17. Finomfelületi megmunkálások

Finomfelületi megmunkálások elve:

A gépgyártásban a legnagyobb méretpontosságot, alakhűséget és legjobb felületi minőséget a finomfelületi megmunkálásokkal érjük el. A finomfelületi megmunkálásokkal - felületi minőség javulása révén – az egymáson elmozduló alkatrészek működő felületei kopásállóbbak lesznek, teherbírásuk és élettartamuk jelentősen megnő, a súrlódási veszteségeik csökkennek. A gépalkatrészek kifáradásra és korrózióra való hajlama is csökken. A finomfelületi eljárások befejező megmunkálások.

Csoportosítás

1.Szabályos élgeometriájú megmunkálások:-finomesztergálás

-finomfúrás

-finommarás

2.Szabálytalan élgeometriájú megmunkálások:-finomköszörülés

-dörzsköszörülés (hónolás)

-tükörsimítás (szuperfinis)

-tükrösítés (leppelés)

Finomesztergálás:

Finomesztergálást elsősorban nem acélok, különösen nem edzett acélok megmunkálásához alkalmazzuk, hanem alumíniumhoz és ötvözeteihez, rézhez és ötvözeteihez, bronzhoz, csapágyfémekhez, kerámiákhoz és kompozitanyagokhoz.A finomesztergálással elérhető pontosság IT 4-5, a felületi érdesség Ra= 0,1-1,25 µm. A használatos szerszámanyagok között elsősorban a gyémántot kell említeni. A finomesztergáláshoz alkalmas keményfém élű szerszám is.

Finomesztergálás technológiai adatai:

- forgácsolósebesség, vc=100-600 m/min

- előtolás, f=0,01-0,1 mm/ford

- fogásmélység, a=0,05-0,3 µm

Géppel szemben támasztott követelmények:

- kis előtolás, nagy fordulatszám- merevség- siklócsapágyazású vagy precíziós gördülőcsapágyazású főorsó, melyet lapos- vagy

bordásszíjjal hajtunk

- állandó hőmérsékletű helyiség- merev késtartó és késbefogás, a fogásvétel finom-beállítási lehetősége.

Finomfúrás

Fokozott pontossági és felületminőségi követelmények esetén gyakran alkalmazzák a finomfúrást, ill. finomfúróműveket. E gépeken a furatmegmunkálásnál lényegesen nagyobb fontosság érhető el. A fúrással és dörzsöléssel készített furat helyzete nem javítható, mert ezeket a szerszámokat előfúrt furat központosítja, vezeti. Ezzel szemben a finomfúrógépeken mind a tengelyhelyzet, mind az alakhibák finom felület készítése mellett javítható, mert az itt használt szerszám nem önvezető, egyélű, fúrórúdba fogott betétkés. A fúrórúd orsóperemében is excentrikus furat van, a 0 helyzetben a két excentricitás kiegyenlíti egymást, és a fúrórúd középvonala a főorsó középvonalába esik. A beállítási pontosság 2-5 µm átmérőre. A műveletet mindig álló mdb.-n, forgó szerszámmal végezzük. Az előtolást és a fogásvételt is a szerszám végzi. Finomfúráshoz keményfém lapkás vagy gyémánt élű szerszám szükséges. A megmunkálható furatok átmérője 10-200 mm, hosszuk legfeljebb 500-600 mm. Az elérhető pontosság acél esetén IT6-7, öntöttvasnál IT5, színes- és könnyűfém esetén IT4. Átlagos felületi érdesség: Ra=0,1-1,25 µm. A legfinomabb felületet a nehezen köszörülhető csapágyfémeken, színes és könnyűfémeken lehet elérni. A technológia irányértékei a finomesztergáláshoz hasonlók.

A finomfúrógépek általában függőleges vagy vízszintes főorsójú, egy- vagy többorsós változatban készülnek.

Finommarás

Finommarással síkfelületek finommegmunkálása végezhető, mégpedig homlokmarással. Az elérhető pontosság IT7-8, a felületi érdesség Ra=0,4-1,25 µm.

A finommarás előnyösen alkalmazható:

- csúszófelületek előállítása (szerszámgép-ágyvezetékek)- pontosan illeszkedő, de el nem mozduló felületek megmunkálására (hengerfej,

hengertömb illeszkedő felületei).

Hagyományos felépítésű gépeken egykéses marófejjel, az ún. ütőkéssel célszerű dolgozni, mert csak alig rontja a felület minőségét.

Követelmények a géppel szemben:

- jó állapotú, pontos marógép,- a főorsó tengelyirányú játéka nem lehet,- az ütőkésfej minél nagyobb tömegű legyen.

A munkadarabbal szemben:

- a finommarás előtt simítani kell,- feszültségmentesíteni kell,- a szorítás ne okozzon deformációt.

Szerszámmal szemben:

- egykéses keményfém lapkás betétkés mindig azonos mélységben dolgozzon,- a marófejet célszerű az előtolás iránya felé kissé megdönteni, hogy a marókés hátul ne

súrolja a megmunkált felületet.

Technológiai adatok:

Mivel a növekvő forgácsolósebesség csökkenti az érdességet, vc≥200 m/min javasolt keményfém szerszám esetén. Az előtolás f=0,1-0,25 mm/ford, a fogásmélység a=0,05-0,15 µm.

Dörzsköszörülés (hónolás)

Elsősorban furatok finomfelületi megmunkálására kifejlesztett eljárás. A forgácsleválasztás szabálytalanul sokélű, hasáb alakú szerszám végzi. A dörzsköszörűszerszám felülete folyamatosan érintkezik a munkadarab felületével, így kiváló méret- és alakhűséget és különleges felületminőséget ad. A forgácsleválasztás tengelyirányú váltakozó, és tengely körüli forgómozgások kombinációjaként sugárirányban szétfeszíthető dörzsköszörőhasábok segítségével jön létre. A karcok metszési szöge, az átfedési szög a mozgásviszonyokból számítható, értéke 300 és 900 közé esik. A dörzsköszörűfejeket az előmunkált furatok vezetik, illetve központosítják. A furatra való beállítást a kettős kardáncsukló teszi lehetővé. A dörzsköszörüléssel elérhető felületi minőség a dörzsköszörűhasáb szemcseméretétől függ.

Alkalmazási területe a különféle gépek megmunkálási tartománya lehetővé teszi D=1-1500 mm átmérőjű és max. 12000 mm hosszúságú furatok megmunkálását.

Az elérhető méretpontosság: IT 4-6.A felületi minőség nagyon finom szemcseméret esetén Ra=0,2-0,02 µm

Jellegzetes munkadarabok:

- motorblokkok hengerfuratai, hengerhüvelyek,- hidraulikus munkahengerek, főfékhengerek,- hajtókarfuratok,- adagolószivattyúk.

A dörzsköszörülés szerszámai köszörűszerszámok. Rideg anyagokhoz zöld, vagy fekete szilicium-karbid, acélokhoz normálkorund, edzett acélokhoz nemeskorund szemcse ajánlott. Öntöttvasak, keményfémek megmunkálására gyémántszemcsés, edzett acélokhoz köbös bór-nitrid-szemcsés hasábokat is használunk.

A hűtő- kenő folyadék használata kötelező. Nagyobb anyagleválasztási teljesítmény elérésére kis viszkozitású olajat, finomabb felület létrehozásához nagy viszkozitású dörzsköszörűolajat kell használni, csökkentett rászorító nyomással.

A dörzsköszörűgépek igen változatos kialakításúak. Az orsó lehet vízszintes vagy függőleges. Sorozat- és tömeggyártásban többorsós gépeket is használunk. Ezek a gépek méretvezérlő berendezésekkel vannak felszerelve.

Tükörsimítás (szuperfinis)

A tükörsimítás egy úgynevezett keresztvibrációs eljárás. Az eljárás alkalmazásával megnő a felületek terhelhetősége és élettartama, jelentősen csökken a kopás, az előzetes megmunkálással hátrányosan befolyásolt felületi réteg (keménység, feszültségi állapot, repedések) eltávolítható, nő a felület korrózióállósága.

Az átlagos ráhagyás az átmérőre vonatkoztatva: 5-8 µm

Minőségi követelmények:felületi érdesség, Ra≥0,01-0,05 µmhullámosság, Wt≈0,1-0,5 µmméretpontosság IT 4-6

A tükörsimításhoz is legtöbbször hasáb alakú köszörűtestet használunk, amelynek felülete folyamatosan érintkezik a munkadarabbal.

A tükörsimító hasábok rezgőmozgása, nk=300-3000 kettős löket/minrezgőmozgás lökethossza, A=1-6 mmmunkadarab kerületi sebessége, vw=5-80 m/min

Szerszámmal szemben támasztott követelmények:- ráhagyás gyors eltávolítása és a kiváló felületi minőség- folyamatos önéleződés és csekély kopás- egyenletes minőség

A hűtő-kenő folyadék nélkülözhetetlen. Legfontosabb feladata a leváló fém- és szerszámrészecskék kiöblítése a forgácsolási övezetből, és a szerszám működőfelületének tisztántartása. Jól használható a petróleum és az orsóolaj keveréke.

A tükörsimítás esztergára, esetleg köszörűgépre szerelt adapterrel, vagy az adott célra kifejlesztett célgépen végezhető. A rezgőmozgást többnyire pneumatikus, ritkábban hidraulikus lengőrendszer állítja elő.

Tükrösítés (leppelés)

A tükrösítés olyan szabad, folyadékban vagy pasztában eloszlatott szemcsével végzett forgácsolás, amelynek során a keveréket többnyire alakátvivő ellendarabra hordjuk fel, és az egyes szemcséket lehetőleg szabálytalanul forgácsoló pályára kényszerítjük. A tükrösítés a legfinomabb forgácsoló eljárás. Pontossága eléri az IT1-3-at. A jól tükrösített felület fényes, nincsenek rajta megmunkálási karcok.

A tükrösítés elsősorban mérőeszközök, csapágygolyók, hidraulikus és pneumatikus elemek gyártására használjuk. A tükrösítéssel megmunkálható anyagok, minden homogén szerkezetű anyag, amely nem deformálódik, így fémek, kőzetek, félvezető anyagok, grafit.

Elérhető felületi érdesség: Ra=0,02-0,2 µm.

A tükrösítés előnyei:

- a megmunkálandó felület egyben bázisfelület is;

- a kis felületi nyomás;- kis forgácsolósebesség miatt a hőfejlődés elhanyagolható;- nincs feszültség okozta elhúzódás a munkadarab felületi rétegében;- tömítés nélkül szerelhető gáz- és folyadékzáró felületek hozhatók létre.

Az egymáson elcsúszó munkadarab és a szerszám közötti munkahézagban a lazán felvitt csiszolószemcse anyagleválasztást végez. A szemcsék a munkadarab anyagánál puhább vagy porózusabb felületű szerszámtestbe részben benyomódva, részben pedig a felületek között sodródva választanak le forgácsot. A hordozóközeg általában olaj, de lehet petróleum, vagy faggyú is. A kézi tükrösítés főleg egyedi és kissorozat-gyártásban terjedt el. A gépi tükrösítést egy- vagy kéttárcsás tükrösítőgépen végezhetünk, amellyel elsősorban sík-, esetleg hengeres felületű munkadarabok munkálhatók meg. Az anyagleválasztás és a szerszámkopás egyenletessége céljából a tükrösítőtárcsák és a munkadarabok mindig más pályán találkoznak. Ezt a ketrecmozgató forgattyú biztosítja. A ketrecet excentrikusan, de eltérő sebességgel mozgatjuk.

Biztonságtechnika

A gépek gyártóinak figyelembe kell vennie az érvényben levő nemzeti és nemzetközi munkavédelmi és biztonságtechnikai előírásokat, és a gépek védőberendezéseit ennek megfelelően kell kialakítania.