MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR. Gyártástudományi Intézet

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Gyártástudományi Intézet

SZAKDOLGOZAT Vasúti kocsi kézifék tengely gyártástervezése

Készítette: Veress Gábor IV. évf. BSc. gépészmérnök levelezős hallgató 3770 Sajószentpéter, Tárna utca 23.

Konzulens: Felhő Csaba tanársegéd

Miskolc, 2014.

Tartalomjegyzék 1 Bevezetés

3

2. A vasúti kocsik fékberendezései

4

2.1 A fékezés elvének ismertetése

4

2.2 A fékberendezések történeti fejlődése

6

2.3 A kézifékek

8

2.4 Orsós kézifék

9

3. Technológiai tervezés

10

3.1 Orsós kézifék funkcionális elemzése

10

3.2 Alapanyag jellemzői, gyártás tömegességének meghatározása

11

3.3 A beérkezett alapanyag ellenőrzése

13

3.4 A gyártás technológiai feltételeinek körvonalazása

15

3.5 Az előgyártmány meghatározása

20

3.6 Trapézmenet jellemzői

21

3.7 Műveletek, a technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása

23

3.8 Globális műveletek képzése

24

3.9 Műveleti sorrendterv meghatározása

27

3.10 Előgyártmány méreteinek (ráhagyások) meghatározása

28

3.11 A műveleti utasítás elkészítése

33

3.12 Szilárdsági ellenőrzés

38

4. A tengely gyártás utáni mérés és minőség ellenőrzése

42

Összefoglalás

52

Felhasznált irodalom

54

Mellékletek

55

2

1.

Bevezetés

Szakdolgozatom elkészítéséhez szükséges alapötletet a szakmai gyakorlatom ideje alatt végzett feladat adta. A feladatom témája az orsós kézifékrendszer alkatrészeinek a legyártása. A kézifék rendszer több elemet tartalmaz, de a fő alkatrész a trapézmenettel ellátott orsó. Az alkatrész rajza az 1. számú mellékletben található. A dolgozatomban vizsgálni fogom az alapanyag minőségét, meghatározom a tömegszerűséget. Ezután elkészítem a globális műveleti sorrendtervet valamint az alkatrész megmunkálásának ábrás műveleti sorrendtervét. A szerszámválasztás után kiszámolom a forgácsolási paramétereket az esztergagéphez, ami alapján elvégezhető az alkatrészgyártás. Bemutatom az elkészült munkadarabok minőségellenőrzését, ahol az előírt paraméterek megvalósítását ellenőrzöm. A következőkben bemutatom a céget, ahol a szakdolgozatomat készítettem. Az Axis Technologies Kft egy második generációs családi vállalkozás Kelet-Magyarországon, miskolci székhellyel és telephellyel. Kezdetben a cég mérnökirodaként működött, géptervezéssel,

gyártástechnológia-készítéssel

és

egyéb

mérnöki

szolgáltatással

foglalkozott, majd tevékenységük kiegészült szerszámkészítéssel, alkatrészgyártással és felületkezeléssel. A cég kiemelkedő tevékenysége az egyedi, kis-, közepes-, és nagy darabszámú, kovácsolt és fogácsolt alkatrészek gyártása, valamint szerelése. A cég két fő profilja: süllyesztékes kovácsolás és alkatrészek gyártása CNC technológiával. Ezen kívül tervezési,

foglalkoznak

kovácsszerszámok, gyártásával.

programozási

mérőkészülékek,

Gyakorlatuk

van

feladatok

hegesztő-,

műanyag

megoldásával,

szerelőkészülékek

fröccsöntő

és

szerszámok,

valamint alkatrészek süllyesztékes

kovácsszerszámok, készülékek tervezésében. Tervezés során elkészítik a gyártáshoz szükséges teljes dokumentációt, esetleges 3D-s modelleket is. Programjaik a 3d-s modellek feldolgozásával,

optimalizált

programok

elkészítésével

kezdődnek.

A

gyártási

dokumentáció tartalmazza a gyártási koordináta nullpontot, szerszámpályák nyomtatott képét, szerszámigényt, szükséges minimális szerszámhosszt, technológiai paramétereket és a számított gépi főidőt. Közepes és nagy méretben forgácsolt alkatrészeket is gyártanak.

3

2.

A vasúti kocsik fékberendezései

Ebben a fejezetben bemutatom a vasúti kocsiknál alkalmazott fékberendezéseket. 2.1 A fékezés elvének ismertetése A járműben, melyet egy bizonyos erő bizonyos úton keresztül gyorsít, munkamennyiség halmozódik fel. E munkamennyiség annál nagyobb, minél nagyobb a gyorsító erő és minél hosszabb úton működött. A fékezés célja a fékezendő, haladó járműben gyorsítás közben felhalmozódott munkamennyiség megsemmisítése, illetve hőenergiává történő átalakítása. Ezt a feladatot a járművön a fékberendezés végzi. A fékberendezés az általa kifejtett fékezőerő segítségével fogyasztja a járműben felhalmozott munkamennyiséget, amíg az végül a megállás pillanatában teljesen elfogy. Hosszabb lejtőkön a fékberendezést gyakran nem a jármű megállítására, hanem sebesség szabályozásra használják. Ez a sebesség szabályozó fékezés. A fékezés harmadik célja a rögzítő fékezés. Ilyenkor a fékberendezés azt gátolja meg, hogy a jármű helyéről elmozduljon. A gyorsító erő által a gyorsítás közben, illetve a fékezőerő által fékezés közben végzett munkát nagysága természetesen azonos, de ellentétes értelmű, mert az egyik növeli, a másik fogyasztja a járműben felhalmozott

munkamennyiséget.

Az

adott

sebességű

járműben

felhalmozott

munkamennyiség a jármű sebességével négyzetesen arányos, ez azt jelenti, hogyha a jármű sebessége az eredetinek például: kétszeresére, háromszorosára, négyszeresére, stb. növekszik, akkor az abban felhalmozott munkamennyiség az eredetinek 2x2=4, 3x3=9, 4x4=16 stb.-szöröse lesz. Ugyanazon fékezőerő mellett tehát növekvő sebességek esetén a megállításhoz szükséges úthossz hatványozottabban nagyobb, mint a sebesség növekedés. Az eddigiekben leírtak a mechanika elemeinek alkalmazásával következő módon foglalhatók össze: A járműben a gyorsítás alatt felhalmozódott munkamennyiség: M (m.kg)= Gy (kg) x S (m) Ahol a Gy (kg) a gyorsító erő, S (m) pedig azaz út, melyen keresztül a gyorsítóerő működött.

4

A fékezés két fő gyakorlati megvalósítása a tuskós és a tárcsás fékezés. A két fő típusú fékezés elvi vázlata a következő oldalon lévő 1. és 2. ábrán láthatóak. A világ vasútjain, így a MÁV-nál is leggyakrabban a tuskós fékezést alkalmazták. De az utóbbi húsz évben terjedni kezdett a tárcsafék alkalmazása is [5].

1. ábra Tuskós fékezés [5]

2. ábra Tárcsás fékezés [5]

5

2.2 A fékberendezések történeti fejlődése A vasúti járművek fékezésére alkalmazott legelső berendezés a kézifék volt. A sebesség fokozása és a fékutak nagyságának korlátozottsága azonban hamarosan szükségessé tették, hogy a kézifék helyett más szerkezeteket alkalmazzanak a járművek megállítására. Hamarosan rájöttek ugyanis arra, hogy a kézifék teljesítménye – az emberi erő korlátozottsága miatt – egy meghatározott értéken túl nem fokozható, ezen kívül minden kézifék működtetésére külön embert kell alkalmazni, ami a vonatkísérők számát megnöveli. Stephenson már 1833-ban mozdonyának fékberendezését gőzzel működtette. a kézifék nagy hátránya, hogy minden kézifékes kocsinál külön embert (esetleg két szomszédos kocsinál egyet) kell alkalmazni a fékberendezés működtetésére. Ezt a nehézséget akarták kiküszöbölni az átmenő (vagy másképpen folytatólagos) fékek kifejlesztésével. Ezeknél a fékberendezéseknél a vonat összes kocsijának a fékje egy, vagy egyszerre több helyről hozhatók működésbe. A jelenleg használt légfékek is mind átmenők. A vasúti kocsik fékrendszerek fejlődésének jelentősebb állomásai 1856-ban Heberlein szerkesztett egy kötélféket. A következő években gőzt is használtak a fékberendezése működtetésére, hideg időben azonban nem működtek, mivel a gőz lecsapódott. Ezután a fékeknél fékezéskor sűrített levegőt engedtek a hengerbe és ezt hívták légnyomásos fékeknek. Következő típusú fékek a légűr fékek voltak, amelyben a dugattyú egyik oldala melletti térből kiszívták a levegőt, légűr keletkezett és ez által a dugattyú másik oldala a szabad levegő nyomására fékező állásba tolta a fékhenger dugattyúját. Westinghouse György 1868-ban szerkesztette közvetlen direkt működésű nem önműködő

légfékét.

Majd

1872-ben

megalkotta

első

önműködő

(automatikus)

kormányszelepes fékberendezését. 1879-ben keletkezett az első önműködő kétkamrás fék. Hardy 1884-ben szerkesztette meg a ma is használt önműködő légűr féket. Az 1880-as évek elején alkalmaztak először kétkamrás féket, amelyet Carpenter-féknek neveztek. Az egyszerű működésű kormányszelepes fékberendezéssel felszerelt vasúti szerelvények fékhatás terjedési sebessége aránylag kicsi volt, a vonat végére lassan ér el a fővezeték nyomáscsökkenése. Ezen segített Westinghouse György, amikor 1887-ben feltalálta a gyorsműködésű kormányszelepet. Ennek köszönhetően megnőtt a fékhatás terjedési sebessége és a fékhenger nyomása. 1890-ben szerkesztett Schleifer-féknél a fékezés elején 6

lecsapolt fővezeték levegőt egy külön kamrába vezették ez által ismét nőtt a fékhatás terjedési

sebessége.

1892-ben

Humphrey

szabadalmaztatta

a

háromnyomásos

kormányszelepek elvét. Az 1900-as évek elején a német Knorr-gyár korszerűsítve a Westinghouse gyorsműködésű kormányszelepet megszerkesztette a Knorr gyorsműködésű kormányszelepet. A Knorr-gyár valamennyi légfék alkatrészt korszerűbb alakban gyártott, mégpedig úgy, hogy azok a Westinghouse alkatrészek helyett felszerelhetők legyenek. Az európai vasutak a századforduló éveiben szükségesnek látták kidolgozni azokat a feltételeket, amelyeket egy tehervonati féknek teljesíteni kell. 1906-ban meg is állapították ezeket az előírásokat, amelyet Berni-program néven ismertek el, és 1909-től lettek kötelezőek. 1911-ben jelent meg a Kunze-Knorr tehervonati fékberendezések. 1925-ben létrehozták a Kunze-Knorr fék személy és gyorsvasúti kivitelét is. 1926 körül fejlesztették ki a ma is alkalmazott Westinghouse tehervonati kormányszelepet. A nemét Knorr fékgyár 1931-ben kidolgozta a Hildebrend-Knorr féket. Végleges formájában 1934-ben került bevezetésre. 1932-ben fejlesztették ki Szovjetunióban az általánosan szabványosított Martoszov-féket. A második világháború megakadályozta a vasúti fékberendezése további fejlődését. A háború után 1948-ban mutatták be a Charmilles-féket.[6] A francia vasút 1955-ben bemutatta a Westinghouse-fék legújabb kivitelét, amit a 3. ábra szemléltet.

3. ábra Westinghouse-fék [6]

7

2.3 A kézifékek Kézifékezés esetén az erőkifejtés leggyakrabban forgattyús vagy kézi kerekes – trapézmenettel ellátott – fékorsó segítségével történik, ilyenkor emberi erő az, amit a fékrudazat megfelelően továbbít. A vasúti járművek legelső fékberendezései az emberi erővel működtetett fékberendezések voltak. Az emberi erő természetesen korlátozott mértékű. Nemzetközileg érvényes feltételezés, hogy egy átlagos erejű fékező kézi keréken, illetve forgattyún 500 N erő kifejtésére képes. Ezt az erőt közvetíti, többszörözi és osztja el az – általában légfékrudazathoz csatlakozó – kézifék rudazat. Kezdetben a kézifék az egyetlen általános vasúti fékezési mód volt, mely jelentős előnyökkel, de még jelentősebb hátrányokkal rendelkezett [6]. A kézifék előnyei:  fokozatos fékezés és oldás lehetősége,  a fékező kifogástalan fizikai állapota esetén teljes kimeríthetetlenség,  szakszerű kezelés esetén önműködő raksúly fékezés. A hátrányok:  nem önműködő,  nem átmenő,  nagy munkaerő igény (1 fő/fék),  hatásosság erősen függ az emberi tényezőtől. Az elmondottakra való tekintettel napjainkban a kéziféket csak a légfék elromlása esetén használandó tartalék fékként, tolató fékként, illetve rögzítő fékként alkalmazzák a vasúti üzemben. Kézifék található minden vontatójárművön, minden személy-, poggyász- és postakocsin, a kényes és veszélyes áruk szállítására szolgáló teherkocsikon, valamint az egyéb teherkocsik egy kisebb részén. Kezelhetőség szempontjából a kézifék lehet járműről vagy földről kezelhető. A fékező erő kifejtésének módja szempontjából megkülönböztetünk:  orsós kéziféket,  emeltyűs kéziféket,  láncos kéziféket,  Exter-féle vetősúlyos kéziféket. 8

2.4 Orsós kézifékek Az orsós kézifék (4. ábra) a kézifékek leggyakoribb változata. A fékorsó, melyet a fékező vagy egyszerű kar, vagy kúpkerékpár közbeiktatásával kézikerék segítségével forgat. Az orsó forgása közben, annak csavarmenete fékezéskor felfelé, oldáskor pedig lefelé mozdítja el az orsóanyát. Az orsóanyához csatlakozó vonórudak a kézifékemeltyű karjainak közvetítésével juttatják el a fékerő által kifejtett fékezőerőt – megfelelő áttétellel – a féktuskóig. Kocsikon a kézikerék és a fékorsó több esetben kúpkerékpár közvetítésével csatlakozik egymáshoz. A csak kézifékkel ellátott kocsik fékezésének hátránya, hogy nem lehet a féket üzembiztosan és a vonat teljes hosszában egyenletesen kezelni. A kézifék szerkezetek legrégibb formája a négy tuskóval működő fék. Hátránya, hogy a tuskónyomás hatására a kerékpárok a csapágyakat a csapágyvezetékekhez nyomják, ami ezek idő előtti romlását okozza, továbbá hogy a tuskónyomások nem egyenlő erejűek. Ma már általánosan használt, nyolctuskós, szimmetrikus elrendezésű kiegyenlítős kézifék rendszer. Szimmetrikus elrendezésűnek azért nevezik, mert minden kerék körül egyforma méretű rudazati elemek vannak. Kiegyenlítős féknek pedig azért, mert a szerkezetben minden rudazati elem húzva van, vagyis fékhatás csak akkor van, ha már mindem tuskó a kerékhez szorult, s azt egyforma erővel nyomja. A kézifék működtetése csavarorsóval történik.

. 4. ábra Orsós kézifék [6] 9

3.

Technológiai tervezés

A technológiailag helyes tervezés lépéseit ismerve, az abban tanult gondolatmenetet fogom követni. 3.1 Orsós kézifék funkcionális elemzése A kézifék rendszerek használata nagyon fontos mind az autóiparban és a vasúti szerelvények mindennapi működésében. A kézifékek nem csak a menet közbeni lassító fékezést segítik elő, hanem a már álló szerelvények rögzítésében is fontos szerepük van. Ugyanis a behúzott kézifék első rendű funkcionális feladata a szerelvény (jármű) rögzítése, mert a nem kívánatos járműmozgásoknak nagyon súlyos következményei lehetnek, mind anyagi és egészségkárosító téren egyaránt. Gondoljunk például egy vasútállomáson egy elszabadult szerelvényre, ami további vagonokkal ütközhet és még az ott dolgozó embereket is elsodorhatja vagy maga alá gyűrheti, legrosszabb esetben pedig halállal is végződhetnek az ilyen fajta technikai vagy emberi figyelmetlenségből származó esetek. Ezért fontos szerepe van a vasúti kocsiknál a kézifékeknek és a további fékrendszereknek. Időszakos műszaki ellenőrzésük ezen okoknál fogva nagyon fontosak és a fékekre vonatkozó előírásokat már 1906-ban megállapították, 1909-től lettek kötelezőek „Berniprogram„ néven. Tehát a kézifék elsődleges funkciója a rögzítés. Az orsós kézifékrendszerben található tengely, ami trapézmenettel van ellátva a rögzítés ideje alatt húzó igénybevételnek van kitéve. A trapézmenet pedig önzáró tulajdonsága miatt a rögzítési feladatot képes ellátni. Az általam végigkísért alkatrészek gyártási paraméterei adottak voltak (alakja, anyaga, méretei, tűrései), amit a megrendelő cég bocsátott rendelkezésünkre. Orsós kézifék elhelyezkedése a vasúti kocsin a 5. ábrán látható, amely a nyolctuskós kiegyenlítős kézifék rendszer része.

10

5.ábra Nyolctuskós kiegyenlítős rendszerű kézifék [6] 3.2 Alapanyag jellemzői, gyártás tömegességének meghatározása

Az anyag minősége S235J2+N ami egy szerkezeti acél , az anyag folyáshatára pedig 235 Mpa, szakító szilárdsága pedig Rm=360-510Mpa, az ütőmunkája 27J aminek a vizsgálati hőmérséklete -20 ˚C , normalizált. Az acél szabvány szerinti beazonosíthatósági jelölése a következő: DIN EN 10025-2 , illetve 1.0117+N. A vegyi összetételét az 1. számú táblázat mutatja.

Vegyi összetétel C%

S%

Mn %

P%

N%

0,17

0,035

1,4

0,035

0,012

1.táblázat : Vegyi összetétel Gyártás tömegességének meghatározása A legyártandó mennyiség: 22 db/hó Annak érdekében, hogy a legmegfelelőbb technológiai folyamatot válasszuk ki a gyártáshoz elsődleges feladat a gyártás tömegességének meghatározása. Ezt a tömegszerűségi együttható segítségével tudjuk pontosan kiválasztani.

11

A tömegszerűségi együttható jele: Ks . A Ks értékéről tudjuk az alábbi információkat: 

Ks = 1, akkor tömeggyártásban;



1 < Ks < 10, nagysorozatban;



10 < Ks < 20, közepes sorozatban;



20 < Ks , egyedi gyártásban termeljük az alkatrészt.

A tömegszerűséget a következőképpen tudom meghatározni: A termelést egy hónapos periódusban vizsgáljuk ami 21 nap x 1 műszak x 8 óra: Im = 168 óra * 60 perc = 10 080 perc /hó Az adott alkatrészből évente 264 darab készül, ami havonta 22 darabot jelent: Q = 264 darab / 12 hó = 22 darab / hó A q értéke a képlet alapján: q = 10 080 / 22 = 458 perc / db A tn értéke a több folyamatból áll össze darabolás, esztergálás, marás összege, majd ezek átlaga alapján: tn ≈ 20 perc Az együtthatót az alábbi képlet alapján kapjuk meg [1]:

Ks 

q 458 perc   22,9 tn 20 perc

I 10080 perc / hó q m   458 perc Q 22db / hó

ahol: q – a kibocsátási ütem, [min/db]; tn – a mechanikai megmunkálásokat tartalmazó műveletelemek becsült átlagos normaideje, [min/db]; Im – a termelő berendezések munkaszerinti időalapja, [min/hó]; Q – az egy év alatt gyártandó mennyiség, [db/hó]. Mivel a Ks =22,9

23-ra kerekítve az alkatrészt egyedi gyártásban készítjük.

12

3.3 A beérkezett alapanyag ellenőrzése A beérkezett alapanyag melegen hengerelt szerkezeti acél, ami az egyik legnagyobb mennyiségben felhasznált acél. A melegen hengerelt szerkezeti acélok a szavatolt mechanikai tulajdonságú acélok közé tartoznak.. Különböző felhasználási célra gyártanak melegen hengerelt szerkezeti acélokat. Általában acélszerkezetek, gépszerkezetek és gépalkatrészek alapanyagai. A hengerművekben jellemzően hosszú gyártmányokat (rúd- és idomacélokat, stb.), és lapos termékeket (pl. durvalemezek) gyártanak belőlük. A felhasználás célja szerint változó lehet az összetételük (ötvözetlen vagy akár ötvözött) és a gyártási technológiájuk is. Ennek megfelelően lehetnek:  ötvözetlen szerkezeti acélok (MSZ EN 10025-2),  normalizálva hengerelt, hegeszthető finomszemcsés acélok (MSZ EN 10025-3),  termo mechanikusan hengerelt, hegeszthető finomszemcsés acélok (MSZ EN 10025-4),  légkörikorrózió-álló szerkezeti acélok (MSZ EN 10025-5). Az ilyen típusú acéloknál lehetnek pelyhességi és repedési hibák, aminek a lényegét röviden ismertetem. Az acélban kialakuló belső repedéseket leggyakrabban az acélba került hidrogén okozza. Acélgyártáskor, hegesztéskor az úgynevezett „vízgáz” reakció, azaz az Fe + H2O _ FeO + H2 reakció során felszabaduló hidrogén oldódik a folyékony acélban. Acélgyártáskor, illetve hegesztéskor kisebb nagyobb mértékben mindig jelen van a vízgőz, amelynek minimumra csökkentését a betétanyagok (hozaganyagok, ötvözők), illetve a hegesztőpálca, a védőgáz és a védőpor szárításával igyekeznek elérni. Az acélgyártáskor folyékony állapotban a hidrogéntartalom szokványos esetekben általában 3-8 ppm között változik, vákuumozó öntés esetén (nem üstben vákuumozáskor) a hidrogéntartalom kb. 1 ppm. Ezt a csekély mennyiséget az acél 300°Con is csak több száz bár nyomáson tudja oldatban tartani. Természetesen, az acél hőmérsékletének csökkenésével gázoldó képessége is csökken, és diffúzió útján az acél gáztartalma is csökkenhet. Alapvető gondot az a tény jelenti, hogy a hőmérséklet csökkenésével a hidrogén atom diffúziósebessége csökken. A krisztallitok közötti üregekben a hidrogén 13

atomok molekulákká egyesülnek, azaz „beszorulnak” a kristályközökbe és létrehozzák azt a több száz vagy ezer bár nyomást, amely elindítja a repedéseket. Ezen folyamat időigényes, amely több tényezőnek a függvénye. A hidrogéntelenedés, azaz a hidrogéntartalom oly szintre való csökkenése, amely már biztosan nem jelent veszélyt az acélra függ az induló gáztartalomtól, a keresztmetszettől, a hűtés sebességétől. A gáztalanításnak legegyszerűbb útja a vákuumozó öntés, de ez egyben költséges is. Az az acél, amelynek hidrogéntartalma folyékony állapotban nagyobb, mint 2 ppm, mindig magában hordozza a pehely kialakulásának veszélyét. Ez függ a technológiai műveletektől (öntés milyen keresztmetszetű önteccsé vagy FAM bugává, ezek hengerlése vagy kovácsolása, kapott-e „pehelytelenítő” hőkezelést stb.) Ez a 2 ppm nem egy bűvös határ, de az acélgyártás folyamán törekedni kell a kis hidrogéntartalom elérésére (szárítás, üstben vákuumozás megfelelő fürdő mozgatással, mágneses keverés, argon befúvatás stb. is már hatásos, de az igazi a vákuumban való öntés).[7] Ezen hibák feltárását ultrahangos vizsgálattal lehet kimutatni. Az ultrahangos vizsgálat elve, hogy a nagyfrekvenciájú hanghullámok (ultrahang) a fémekben alig gyengülve, mint irányított sugarak haladnak, azonban határfelülethez érve visszaverődnek. Határfelületnek minősül minden akusztikailag más keménységű közeg, pl. a darab belsejében lévő hibák és a darab hátlapja. Ide tartozó alapfogalmak •

Az ultrahangos anyagvizsgálatban használatos frekvencia tartománya 0,25 MHz - 15 MHz között van.

•

Az ultrahang terjedési sebessége (v) homogén anyagon belül állandó és az anyag rugalmas jellemzőitől függ.

•

A hanghullámok esetében a frekvencia (f), a hullámhosszúság () és terjedési sebesség (v) között összefüggés van. v = .f

•

A hullámhosszúság ismerete lényeges, mert ultrahanggal csak /2 esetleg ideális esetben /3 nagyságú hibák mutathatók ki.[7]

A mi esetünkben egy USM GO kézi ultrahangos vizsgálót alkalmaztunk a feladat elvégzésére azaz, hogy ellenőrizzük a beérkező anyag minőségét. A vizsgálat után megfelelőnek találtuk az alapanyag minőségét (nem tartalmazott belső feszültségből adódó repedést), így nyugodtan belekezdhettünk a tengelyünk legyártásába [7]. 14

3.4 A gyártás technológiai feltételeinek körvonalazása Az elkészítendő munkadarabokhoz sokféle megmunkáló berendezést kell majd használnunk, ha le szeretnénk gyártani azokat. Az Axis Technologies Kft-nél rendelkezésünkre álló szerszámgép park a következő:

CNC eszterga

2 db

Gildemaister – 360 mm-es megmunkálási tokmány

Karusszel eszterga

1 db

1200 x 1200 mm CNC

Fejeszterga

1 db

Ø 1250 mm elforduló, tárcsa jellegű alkatrészek

Esztergagépek

1 db

Ø 480 x 2000 mm

1 db

Ø 300 x 2000 mm

1 db

E3N-01 Egyetemes esztergagép Ø 200 x 750 mm

Marógép

1 db

UWF 80 EN marógép 600 x 400 x 400 mm

Függőleges maró

1 db

300 x300 x 1000 mm befoglaló méret

Egyetemes maró

1 db

150 x 150 x 600 mm befoglaló méret

Süllyesztékes kovácsolás 3 db

80 – 200 – 250 t ütőerő – Frikciós sajtó

Palástköszörű

1 db

KU 250 Ø 250 x 1000 mm

Vésőgép

1 db

400 mm lökethosszig

Fogazógép

1 db

11 modulig

Fűrészgép

1 db

KF 250 Keretes fűrészgép Ø 250 mm átmérőig

Plazmavágó

1 db

Jasic Cut 70A / 400V, Kézi

Plazmavágó

1 db

Thermocut 2060 TC , CNC vezérelt plazmavágó gép

Sajtológép

1 db

Pemserter Series 2000

Hegesztőgép

1 db

Europeweld 200 C védőgázas CO hegesztőgép 170A

Az adott gyártmány tengelyszerű alkatrész, így a gyártás során főleg esztergagépet alkalmazunk. A megfelelő esztergagép választásához figyelembe kell venni a gép teljesítményét, a befogható munkadarab hosszát, a gép által elérhető fordulatszámokat. Mivel hosszú, karcsú darab megmunkálását tervezem, a gyártás közben jobb forgácsolási körülmények elérése miatt célszerű olyan gépet választani, amelynek főorsójába a munkadarab betolható, így csökkenthetjük a munkatérbe egyszerre kilógó részt, melynek eredményeként nő a munkadarab stabilitása.

15

A tengelyen elhelyezkedő reteszhorony kialakításához marógépet alkalmazunk. Ezen szerszámgép kiválasztásánál a főbb szempontok főorsót hajtó és az asztalmozgató motor teljesítménye. A gyártmányon egy illesztett felületet találhatunk, így az alkatrész köszörűgépes megmunkálást igényel. A szükséges szerszámokat tekintve több típusra is szükségünk van. Az esztergálás során szükséges kések, melyekkel a hengeres felületeket, a homlokfelületeket, valamint a beszúrásokat készítjük el. Illetve a központfuratok előállításához szükséges központfúrók és a horony kialakításához, a marásnál szükség van megfelelő horonymaró szerszámra, ami jelen esetben ujjmaró. A köszörűgéphez pedig biztosítanunk kell a megfelelő korongokat. Mivel egyedi gyártásról beszélhetünk, ezért egyetemes szerszámgépeket érdemes használni, a gyártmány megmunkálása az alkatrész bonyolultságát is figyelembe véve nem igényel új beruházást. A megfelelő kihasználtságot párhuzamosan több termék gyártásával érhetjük el. Mivel a kézifékrendszer több alkatrészt is tartalmaz a tengelyen kívül, ezért további megmunkáló gépekre is szükség van. A lemez munkadarabok kivágásához plazmavágóra van szükség, majd sajtológépre is az egyik munkadarab alakításához, végül pedig CO védőgázas hegesztőgéppel hegesszük össze az 5-ös és 6-os munkadarabot. Az eddig tett megállapításaimat figyelembe véve az Axis Technologies Kft a meglévő gyártóbázisára alapozva el lehet végezni

a munkadarab legyártását. A következő

szerszámgépek szükségesek a gyártáshoz. Darabolás:  Szerszámgép:

KF 250 keretes fűrészgép

 Megmunkálható munkadarab átmérője:

d= Ø250 mm

 Megmunkálható munkadarab hossza:

l= 675 mm

 Maximális vágó sebesség:

v= 40-80 m/min

16

Esztergálás: 

Szerszámgép:



Megmunkálható munkadarab hossza:

l = 750 mm



Megmunkálható munkadarab átmérője:

d = Ø200 mm



A szerszámgép maximális fordulatszáma:

nmax = 3500 1/min



A szerszámgép minimális fordulatszáma:

nmin = 56 1/min



A gép főorsójában található furat mérete:

d = Ø50 mm



Szerszámgép hajtómotor teljesítménye:

P = 9 kW



Szerszámgép:




nmax = 2100 1/min




nmin = 35,5 1/min



Függőleges mozgás:

lf = 400 mm



Keresztirányú mozgás:

lk = 400 mm



Vízszintes irányú mozgás:

lv = 600 mm



Hajtómotor teljesítménye:

P = 3 kW



Előtoló motor teljesítménye:

P = 1,5 kW

E3N-01 Egyetemes esztergagép

Marás: UWF 80 EN

Köszörülés: 

Szerszámgép:




nmax = 710 1/min




nmin = 90 1/min



A köszörűkorong maximális fordulatszáma:

nmaxkorong = 1970 1/min



A megmunkálható munkadarab hossza:

l = 1000 mm



Szerszámgép:



Vágóáram:

20-70 A



Vágás vastagsága:

20 mm



Max teljesítmény:

1 1KW

KU 250 palástköszörű.

Vágás: Jasic Cut 70A / 400V plazmavágó

17

Sajtolás: 

Szerszámgép:



Sajtoló erő:

7,1 tonna



Benyúlási mélység:

610 mm



Szerszámcsere:

2 percen belül



Levegő igény:

6-7 bar



Szerszámgép:



Egyfázísú MÍG-MAG védőgázas fogyóelektródás



Hegesztő áram:

25-170 A



Primer feszültség:

230v/50Hz

Pemserter Series 2000 sajtológép

Hegesztés: Europeweld 200 C védőgázas CO hegesztőgép 170 A

A legyártandó feladatomhoz kapott rajzon nem minden méretnél van megadva konkrét tűrésezés. Ahol ezek nincsenek jelölve ott a tűrési pontosságok az ISO MSZ 2768-c szerinti értékek lesznek érvényben (ami látható a rajz szövegmezőjén feltüntetve). A konkrét értékeket az alábbi táblázat mutatja (2. táblázat), [8].

A kézifék rendszer alkatrészeit beszámoztam. Sorban haladunk az alkatrészek elkészítésével és nagyobb hangsúlyt fektetünk a trapézmenettel ellátott tengely elkészítésére. Az elkészítendő feladatom rajzát az 1. számú melléklet tartalmazza.

18

Az 1-es számú munkadarab: Az első munkadarab egy egyszerű csapágyház, aminek elkészítési folyamatát a 6. számú ábrán szemléltetem. 1. 1.Külső átmérő méretre esztergálása 2. 2.Központfurat készítése és belső átmérő esztergálása 3. 3.Munkadarab megfordítása után leszúrás 4.L4.Letörés

6.ábra 1-es munkadarab Az első elkészítendő munkadarab egy általános felület érdességgel rendelkezik (N7 = Ra 1,6) amit finomesztergálással lehet elérni. A rendelkezésre álló Ø 65 mm-es rúdanyagból durva esztergálási művelettel leválasztunk 2 x 2 mm vastagságú réteget, utána pedig finomesztergálással beállítjuk a végleges méretet. Majd második lépésben egy központfurat készítése akkora méretben, hogy az esztergakés elférjen a furatban (ez a mi esetünkben 20 mm lesz) utána pedig a belső átmérőt esztergáljuk végleges értékre egy furatkéssel. Ezután kivesszük a munkadarabot és megfordítjuk, a rögzítésnél ügyelve arra, hogy a szorító erő ne legyen túl nagy, nehogy rongálja a már kész felületet. Ezt követően az adott méretre leszúrjuk a munkadarabot és egy oldalazó késsel letörjük az éleket 5 mm mélyen.

19

A 2-es számú munkadarab: A második munkadarab 7. ábrán látható tengely, amelynek gyártás tervezése adja a dolgozatom gerincét. A tengely méretarányos rajza az 1. mellékletben található.

7.ábra :Orsós kézifék tengelye

3.5 Az előgyártmány meghatározása Az alkatrész tengelyszerű így háromféle típusból választhatunk: • húzott • hengerelt • kovácsolt Húzás során a hengerhuzalt illetve a kisajtolt terméket kúpos üregű szerszámon áthúzva, átmérőjének csökkentésére és hosszának növelésére kényszerítjük. A huzalnak a húzókúp utáni részében ébred az áthúzást végző feszültség. A huzal és a szerszám közötti súrlódás csökkentésére kenőanyagot (zsírok, olajok, kálciumsztearát, szappanpehely, újabban zsíralkoholszulfát) használunk, valamint a húzókúpot tükörfényesre polírozzuk. A huzalt a húzógyűrűbe be kell tudni fűzni, ezért annak végét húzás előtt ki kell hegyezni. Rúd és csőhúzógépek rendszerint nem húzódobbal, hanem egyenes vezetéken előre-hátra mozgó húzókocsira szerelt szorítópofákkal végzik a műveletet. A rudak húzásának célja a felületminőség és a méretpontosság (h9-h11) javítása, valamint a szilárdság és a folyási határ növelése. A hengerlést, mint technológiai folyamatot úgy lehet jellemezni, mint a 20

forgó hengerekkel folyamatossá tett nyújtó kovácsolást. A hengerlés célja az alakadáson kívül a minőség, mint például a salakzárványok elnyújtása révén a szívósság, javítása is. A művelet abból áll, hogy az alakítandó anyagot két egymással szemben forgatott henger közé vezetjük, azaz beszúrjuk. A hengerek a hengerrés vastagságának megfelelő méretűre nyújtják a darabot, majd kitolják. A kovácsolás melegalakító eljárás, célja egyrészt az alakadás, másrészt a szilárdsági tulajdonságok javítása. Általában a végső gyártmány alakjához hasonló előgyártmányt tudunk vele készíteni, ezért a további megmunkálások ideje, költsége csökken. Mivel a tengely egyszerű, hengeres alakú, ezért a kovácsolás, mint előgyártási technológia nem jöhet szóba, 22 db/hó mennyiségű gyártás esetén nem gazdaságos. A húzás költségesebb, mint a hengerlés, viszont jobb felületi minőséget ad, ezért ha a munkadarab adott részének megfelelne ez a minőség, akkor ott már nem kéne megmunkálni. De a húzás során felületi feszültségek keletkeznek, így az általam választott előgyártmány hengerelt. 3.6 Trapézmenet jellemzői Az elkészítendő tengelyen található lesz egy Tr40x10-es menet, aminek a fő szerepe az önzáródás biztosítása. Az önzáródást a következő számolásokkal támasztom alá. A trapézmenet sematikus rajzát a 8. ábra szemlélteti.

8. ábra Trapézmenet

21

Orsó adatai: Az orsó működő hossza:

380 mm

A menet jele:

Tr 40 x 10

Az orsó anyaga:

S235J2+N

Közös szelvénymagasság

H1 = d – D1 / 2 = P / 2= 5mm

Anya külső átmérője:

D4==41mm

Az anya anyaga:

S235J2+N

Az anya magassága:

ha=80 mm

Önzárás ellenőrzése: A 7. számú mellékletből a menet adatai: menetemelkedés:

P=10 mm

orsó névleges átmérője:

d=40mm

középátmérő:

d2=35 mm

orsómenet magátmérő:

d3=29 mm

szelvényszög:

=30o

Az ac meghatározása a 9. számú melléklet alapján: ac=0,5mm A 8. számú melléklet alapján a ReH=250 MPa , a biztonsági tényező pedig n=2. R 250MPa  meg  eH  n 2

 meg  125MPa A  értékét a 10.számú mellékletből kiválasztva, =0,2.  0,2    0 cos 15 cos 15 0    0,207    arctg   arctg 0,207

   11,695   P  d2  

  arctg 

 2     arctg    35mm    

  5.199  5.2   arctg 0,5   arctg 0,5  0,207  5,909   min  >  ezért a menetes kapcsolat önzáró. Mivel  min

22

3.7 Műveletek, a technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása A technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozása Az alkatrész gyárthatóságához szükséges, hogy kidolgozzuk az optimális technológiai folyamatot, ami alapján biztosítani tudjuk a műhelyrajzon előírt minőségi elvárásokat. A kidolgozás során fontos szerepet játszanak a technológiai és gazdasági korlátok. A technológiai folyamat elvi vázlata a gépipari alkatrészgyártás nagyszámú technológiai folyamatának elemzése alapján általánosítható, hogy ezekben legfeljebb 13 olyan különböző szakasz van, amelyek homogenitást mutatnak. A technológiai folyamat ezen szakaszait technológiai folyamat szakaszoknak nevezzük. A TFSZ-kat a 3. táblázat tartalmazza.

TF-

Megnevezés

Funkció és főbb jellemzők

TFSZ1

Előgyártás

Előgyártmány előállítása, darabolás

TFSZ2

Nagyoló megmunkálás

Durva esztergálás

TFSZ3

Hőkezelés I.

Feszültség csökkentés, lágyítás

TFSZ4

Félsimító megmunkálás I.

TFSZ5

Hőkezelés II.

Cementálás (C),Nemesítés

TFSZ6

Félsimító megmunkálás II.

Finom esztergálás

TFSZ7

Hőkezelés III.

Edzés, betétedzés

TFSZ8

Simító megmunkálás I.

TFSZ9

Hőkezelés IV.

Nitridálás

TFSZ10

Simító megmunkálás II.

Finomköszörülés

TFSZ11

Simító megmunkálás III.

TFSZ12

Felületkezelés

Krómozás, nikkelezés stb.

TFSZ13

Befejező megmunkálás

Polírozás, gyémánt vasalás

szakaszok

Általános esztergálás, IT11-IT12;

Köszörülés, IT7-IT10;

> 0,63

Tükrösítés, polírozás, IT6-IT7;

3.táblázat: TFSZ-ok jellemzése

23

> 2,5

> 0,32

A technológiai folyamat elvi vázlatának kidolgozásakor meghatározzuk, hogy az alkatrész gyártása során mely TFSZ-okban kell megmunkálást végezni (pl.: esztergálás, fúrás, marás). A TFSZ-okban a megmunkálásnak a helyét is meghatározzuk. Az előbbiek alapján a feladat megoldásához szükséges információk: - az AR rajzán található minőségjellemzők (alak, méret pontosságok, felületminőség stb.); - a TF tervezésének előkészítése során tett megállapítások, döntések; - a gépipari alkatrészgyártás gyártási eljárásira, azokkal elérhető pontosságra, felületminőségre, anyagtulajdonságra vonatkozó ismeretek; - a TF realizálásához igénybe vehető gyártási technika, műszaki és gazdasági feltételek, meghonosodott technológiai tradíciók jellemzői; A szakaszokra bontásra azért van szükség, mert sok esetben nincs arra lehetőség, hogy az előgyártmánytól a késztermékig minden elvárt tulajdonságot egyidejűleg alakítsunk ki. A technológia folyamat nagyolási szakaszában a leválasztandó anyag minél gyorsabb leválasztásra törekszünk. A simításnál viszont a kész méret előállítása a legfontosabb. Ebből következően egyértelmű, hogy az előírt pontosság csak több lépésben végezhető el. Az előtervezés során kiválasztottam a tengely gyártásához szükséges szerszámgépeket, a gyártás peremfeltételeit, valamint az előgyártmányt (anyag, méret , típus). Ezután következik a technológiai folyamat tervezése. Ennek eredményeként egyrészt kialakulnak a globális műveletek, melyeket különböző szempontok szerint fel kell bontani műveletekre. Másrészt a tervezés végeredményeként előáll a műveleti sorrendterv, mint megmunkálási utasításokat tartalmazó dokumentáció. 3.8 Globális műveletek képzése A következő pontban a TFSZ-okra bontom a gyártást művelet típusok alapján. A tengelyen a következő műveleteket kell elvégezni:

- Esztergálás: a1 - Köszörülés: a2 - Fúrás: a3 - Marás: a4 - Menetvágás: a5 - Darabolás: a6 24

Megmunkálandó felületek: 1. TFSZ4 , a1 2. TFSZ4 , a1 3. TFSZ4 , a1 4. TFSZ8 , a2 5. TFSZ4 , a1 6. TFSZ4 , a1 7. TFSZ4 , a1 8. TFSZ4 , a5 9. TFSZ4 , a1 10. TFSZ4 , a1 11. TFSZ4 , a4 12. TFSZ4 , a A felületeket a 9. számú ábrán láthatóak.

9. ábra Felületek kijelölése

25

Technológiai folyamatszakaszok kiválasztása

1

2

3

4

5

6

7

8

9

TFSZ1 a6

11

12

a4

a3

a6

TFSZ2 a1 TFSZ4 a1

10

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a1

a5

a1

a1

TFSZ8

a2

Miután meghatároztuk minden felületre a szükséges technológiai folyamatszakaszokat, eldönthetjük, hogy melyik felületet milyen módon munkáljuk meg az adott szakaszban. Így kialakulnak a globális műveletek. Ezen belül meg kell tervezni a műveletek sorrendjét, és a globális műveleteket fel kell bontani tényleges műveletekre, figyelembe véve egyéb technológiai követelményeket is (pl. a szükséges befogások szükségességét). A cél a műveletek végrehajtási sorrendjének összeállítása. Eme feladat megoldásához rendelkezésre kell állnia az alkatrész és az előgyártmány műszaki rajzának, a gyártandó mennyiségnek, a gépek és gyártóeszközök műszaki jellemzőinek, valamint a technológiai folyamat elvi vázlatának, amit az előző pontokban meghatároztunk. Globális műveletek képzése TFSZ1

A11  {a6,1; a6,10 }

darabolás

TFSZ2 A12  {a1,1; a1,3 ; a1,4 ; a1,5 ; a1,6 ; a1,7 ; a1,8 ; a1,9 ; a1,10}

esztergálás (nagyoló)

TFSZ4 A14  {a1,1; a1,2 ; a1,3 ; a1,4 ; a1,5 ; a1,6 ; a1,7 ; a1,9 ; a1,10}

esztergálás (simító)

A24  {a3,12 }

fúrás

A34  {a4,11}

marás

A44  {a5,8 }

menetvágás

TFSZ8 A18  {a2,4 }

köszörülés 26

Globális műveletek felbontása tényleges műveletekre: 1 A11  {a6,1; a6,10 }

darabolás

A112  {a1,1; a1,3 ; a1,4 ; a1,5 ; a1,6 ; a1,7 }

esztergálás „A” oldalon

A122  {a1,8 ; a1,9 ; a1,10 }

esztergálás „B” oldalon

A114  {a1,1; a1,2 ; a1,3 ; a1,4 ; a1,5 ; a1,6 ; a1,7 }

simító esztergálás „A” oldalon

A124  {a1,9 ; a1,10 }

simító esztergálás „B” oldalon

A214  {a3,12 }

fúrás „A” oldalon

A314  {a4,11}

marás „A” oldalon

A414  {a5,8 }

menetvágás „B” oldalon

A118  {a2,4 }

köszörülés „A” oldalon

Technológiai folyamat mátrixa

A111 TF =

_

A112 A122

_

_

_

_

_

_

A114 A124 A214 A314 A414

A118

_

_

_

_

3.9 Műveleti sorrendterv meghatározása Az eddigiekben leírtak alapján elkészítem a munkadarab ábrás műveleti sorrendtervét, amiben pontosan jelölöm a megmunkálandó felületeket és a hozzájuk tartozó berendezéseket is. A műveleti sorrendterv 4-es és 5-ös művelete között el kell végezni a következő tevékenységet.

27

A munkadarab rajza szerint egy R50-es sugarú lekerekítést kell esztergálni a B oldali végére a tengelynek. Mivel a mellette lévő felületre vágni kell egy Tr40x10P8-as menetet ezért annak leesztergálása után már nem tudnánk elvégezni a lekerekítést. Ezért a már simított felületet a lehető legbeljebb kell megfogni a három pofás szabályozott tokmányban a kilengések elkerülése végett. A szabályozott pofát be kell kalibrálni, hogy a felfogásból származó ütését a munkadarabnak korrigálni tudjuk. A szabályozott pofa kalibrálását mérő órával tudjuk elvégezni, ami egy kicsit lassú folyamat, de a pontosság elérése végett elkerülhetetlen. Az elkészült ábrás műveleti sorrendtervben található műveletekből meghatározhatóak a gyártás konkrét műveletei: 1. művelet: Darabolás 2. művelet: Oldalazás 3. művelet: Esztergálás „A” oldalon 4. művelet: Esztergálás „B” oldalon 5. művelet: Tengelyvég esztergálás ,,B” oldalon 6. művelet: Menetvágás ,,B” oldalon 7. művelet: Horonymarás ,,A” oldalon 8. művelet: Fúrás „A” oldalon 9. művelet: Köszörülés „A” oldalon 10. művelet: Végellenőrzés Ábrás műveleti sorrendtervet az előbbi előtervezési folyamatokat felhasználva készítettem el, amit a 2. számú melléklet tartalmaz. 3.10 Előgyártmány méreteinek (ráhagyások) meghatározása E művelet során meghatározom azt a minimális anyagvastagságot, ami szükséges ahhoz, hogy az előgyártmányból az adott pontosságú anyagrészt elő tudjuk állítani. Gazdaságosság miatt ennek a lehető legkisebbnek kell lenni, hogy minél kevesebb anyagot kelljen eltávolítani. Viszont a beszerzés nehézségei miatt a kiszámítás után a kapott értéket kerekíteni kell a legközebbi beszerezhető, a számítottól nem kisebb méretűre [9][10][11].

28

Mivel munkadarab egyenes hengerből lesz kimunkálva, ezért a számításokat a külső átmérőre (40 mm) kell elvégezni. Ezen a felületen nagyoló és simító esztergálást valamint köszörülést is tervezünk, ezért mindhárom művelethez ráhagyást kell biztosítani. Egy művelet szükséges ráhagyása az alábbi összefüggéssel számítható:

Z m   hny  k   any   mny   b   f 2

2

2

2

, ahol:

 hny :

előző műveletben (nyersdarab) keletkezett hibás felületi réteg vastagsága

 any :

előző műveletben (nyersdarab) keletkezett alakhiba

 mny :

előző művelet (nyersdarab) mérethibája

b :

bázisválasztási hiba

f:

felfogási hiba

k:

haranggörbe eloszlás alaki tényezője

Ezen képlet alapján kiszámítom az egyes műveletek minimális szükséges ráhagyását, majd ez alapján megválasztom az előgyártmány méreteit. A felhasznált irodalom [10] és [11] pontjában megjelölt könyvekben találhatóak a ráhagyás számolásokhoz bejegyzett táblázatok és oldalszámok. Nagyolási ráhagyás átmérőre Legnagyobb átmérő: Ø40 Nyersanyag hibás felületi rétegének vastagsága: (31. táblázat) Hengerelt előgyártmány esetén 1 mm, átmérőre számítás miatt kétszeresét veszem. υhny =1mm átmérőre υhny=1x2=2 mm Alak hiba (137. oldal) Hengerelt előgyártmány esetén 0,614 mm, átmérőre számítás miatt kétszeresét veszem. υany=614x

=0,614 mm; átmérőre υany=2x0,614=1,228 mm

29

Mérethiba (36. táblázat) Hengerelt előgyártmány esetén az érték +0,8, -1; ezek közül az anyagba irányuló mérethibát kell figyelembe venni, mert ha nagyobb lenne, az nem gond, az érték átmérőre van adva. υmny

= 0,7

mm

Bázisválasztási hiba Esztergálás során a szerkesztési és a technológiai bázis megegyezik (a tengely középvonala), ezért ez az érték 0. A megmunkálás 3 pofás tokmányban történik δb=0mm Felfogási hiba (137.oldal) Nyers darabon 1 az érték, átmérőre számítás miatt kétszeresét veszem. δf=1mm átmérőre δf=1x2=2mm

k:

Haranggörbe eloszlás alaki tényezője, forgácsolásnál = 1,2.

A műveleti ráhagyás Zn= υhny+k =4,938 mm≈ 4,9 mm

Zn= 2+1,2 Simítási ráhagyás

A nagyolt felület Ra=12,5µm érdességű. Rmax=4,75Ra≈60µm Hibás felületi réteg: Nagyolás után az érték 0,12 mm, átmérőre számítás miatt kétszeresét veszem. υhny=2Rmax=2x60=120µm=0,12mm, átmérőre υhny=2x0,12=0,24 mm (37. táblázat) Alak darab hiba: (137. oldal) Nagyolás után az érték 0,1842 mm, átmérőre számítás miatt kétszeresét veszem. υany=614x

=0,1842 mm; átmérőre υany=2x0,1842=0,3684 mm 30

Mérethiba: (38. táblázat) A nagyolás mérethibája 0,3 mm. υmny=0,30 mm Bázisválasztási hiba: Esztergálás során a szerkesztési és a technológiai bázis megegyezik (a tengely középvonala), ezért ez az érték 0. A megmunkálás 3 pofás tokmányban történik δb=0mm Felfogási hiba (137. oldal) Felfogási hiba értéke 0,1 , átmérőre számítás miatt a dupláját veszem. δf=0,1mm, átmérőre δf=0,1x2=0,2mm

k : Haranggörbe eloszlás alaki tényezője, forgácsolásnál = 1,2 A műveleti ráhagyás

Zn= υhny+k

Zn= 0,24+1,2

=0,8585 mm0,9 mm

Köszörülési ráhagyás A félsimított felület Ra=2,5µm; Rmax≈10µm Hibás felületi réteg Simítás után az érték 0,02 mm, átmérőre számítás miatt a kétszeresét veszem. υhny=2xRmax=2x10=20µm=0,02mm, átmérőre υhny=2x0,02=0,04 mm Alakhiba simító esztergájás után

(137. oldal)

Simítás után az érték 0,1228 mm, átmérőre számítás miatt a kétszeresét veszem. υany=614 x

=0,1228 mm, átmérőre υany=2x0,1228 = 0,2456 mm 31

Mérethiba: (39. táblázat) A simítás mérethibája 0,15 mm. υm=0,15 mm Bázisválasztási hiba: Esztergálás során a szerkesztési és a technológiai bázis megegyezik (a tengely középvonala), ezért ez az érték 0. A megmunkálás 3 pofás tokmányban történik δb=0 mm Felfogási hiba (137. oldal) (2e=0,06…0,16) Tokmány ütése! Mivel a köszörülés másik gépen történik, ezért itt számolni kell ezzel a hibával, értéke 0,16 mm.

δf=0,08mm átmérőre, δf=0,08x2=0,16 mm

k : Haranggörbe eloszlás alaki tényezője, forgácsolásnál = 1,2 A műveleti ráhagyás Zk= υhny+k

Zk= 0,04+1,2

=0,435 mm0,4 mm

A teljes ráhagyás:

Zt = Zn +Zf + Zk = 4,9 + 0,8585 + 0,435 = 6,193 mm Előgyártmány végleges befoglaló mérete A szükséges ráhagyás átmérőben az egyes ráhagyások (nagyolási, simítási, köszörülési) összege. Előgyártmány mérete: D0=d+Zt=40 + 6,193= 46,193 ≈ 50 mm Beszerezhetőség miatt felfelé kell kerekíteni, ezért Ø50 méretet választok. A kész alkatrész hossza 614 mm a megengedett fűrészelési ferdeség 1,5mm; így az előgyártmány végleges hossza 614 + 2x1,5 =617 mm, de a ,,B” oldalon lévő lekerekítés miatt a végleges méret 620 mm lett. Tehát az előgyártmány befoglaló mérete: Ø 50 x 620 mm. 32

Az elkészült tengely kész mérete Ø 40 x 614 mm. A kiinduló munkadarab mérete Ø 50 x 620 mm volt, amit a műhelyben már előkészítettek a gyártáshoz. A fentebb felsorolt műveletek alapján készült el a kész alkatrész, aminek elkészítem a műveleti sorrendtervét. Az elkészítés során figyelembe vettem a technológiailag helyes tervezés szempontjait:

-

viszonylag egyszerű alak

-

anyagtakarékos legyen

-

minél kevesebb szerszámmal történjen a megmunkálás

-

rádiuszok egységesítése

-

szabványos szerszámméretek használata

-

sarokletörések egységesítése

-

befogások biztosíthatóságát

-

könnyű, gazdaságos legyárthatóság

-

szerkesztési bázis és a technológiai bázis megegyezzen

-

lehető legjellemzőbb érdességi számot kell előírni

-

pontosság és érdesség összhangja

-

kúpsüllyesztésnél sarokkifutás biztosítása

-

azonos kúpszögek használata

-

szerszámhozzáférés biztosítása

-

bázisfelület megfelelőssége

-

menetkifutások megléte

-

mérethálózat áttekinthetősége

3.11 A műveleti utasítás elkészítése Az esztergálási folyamatot műveletekre bontottam és készítettem belőle ábrás műveleti sorrendtervet. Az itt szereplő folyamatok közül kiválasztottam

a nagyoló és simító

esztergáló műveleteket a tengelyem „A” oldalán. Majd ezekhez írok egy-egy műveleti utasítást, amit számításokkal is ellenőrizni fogok.

33

Műveleti utasítás nagyoláshoz A nagyolási művelethez használt késem típusa C5-DCKNR-35060-12-M, a lapka pedig CNMG120408M3 jelölésű. Az 50 mm-es tengelyt több nagyoló fogással esztergáljuk le a kívánt átmérőre. Így a fogásmélység 2,5 mm, az előtolás pedig 0,4 mm/ford lesz. A vágó sebességet és a forgács vastagságot Secolor eszterga kalkulátor program segítségével határoztam meg, amit a 10. számú ábra is mutat.

10.ábra Forgácsolási paraméterek

m v 1 perc vc  d    n innen a fordulatszám, pedig n  c   2960 d   0, 05m   perc 465

A kiszámolt fordulatszámhoz az esztergagépen lévő fix fordulatszámokból a legközelebb a 3000

1 van. Tehát erre a fix értékre kell beállítani a gépünket és emiatt vissza kell perc

számolni a pontos értékeket.

vc  d    n  0,05m    3000

1 m  471, 2 lesz a vágósebesség értéke. perc perc

34

Előtolás sebességének számítása v f  n  f  3000

1 mm mm  0, 4  1200 perc ford perc

Normaidő, mellékidő és a főidő meghatározása az esztergálási műveletnél A kiszámolt előtolási sebességgel számolok, ami a következőképpen néz ki.

tf 

L vf



184mm  0,15 perc  9s mm 1200 perc

tm   0,3  0,8  t f  0,6  9s  5, 4s

tn 

teb 300s  t f  tm   9s  5, 4s  314, 4s N 1

ahol : teb= becsült érték kb. 300s (Rajztanulmányozás, felszerszámozás, stb.) N = 1 , mert egy munkadarabra számolok L = szerszám munkameneti út hossza tm számításánál a szorzó tényező értékét a tartomány közepére választottam , ami 0,6 lett. A műveleti utasításomat a 3. számú melléklet tartalmazza.

35

Műveleti utasítás simításhoz A simítási művelethez használt késem típusa SCLCR2525M09JET, a lapka pedig CCMT09T304-F1 jelölésű. Mivel a simítási művelethez a ráhagyás számításnál is kiszámolt 0,9 mm-t kell eltávolítanunk, ezért a forgácsolási paraméterek a következő 11. ábra szemlélteti.

11. ábra Forgácsolási paraméterek Kiválasztva a megfelelő anyagot és minőséget a Secolor eszterga kalkulátor kiszámolja nekünk a vágó sebességet ami vc=195 m/perc lett. Most már tudunk számolni fordulatszámot, hogy milyen értékre állítsuk be a E3N-01 típusú egyetemes esztergagépünket.

m v 1 perc vc  d    n innen a fordulatszám, pedig n  c   1551, 76 d   0, 04m   perc 195

Az esztergagépünkön beállítható fix fordulatszámok vannak. Az általunk kiszámolt fordulatszámhoz a legközelebbi beállítható fordulatszám a 1550

1 . A nagyon kis perc

eltérés miatt, ami a két érték között van elhanyagolható. Tehát a kezdeti forgácsolási paramétereket fogom alkalmazni a megmunkálás során. 36


1 mm mm  0,3  465 perc ford perc

Az „A” oldalon lévő 5 db felületelemből ez a számítás 4-re igaz. Az egyik felületen kisebb az anyagleválasztás, mert a köszörülésnek is hagyunk 0,4 mm-t (amit a ráhagyás számításnál már korábban kiszámoltunk). Ebből adódóan az ap= 0,5 mm-re változik ennél a műveletnél és ennek következtében változik a vc is. A forgácsolási paraméterek a következőképpen alakulnak (12. ábra)

12. ábra Forgácsolási paraméterek

m v 1 perc vc  d    n innen a fordulatszám, pedig n  c   1750, 7 d   0, 04m   perc 220

A kiszámolt fordulatszámhoz az esztergagépen lévő fix fordulatszámokból a legközelebb a 1800

1 van. Tehát erre a fix értékre kell beállítani a gépünket és emiatt vissza kell perc

számolni a pontos értékeket.

vc  d    n  0,04m   1800

1 m  226, 2 lesz a vágósebesség értéke. perc perc 37


1 mm mm  0,3  540 perc ford perc

Normaidő, mellékidő és a főidő meghatározása az esztergálási műveletnél A két kiszámolt előtolási sebességből a kisebbel számolok, mert ott lesz hosszabb a normaidő nagysága. Ami a következőképpen néz ki.

tf 

L vf



184mm  0,39 perc  24s mm 465 perc

tm   0,3  0,8  t f  0,6  24s  14, 4s

tn 

teb 300s  t f  tm   24s  14, 4s  338, 4s N 1

ahol : teb= becsült érték kb. 300s (Rajztanulmányozás, felszerszámozás, stb.) N = 1 , mert egy munkadarabra számolok L = szerszám munkameneti út hossza tm számításánál a szorzó tényező értékét a tartomány közepére választottam , ami 0,6 lett. A műveleti utasításomat a 4. számú melléklet tartalmazza. 3.12 Szilárdsági ellenőrzés A műveletek elvégezhetőségének ellenőrzésére szolgál a szilárdsági ellenőrzés, ami magában foglalja a főforgácsoló erő meghatározását, a késszár, lapka, illetve a gép terhelhetőségének

a

meghatározását.

Ezek

ismeretében

a

kapott

eredmények

összehasonlítása alapján megállapítható, hogy az adott szerszámgépen az adott technológiai paraméterek mellett a műveletek elvégezhetőek. Az ellenőrzésnél szem előtt kell tartani azt, hogy a forgácsoló műveleteknél a ráhagyást optimális jellemzőkkel távolítsuk el az előgyártmányról. A megmunkálás során a kívánt értéket el kell érniük a helyzet-, alak-, mérettűréseknek és felületi érdességnek. 38

A számításokhoz szükség lesz a gép, munkadarab, szerszám jellemzőire. Ezen kívül a választott megmunkálandó felület jellemzőire, a megválasztott technológiai adatokra (fogásmélység, előtolás, vágósebesség) is. A kiválasztott felületelem a 8-as, ahol a Tr40x10 menethez kell a felületet előesztergálni. Az adott szerszámgép a Műveleti sorrendtervben található. A kiinduló mérettől az előírt méretig négy nagyoló fogást alkalmazok, hosszesztergálással. 2,5 mm-es fogást alkalmazok és ezzel az értékkel végzem a szilárdsági számításokat. A választott technológiai adatok:

A gép jellemzői:

Fogásmélység:

a=2,5mm

Előtolás:

f=0,4

Vágósebesség:

vc =465

Motor teljesítménye :

Pm = 9 KW

Megengedhető max. főforgácsoló erő: A munkadarab jellemzői [12 ]:

m perc

Fmax = 16 KN

Anyaga:

S235J2+N

Szakítószilárdsága:

Rm= 500 MPa

Folyáshatára:

Reh= 250 MPa

Fajlagos forgácsoló erő:

kc 1.1= 1200 MPa

Kitevő:

mh = 0,17

Előgyártmány befoglaló méretei:

Ø50×620

Kész munkadarab méretei:

Ø40×614

Szerszám jellemzői: [1] Keményfémlapkás kés:

Lapka anyaga P30 , megszakított forgácsoláshoz Késszár keresztmetszete:

25×25 mm

Késszár anyaga:

C45

Folyáshatára:

Reh=500MPa

Élszögek irányértékei Rm=440……680 MPa acélok forgácsolásákor [1] : Homlokszög:

γ0= 6º

Hátszög:

α0= 5º

Főélelhelyezési szög:

κ r= 90º

39

Választott váltólapka és késszár megnevezése: [2] Lapka:

CNMG120408M3

Szár:

C5-DCKNR-35060-12-M

Főforgácsoló erő meghatározása A főforgácsoló erőt elsősorban a forgácskeresztmetszetet befolyásolja. A főforgácsoló erőt az alábbi összefüggés alapján lehet meghatározni: F c=k c 1.1 × hk1-mh × b × K fő ahol :

F c = fő forgácsoló erő k c1.1 = fajlagos forgácsolási erő hk

= forgács vastagság

b

= forgács szélesség

mb = tapasztalati kitevő a hk-hoz K f ő = összes forgácsoló erőt módosító tényező A forgácskeresztmetszet meghatározható a fogásmélység és az előtolás ismeretében a következő összefüggésekkel: h k = f × sin ( κ r )

h k = 0,32 mm

b=

b = 2,5 mm

A forgácsoló erőt módosító összes tényezőt a hátkopástól függő tényező, a vágósebességtől és a homlokszögtől függő tényező alapján lehet meghatározni: Hátkopástól függő tényező [1]: KVB = 1 , mert új lapka esetén még nincs kopás. Vágósebességtől függő tényező [1]:

 100  Kv     vc 

0,1

   100   m   465   min 

40

0,1

 0,85

Homlokszögtől függő tényező [1]: γn=20˚ γo=6˚ (Seco szerszámkatalógusból meghatározva)

K  1 

n o 66, 7

 1

Az összes módosító tényező:

20  6  0, 79 66, 7 K f ő = K VB × K v × K γ K f ő = 0,67 F c = k c1.1 × h k 1-mh × b × K fő

Tehát ezek alapján a fő forgácsoló erő:

Fc = 780 N A forgácsolás teljesítményszükségletét a fő forgácsoló erő és a vágósebesség ismeretében lehet meghatározni: Pc = Fc × vc

Pc = 6 KW

A motor teljesítménye és a közelítő hatásfok ismeretében megállapítható, hogy a forgácsolás teljesítményszükségletét a gép tudja-e fedezni: A gép közelítő hatásfoka:

η = 80 %

A gép teljesítménye:

Pg = Pm× η

Pg = 7,2 KW, mivel

P g > P c,

ezért a teljesítmény szempontjából megfelel a gép a megmunkálásnak.

41

4.

A tengely gyártás utáni mérés és minőség ellenőrzése

Az elkészült tengelyünket minőségi ellenőrzésnek vetettük alá, hogy elkerüljük a megrendelő

irányából

jövő

későbbi

reklamációkat.

Az

elkészült

munkadarab

szemrevételezése után a méretek helyességét 500-152U típusú tolómérővel és 104-141 típusú kengyeles mikrométerrel leellenőriztünk, amit az 5. számú melléklet tartalmaz. A tengelyemen egy felületet köszörülni is kellett, hogy elérjük a megfelelő felületi minőséget, amit a 24d10-es tűrésezett érték ad meg. A köszörült felület minőségének ellenőrzését penetráló eljárással lehet gyorsan és pontosan kimutatni. Az eljárás lényege a következő: A folyadékbehatolásos (ún. penetrációs) módszer egyike a legrégebbi roncsolás nélküli vizsgálati eljárásoknak. A vizsgálati eljárás alapja, hogy ha a folyadékok a kapilláris hatás alapján, a felületen lévő folytonossági hiányokba behatolnak, hajlamosak arra, hogy hosszabb rövidebb idő után azokból kiszivárogjanak. A hatás fokozható nagy szívóhatású kontrasztanyag felvitelével, amely a behatolt folyadék anyagot, vagy annak egy részét a felületre hozza, és a kiszivárgást gyorsítja. - A vizsgálati eljárás lényegében az alábbi műveletekből áll (13. ábra): - A felület előzetes tisztítása, zsírtalanítása. - A jelzőfolyadék felvitele az előzőleg megtisztított és megszárított felületre (penetrálás). - Ez után kellő időt hagyunk arra, hogy a felületre kiérő valamennyi folytonossági hiányba a folyadék behatoljon. - A jelzőfolyadék feleslegének eltávolítása a felületről. - Az előhívóanyag felvitele a felületre, ezáltal a hiányokba, repedésekbe behatolt jelzőfolyadékot a felületre hozzuk. - Szabad szemmel megvizsgáljuk a felületet, kiértékelés.

42

13.ábra A folyadékbehatolásos vizsgálat elve és végrehajtása [3] Az alkalmazott jelzőfolyadékok lehetnek fluoreszkálóak, színezettek (általában piros), illetve kombináltak. Jelzőfolyadékon olyan folyadékot kell érteni, amely fizikai tulajdonságai alapján szűk résekbe vagy szilárd testek repedéseibe behatol (akár egy fáradásos repedésbe is, melynek szélessége 0,002 mm is lehet). Eltávolításuk a folyadék típusától függően történhet folyékony oldószerrel, gáz-halmazállapotú oldószerrel, vízzel vagy vízben oldható oldószerrel. Az előhívó általában fehér kontraszt anyag, amely lehet por, vagy szuszpenzió. Az előhívó kontraszt anyagának nagy szívóhatásúnak kell lennie, hogy a vizsgálati darab folytonossági hiányaiba behatolt jelzőfolyadék egy részét ismét a felületre hozza (13. ábra). A penetrációs vizsgálat, repedések, gyűrődések, pórusosság roncsolás nélküli kimutatására alkalmas. Feltétel, hogy a hibás helyek a felületre érjenek, vagy azzal közvetlen kapcsolatban legyenek. A módszer előnye elsősorban abban nyilvánul meg, hogy nem mágnesezhető anyagok (műanyag, üveg, stb.) vizsgálatára is alkalmas, nincs különleges helyigénye, nem igényel költséges beruházást, bárhol helyszínen is elvégezhető [3]. A legyártott munkadarabokon előírt felületi érdességeket egy PosiTector SPG típusú kézi felület érdesség mérővel ellenőriztük le. Az előírt érdességek a rajzon megtalálhatóak, de itt is leírom: N5 = Ra 0,4 és az N7 = Ra 1,6 felel meg. A mérés befejeztével igazolni tudtuk, hogy a legyártott munkadarabon sikerült elkészítenünk az előírt felület érdességi paramétereket.

43

A 3-as számú munkadarab: Sorban haladva a munkadarabok elkészítésével, a következő alkatrész rajzát a 14. számú ábra mutatja.

14. ábra: 3-as munkadarab A szerkezeti acélok, a korrózióálló acélok, az öntöttvasak, a réz, az alumínium és ötvözetei plazmavágásához hagyományos és finomsugaras plazma választható. A plazmavágás 0,5 – 150 mm-es anyagok vágására használható. A vágófejek különböző kialakításúak, az egyszerűbb levegőhűtésűtől a bonyolult több gázos vízhűtéses változatig számos konstrukció megtalálható a széles kínálatban. A plazmavágás technológiája érzékeny az égő- és a munkadarab-távolság állandóságára, továbbá a vágandó anyag felületi minőségére. Igen szűk az a paraméter tartomány, ahol jó minőségű vágás érhető el. A vágás minőségét a 15. számú ábrán láthatjuk. A finomsugaras plazmákkal 230 A teljesítményig az 1.-es vágási minőség a 0,5 – 30 mm tartományban érhető el. Ugyanez a minőség hagyományos plazmával 600 A teljesítményig az 5 – 120 mm anyagvastagság tartományban érhető el. A plazmák jelenlegi vágási sebességei a 100 – 12000 mm/perc tartományba esnek.

44

Mivel a munkadarabon nincs meghatározva külön tűrés érték, ezért az ISO MSZ 2768-c szerinti szabadtűrési értékeket használjuk. A plazmavágás minősége megfelelő a szabadtűrési paramétereknek, tehát nincs szükség utómunkálatokra. A plazmavágót CNC vezérléssel látták el a pontosabb méretek és hatékonyabb munka elérése érdekében. Ez a berendezés egy Thermocut 2060 TC típusú CNC vezérelt plazmavágó gép. Munkadarab kivágására írt CNC program a következő: A nullpont helyét jelöltem a fentebbi alkatrészrajzon. vágás be

N 10

G00

Y0 Z1

N 20

G01

X600

N 30

G01

Y48

N 40

G01

X555

N 50

G01

Y70

N 60

G01

X0

N 70

G01

Y0

vágás ki

N 80

G00

X28.5 Y20

vágás be

N 90

G03

I-8.5

vágás ki

N 100

G00

X63.5 Y20

vágás be

N 110

G03

I-8.5

vágás ki

N 120

G00

X98.5 Y20

vágás be

N 130

G03

I-8.5

vágás ki

N 140

G00

X0 Y0 45

A kézifék további alkatrészeit is CNC vezérlésű plazmavágóval daraboljuk a megfelelő méretre. Ez még három különféle munkadarab elkészítését foglalja magába, aminek hasonlóképpen leírom a megmunkálásához szükséges programokat. A 4-es számú munkadarab: A gyártás következő fázisában a 16 számú ábrán látható munkadarab legyártása volt a feladat.

16. ábra: 4-es munkadarab CNC program: N 10 G00 X0 Y0 Z1 vágás be

N 80 G01 Y0 vágás ki

N 20 G01 X110

N 90 G00 X28.5 Y20 vágás be

N 30 G01 Y50

N 100 G03 I-8.5 vágás ki

N 40 G01 X80 Y80

N 110 G00 X63.5 Y20 vágás be

N 50 G01 X50

N 120 G03 I-8.5 vágás ki

N 60 G01 Y60

N 130 G00 X98.5 Y20 vágás be

N 70 G01 X0

N 140 G03 I-8.5 vágás ki N 150 G00 X0 Y0 46

Az 5-ös számú munkadarab: A vasúti kocsi kézifék rendszeréhez tartozó következő munkadarab is egy lemezszerű alkatrész, amit a 17. számú ábrán is láthatunk.

17. ábra: 5-ös munkadrab

CNC program: vágás be

N 10

G00

X0 Y0 Z1

N 20

G01

X474

N 30

G01

Y200

N 40

G01

X0

N 50

G01

Y0

vágás ki

N 60

G00

X96 Y100

vágás be

N 70

G03

I-33

vágás ki

N 80

G00

X270 Y100

vágás be

N 90

G03

I-33

vágás ki

N 100

G00

X444 Y100

vágás be

N 110

G03

I-33

vágás ki

N 120

G00

X0 Y0 47

Az elkészült 5-ös számú munkadarabot egy Pemserter Series 2000 sajtológéppel hajlítjuk a végleges formára, amihez ki tudjuk számolni a nyomó erőt, hogy a mi gépünk el tudja-e végezni ezt a munkafeladatot. A lemezek hajlításánál mindig számolni kell a visszarugózás meglétével és a kívánt alakzat elérése miatt tovább kell hajlítani a munkadarabot (ezt a 18. és 19. ábra mutatja).

18. ábra Visszarugózás elvi vázlata

19. ábra Visszarugózási tényező számítása

r2 / s0 = 10 mm / 8 mm = 1,25 táblázatból K = 0,98 (visszarugózási tényező) α1 = α / K = 90˚ / 0,98 = 92˚ (túlhajlítás szöge) r1 = 0,98 x (10 mm + 0,5 x 8 mm) – (0,5 x 8 mm) = 9,7 mm (a nyomólap tényleges sugara) Mh =1,15 x kf x b x s0 x 0,25 = 1,15 x 235 MPa x 0,2 m x 0,008 2 m 2 x 0,25 = 864,8 Nm kf – folyáshatár b - lemez szélesség s0 – lemez vastagság Mh = F x X képlet alapján F = 4551,6 N = 0,455 t X = 0,19 m (hajlított anyag szélessége) Mivel ez nagyon kis nyomóerő ezért a présgép megfelelő a munkafolyamat elvégzésére.

48

Amint a munkadarab rajzáról is leolvasható a nyomóbélyeg szélessége 190 mm és az élein a lekerekítés nagysága 9,7 mm. A magasságának nincs funkcionális szerepe csak a felhajtott résznél kell magasabbnak lennie ezért ezt 220 mm-re választom és így a nyomóbélyeg kényelmesen rögzíthető a présgép befogó szerkezetébe. A 20. ábrán is látható, hogy kúpos kialakítású a nyomóbélyeg, hogy a túlhajlított munkadarab a kellő mértékig elmozdulhasson.

20. ábra A présgéppel történő hajlítás elvi vázlata [4]

49

A 6-os számú munkadarab: A munkadarabok sorában az utolsó legyártandó alkatrész is lemezszerű. A 6-os munkadarab egy 230mm x 230mm x 20 mm-es lemez darab, amit a 21 számú ábra alapján kell majd az 5-ös alkatrészhez hegeszteni.

21. ábra: 5 és 6 munkadarab összehegesztési rajza De először leírom a 6-os munkadarab elkészítéséhez szükséges CNC programot, ami alapján a plazmavágó elkészíti.

N 10

G00

X0 Y0 Z1

N 20

G01

X 230

N 30

G01

Y230

N 40

G01

X0

N 50

G01

Y0

vágás be

vágás ki

50

A rajzon jelölt 4 mm-es MAGM hegesztés egy CO védőgázas, fogyóelektródás ívhegesztés, MSZ EN ISO 4063:2010 szabvány szerinti kódja: 135. A két munkadarab összehegesztését a vállalatnál dolgozó minősített hegesztő végezte el. Hegesztés előtt a felületet zsírtalanítjuk, illetve eltávolítjuk a felületi szennyeződéseket. Az előkészítés után a MSZ EN ISO 6947-2011 szabványban megadott PA pozícióban, egy sarokvarrattal összehegesztjük a munkadarabot. A technológiai paramétereket tartalmazza a 6. számú mellékletben található WPS. Az elkészült 6 alkatrészt összeszerelve, funkcionálisan működve sajnos nem volt módomban látni, mert minőségellenőrzés és csomagolás után kiszállításra került a megrendelőnek. A gazdaságossági jellemzőket nem ismerem (alapanyag bekerülési költség, késztermék ára, stb), mert ez a céget üzemeltető tulajdonos feladata és az ő érdeke valamint magánügye, hogy a megfelelő profitot állítson elő.

51

Összefoglalás A szakdolgozatom témája egy vasúti kocsi, orsós kézifékrendszerének a legyártása volt. A kézifék rendszer több alkatrészből tevődik össze, amelyeknek legyártását mutattam be. Nagyobb részletességgel mutattam be a fő alkatrészt, ami egy trapézmenettel ellátott tengely. A feladathoz tartozó méreteket, tűréseket a 01Z1/00401333 számú alkatrészrajz tartalmazza, ami a szakdolgozatom mellékletében megtalálható. A beszámolóm során meghatároztam a gyártás tömegességét, aminek eredményeként egyedi gyártásról van szó. Ezután meghatároztam az előgyártmány befoglaló méretét, amit ráhagyási számolásokkal támasztottam alá. A tengelyen lévő trapézmenet önzáró képességét számításokkal mutattam be. Készítettem egy globális műveleti ábrázolást, hogy lássuk a különböző felhasznált technológiai lépéseket az elkészítés folyamán. Majd ezekből kiindulva elkészítettem az ábrás műveleti sorrendtervet és a konzulensem által kijelölt folyamathoz egy műveleti utasítást. A műveleti utasításnál használatos szerszámok meghatározása után a Secolor eszterga kalkulátor segítségével számoltam ki a vágósebességet és az előtolás sebességét is. Ezután számítással igazoltam, hogy a legnagyobb fogási műveletnél az esztergagépem szilárdsági paraméterei megfelelnek-e a gyártáshoz. A beérkezett alapanyagok minőségét kézi ultrahangos vizsgálóval ellenőriztem le, amellyel az esetleges repedések kimutathatóak. Majd a kész tengelyen is elvégeztem a minőségi ellenőrzéséket. Vizuális ellenőrzés után tolómérővel, mikrométerrel, kézi felület érdesség mérővel leellenőriztem a legyártott méreteket. Végül pedig a köszörült felület minőségét ellenőriztük penetrációs vizsgálattal. Az összes alkatrész elkészítése után az 5-ös és 6-os munkadarabot védőgázas, fogyóelektródás ívhegesztéssel egymáshoz hegesztettük és ezzel befejeződött

a

munkadarabok

elkészítésének

folyamata.

szakdolgozatomban bemutatott hat munkadarabból állt össze.

52

A

kézifékrendszer

a

Summary The topic of my thesis was spindle parking brake manufacturing for a railway carriage. A parking brake system consists of several parts; the manufacturing of which was the topic of my thesis. I have studied the main component which is a shaft with trapezoidal thread in detail. The dimensions and tolerances for the task were taken from the technical drawing No. 00401333, which can be found in the Annex of my thesis. During my report, I determined the mass of the manufacturing, with the result confirmed that individual manufacturing was involved. Then I determined the overall size of the blank, which I supported by allowance calculations. I presented calculations to show that the self-locking capability of the trapezoidal thread complies with our expectations and that the danger that it buckles does not exist. I made a global operational sketch to show the different technological stages used during manufacturing. Based on these, I prepared the figurative sequence of the operation plan and the operating instructions to the operation process designated by my consultant. After determining the tools I would use with the operating instruction, I made calculations using a Secolor lathe calculator to determine the cutting speed and the feed rate as well. Subsequently, I proved using calculations that the strength parameters of the applied lathe correspond to the manufacturing requirements even at the operation with the greatest depth of cut. I checked the quality of the materials received with manual ultrasonic tester to remark any possible cracks. Then, I performed quality control on the ready-made shaft. After visual inspection, I checked the size of the manufactured products using calliper, micrometer and manual surface roughness tester. Finally, the quality of the ground surface was checked by penetration test. After manufacturing all the parts, we welded together the pieces no. 5 and 6 using shielding gas metal-arc welding and with this, we completed the process of manufacturing. The parking brake system was made of the six pieces, which I have presented in my thesis.

53

Felhasznált irodalom [1] Rábel György: Gépipari Technológusok Zsebkönyve, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984 [2] Dr. Fridik László – Leskó Balázs: Gépgyártástechnológia alapjai (II. sz. segédlet) Kézirat, Tankönyv Kiadó Budapest, 1986. [3]

Dr.

Orbulov

Imre

Norbert:

Anyagszerkezettan

és

anyagvizsgálat,

BME

Anyagtudomány és Technológiai Tanszék, 2010 [4] Gál Gaszton, Dr. Kiss Antal : Képlékeny hidegalakítás, Tankönyvkiadó Vállalat, Budapest, 1991 [5] Dr. Heller György: Vasúti fékberendezések szerkezete, üzeme és a karbantartás irányelvei, KPM Vasúti Főosztály, Budapest, 1983. [6] Sisa Gyula: Járműlakatos szakmai ismeretek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1972. [7] Anyagvizsgálók lapja, Elektronikus folyóirat 2007/2, 73-79 oldal [8] http://matyi.misi.eu/doc/03_jeloletlen_tures.pdf, Hozzáférés dátuma :2014.11.12. [9] Dudás Illés: Gépgyártástechnológia I., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 2004. [10] Dr. Fridrik László – Leskó Balázs: Gépgyártástechnológia alapjai: II. sz. segédlet NME, GÉK, Miskoci Egyetem Kiadó, 1987. [11] Dr. Maros Zsolt- Dr. Verezub Olga: Technológiai tervezés oktatási segédlet, Miskolc, 2009 [12] Majdán István: Műszaki Zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1995. [13] Ungár Tamás – Vida András: Segédlet a Gépelemek I-II kötetéhez, Tankönyvkiadó, Budapest, 1985.

54

1. számú melléklet A tasakban található.

55

2. Számú melléklet Lefűzve.

56

Cég: Axis

Műveleti sorrendterv


Techonogies Kft.

Anyag: S235J2+N

Munkadarab megnevezése,

Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620

Kiállította: Veress Gábor

Dátum:

száma: 1

Lapszám 1

2014.10. Műveleti

Műveleti megnevezése, vázlat

sorszám 1.

Darabolás

Szerszám-

Készü-

Meg-

gép

lék

jegyzés

KF 250 Keretes fűrészgép

Ø 50 x 620 mm

57

Cég: Axis Techonogies Kft.

Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 2

2014.10. Műveleti megnevezése, vázlat

Szerszám-

sorszám 2.

száma: 1

Készülék

gép Oldalazás

E3N-01

zés 3 pofás

Egyetemes eszterga eszterga-

tokmány

gép Morse kúpos fúrótokmány

Oldalazás Központfurat készítése 3 mm mélyen Ø 50 x 618 mm

58

Megjegy-


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 3


Szerszám-

sorszám 3.

száma: 1

Készülék

gép Esztergálás A oldalon

E3N-01

zés 3 pofás

Egyetemes eszterga esztergagép

tokmány forgó csúcs

Nagyolás: Esztergálás Ø16,9 x 20 mm Esztergálás Ø24,9 x 33 mm Esztergálás Ø35,7 x 27 mm Esztergálás Ø40,9 x 69 mm Esztergálás Ø31,9 x 35 mm Él letörés 2x45˚ Simítás: Esztergálás Ø16 x 20 mm Esztergálás Ø24,4 x 33 mm Esztergálás Ø34,8 x 27 mm Esztergálás Ø40 x 69 mm Esztergálás Ø31 x 35 mm Él letörés 2x45˚ Munkadarab kifogása, megfordítás

59

Megjegy-


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 4


Szerszám-

sorszám 4.

száma: 1

Készülék

gép Esztergálás B oldalon

E3N-01

zés 3 pofás



Nagyolás: Központfurat készítése Esztergálás Ø28,9 x 50 mm Esztergálás Ø40,9 x 380 mm Simítás: Esztergálás Ø28 x 50 mm Esztergálás Ø40 x 380 mm

60

Megjegy-


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 5


Szerszám-

sorszám 5.

száma: 1

Készülék

gép Tengelyvég esztergálása, lekerekítés

E3N-01

zés 3 pofás


Tengelyvégen R50-es lekerekítés. Tengely kifogása, kieresztése, majd újbóli befogása a menetvágáshoz.

61

Megjegy-

tokmány


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 6


Szerszám-

sorszám 6.

száma: 1

Készülék

gép Menetvágás B oldalon

E3N-01

zés 3 pofás



Menetvágás Tr 40 x 10 P8 Munkadarab kifogása

62

Megjegy-


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 7


Szerszám-

sorszám 7.

száma: 1

Készülék

gép Horonymarás A oldalon

Mdb prizmákkal való befogatás (F szorító erő az asztal irányába) Horonymarás 8H8x25x19,9

63

Megjegyzés

UWF 80

Prizma

EN

2 db


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti



Lapszám 8


Szerszám-

sorszám 8.

száma: 1

Készülék

gép Fúrás A oldalon

Fúrás  5 mm-es 8 mm-re a tengelyvégtől Munkadarab kifogása

64

Megjegyzés

UWF 80

Prizma

EN

2 db


Anyag:


Nyersméret:

rajzszám: Tengely

50/620


Dátum:

S235J2+N Műveleti

száma: 1

Lapszám 9


sorszám 9.



Szerszám-

Készülék

gép Köszörülés A oldalon

KU 250 palást köszörű

Köszörülés Ø24 d10 x 33

65

Megjegyzés

Csúcsok

3.Számú melléklet Lefűzve.

66

Mdb. megnevezése: Kézifék tengely Művelet: Nagyoló esztergálás A oldalon Állapot: Gyártási jel:

ME - GGYT Gyártmány:

Műveleti utasítás

Rajzszám: 2014/4

Anyag: S235J2+N

Nyersméret: 50x620

Művelet jel:

Lapsz.: 1

Műveleti vázlat:

Befogás

Műveleti elemek

Gép


fel. jel

Készülék

a

a f vc n vf mm mm m/min 1/min mm

i

L mm Szerszám Oldalélű kés 35 Késszár: C5-DCKNR-35060-12-M

1 Nagyoló esztergálás 50-31,9

2,5

0,4

471

3000

1200 1


2,5

0,4

471

3000

1200 1

69


2,5

0,4

471

3000

1200 1

27


2,5

0,4

471

3000

1200 1

33


2,5

0,4

471

3000

1200 1

20

tg= teb=300s

tm=5,4s tN=314,4s

Készítette:

200_

Ellenőrizte:

200_

Javította:

200_

67

b

Lapka: CNMG120408M3

Mérőeszköz Tolómérő , mikrométer

Hűtés-kenés: Műhely:

4.Számú melléklet Lefűzve

68

Mdb. megnevezése: Művelet Kézifék tengely jel: Művelet: Simító esztergálás A oldalon Állapot: Gyártási jel: Lapsz.: 2

ME - GGYT Gyártmány:

Műveleti utasítás

Rajzszám: 2014/4

Anyag: S235J2+N

Nyersméret: 50x620

Műveleti vázlat:

Befogás

Műveleti elemek

Gép


fel. jel

Készülék

a

a f vc n vf i mm mm m/min 1/min mm

L mm Szerszám Oldalélű kés 35 Késszár: SCLCR2525M09JET

1 Simító esztergálás 31,9-31

0,9 0,3

195

1550

465 1


0,9 0,3

195

1550

465 1

69

3 Simító esztergálás 35,7-34,8

0,9 0,3

195

1550

465 1

27

4 Simító esztergálás 24,9-24,4

0,5 0,3

226

1800

540 1

33


0,9 0,3

195

1550

465 1

20

tg= teb=300s

tm=14,4s tN=338,8s

Készítette:

200_

Ellenőrizte:

200_

Javította:

200_

69

b

Lapka: CCMT09T304-F1

Mérőeszköz Tolómérő , mikrométer

Hűtés-kenés: Műhely:

5.Számú melléklet Lefűzve

70

Mérőeszközök

H o

Felületi

Méret

Tűrés

jel

3

16

±0,5

6

40

±0,8

m 7 é 8

31

±0,8

z

Mérési

szám

tartomány,

Pontosság

11

8H8x25x19.9

e

12

5

±0,3

t

4

24d10

0,065 0,149

5

34,8

0 0,3

9

28

±0,1

É

4

Ra=0,4 µm

r

5

d

11

k

Tolómérő

500-152U

0-200,

0,02

LCD0,01

Tr40x10P8

r

e

Típus

osztás

s s

Név

Kengyeles mikrométer

200104-141

e s s é g

71

±4µm

0,001

Posi Tector ASTMD SPG

300LCD

4417-B

0…500µm ±5µm+5%


72

Hegesztési utasítás (WPS) Gyártó:Axis Technologies Kft Hegesztő neve:Veress Gábor Hegesztő azonosító jele:VG 01 Hegesztési eljárás:135 Lemezvastagság:20 + 8 Berendezés: Eljárás vizsgálat

Üzem helye:Miskolc Minősítő testület:TÜV Inter Cert Kft Minősítés helye:Miskolc Hegesztendő alapanyag:St52-3 – S360C WPS száma:01/2014 Kötés kialakítása:

Varratfajta:FW (sarok varrat, a = 4 mm ) Hegesztési helyzet:PB Leélezés módja:Forgácsolás a vázlat szerint Tisztítás:Zsírtalanítás Hegesztés:SS Gyökvédelem v. megtámasztás módja:Gyökalátét anyaga:Gyökfaragás:Gyökfaragás módja:Wolframelektróda típusa és átmérője:Védőgáz típusa: hegesztéshez:Corgon 18 (M21) MSZ EN 439 Speciális gyökvédelemhez:Védőgáz fogyasztás: - hegesztéshez:12-18 l/min Speciális gyökvédelemhez:Fúvóka átmérő:10 mm Hozaganyag:Böhler EMK 6 (G 42 4 M G 3Si1)

Varrat felépítés:

Hegesztési paraméterek: Varra t sor sz

Heg. eljárás

135 1

Hozaganyag (Szabvány v. márkajel) Böhler EMK 6

Hozag anyag Méret (mm) 1,2

Áram erőssé g (A)

Feszül Áram tség polaritá (V) s

Huz. el. seb. (m/min )

Heg.se b. (cm/mi n)

100140

18-20

3,0-4,0

15-20

DC+

Egyéb előírások: Fűzővarratok osztása: 100 – 150 mm-enként Fűzővarratok hossza: 15 – 25 mm Közbenső hőmérséklet ellenőrzése lézeres hőmérővel. Közbenső hőmérséklet: Tköz=150°C

73

Hőbevitel (KJ/cm )


74

Trapézmenetek választéka és méretei MSZ 207 – 84 alapján [13]

75

8.Számú melléklet Lefűzve.

76

Általános rendeltetésű ötvözetlen szerkezeti alap- és minőségi acélok MSZ 500-89 szerint [13]

77

9. Számú melléklet Lefűzve

78

Névleges szerelvény hézagméretei [13]

79

10. Számú melléklet Lefűzve

80

Súrlódási tényező értékei száraz súrlódás esetén [13]

81

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR. Gyártástudományi Intézet

Recommend Documents