M10. Szerelési utasítás (9 oldal) M11. Fogazott homlokkerék

-85-


IRODALOMJEGYZÉK 1. Filter cigarette making machine PROTOS 2C. Direct Industry. [Online] [Hivatkozva: 2014. 04. 25.] https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=r ja&uact=8&docid=_OxV2UJtBcbvnM&tbnid=MwgPvR9vv2qdsM:&ved=0CAUQ jRw&url=http%3A%2F%2Fwww.directindustry.com%2Fprod%2Fhauni%2Ffiltercigarette-making-machines-116079-1254207.html&ei=VW9ZU 2. Hauni jelentés rendszer. Hauni Intranet. [Online] Hauni Hungaria Kft., 2013. június 20. [Hivatkozva: 2013. július 29.] https://hauni.intranet.koerber.de/hu/haunihungaria/jelentesrendszer.html 3. Leskó Balázs - Fidrik László, Gépgyártástechnológia alapjai , II. sz. segédlet, Budapest : Tankönyvkiadó, 1970. 4. Deszpoth István, Komplex tervezés, Miskolc: Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológia Tanszék, 2013. 5. CuttingData Module. Coroguide. [Online] [Hivatkozva: 2014.. május 10.] http://www.coroguide.com/CuttingDataModule/CDMMainMenu.asp?Lang=ENG& Metric=metric 6. Firstner Stevan, Gyártástechnológia (forgácsolás), [Elektronikus jegyzet] Dunaújváros : Dunaújvárosi Főiskola, 2007. 7. Dudás Illés, Gépgyártás-technológia I., Budapest : Műszaki Kiadó, 2007. old.: 223. ISBN 963-16-4030-2 8. Tolvaj Béláné, Műszaki mérések gyakorlat, [Elektronikus jegyzet] Miskolc: Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék, 1999. 9. Bálint Lajos, Gépgyártástechnológia, Budapest: Nehézipari Műszaki Egyetem (Miskolc), 1961. 10. SKF bearing maintenance handbook_10001_1_HU. [Online] [Hivatkozva: 2014. május 10.] http://www.skf.com/binary/176156289/SKF%20bearing%20maintenance%20handbook_10001_1_HU_tcm_176156289.pdf

-86-


11. Perfor forgácsoló szerszám, Gépi dörzsár H7 furathoz [Online] PERFOR Szerszámkereskedelmi Kft. [Hivatkozva: 2014. január 16.] http://www.perfor.hu/dorzsar/gepi_dorzsar/m650_gepi_dorzsar 12. Horizontal Machining Center Fritz Werner TC 2.6 C (Photo 5). [Online] Thorsten Muschler GmbH, [Hivatkozva: 2014. január 15.] http://www.maschinensucher.de/ma2/bilderanzeigen-A1620300-5-english.html 13. Perfor forgácsoló szerszám [Online] PERFOR Szerszámkereskedelmi Kft, [Hivatkozva: 2014. január 15.] http://www.perfor.hu/p392f_csigafuro_hssefutura 14. Menetfúró metrikus menethez [Online] PERFOR Szerszámkereskedelmi Kft [Hivatkozva: 2014. január 16.] http://perfor.shoprenter.hu/custom/perfor/image/data/pdf/cnc2012p.pdf 15. Nagy László, Szerszám és Csavar-kötőelem szaküzlet [Online] Nagy és Nagy Csavar-kötőelem és Vas- Műszaki Kereskedelmi Kft, [Hivatkozva: 2014. január 15.] http://nagycsavar.unas.hu/spg/978253/Elofuro-tablazat 16. Hauni Broschura- Adatok és tények, Hauni Intranet [Online] Hauni Hungaria Kft, [Hivatkozva: 2013. július 29.] https://hauni.intranet.koerber.de/fileadmin/content_hauni/wir_ueber_uns/broschuer en/adatok_es_tenyek_2012.pdf

-87-

DIPLOMATERV FELADAT. Hajtómű tengely gyártástervezése. Szám: 2014-GYT-1-MT. MISKOLCI EGYETEM Gépgyártástechnológiai Tanszék Miskolc-Egyetemváros

Recommend Documents