10. Gaia: Fresaketa 1/26
III MODULUA : TXIRBIL HARROKETAZKO III MODULUA : TXIRBIL HARROKETAZKO MEKANIZAZIOAMEKANIZAZIOA
10. GAIA: Fresaketa10. GAIA: Fresaketa
TEKNOLOGIATEKNOLOGIA MEKANIKOAMEKANIKOA
INGENIARITZAINGENIARITZA MEKANIKOMEKANIKO SAILASAILA
Universidad del PaUniversidad del Paíís Vasco s Vasco –– Euskal Herriko UnibertsitateaEuskal Herriko Unibertsitatea
10. Gaia: Fresaketa 2/26
EdukiakEdukiak
1. Sarrera- Fresaketa prozesuaren ezaugarriak eta pieza motak- Fresaketa prozesuaren deskribapena
2. Eragiketa eta erreminta arruntenak
3. Fresaketa erremintak- Fresaketa erreminta baten parteak- Fresaren angeluak- Hortz bakoitzaren ekintza piezan
4. Fresaketa parametroak- Fresaketa eragiketaren oinarrizko parametroak- Hortzeko aitzinapena eta txirbil lodiera- Txirbil sekzioa- Ebaketa indarra - Ebaketa potentzia
5. Fresaketa makinak: Deskribapena eta arkitektura batzuk6. Tutorepeko galdesorta7. Lan-aukerak: enpresak eta produktuak
10. Gaia: Fresaketa 3/26
1. Sarrera1. Sarrera
FRESAKETA PROZESUAREN EZAUGARRIAK ETA PIEZA MOTAK:
• Geometria ezberdinetako piezentzat mekanizazio eragiketak: pieza prismatiko, konplexuak, inklinatutako azalerak,...
• PROZESUAREN ABANTAILAK• Edozein geometria.• Zehaztasun eta azal akabera onak
forja/galdaketarekin konparatuz.• Malgutasuna: pieza bakarretik tirada
altuetara.• Material ezberdinak (material oso
gogorrekin murrizketak).
• PROZESUAREN MURRIZKETAK• Prozesu garestia.• Mugaketak mekanizatzeko zailak diren
material batzuekin.Fresatutako parteak
Azalera lauak eta galdatu/forjatutako piezen gune batzuen akabera
10. Gaia: Fresaketa 4/26
1. Sarrera1. Sarrera
Geometria konplexuko piezak : molde, matrize, alabe, pieza aeronautikoak, …
FRESAKETA PROZESUAREN EZAUGARRIAK ETA PIEZA MOTAK:
• Geometria ezberdinetako piezentzat mekanizazio eragiketak: pieza prismatiko, konplexuak, inklinatutako azalerak,...
• PROZESUAREN ABANTAILAK• Edozein geometria.• Zehaztasun eta azal akabera onak
forja/galdaketarekin konparatuz.• Malgutasuna: pieza bakarretik tirada
altuetara.• Material ezberdinak (material oso
gogorrekin murrizketak).
• PROZESUAREN MURRIZKETAK• Prozesu garestia.• Mugaketak mekanizatzeko zailak diren
material batzuekin.
10. Gaia: Fresaketa 5/26
1. 1. SarreraSarrera
Geometria konplexuko piezak: molde, matrize, alabe, pieza aeronautikoak, …
FRESAKETA PROZESUAREN EZAUGARRIAK ETA PIEZA MOTAK:
• Geometria ezberdinetako piezentzat mekanizazio eragiketak: pieza prismatiko, konplexuak, inklinatutako azalerak,...
• PROZESUAREN ABANTAILAK• Edozein geometria.• Zehaztasun eta azal akabera onak
forja/galdaketarekin konparatuz.• Malgutasuna: pieza bakarretik tirada
altuetara.• Material ezberdinak (material oso
gogorrekin murrizketak).
• PROZESUAREN MURRIZKETAK• Prozesu garestia.• Mugaketak mekanizatzeko zailak diren
material batzuekin.
10. Gaia: Fresaketa 6/26
Oinarrizko higidura
1. Sarrera1. Sarrera
FRESAKETA PROZESUAREN DESKRIBAPENA
• APLIKAZIOAKBiraketa-simetria ez duten piezen mekanizazioa.
• BI MUGIMENDU EZBERDINEN KONBINAZIOA:Oinarrizko edo ebaketa higidura Aitzinamendu higidura
• OINARRIZKO HIGIDURAErremintaren biraketaAitzinamendu higidurak baino potentzi kontsumo eta abiadura handiagoak.
• AITZINAMENDU HIGIDURAArruntena 3 askatasun gradu (XYZ) duen fresaketa makina izatea da.
Ideia bat emateko : Eskuineko eragiketan, fresaren bira bakoitzeko 0.1∼0.2 mm bakarrik mugitzen da.
Aitzinamendu higidura
Oinarrizko higidura
Aitzinamendu higidura
10. Gaia: Fresaketa 7/26
1. 1. SarreraSarrera
FRESAKETA PROZESUAREN DESKRIBAPENA• ERABILERA ANITZEKO PROZESUA BI
ARRAZOIENGATIKAitzinamendu mugimenduaren norabide aldatzeko aukera.Fresaren geometria aldatzeko aukera.
10. Gaia: Fresaketa 8/26
Lauketa
2. 2. Eragiketa eta erreminta arruntenakEragiketa eta erreminta arruntenak
10. Gaia: Fresaketa 9/26
Eskuairaketa
2. 2. Eragiketa eta erreminta arruntenakEragiketa eta erreminta arruntenak
10. Gaia: Fresaketa 10/26
Hutsuneen mekanizazioa
2. 2. Eragiketa eta erreminta arruntenakEragiketa eta erreminta arruntenak
10. Gaia: Fresaketa 11/26
Azalera konplexuen mekanizazioa
2. 2. Eragiketa eta erreminta arruntenakEragiketa eta erreminta arruntenak
10. Gaia: Fresaketa 12/26
3. Fresaketa erremintak3. Fresaketa erremintak
FRESAKETA ERREMINTA BATEN PARTEAK:
• HURRENGOAN BANATZEN DIRA:• Kirtena • Atal ebakitzailea
• ATAL EBAKITZAILEAN:Hortz ezberdinak izaten ditu. Bakoitzean:
• Sorbatz nagusia• Bigarren sorbatza• Azpijan-aurpegia• Jaulkitze-aurpegia• Hortzaren punta
Azpijan-aurpegia
Jaulkitze-aurpegia
Bigarren sorbatza
Plaka euslea
Hortzaren punta
Sorbatz nagusia
Ebaketa plakatxoa
Txirbilarentzat ahokalekua
Azpijan-aurpegia
Jaulkitze-aurpegiaBigarren sorbatza
10. Gaia: Fresaketa 13/26
FRESAREN ANGELUAK
• HURRENGOAK DEFINI DAITEZKE:• Sorbatz nagusiaren posizio angelua (κr)• Bigarren sorbatzaren posizio angelua (κ’r)• Jaulkitze angelua (γ)• Azpijan-angelua (α)
3. Fresaketa erremintak3. Fresaketa erremintak
AA Sekzioa
⊥ a Vc
(-)
(+)
κrκ′r
Aitzinapenabiadura
N
Aitzinapenabiadura
AA sekzioa γ
Pieza
Hortza
Txirbila
Azpijan aurpegia
Eraso aurpegiaAA Sekzioa
Vc
10. Gaia: Fresaketa 14/26
Jaulkitze angelu axiala (γa)
Jaulkitze angelu erradiala (γr)
γa
γr
Biak negatiboak Biak positiboakPositibo - negatiboa
Sorbatzaren sendotasun handiagoa
Txirbilaren fluxu hobea
3. Fresaketa erremintak3. Fresaketa erremintak
FRESAREN ANGELUAK
• HURRENGOAK DEFINI DAITEZKE:• Sorbatz nagusiaren posizio angelua (κr)• Bigarren sorbatzaren posizio angelua (κ’r)• Jaulkitze angelua (γ)• Azpijan-angelua (α)
10. Gaia: Fresaketa 15/26
HORTZ BAKOITZAREN EKINTZA PIEZAN• FRESA BATEN SORBATZAK ALDI BEREAN BIRATU ETA
TRASLADATZEN DIRA :• Ebaketa intermitentea: sorbatza piezan sartu eta irten.• Harrotzen duen material kantitatea posizioaren arabera
ezberdina da.
Oinarrizko higidura
θ
1 sorb.2 sorb.
3 sorb.
1 sorb.
2 sorb.
3 sorbatza
3. Fresaketa erremintak3. Fresaketa erremintak
Aitzinamendu higidura
10. Gaia: Fresaketa 16/26
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
FRESAKETA ERAGIKETAREN OINARRIZKO PARAMETROAK
• Ebaketa abiadura (m/min):
• Iraganaldi sakonera erradiala (ae) eta axiala (ap)
ae eta ap (mm)
• Aitzinapen abiadura (mm/min):Vf (mm/min)
• Hortzeko aitzinapena (mm)
Vc: Ebaketa abiadura (m/min)
D: Fresaren diametroa (mm)
N: Biraketa abiadura (b/min)
fz: Hortzeko aitzinapena (mm/hortz)
Vf: Aitzinapen abiadura (mm/min)
N: Biraketa abiadura (b/min)
z: Fresaren hortz kopuruazN
Vf fz ⋅=
1000NDVc⋅⋅
=π
Vf
N
fz
N Vc
ap
ae
10. Gaia: Fresaketa 17/26
HORTZEKO AITZINAPENA ETA TXIRBIL LODIERA• Txirbil lodiera (ac) aldakorra hortzaren ibilbidean zehar.
Txirbil lodiera hortzaren posizio erradialaren menpekoa da, θangeluaren bidez definitua.
κrac
fz·sin(θ)
κr
Vf
ac2
acmax=fz
ac1
θ
Sorbatzen ibilbidea
θ fzθ
ac
( )θsinzc fa =
( ) ( )rc fza κθ sinsin ⋅⋅=
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
κr=90º
κr ≠ 90º
10. Gaia: Fresaketa 18/26
TXIRBIL SEKZIOA• Txirbil sekzioak (Sc) hortz batek harrotzen ari den materiala
adierazten du, eta txirbil lodiera eta txirbil zabalera biderkatuz lortzen da.
κrac
Sc1
θSc
Sc2 Sc3
aw
wcc aaS ⋅=
Sorbatzen ibiltartea
Aldiune bakoitzean txirbil lodiera aldakorra denez, txirbil sekzioa ere aldakorra da
Sc
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
10. Gaia: Fresaketa 19/26
EBAKETA INDARRA• Fresaketa prozesuan sortutako indarra da.• Torneaketan bezala, material eta ebaketa
parametroen menpekoa da.• Ebaketa indarra fresaketan aldakorra da bi
arrazoigatik: Sc aldakorra da eta ebaketa energia espezifikoa ac-ren menpekoa da, baitaere aldakorra.
Fc
Fa
Fr
Indar axiala
Indar erradiala
Ebaketa indarra
θ
Sc
θ
ac
ac
pscscSpF ⋅=
Ohiko gunea torneaketan
Ohiko gunea fresaketan
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
10. Gaia: Fresaketa 20/26
Fc
Fa
Fr
Indar axiala
Indar erradiala
Ebaketa indarra
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
0
Eba
keta
inda
rra(N
)
Denbora (s)
200
-100
0,1
EBAKETA INDARRA• Fresaketa prozesuan sortutako indarra da.• Torneaketan bezala, material eta ebaketa
parametroen menpekoa da.• Ebaketa indarra fresaketan aldakorra da bi
arrazoigatik: Sc aldakorra da eta ebaketa energia espezifikoa ac-ren menpekoa da, baitaere aldakorra.
10. Gaia: Fresaketa 21/26
EBAKETA POTENTZIA
• Ebaketa indarra Fc aldakorra denez denboran eta instante batean hortz bat baino gehiago egon daitezkeenez ebakitzen, potentziaren kalkulu sinplea ez da posible.
• Horregatik, batez besteko balio bat lortzen da batez besteko txirbil lodieratik abiatuz.
ccswcccscccc VtapataVaptSVtFP ⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅= ))(()()()()(
Sc(ac)=Sc(t)
ac(t)
Kalkulu konplexua!!
Kontsumitutako potentziaren batez besteko balio bat lortzen da, Pm, ebaketa energia espezifikoaren batez bestekoa ps* denbora unitatean mekanizatutako txilbil bolumen totalarekin biderkatuz:
epfcsm aaVapP ⋅⋅⋅= )(*Ebaketa energia espezifikoaren batez bestekoa tauletatik lortzen da txirbil lodieraren batez besteko baliotik (ac) abiatuz:
( )Dsenfadaa rzecc ⋅Θ⋅⋅⋅
=Θ
= ∫κ
θθ 210
4. Fresaketa parametroak4. Fresaketa parametroak
10. Gaia: Fresaketa 22/26
5. Fresaketa 5. Fresaketa makinakmakinak: Deskribapena : Deskribapena eta arkitektura batzuketa arkitektura batzuk
FRESAKETA MAKINA BATEN PARTEAK:
• Fresaketa prozesua egiteko erabiltzen den makina-erreminta fresaketa makina da.
• FRESAKETA MAKINAK HURRENGO MUGIMENDUAK EMAN BEHAR DITU
• Fresaren biraketa abiadura ezberdinetara eta potentzi nahikorekin.
• Aitzinamendu mugimendua, erreminta eta piezaren arteko mugimendu erlatiboa.
• GAINERA …• Mugimenduak zehatzak izan behar dira.• Pieza eta erremintak indar nahikorekin eutsi
behar dira.
Bankad
a
Burua
Mahaia
Erreminta
Kontsola
Gidak
Zuta
be
10. Gaia: Fresaketa 23/26
FRESAKETA MAKINA MOTAK:
• Beste makina-erreminta batzuk ez bezala, fresaketa makina mota asko existitzen dira mekanizatu beharreko pieza mota eta tamainaren arabera.
• Eskuzko fresaketa makinak, aitzinamendu mugimenduak eskuz eragiten diren sistema mekaniko bidez lortzen dira.
• ZK-dun fresaketa makinak: aitzinamendu mugimenduak serbomotoreen bidez eraginak, programa batek exekutatzen dituenak dira.
www.haas.com –ko argazkia
www.hermle.de –ko argazkia
Fresarenardatza
bertikala da
Fresarenardatza
horizontala da
5. Fresaketa 5. Fresaketa makinakmakinak: Deskribapena : Deskribapena eta arkitektura batzuketa arkitektura batzuk
10. Gaia: Fresaketa 24/26
Y
Y
5. Fresaketa 5. Fresaketa makinakmakinak: Deskribapena : Deskribapena eta arkitektura batzuketa arkitektura batzuk
ARKITEKTURA BATZUK:
• Hurrengo irudian 3 ardatzeko fresaketa makina baten 7 arkitektura mota adierazten dira.
10. Gaia: Fresaketa 25/26
1. Fresaketa prozesua oso malgua izan arren, pentsatu fresaketaren bidez oso zailak/ezinezkoak diren pieza geometriak.
2. Zein da fresaketa makinek izaten duten ardatz kopuru maximoa? Ze abantaila du makina hauek erabiltzeak? Eta desabantailak?
3. Torneaketa eragiketetan, txirbila erreminta eta piezaren artean enredatu daiteke arazo handiak sortuz ebaketa gunetik kendu ahal izateko, hala ere, arazo hau ez da gertatzen fresaketan. Azaldu dezakezu zergatik?
4. Irudikatu zenbait sorbatzen kolpekatze sekuentzia pieza batean. Irudi horretatik abiatuz, lortu fresaketa parametro eta lortutako azaleko zimurtasunaren arteko erlazioa. Zein da eragin handieneko parametroa?
5. Ebaketa indarraz gain beste bi osagai daude: erradiala eta tangentziala. Azaldu nola eragiten duen osagai bakoitzak fresaketa eragiketan
6. Ze abantaila izan dezake fresaketa makina horizontal bat erabiltzea makinak bertikalarekiko?
7. Ze abantaila du ardatzen mugimendua erremintari transmititzen dion fresaketa makina bat erabiltzeak, pieza kokatzen den mahaia geldirik mantenduz.
6. Tutorepeko galdesorta6. Tutorepeko galdesorta
10. Gaia: Fresaketa 26/26
Troquelería BATZ S. Coop.Estanpazio matrize handien fresaketa.Kokapena: Igorre (Bizkaia)www.batz.com
Talleres Aratz S.A.-k fabrikatutako turbina rodetea
MASA: Mecanizaciones Aeronáuticas S.A. Abioi fuselajeen piezen fresaketa.Kokapena: Agoncillo (La Rioja)www.masa.aero
Talleres de precisión GAIZehaztasuneko piezen mekanizazioa.Kokapena: Zaldibar (Bizkaia)www.sikulan.comTalleres Aratz S.A.Konplexutasun handiko piezen fabrikazioa: hidroelektrika industriarako turbina eta rodeteen elementuak, satelite piezak, prototipoak,…Kokapena: Gasteiz (Araba)www.sea.es/aratz
Abioi bateko fuselaje pieza baten fresaketa simulazioa, MASA.
Matrici S. Coop.Estanpazio trokelen eta tresneriaren fabrikatzaileaKokapena: Zamudio (Bizkaia)www.matrici.com
Pieza baten gune konkretu bat bukatzeko fresaketa eragiketak egiten dituzten enpresa asko daude. Gainera fresaketa makina fabrikatzaile asko daude Eusko Erkidegoan (Ikusi 15 eta 16. gaiak).
7. Lan7. Lan--aukerak: enpresak eta aukerak: enpresak eta produktuakproduktuak