Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

TARTÓSSÁGNÖVELŐ ELJÁRÁSOK. Bevezetés Gépek működésekor a legtöbb igénybevétel elsősorban: - a gépelemek felületét, - bizonyos vastagságú felületi rétegét.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "TARTÓSSÁGNÖVELŐ ELJÁRÁSOK. Bevezetés Gépek működésekor a legtöbb igénybevétel elsősorban: - a gépelemek felületét, - bizonyos vastagságú felületi rétegét."— Előadás másolata:

1 TARTÓSSÁGNÖVELŐ ELJÁRÁSOK

2 Bevezetés Gépek működésekor a legtöbb igénybevétel elsősorban: - a gépelemek felületét, - bizonyos vastagságú felületi rétegét érinti. + A megmunkált felület mikrogeometriája kihat: - a gépelem kopásállóságára, - fárasztáskor feszültség gyűjtõ hatású. + A felületi réteget: - elsősorban surlódáskor, - fárasztáskor éri károsodás. Az élettartam és üzembiztonság (megbízhatóság) növelése elérhetõ: - a konstrukció tökéletesítésével, - megfelelő anyagválasztással, - felületi minőség (FM) javításával, átalakításával. TARTÓSSÁGNÖVELŐ ELJÁRÁSOK

3 ÉLETTARTAM NÖVELŐ ELJÁRÁSOK A felületi minőség javítása (történhet) : -Kérgesítő eljárásokkal(hőkezelésekkel, a felületi réteg edzésével) Ezek az eljárások a felületi réteg tulajdonságait + szénnel, nitrogénnel, krómmal, stb. elemmel való dúsítással (cementálás, nitridálás, nitrocementálás, difffúziós krómozás, stb.) és + a dúsított réteg edzésével változtatják meg. - Feltöltő, felrakó hegesztéssel Célja:az alkatrészek élettartamának és üzembiztonságának növelése, a hasznos felületre felvitt jó üzemeltetési tulajdonságokat biztosító anyaggal. - Alkatrészek működõ felületének bevonásával Fémes vagy nemfémes bevonatok felvitele. - Felületszilárdítás mechanikai megmunkálással - az érdesség esetenként hatékonyabban csökkenthető, mint forgácsolással; - a felületi réteg tulajdonságai hőkezelés nélkül is nagymértékben javíthatók. felületszilárdító megmunkálásoknak A tartósságnövelés céljából alkalmazott mechanikai megmunkálásokat felületszilárdító megmunkálásoknak nevezzük.

4 Felületszilárdító megmunkálások Számos elméleti és kísérleti eredménnyel bizonyítható, hogy ha az alkatrészek működő felületét hideg-képlékeny alakítással szilárdítjuk (keményítjük), akkor az élettartamuk megnő, azaz a koptató és korróziós, ill. fárasztó hatásoknak jobban ellenállnak. A felületszilárdítás eredményeként a nagyobb élettartam az alábbi okokra vezethető vissza: - nő a felület keménysége, - csökken a felület érdessége, - nő a hordfelülethányad, - az igénybevétel szempontjából kedvező maradó feszültség eloszlás jön létre. A megmunkálandó felületet érõ hatások jellege szerint a felületszilárdító megmunkálás lehet: - felületvasalás, - felülethengerlés, - ütőtestes felületszilárdítás.

5 6.1 Felületvasalás a) jellemzői: A felület érdességének változását és a felületi réteg szilárdítását a megmunkálandó anyagnál jóval keményebb anyagú szerszám és a szilárdítandó felület csúszási súrlódásakor végbemenő kölcsönhatás eredményezi KHF vasalása Lényeg: a vasalószerszám gyémánt gömbszelet, mely méretezett rugó segítségével megfelelő nyomóerővel támaszkodik a vasalandó felületre. Gép: Esztergaszerű gépeket alkalmaznak. Szerszámanyag: gyémánt (1-2 karát nagyságú).

6 Mozgásviszonyok: hasonló az esztergáláshozfőmozgás: forgó, a mdb. végzi, előtoló mozgás : egyenes vonalú, a szerszám végzi 6.1 Felületvasalás KHF vasalása A gyémántvasalás vázlata

7 b) Technológiai adatok: A munkadarab anyaga Technológiai adatok minőségekeménységeSzerszám sugár Rs [mm] Alakítási sebesség v [m/min] Előtolás f [mm/ford] Vasalóerő P [N] Átvasalási szám Szerkezeti acélHB ,02-0, Közepes keménységű hőkezelt acél HRC ,02-0, Edzett, cementált acél HRC , ,01-0, Alumínium ötv.HB ,04-0, Bronz és réz ötv.HB ,04-0, Felületvasalás KHF vasalása KHF vasalása ,02-0,

8 c) Pontosság: IT 6-10 (függ az elõgyártmány pontosságától!) d) Termelékenység:tg - hasonlóan számítható, mint esztergálásánál. e) Felületminőség:KHF: Ra=0,04-0,16 µm a felület érdességére. a maradó feszültségre. a felület mikrokeménységére. A technológiai adatok hatása 6.1 Felületvasalás KHF vasalása

9 6.1.2 BHF vasalása a)Jellemzői: Belső hengeres felületek vasalásával: - a pontosság növelését, - a forgácsoláskor kialakított érdesség csökkentését, - a kopásállóság és - a kifáradással szembeni ellenállóképesség fokozását érjük el. Lényeg: a vasaló tüske és a vasalandó furat felülete között fedést hozunk létre, a tüskét a furaton átnyomva a felületi rétegben képlékeny alakváltozást hozunk létre. A gépgyártásban a BHF vasalásakor végbemenő méretváltozás szerint megkülönböztetnek: - simító vasalást, -alakító vasalást.

10 6.1.2 BHF vasalása Szerszámai: A furatvasalás általában állandó méretű, merev szerszámokkal történik. színesfém vasalásakor: A szerszám készülhet: színesfém vasalásakor:- golyóscsapágy acélból - szerszámacélból acélok vasalásakor: acélok vasalásakor:- keményfémbõl A furatvasaló szerszám fő részei: 1. alakító kúp 2. kalibráló kúp 3. hátsó kúp

11 6.1.2 BHF vasalása A furatvasalás jellegét a mdb belső hengeres felületét érő terhelés határozza meg. A keletkező feszültségeket és alakváltozásokat a vastag falú csövek szilárdságtana alapján vizsgálják. p r - rugalmas alakváltozást előidéző nyomás R eH - a mdb anyagának folyáshatára d o - a mdb furatátmérője D- a mdb külső átmérõje Ha a furatvasalás célja elsősorban vagy kizárólag a felület érdességének javítása, akkor elegendő olyan hatás, mely a furat felületi határrétegét a vasalás során rugalmassági határfeszültséggel terheli. Az ehhez szükséges nyomás:

12 6.1.2 BHF vasalása Ha a furatvasalás célja az egész keresztmetszet maradó alakváltozásának létrehozása (alakító furatvasalás), alakváltozások Jellegzetes alakváltozások furatvasaláskor a) Rugalmas alakváltozás b) Rugalmas-képlékeny alakváltozás c) Képlékeny alakváltozás a mdb teljes keresztmetszetében d) Méretváltozást okozó Képlékeny alakváltozás a mdb teljes keresztmetszetében az ehhez szükséges nyomás:

13 6.1.2 BHF vasalása b) Technológiai adatok: - átfedés mértéke táblázatbólG.6.3 tábl. - első alakító kúp opt = f(f/d o ) szög összefüggése G.423. old. ill. G.6.9 ábra - alakító erõ szükséglet: F vasalási = F alakváltozás + F surlódás + F járulékos alakváltozás Az alakítókúp szögének hatása az alakító erőre Az alakítókúp optimális szöge furatvasalásnál különböző viszonylagos átfedések és súrlódási tényezők esetén

14 6.1.2 BHF vasalása c) Pontosság: általában IT 6-10 T - a furatok átmérőjének szóródása a furatvasalás előtt, T 1 - a furatok átmérőjének szóródása a furatvasalás után E - a mdb rugalmassági modulusa e = 4Dm/3 D m - a mdb anyagának keményedési modulusaG.6.2 tábl. Sorozatban gyártott alkatrészek furatainak vasaslásakor a méretek Szóródása csökken, a szóródás nagysága:

15 d) Termelékenység: t g - az előtolástól (az alkalmazott szerszámgéptől ill. berendezéstől) függ BHF vasalása e) Felületminőség: A furat érdessége függ: - az eredeti érdesség nagyságától, - az alkalmazott átfedéstõl, - az első (alakító) kúp szögének nagyságától. G.6.12 ábra A felületi réteg keménységének növelése elsősorban az alkalmazott átfedés nagyságától függ.G.6.13 ábra A maradó feszültség eloszlása a sugár függvényében.G.6.14 ábra

16 6.2. Felületek hengerlése a)Jellemzői: Felülethengerléskor : a felület érdességének csökkenését és a felületi réteg szilárdí- tását a megmunkálandó anyagnál jóval keményebb szerszám és a szilárdítandó felület gördülési surlódásakor végbemenő kölcsönhatás eredményezi. A felülethengerlést szinte mindenféle jellegzetes felület (KHF, BHF, alakos, sík) megmunkálására használják. Szilárdító hengerlés: elsősorban kifáradási szilárdság, ill. kopásállóság növelésére alkalmazzák. A mdb és az alakító görgő érintkezésének geometriájából következik, hogy viszonylag kiserővel nagy felületi nyomást lehet elérni, ami elősegíti a képlékeny alakváltozások mélyebb behatolását az anyagba. Felkeményedés következik be, javul az érdesség, változik a méret. Simító hengerlés: - a mdb hideg-képlékeny alakításával javítjuk a felületminőségi jellemzőket, - döntő mértékben az érdesség jelentős javítására törekszünk, - emellett a jelentkező felületkeményedés, kedvező maradó feszültségi állapot csak járulékos előnynek tekinthető Simító és szilárdító hengerlés

17 Ha a görgőket merev rendszerbe foglaljuk: kalibráló hengerlés; ha a terhelőrendszer rugalmas:simítóhengerlés. Szerszám: golyó vagy görgő, a jelentős alakítóerők miatt a görgők támasztására is szükség lehet.(G.6.16 ábra) Gép:- esztergán vagy célgépeken, - csúcsnélküli eljárás (az előtolás sebességét az alakító görgő elfordítása eredményezi, a szög nagysága 1-5º-ig terjed 6.2. Felületek hengerlése Simító hengerlés

18 Jellegzetes felülethengerlési eljárások Egygörgős hengerlőszerszámEgygolyós hszKétgolyós hsz Kétgörgős hszKétgörgős hsz ferde elh.Kétgörgős simító hsz Kétgörgős kúpos simító hsz Eszt. + egygolyós hsz Eszt. + simító kúpos hsz

19 b) Technológiai adatok: Előírt felkeményedési mélység biztosítása: Ha feltételezzük, hogy a görgő és a mdb felületének érintkezése pontszerű, (Hejfec leegyszerűsített összefüggése alapján) az alakváltozott réteg vastagsága 6.2. Felületek hengerlése Az előtolás: C= 0,5-1- az előírt érdesség függvényében 2a- előtolásirányú lenyomatméret Ng- átgörgőzési szám (3-15 az érdesség csökkenés mértéke függvényében) Z- görgők száma Hengerlési sebesség:v= m/min

20 Érdesség csökkentése: Az érdesség csökkentéshez szükséges erő nagysága: 6.2. Felületek hengerlése m o - Meyer keménység (acéloknál mo=1,14HB30-20 daN/mm˛) n - Meyer kitevő (acéloknál ~2,3) e=f(Ra,e) - előzetes felület érdességének függvénye (=2º-6º) D e - egyenértékű golyóátmérő: egy olyan fiktív golyónak az átmérője, mely sík felületen a lenyomattal egyenértékű nyomot hagy: Dm- mdb. átmérője; Dg- a görgő átmérője;[KHF (+);BHF (-)] r g - a görgő lekerekítési sugara; Az előtolás:ugyanaz az összefüggés, csak C, Ng más értékű (Ng=20-60) Hengerlési sebesség:v= m/min

21 6.3 Felületek ütőtestes szilárdítása a megmunkálandó anyagnál keményebb A felületminőség változását a megmunkálandó anyagnál keményebb anyagú, szabad vagy korlátozott mozgású ütőtestek és a szilárdítandó felület ütközésekor végbemenő dinamikus kölcsönhatás eredményezi felület ütközésekor végbemenő dinamikus kölcsönhatás eredményezi. Emiatt szokás dinamikus szilárdításnak is nevezni ezen eljárásokat. Az elterjedt berendezések működési elve szerint az ütőtestekkel végzett felületszilárdítás történhet: - szabadon mozgó ütőtestekkel (sörétezés), - kötött elhelyezésű ütőtestekkel. Az ütőtestek a felületre ütéseket mérnek, melyek a felületi rétegben hideg-képlékeny alakváltozást eredményeznek. Az egyedi ütések nagyságát: - az ütőtest tömege, - az ütési sebesség határozza meg elsődlegesen.

22 6.2.2 Csúcsnélküli simítóhengerlés a)Jellemzői: Érdesség javítása az elsődleges cél. Szerszáma: hengeres görgő, két végén lekerekítéssel vagy enyhe kúppal. A alakítóerő jelentős,ezért görgőket a mdb.-ot körülvevően hármasával célszerű alkalmazni. A munkadarab tengelyét a két alakító és egy menesztő görgővel való érintkezés határozza meg. b)Technológiai adatok A munkadarab forgatását és előtolását a menesztő görgő surlódásos kapcsolata hozza létre. Az előtolás sebességét a két alakító görgő elfordítása (előtolószög) eredményezi (=1º-5º). Az előtolás:f=0,3-1,5 mm/ford. Hengerlési sebesség:v= m/min.

23 6.2.2 Csúcsnélküli simítóhengerlés c) Pontosság:IT 7-10 b) Termelékenység Igen termelékeny, mivel nagy előtolás lehetséges. c) Felületminőség Ra=0,04-0,63 µm, keménység nő, kifáradási határ nő, nyomó maradó feszültség Görgőzés után az érdesség csökken G.6.20 ábra A görgő lekerekítési sugara r g,Rz G.6.21 ábra Ra=f(F)G.6.23 ábra Előtolás: f,Rz G.6.24 ábra Fogások száma:G.6.25 ábra

24 6.3 Felületek ütőtestes szilárdítása a) A sörétnyaláb ütközési energiáját: - gravitáció, - sűrített levegő, - mechanikus mozgás (forgó lapátkerekes mozgás) révén nyerik. A sörétek anyaga: - nagy Si tartalmú öntöttvas (olcsó, de gyorsan tönkremegy), - nagy széntartalmú acéldrót (drága, de tovább tart) lehet. A sörétek mérete: általában 0,5-2 mm, de 4-5 mm is lehet (kis tömeg). A sörétnyaláb sebessége: v=5-150 m/s A sörétezés végezhető: gravitációs, pneumatikus, mechanikus sörétező berendezéseken Felületek sörétezése

25 - 3-4 m magasból esnek a sörétek a megmunkálandó felületre, - sörétátmérő d = 2-3 mm - sörétnyaláb sebessége: v=5-7 m/s - egyszerű, de kis termelékenységű eljárás, - a felületszilárdító hatása kicsi (kis tömeg, kis sebesség). - Gravitációs sörétezés: Gravitációs sörétező berendezés

26 - sűrített levegő (p=5-6 atm) biztosítja a sörétek mozgását (sűrített levegő ált. van az üzemekben), - sörétnyaláb sebessége: v=30-50 m/s, - viszonylag egyszerű kialakítású szerkezet, - közepes termelékenység (2-3x), -.felületszilárdító hatása közepes (nagyobb sebesség). - Pneumatikus sörétezés Pneumatikus sörétező fej Felületek sörétezése

27 - nagy átmérőjű (D= mm) - gyorsan forgó (n= /min) lapátkerék biztosítja a sörétek mozgását - sörétnyaláb sebessége: v= m/s - közepes bonyolultságú szerkezet, - gyorsan elhasználódó lapát kerékkel - magas termelékenységgel (20x), - felületszilárdító hatása viszonylag nagy (igen nagy sebesség). - Mechanikus sörétezés Lapátkerekes sörétezők: kúpfogaskerekekhez (a), bütyköstengelyekhez (b) Felületek sörétezése

28 c) Pontosság:IT 8-11 d) Termelékenység:gravitációspneumatikus mechanikus e) Felületminőség Ra=0,63-25 µm, nyomó maradó feszültség. b) Technológiai adatok Sörétezésnél a keményedett réteg vastagsága d s - a sörét átmérője, V s - a sörét sebessége, - a megmunkált felület és a sörétnyaláb által bezárt szög H din - a mdb anyagának dinamikus keménysége Felületek sörétezése - Mechanikus sörétezés

29 6.3.2 Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel A megmunkáló szerszám forgatásakor a röpítőerő hatására az ütőtestek szélső helyzetet foglalnak el egy adott kerület mentén. Ha az ütőtesteket átfedésbe hozzuk a megmunkálandó felülettel, az ütőtestek a felületre ütéseket mérnek, melyek a felületi rétegben hideg-képlékeny alakváltozást eredményeznek. Az egyedi ütések nagyságát: - az ütőtest tömege, - az ütési sebesség, - a fedés nagyságahatározza meg. Lényegében az ütési impulzusváltozás nagysága határozza meg az alakváltozás mértékét. a) Jellemzői C- állandó (szerszámméret, ütőtest tömeg,, anyagjellemző), v- ütőtest sebességének felületre merőleges komponense, f- fedés Az impulzus változás nagysága:

30 Sebesség és erőviszonyok sík felületek ütőtestes szilárdításakor Az átfedés vázlata 1. munkadarab 2. acélgolyó ütőtest 3. oldalgyűrű 4. golyókosár Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel

31 Az ütőtest kialakítása szerint: - alakos, - gyűrű (méret és alakadó megmunkáláshoz, pl. menetek, fogazatok szilárdítása), - golyó (tartósságnöveléshez a legelterjedtebb) Acélgolyós tömörítő-szerszám 1.alaptárcsa 2.oldaltárcsa 3.golyókosár 4.acélgolyó ütőtest 5.szorítócsavar 6.munkadarab Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel

32 Tömörítő szerszám alakos gyűrű ütőtestekkel 1.munkadarab 2.alaptárcsa 3.alakos gyűrű ütőtest 4.felfogócsap Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel

33 b) Technológiai adatok átfedés:f=0,05-0,8 mm ütőtest sebesség:v=12-40 m/s acél, v=15-20 m/s öv., v=8-12 m/s, szinesfém fajlagos ütésszám:Nü=30-70 ütés/mm˛ c) Pontosság IT 7-10 d) Termelékenység A felületszilárdítás hatékonyságát ill. az alakképzés termelékenységét az alábbiak határozzák meg: - az ütőtest alakja és méretei, - az átfedés, - a szerszám kerületi sebessége, - az ütőtestek száma, - a szerszám előtolása, - a munkadarab kerületi sebessége, - a fogásszám, - a munkadarab anyaga Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel

34 u -a szerszám ütéseinek száma, n sz -a szerszám fordulatszáma, 1/min i -fogásszám, d mdb -a munkadarab átmérője, mm f -a szerszám előtolása, mm/f n mdb -a munkadarab fordulatszáma, 1/min. R a = 0,04-1,25 µm Keménységnövekedés e) Felületminőség A felület mikrogeometriáját elsősorban a fajlagos ütésszám határozza meg: Felületek szilárdítása forgó alakos ütőtestekkel

35 A különböző felületszilárdító eljárások célkitűzésének, az elérhető pontosságnak, érdességnek, keményedésnek és élettartam növekedésnek összefoglalása: Szilárdító eljárás SzilárdításPontosságÉrdességiKeményedésÉlettartam céljaITosztálymélység%növekedés Vasalása, e, b, d, c Ra=0,04-0,63 0, Hengerlésa, b, c, d, e Ra=0,04-0,63 0, Sörétezésb Ra=0, ,4-1, Forgó ütőtes- tes felület- szilárdítás b, a, d, c Ra=0,04-1,25 0,5-2, a- kopásállóság növelésb - kifáradási szilárdság növelés c - korrózióállóság növelésd - érdesség csökkentés e - kalibrálás

36


Letölteni ppt "TARTÓSSÁGNÖVELŐ ELJÁRÁSOK. Bevezetés Gépek működésekor a legtöbb igénybevétel elsősorban: - a gépelemek felületét, - bizonyos vastagságú felületi rétegét."

Hasonló előadás


Google Hirdetések