Forgácsolás szerszámai Előadás Fúrás technológiája és szerszámai 2011. 11. 07.

Gühring

FÚRÁS, FURATMEGMUNKÁLÁS FORGÁCSOLÓ - FŐMOZGÁS: FORGÓ (SZERSZÁM) KIVÉTEL: ESZTERGA MUNKADARAB - MELLÉKMOZGÁS: EGYENES VONALÚ HALADÓ (SZERSZÁM) FURAT ZSÁK ÁTMENŐ l ØD ELŐÁLLÍTOTT FELÜLETEK: - HENGERES - KÚPOS - SÍK (FORGÁSTENGELYRE MERŐLEGES) - MENET - KÜLÖNLEGES RÖVID: l/D ≤0,5 NORMÁL: 0,5 < l/D ≤3 HOSSZÚ: 3 < l/D ≤ 10 MÉLYFURAT: l/D >10 F: Dudás I. FÚRÁS, FURATMEGMUNKÁLÁS

FÚRÁS, FURATMEGMUNKÁLÁS Frischherz: Fémtechnológiai tábl. I. FÚRÁS, FURATMEGMUNKÁLÁS

FÚRÁS FÚRÁS TELIBE FÚRÁS – TÖMÖR ANYAGBA FELFÚRÁS – MEGLÉVŐ FURAT BŐVÍTÉSE ÁTMENŐ ZSÁK FURATOK FÚRÓSZERSZÁMOK CSIGAFÚRÓK (Ø0,05 – 50mm) KÉTÉLŰ (HÁROMÉLŰ) - HENGERES SZÁRÚ - KÚPOS SZÁRÚ RÖVID, NORMÁL, HOSSZABBÍTOTT SZÁRÚ FÚRÁS

Fúrás: a rendszerint többélű szerszám a saját tengelye körül forogva végzi a forgácsoló főmozgást a mellékmozgások közül az előtoló mozgás a szerszám tengelyével párhuzamos a fogásvételt pedig a szerszám a forgástengelytől legtávolabb eső forgácsolópontjának pontjának sugara adja A fúrással belső hengeres, vagy kúpos felületeket, illetve sík, és alakos felületeket állítunk elő. A furatok lehetnek átmenő,vagy zsákfuratok.

Normál furatok: 0,5 < l/d < 3 Hosszú furatok: 3 < l/d < 10 A furatok hosszának és átmérőjének viszonya jelentősen folyásolja az alkalmazott technológiát, és szerszámot Rövid furatok: l/d ≤ 0,5 Normál furatok: 0,5 < l/d < 3 Hosszú furatok: 3 < l/d < 10 Mélyfuratok: 10 ≤ l/d

A fúrásnak három esetét különböztetjük meg Fúrás: tömör anyagba (telibe fúrás, felfúrás) elérhető méretpontosság: IT 12-13 felületi érdesség: Ra= 12,5 – 25 μm Süllyesztés: előfúrt, öntött, vagy lyukasztott furatok bővítése, sík és kúpos felületek forgácsolása elérhető méretpontosság: IT 10-11 felületi érdesség: Ra= 3,2 – 6,3 μm Dörzsárazás: furatok átmérőjének pontosítása, felületi érdesség javítása elérhető méretpontosság: IT 6-8 felületi érdesség: Ra= 0,8 – 2,5 μm

Csigafúró: Csigafúró: Az összes mozgást szerszám végzi. Gazdaságosan, csak a közepes teljesítményű, rövid, és normál furatok fúrásához használhatjuk. l/d < 10, és Ø 50 felett nem ajánlott A keresztmetszete kicsi, a furat méretpontossága IT 12-13, így csak nagyolásra használható. Nagyobb előtolás esetén kihajlik, és ez pontatlanságot okoz, ezért számos esetben fúróperselyben vezetik meg (lásd: később).

A horony emelkedési irány a legtöbb esetben jobbos. Csúcsszög: értéke függ a megmunkálás módjától; kemény anyagoknál 120° lágyaknál pedig 150° körüli. A horony emelkedési irány a legtöbb esetben jobbos. Az élezés mindig a hátfelület élezésével történik. A két hátfelület egymást egy egyenesben metszi, ez a keresztél, nagy negatív homlokszöge van, és a sebessége kicsi. Keresztél technológiai javítása kikönnyítéssel A szerszám homlokszögét az ortogonálsíkon szokták megadni, és az átmérő függvényében változik. A hátszöget a tengellyel párhuzamos metszősíkban adjuk meg.

Általános célokra: Morse-kúpos szárú kivitel: pontosabb befogás

FÚRÁS χ CSÚCSSZÖG: 2 NORMÁL ACÉL δ=18º-30º 118º KEMÉNY RIDEG δ=10º-15º ANYAG (ÖV.) PUHA ANYAG δ=18º- 30º (ALUMÍNIUM) 130º- 140º MŰANYAG: 60º- 90º δ – HORONY EMELKEDÉSI SZÖG KIVITELE SZERINT: - TÖMÖR (HSS, HW, CN) - FORRASZTOTT LAPKÁS (HW) - CSERÉLHETŐ ÉLŰ FEJŰ BEVONATOS TiN TiCN, TiC TiAlN FÚRÁS

FÚRÁS HÁROMÉLŰ FÚRÓ (KENNAMETAL) Nincs keresztél Jó központosítás_helyzetpontosabb, körkörösség, érdesség FÚRÁS

CSERÉLHETŐ ÉLŰ FÚRÓ (ARNO SHARK DRILL) FÚRÁS

CSERÉLHETŐ ÉLŰ FÚRÓ (KENNAMETAL) FÚRÁS

CSERÉLHETŐ FEJŰ FÚRÓ (SECO) ISCAR CHAMDRILL VIDEO →

FÚRÁS A FÚRÁS TECHNOLÓGIÁJA FORGÁCSOLÁSI SEBESSÉG n [1/min] v [m/min] d [mm] v = C Tm n = 1000 ∙ v d ∙ π ELŐTOLÁS f = C ∙ Dxf (xf~0,6) [mm/ford] ÉLTARTAM → FÚRHATÓ FURATHOSSZ [m] – BEN (2 – 5 m) ELŐFÚRÁS FÚRÓ KIEMELÉS VEZETÉS FÚRÓPERSELLYEL Kiemelés: ha nincs fúrócsat, NC gépen be kell progizni HŰTÉS - KÜLSŐ - BELSŐ ! FÚRÁS

κ FÚRÁS FORGÁCSOLÁSI ERŐ, NYOMATÉK FV1=kS∙A A=b∙h h= f ∙ sin z b= D FP1 FP2 F1 F2 Ff2 Ff2 FV1=kS∙A A=b∙h F – FORGÁCSOLÁSI ERŐ FV – FŐFORGÁCSOLÁSI Ff – ELŐTOLÁS IRÁNYÚ FP – PASSZÍV ERŐ χ χ A h= f ∙ sin z κ z – élek száma általában 2 b= D 2∙sin A= = D ∙ f 2 ∙ z 4 Fv1= ks ∙ Fvössz= z ∙ Fv1 = 2 ∙ Fv1 Mössz= 2 ∙ Fv1∙ = D ks ∙ D2 ∙ f 8 FÚRÁS

ks KERESZTÉL FV1=kS∙A A=b∙h SZALAG ksköz χ A R ERŐKAR:

A PASSZÍV ERŐK KIEGYENLÍTIK EGYMÁST, HA AZONOS AZ ÉLHOSSZ ÉS AZ ELHELYEZKEDÉSI SZÖG, HA NEM → OLDALIRÁNYÚ ERŐ (Ff1-Ff2 > 0) → FÚRÓ KIHAJLÁS, TÖRÉS. ÉLEZÉS!!! FÚRÁSI TELJESÍTMÉNY [kW] n – FORDULATSZÁM [ford/min] vC – FORG. SEB. A KÜLSŐ ÁTMÉRŐN [m/min] D – FÚRÓ ÁTMÉRŐJE [mm] [kW]

VÁLTÓLAPKÁS TELIBEFÚRÓ FÚRÁS VÁLTÓLAPKÁS TELIBEFÚRÓ – VAL RÖVID FURATOK: L = 3-5D NAGY FORGÁCS TELJESÍTMÉNY FORGÓ SZERSZÁM ÁLLÓ SZERSZÁM FORRÁS: COROMANT VÁLTÓLAPKÁS TELIBEFÚRÓ

VÁLTÓLAPKÁS FÚRÓKKAL VÉGEZHETŐ MŰVELETEK Ø14-29 Ø17-41 Ø27-59 Ø60-110 Ø60-80 VÁLTÓLAPKÁS FÚRÓKKAL VÉGEZHETŐ MŰVELETEK VÁLTÓLAPKÁS FÚRÓK FORRÁS: COROMANT

VÁLTÓLAPKÁS FÚRÁS FOGÁS FELOSZTÁS A FOGÁSBÓL A KÜLSŐ LAPKA LÉP KI ELŐSZÖR – ÍGY EGY ÉLES KORONG KELETKEZIK KILÉPÉSKOR, AMELY ELREPÜL. BALESETVESZÉLY! KÜLSŐ LAPKA BELSŐ LAPKA FORGÁCS ALAKJA, SZÉLESSÉGE A LAPKÁTÓL FÜGG! INTENZÍV HŰTÉS Q [l/min] ≈ ØD [mm] FORGÁCS ELTÁVOLÍTÁS! VÁLTÓLAPKÁS FÚRÁS FORRÁS: GARANT, COROMANT

MÉLYFÚRÁS MÉLYFÚRÁS L= 5 – 100 x D MEGMUNKÁLÁSI PONTOSSÁGA IT 8-10 ÉRDESSÉG Ra 0,1 - 3μm TELIBE FÚRÁS MAGFÚRÁS FELFÚRÁS SZERSZÁM - EGYÉLŰ - BTA - EJEKTOROS FORGÁCSOLÁS FŐMOZGÁS: FORGÓ - MUKADARAB - SZERSZÁM - MINDKETTŐ ELLENTÉTES IRÁNYBAN MELLÉKMOZGÁS: EGYENES HALADÓ SZERSZÁM VÉGZI L D >10 MÉLYFÚRÁS

Mélyfurat fúrók 10 < 1/d viszony után már mélyfúró szerszámokat kell használni A szerszám kiemelések száma: Munkakörülmények: A csigafúrót perselyben vezetjük: helyzetpontosság, törési nyomaték csökken Pontosság: szerszám álljon,és a munkadarab forog (szegnyereg) A kihajlás csökkentése érdekében kis előtolást alkalmazunk A forgácsok eltávolításáért a fúrót gyakran kiemeljük Bőségesen használunk hűtő, kenő folyadékot

Mélyfuratok készítéséhez különleges fúrókat használunk Ágyfúró: a homlokszöge 90°, a keresztél hiánya miatt jó a szerszám iránytartása, forgácseltávolítási, és hűtési nehézségek, csak rövid furatok készítésére, 10 < l/d < 60 Csőfúró: él csak a szimmetriatengely egyik oldalán van, a szerszámtesten kialakított furaton keresztül jut el az olaj az élhez, magával sodorja a forgácsot is, 60 < l/d < 600

EGYÉLŰ MÉLYFÚRÁS SZERSZÁMAI

MEGMUNKÁLÁS EGYÉLŰ MÉLYFÚRÓVAL FÚRÓFEJ FORGÁCS ÉS HŰTŐ- KENŐ A. KIVEZETÉS TÖMÍTÉS TÁMASZOK HAJTÁS MDB. FÚRÓPERSELY HÁZ HŰTŐ-K. HOZZÁVEZETÉS MÉLYFÚRÁS

MEGFELELŐ BEKEZDÉS BIZTOSÍTÁSA BEKEZDŐ FURAT FÚRÓPERSELY MÉLYFÚRÁS

BTA EJEKTOROS MÉLYFÚRÁS FORRÁS: KÖNIG

MAGFÚRÁS VÁLTÓLAPKÁS ÖNSZORÍTÁSÚ MAGFÚRÁS

Késes fúrórúd Szabványtól eltérő méretlépcsőzetű, nagy átmérőjű furatok, és zsákfuratok simítására Nagy méret, alak, és felületpontossághoz Jellemzi: kis termelékenység nagy pontosság IT 5-6 jó felületi érdesség 0,1 – 0,6 μm A torzulások elkerülésének érdekében célszerű a késeket kétoldalasan elhelyezni.

Süllyesztők Gépelemek (csavarok, szegecsek, alátétek, anyák) fészkeinek, és homlokfelületeinek megmunkálására használják.

SÜLLYESZTÉS SÜLLYESZTÉS MEGLÉVŐ FURAT BŐVÍTÉSE, ILL. ALAKJÁNAK MEGVÁLTOZTATÁSA SÜLLYESZTÉS

FELTŰZHETŐ SÜLLYESZTŐ FURAT BŐVÍTÉS SZERSZÁM ELŐFURAT CSIGAFÚRÓ 0,3 x D SÜLLYESZTŐ 0,75 x D FELTŰZHETŐ SÜLLYESZTŐ 0,8 x D 4 ÉLŰ FELTŰZHETŐ SÜLLYESZTŐ Ø30→220mm 3 ÉLŰ CSIGASÜLLYESZTŐ D: KÉSZ FURAT ÁTMÉRŐJE F1=kS∙A SÜLLYESZTÉS HOMLOKSÜLLYESZTÉS SÜLLYESZTÉS F: TSCHÄTSCH

Dörzsárak Simítási célra, befejező forgácsolási művelet Furatok érdességének javítását, méreteinek pontosítását szolgáló jellegzetes kis forgácsvastagsággal dolgozó szerszámok Elérhető pontosság: IT6 – 9 Felületi érdesség: Ra = 0,8 – 2,5 μm Jellemzője a kisebb alakhiba miatti egyenlőtlen fogelosztás, és a páros élszám. Megkülönböztetünk kézi, és gépi dörzsárakat, az előbbiek hosszabb dolgozó résszel, és nagyobb fogszámmal rendelkeznek. Nem használható helyzetpontosság javítására. A kisszámú újraélezési lehetőség miatt drága eljárás.

A dörzsárak homlokszöge általában 0°, legfeljebb 15°. A leválasztott forgács mennyisége,és vastagsága nagyon kicsi, a forgácsoló sebesség is alacsony. Kézi dörzsár: elején, és végén lekerekítések Példa gépi dörzsárra: Elterjedtek az állítható fogú dörzsárak.

DÖRZSÖLÉS FORGÁCSOLÓ DÖRZSÖLÉS FŐMOZGÁS: FORGÓ SZERSZÁM KÉZI GÉPI MELLÉKMOZGÁS: EGYENES, HALADÓ SZERSZÁM VÉGZI RÁHAGYÁS DÖRZSÖLÉSRE (König) ÁTMÉRŐ (mm) 2 2-12 100 RÁHAGYÁS 0,05 0,1-0,2 0,5 (Frischherz) DÖRZSÖLÉS

GÉPI EGYÉLŰ – VÁLTÓ ÉLŰ (HW, HT, HC, PKD!), VEZETŐLÉCEK (3) SZERSZÁM: TÖBBÉLŰ – ÉLEK SZÁMA PÁROS – EGYMÁSSAL SZEMBEN, DE EGYENLŐTLEN OSZTÁSBAN – REZGÉS ELKERÜLÉSE!! KÉZI GÉPI EGYÉLŰ – VÁLTÓ ÉLŰ (HW, HT, HC, PKD!), VEZETŐLÉCEK (3) TÖBBÉLŰ - TÖMÖR - FELTŰZHETŐ - EGYENES ÉLŰ HSS - SPIRÁL ÉLŰ FORRASZTOTT - ÁLLÍTHATÓ DEFORMÁCIÓS ÁLLÍTÁS (KÉZI) KÚPOS ÁLLÍTÁS, CSERÉLHETŐ KÉSEK FURAT SZERINT - ÁTMENŐ FURATHOZ - ZSÁKFURATHOZ HOMLOKFELÜLETEN IS FORGÁCSOL! - ALAKOS DÖRZSÁRAK (KÚPOS) KÉZI F: TSCHÄTSCH GÉPI IA – ÉLHOSSZ IE – FOGÁSBAN LÉVŐ ÉLHOSSZ DÖRZSÖLÉS

FELFOGÁSUK A GÉPRE ÚSZÓ-LENGŐ BEFOGÁS! A DÖRZSÁRAK ÖNVEZETŐK!!! FELFOGÁSUK A GÉPRE ÚSZÓ-LENGŐ BEFOGÁS! F: FRISCHHERZ DÖRZSÖLÉS

MENETFÚRÁS FORGÁCSOLÓ MENETFÚRÁS KÉZI GÉPI KÉSZLET (3DB-OS) FŐMOZGÁS: FORGÓ MELLÉKMOZGÁS: EGYENES VON. ELŐTOLÁS ≡ MENETEMELKEDÉS KÉZI GÉPI KÉSZLET (3DB-OS) f: GARANT HOSSZ KIEGYENLÍTŐS BEFOGÁS SZINKRON BEFOGÁS FORGÁCS ELVEZETÉS - ZSÁKFURATNÁL AZ ELŐTOLÁSSAL ELLENTÉTESEN - ÁTMENŐ FURATNÁL ELŐTOLÁSSAL EGYEZŐEN f: KÖNIG MENETFÚRÁS

MENETFÚRÁS SZERSZÁM HSS BEVONATOS HSS-PM TiN HW, HC TiAlN EGYENES VAGY SPIRÁLHORNYÚ. MENETFÚRÁS

FURATBŐVÍTÉS KIESZTERGÁLÁSSAL VC Vf FURATESZTERGÁLÁS

FURATESZTERGÁLÁS

FORRÁS: WNT FURATESZTERGÁLÁS

KIESZTERGÁLÁSSAL VÉGEZHETŐ MŰVELETEK FURATESZTERGÁLÁS

FÚRÓGÉPEK

Fúrógépek felosztása technológiai szempontok szerint

Oszlopos, vagy állványos fúrógépek Közepes nagyságú munkadarabok furatainak fúrása történik. A fúrás elvégezhető előrajzolás után, vagy a fúrógépben. A gépek asztala T hornyokkal van ellátva, hogy a munkadarabok,ill. a készülékek leszorításáról gondoskodhassunk. Hátrány, hogy a rögzítés nehézkes. Esetenként gépi előtolással szerelt.

OSZLOPOS FÚRÓGÉP ÁLLVÁNYOS FÚRÓGÉP FÚRÓGÉPEK

Többorsós fúrógép Sorozat, és tömeggyártásban használják, amikor a munkadarabon egyszerre több, akár különböző méretű furatot készítenek. A fúrószekrényben közös hajtóművel hajtott több fúróorsó van elhelyezve, amelyek helyzetét változtatni lehet. Az előtolást teljes orsószekrény végzi. Nevezik ágas fúrógépnek is.

TÖBBORSÓS FÚRÓGÉP REVOLVERFEJES FÚRÓGÉP (Utólag felszerelhető orsó és revolverfej látható az ábrákon.) FÚRÓGÉPEK

Sugárfúrógép Nagy teljesítmény jellemzi, fogaskerekes fő, és mellékhajtóművel szerelt. Nagy súlyú, nehezen mozgatható munkadarabokhoz. A megmunkálás sebessége nő. A párhuzamos furatok egy befogással készíthetők, a mellékidő csökken.

SUGÁRFÚRÓGÉP FÚRÓGÉPEK

Vízszintes fúró marómű Az egyedi gyártás legsokoldalúbban használható egyetemes gépe, mert vele sok művelet egyidőben, vagy egymás után dolgozó szerszámmal a munkadarab különböző helyein, egy befogásban elvégezhető. Többek között: fúrás, marás, süllyesztés, dörzsölés, furat, és hengeresztergálás, beszúrások készítése, oldalazás, stb… Szélesen állítható fő, és mellékmozgási sebességtartománnyal rendelkezik.

VÍZSZINTES FÚRÓ-MARÓMŰ FÚRÓGÉPEK

VÍZSZINTES FÚRÓ-MARÓMŰ MOZGÁSAI FÚRÓGÉPEK

VÍZSZINTES FÚRÓ-MARÓMŰ FÚRÓGÉPEK

Koordináta fúrógép A helyzetfúrógépeket a pontos furatok szerszámvezető nélküli megmunkálására használjuk. Akár készülék nélkül, koordináta méreteknek a gépen való állításával lehet a szerszámmal a furat helyére állni. Némelyik optikai mérőberendezéssel is el van látva. A fúróorsó csak függőleges irányban mozog, a keresztirányú mozgásokat az asztal végzi.

FÚRÓAGGREGÁT FÚRÓGÉPEK

TÖBBORSÓS CNC FÚRÓAGGREGÁT FÚRÓGÉPEK

RADIÁL FÚRÓGÉP ELŐNYE: NAGY MUNKATÉR FÚRÓGÉPEK

A fúrás készülékei Azokat a készülékeket, amelyek a munkadarab és a szerszám közötti kapcsolatról gondoskodnak, szerszámvezető készülékeknek nevezzük. Együttal munkadarab-befogó készülékek is

Persely Csigafúró vezetése perselyben: helyzetpontosság A fúróperselyek szabványosítottak A külső, és belső átmérő viszonya általában D=(1,5~2). A perselyeket mindig könnyen cserélhetőre készítik (recézett fej), és rögzítik elfordulás ellen. A keménységük 60-65 HC. Hosszabbított perselyekkel megfúrhatók a kúpos felületek is.

Cserélhető persely Alkalmazása gyakori Költségcsökkentő megoldás Egy fedélbe több méretű persely is helyezhető, pl.: nagy méretű furatokhoz Elfordulását, és kiemelkedését meg kell akadályozni, kép:

Fúrókészüléktest Feladata: A munkadarab helyzetmeghatározását, és rögzítését magába foglaló elemeket kell összefognia Biztosítania kell a szerszám vezetését, és a szerszámvezetők helyét Lehet a gép asztalára rögzített, vagy csak ráhelyezett, és kézzel rögzíthető készülék. 10 mm feletti átmérők esetén már rögzíteni kell a készüléket azasztalra, mert balesetet okozhat.

Fedelek, fúrólapok: A készüléktesttel illeszkednek, része annak. Többfél készüléket ráhelyezhetünk, főleg szorító, és vezető elemeket. Zárak: A készüléktestre helyezett nyitható fedelet sokszor záró szerkezettel látjuk el, pl csavaros zárral.

A koordináta fúrógép helyettesíthető fedéllel: költségmegtakarítás Egy fedélbe több perselyt helyezünk, ezzel gépet és időt takarítunk meg Fedél Körkagylós zár

Szerszámbefogó készülékek: Morse kúpos szorítóhüvely: Jobban biztosítható a központos befogás A fúró végén lévő menesztő négyszög megakadályozza az elfordulást Tokmány: Hengeres szárú szerszámok befogására. Recézett gyűrűvel, ill. kulccsal működik. Gyorsváltó tokmány: Gyakori szerszámcsere esetén egyszerűsíti a munkát

Fúrási műveletek szilárdságtani korlátai Az ábrán egy fúrószárat Ff előtolás irányú erő terhel. A kritikus erő, amelynél a rúd elveszti stabilitását: Ahol: rugalmassági modulus szerszámkinyúlás biztonsági tényezővel számolva: megengedhető max. előtolásirányu erő (1,6 … 2,0) *10^4 stabilitási állandó

Kritikus torziós nyomaték, amelynél a fúró eltörik: Ahol: a fúró anyagának szakítószilárdsága biztonsági tényezőt alkalmazva: Ahol: (1,6 … 2,0) *10^4 szilárdságtani állandó

Fúrási nyomaték:

Összefüggések:

Elméleti forgácskeresztmetszet: Erő, és nyomaték: Ahol k: fajlagos forgácsolóerő Munka:

Forgácsolási adatok felfúrásnál Gépi főidő: L: fúrási hossz L1=L2: ráfutási és túlfutási hossz n: a szerszám fordulatszáma f: előtolás

Köszönöm a figyelmet!