Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék
Gépészmérnöki szak
Gyártástechnológiai III 8. előadás Marás Előadó: Dr. Szigeti Ferenc főiskolai tanár
A marás jellemzői - A forgácsoló főmozgást a szerszám, a fogásvételt, előtolást a mdb. végzi; - Változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztása történik; - Nagy anyagleválasztási sebességgel dolgozik, igen termelékeny; sík és alakos felületek megmunkálására (lánckerék, fogaskerék, hornyok,stb); - A marási módok ISO szerinti csoportosítása: palást- és homlokmarás;
1.Homlokmarás
2.Palástmarás
3.Palást-homlokmarás
1.A maró forgástengelye merőleges a mart felületre; 2.Paláston a főélek, homlokon a mellékélek forgácsolnak; 3.Megmunkált felület: sík. 1.A maró forgástengelye párhuzamos a mart felülettel; 2.A paláston lévő főélek forgácsolnak; 3.Megmunkált felület: sík.
1.A paláston a főélek, a homlokon a mellékélek forgácsolnak; 2.Megmunkált felület: lépcsős (derékszög).
1.Ellenirányú marás
2.Egyenirányú marás
•Hagyományos eljárás, •Bármilyen gépen kivitelezhető.
• •
Újabb keletű eljárás, Játékmentes asztalmozgatású gépet igényel.
A marás szerszámai -
-
Forgástest alakú, többélű, szabályos (határozott) élgeometriájú szerszámok; A befogórész alapján: - száras marók ( kisebb Øjük miatt), - furatos marók; Közvetve lehet a marógépbe befogni; Anyaguk: HSS, HM, forrasztott vagy váltólapkás; A furatos és száras marók egyaránt alkalmasak palást- és homlokmarásra.
A marószerszámok két fő típusa: a.) száras maró, b.) furatos maró
1.Ujjmaró 2.Süllyesztékmaró
3.Hosszlyukmaró 4.T-horonymaró 5.Ívesreteszhorony-maró (Woodruff-ék horonymaró) 6.Szögmaró szár felé csökkenő kúppal 7.Szögmaró szár felé növekvő kúppal A száras marók főbb típusai
Palástmarás A maró forgástengelye párhuzamos a megmunkált felülettel. - simító fokozatban elérhető: IT9 – 10; Ra = 6,3…12,5µm - a palástmarás változatai:
a, ellenirányú palástmarás: -
-
-
A csavarorsós asztalmozgatás holtjátéka nem érezteti hatását ( Ef ellentétes vf –fel); Ep: mdb-ot megemelni igyekszik (ha nem elég a merev befogás, mdb. rezgésbe jön); Fogásba lépéskor a szerszám éle megcsúszik a felületen → él kopását gyorsítja.
a, ellenirányú b, egyenirányú
b, Egyenirányú palástmarás -
-
-
Ef egyirányú vf-el, az asztalt Ef a holtjátéknak megfelelően előretolja – kilépve a marófog a fogásból (Ef ) az asztal pillanatra megáll, orsó az asztalt vf sebességgel magával viszi, amíg a következő fog ismét előre löki → a fogakra nagy terhelés jut → fogtörés, rezgések; Ep hatása kedvező, a darabot az asztalra szorítja; Kedvező a maróél fogásba lépése, a szerszám nem csúszik meg, kevésbé kopik; Csak holtjátékmentes asztalmozgatásnál használható; Az anyagleválasztás sebessége 5070%-al nagyobb mint ellenirányúnál.
cm3 Qc a p b w v f p
Forgácsolási viszonyok Forgácskeresztmetszet: - változó: vessző vagy bajusz alakú, - közepes forgácsvastagság: h bw i a e fz bw ae h f z ; a e a; i p a d i a a h fz fz d a d i p csak 30 o ig
30 o h mint homlokmará snál
Erőszükséglet palástmarásnál - Egy fogra jutó forgácsolóerő (Fc1) : Fc1 k c Ac k c b h N (közepes) - Teljes forgácsolóerő: Fc ψ Fc1;
- Kapcsolószám: egyszerre (egyidőben) fogásban lévő fogak száma: i p a d z a ψ d π t t π d z dπ - Maró fogosztása: t z z a a z N Fc kc b fz kc a fz b π d d dπ
kc = kc1.1 . h-z . Kγ. Kv . Kk . Ks (N/mm2)
A maráshoz szükséges teljesítmény: áltlagos, közepes:
Fc v c kW Pc 3 60 10
k c a f z b z vc k c a f z b z d π n k c a f z b n kW Pc 3 6 6 d π 60 10 d π 60 10 60 10 mm k c a b vf Pc kW ; Pö kW mivel vf f z z n Pc 6 60 10 η p csúcserő és teljesítmény: h max 2h
Erőhullámzás egyenes élű marónál Ψ<1: van olyan időszak, mikor egyetlen fog sem forgácsol erőhullámzás
Ψ>1: Fc nem csökken 0-ra, de az erőhullámzás megmarad
Erőhullámzás csökkentése Ferde élű maró alkalmazásával. - az él be- és kilépése fokozatosan történik, erő nem szűnik meg hirtelen – legkedvezőbb: ha az élek ferdeségét úgy választjuk meg, hogy egyik ferde él kilépése pillanatában a másik éppen munkába lép szükséges λs
i d π tgλ s ; o b b 360
a sin 2 d Ψ=1; λs esetén az erőhatás teljesen egyenletes - ,,d’’ vagy ,,a’’ változásával, az ideális viszonyok megszűnnek, - hullámzásmentesség: minden körülményre más-más szerszám szükséges.
Palástmarók élgeometriája - határozott élgeometriájú, többélű szerszám, - kemény anyagokhoz sűrűbb, lágyakhoz ritkább fogú marót választunk ( fogazat sűrűségét a fogosztás fejezi ki: dπ t - fogalak (forgácsoló ék) ISO szerint három féle: z 1. martfogú maró (hát- és homlokfelület marással készül) 2. hátraesztergált fogú maró (homlokfelület: mart, hátfelület: hátraesztergált): újraélezés a homlokfelületen történik → a fogba bemunkált alakzat nem változik meg, alakos hornyok, alakos bordák készítésére szolgál, 3. öntött vagy zsugorított fogú marók: fog parabolikus alakú, általában az élszalag köszörült.
Hegyes fűrészfog (mart)
Parabolikus fog (öntött, zsugorított)
Parabolikus fog élszalaggal (öntött, zsugorított) Sík felületekkel határolt - merevített - fog (mart) Archimedesi spiral foghátú (hátraesztergált)
A marószerszámok fogalakjai
Palástmarók csoportosítása kivitelük szerint: - monolit, - forrasztott keményfémlapkás, - gyorsacél betétkéses (szerelt élű) marók, - váltólapkás (HM, SK) marók. Palástmarók leggyakrabban furatosak és ferde élűek (d=40…150mm): - nyugodt, rezgésmentes járás, kis erőhullámzás, - α, γ - t a marótest edzése után köszörüléssel alakítják ki, - A hosszú élvonal a forgács egybemaradó alakja miatt kedvezőtlen (forgácsoló hornyok, vagy hullámos él kialakítás biztosítja a kedvező forgács alakot).
Po
PS
PS
Pr S
t
PS Pr
A ferdeélű palástmaró élgeometriája
Po
A palástmarás jellegzetes szerszámai a, tárcsamarók (d=40…180mm): - hornyok, hasítékok marására, - homlokpalást marók, mindkét oldalukon forgácsoló élekkel rendelkeznek, - egyenes-, ferde-, kereszt-élűek; monolit vagy szerelt kivitelűek, - keskeny tárcsamarók: fűrésztárcsák (d=25…315mm); körfűrészek (d=315…1250mm)
Tárcsamaró:
b, idommarók vagy alakmarók: - vezetékek, fogárkok, nyílások készítésére, - szögmarók (szimmetrikusak vagy asszimetrikusak), - hátraesztergált fogú alakmarók.
a, szögmaró
b, rádiuszmaró
c, alakmaró
Homlokmarás A homlokmarás mozgási és forgácsolási viszonyai - A forgácsoló főmozgást a szerszám; előtolást a mdb. végzi; - A maró forgástengelye merőleges a megmunkált felületre, amely mindig síkfelület; - Simító fokozatban elérhető pontosság: IT8…IT9; Ra= 3,2…12,5 µm
Forgácsolási viszonyok, forgács keresztmetszet
fz: fogankénti előtolás (a marótengelyre merőleges síkban) frx: sugárirányú előtolás (forgács közepes vagy átlagos vastagságának felel meg); φx-nél
- A forgács keresztmetszete változó: legkisebb a belépés vagy kilépés helyén, legnagyobb a marótengely előtolás irányába eső szimmetria síkjában:
f rx i f z bw
(területegyenlőség)
bw d π 1 2 360 o f rx f z ; i ; f rx f z b w o i 360 d π 1 2
h f rx sinκ r ; κ r 90 o ; h f rx d 1,5...1,7 ψ 2...3 bw
Erőszükséglet - forgácsolóerő ingadozás - erőhullámzás↓ ψ↑
360 o N Fc1 k c a c k c b h k c a p f rx k c a f z b w d π 1 2 i dπ d π 1 2 z 1 2 z a p a; Fc ψ Fc1; ψ ; t ; ψ o t z 360 d π 360 o
360 o 1 2 z z N Fc k c a f z b w kc a fz bw o d π 1 2 360 dπ kc = kc1.1 . h-z . Kγ. Kv . Kk . Ks (N/mm2)
Teljesítményszükséglet Fc v c kW ; Pc 3 60 10
kc a fz bw z d π n kc a fz bw z n kW Pc 3 3 6 d π 60 10 10 60 10 mm k c a b w vf kW ; vf f z z n Pc 6 60 10 p Gazdaságos forgácsoló sebesség:
Pc Pö kW η
v alk v 0 K1 K 2 ...Km
m p
valk= f (anyagminőség, szerszám típus, a, fz, maró Ø, típus, z, B)
Homlokmaró élgeometriája
Homlokmarás jellegzetes szerszámai → régebben betétkéses – jelenleg váltólapkás kialakítás: - váltólapkások: HM, SK, lapkák a szerszám csúcsán nem rádiuszosak, hanem fazettásak, - lapka alak: , szimmetrikus, aszimmetrikus, - forrasztott lapkás korszerűtlen. → főbb típusok: A, sarokmaró: kisebb lépcső is készíthető (χr =90o), m = l/2, B, síkmaró: lépcső nélküli síkfelületekhez (χr =60…75o), C, palást-homlokmaró: a, b keveréke (Igelfräser: sünmaró, kukoricamaró) m=d, →monolit vagy lapkás kivitelűek, Ø30mm-től lapkásak.
Palást-homlokmarás lényege és szerszámai - Általában száras kivitelűek, kis Ø-ek, palást- és homlok-felületük is képes forgácsolni; - Sarokfelületek készítésére valók, a lépcsőméret lényegesen nagyobb, mint sarokmarónál, m=d; - A száras palást-homlokmarók elnevezései: - szármaró, - ujjmaró, - nyelesmaró, - hosszlyukmaró; - Forgácsolási viszonyok a χr =90o –os homlokmaróéhoz hasonlók.
Szerszám elrendezési lehetőségek (palást-homlokmarók)
360 o h f rx f z b w o d π 180 2 h f z 0,63f z mm π
360 o mm h f rx f z b w d π 1 2
Hosszlyukmarók - Két- vagy három-élű palást-homlokmarók, amelyeknek homlokéle aszimmetrikus (egyik hosszabb, mint a másik) – a hosszabb homlokél középig nyúlik; - fő típusai: - egyenes és ferdeélű, - ferdeélű szimmetrikus homlokélekkel: hornyot mélyíteni csak lassan lehet, - csavartélű: igazi nagyteljesítményű; - Einwegschlichten: reteszhorony egyik oldalát simítja; - Zweiwegschlichten: reteszhorony mindkét oldalát simítja: IT6; Rm<10 μm.
A hosszlyukmarók típusai a.) egyenesélű, b.) ferdeélű, c.) ferdeélű szimmetrikus homlokélekkel, d.) csavartélű
Horonymarás csavartélű Hurth-maróval egyoldalas simítással
Horonymarás csavartélű Hurth-maróval kétoldalas simítással
Ék- és reteszhorony forgácsolása külső hengeres felületen a.) ujjmaróval, b.) hosszlyukmaróval, c.) keresztfogazású tárcsamaróval, d.) íves reteszhorony maróval
