Nagypontosságú keményesztergálással 

előállított alkatrészek felület integritása

Keszenheimer AttilaDirect­line Kft – vendégkutató

BME – PhD hallgató

Szakmai napNagypontosságú megmunkálások

Felület integritás

­maradó feszültségek­felületi struktúra/érdesség­felület szövetszerkezet

A maradó feszültségek hatása

3

Anyag kifáradási tesztek eredményei:• két teszt: Ø120 mm kúpgörgős csapágyak

   Ø450 mm kúpgörgős csapágyak

• mindkét esetben keményesztergálás és   köszörülés• a keményesztergált csapágyak kifáradási   élettartama jobb• a maradó feszültségeknek köszönhető

4

Az előtolás és a munkadarabkeménységének a hatása:• állandó forgácsolási sebesség

vc = 120 m/min

A szerszám él geometria hatása

5

• az nagyobb él lekerekítési sugárral nagyobb maradó feszültség

• élletörés 0°­ról 20°­ra növelésével nagyobb maradó 

feszültség• az élletörés és a nagyobb hónolási sugár ugyanúgy hat   a kialakuló maradó feszültség profilra

Következtetések

Nagy maradó feszültségek elérése:

• nagy előtolással, de ez jelentősen megnöveli a forgácsolási erőket

• nagy él lekerekítési sugárral, de ez jelentősen növeli a hőmérsékletet

• a letörés hatása egyenértékű a nagy lekerekítési sugárral

• a nagyobb keménységűre hőkezelt anyagban nagyobb maradó feszültségek

   keletkeznek

• ezekből következik, hogy közepes hónolási sugár (0,02­0,05 mm) +20°­os 

letörési

   szög és kis előtolás és nagy munkadarab keménység ajánlott, hogy a 

szerszám

   hőmérséklete és a forgácsolási erők is alacsonyabbak legyenek

6

Korróziós különbségek

7

• a képen látható munkadarab 3 felületét 3 különböző eljárással munkálták meg:

­ Köszörülés

­ Huzalos szikraforgácsolás

­ Nagypontosságú 

keményesztergálás

2. Felület érdességi modellek

Brammertz és L’Vov elmélete M. Knüfermman feldolgozásában 

2. Érdességi modell problémák

A valóságos felületi érdesség és szórása K.F.Koch [1]szerint

­ A kopás folyamán nem feltétlenül romlik a felületi érdesség.­ Adott kopási szinten vannak olyan előtolás értékek ahol javul az érdesség előző kopási szinthez viszonyítva s van ahol romlik.­ Előfordulhat ugyanazon kopási szintnél, hogy nagy előtoláshoz jobb felületi érdesség tartozik mint kisebb előtolási értékhez.

Felületi érdesség vizsgálatok  (Direct­line)

Felületi érdesség, szerszámkopás, előtolás

3. Él­érdesség mérés

Olympus LEXT – Konfokális lézerpásztázó 3D­s mikroszkóp

4. Érdességi modell kezdeti feltételei

Feltételek:

­A  szerszám  éle,  ahogy  az,  a  fenti  ábrán  is  láthatjuk,  egy  mikro­geometriai egyenetlenségekkel rendelkező szabálytalan síkgörbe.­Néhány fordulat alatt a szerszám kopása elhanyagolható.­A MKGS rendszer abszolút merev.­A  munkadarab  anyagának  rugalmas  és  képlékeny  alakváltozása elhanyagolható.

4. Gyakorlati tapasztalatok

­ Új  szerszámmal  konstans  körülmények  között forgácsolva,  a  felületi  érdesség,  a  forgácsolási  út növekedésével,  kis  ingadozásokkal  ugyan,  de fokozatosan romlik. 

­ A  forgácsolási  út  növekedésével  nő  a  hátkopás  és  a homlokkopás is. 

­ Az  él,  a  kontakt  ívhossz  mentén  nem  kopik egyenletesen.  Egyrészről  a  szerszám  csúcsa  körül gyorsabban  kopik,  a  főél  azon  szakaszán,  ahol  az  él forgácsolni kezd, egy kis bekopás figyelhető meg, míg a mellékél felé eső élszakaszok kevésbé koptak.

­   Az  él  érdessége,  a  kopás  előrehaladtával folyamatosan változik. 

Előtolás

f

Szerszám él R­profil

Prognosztizált felület profil

Rz, Ra, tp

előtolás  

Szerszám élprofil leképezés előtolás függvényében

Felületi profil származtatás

Mérési hossz 

lc

Ismétlés amig l=lc+2lr

Előirt felületi érdesség

5. A modell felépítése

6. Felületi érdesség modell

A burkoló görbéből az érdességi modell alapján származtatott  munkadarab érdességi profil.

6. Felület prognosztizálás

A  gyakorlatban  számtalanszor  előfordul  az  a  jelenség,  miszerint  az előtolás  csökkentése  nem  mindig  jár  együtt  a  felületi  minősség javulásával,  sőt  az  előtolás  csökkentésével  gyakran  előfordul,  hogy romlik a felületi minőség.

Célok:­egy pontosabb, gyakorlatban hasznosítható érdességi modell létrehozása, ­„in process” mérés lehetősége, szerszámköltség csökkentés, szerszám csere, bemérési idő megtakarítása

Köszönöm a figyelmet!