Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6. MENETMEGMUNKÁLÁSOK A csavarfelületek összekapcsolására (kötő mechanizmusokban mozgás menetek) szolgálnak.

egyrészt gépelemek menetek), másrészt átadásra (kinematikai

6.1. Gyártási eljárások a) Öntés – fröccsöntés: • műanyag alkatrészeknél, • színesfém alkatrészeknél. b) Képlékeny alakítás: • képlékeny mélyalakítás, • külső üregelés. c) Forgácsolás: Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

c1. Csavarfelületek megmunkálása határozott élű szerszámokkal: • állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával, • változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával. c1.1. Állandó leválasztásával

keresztmetszetű

forgács

folyamatos

A megmunkálást a menet alakjának megfelelő forgácsolórésszel rendelkező egyvagy többélű szerszámmal végezzük. Mivel ezeknek a szerszámoknak az alakos forgácsolóéle az elméleti csavarfelület ellendarabja, az eljárást felületazonos menetmegmunkálásnak is nevezzük (6.1. ábra).

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a)

menetmetszés kerek menetmetsző tárcsával,

b), c), d) menetmetszés önnyíló menetmetsző fejjel (sugárirányú, érintőleges-, körkéses elrendezés), e)

menetvágás száras menetvágókéssel,

f)

menetvágás menetvágókéssel,

g)

menetvágás menetvágó körkéssel,

h)

lapos fésűs menetvágókéssel

i)

fésűs menetes körkéssel.

A 6.1. ábrán a következő oldalakon: Menetmegmunkálás állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a ) menetmetszés kerek menetmetsző n alkalmazásával

nmdb d

κr vf

γ

kiemelt állapot

α

1 α

2 γ

nmdb

γ 4

nmdb

nmdb

3

b ) sugárirányú

c ) érintőleges ö n n y í l ó menetmetsző


d ) körkéses

ap e ) száras menetvágókéssel

f ) hasábos menetvágókéssel

g ) menetvágás körkéssel

nmdb

nmdb

vf

vf κr h ) fésűs menetvágókéssel

bekezdő kúp

κr

i ) fésűs menetes körkéssel


Az egyes szerszám kialakításának célszerűségét főleg a megmunkálandó menettel szemben támasztott követelmények (pontosság, felületminőség) a biztosítandó termelékenység és gazdaságosság, a gyártási volumen határozza meg. A felületazonos forgácsolás módszereit belső hengeres felületeken levő menetek megmunkálását a 6.2. ábra szemlélteti.


a ) menetfúrás

b ) menetvágás furatkörkéssel

n mdb

c ) menetvágás furatkéssel

d ) menetvágás betétes menetvágó furatkéssel

e ) menetvágás fésűs furatkéssel

6.2. ábra Belső menetek felületazonos megmunkálása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

c.1.2. A változó leválasztásával

keresztmetszetű

forgács

szakaszos

A változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztásával történő megmunkálás eljárásainál a szerszámok alakos forgácsolóélei a megmunkálandó csavarfelülettől eltérő pályán mozdulnak el, ezért ezeket felületidegen menetmegmunkálásnak nevezik. Külső hengeres felületeken levő menetek felületidegen forgácsolásának módszereit a 6.3. ábra szemlélteti. Ezeknél az eljárásoknál a csavarfelület és a szerszám forgácsoló élei által leírt felület eltérései miatt legtöbb esetben alámetszés jön létre, ami a menet profilját torzítja. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

f a >1 mdb. fordulata

n sz

vc

n sz vf

n mdb n mdb vf

vf

P

rövidmenetmaró

a ) menetmarás tárcsa alakú menetmaróval

b ) menetmarás hengeres rövid menetmaróval

6.3. ábra Külső menetek felületidegen megmunkálása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

n sz

n mdb n mdb

vf

c ) örvénylő menetmarás

d ) bolygó menetmarás

6.3. ábra Külső menetek felületidegen megmunkálása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A felületidegen forgácsolás módszereit belső hengeres felületen levő menetek megmunkálására a 6.4. ábra szemlélteti. Nagy termelékenységük révén kinematikai menetek nagyolására és kötőmenetek nagysorozatés tömeggyártására használják.


n mdb n sz

f

a )menetmarás hengeres menetmaróval

n mdb

b ) örvénylő menetmarás

ω sz

n sz

6.4. ábra Belső menetek Felületidegen megmunkálása c ) bolygó menetmarás


6.2. Menetmegmunkáló szerszámok A szerszámok rendeltetésüknek megfelelően két nagy csoportra oszthatók: • furatban

való

menetkészítés

(belső

menetek)

szerszámai, • külső

palástfelületen

való

menetkészítés

mentek) szerszámai.


(külső

6.1. táblázat Menetmegmunkálás Furatban

Külső felületen

1. Menetfúrás

1. Menetmetszés

2. Menetesztergálás 2. Menetesztergálás 3. Menetmarás

3. Menetmarás

4. Menetköszörülés

4. Menetköszörülés

5. –

5. Menetmángorlás, menethengerlés

Menetmegmunkálási módok Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Menetfúrók • kézi menetfúrók, • gépi menetfúrók, • anyamenetfúrók (csavaranyák nagy tömegben való előállítására), • mestermenetfúrók (pontosabb munkához pl. menetmetszők készítéséhez), • különleges menetfúrók. Általában egy darabból, tömör kivitelben készülnek. Előfordulnak azonban szerelt kivitelben is, amelyeket rendszerint nagy átmérőjű furatok menetfúrásánál alkalmazunk. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Kézi menetfúrók Belső menetek készítéséhez ∅ 10 mm-ig a legelterjedtebb technológia. Alkalmazásának főbb okai: • egyszerűen biztosítható a menetközép furat mérete IT 1112 tűréssel, • termelékeny eljárás.


L dolgozó rész γ

l2

l1 α1 β

ε = 2κ r

forgácstér homlokfelület

szár

vágóél hát felület

(befogó rész) P

d d2

d1

m2

m

α

α/2

m1

vágószárny

tengelymetszet

6.5. ábra A menetfúró szerszám általános felépítése


P

A menetfúró olyan csavarfelület, amelyen a vágóéleket néhány hosszirányú egyenes vagy csavarvonal alakú horony alakítja ki. γ: homlokszög α: profilszög α1: hátszög β: élszög δ: metszőszög ω d .π

6.6. ábra Menetemelkedés értelmezése Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A menetfúrók osztályozhatók a vágás iránya és a hornyok emelkedési iránya szerint: • jobb menetű, • bal menetű, • egyenes hornyú, • jobb illetve bal hornyú. A szerszám forgácsoló része elsősorban a termelékenységet, míg a szabályozó része a pontosságot befolyásolja.


Forgácsoló rész a) nemcsak a menet külső, hanem a közép és a magátmérőjét is kúposan alakítják ki, b) a magátmérő hengeres (ez a gyakoribb). A menet teljes kialakítását egy szerszámmal nem minden esetben lehet vagy célszerű elvégezni, hanem több darabbal, ún. készlettel. Ennek megfelelően készítenek: • egyes menetfúrókat, • több darabból álló menetfúró készleteket. A készlet darabszáma a szerszám méretétől, típusától és a menet fajtájától függ. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

l1 l2 P

l3

készrevágó

l

II. utánvágó

κr2

κr1

d0

d1

κr3

h

κr

6.7. ábra Menetfúróknál a forgácsoló kúp kialakítása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

I. utánvágó elővágó

A forgácsoló kúp fordulatonként egy menetemelkedésnyi elmozdulást végez, és

h = P ⋅ tgκ r

(6.1)

vastagságú anyagot választ le. Mivel z számú forgácsoló fog van, minden fogra

P ⋅ tgκ r hz = z

(6.2)

vastagságú forgács jut.

A menetfúró forgácsoló részének kialakítása több darabos készlet esetén: Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6.2. táblázat A forgácsoló rész félkúpszöge kézi menetfúróknál Kivitel

Készlet 4 részes 3 részes 2 részes

κr

κr1

κr2

κr3

25o 25o 20o

10o 10o 10o

15o 15o -

20o -

Átmenő furathoz

4 részes 3 részes 2 részes

20o 20o 20o

5o 5o 10o

10o 12o -

15o -

Egy darabból álló fúró

1 darab

12o

-

-

-

Zsákfurathoz

Kézi menetfúrók félkúpszögeinek változása különböző készletek esetén


A bekezdő rész legkisebb d0 < d1 (a menet belső átmérője) kell legyen. dmag furat > d1 kell legyen, különben dörzsárként dolgozik a menetfúró. Az előbbiekből látható, hogy κr és l1 függ attól, hogy milyen darabszámú szerszámmal lehet elvégezni a menetprofil teljes kialakítását. Az egy készletbe tartozó menetfúrók száma függ a szerszám típusától (kézi, gépi), a szerszám d átmérőjétől és a menetmélységtől (m1 + m2). Szokásosan 3 darabosak, de: nagy m és nagy P esetén finom meneteknél

4 darab, 2 darab, (esetleg 1 darab) használatos.


Ajánlatos az l1-et minél rövidebbre választani, melynek előnyei: • a forgácsvastagság nagyobb, így a fajlagos forgácsolóerő csökken, ebből következik, hogy a nyomaték is csökken, • kisebb a forgácsbeékelődés veszélye, • csökken a megmunkálási idő, • kisebb az anyagfelhasználás és az edzési elhúzódás. Hátrányai: • κr nagy, a fúró vezetése bizonytalanabb, a forgácsolásban résztvevő fogak száma kevesebb, így jobban kopik, kisebb az élettartama. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Gépi menetfúróknál: általában egy db-ból áll a készlet, így az l1 = 11 ÷ 12 menet (hossz). Kézi menetfúróknál: 3 db-os készlet esetén mindhárom darabon olyképpen képzik ki a forgácsoló részt, hogy a következő szerszám az előbbi szerszám által kimunkált menethez csatlakozik. A teljes menetkialakításhoz szükséges forgácsoló rész hosszát 3 darabos készlet esetén ajánlatos 4:2:1 arányban elosztani. Így: - elővágásnál l1 = 6 ÷ 7 menet, - utóvágásnál l1 = 3 ÷ 3,5 menet, - készrevágónál l1 = 1,5 ÷ 1,75 menet. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Szabályozó rész: l2 • a menet tisztítására és szabályozására, • az önelőtolás vezetésére, • élezési tartalékul szolgál. A hornyok száma általában 2 ÷ 6. A horony alakjától és méretétől függ elsősorban a vágószárnyak mérete, a törzsvastagság és a homlokszög. A bekezdő, forgácsoló részen a törzs átmérője

d tb ≈ 0,7 − 0.8 ⋅ d t simítórész Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A törzs (lélek) vastagságra és a vágószárnyak szélességére az 7.3. táblázat ad utalást. Méretek a külső (d) átmérő hányadában. 6.3. táblázat A hornyok száma Törzsátmérő Vágószárny szélesség

2

3

4

6

dt

0,38- 0,40- 0,45- 0,550,40 0,45 0,50 0,60

v

0,45- 0,320,5 0,35

0,20,35

0,170,2

Törzsátmérő és vágószárny szélesség változása a hornyok számának függvényében Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

v

γ R d

t

6.8. ábra Menetfúró keresztmetszete Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

α

γ = 10° ÷ 12°

α forgácsoló rész

α szabályozó rész

:

gépi menetfúró: kézi menetfúró: zsákfurat: átmenő furat:

α = 10° ÷ 12o α = 6° ÷ 8° α = 3° ÷ 4° α = 5° ÷ 8°

= 0o; viszont a szárféle kúpos 0,01-0,08/100 mm méretben.

Gépi menetfúrók • a szár átmérője kisebb, mint a menet d magmérete (előnye: visszacsavarás elmaradhat), • anyaga gyorsacél köszörült kivitelben, • termelékenysége nagyobb a kézi menetfúróénál. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Anyamenetfúrók (automatákon) Hatlapú anya Menetfúró befogófej Adagoló csatorna Anyavezeték Mdb betoló

Hajlított szárú anyamenetfúró

6.9. ábra Anyamenetfúró automata elvi működése Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6.2.2. Menetmetszés Külső menetek leggyakrabban használt szerszáma a menetmetsző. (csavaranya, amelyben a menet megvalósításával forgácsoló éleket képeznek ki.) Szerkezetük és felhasználásuk alapján: a) egy darabból készült menetmetszők: kerek, négyzetes, hatszögletes, b) osztott kivitelű menetmetszők, c) csőszerű menetmetszők, d) szerelt kivitelű menetmetszők. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a) Kerek menetmetszők Lényegében

edzett

belső

menet,

segítésével vágóéleket képeznek ki.

A menetmetsző forgácsoló része: l1.


amelyből

furatok

A

A

A

45 ° 90 ° 90 °

e x 45°

d

a

d0

B A

l1

l2

B b 2

45 °

b

B

6.10. ábra Menetmetszők geometriai kialakítása

g

B

κr

m

d

df

κr

l1 b


A menet kialakításának zömét végzi. Belső kúp alakjában képezik ki. A κr csökkentésével a vágófogak száma növelhető, de ezzel nő a b1 szerszámszélesség is.

2κ r = 40 o ÷ 70 o 6.4. táblázat Munkadarab anyaga

κr

γ

Lágyvas, lágybronz, lágy Al Acél 400-500 N/mm2

35o 30o

20o-25o 15o-20o

Öntött bronz, öv, acél 600 N/mm2 felett

20o

8o-12o

Ajánlott szögértékek A df > d, hogy a bekezdés könnyebb legyen. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

2g = 0,1 ... 1,5 mm értékű lehet M1 ... M52-ig l1 = (m+g) ctg κr (a bekezdő rész hossza). A menetmetsző szabályozó része: • ez végzi a menet végleges kialakítását, • a felület a menettől eltekintve hengeres, • l2 = 3 ÷ 6 menetemelkedés. Ezzel a menetmetsző vastagsági mérete: b = 2l1 + l2 b ≈ 7 ÷ 9 menet.


A szerszám homlokszöge és a homloklap alakjai: o o • kemény anyagokhoz: γ = 8 ÷ 12 , • közepesen kemény anyagokhoz: γ = 15o ÷ 20o, o o • lágy anyagokhoz: γ = 20 ÷ 25 . A forgácsoló részen γ = 4o ÷ 6o-kal nagyobb mint a szabályozó részen. Ezt a bevezető rész külön kimélyítésével lehet elérni. A szerszám hátszöge: α = 6o ÷ 8o a forgácsolórészen. Ez úgy keletkezik, hogy a forgácsoló részen a hátlapot hátramunkálják.

d⋅π H= ⋅ tgα n

(6.3)

n – a vágószárnyak száma

tgα1belső műűköd = tgα1 ⋅ cosκ r Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

r0

01

r1

α1 t1

O H

6.11. ábra Menetmetsző hátramunkálása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A vágószárny: Forgácsolási szempontból kedvező, ha a vágószárnyak keskenyek, mert így az átfogási ív kisebb. Így viszont csökken a szilárdsága. Tapasztalat szerint a legtöbb menetmetsző a széles vágószárny miatt törik. Ezért b < c kell legyen (6.12. ábra).

b A forgácsolási és szilárdsági szempontból = 0,65 ÷ 0,7 c veszik fel.


e

ω

ω

τ τ

0

r

R

0

c

b d1 φ D1

6.12. ábra Menetmetsző geometriai kialakítása


A 6.12. ábra alapján a b vágószárny szélességét és a c vágószárnyak közötti távolságot – a húron mérve – az alábbi összefüggésekből számíthatjuk:

b = d1 ⋅ sinτ 2

c = d1 ⋅ sinω 2

b sinτ = c sinω

n vágóél esetén azonban 180 o ω= − τ , és ezt helyettesítve: n

  180o b ⋅ sin  − τ  n   c = 2 ⋅ d1 ⋅ sinω = sinτ

e = (0,6 ÷ 0,9) ⋅ D1 Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(6.4) legyen!

A vágószárnyak szélességének meghatározása után a kerek menetmetsző méreteinek további számításaihoz meg kell határozni a forgácsfuratok R0 és r0 sugarát. Az R0 és r0 meghatározásához az alábbi szempontokat kell figyelembe venni: 1. a furatok elkészítéséhez minél kevesebb fúrókészülékre legyen szükség. 2. sík homloklapú szerszámnál kevés anyagot kelljen eltávolítanunk, vagyis a forgácsfurat minél közelebb kerüljön a menethez, de a menetet ne érintse. 3. a vágószárny b szélessége az előbbi meghatározásnak megfeleljen. 4. a szerszám külső átmérője és a forgácsfuratok közötti rész (e) szilárdságilag megfelelő legyen. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

e

Íves homloklapú szerszámnál:

r0

C

γ

δ A B R0

c r1

D

ω

6.13. ábra Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, ÍvesIlléshomloklapú menetmetsző O Prof. Dr. Dudás

c sinω = , 2r1

c = 2r1 ⋅ sinω

Az ABC háromszögből:

c r0 = 2sin (δ − ω)

A forgácsfurat átmérője.

δ = 90 o − γ R 0 = OC = AO + AC Az AOB háromszögből:

AB = r1 ⋅ cosω Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(6.5)

Az ACB háromszögből:

AC = r0 ⋅ cos(δ − ω) és

(6.6)

R 0 = r1 ⋅ cosω + r0 ⋅ cos(δ − ω)

(6.7)


e

Sík homlokfelületű menetmetszők esetében:

γ r0

ω+γ

.

a

x

l

f

y

D

R0

r1

ω

6.14. ábra Sík homlokfelületű menetmetsző


r0 r0 = a ⋅ tg (γ + ω) ⇒ tg (ω + γ ) = a a = x + y, l = y ⋅ sin (γ + ω) = r1 ⋅ sinω

x ⋅ sin (γ + ω) + r ⋅ sinω r0 = a ⋅ tg (γ + ω) = x ⋅ tg (γ + ω) + y ⋅ tg (γ + ω) = (6.8) cos(γ + ω) R 0 = r1 ⋅ cosω + x ⋅ cos(γ + ω) + r0 ⋅ sin (γ + ω) (6.9) r0

x

.

r0 = (x + y )⋅ tg (ω + γ )

r1 ⋅ sinω = 1 = y ⋅ tg(ω + γ ) y

a

ω+γ

r0 tg (ω + γ ) = a

6.15. ábra Kiemelés a 6.14. ábrából


ω+γ r0

r1

R0

x

.

ω r

6.16. ábra Kiemelés a 6.14. ábrából Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az e méret a menetmetsző szilárdságát határozza meg. Értékét a D és r0 ismeretében lehet meghatározni. D e = − (R 0 + r0 ) (6.10) 2 Az e értéke függ a forgácsfuratok számától. 3 ÷ 5 forgácsfuratú menetmetszőnél e = (0,15 ÷ 0,11) ⋅ D, míg a 6 ÷ 8 furatú menetmetszőknél e = (0,1 – 0,08) ⋅ D. Ha a számítások során az itt feltüntetett e értéknél kisebbet kapnánk, megy kell változtatni a c és γ értékét. Szerelt kivitelű menetmetszők: • termelékenység, pontosság, felületi érdesség, utánállítás és élezés szempontjából lényegesen felülmúlják a kerek metszőket. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Használat szempontjából: a) Önálló menetvágófejek. b) Szabályozható menetvágófejek. - A metszőpofák szétnyílnak, így nem kell visszacsavarni, - Csupán a pofák beállítását és rögzítését, valamint utánállítását teszik lehetővé. A menetvágás befejezésével a szerszámot a munkadarabról le kell csavarni, ezért elterjedtsége kisebb. Készülnek: • hasáb alakú késsel: - sugár (6.17.a), - érintőleges kivitelben (6.17.b), • körkéssel (6.17.c). Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

a) Hasábkés sugár irányban

b) Hasábkés érintő irányban

6.17. ábra Szerelt Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés kivitelű menetmetszők c) Körkés

6.2.3. Menetvágás alakos késsel Sorozatgyártásnál előnyös az alakkés használata. a) Hasábos menetvágókés o

o

α = 10 – 15 o

γ = 0 -nál használják általában.


A α A A-A

6.18. ábra Hasábos menetkés Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6.19. ábra Hasábos menetkés profilok gyakori kialakításai


b) Menetvágó körkések Elterjedtek, mivel előállításuk gazdaságosabb, mint a hasábos késeké. Típusaik: • egyszeres, • kettős, • hátraesztergált, • fésűs menetvágó körkés.


α

h

α

6.20. ábra Menetvágó körkések Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

c) Menetvágás fésűskéssel Előnye: Elővágás, nagyolás, simítás munkáit (az egyélű szerszám részletmunkáit) ugyanazon menetben egy késsel és befogással készítjük el. l3

l2

l1

B . A α

6.21. ábra Menetvágó Fésűskés Geometriai kialakítása

l1

m

κ r Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés Miskolci Egyetem, Gyártástudományi

λs

A ω

λs = ω

ahol: l1 l2 l3 κr λs

bekezdő rész forgácsoló rész szabályozó rész bekezdő szög terelőszög.

(1,5-2 menet) (2-3,5 menet) (2-4 menet)

Előnye: • A munka egyenletes elosztásával termelékenységnövekedést nyerünk. Hátránya: • csak hosszú menetkifutásnál alkalmazható, • nem vágható nagy pontosságú menet. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

jelentős

Alakjuk szerint lehetnek: • lapos fésűs menetvágókés (6.21. ábra), • hasábos menetvágókés, • fésűs menetes körkés (gyűrű alakú menetekkel). Lapos fésűs menetvágókés Az A-B felület (6.21. ábra) merőleges a menetemelkedésre, ezért azonosak a forgácsolási feltételek a menetszelvény mindkét oldalán, λs kedvező bekezdést biztosít, elősegíti a forgács eltávolítást. λs = 2o ÷ 6o (anyagszilárdságtól függően) κr = 15o ÷ 20o általában, κr = 30o ÷ 40o (tövig vágott menetnél), l1 = m ⋅ ctgκr. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6.2.4. Menetmarás • Főként hosszú (6.3.a. ábra) munkadarabok, de rövid menetek (6.3.b. ábra) menetének kialakítására is használják. • A maró tengelyét a menetemelkedési szögnek megfelelően bedöntik. • A szerszámprofil számítását a 16. fejezetben közölt módszer szerint lehet elvégezni. Mozgásviszonyok: • a főmozgást a szerszám, az összetett mellékmozgást a munkadarab végzi • kötetlen kinematikájú, a főmozgás független az előtoló mozgástól. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Előnyei: • gépi főidő kevesebb, • félautomatikusan

működő

menetmarógépek

önköltsége kisebb. Hátrányai: • alkalmazási területe korlátozott, • a legkisebb átmérő korlátozott, • furatban

csak

nagyobb

átmérőnél

menethosszúságnál alkalmazható.


és

kis

b

a min

a) Menetmarás tárcsa alakú maróval (alakos maróval)

B

w főmozg.

m1

x min

f=p

60°

6.22. ábra Menetmarás tárcsamaróval (főméretek)


6.23. ábra Szimmetrikus menetmaró

D ≥ 2 ⋅ (m1 + x min + a min )

(6.11)

A bedöntött maró szelvényalakját a bedöntés miatt módosítani kell:

tgε ' = tgε ⋅ cosϕ

(6.12)

ahol: ε’ - a maró szelvényének módosított csúcsszöge, ε - a munkadarab menetének csúcsszöge a tengelymetszetben, ω = ϕ - a munkadarab menetemelkedése a középátmérőben.


Menetemelkedés:

Maró Mdb

P emelkedési szög

vf

P = π ⋅ d ⋅ tgα Menetemelkedési szög:

d

α

vc vf a

6.24. ábra Hosszmenet marás Bedöntött maróval

P tgα = π ⋅d Cserekerék áttétele:

zt PT ⋅ i ⋅ i1 = zg P PT: a vezérorsó emelkedése i: csigahajtás i1: kúpkerék


o

o

ω = 10 ÷ 15 -ig elhanyagolják a torzulást, e felett olyan nagy eltérések jelentkeznek az ω és ω1 magátmérő emelkedési szögnél, hogy

az

ω1-re beállított maró

oldalirányban a szelvényalakot a külső és magátmérőn elvékonyítva eltorzítja. Profilszámítás menete azonos a csiga-menetmarásnál közöltekkel. (lásd 11. fejezet) A torzítás mértékének megfelelően a marót módosítani kell. A maró helyes alakjának meghatározása azonban nagyon körülményes és kivitele is igen nehéz. A tárcsa alakú marót hátraesztergált fogakkal gyártják.


b) Örvénylő menetmarás • A hosszú menetmarás egyik fajtája. • A hagyományos menetforgácsoló eljárásnál 2...40szer termelékenyebb. • A marófej különleges szerszám, amelyet a hajtóberendezéssel együtt az eszterga szánjára szerelünk. Ehhez merev, örvénylő menetmaráshoz alkalmas gépágy szükséges. • A szerszám pontosan állítható, szerelt (keményfém vagy gyorsacél) kivitelű.


Mozgásviszonyok Az örvénylőszerszám végzi a forgó főmozgást, valamint a munkadarab tengelyének irányába eső mellékmozgást. A munkadarab viszonylag lassú körelőtolást végez. Az

örvénylő

menetmarás

lehet

ellenirányú.


egyenirányú

vagy

vc

örvénylõfej

vf

fa külsõ menet

belsõ menet

6.25. ábra Külső és belső örvénylő menetmarás elve Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az ellenirányúnál kedvezőbb az éltartam, mivel a szerszámél

rövid

forgácsvastagságot.

idő

alatt

eléri

a

A 6.26.

ábra

jelölésével

h

legnagyobb azonos

geometriai méretek esetében az él anyagba hatolásának ϑ szöge egyenirányú marás esetén (cosinus tétel alapján) csak az átmérőviszonytól függ.


ns

fz

A

c φDs

h

υ

υ

Rs

ϕ0

ϕ0

H

1 φd

ϕt O

O1 ξ

ϕ e

O2

d /2 =r

D

nt

6.26. ábra Örvénylő menetmarás geometriai viszonyai


c 2

2 s

2

υ

e = R + r − 2R s ⋅ r ⋅ cosϑ

r

R s2 + r 2 − e 2 cosϑ = 2R s ⋅ r

Rs

R s2 + r 2 − e 2 ϑ = arccos 2R s ⋅ r O

e

O2


Ellenirányú marás esetén az él anyagba hatolásának szöge a fordulatszámviszonytól függ:

f z ⋅ 2π ⋅ n t ⋅ ϑ= Rs ⋅ z ⋅ ns

nt 1+ ns D 1−    dπ 

2

(6.13)

Az egyenirányú marás merev forgácsolási rendszert igényel. A munkadarabot a forgácsolási hely közelében kell megtámasztani, a rezgések csökkentésére (megszüntetésére) tokmánytárcsát vagy tokmányféket kell használni. Ellenirányú marás csak keménykérgű, revés daraboknál indokolt. A szerszám Ds és a munkadarab d átmérőjének viszonyától függ a felület alakhibája és a termelékenység. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Célszerű ha

Ds = 1,1...1,2 . Ekkor a betétkés a kerület d

1/5 ... 1/4-én forgácsol. Az fz körelőtolás a szerszámkerületen mért ϕ0 forgácsívszöggel jellemezhetők. Abból indulunk ki, hogy:

r 2 = R s2 + e 2 − 2R s ⋅ e ⋅ cosϕ

(6.14)

R s2 + e 2 − r 2 cosϕ = 2R s ⋅ e

(6.15)

R s2 + e 2 − r 2 ϕ = arccos 2R s ⋅ e

(6.16)


A munkadarab kerületére számított ϕt forgácsívszög:

C

(

R s2 = r 2 + e 2 − 2r ⋅ e ⋅ cos 180 o − ϕ t

r 180° - ϕ t

O

2 2 2 r + e − R s cos 180 o − ϕ t = 2r ⋅ e r 2 + e 2 − R s2 − cosϕ t = 2r ⋅ e R s2 − r 2 − e 2 ϕ t = arccos (6.17) 2r ⋅ e

(

Rs

ϕ e

O2

)


)

A forgácsívszög diagramból is meghatározható: (6.29. ábra)

1.0

1.2

0.8

1.3

1.4

D s /2

ϕ rad

D =f=1.1 d

1.2

1.5

d/2

0.6 ϕ

0.4

H

0.2 0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30 0.35 2H τ= d

6.29. ábra Forgácsívszög meghatározása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Két egymást követő késbelépés között a munkadarab ϕ0 szöggel fordul el:

2π ⋅ n t ϕ0 = z ⋅ ns

ϕ0 radiánban

(6.18)

A ϕ0 előtolásszög és az átmérőviszony meghatározza a magátmérőre (d1) keletkező y alakhibát:

d 1 ⋅ ϕ 02 y= 16

 d1 ⋅ 1 −  Ds

  

melynek nagysága diagramból is meghatározható: Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(6.19)

16y +- d 1 ) (1 = Ds d 1 ϕ 02

2.5

2.0 y

és z e tk a n i ér ány ő ls m Kü tarto

1.5

1.0

ϕ0

Ds

d1

DS d1

y

0.5

0

ϕ0

Belső érintkezés tartománya 5

2.5

1.65

d1 Ds

1.25

1

Ds 0.83 d 1

6.30. ábra DS Alakhiba meghatározása az átmérőviszony ( ) függvényében d1


Tapasztalat szerint, ha: Ds = 1,2 d1

nt = 0,005 ÷ 0,02 ns

és

az örvénylő marással elkészített felület alakhibája a gyártási tűrésen belül marad. A leggyakoribb menettípusoknál a torzulást elegendő mértékben lehet csökkenteni az alakkés (betétkés) szelvényszögének és szelvényszélességének módosításával. Közelítően, ha γ > 0o: ψu ψ tg = tg ⋅ cosγ 2 2 ahol:

ψ

:

,

menetszelvény szög.


Örvénylő menetmarással, ha pontosabb menetet kell előállítani akkor a megmunkálást γ = 0o homlokszögű szerszámmal kell elvégezni. Az örvénylőkészülék szerszámtárcsái a menetemelkedésnek megfelelően bedönthetők. Ha a menetközépátmérő emelkedése ω2, akkor:

ψu ψ tg = tg ⋅ cosω 2 2 2 Az

összefüggés

azonban

(6.20) pontosabb

menetek

készítéséhez (pl. vezérorsók) nem használható. Ekkor az alakkés szelvényszélességét is helyesbíteni kell. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az örvénylő maráshoz használt kés élszögei [148] o

Célszerű ha γ0 = 0 a ϑ belépési szögnek megfelelően. γe = -15 nagyságú működő homlokszög mellett kezdi meg a forgácsleválasztást.Tangenciális elrendezésű örvénylőkés (fej) élén α ≈ 15o hátszöget kell kialakítani, hogy elegendő nagyságú működő oldalhátszög jöjjön létre. Radiális elrendezésű örvénylőkésnél α = 5o ÷ 8o. Tangenciális

késeket

homloklapjukon,

hátlapjukon kell újraélezni.


a

radiálist

Az örvénylő menetmegmunkálás viszonyai lényegesen függnek a forgácsmegosztástól. A használatos örvénylő szerszámok betétkéseit optikai szerszámbeállító rendszer segítségével lehet méretre állítani. A forgácsolási adatok pontosan csak forgácsolási kísérletekkel állapíthatók meg. Általában a vc = 100 ÷ 200 m/min. A forgács vastagsági méretének meghatározásakor körülményes közepes forgácsvastagsággal számolni, ezért az örvénylő kés fej éle (szerszám tengelyével párhuzamos él) által leválasztott forgácsvastagságnak h legnagyobb mérete a jellemző vastagsági méret. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A kerületi előtolósebesség:

vt = fz ⋅ z ⋅ ns

m/s; (mm/min)

(6.21)

A menetirányú kerületi előtolósebesség:

fz ⋅ z ⋅ ns v = cosα 2 , t

m/s; (mm/min)

(6.22)

Az egy fogra értelmezett fz körelőtolás:

d ⋅ π nt fz = ⋅ z ns

mm


(6.23)

A forgácsvastagság pontosabb számítására egy k tényezőt vezettek be:

1 h = ⋅ fz k

és

fz k= h


(6.24)

1 = h k f z 0.3

érvényes: nn st = 0.005-0.02 : f=2 f=1.5 f=1.2 f=1.1

0.2

fz h

D

s/

2

0.1 d/2 H 0.1

0.2

0.3 H τ= d/2

6.31. ábra A körelőtolás és forgácsvastagság kapcsolata Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

f=

Ds d

Fordulatszámok Az örvénylő szerszámtárcsa ns fordulatszáma:

1000 ⋅ v c ns = Ds ⋅ π

1/min; (1/s)

(6.25)

A munkadarab nt fordulatszáma:

fz ⋅ z ⋅ ns nt = d⋅π

1/min; (1/s)

A gyakorlatban: 500 < ns < 3000 0,5 < nt < 30 ha az n-ek 1/min-ben vannak megadva. Jellemző kopásforma a hátkopás. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(6.26)

A

megengedhető

kopás

trapézmenet

örvénylő

menetmarásnál VB = 0,2 ÷ 0,8 mm (a trapézmenet középátmérőjének növekedése közelítőleg a hátkopás fele). A szerszám éltartamot T a megmunkált menethosszal jellemzik. A fajlagos forgácsteljesítmény:

Vf = 9 ÷ 11 A

horonyszelvény

A

cm3/kW ⋅ min területével

a

ds

súlyponti

átmérőjével számított percenkénti forgácsoló teljesítmény.

A ⋅ d s ⋅π ⋅ n t V= 1000 ⋅ cosα 2

cm3/min


(6.27)

A forgácsolási teljesítmény: Pf =

V Vf

kW

6.2.5. Menetköszörülés Típusai: • egyfogú (tárcsás), • többfogú (fésűs), • többmenetes. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

(6.28)

A menetköszörülés jellemzői: • jó felületi simaság, • szigorúbb méret és alakpontosságú munkadarab-ok állíthatók elő vele, • kemény, edzett anyagok is megmunkálhatók, • menetidomszerek is előállíthatók ezen eljárással. Köszörű szerszámmal megmunkálhatók: • pontos menetfúrók, • pontos készülékek, mérőeszközök menetei.


a) Menetköszörülés koronggal

tárcsa

alakú

menetköszörű

Tengelyét a menet csavarvonalának irányára merőlegesen kell elhelyezni.

ns

ω2 6.32. ábra Menetkörszörülés tárcsa alakú Menetköszörű koronggal

nw vf


A legpontosabb menetköszörülési eljárás. A szerszám szelvénye

szabályozó

gyémánttal

egyszerűen

szabályozható. Alkalmazási területei: • más eljárással előnagyolt menetek befejező művelete (hosszú, nagy menetemelkedésű menetek), • hosszú lapos menetek tömör anyagba (telibe) való köszörülése, • P ≤ 1,25 mm csak egyfogúval gazdaságos.


b) Menetköszörülés többprofilú fésűs koronggal Átmenő eljárás: • a db teljes hosszában elhalad a korong előtt, • a fésűs menetkésekhez hasonlóan a korong fogásmegosztással dolgozik, • a terhelés több fogon oszlik meg, nagyobb előtolósebességgel lehet dolgozni, • termelékenyebb mint az egyfogú koronggal való menetköszörülés, de nem olyan pontos.

ns

nw vf 6.33. ábra Menetköszörülés többprofilú fésűs koronggal Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

c) Menetköszörülés többmenetes koronggal Beszúró eljárás: • a

korong

szélességénél

rövidebb

menet

köszörülhető, • ugyanúgy dolgozik mint a fésűs menetmaró, • legtermelékenyebb eljárás, • menetfúrók, nagypontosságú edzett csavarok tömör anyagba való köszörülése, • menetes idomszerek nagyoló köszörülésére, • P < 1,75 mm készre, • P > 1,75 mm nagyolás. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

ns nw 6.34. ábra Beszúró menetköszörülő eljárás Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

vf

A fésűs koronghoz hasonlóan, beszúró eljárással, a munkadarab egy fordulata alatt készíti el a menetet. Megmunkálási pontossága nagy. Korong választás: • Viszonylag kemény kötésű, finomszemcsézetű korong kell (ritkábban kell szabályozni). Hátránya: • eltömődik, égeti a munkadarabot, • csak kis fogáshosszon alkalmazható. Nagyoláshoz: • nagyobb szemcseméretű korong ⇒ termelékenysége nő. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Szerszámgép: • egyetemes menetköszörűgép, • esztergaszánra szerelt köszörűberendezés. Belső menetek: • csak többfogú (fésűs) koronggal, • szerszám és idomszergyártásban, • nagyobb átmérőjű, rövid, nagypontosságú menetek, • a korong fajlagos kopása nagy, gyakran kell szabályozni. Szerszámgép: • Egyetemes menetköszörűgép. Menettükrösítés: • menetidomszerek. Elve azonos a külső és belső hengeres felületeknél megismertekkel.


6.2.6. Menethengerlés • Azonos osztású és menetprofilú hengerlőgörgő képlékeny alakváltozás útján alakítja ki a menetprofilt. • Nagy termelékenység, kielégítő pontosság. • Csúcsnélküli menetköszörülés elvén működő menethengerlőgép. • IT8, IT9.


in

n

n

ds

ds

d

támasz

ε

d1= d k

d s k = id k

dk

d s k = id k

6.35. ábra Menethengerlés Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

vf

A 6.35 ábrán külső menetek előállítására szolgáló, igen széles körben elterjedt menethengerlés látható. A kialakítandó menet közel középátmérőjére elkészített előgyártmányon, két azonos osztású és menetprofilú, de az átmérők viszonyának megfelelően megválasztott bekezdésszámmal rendelkező hengerlő görgő képlékeny alakváltozás útján alakítja ki a menetprofilt, igen nagy termelékenységgel és kielégítő pontossággal. Az utóbbi időben belsőmenetek előállításánál is alkalmazzák a képlékenyalakítást. A 6.36 ábra egy ilyen megoldást mutat; a megfelelő de átmérőre előmunkált furatba egy, a menetfúróra külsőleg hasonló, de fogakkal nem rendelkező szerszámot hajtanak, mely a menetet megfelelő profilra és méretre alakítja ki. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

6.36. ábra Képlékeny menetalakítás Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Előnye a forgácsolt menettel szemben, hogy a szálakat nem vágja át, így tengelyirányú teherbírása többszöröse a forgácsolt menetének. A hidegalakítással képlékenyen kialakított

menetfelület

felkeményedik,

így

annak

terhelhetősége is megnő. Hátránya, hogy érzékeny az előmunkálási átmérőre.


d

de

6.37. ábra Előmunkált átmérő meghatározása Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az előmunkálási átmérő helyes meghatározása (6.37 és 6.38 ábra) döntő jelentőségű a menet pontossága és minősége, valamint a szerszám üzembiztos működése szempontjából. Ezzel kapcsolatban a gyakorlatban két módszer terjedt el: [5] a) közelítő megoldás: Eszerint az előgyártmány átmérőjét úgy kell meghatározni, hogy a rajta átáramló anyag keresztmetszete alakítás előtt és után azonos legyen (6.38 ábra) (területazonossági módszer).


A1 = A 2 V1 A1

Vp A p Ve A e

t

V2 A2

d

de

d1

ρp

ρa

α

P Va A a

6.38. ábra Előgyártmány átmérő elemzése


b) pontos megoldás: Ennél a megoldásnál – az átáramló anyag

térfogat azonosságából indulnak

ki; az alakítás során az

előgyártmány

átáramló anyag ugyanolyan térfogatú

felületén

alakítás előtt,

mint után: V1=V2. Egy menetemelkedésre vonatkoztatva (6.38 ábra); alakítás előtt a térfogat külső menet esetén:

d e2 − d12 Ve= πP 4 Alakítás után:

Vp=2πρpAp,


innen: de=

2 1

d +

ahol:

8 ρ p Ap P

Ap – a menetszelvény területe d1 – a menetszelvény belső átmérője ρp – a szelvény súlypontjának sugara P – menetemelkedés d – menetátmérő Belsőmenet esetében hasonlóan kell eljárni: de=

2

d −

8 ρ p Ap P


Ha

külső

menet

alakításánál

a

területazonossági

módszert alkalmazzuk, akkor a menet nem lesz teljes, a menetcsúcsok nem tudnak kialakulni, míg belső menetnél anyagfelesleg mutatkozik, mely túlterheli a szerszámot és könnyen törést okozhat. Ezt a módszert ezért csak kis t/d viszonynál,

tehát

finommenetnél

alkalmazni.


lehet

esetenként

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Recommend Documents