Ugrás a tartalomhoz

Ipari technológiák

Dr. Német Béla (2013)

Pécsi Tudományegyetem

Kovácsolás, forgácsolás.

Kovácsolás, forgácsolás.

Kovácsolás,

http://hu.wikipedia.org/wiki/Kovácsolás

A kovácsolás a fémek képlékeny alakításának legősibb módszere. Kovácsoláskor a fémet általában két szerszám alakító felületei között, ütésekkel vagy nyomással formálják. Alakíthatják melegen, hidegen vagy félmeleg állapotban (ez egyébként a legtöbb képlékenyalakító módszerre igaz). A kovácsolt darabok hossza néhány millimétertől több méterig terjedhet. A kovácsolás lehet kézi vagy gépi, utóbbi lehet szabadalakító vagy süllyesztékes.

A kovácsolás célszerű módszerét a gyártás költségei határozzák meg, ez pedig elsősorban a sorozatok nagyságától függ. A gyártási költség egyik tényezője a forgácsolási költség. Szabadalakító kovácsolásnál majdnem mindig nagyobb forgácsolási hozzáadással kell dolgozni, tehát nagyobbak a forgácsolási költségek. A süllyesztékes kovácsolásnál a süllyeszték szerszám költségeit kell figyelembe venni. Minél nagyobb a széria, annál kisebb a szerszám fajlagos költsége, tehát a süllyesztékes kovácsolás egyértelműen a tömeggyártás módszere. Számításba kell még venni a melegítés, a gépek működtetése, az élőmunka stb. költségeit is.

Szabadalakító kovácsolás műveletei

- Nyújtás: A szabadalakító kovácsolás legalapvetőbb művelete. A nyújtóbetét általában lapos, téglalap nyomófelületű szerszám. A nyújtás annál erőteljesebb, minél keskenyebb a nyújtóbetét.

- Duzzasztás: Olyankor szükséges, ha kis keresztmetszetű kiinduló anyagból nagyobb keresztmetszetű darabot kell kovácsolni. Gyűrűk, korongok, tárcsák lyukasztásának előkészítésére is alkalmazzák.

- Lyukasztás: Tömör vagy üreges lyukasztó tüskével végzik, egy vagy két oldalról.

7.16. ábra - Kivágó és lyukasztó gép

Kivágó és lyukasztó gép

http://www.fermatmachinery.com/hasznalt-gepek/mas-gepek/kivago-es-lyukaszto-gep/

- Vállazás: Az éles vagy nagyobb átmenetek kialakításának segédművelete. Egyszerű nyújtással ugyanis nem lehet éles átmenetet biztosítani, mert az ütések helye mellett az anyag behúzódik.

- Áttolás: Az anyagtakarékosságot és a kedvezőbb szálelrendeződést segíti elő.

7.17. ábra - Excenteres kézi hajlító gép

Excenteres kézi hajlító gép

http://www.okgep.hu/xe.html

7.18. ábra - Amada HD 1003 NT motoros meghajtású hajlítógép

Amada HD 1003 NT motoros meghajtású hajlítógép

http://www.cnc.hu/2011/06/standbemutato-epl-tech-kft/

- Hajlítás: Általában a görbe kovácsdarabok alakításának utolsó művelete. Többnyire csak a darab egy kis részét kell egy görbe vonal mentén meghajlítani. Eközben ügyelni kell a húzott, külső oldal „behúzódására”: ezen a részen szükség esetén anyagtöbbletet kell biztosítani.

- Csavarás: Kényes művelet, ezért megfelelő hőmérsékleten kell végezni. A kovácsdarab egyik részét általában úgy fordítják el valamilyen szöggel a többihez képest, hogy a darabot először egy síkban lekovácsolják, és a műveletsor végén csavarják meg.

- Kovácshegesztés: A bonyolult alakú kovácsdarabokat gyakran részekre bontva kovácsolják, és a részeket hegesztéssel, igen gyakran kovácshegesztéssel egyesítik. A kis karbontartalmú (a kohászatban a szén helyett többnyire a karbon kifejezést használják) acélok (mintegy 0,15% C-tartalomig) általában jól hegeszthetők, efölött azonban a hegeszthetőség már korlátozott.

Sűllyesztékes kovácsolás

Süllyesztékes kovácsolással bonyolultabb kovácsdarabok állíthatók elő, a szabadalakító kovácsolásnál pontosabban és többnyire nagy sorozatban. A munkadarabot általában két félből álló szerszámmal alakítják, ezek a süllyesztékek. A süllyesztékszerszámokba a kovácsdarab két részre osztott negatívját munkálják be. A süllyesztékeket elválasztó felület az osztófelület.

7.19. ábra - Süllyesztékes kovácsolás

Süllyesztékes kovácsolás

http://hu.wikipedia.org/wiki/Kovácsolás

A süllyesztékes kovácsolásnak számos módszere van (sorjával végzett, sorja nélküli, méretpontos stb.). A következőkben a „legközönségesebb” eljárásról, a sorjával végzett alakításról szólunk. Ebben a darabolási pontatlanságból származó és az egyéb szempontok miatt tervezett anyagtöbblet az üreg és az osztófelület határán kiképezett üregrészbe áramlik: ez a sorjacsatorna, a bekerülő anyag pedig a sorja. A sorjacsatorna két, jól megkülönböztethető része:

  1. a sorjahíd és

  2. a sorjazsák.

Az üregben el nem férő anyagtöbblet a sorjahídon távozik a sorjazsákba. A sorjahíd méreteit úgy kell megválasztani, hogy az anyag kiáramlását tegye lehetővé, de egyúttal gátolja is annyira, hogy az anyag előbb a süllyesztéküreg nehezebben töltődő részeit töltse ki. A sorjazsák méretét úgy kell meghatározni, hogy elférjen benne a kiáramló anyag. A sorja eltávolítása a kovácsolás végén egy külön művelet (sorjázás).

A kovácsolás gépei

Kalapácsok: Kovácsüzemi kalapácsoknál az alakítást általában egy gyorsulva mozgó tömeg (medve) mozgási energiája végzi el. A medve mozoghat a nehézségi gyorsulással, vagy annál gyorsabban. A medvét mozgathatják mechanikusan, illetve sűrített gőzzel vagy levegővel. A szabadalakító és a süllyesztékes kovácsolásra alkalmas kalapácsok egyik legalapvetőbb különbsége az alapozás: a szabadalakító kalapácsok tőkéjét és gépállványát külön alapozzák, a süllyesztékes kalapácsokat (amelyekben a tőke és az állvány egyetlen, zárt rendszer) egyetlen alaptömbön helyezik el.

Rugós kalapács

Légpárnás kalapács

Ejtőkalapácsok

Gőz-légkalapácsok

Hidraulikus kovácssajtó

Forgácsolás.

http://hu.wikipedia.org/wiki/Forgácsolás

A forgácsolás olyan anyagmegmunkáló módszer, amelynél a kiinduló darabról a fölösleges részeket – egy arra alkalmas szerszám (forgácsolószerszám) segítségével – forgács formájában távolítják el. A forgácsolás történhet mértanilag határozott és határozatlan élű szerszámmal. A határozott élű szerszámok közé tartozik például az esztergakés vagy a fűrészlap, a határozatlan élű szerszámok közé például a köszörűkorong.

A forgácsolás fontosabb módszerei az esztergálás, a gyalulás és vésés, a marás, a fúrás, a köszörülés, az üregelés stb. Néhány forgácsolási műveletet kézzel is el lehet végezni (pl. reszelés, dörzsölés, fűrészelés), de általában gépi erővel, forgácsológépekkel forgácsolnak.

Mozgásviszonyok

A forgácsolási művelet végrehajtásához a munkadarabnak és a szerszámnak el kell mozdulni egymáshoz képest. A mozgásokat mindig egy állónak képzelt munkadarabhoz viszonyítják, függetlenül attól, hogy a tényleges mozgások hogyan is valósulnak meg. A forgácsolás során előforduló mozgásfajták:

  1. a forgácsoló mozgás előtoló mozgás nélkül egyszeri forgácsleválasztást tesz lehetővé a munkadarab egy fordulata vagy lökete alatt;

  2. az előtoló mozgás a forgácsoló mozgással együtt folyamatos vagy többszöri forgácsleválasztást biztosít több fordulat vagy több löket alatt;

  3. a hozzáállító mozgás az a mozgás, amellyel a forgácsolás megkezdése előtt a szerszámot a munkadarabhoz állítják;

  4. a fogásvételi mozgás az a mozgás, amellyel a leválasztandó anyagréteg vastagságát beállítjuk, eredménye a fogásmélység;

  5. az utánállító mozgás korrekciós, hibakiigazító mozgás a darab és a szerszám között.

7.20. ábra - A forgácskeresztmetszet elméleti és tényleges alakja

A forgácskeresztmetszet elméleti és tényleges alakja

http://gepeszet.hupont.hu/5/hideg-alakitas-i

A forgácsoló szerszámok élgeometriája

A forgácsoló szerszámok esetén egyértelműen meghatározható élgeometriáról csak a szabályos élű szerszámok esetén lehet beszélni. De a különböző célú szabályos élű szerszámok kialakítása is igen változatos. Ezért a forgácsoló szerszámmal kapcsolatos fogalmak értelmezését mindig a legegyszerűbb alakon, az egyélű szerszámon lehet bemutatni.

A forgácsoló szerszámoknak két fő részre van: a szár és a forgácsoló rész. A forgácsoló részt jellemző felületek, szögek és vonalak összességét, egymáshoz viszonyított helyzetét és számszerű értékeiket összefoglaló néven élgeometriának nevezik.

7.21. ábra - Forgácsolószerszám részei és élgeometriája

Forgácsolószerszám részei és élgeometriája

Forgácsoló szerszámok

A különböző forgácsolási feladatok ellátására sokféle forgácsoló szerszám létezik. Ezeket az alábbi szempontok szerint lehet csoportosítani:

  1. az élek száma szerint lehet egyélű, kétélű, szabályosan és szabálytalanul sokélű;

  2. az alkalmazás szerint van esztergakés, gyalukés, fúró, maró, üregelő tüske stb.;

  3. a dolgozó rész anyaga szerint szerszámacél, keményfém, kerámia, gyémánt és egyéb anyag;

  4. szerkezeti kivitel szerint tömör, tompán hegesztett, váltólapkás, betétkéses stb.;

  5. egyéb szempontok szerint (pl. az élszögek nagysága, a szerszám méretei stb.).

A forgácsoló szerszámok anyagának a kiválasztásakor négy jellemzőt kell elsősorban figyelembe venni: az anyag keménységét, szilárdságát, hőkezelését és a gazdaságossági kérdéseket.

Forgácsoló szerszámok készítéséhez az alábbi anyagokat használják:

  1. szerszámacélok,

    1. ötvözetlen szerszámacélok,

    2. ötvözött szerszámacélok,

    3. gyorsacélok,

  2. keményfémek,

  3. kerámia szerszámanyagok,

  4. egyéb anyagok (pl. elbor-R, kompozit, gyémánt).

A forgácsoló szerszámok dolgozó része használat közben mechanikai igénybevételt szenved, felmelegszik. Emiatt a szerszám keménysége és szilárdsága csökken, a fellépő súrlódás miatt pedig kopik. A kopás a szerszám egyes részein jellegzetes kopásformákat okoz. A jellemző főbb kopásformák: hátkopás, homlokkopás, kráteres kopás, élkopás és csúcskopás. A kopás miatt a szerszám csak egy adott ideig használható. Ezt az időt fejezi ki az éltartam.

Forgácsoló szerszámgépek

A tágabb értelemben vett szerszámgépek közé tartoznak azok a munkagépek, amelyek mechanikai energia felhasználásával valamilyen módon – forgácsolással vagy képlékenyalakítással – szerkezeti anyagokat (fém, fa, műanyag stb.) dolgoznak fel, változtatják azok alakját. A forgácsoló szerszámgépek forgács leválasztásával végzik az anyag megmunkálását. Ilyenek pl. az esztergagép, a gyalugép, a marógép, a fúrógép stb. A forgácsoló gépek sokszor egyetlen fajta művelet végzésére alkalmasak (célgépek), de gyakoriak az univerzál vagy egyetemes gépek is, amelyek többféle faladat ellátására is alkalmasak.

7.22. ábra - A forgácsoló gépek típusának és a termékek darabszámnak az összefüggése

A forgácsoló gépek típusának és a termékek darabszámnak az összefüggése

A forgácsológépek fontosabb részei: a gépágy vagy állvány, a hajtómű, a szerszámtartó, a munkadarabot befogó készülék, az előtolómű stb. Irányításuk lehet kézi, gépi (automatizált) vagy vezérelt. A korszerű szerszámgépeken a vezérlést számjegyvezérléssel (NC-gépek, NC - Numerical Control) vagy számítógépes vezérléssel (CNC-gépek, CNC - Computer Numerical Control) oldják meg. Azt, hogy milyen típusú szerszámgépet célszerű használni adott feladat ellátására, a gazdaságosság kérdése dönti el, konkrétan a termék sorozatnagysága. Nyilvánvaló, hogy egy nem túl bonyolult darab forgácsolási feladatait egy hagyományos szerszámgép gazdaságosan tudja ellátni, ugyanakkor a nagy sorozatú és nem nagyon bonyolult darabok esetén az automaták (célgépek) alkalmazása jöhet szóba.

A forgácsoló szerszámgépek csoportosítását el lehet végezni a szerszám és a munkadarab közötti mozgásviszonyok alapján.

A forgácsolómozgás lehet:

  1. egyenes vonalú (pl. gyalulás, vésés, üregelés),

  2. kör alakú (pl. esztergálás, marás, fúrás, köszörülés),

  3. görbe vonalú (nem forgástestek esztergálása, menetfúrás, másoló gyalulás).

Az előtolómozgás lehet:

  1. egyenes vonalú folyamatos (pl. esztergálás, marás, fúrás),

  2. egyenes vonalú szakaszos (pl. gyalulás, vésés, síkköszörülés),

  3. kör alakú szakaszos (gyalulás vagy vésés kör alakú felületen),

  4. görbe vonalú folyamatos (pl. másolóesztergálás, másolómarás),

  5. görbe vonalú szakaszos (másológyalulás, másolóvésés).