Gépészet | Gépgyártástechnológia » Esztergálás

Esztergálás A forgácsolási adatok meghatározásakor a gazdaságosságból kell kiindulni. A gazdaságos forgácsolás szempontjai változóak aszerint, hogy nagyolásról vagy simításról vane szó. Nagyoláskor gazdaságos éltartam mellett maximális percenkénti forgácstérfogat leválasztása a cél. Ebből kiindulva az adatok meghatározásának sorrendje a következő: - megválasztjuk a szerszám anyagát, alakját; - megállapítjuk a megengedhető főforgácsoló erőt, a legnagyobb forgácskeresztmetszetet, ebből a fogásmélységet és az előtolást; - megállapítjuk - a fogásmélység és az előtolás függvényében a gazdaságos éltartamhoz tartozó forgácsolósebességet; - kiszámítjuk a forgácsolás teljesítményszükségletét; - meghatározzuk a megmunkálás időszükségletét. Simításná1 a méret- és alakpontosság, valamint a felületi simaság betartása a követelmény. A forgácsteljesítmény kicsi. Az adat meghatározás sorrendje

ugyanaz, mint nagyolásnál, azzal a különbséggel, hogy az egyébként kis forgács keresztmetszetet a felületi finomság figyelembevételével megengedhető legnagyobb előtolással és az éltartam által megengedett legnagyobb forgácsoló sebességgel kell leválasztani. A szerszám megválasztása A művelettervben meghatározott esztergálást különféle késtípusokkal lehet elvégezni. A kés anyaga lehet gyorsacél, keményfém vagy egyéb, a már tanult szerszámanyag. Az esztergakést készítik jobbos, ill. balos kivitelben Készítenek egyenes és hajlított esztergakéseket, valamint vékonyított késeket. A szabványos esztergakések fajtái: 1. Egyenes esztergakés 2. Hajlított esztergakés 3. Homlokélű esztergakés 4. Oldalélű esztergakés 5. Egyenes hegyes esztergakés 6. Hajlított (simító) esztergakés 7. Széles esztergakés 8. Szúró esztergakés 9. Átmenő lyukkés 10. Fenéklyukkés 11. Fenéksimító lyukkés 12. Beszúró

lyukkés Csoportosíthatjuk még az esztergakéseket rendeltetésük szerint is: nagyoló, simító, beszúró, leszúró, lyuk és alakos kések. A legcélszerűbb késfajtát a munkadarab alakjától, az elvégzendő művelettől és az üzemi adottságoktól függően kell megválasztani. Olyan szerszámanyagot kell választani, amelynek teljesítőképességét ki tudjuk használni. A 1 szerszámanyag teljesítőképességét az alkalmazható forgácsoló sebesség jellemzi. Ez a szerszám anyagán kívül elsősorban a munkadarab anyagától is függ. A kés élszögeit a munkadarab anyagának, alakjának, méreteinek és a szerszám anyagának függvényében választjuk meg. Nagyolásnál a forgácskeresztmetszetet (A = as = h b) a lehető legnagyobbra kell választani. Értékének a megengedhető forgácsolóerő szab határt, amely függ: a munkadarabtól, a szerszámtól és a szerszámgéptől. A munkadarab anyaga, alakja, mérete és befogási módja befolyásolja a

megengedhető forgácsolóerő nagyságát. Ez akkora lehet, hogy egyrészt darabban keletkező feszültség ne lépje túl a megengedett értéket, másrészt a darab alak- változása ne okozzon a nagyolási tűrésnél (IT 13) nagyobb méreteltérést és berezgést. A forgácsolóerő számítóképlete esztergálásnál: Fv  k s  s x p ak N  Ahol: - k a fajlagos forgácsolóerő, az alapkísérleteknél alkalmazott körülményeknél [N/mm2] - s előtolás [mm], x p kitevő - a fogásmélység [mm] - k helyesbítő tényező, több tényező szorzata. A tényezők meghatározása kézikönyvek, táblázatok segítségével történik. A gazdaságos forgácsolósebesség számítóképlete hossz esztergálás esetén: v cvo s  a xv yv m / min Az összefüggésben a állandó egyenlő azzal a forgácsoló sebességgel, amellyel az adott szerszám- és tárgyanyagnál s = 1 mm/ford előtolással, a = 1 min fogásmélységgel és χ = 45°

szerszám elhelyezési szögű, szabványos kialakítású szerszámmal a K T = 1 módosító tényezőhöz tartozó éltartam idővel meghatározott körülmények között forgácsolva adódik. A K T = 1hez gyorsacélnál 60 min, keményfémnél 150 min idő tartozik. C vo ‚ x v és y v értékei táblázatban találhatók. A forgácsolási teljesítmény az alábbi összefüggéssel határozható meg: P Fv  v 60 W  A simítási követelményeket csak akkor tudjuk kielégíteni, ha kis forgácsolóerővel, ill. kis fogásmélységgel és előtolással dolgozunk. A forgácsolási adatok meghatározása elvileg ugyanaz, mint nagyolásnál, azzal a különbséggel, hogy nem törekszünk maximális forgácskeresztmetszet leválasztására. A fogásmélység adott a simítási ráhagyással (átlagosan 0,5 - 2 mm), az előtolást pedig úgy kell meg hogy a kívánt (R z ) érdességet kapjuk. Ezt az s2 ismert összefüggés: R z  segítségével lehet, ahol r a

simítószerszám csúcssugara. 8r A megengedhető főforgácsolóerő simításnál 1/10-e a nagyolásnál megengedett erőnek. A forgácsológép megválasztásakor a gép pontossága a döntő szempont. Az esztergálás gépi főideje a következőképpen határoz ható meg: 2 t fg  1000  v L  i; és n  ns D  helyettesítés után t fg  D   L i 1000  v  s min  Ahol: - D az esztergálandó átmérő [mm] - v a forgácsoló sebesség [ m/min] - s előtolás [mm /ford] - i fogások száma - L a szerszám útja [mm] L = l + l 1 + l 2 , ahol l a forgácsolt felület hossza l 1 a szerszám hozzáfutás útja l 2 a szerszám túlfutás útja Az esztergálás változatai Az esztergálással hengeres idomok palástfelületének megmunkálásán, hosszesztergálásán kívül, más típusú felületek is megmunkálhatók. Így gyakran munkálják meg tárcsák oldalfelületeit keresztesztergálással, alkatrészek furatait

furatesztergálással, tengelyek hornyait beszúrással, menetes részeit pedig menetesztergálással. Ezeken a fontosabb esztergálási változatokon kívül találkozunk még kúpesztergálással és az esztergálás egyéb változataival is. Az esztergálás változataira az előzőkben ismertetett hosszesztergálásra megállapított törvényszerűségek értelemszerűen alkalmazhatók. A forgácsolóerő képletei elegendő pontosságú adatokat eredményeznek ezekben az esetekben is. A forgácsoló sebesség számításakor azonban figyelembe kell venni az adott eset forgácsolási viszonyait is. Az alapot a forgácsoló sebesség számításakor valamennyi változatnál a hosszesztergálási képletek és adatok képezik. Keresztesztergáláskor a forgácsolt átmérő nagysága és vele együtt változik a forgácsoló D   n D   n sebesség nagysága is a v1  1 értéktől a v 2  2 értékig. A beállítandó 1000 1000 fordulatszám meghatározásakor

közepes sebességértékkel kell számolni. Furatesztergáláskor a szerszám a hosszesztergáláshoz viszonyítva zártabb térben dolgozik. A szerszám szárkeresztmetszete rendszerint kisebb, mint hosszesztergáláskor, a hűtőfolyadék hozzávezetése nehéz. A hőelvezetés a szerszám élétől a fentiek miatt romlik és ezáltal csökken a szerszám kopásállósága is. A szokásos, viszonylag nagy szerszámkinyúlások miatt rezgések is keletkezhetnek, és ezek is csökkentik az éltartamot. Ezért a hosszesztergálási. képlettel számított forgácsoló sebességet furatesztergáláskor csökkenteni kell (v’ f = 0,8 v) Beszúráskor és leszúráskor a szerszám élének két csúcsától a legrosszabb a hőelvezetés. Az éltől való hő elvezetést rontja az is, hogy a szerszámfej keresztmetszete a szár felé csökken. Beszúráskor gyakran rezgések is keletkeznek Mindezen tényezők miatt a megengedhető forgácsoló sebességet a hosszesztergálásra

számított sebességhez képest. jelentősen csökkenteni kell (v b = 0,3 v). 3 Menetesztergáláskor a szerszám mind hőelvezetés, mind forgács leválasztás szempontjából kedvezőtlenebb körülmények között dolgozik, mint hosszesztergáláskor, tehát a forgácsoló sebesség is kisebb lehet (v m ≈ O,6 v). A menetesztergáláskor a kés kiemelésére beszúrással ún. menetkifutást kell biztosítani, ez általában kétszeres menet emelkedés Ekkor a munkadarab csak olyan fordulatszámmal forgatható, hogy a kés azon idő alatt, míg az a 2 h 2h 2h 2 utat megteszi, a munkadarabtól eltávolítható legyen. A kés 2 h utat t    idő vf nh n alatt tesz meg. A kés kiemelésére 0,9 - 1,2 sec-ot (0,015 - 0,02 min) szokás számítani A kedvezőtlenebb időértékkel a beállítandó fordulatszám menetesztergáláskor 2 2 ford n   100 t 0,02 min Esztergagépek Az esztergagép igen sokoldalú szerszámgép, ezért egyike legfontosabbaknak.

Szerkezeti kivitelük és rendeltetésük szerint az esztergagépeket a következőképpen lehet csoportosítani: - csúcsesztergák: Jellemzője, hogy lehetőség van a munkadarabok két csúcs közötti felfogására,. ill a másképpen befogott munka- darabok csúccsal való megtámasztására. - síkesztergák: Jellemzője, hogy a munkadarabot csak síktárcsába lehet befogni, a rajtuk esztergált munkadarabok átmérője általában jóval nagyobb a hosszúakhoz képest. - revolveresztergák: A megmunkálandó szerszámok egy tengely körül forgatható szerszám tartóhoz, ún. revolverfejhez vannak erősítve, és az egymást követő műveletelemekhez a revolverfejek egymás után következő helyzetei tartoznak. - automataesztergák: A munkadarab elkészítése teljesen vezérelt műveletelemekkel történik. A gép felügyelője csak bizonyos számú munkadarab elkészülte után táplál anyagot a gépbe. - különleges esztergák: Speciális felületek megmunkálására

készülnek, másoló-, hátra-, alakos-, csőfúró-, köríveszterga stb. A csúcsesztergák csoportjának legjellemzőbb típusa az egyetemes csúcseszterga. Részei: ágy, előtoló fogasléc, vezérorsó, vonóorsó, kapcsolórúd, végcsapágy, alapszán ütköző, forgácstálca, láb, orsóház, főorsó, tokmány, cserekerék ház, előtoló szekrény, alapszán, keresztszán, keresztszán orsó, beosztott gyűrű, forgózsámoly, késszán, késszán orsó, beosztott gyűrű, késtartó, szánszekrény, nyeregtalp, nyeregtest, mozgó hüvely, nyeregcsúcs. Az ágy az összes szerkezeti elemek közös alapja. Felveszi a forgácsolás közben ébredő erőhatásokat, továbbá a mozgó elemek részére pontos vezetést biztosít egy lapos és egy prizmatikus vezetékkel. Az orsóház a főhajtóművet foglalja magába a hozzátartozó kezelő és vezérlőszervekkel együtt. Az orsóház a gép- ágyra van rögzítve, geometriai tengelye egybeesik a gép hossztengelyével. A

főorsó két helyen csapágyazott merev csőtengely, mely 4 kívül menetes végződésű a tokmánytárcsa ill. forgatótárcsa felerősítése céljából, belül Morse kúposan végződik az esztergacsúcs csatlakoztatása érdekében. Mellékhajtómű (előtolószekrény) feladata a kés meghatározott irányú és sebességű előtolásához szükséges módosítások létesítése. A cserekerekek viszik át a mozgást az előtolószekrény felé, valamint elő tudunk velük olyan különleges módosítást is állítani, amelyet a beépített módosítások nem adnak. A forgómozgást az előtolószekrényből a vezérorsó és a vonóorsó viszi tovább A szánrendszer feladata, hogy a mellékhajtómű által létrehozott vezér- és vonóorsó fordulatokat megfelelő szerkezet segítségével hossz- és keresztelőtolásokká alakítsa, továbbá biztosítsa a szerszám befogását. Hosszesztergáláskor a gépi előtolást a vonóorsó segítségével valósítják meg a

szánszekrényben csapágyazott, az ágyra szerelt előtoló fogasléchez kapcsolódó fogaskerék legördülésével. A trapézmenetű vezérorsóval kizárólag menetesztergálást szabad végezni A szánszekrény és a vezérorsó közötti kapcsolat tetszés szerinti be- vagy kikapcsolására a szánszekrényben levő két félből álló, a vezérorsóval azonos trapézmenetű záróanya szolgál. A szánrendszer lényeges része az alapszán, a keresztszán (alsó szupport) a késszán (felső szupport) és az utóbbiak között a forgózsámoly, melynek felső részén helyezkedik el a késszán vezetéke. A szánok vezetékiránya egymásra merőleges, a szánokat mozgató csavarorsók lapos menetűek. A szerszámbefogó korszerű megoldása a négykéses késtartó, melynek elforgatásával bármely kést működő állásba lehet hozni. A szegnyereg hosszabb munkadarabok megmunkálásánál szükséges. A főorsó tengelyvonalának meghosszabbításában van a nyeregcsúcs,

mely tengelyirányban mozgatható és rögzíthető. A nyeregtest a nyeregtalpon oldal irányban is elmozdítható, erre kúpesztergáláskor van szükség. Az esztergagép velejáró tartozékai az álló ás mozgóbáb, melyek hosszúmunkadarabok megtámasztására szolgálnak. Az állóbábot rendszerint akkor használjuk, ha a tárgyat a végén akarjuk megmunkálni. Az állóbábot az ágy nyeregvezetékén rögzítik Könnyen nyitható felső része van, melyet vagy leszerelnek, vagy felbillentenek a tárgy befogása alkalmával. A mozgóbábot az alapszánhoz rögzítik, ezzel együtt haladva felveszi a kés által keletkező élnyomást és nem engedi a munkadarabot kihajolni. Revolveresztergákkal a termelékenységet lényegesen lehet emelni, mert a mellékidő minimálisra csökkenthető. A revolvereszterga az esztergaszerű szerszámgépek olyan változata, amelynél a forgácsoló műveletek egész sorához szükséges szerszámok készenléti helyzetben felfoghatók és

egyszerű mozdulatokkal egymás után munkahelyzetbe hozhatók. A legjellegzetesebb rész a revolverfej, amely az ágy hosszában mozgatható szánban függőleges vagy vízszintes tengely körül elforgatható, és annyi helyzetben rögzíthető, mint ahány szerszámcsoport felfogóhely van rajta. A torony-revolvereszterga revolverfejének tengelye függőleges. A gépet mindig felszerelik síkesztergáló műveletek elvégzésére alkalmas keresztszánnal. Rúdmunkára, de különösen nagyméretű munkadarabok tokmányban való megmunkálására alkalmas. A dobrevolvereszterga revolverfejének forgási tengelye vízszintes és párhuzamos a főorsóval A szán hosszmozgásán kívül a revolverfej el is fordulhat, Így hossz és keresztirányú műveletek is elvégezhetők vele. Külön esztergaszánja nincs A dob-revolvereszterga elsősorban kis és közepes méretű rúdmunkák egyetemes gépe, de alkalmas kisebb tokmánymunkára is. 5