TERVEZÉS-INFORMATIKAI FÜZETEK

DR. JAKAB ENDRE DR. KAMONDI LÁSZLÓ

GYÁRTÁSHELYES TERVEZÉS

MISKOLCI EGYETEM

2002

2

3

Készült az Oktatási Minisztérium megbízásából. Szerzõdéskötõ Hatóság: VÁTI Területfejlesztési Igazgatóság (NARD)

Fõprojekt címe:

Phare HU0008-02 ESZA-típusú kísérleti projekt a képzésbõl a munka világába történõ átmenet támo-gatására

Alprojekt címe: Phare HU0008-02-04 A felnõttoktatás és az élethosszg tartó tanulás lehetõségeinek javítása

Projekt címe: Phare HU0008-02-04-0005 Moduláris Tervezés-informatika tanfolyam mûszakiaknak.

Projekt vezetõ:

Dr. Takács György egyetemi docens

Lektorálta: Dr. Takács György egyetemi docens

Miskolc-Egyetemváros, 2003 március.

4

5

TTAARRTTAALLOOMMJJEEGGYYZZÉÉKK

TARTALOMJEGYZÉK 5

1. GYÁRTÁSHELYES TERVEZÉS 7

2. A MÛSZAKI TERVEZÉS FOGALMA 9

2.1. Új konstrukció 9

2.2. Áttervezett, vagy illesztett konstrukció 9

2.3. Variációs, vagy elvi konstrukció 9

3. KÖVETELMÉNYEK 10

4. MÓDSZEREK, ELVEK 12

4.1. Családelv, Építõszekrény Elv

12

4.2. Gépcsaládok (Típus- és paraméterváltozatok) 14 4.2.1. Paramétersorok- és változatok 14 4.2.2. Építõszekrény rendszerek, célgépek

16

4.3. Kereskedelmi, szabványos tételek alkalmazása 17

4.4. Anyagválaszték 18

4.5. Gyártóberendezések, Kooperációs Gyártás 19

4.6. Gyártási Szempontok 19

4.7. Szerelés 19

5. RENDSZEREK, RÉSZEGYSÉGEK, ELEMEK 20

5.1. Gépstruktúrák 20 5.1.1 Technológiát megvalósító berendezések, szerszámgépek 21

5.2 Egységekre, elemekre bontás 25

5.3 Részegységek 28

6 ESETTANULMÁNYOK 41

5.2. Fõhajtómûvek

41

5.3. Fõhajtómûvek lábazati hajtómûve

44

5.4. Elõtoláshajtás

45

7 FELHASZNÁLT IRODALOM 48

6

BEVEZETÉS

A fejlesztési folyamat egyik nagyon fontos szakasza a termék kialakítása. A ter-mék ebben a szakaszban kapja meg végleges formáját, azt a formát, alakot és anyagot, mely végül is „megfoghatóvá” teszi.

A termék kialakítása során számos szempontot kell figyelembe venni ahhoz, hogy a termék az elvárt, a megvalósítást célzó funkcióját teljesíteni tudja. E szempont-ok alapvetõen a termék életpályájából levezethetõek. A termék a végleges doku-mentációjának elkészülte után kerül gyártásba, ezt követõen a kereskedelembe, majd a felhasználóhoz és legvégül ki kell vonni a felhasználói körbõl.

A gyártástól a semlegesítésig tartó életszakasz minõsége a kialakítás fázisában ha-tározódik meg. A tervezõ tehát egy sor feltétel megfelelésére kell, hogy felkészít-se a termékét. Meg kell felelnie a gyártási feltételeknek, a szerelés feltételeinek, a szállítás és a raktározás feltételeinek, a felhasználás, a javítás és karbantartás fel-tételeinek, az újrahasznosítás, a semlegesítés általános elveinek.

A kialakításkor két meghatározó kérdésrõl kell dönteni:

hogyan épüljön föl a leendõ termék,

az egyes elemek milyen elvek alapján kerüljenek kialakításra?

A termék építési módja - a szerkezetépítés – meghatározza, hogy a termék struktu-rálisan hogyan épül fel, pl. alkatrészenként összeállítva, építõcsoportokat képezve, építõszekrény elvet követve, stb. Erre már a koncepcionális kialakítás szakaszá-ban is gondolni kell. A szerkezetépítést sok tényezõ meghatározza, pl. a tömeg-szerûség, a szerelési mód lehetõségei, a beszállítói kör nagysága és technikai szintje. Alapvetõen tehát eldönthetõ és eldöntendõ hogy a terméket felépítõ alkat-részek mekkora hányada kerül elõszerelt állapotba, ezzel részegységet képezve a végszerelés számára elérhetõvé.

Az egyes elemek, alkatrészek kialakításakor figyelemmel kell lenni a választott szerkezeti anyag sajátosságaira, az alkalmazott szerelés módjára, az alkatrészek kapcsolatának, kötésének elveire, az igénybevételek jellegére és idõbeni változá-sára, stb.

Az alkatrészek kialakításakor a tervezõnek tehát arra kell figyelnie, hogy az alkat-részek megfeleljenek bizonyos elveknek, azaz feltételeknek. E feltételek egyike, pl. a gyártás helyes kialakítás.

E fejezet a szerkezet építés és az alkatrész kialakítás legfontosabb kérdéseivel fog-lalkozik.

7

11.. GGYYÁÁRRTTÁÁSSHHEELLYYEESS TTEERRVVEEZZÉÉSS

A gyártáshelyes tervezés valamely összetett berendezés, részegység, vagy építõ-

elem olyan konstrukciós kialakítására irányul, amely az elõírt követelményeket

magas fokon elégíti ki, és a gyártás lehetõ leghatékonyabban és leggazdaságosab-

ban valósul meg. A gyártáshelyes tervezés az elvi és vázlatos tervezés lépéseivel

kezdõdik. A gép, berendezés, vagy általánosan a termék egészére vonatkozó

struktúrák feltárása, a megfelelõ (optimális) megoldás kiválasztása során megha-

tározásra kerülnek a fõ építõegységek és azok a bázisfelületek, amelyeken keresz-

tül az egységek egymáshoz kapcsolódnak. Egy berendezés struktúrájának megha-

tározása, a részegységekre és elemekre bontás maga is a gyártáshelyes tervezéshez

tartozik.

A megoldásváltozatok feltárása és a kedvezõ megoldás keresése összetett rendsze-

reknél többször ismétlõdik. Az alrendszerek tervezésénél hasonló utat járunk be,

mint az összetett rendszernél. A változatok, a részegység megoldások, és az építõ-

elemek felvázolásakor a tervezõ gyakran kényszerül a tervezési lánc korábbi sza-

kaszaira, akár a kezdetekre, való visszatérésre és módosításra. Ugyanis a részegy-

ségek elvi és vázlatos, de késõbb a konstrukciós tervezésnél is adódhatnak olyan

megoldások (vagy nem megfelelõ megoldások), amelyek más részegységek, vagy

a gép egészére kihatással vannak.

A részegységekre bontás a tervezési munka párhuzamosításának az alapja. Az

egységek konstrukciós, méretezõ tervezését összefogó team, vagy személy egy-

részt elvégzi a feladatok elosztását, szolgáltatja a tervezési alapadatokat, majd irá-

nyítja és koordinálja a tervezést. Ez történhet egy munkahelyen, vagy területileg

szórtan elektronikus eszközökön keresztül.

A tervezõ mérnöknek rendkívül széles elméleti és gyakorlati ismeretekkel, adat-

bázisokkal és konstrukciós tapasztalatokkal kell rendelkeznie. Tervezõ mérnökké

lenni hosszú és fáradságos folyamat, ami egyrészt a tervezés metodikájának biztos

alkalmazását és rendkívül nagy információ, adatbázis ismeretet tételez fel, emel-

lett igen különbözõ szakmai területeken és határterületeken is jártasnak kell lenni.

A gyártáshelyes gépészeti tervezés tehát már a feladat, funkciók és a követelmé-

nyek helyes megfogalmazásával kezdõdik, amikor figyelemmel kell lenni számos

más körülményre, feltételre és korlátra.

A tervezõ mérnök küldetése

az, hogy egy adott, a társadalom és a tudomány által

8

felvetett mûszaki probléma optimális megoldását megtalálja a követelmények, és

az adott kor szolgáltatta mûszaki, gazdasági lehetõségek közepett. Az optimum

mûszaki és gazdasági optimum is egyben.

1

10

100

1000

10000

100000

Köl

tség

A fe l fe d e ze t t t e rv e zé s i h ib ak i ja v í tá sá n a k v á rh a tó k ö l t sé g e i

Elvi tervezés

Konstrukciós tervezés

Gyártás tervezés

Gyártás

Piac

1. ábra

Tizedes szabály

A mûszaki fejlesztés, a tervezés a legkisebb ráfordítású szakasz egy termék elõállí-

tásának folyamatában, ugyanakkor a termék értékét döntõen meghatározza. A

termékek mûszaki és gazdasági értéke döntõen (70-75%) a tervezési fázisban dõl

el. Az elvi, koncepcionális tervezés során elkövetett hiba költségkihatása a soron

következõ Konstrukciós tervezés, Gyártástervezés, Gyártás, Értékesítés fázisaiban

10-szeres szorzóval számít, amit tizedes szabálynak hívunk (1. ábra).

Egy adott feladatra több, hasonlóan jó megoldás is lehet, ami a tervezõ személyi-

ségétõl függ. A hasonlóan jó megoldásokat akár ugyanaz a tervezõ, vagy külön-

bözõ tervezõk hozhatják létre. A tervezõmérnök fáradságos munkáját kész sutba

dobni egy jobb megoldás érdekében és akár többször is.

9

22.. AA MMÛÛSSZZAAKKII TTEERRVVEEZZÉÉSS FFOOGGAALLMMAA

A gyártáshelyes tervezés eredménye a mûszaki terv. A mûszaki terv

kivitelezhe-

tõ mérnöki elképzelés, gondolat megvalósítása dokumentált formában. A mûszaki

terv, konstrukció három fajtáját különböztetik meg.

2.1. ÚJ KONSTRUKCIÓ

A feladat általánosságban adott, a megoldás nem ismert, új megoldási elvek és

megoldások (pl. a Ford T-modell, szubmikronos pontosságú berendezések) szük-

ségesek, ezek keresése során a teljes elvi és konstrukciós tervezési folyamatot vé-

gig kell járni. A gyártáshelyes tervezés fõ hangsúlya e területre esik.

2.2. ÁTTERVEZETT, VAGY ILLESZTETT KONSTRUKCIÓ

Régebbi, már ismert megoldási elvek és megoldások megvalósítása új környezet-

ben, amikor koncepciós tervezésre nincs szükség. A tervezési feladat legtöbbször

továbbfejlesztés, vagy analóg megoldás kialakítása. Pl. A Ford T-modell megol-

dásait átveszik más autógyárak is és illesztik sajátjukhoz.

2.3. VARIÁCIÓS, VAGY ELVI KONSTRUKCIÓ

Régebbi, már ismert megoldási elvek alkalmazása régi környezetben. A tervezési

és kidolgozási szakasz elmarad. Pl. egy autógyár minden típushoz, motorhoz ha-

sonló elveket alkalmaz.

10

33.. KKÖÖVVEETTEELLMMÉÉNNYYEEKK

A követelményeket a gyártáshelyes tervezés szempontjából Tajnafõi, J. munkája

alapján foglaljuk össze. A követelmények teljesítését mindig behatárolják egy

adott idõben a mûszaki és gazdasági lehetõségek.

A feladatból levezethetõ funkciókhoz és funkcióelemekhez rendelt megol-

dások és megoldáselemek a követelmények alapján minõsíthetõk. A funk-

cionális követelmények tehát mindig feladathoz rendeltek, konkrétak és

sokfélék lehetnek, miként a feladatok, a funkciók és a funkcióelemek is.

Például egy szerszámgép funkcionális követelményét a feladatban megfo-

galmazott alapkövetelmény (fõ követelmény) határozza meg: adott méret-

tartományú, geometriai alakú, sorozatnagyságú, stb. munkadarabok meg-

munkálására kell gépet kifejleszteni.

Az általános követelmények azok, amelyeket különbözõ súllyal minden

korban, minden géppel, termékkel, vagy termék elõállítással szemben tá-

masztottak. Ezek a termelékenység, pontosság és gazdaságosság, amelyek

a termelés mennyiségi, minõségi és gazdaságossági jellemzõi és amelyek

minden fejlesztési törekvést meghatároznak.

Az adott korban kiemelt követelmények, mint amelyek ma például a ru-

galmas automatizálás, megbízhatóság, minõségbiztosítás, környezetbarát

(zaj határértékek betartása, minimális káros anyag felhasználás és kibo-

csátás), újrahasznosítás (recycling), növelt paraméterek, továbbá speciális

követelmények. A kiemelt követelmények részei az általánosaknak.

Minden gépre, berendezésre jellemzõ követelmények. A fenti három,

jól körülhatárolható követelményhalmazt számos továbbival kell - változó

súllyal - kielégíteni, amelyek egy része meg nem kerülhetõ formában fo-

galmazódik meg (szabványok, ágazati elõírások, stb.) itt is és az elõzõek-

ben is. Néhány példa: alkatrész utánpótlás, az anyag és a hõkezelés helyes

megválasztása, biztonságtechnika, gyártáshelyes kialakítás, ergonómiai-

lag helyes kialakítás, esztétikum, élettartam, garancia és szerviz, kedvezõ

erõjáték, jó hatásfok, kedvezõ súly/energia hányad, kis súly, kis méret,

könnyû kezelhetõség, minimalizált helyfoglalás, piac igények és azok idõ-

beli változása, szállítás és raktározás, szerelés- és szétszerelés helyes ki-

11

alakítás, szubjektum állapotától kevésbé függõ szerelés, üzemeltetési és

karbantartási szempontok, stb..

Gyártáshelyes tervezéskor az összes követelménnyel és erõforrással számolni kell.

A tervezést a követelmények rangjának figyelembevételével végzik, amely beso-

rolás az elõzõekben leírtak alapján megtehetõ.

Az elsõrangú követelmények

be nem tartása használhatatlansághoz, csökkent

használhatósághoz, veszélyforrásokhoz vezet.

A másodrangú követelmények be nem tartása elsõsorban a termelékenységet és

gazdaságosságot befolyásolja, több anyag, energia, munkaidõ-bér, stb. felhaszná-

lásához vezet.

Harmadik csoportba sorolhatók azok a kívánságok, amelyek a designra és eladha-

tóságra, figyelemfelkeltésre, cégjellemzõ jegyek kialakítására, stb. irányulnak.

12

44.. MMÓÓDDSSZZEERREEKK,, EELLVVEEKK

A gyártáshelyes tervezést nagymértékben segítõ módszerek és elvek közül elõször

a családelvet és az építõszekrény elvet mutatjuk be.

4.1. CSALÁDELV, ÉPÍTÕSZEKRÉNY ELV

A családelv szerint azonos, vagy hasonló rendeltetésû gépek, berendezések, termékek, de

akár részegységek, alkatrészek különbözõ típus- és paraméterváltozatait gyártmánycsalád

tagjaiként állítják elõ. A család tagjainak mûködési elve, kialakítása azonos, vagy nagyon

hasonló. Az elv alkalmazása új családtagok kidolgozását egyszerûsíti, megkönnyíti, és

gazdaságossá teszi. Példaként említhetõk a megmunkáló gépek családjai (esztergagépek,

fúró-marógépek, stb.), hajtómûcsaládok, villamosmotor családok (aszinkron, szinkron,

egyenáramú, léptetõ), fluid motor családok (forgó, haladó), alkatrészcsaládok (forgás-

szimmetrikus tárcsa és tengelyszerû, szekrényes, lapos fedélszerû, stb).

Az építõszekrény elv

a családelvre épít, de azt továbbviszi a tipizálás, egységesí-

tés irányába. Az építõszekrény rendszer

olyan tervezési, építési elv, amellyel

szabványosított és/vagy egységesített (tipizált) elemek, egységek

gyûjteményébõl

korlátozott, vagy nagyszámú különbözõ objektum

építése lehetséges program,

vagy építõ mintaterv alapján valamely alkalmazási területen.

A családelv és az építõszekrény elv alkalmazása kiterjedhet megmunkáló gépekre

(egyetemes gépek, célgépek), szerelõ berendezésekre, tipizált gyártmányokra

(motorok, fluid hengerek, stb), amelyekre az un. moduláris építés jellemzõ. Az

építõszekrény elv szerint kialakított gépek és gyártmányok, egyben családot al-

kotnak.

Az építõszekrény rendszerek fõ építõ egységeit két alapvetõ jellemzõ alapján ala-

kítják ki:

típusváltozatok (fõegység változatok, kiegészítõ egység változatok, ve-

zérlésváltozatok),

paraméterváltozatok.

13

Szerszámgép típus- és paraméterváltozatok

Rövideszterga családok, automatikus munkadarabellátás

Függõleges tengelyû esztergagép (karusszel esztergagép) család

2. ábra

Szerszámgép típus- és paraméterváltozatok. (Pittler)

14

4.2. GÉPCSALÁDOK (TÍPUS- ÉS PARAMÉTERVÁLTOZATOK)

A technológiai rendeltetésû gépek

körébõl a Pittler cég esztergagép családjait

mutatja a 2. ábra. A moduláris építésû rövid, vagy tárcsaesztergák közép és nagy-

sorozatgyártásban egyaránt gazdaságosan használhatók. Az elsõ keretbe foglalt

gépek felsõ sora az egyik, a további két sor a másik két rövideszterga gépcsalád

tagjait szemlélteti, míg az alsó sor az automatikus anyagellátásra mutat példát. A

második keretben karusszeleszterga gépcsalád tagjai láthatók. Az egyes géptípu-

sok családján belül különbözõ paraméterváltozatok is találhatók.

4.2.1. PARAMÉTERSOROK- ÉS VÁLTOZATOK

A paramétersorokat igen gyakran a Renard-sorok, vagy ahhoz hasonló sorok sze-

rint, geometriai sorként alakítják ki folyamatos, vagy kihagyásos módon. A legfi-

nomabb Renard-sor a 20-as, amelynek szorzótényezõje:

2020 20R 10 1.12 ,

ami azt jelenti, hogy az 1 és 10 közötti tartományt 20 részre osztottuk, és az egy-

másután következõ számokat 1,12-vel szorozva kapjuk:

1- 1,12-1,25-1,40-1,60-1,80-2,00-2,24…-7,10-8,00-9,00-(10),

10-11,2-12,5-14,0-… -71,0-80,0-90,0-(100).

Látható, hogy a Renard-sorok decimálgeometriai sorok, mivel az alapsor 10-el,

100-al, stb. szorzásával folyamatos sor kapható. Az alapsor minden tagja, vagy

minden második, harmadik, stb. tagja szerint finomabb, vagy durvább, esetleg

változó paramétersorok képezhetõk. A paramétersor képzése általánosan az alábbi

összefüggéssel írható fel:

nn m

ahol n a részekre osztás száma, m a felosztandó tartomány szélessége.

Ritkábban számtani sorokat is alkalmaznak

15

A mûszaki,

de a hétköznapi életben is kapható termékeknél típus- és paraméter-

változatokból egyaránt választhatunk. Elég csak a különbözõ gépelemekre,

szaniterekre, vagy összetett szerkezetekre, mint a villamos motorok, hidraulikus

és pneumatikus hengerek, stb. gondolni.

Motorok paraméterváltozatai

3. ábra

Aszinkron motorok paraméterváltozatai (Bosch)

kW

16

A 3. ábra a Bosch aszinkron motorok teljesítmény változatait mutatja. Például a

2AD104 típusnál, ami ugyancsak egy paraméterváltozat a felfogó oldali méretek

szempontjából, az axiális méretváltozatok (k paraméter szerint) egyben teljesít-

mény változatokat is jelentenek. A kisebb teljesítménytartományban típusonként

3, a nagyobbaknál 2, illetve 1 teljesítménynagyságot találni.

Pneumatikus hengercsalád

A 4. ábra a FESTO kettõs mûködtetésû pneumatikus munkahengerét szemlélteti.

A dugattyú átmérõje 1.5”, a lökethosszak 12.7 mm-tõl 2032 mm-ig terjedhetnek a

felhasználó igények szerint. A hengerfelfogás és a dugattyúrúd csatlakozás külön-

bözõ megoldásai a hengerek nagyságrendi változataihoz paramétersort képeznek.

4. ábra

A pneumatikus hengercsalád kettõs mûködésû tagja (FESTO).

4.2.2. ÉPÍTÕSZEKRÉNY RENDSZEREK, CÉLGÉPEK

Egy adott gyártmány elõállítására szolgáló gépek a célgépek. Alkalmazásuk a

nagysorozat és tömeggyártásban jellemzõ. A termelés globalizálódásával jelentõ-

ségük egyre nõ. Alapvetõ típusaik közül kiemelhetõk a lineáris (transzfer) célgépi

sorok és a körasztalos és dobos célgépek. Az igen gyakran elõforduló körasztalos

célgépeken a gyártott munkadarabok ciklusidejét a leghosszabb mûveleti idejû

megmunkálás és az asztal osztásideje határozza meg az elsõ körasztal fordulat

után.

17

Körasztalos célgép

A Suhner gyártmányú, körasztalos célgép kialakításának jellegzetességei jól látha-

tók a 5. ábra szerinti példán. Az ábra az építõegységeket és elemeket szerelési

bontásban mutatja. A megmunkálási fõirányok a kívülrõl történõ, legtöbbször víz-

szintes, sugárirányú (radiális) és a függõleges (axiális) irányok.

5. ábra

Körasztalos célgép (Suhner)

4.3. KERESKEDELMI, SZABVÁNYOS TÉTELEK ALKALMAZÁSA

A tervezõ igyekszik minél több, a kereskedelemben kapható szabványos és nem

szabványos elemet és egységet felhasználni, ami annál gazdaságosabbá teszi a

tervezést, minél nagyobb hányadát alkotja a terméknek. Jellegzetes szabványos

alkatrészek a különbözõ gépelemek, pl. kötõelemek, rugók, szegecsek, stb. A ter-

vezés során egyrészt a szabványos alkatrészek beépítéséhez szükséges, tipizált

megmunkálási modelleket célszerû alkalmazni, mert ezek szerszámai univerzáli-

18

sak, másrészt szabvány, vagy elõírás szerinti kialakításokat kell tervezni, mint

például a szerszámgép fõorsók fejrészének kialakítása a szabványos szerszám- és

munkadarab-befogás céljából, vagy csapágyak illesztõ felületei, motorok csatla-

kozásai, stb.

A szabványos alkatrészeken kívül számos készen vásárolható, elsõsorban egysé-

gek felhasználására kell törekedni. Az igen széles gyártmánykör tipizált, és a csa-

lád és építõszekrény elv szerint kialakított. Ide tartoznak, pl. a villamos motorok,

villamos készülékek és vezérlések, fluidmechanikai eszközök, gépszerkezetek,

stb. Ebbe a körbe tartoznak építõszekrény rendszerek elemei, pl. a célgépi egysé-

gek is.

Az igen sok tervezési feladatot végzõ cég tervezõje a szabványos és nem szabvá-

nyos kereskedelmi tételek szûkített választékából dolgozik, ami megbízható ke-

reskedelmi kapcsolatok kialakításához vezet. Ezzel csökkenthetõ az elemek, egy-

ségek száma, ami a csatlakozó felületek megmunkálásán keresztül a gazdaságos-

ságra is kihat. A tervezõ a kereskedelmi tételeket gyakran a megbízó igényei sze-

rint építi be a szerkezetekbe. Ennek oka általában az, hogy a megbízó telephelyén

lévõ gépeken azonos cégtõl származó gyártmányok találhatók, amelyek szervize-

lése, karbantartása könnyebb és ugyancsak gazdaságosabb. Példák hozhatók

ugyancsak a vezérlések, villamos motorok és hajtások, hidraulikus és pneumati-

kus egységek, stb. területérõl.

4.4. ANYAGVÁLASZTÉK

A termék elõállításának gazdaságossága befolyásolható a megfelelõ anyagméret

és minõség választékának szûkítésével. Ez esetenként a gyártást drágítja (a rúd-

anyag átmérõk nagy lépcsõzésûek, kamraprofilok és szögacélok szûkített válasz-

téka stb.), de összességében a nyereség kimutatható. További elõny a hõkezelé-

seknél mutatkozik meg.

19

4.5. GYÁRTÓBERENDEZÉSEK, KOOPERÁCIÓS GYÁRTÁS

Konstrukciós tervezéskor a tervezõ folyamatosan követi az elemek gyárthatóságát

és figyelemmel van a szerelési szempontokra is. A gyártás- és technológia terve-

zés ugyan nem közvetlen feladat tervezéskor, de ismerni kell a gyártási erõforrá-

sokat, azok lehetõségeit. Mi gyártható a cégnél meglévõ gépeken, vagy mit gazda-

ságosabb kiadni kooperációs gyártásba, illetve mit muszáj kiadni kooperációs

gyártásba, mert nincs hozzá eszköz. Esetenként speciális gyártás megvalósítása is

szükséges lehet.

4.6. GYÁRTÁSI SZEMPONTOK

Gyártási szempontokról, alkatrészek helyes kialakításáról részletesen lesz a ké-

sõbbiekben szó, ezért itt csak egy szempontot érintünk. A gyártott alkatrészek és

felületeik legnagyobb része a normál és attól kisebb méretpontossággal készül.

Mindig csak a szükséges és elégséges pontossági és felületminõségi elõírásokat

célszerû teljesíteni, mert a feleslegesen szigorú elõírásoknak jelentõs költségnöve-

lõ hatása lehet.

4.7. SZERELÉS

A tervezõ a szerelés kritikus pontjaihoz és folyamatához a mûszaki terveken utasí-

tásokat írhat elõ. A szakembertõl, ha csak lehet, függetleníteni kell azokat a szere-

lési feladatokat, amelyeknél a szerelés nem elõírásszerû végrehajtása a szerkezet,

vagy szerkezeti egység korai tönkremeneteléhez vezethet. Például csavarok meg-

felelõ nyomatékú

meghúzása nyomatékhatároló kulccsal történjen, a csapágyak

elõfeszítésének mértékét távtartó gyûrûk határozzák meg, stb.

20

55.. RREENNDDSSZZEERREEKK,, RRÉÉSSZZEEGGYYSSÉÉGGEEKK,, EELLEEMMEEKK

A feladatból levezethetõ funkciók kielégítése megfelelõ gép és gépstruktúra kivá-

lasztását igényli. A fõ funkciók és azt megvalósító berendezések, termékek alakja

között szoros összefüggés mutatható ki. A korábbinál gazdagabb gépstruktúrák és

gépcsaládok kialakítását alapvetõen az elektrotechnika és automatizálás, valamint

az információtechnika fejlõdése tette, ami mellett igen jelentõs gyártástechnológi-

ai fejlesztések is történtek. A mechanikai kötöttségek jelentõs mértékben feloldód-

tak, az egymástól mechanikusan most már független hajtásokkal bíró szerkezeti

egységekbõl való építésnél igen gazdag variációs lehetõségek kínálkoznak. A ko-

rábbi alapvetõ, hagyományos megoldások modern változatai mellett egészen új

gépstruktúrák építésére nyílott lehetõség.

5.1. GÉPSTRUKTÚRÁK

Az olyan berendezéseknél, amelyeknél a kapcsolódásba hozott két elem közötti

relatív mozgásokat meghatározott számú elemi mozgás, illetve szán valósítja meg,

a struktúrák módszeresen feltárhatók. Szerszámgépeken a két elem a munkadarab

és a szerszám. A megoldásokat a mozgásmegosztási és egymásraépülési (rendû-

ség) változatok adják, ha eltekintünk a lehetséges térbeli összerendelés gazdag le-

hetõségeitõl.

Mozgásmegosztási változatok

A relatív mozgásokat megvalósító szánokhoz a munkadarab és szerszám hozzá-

rendeléssel képezhetõ megoldások szerszámgépeknél ismétléses variációval hatá-

rozhatók meg:

k,i knV n

21

ahol n=2 (munkadarab és szerszám), k=2,3, …, n a szánok száma.

Egymásraépülési (rendûségi) változatok

A szerszámot, vagy a munkadarabot hordozó legalább két szán egymásraépülési

sorrendváltozatai permutációszámítással határozhatók meg:

P=m!

ahol m az egymásra épülõ, azonos elemet hordozó szánok száma.

Az összes változat az egyszerre irányítható tengelyek (D) számának figyelembe-

vételével, permutációszámítással adódik?

Pö=(D+1)!

Az így képezhetõ változatokból számos korábban nem létezõ gépstruktúrát építet-

tek meg, mert különbözõ feladatokhoz más és más megoldások bizonyultak ked-

vezõnek. Ami az alkatrészek egy bizonyos családjánál és mérettartományánál

kedvezõnek bizonyult, más estben kedvezõtlennek mutatkozott.

5.1.1 TECHNOLÓGIÁT MEGVALÓSÍTÓ BERENDEZÉSEK, SZERSZÁMGÉPEK

Osztott mozgású fúró-maró megmunkáló központ struktúrája

6. ábra

Osztott mozgású fúró-maró megmunkáló központ struktúrája. (Csepeli Szerszámgépgyár ma EXCEL-CSEPEL Szerszámgépgyártó Kft.)

22

A 6. ábra a közepes méretû, szekrényes alkatrészek megmunkálására szolgáló fú-

ró-maró megmunkáló központ egyik igen jellemzõ szerkezeti kialakítását mutatja.

A szerszámot hordozó fõorsó-hajtómû egység a termoszimmetrikus kialakítású,

keretállványban helyezkedik el és annak elejére szerelt vezetéken függõleges irá-

nyú (y) mozgást végez. Az állvány z irányban (a fõorsó tengelyvonala), az ágy tí-

pusú tartóelem vezetékein mozog. A munkadarab x irányban mozgó hossz-

szánjába egy diszkrét osztású körasztal épül, amely munkadarab-felfogó paletta

fogadására alkalmas, és lehetõvé teszi a munkadarabok 4 vagy akár többoldalas

megmunkálását. Az x, y, z irányú lineáris mozgások a derékszögû koordinátaten-

gelyek irányaival esnek egybe.

A soros építésû, osztott mozgású gép elõnye a merevségében jelentkezik. Két li-

neáris mozgást (z, y) a szerszám, két mozgást (x lineáris, és Ry osztó) a munkada-

rab végez. A kialakítás kedvezõ a tartóelemre épülõ szánegységek bázisainak

megmunkálása és a mozgások ütközésmentes megvalósítása, továbbá a statikus-

dinamikus- és hõmerevségek szempontjából.

Esztergagép (1)

7. ábra

Moduláris felépítésû eszterga gépcsalád alapgépe (1.)

(EXCEL-CSEPEL Szerszámgékgyártó Kft.)

A vevõi igények gyors kielégítésére a tervezõk gyakran alkalmazzák a moduláris

építést. Az elemválasztékból több gépváltozat (ajánlat) állítható elõ, és a rendelés

rövid szállítási határidõvel teljesíthetõ. A 7. ábra az EXCEL-CSEPEL Szerszám-

gépgyártó Kft. moduláris építésû esztergagép családjából az SL 400 típus alapgé-

pének szerkezeti kialakítását mutatja. A gép felépítése követi és egyesíti a hagyo-

mányos és a korszerû esztergagépek jól kiforrott megoldásait és alkalmas pl. for-

23

gószerszámos C tengelyes esztergaközpont, vagy különbözõ paraméterváltozatok

kialakítására.

Moduláris építésû NC eszterga gépcsalád (2)

8. ábra

Moduláris építésû NC eszterga gépcsalád (2) (BIGLIA)

24

A 8. ábra NC tárcsaeszterga (rövideszterga) családot szemléltet (Biglia § C.

S.p.A.). Az alapkivitel két fõorsóval, és két darab kettõs szánrendszerrel készül,

amelyekre a 10-12 pozíciós, álló szerszámokat hordozó revolverfejek épülnek. A

második változatban az esztergaközpont egyik szánrendszerére épülõ revolverfej

forgó szerszámokat is hordoz, ennek megfelelõen a bal oldali fõorsóra mellék-

mozgást (körelõtolást, pozícionálást) megvalósító C-tengely hajtás is kerül. Ennek

elõnye a nagy mûveletkoncentráció, a gépen a munkadarabok készre gyárthatók.

A harmadik változatban mindkét fõorsó rendelkezik C-tengely hajtással és mind-

két revolverfej forgó szerszámokat is hordoz. A baloldali fõorsóba fogott munka-

darabot megmunkálás után a jobb oldali fõorsó veszi át a végmegmunkálás céljá-

ra, miközben a fõorsók szinkron fordulattal járnak. Az alapanyag rúd.

MC-403 Háromorsós megmunkáló központ

9. ábra

MC-403 Háromorsós megmunkáló központ (SZIMFI)

25

A SZIMFI és a Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke közös fejlesztésének

sikergépe a háromorsós fúró-maró megmunkáló központ (9. ábra). A gépen kü-

lönbözõ sorozatnagyságokban, gazdaságosan és termelékenyen acél, öntöttvas és

könnyûfém anyagú, fedélszerû alkatrészek megmunkálhatók meg.

A gép fõ egységei

Alapgép, amely az ágytól számítva három egymásra épülõ szánnal került kialakí-

tásra, sorrendben x, z, és y irányban mozgó szánokkal, tehát a gép tisztán szer-

számmozgatású. Ilyen felépítésû gépeket a kis és nagy méretû alkatrészek meg-

munkálásánál alkalmaznak, legtöbbször egyorsós kivitelben. A kialakítás, bár

nem osztott mozgású, számos más elõnnyel és célszerûséggel bír.

A hasábpaletta rendszer 2 db. négyoldalas hasábpalettával rendelkezik, az egyikre

felfogott 4x3=12 munkadarabon hármasával folyik a megmunkálás, míg a mási-

kon, a munkatéren kívül a munkadarabok cseréjét végzik.

A szerszámtár- és cserélõ

hengeres és 12 pozíciós. A cserepozícióba forgatott ka-

zetta 2x3 szerszám fogadására alkalmas, a tár összesen 72 db szerszámot tartal-

maz.

NC horizont erõfolyama és deformációi

A szerszámgép várható statikus pontosságát a szerszám és a munkadarab között

megmunkáláskor keletkezõ erõk által elõidézett deformációk alapján lehet megha-

tározni. Az egyes elemek és egységek kapcsolódási helyei,

(c=1/s1+1/s2+s3+…mm/N) sorba és (c=1/(s4+s5)+…) párhuzamosan kapcsolt ru-

góknak tekinthetõk, ami alapján az erdõ rúgóállandó (cö) meghatározható, és ami-

bõl az adódik, hogy a rugóállandó eredõ értéke kisebb, mint az egyes összetevõk

egyszerû összege. A deformáció szempontjából gyengébb helyek a részegységek

kapcsolódásainál találhatók.

5.2 EGYSÉGEKRE, ELEMEKRE BONTÁS

A gépek, szerkezetek sok, vagy kevés elemre bontása mindig mérlegelés tárgya.

Kevés elem és csatlakozó bázis esetén a gép merevsége nõ, ugyanakkor a család

elv, a rugalmasság sérül, mert csak igen kis számú változat építhetõ. Sok elemre

26

bontás a merevséget csökkenti, ugyanakkor nagyszámú változat képezhetõ, ami a

piaci kínálatot növeli. Az optimális megoldást a két szélsõség között mérlegelés-

sel kell kialakítani.

Esztergagép revolverfejének szerszámbefogó rendszere

A 10. ábra esztergagép revolverfej szerszámozására példa. Látható, hogy a merev-

ség és a modularitás érdekében kompromisszumos a megoldás, amely szinte min-

den szerszámozási rendszerre jellemzõ. A kialakítás jól szolgálja a különféle szer-

számok alaptartón keresztüli befogását a revolverfejbe. A HSK, rövidkúpos befo-

gó ma igen elterjedt a különbözõ géptípusokon, ami jól egészíti ki a többi, már jól

bevált szabványosított befogást.

A szerszámok a revolverfejben mind a kúpjukon, mind a rá merõleges homlokfe-

lületen felfekszenek. A megoldás látszatra túlhatározott, amit a kúpok rugalmas

deformációja old fel, és amit a kúphéj vastagsági méretei mellett a szigorú méret-

tûrések tesznek lehetõvé.

27

10. ábra

Esztergagép revolverfejének szerszámbefogó rendszere (HITACHI SEIKI)

28

5.3 RÉSZEGYSÉGEK

Tartóelemek, bázisok

Esztergaágy bázisfelületeinek (vezetékeinek) megmunkálása

11. ábra

Esztergaágy bázisfelületeinek (vezetékeinek) megmunkálása

Az esztergaágy alapszánon kialakított felfogó vezeték bázisfelületet kismértékû

domborítással készítik, hogy a szánok ráépítéskor ne a széleken feküdjenek fel.

Az ágyvezeték köszörüléséhez az ágyat homorúra feszítik elõ a várható legna-

gyobb terhelés mértékének megfelelõ erõvel (11. ábra). Megmunkálás és az elõfe-

szítés megszûnte után a vezeték kismértékben domború, és csak a legnagyobb ter-

helésnél (szánok súlya és a forgácsolóerõ együttesen) lesz sík. A példa a meg-

munkálási hibák tudatos alkalmazását szemlélteti, amelynek egy fontos alkalma-

zási területe például a fogaskerekek hordképlokalizálása.

29

Helyes bázismegválasztás a fõorsó és a szegnyereg egytengelyûségének biztosítására

12. ábra

Helyes bázismegválasztás a fõorsó és a szegnyereg egytengelyûségének biztosítására (EPA 320, SZIM)

Az esztergagép fõorsó házának és a szegnyereg öntvény felfogó vezetéknek azo-

nos ágy-bázisfelületre építése a fõorsó és a szegnyereg tengelyvonalainak egyten-

gelyûségét biztosítja, ami a tengelyszerû munkadarabok

megmunkálásakor alap-

vetõ igény (12. ábra). A megoldás széles körben alkalmazott a bázismegválasztási

hibák elkerülésére. Az EPA 320 esztergagép fenti megoldása egy esztergagép csa-

lád egyik tagja.

Kétszabadságfokú mozgás hengeres bázisfelülete

A kétszabadságfokú, haladó és forgó mozgást megvalósító elem vezetéséhez ele-

gendõ egy hengeres felületpár kapcsolódása (13. ábra). A hengeres felületek (ten-

gely és furat) elõállításához ugyanezeket a mozgásokat használják a munkadarab

és a szerszám között. A megoldás elõnye az is, hogy a hengeres felületek elõállí-

tásának költségei alacsonyak, és illesztésük nagy pontossággal lehetséges, mivel

legtöbbször csak az átmérõkre kell figyelni.

A megoldási elvet, ugyan egymásba

csapágyazott hüvely és tengely kivitelben, alkalmazzák fúrógépek, horizontok,

vízszintes, nagyméretû NC fúró-maró megmunkáló központok fõorsóinál.

30

13. ábra

Kétszabadságfokú mozgás hengeres bázisfelülete

Bázisfelületek egymáshoz viszonyított helyzetei, ferde bázisok

A bázisfelületek leggyakrabban párhuzamosak, vagy merõlegesek egymásra, ami

a megmunkálások szempontjából elõnyös. A talajhoz, vagy egymáshoz képest de-

rékszögtõl eltérõ szög alatt elhelyezkedõ bázisok többféleképpen is kialakíthatók.

Példák az esztergagépek, de akár a fúró-maró gépek körébõl is hozhatók, amikor a

ferde bázist közvetlenül a tartóelemen, vagy a tartóelemre épített közdarabon ala-

kítják ki (14. ábra). A ferde bázissíkok alkalmazásának elõnyei: például a forgács

gravitációs eltávolítása esztergáknál, megfelelõ erõfolyam fúró-maró gépeknél.

14. ábra

Bázisfelületek egymáshoz viszonyított helyzetei, ferde bázisok

31

45°-os tengelyhelyzet a függõleges és vízszintes irányok váltására

15. ábra

45°-os tengelyhelyzet a függõleges és vízszintes irányok váltására (DECKEL MAHO)

32

A ferde bázisfelület alkalmazásának egyik tipikus alkalmazását a 90°-os elfordítá-

soknál találjuk. A 90° közepén 45°-nál elhelyezett forgási bázis körüli elforgatás-

sal (billentéssel) kedvezõen oldható meg a vízszintes és függõleges tengelyhelyze-

tek váltása (15. ábra), vagy a vízszintes síkban egymásra merõleges irányok váltá-

sa. Példaként hozhatók a fúró-maró gépek ötoldalas megmunkálását biztosító

diszkrét és NC fõorsófej mozgatások, vagy szerszámcserélõ manipulátorok.

A 15. ábra felsõ sorának baloldali képe a DECKEL MAHO cég DMUP/FD hi-dyn

típusú, függõleges-vízszintes fõorsójú 5-tengelyes (x, z egymásra épülõ lineáris és

azokra épülõ A forgó szánoknál történõ szerszámmozgatás, és y, B egymásra épü-

lõ lineáris és forgó szánokkal történõ munkadarab mozgatás) egyetemes marógé-

pet szemlélteti. A 45°-os szöghelyzetû A forgástengelyû mozgás a szerszám füg-

gõleges és vízszintes helyzete között NC mozgatást valósítja meg.

A 15. ábra felsõ sorának jobboldali képe a DECKEL MAHO cég DMU50

eVolution típusú, függõleges fõorsójú 5-tengelyes (x, y, z egymásra épülõ lineáris

szánokkal történõ szerszámmozgatás és A, B egymásra épülõ NC körasztalokkal

történõ munkadarab mozgatás) egyetemes marógépet szemlélteti. A 45°-os szög-

helyzetû B forgástengely a munkadarab függõleges és vízszintes helyzetek közöt-

ti NC mozgatását végzi. Minkét gépnél a szerszámok befogása HSK rövidkúpos

(10. ábra), a fordulatszámok maximális értéke 10000, 18000, 30000 1/min.

Az alsó ábrasor a MAHO vízszintes fõorsójú gépének szerszámcserélõjének lépé-

seit mutatja. A 45°-os forgástengelyû manipulátor a vízszintes orsóba fogott szer-

számmal a szerszámtár függõleges tengelyû szerszáma között végez cserét,

amelynek lépései : tár keres – csere helyzetbe fut vissza – manipulátor a használt

és új szerszámot fog – szerszámrögzítés old – manipulátor vízszintesen elõre fut –

manipulátor 90°-ot fordul – manipulátor hátra fut – szerszámok rögzítése – mani-

pulátor old – fõorsó megmunkálásra áll – tár keres.

Hajlító, csavaró nyomatékok elkerülése, egyenszilárdságú alak

A szánvezetéket terhelõ erõk lehetõleg a vezetékek középsíkjában legyenek. A 16.

ábra egy sugárfúrógép szárnyának keresztmetszetében mutatja, hogy a sugár-

irányban mozgó szán súlyvonala a csúszóvezeték felsõ felületén megy át. Nagy

tömegek (súlyok) változó karon való elhelyezkedésénél a tartót egyenszilárdságú-

ra képezik ki, aminek elõnye az anyagfelhasználás csökkentése. Ilyen például a

sugárfúrógép konzol kialakítása.

33

16. ábra

Hajlító, csavaró nyomatékok elkerülése, egyenszilárdságú alak

Orsó középvonal és vezetéksík egymáshoz viszonyított helyzetei.

17. ábra

Orsó középvonal és vezetéksík egymáshoz viszonyított helyzetei.

34

18. ábra

Szánmozgatás (EPA 320)

A szánt mozgató orsó-anya hajtás középvonala lehetõleg a szánvezeték középsík-

jához minél közelebb essen. Ekkor az elõtoló- és gyorsítóerõkbõl származó billen-

tõ nyomaték a vezetéken kicsi (17. ábra).

A 18. ábra szerinti megoldásban láthatók még az x irányú csúszó szánvezeték acél

és öntött-mûanyag párosítású vezetékmegoldása és hézagbeállítása, a golyósorsó-

anya pár tengelyvonalának helyzete a szánvezeték síkjához képest, az x kereszt-

szán és a z hosszán helyes öntvény kialakítása (eltolt bordázat), az x szánt mozga-

tó golyósorsóra fogazott szíjjal hajtó motor elhelyezése (jobb oldalt) és a z irányú

szánt mozgató golyósorsó-anya pár anya beépítése.

35

Sztochasztikus bázisfelületek

19. ábra

Sztochasztikus bázisfelületek

Gépjármû öntött hajtókarok siklócsapágyazásának kétfelé osztására a törés mûve-

letét alkalmazzák. Összeszereléskor a tört felületek pontosan illeszkednek és csa-

varkötéssel létrehozható a zárt csapágyház (19. ábra).

Ferde síkú öntött esztergaágyak kialakítása

A szürkeöntvénybõl készült esztergaágy öntési mag nélkül és annak bennhagyá-

sával készülhet. A 20. ábra baloldali megoldásában a felsõ rész megoldása kedve-

zõtlen, mivel nagy áttörések kellenek az öntõmag eltávolításához, ami egyben

költséges is. A jobboldali megoldásban a zárt térben hagyott öntõmag nem zavarja

a szerkezet mûködését, megmunkálást nem érint, ugyanakkor javítja a merevséget

és rezgéscsillapítási tulajdonságokat. Az ágy vagy a talajhoz rögzített, vagy rez-

géscsillapító talpakra szerelt. Az öntött tartóelemek elõállítása megfelelõ sorozat-

nagyságnál és tartóelem méreteknél gazdaságosabb, mint a hegesztetteké, és akár

35-40 %-a lehet a hegesztett szerkezet elõállítási

költségének. Ugyanakkor az ön-

tött szerkezetek, a nagyobb falvastagságok miatt, nehezebbek. A szürke öntvé-

nyek ötvözetlenek, vagy ötvözöttek (Mechanite) és általában lemezgrafitosak.

36

20. ábra

Ferde síkú öntött esztergaágyak kialakítása (Ambos szerint)

Termoszimmetrikus, zárt bordázató keretállvány kialakítás

21. ábra

Termoszimmetrikus, zárt bordázató keretállvány kialakítás (HITACHI SEIKI)

37

A 21. ábra egy vízszintes fõorsójú fúró-maró megmunkáló központ szimmetrikus

keretállvány zárt bordázatának kialakítására mutat példát. A zárt bordázatú állvá-

nyok merevsége jóval nagyobb, mint a nyitott bordázatúé és a termoszimmetria

szempontjából is kedvezõ.

A motor által termelt hõ kényszer elvezetésérõl célsze-

rû külön gondoskodni.

Nyomásálló öntvény helyes és helytelen kialakítása

A 22. ábra öntvényrajzán a feltüntetett számozásnak megfelelõen követjük végig a

helytelen (baloldali oszlop) és helyes (jobboldali oszlop) öntvénykialakítást.

Sorsz. Helytelen Helyes

1. Az igénybevétel húzófeszültséget ébreszt a falban.

Az igénybevétel nyomófeszültséget ébreszt a falban (helyes alak)

2. Kis lekerekítés repedésveszélyt okoz.

Megfelelõ lekerekítéssel a repedés-veszély elkerülhetõ

3. Nagy anyagvastagság szívódás-veszéllyel (üregképzõdéssel) jár.

Egyenletes falvastagság anyagtaka-rékos és elkerülhetõ a szívódás (üregképzõdés).

4. Szerszámkifutásnak nincs hely. Szerszámkifutás öntéssel biztosított

5. Kedvezõtlen bordakialakítás húzó igénybevételhez.

Kedvezõ bordakialakítás húzó igénybevételhez.

6. Formázás és megmunkálás számá-ra helytelen kialakítás.

Formázás és megmunkálás számára helyes kialakítás.

7. Bordák találkozásában anyaghal-mozódás.

Bordák találkozásában nincs anyaghalmozódás

8. Falak hegyesszög alatti találkozá-sánál anyaghalmozódás.

Falak helyes találkozásánál nincs anyaghalmozódás.

9. Az igénybevétel a bordában húzó-feszültséget ébreszt.

Az igénybevétel a bordában nyo-mófeszültséget ébreszt.

10. Fúrás irányára a ferde felület ked-vezõtlen.

Fúrás irányára a merõleges felület kedvezõ.

11. Keresztezõdõ bordáknál anyag-halmozódás.

Anyaghalmozódás kiküszöbölése a bordák eltolásával.

12. Anyaghalmozódás, feleslegesen hosszú furatmegmunkálás.

Anyaghalmozódás nincs, anyagta-karékos, furatmegmunkálás hossza kedvezõ.

38

22. ábra

Nyomásálló öntvény helyes és helytelen kialakítása

39

Öntött és hegesztett sajtológép állványok kialakítási példái

23. ábra

Öntött és hegesztett sajtológép állványok kialakítási példái (Kieserling)

Egyedi- és kissorozatgyártásban, illetve nagy szerkezeti méreteknél hegesztett

szerkezeteket készítenek a hegesztési elõírások szigorú betartása mellett. Hibrid

szerkezeteknél szerkezeti acélt és acélöntvényt kombinálnak. Ahol lehet, hajlítá-

sokat célszerû alkalmazni. A 23. ábra jobb oldalán egyetemes sajtológép öntött

állványa (Kieserling), bal oldalán sorjázó sajtó hegesztett (Kieserling) állványa

látható. A kritikus igénybevételi hely a C-állvány nyakrésze, ahol jelentõs húzó

feszültségek lépnek fel, amit a falvastagságok növelésével lehet csökkenteni.

A 24. ábra szerinti hajtómûház hegesztett és öntött

kivitelénél jól követhetõk a ki-

alakítási elvek. A hegesztett szerkezetek feszültségmentesítõ hõkezelésérõl min-

den esetben gondoskodni kell. Precízebb és pontos szerkezeteknél a hegesztés és a

nagyoló megmunkálások után is hõkezelés szükséges.

40

Hegesztett és öntött hajtómûház kialakítás

24. ábra

Hegesztett és öntött hajtómûház kialakítás

Szelepház öntési ráhagyásainak tervezése

Az öntöttvas anyagú szelepház anyagszabványait és ajánlásait figyelembe véve

történik a megmunkálási ráhagyások meghatározása (25. ábra). A megmunkálásra

kerülõ felületek tömítõ felületek. Öntéskor az öntvény legfelsõ felületeinek ráha-

gyását mintegy 50 %-kal növelni kell. A ráhagyások nagyságát befolyásolja az

öntés anyaga, módja, a darab méretei, a megmunkálás módja és a megmunkáló

berendezés típusa is. Célgépi megmunkáláskor a javasolt ráhagyás értékeket nö-

velni nem kell. A megmunkálási ráhagyások tervezése hegesztett szerkezeteknél

is alapos megfontolásokat igényel.

25. ábra

Szelepház öntési ráhagyásainak tervezése

41

66 EESSEETTTTAANNUULLMMÁÁNNYYOOKK

A következõkben bemutatott példákban jó és kevésbé jó megoldásokat mutatunk

be. A kevésbé jó megoldások nem megvalósított konstrukciók.

5.2. FÕHAJTÓMÛVEK

Fokozatos fõhajtómû elsõ, kétfokozatú elemi hajtómû egység részlete

A 26. ábra szerinti hajtómû jobb oldalán a motor felfogás csavarozás felsõ csavar-

jai alatt a rugós alátétek ábrázolása CAD tükrözés miatt hibás. A motorperem kül-

sõ mérete megkérdõjelezhetõ. A motort tartó fedél szélessége túlzott. A rugalmas

tengelykapcsoló elemeinek axiális irányú megfogására a hernyócsavarok helyett

távtartók javasolhatók. A hajtómû elsõ, behajtó tengelyének kialakítása több hiá-

nyossággal is bír, megfelelõ lépcsõzéssel a megmunkálási bázisok jól kialakítha-

tók. A behajtó oldalnál a nemez tömítés helyett fémházas tömítõgyûrût kell al-

kalmazni. A tömítõ fedél után a tengelyen lévõ rögzítõ gyûrû beszúrásához balol-

dalon kissé nagyobb axiális váll-méretet kell biztosítani. A baloldali szerelt ele-

mek megfogása (szerelt váll) helyes, de a csapágy és a fogaskerék illesztéséhez

kialakított tengelyátmérõk és az illesztések nem egyértelmûek (látszólag azonos

tengelyátmérõn történik az illesztés). Ugyan ez érvényes a jobb oldalon is. A má-

sodik tengely jobb oldalán ez a probléma még halmozódik is a csapágy – fogaske-

rék - csapágy illesztésekor. A jobb oldali tengelyvég menetes része indokolatlanul

hosszú. A csapágyanya biztosító-lemezének a tengelyen készített horony rövid. A

csapágyfészkek felöntésének méretei túlzottak az öntvény mindkét oldalán. A fe-

dél központosító peremének távtartó gyûrûvel való helyettesítése gazdaságos

megoldás nagy axiális peremhosszaknál. A fedél házban való központosítása a fe-

dél kihúzását segítõ csavarok számára szükséges menetek elkészítését (2 db) igé-

42

nyelné. Az ovális kialakítású reteszek helyett, a késõbbi szerkezeti részekre is

gondolva, célszerû egyszerû hasáb alakú reteszeket alkalmazni, esetenként a re-

teszhornyot meghosszabbítani.

A tengelyek kétoldali csapágyazása váltott, amit semmi sem indokol. A vállak ki-

alakítása körülményes, célszerûbb átmenõ furatok alkalmazása és a tengelyek axi-

ális helyzetének biztosítása keresztmegfogással a fedeleken és csapágyakon ke-

resztül (27. ábra).

26. ábra

Fokozatos fõhajtómû elsõ, kétfokozatú elemi hajtómû egység részlete

Fokozatnélküli elektromechanikus fõhajtómû négyfokozatú hajtómûvének részlete

A motor a felsõ tengely jobb oldalára hajt be. A négy fordulatfokozatot két darab

sorba kapcsolt kétfokozatú elemi hajtómû állítja elõ. A fordulatfokozatok és ez ál-

tal a fokozatnélküli motor fordulatszám tartomány kapcsolása tolótömbös, a

tolótömböket a hajtás álló helyzetében hidraulikus/pneumatikus hengerek váltják

át. A nyomaték átvitelt és az axiális eltolást bordástengely-agy kötés teszi lehetõ-

vé. A fogaskerekek mind hajtás közvetítõ, mind tengelykapcsoló szerepet ellátnak

(funkció-összevonás), a fogazatok oldalai a kapcsolás irányából ferdék és legöm-

bölyítettek. A kis fogaskerék átmérõ miatt az elsõ tengelyre épített tolótömbnél a

fogaskerekeket zsugorkötés kapcsolja össze. A tengely csapágyazása két mély-

hornyú golyós csapággyal történt, a tengely axiális elmozdulását a fedelek ke-

43

resztmegfogással gátolják meg. Jobboldalon a fémházas tömítõgyûrû elhelyezése

és ábrázolása hibás. A tengelyek házban történõ csapágyazásához az átmenõ fura-

tok kedvezõek. A csapágyszemek felöntésének kialakítása e metszeti rajzon nem

látszik. Az öntvény valóságos falvastagsága kisebb, a metszeti rajzon a felönté-

sekkel közös méret látszik. A fedél felfogó csavarok számára készített furatok át-

menõk, a gyártási költségek növekedését ellensúlyozza, hogy nem kell zsákfura-

tokba menetet készíteni.

A második tengelyen a fogaskerék és a tengely közeli átmérõ méretei miatt foga-

zott tengelyt kel kialakítani.

A hajtómû szélességi méreteinek csökkentésére a két részhajtómû között közös

fogaskerekes hajtás található, amelyet a tolótömbök szaggatott vonalakkal meg-

rajzolt kapcsolási helyzete mutat. A harmadik bordástengelyen szerelt váll kialakí-

tás látható. A nagy fogerõk miatt, a baloldali tengelyvég csapágyazását kétsoros

ferdehatásvonalú csapággyal oldották meg. A bordástengelyeknél hiányoznak a

borda kifutás végét ábrázoló vonalak.

27. ábra

Fokozatnélküli elektromechanikus fõhajtómû négyfokozatú hajtómûvének részlete

44

5.3. FÕHAJTÓMÛVEK LÁBAZATI HAJTÓMÛVE

Fokozatnélküli elektromechanikus fõhajtómû kétfokozatú lábazati hajtómûve

Az EPA 320 CNC esztergagép fõhajtómû megoldásban a kétfokozatú hajtómû-

egység a gép ágyának baloldali végére szerelt felfogó bakra épül. A fõorsó külön

házban foglal helyet és a 60o-os dõlésszögû ferde ágy, a vezetékeknek és szegnye-

regnek is bázisul szolgáló síkjára szerelt.

A két fordulatfokozat kapcsolását hidraulikusan mûködtetett tolótömb végzi. A

tolótömb fogaskerekeit polygonkötés egyesíti. A kapcsolt szélsõ helyzeteket érin-

tésnélküli jeladók érzékeli, köztes helyzeteknél a fõmotor nem indítható. A

tolótömb mozgatásánál a befeszülés elkerülésére külön megvezetõ rudat alkal-

maznak. A Poly-V szíjhajtás nagy radiális erõinek felvételére beálló görgõscsapá-

gyak szolgálnak mindkét tengelyen, amelyek a radiális megtámasztás mellett az

axiális megfogást is biztosítják. A túloldali mélyhornyú golyóscsapágyak csak ra-

diális támasztásra szolgálnak. A második tengely fogazott. A ház furatainak

áteresztése kedvezõ a megmunkálás és egytengelyûség szempontjából. A

szíjtárcsák szélessége utal a hajtómû nyomatékerõsítésére, a kihajtó oldali

szíjtárcsa és szíj szélessége jóval nagyobb. A szerelt szíjtárcsás megoldás

egységesíti a tengelyhez kapcsolódó agyrész kialakítását, a nyomatékátvitelt

belsõmenetes kúposszegek, majd reteszek oldják meg. A szíjfeszítés a baloldali

szíjnál motorbillentéssel, a jobboldali szíjnál a hajtómûház függõleges állításával

(az állítócsavar felül) történik. Az állítások után az állított egységeket rögzítik, a

hajtómûházat négy csavarral. A fogaskerekek olajfürdõben futnak. A

tengelyvégek felõli tömítéseket a fedelek O gyûrûi, illetve a ki- és behajtásnál

szóró gyûrûs megoldás látja el.

Funkció összevonás

Szerkezeteknél számos esetben célszerû funkció összevonást alkalmazni. Ekkor

egy mûködtetõ elemmel több funkció is létrehozható. A fokozatos és fokozatnél-

küli hajtómûvek jó példát szolgáltatnak ennek bemutatására. A fokozat nélkül ál-

lítható fordulatszámú motor a fokozatos hajtómûvek számos funkcióját egyesítik.

A 4/4-es hajtású motor (ha a táplálás lehetõvé teszi) alkalmas mindkét irányú for-

gásra és fékezésre (nem kell fék és irányváltó), a hozzákapcsolt fokozatos hajtómû

kis fokozatszámú (2,3,4 fokozat), továbbá a technológiai mûveletek közben nem

kell leállni a fordulatok közti váltás miatt, ha a kapcsolt fokozaton belül a hajtó-

45

motor szabályozhatósága elegendõ a kívánt fordulatszám eléréséhez.

28. ábra

Fokozatnélküli elektromechanikus fõhajtómû kétfokozatú lábazati hajtómûve (EPA 320)

5.4. ELÕTOLÁSHAJTÁS

Szánmozgató golyósorsó-anya beépítés

A szán golyósorsó-anya mozgatásának egy lehetséges megoldásban az orsó és a

motor egytengelyû (koaxiális). A szán alapöntvénynél a bordázatok elhelyezése

hiányzik, és a végeken feleslegesen magas kialakítású, ami a motorfelfogó önt-

vény tartóelemhez csavarozásának ábrázolási hiányosságával is összefügg (kitö-

rés). A motorfelfogó öntvényen a rögzítõ csavarok alatt az alátétek felfekvõ felü-

letei nincsenek megmunkálva, illetve ábrázolása nem látható. Az öntvények csat-

lakozó sík bázisfelületeinek kialakítása, az öntvény fedélen való központosítása

46

helyes. A mozgatott szán ábrázolása sematikus. A motor központosításának és

rögzítõ csavarozásának ábrázolása nem egyértelmû. Helyes a tengelykapcsoló tí-

pusának megválasztása és a szerelési nyílás elhelyezése a tengelykapcsoló ten-

gelyhez rögzítését szolgáló csavarok meghúzásához, illetve oldásához.

A golyósanyának a szán közepén való elhelyezése túlzottan hosszú golyósorsót

igényel, ami a szán jobboldali végénél történõ elhelyezéssel kiküszöbölhetõ. Az

orsó középvonala a szánvezetékek síkjához közelebb vihetõ, és az anyán fellépõ

axiális erõ billentõ hatása csökkenthetõ. Az orsó behajtó oldali axiális és radiális

nyakcsapágyazásának baloldalán a tömítés megoldás hiányzik, a jobboldali meg-

oldott. Az orsó baloldali végének radiális csapágyazása (mélyhornyú golyóscsap-

ágy kétoldali tömítéssel) axiális elmozdulást lehetõvé tesz, a fedél központosítá-

sának ábrázolása túlhatározottságra utal. A fedél furatban való központosítása fe-

lesleges. A fedelet rögzítõ csavarok hossza túlzott (növeli a megmunkálási és be-

szerzési költségeket). A golyósanya és a mozgatott szánhoz rögzített tartóbak ösz-

szeépítésénél axiális és radiális túlhatározottság látható, az anya központosító fu-

rat utáni furatot nagyobb átmérõre, átmenõre célszerû készíteni (rövid központosí-

tó furat, külsõ átmérõn nincs illesztés, a furatban lévõ váll megmunkálásának el-

kerülése). A tartóbak illesztésének, rögzítésének ábrázolása hiányzik, a tartóbak

alsó felületének távolsága a tengelyhez képest csökkenthetõ.

29. ábra

Szánmozgató golyósorsó-anya beépítés

47

Golyósorsó-anya szánmozgatás, vezetékrendszer

A rövid löketû szán golyósorsós mozgatásánál az orsó baloldali végének radiális

csapágyazása nem szükséges, mivel a hézagtalanított és elõfeszített orsó-anya pár

maga is csapágyként viselkedik. Az orsó eleje axiális-radiális hengergörgõs csap-

ágyazású. A szánelmozdulást közvetetten mérõ forgó impulzusadó az orsó balol-

dalához nagy torziós merevségû rugalmas tengelykapcsolón keresztül kapcsoló-

dik, ami egyes megoldásokban az orsó jobboldali végén helyezkedik el. Az orsó

jobboldali végén az axiális és radiális csapágyazást kétoldali tömítés védi a kenõ-

anyag eltávozásától és a szennyezõdés bejutásától. Az orsó hajtását szervomotor

fogazott szíjhajtáson keresztül végzi. A motor orsó alatti visszafordított elhelyezé-

se a szerkezet axiális méreteit csökkenti. Az anya beépítése, rögzítése egyértelmû,

jól megoldott. A szánok öntvénykialakítása minden követelményt kielégít. A kü-

lönbözõ bázisfelületek és azok csatlakozásai helyes kialakításúak és világosan ki-

vehetõk. A z irányú hibrid vezeték a vízszintes síkhoz képest 60 -kal döntött a va-

lóságban, ami ezen az ábrán nem látható. A z irányt gördülõ „keskeny” vezetés

határozza meg, a visszafogó elemek is gördülõk. A csúszóvezeték edzett, köszö-

rült acélléc és öntött mûanyag párosítású. Hosszabb orsóknál az orsó végét radiá-

lisan csapágyazni kell (ilyen a z tengelyt mozgató golyósorsó csapágyazása), to-

vábbi növekvõ hosszaknál pedig az anyát hajtva, utazó hajtást kell építeni.

30. ábra

Golyósorsó-anya szánmozgatás, vezetékrendszer (EPA 320)

48

Felhasznált irodalom

1

Tajnafõi, J.: Mechanizmusok származtatáselméletének alapja és hatása a kreatív gon-dolkodásra, Doktori értekezés, Miskolc 1991

2

Tajnafõi, J.: Szerszámgéptervezés I. Kézirat, Tankönyvkiadó, Bp., 1973 3

Tajnafõi, J.: Szerszámgéptervezés II. Kézirat, Tankönyvkiadó, Bp. 1990 4

Kordoss, J.: Szerszámgépek II. Kézirat, Tankönyvkiadó Bp. 1967 [5] Takács, Gy.: Szerszámgépek strukturális tervezése grafikus adatbázisokkal, PhD érte-

kezés, Miskolc, 1997 6

Erdélyi, F.: Szerszámgépek automatizálása II. Kézirat Tankönyvkiadó. Bp., 1980 7

Bercsey, T.: [8] Richter: Öntvényszerkesztés, Mûszaki Könyvkiadó Bp. 1975

[9] Szombatfalvy, A.: Szerkezeti elemek tervezésének technológiai alpjai, Mûszaki Könyvkiadó Bp. 1981

10

Varga, F.: Öntészeti kézikönyv, Mûszaki Könyvkiadó, Bp. 1985

11

M. Weck: Werkzeugmaschinen-Fertigungssysteme, Band 2. VDI Verlag 1991. 12

H. Mäkhelt: Mechanikus sajtológépek, Mûszaki Könyvkiadó, Bp. 1965

13

Ambos-Hartmann-Lichtenberg: Fertigungsgerechtes Gestalten von Gussstücken, Hoppenstedt Technik Tabellen Verlag 1992

[14] M. I. Khashaba: Fertigungsgerechte Gestaltung von Bauteilen, Dissertation, Aachen, 1989 15

SZIM, Bp.: EPA-320 CNC eszergagép Gépkönyv Bp. 1988 16

Excel-Csepel Szerszámgépgyártó Kft.: Dokumentációk [17] Suhner: Automation expert. Printed by Effingerhof AG. CH-5201 Brugy [18] DECKEL MANO Gyártmány katalógusok Nr. L 816/27, PRO.D2270/0101d,

PRO.D1786/0500d [19] Hitachi Seiki Gyártmány katalógus HT 25S-E-02-1987 [20] Mori Seiki Gyártmány katalógus

This document was created with Win2PDF available at http://www.daneprairie.com.The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.