Mechanikai megmunkálásMechanikai megmunkálásVIIVII . el. elııadadááss

ÁÁltalltaláános faipari megmunknos faipari megmunkáálláási eljsi eljáárráások sok faipari faipari BScBSc.. mmérnökérnökhallgathallgatóóknakknak

Nyugat-magyarországi Egyetem

Faipari Mérnöki Kar

Terméktervezési- és Gyártástechnológiai Intézet

Papp Tibor egyetemi tanársegéd

Sopron, 2008

Felsımaró szerszámok (összefoglalás)

a- hengeres, egyélő felsımaró; b- hosszlyuk maró, centrikus befogással; c- hengeres, egyélő nagy átmérıjő felsımaró; d- két élő, maró; e és f- egy-, illetve kétoldalas él-letörı és oldalazó maró; g és h- él-letörı falcoló maró; i- legömbölyítı oldalazó maró, egyélő;j- T-horony maró; k- egyélő fogazó maró; l- „grót-maró”; m- feles gömbölyítı maró. egyélő; n- egy élő legömbölyítı maró; o- kettıs legömbölyítı maró; p- negyedes legömbölyítı maró;r- negyedes, legömbölyítı vállas maró; s- legömbölyítı maró; t- kétélő profilszerszám; u- negyedes homorító oldalazó maró; v- egyélő menetfúró

Magszekrény-felsımarógép

Fogazáskészítés felsımarógépen

a., menetes szárú

b., rövid, menetes szárú

c.,hosszú hengeres szárú fecskefark-maró

d., rövid menetes szárú egyenes fogazómaró

Fogazáskészítés felsımarógépen

Különbözı fogazások

a- lekerekített nyitott; b- lekerekített félig

takart; c- lekerekített teljesen

takart; d- nyitott fecskefark

alakú fogazás; e- egyenes nyitott

fogazás; f- fecskefark alakú

árokmarás; g- ferde fésős nyílt

fogazás; h- sarok ékfogazás;

i- hossztoldó ékfogazás

A vízszintes elrendezéső marógépen készíthetı fogazások és sablonok

a- fogazások: A- lekerekített félig takart - ; B- lekerekített nyitott-; C- egyenes nyitott; D- sarkos nyitott fecskefark alakú fogazás;

b- félig takart fogazás és sablonja;c- nyílt fogazás és sablonja;

1- anyagtámasz; 2- körhagyó henger; 3- szerszám; 4- féső (sablon); t- fogosztás

Függıleges elrendezéső fogazó marógép és az elvégezhetı mőveletek

Fogazáskészítés felsımarógépen –sokorsós fogazó marógép

A sokorsós marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek

1-2- munkadarabok; 3- gépasztal;

4- egymás mellett lévı marószerszámok; A- lekerekített, félig takart-;

B- lekerekített, teljesen takart fecskefark alakú fogazás;

C- egyenes, nyílt; D- fecskefark alakú, nyílt fogazás

Tárcsás fogazó marógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek

1- befogókar; 2- marószerszámok;

3- gépasztal; 4- munkadarabok;

a- marótárcsák derékszögő fogazásokhoz;

b- kónikus marótárcsák ferde fogazásokhoz;

A- egyenes, nyílt; B- ferde fésős, nyílt;

C- fecskefark alakú, nyílt; D- sarok ék;

E- hossztoldó ék-fogazás

Láncmarógép

Láncmarógép

A láncmarógép mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek

I/a- átmenı egyenes; b- ferde csaplyuk; II/a- egyenes; b- ferde csapfészek;

III- szakállas csapfészek

1- meghajtó vezetıkerék; 2- leszorító léc; 3- munkadarab;

4- vezetıléc;5- marólánc;

6- szabadon futó vezetıkerék;

Megmunkálási formák marólánccal

Az a esetben L=D, azaz a rés hosszúsága egyenlı az élkör átmérıvel. Az elıtolás csak függıleges irányú.

Kevésbé jó a b és c megoldás, mivel a lánc erıteljes oldalirányú igénybevételnek van kitéve.

A résmarógépek mőködési elve és az elvégezhetı mőveletek

A, B- résmaró szerszámok mőködési elve; a- derékszögő rés; b- derékszögő lépcsıs rés; c- derékszögő kettıs rés; d- ferde

oldalú rés; e- ferde oldalú kettıs rés; f- egy oldalon legömbölyített rés; g- egy oldalon

elvékonyított egyenes rés; h- összetett rés; i- két oldalon homorú rés marása

Az összetett résmarógéppel végezhetı mőveletek

a- zároldalon; b- pántoldalon; c- süllyesztımarások (szaggatott vonal: a maróorsó tengelyének mozgása)

Kúpos szárú marószárak

a- négy egyenes élő él maró; b- ferde élő él maró; c- aljazó maró; e- ¼-es domborító maró; f- 1/-es domborító-maró; g- száras marófej, elıvágókkal

Másoló marógép – pantográf maró mőködési elve

A felületre helyezett mintasablont letapogatja a

karra szerelt tapogató tüske

A forgó marófej a letapogató tüske mozgásait követi

minden irányban.

Lehetıség van a pantográf szerkezet

állításával nagyításra és

kicsinyítésre is.

A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek

A faipari CNC gépek a számítógépen elkészített alkatrészmodellekmegmunkálására alkalmas gépek.

A számítógéppel vezérelt gépnek nincs szüksége sem sablonra, semmesterdarabra, az adott tervezı és kivitelezı programokkal (pl.: CAD-CAM) végzi a megmunkálás vezérlését.

Elınyei:� Egyetlen felfogással nagyon komplikált mőveletsorozat végezhetı,

� Az elıtolási sebessége 2-5-ször nagyobb, mint a hagyományos marógépeké,

� Magas minıségő marás (ellen- vagy egyenirányú marás),

� Programozható és összehangolható a szerszámsebesség és elıtolásisebesség,

� Több beépíthetı maróegység (revolver), automatikus szerszámcsere

A CNC marógépeken elvégezhetı mőveletek

A CNC (Computer Numerical Control) olyan berendezés, amely szabadon programozható mikroszámítógépet is tartalmaz, ami a vezérlését végzi. Vezérlését alapvetıen a beépített mikroszámítógép programozása határozza meg. Mőködését a felépítmény, azaz a vezérelt gép és az alkalmazott technológia határozza meg.

A szerszámgép, megmunkálási technológiától függıen legyen az maró, eszterga, köszörő, szikra, vízsugár, lézer, lemezalakító, hegesztı berendezés.

A faiparban két típus a legelterjedtebb: a maró forgácsoló elven mőködı CNC gépek, valamint a CNC esztergagépek.

Vezérlésük alapján lehetnek:

•Pontvezérelt

•Szakaszvezérelt

•Pályavezérelt

A pályavezérelt gépek közül a faiparban a gyártási igényeknek megfelelıen megkülönböztetünk: 2; 2,5; 3; 5; 6 D-s gépeket.

Pontvezérlés

A pontvezérléső gépeknél nincs funkcionális összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A vezérelt elmozdulás közben megmunkálás nincs. Egyidejőleg két koordináta irányban is lehetséges elmozdulás.

Koordináta-fúrógépek

Szakaszvezérlés

Szakaszvezérlésnél szintén nincs összefüggés a különféle koordináta irányú mozgások között. A szerszám viszont a szánmozgásoknál valamely koordináta irányában fogásban lehet. A szerszám a kiinduló ponttól a befejezı pontig egyenes mentén mozog valamely tengely irányában. Elıfordulhat különbözı elıtoló mozgások egyidejő bekapcsolásával a koordinátatengellyel meghatározott szög (általában 45 fok) alatti egyenes vonalú mozgás létesítése is.

Pályavezérlés

A pályavezérléső szerszámgépeknéla különféle irányú mozgások között funkcionális összefüggés van. Így a szerszámok és a munkadarabok egymáshoz viszonyított mozgása valamilyen függvénykapcsolattal adható meg.

A kontúrvonalat megadó görbét a gép elemi útszakaszok sorozatával közelíti meg, vagyis a pályát szakaszokra bontja és azt valamilyen más görbével közelíti meg. A pályavezérlésnél az információs adatok száma sokkal nagyobb, mint a pont- és szakaszvezérléső gépeknél. A gép az adatok feldolgozását, vagyis a pálya közelítıgörbéje adatainak meghatározását a CNC belsı számítógépével végzi el. Ezt a berendezést interpolátornak nevezik.

Pályavezérléső gépeknél minden tengelyen önálló, fokozatmentesenszabályozható sebességő mellékhajtómő szükséges. Az interpolátor az egyes tengelysebességek folyamatos változtatásával biztosítja a mindenkor szükséges térbeli pályamenti eredı sebességvektor beállítását.

2 és 2,5 D-s CNC marógépek

Ahány tengely összhangban vezérelhetı, annyi dimenziós pályavezérlésrıl (D) beszélhetünk.

Tehát a dimenziószám az eredı sebességvektor különbözı tengelyek irányába esı sebességkomponensek száma. Ha az NC nem képes minden tengelyt összhangban mozgatni (azaz pálya-vezérelni) a fennmaradó (csak szakasz-vezérelhetı) tengelyeket fél dimenziószámmal jelölték. A felsı ábra 2D pályavezérlést, az alatta levı ábra 2.5D pályavezérlést mutat. Ez utóbbi "teraszos" megmunkálást jelent, azaz síkban (2D) pályavezérelhetı és a harmadik tengely mentén szakaszos elmozdulást eredményez.

2 és 2,5 D-s CNC marógépek

2 D-s CNC marógépek

A 2D-s gépeken csak viszonylag egyszerő alkatrészek készíthetık, mert a szerszám csak vízszintes síkban mozog forgácsolás közben.

Keretek ajtóbetétek hangszerdobozok íves alkatrészek.

2 D-s CNC marógépek

A 2-2,5 D-s gépek speciális faipari alkalmazása a Lapszabász CNC gépek, melyek hengeres marószerszámmal forgácsolnak.

Másik speciális terület a gravírozás.

2,5 D-s CNC marógépek

A 2,5 D-s gépeken már bonyolultabb alkatrészek is elkészíthetık, mivel a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában is elmozdulhat, de csak egyenes vonal mentén.

2,5 D-s CNC marógépek

3D-s CNC marógép

A 3D-s gépek annyiban különböznek a 2,5D-s gépekrıl, hogy a szerszám forgácsolás közben a tér harmadik irányában tetszıleges görbe mentén mozoghat.

3D-s CNC marógép

4D, 5D és 6D-s CNC marógépekAbban különböznek a 3D-s gépektıl, hogy a szerszámot forgácsolás közben lehet forgatni a teret meghatározó fı iránytengelyek körül (X,Y,Z).

Valódi térbeli alakzatok általában 5D pályavezérléssel munkálhatók meg, mert a geometria lekövetése mellett a maró optimális élszögeit is be kell állítani.

4D, 5D és 6D-s CNC marógépek

4D, 5D és 6D-s CNC marógépek

4D, 5D és 6D-s CNC marógépek

4D, 5D és 6D-s CNC marógépek

A sok mozgás könnyebb kezelhetısége (programozása) miatt a gyártók néhány alapmozgást a szerszámról áthelyeztek a gépszerkezetre, a gépasztalra (X, Y, Z irányú mozgás, forgás, stb.). Ettıl függetlenül még a szerszám szabadságfokáról beszélünk.

5D-s gép, amelyen az X tengely menti lineáris- illetve körmozgást (A), valamint az Y tengely körüli forgást (B) a

gépasztal együtt végzi a rárögzített munkadarabbal

CNC marógépek

A CNC marógépek egyik fontos paramétere az egyidejőleg megmunkálható alkatrészek száma. Ez attól függ, hogy a gép hány szerszámfejjel rendelkezik.

A technológiai folyamatok tervezésekor felvetıdı kérdés, hogy a gépen milyen mőveleteket kell elvégezni. Általánosan két fıtípust különböztetünk meg a CNC gépeknél:

� Revolverfejes gépek, ahol a szerszámfej elforgatásával tetszılegesen használható 6-8 szerszám.

� A lineáris szerszámfejes gépek, melyek szerszámtárral rendelkeznek, melyekbıl a gép automatikusan a szükséges mőveleteknek megfelelı szerszámot adaptálja.

CNC marógépek

Revolverfejes osztatlan asztallapú (a) és lineáris osztott asztallapú (b) felsımarók

CNC marógépek

Revolverfej

CNC marógépekLineáris osztott asztallapú CNC

felsımaró

Szerszámtár-egység

Befogótokmányok CNC marógépekhez

CNC felsımaró szerszámok