FORGÁCSOLÁS


 Általános kérdések

Egy késztermék gyártási folyamata három részfolyamatra bontható:
Elő termék- gyártás, 
alkatrészgyártás, 
szerelés.

Az elő terméket sok módszerrel állítják elő, leggyakrabban képlékeny alakítással. A képlékeny alakítás végtermékét használja fel az alkatrészgyártó, aki egy megfelelően megválasztott megmunkáló eljárás alkalmazásával éri el, hogy az alkatrész a műhelyrajznak megfelelő alakot elérje. A megmunkáló eljárások sokféleségét a DIN 8580, illetve az MSZ 05 09.0001/1-85 számú szabványok rendszerezik. A szabványok az összes megmunkáló eljárást hat főcsoportra osztják:
alaklétesítés, 
képlékeny alakítás, 
szétválasztás, 
egyesítés, 
bevonás, 
anyagtulajdonság megváltoztatása.
A főcsoportok természetesen további részekre osztódnak, a minket érdeklő forgácsolás a szétválasztás főcsoportba tartozik.

A forgácsolás két jól elkülöníthető csoportra osztható:
forgácsolás mértanilag határozott élű szerszámmal, 
forgácsolás mértanilag határozatlan élű szerszámmal.

Az első csoportba tartozik például az esztergálás, gyalulás, fúrás stb., míg a másodikba a köszörülés és a polírozás.

 A forgácsolás mozgásviszonyai

A forgácsolás alapvető jellemzője, hogy az elő gyártmányról egy arra alkalmas szerszám segítségével, forgács formájában távolítjuk el az anyagfelesleget. A művelethez a szerszámon kívül szükség van még a szerszámgépre is, amely a munkadarab és a szerszám relatív mozgását biztosítja.

A sikeres forgácsolási művelethez a munkadarab és a szerszám közötti relatív mozgásra van szükség. A relatív mozgásokat mindig egy állónak képzelt munkadarabhoz viszonyítjuk, függetlenül attól, hogy a tényleges mozgások hogyan is valósulnak meg. A forgácsolásnál előforduló mozgásfajták: 
forgácsoló-, 
előtoló-, 
működő-, 
hozzáállító, 
fogásvételi, 
után állító mozgás.
A forgácsoló mozgás előtoló mozgás nélkül egyszeri forgácsleválasztást tesz lehetővé a munkadarab egy fordulata vagy lökete alatt (1.1. ábra). A forgácsoló mozgás lehet 
egyenes vonalú (pl. gyalulás, vésés, üregelés), 
kör alakú (pl. esztergálás, marás, fúrás, köszörülés), 
görbe vonalú (nem forgástestek esztergálása, menetfúrás, másoló gyalulás).
 

                                             1.1. ábra

A forgácsoló mozgás sebessége a forgácsoló sebesség, amely a forgácsoló él kiválasztott pontjának pillanatnyi sebessége a munkadarabhoz viszonyítva a forgácsoló irányban. Jele v, mértékegysége pedig m/min vagy m/s. Általában a legnagyobb munkadarab- vagy szerszámátmérőre számítjuk.

Az előtoló mozgás a forgácsoló mozgással együtt folyamatos vagy többszöri forgácsleválasztást biztosít több fordulat vagy több löket alatt. Az előtoló mozgás lehet: 
egyenes vonalú folyamatos (pl. esztergálás, marás, fúrás), 
egyenes vonalú szakaszos (pl. gyalulás, vésés, síkköszörülés), 
kör alakú szakaszos (gyalulás vagy vésés kör alakú felületen), 
görbe vonalú folyamatos (pl. másolóesztergálás, másolómarás), 
görbe vonalú szakaszos (másológyalulás, másolóvésés).
Az előtoló mozgás egy adott pontban értelmezett pillanatnyi iránya az előtoló irány, amelynek értékét a j előtoló irány-szög határozza meg. Az előtoló irány-szög a forgácsoló irány és az előtoló irány által bezárt szög. Az előtoló mozgás sebessége az előtoló sebesség, melynek jele vf, mértékegysége pedig m/min, mm/min vagy mm/s lehet. Az előtoló mozgásnak egy fordulatra vagy löketre vonatkoztatott értéke az előtolás, jele s, mértékegysége pedig mm/fordulat, mm/löket.

A működő mozgás tulajdonképpen a forgácsoló mozgás és az előtoló mozgás eredője. Ebből következik, hogy ha nincs előtoló mozgás (pl. üregeléskor), akkor a forgácsoló mozgás és a működő mozgás egybeesik. A működő mozgás irányát a működő irány-szöggel (h) jellemezzük. A működő mozgás sebessége a működő sebesség, jele ve.

A hozzáállító-mozgás az a mozgás, amellyel a forgácsolás megkezdése előtt a szerszámot a munkadarabhoz állítjuk.

A fogásvételi mozgás az a mozgás a darab és a szerszám között, amellyel a leválasztandó anyagréteg vastagságát beállítjuk. A fogásvételi mozgás eredménye a fogásmélység, amelynek jele a, mértékegysége mm.

Az után állító mozgás egy korrekciós, hibakiigazító mozgás a darab és a szerszám között.

 
A forgácskeresztmetszet

A forgácsolás során a leválasztott anyagrészek forgács formájában kerülnek eltávolításra. Ezen anyagrészeknek a forgácsoló irányra merőleges keresztmetszetét forgácskeresztmetszetnek nevezzük. A forgácskeresztmetszet lehet állandó (pl. esztergáláskor), vagy változó (pl. maráskor). A szerszámkialakítás miatt azonban meg kell különböztetni elméleti és valóságos forgácskeresztmetszetet (1.2. ábra). A gyakorlati számítások során mindig az elméleti forgácskeresztmetszettel számolnak az

                                                 

összefüggés alapján (ahol tehát a fogásmélység, s előtolás).

 
                                                    1.2. ábra


A forgácskeresztmetszet alakja - azonos előtolás és fogásmélység mellett is - különböző lehet aszerint, hogy milyen a forgácsolószerszám kialakítása, azaz mekkora a k r fő él elhelyezési szög. A forgácskeresztmetszet nagysága azonban természetesen változatlan, és a b forgácsszélesség és a h forgácsvastagság szorzataként is értelmezhető:

 

A példában állandó keresztmetszetű forgácsról van szó. Változó keresztmetszetű forgács esetén (pl. maráskor) a közepes forgácsvastagsággal kell számolni.


 
A forgácsoló szerszámok él geometriája

A forgácsoló szerszámok esetén egyértelműen meghatározható él geometriáról természetesen 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 egyélű szerszámon végezzük.

A forgácsoló szerszámoknak két fő részre van: a szár és a dolgozó vagy forgácsoló rész. A forgácsoló részt jellemző felületek, szögek és vonalak összességét, egymáshoz viszonyított helyzetét és számszerű értékeiket összefoglaló néven él geometriának nevezzük.

A dolgozó részen elhelyezkedő szerszámelemek az 1.3. ábra jelölései alapján: 


  1.homloklap,                                                                                     2.hátlap            

                                               1.3. ábra
  4.felfekvő lap,
  5.fő forgácsoló él,
  6.mellékforgácsoló él,
  7.szerszámcsúcs.



A szerszámlapok és szerszám élek meghatározott szögeket zárnak be egymással, amelyeket él szögeknek nevezünk. Az él szögeket különböző koordináta-rendszerekben - ortogonál és normál él szög rendszerben - értelmezhetjük.
Az ortogonál él síkrendszer síkjait az 1.4. ábrán mutatjuk be.

 

1.4. ábra

A különböző él szögek az alap-, az ortogonál- és az él síkban jelentkeznek. Az alapsíkban értelmezett él szögek az 1.5. ábrán láthatók.

 

1.5. ábra

Szerszám elhelyezési szög (kr) a szerszám él sík és az előtoló irány közötti szög. 
Szerszámcsúcsszög (er) a szerszám él sík és a szerszám melléksík között mérhető. 
A szerszám mellékforgácsoló élének elhelyezési szöge (kr') az előtoló irány és a szerszám melléksík által bezárt szög.

Az ortogonál síkban értelmezett él szögek az 1.6. ábra szerint:
Szerszám ortogonál hátszög (a0), 
Szerszám ortogonál ékszög (b0), 
Szerszám ortogonál homlokszög (g0).

 

1.6. ábra

Az él síkban értelmezhető a szerszám terelőszög (ls).

A normál él szögrendszer síkjai (1.7. ábra):
a szerszám alapsík, 
a szerszám él sík, 
az él normálsík, 
a szerszám mellékélsík.

 

1.7. ábra
Mint látható, eltérés az ortogonál rendszertől csak az él normálsíkban van. A normálszögek az ábrán láthatóak.

Az egyes szögértékek nagyságát a munkadarab, illetve a szerszám anyagától függően kell megállapítani, ezek irányértékeit táblázatokban foglalták össze.
 A homlokszögek értékei pozitív, negatív, vagy nulla lehet (1.8. ábra).

 


1.8. ábra
Fontos megemlíteni, hogy az ismertetett szögek a szerszám él geometriájának szögei. Ezek azonban nem mindig azonosak az ún. működő él szögekkel , mert ezek a szerszámbeállítástól is függnek (1.9. ábra).

1.9. ábra

A forgácsképződés mechanizmusa

A forgácsképződést a szabadforgácsolás vagy ortogonális forgácsolás esetén vizsgálják. Ennek az a lényege, hogy csak egyetlen él forgácsol, a megmunkált felület azonos a forgácsolt felülettel (1.10. ábra).
 


1.10 ábra

A forgácsképződés menete eszerint úgy történik, hogy a szerszám előrehaladva az anyagban, a homlokfelület előtti anyagrészt összetömöríti, majd amikor az igénybevétel egy síknak feltételezett felület (iránysík) mentén meghaladja az anyag nyírószilárdságát, a forgács elnyíródik, és elcsúszik a szerszám homlokfelületén (1.11. ábra).

 

1.11. ábra

A forgácsképződés eszerint a következő részfolyamatok sorozata:
rugalmas alakváltozás, 
képlékeny alakváltozás, 
elcsúszás az iránysíkban, azaz a forgácselem létrejötte, 
a forgácselem elmozdulása a szerszám homlokfelületén.
A forgácsképződés egyszerűsített vázlatát mutatjuk be az 1.12. ábrán.

 

                                           1.12. ábra

A forgácsképződés mechanizmusát tekintve a forgácsolt anyagok szívós és rideg anyagokra oszthatók. Szívós anyagok forgácsolásakor a forgács összefüggő, folyamatos szalagot alkot, a rideg anyagok forgácsa viszont kisebb-nagyobb töredezett darabokra esik szét (1.13. ábra).
                                                      
 
                                         1.13. ábra

A képződött forgács alapvetően három fajta lehet:
A töredezett forgács különálló darabokból áll, gyakran por alakú. Főleg rideg anyagok forgácsolásakor keletkezik. Hátránya, hogy a forgácsoló erő értéke periódikusan váltakozik. 
Nyírt forgács esetén a forgácselemek összehegednek, s összefüggő szalagot képeznek. A forgácselemek szabad szemmel is megkülönböztethetők. Általában szívós anyagok közepes sebességgel történő forgácsolásakor keletkezik. A forgácsoló erő periodikusan változik. 
A folyó forgács összefüggő szalagot képez. Akkor keletkezik, ha szívós anyagot nagy sebességgel forgácsolnak. Kedvező, hogy a forgácsoló erő gyakorlatilag állandó nagyságú.
Természetesen a forgács milyensége az anyagminőségen kívül egyéb tényezőktől is függ, így a forgácsolási sebességtől és a forgácsvastagságtól. Szívós anyagból is kaphatunk töredezett forgácsot kis forgácsoló sebességgel és nagy előtolással, viszont rideg anyagból is tudunk folyó forgácsot leválasztani, ha nagy forgácsoló sebességet és kis forgácsvastagságot választunk.
A forgácsleválasztás jellegzetes, kedvezőtlen jelensége az él sisak- vagy él rátét képződés (1.14. ábra). Az él sisak a szerszámcsúcson keletkezik összetorlódott fémrészecskékből. Egy ideig növekszik, majd periodikusan szétesik. Nem kívánatos jelenség, mert kedvezőtlenül hat a forgácsolt felült minőségére és magára a szerszámra is.
 Megfelelő forgácsolási sebesség választásával elkerülhető.



                                          1.14. ábra

A forgácsképződés érdekes jelensége, hogy a leválasztott forgács vastagsága nagyobb, mint a leválasztott anyag vastagsága (fogásmélység). Ez a forgácsolás közben lejátszódó alakváltozás következménye. Az alakváltozás mértékét a h/a viszony fejezi ki. Az alakváltozás munkát igényel, s a forgácsleválasztáshoz szükséges munka annál kisebb, minél kisebb a h/a tényező. Ha a F iránysík szöge nagy, akkor kis munkabefektetéssel lehet a forgácsot leválasztani. Az iránysík legnagyobb szöge 45° lehet.

Az irányszög nagysága a fogásmélységen (a) és a forgácsvastagságon (h) kívül a szerszám gn homlokszögének ismeretében határozható meg (1.15. ábra):

 



1.15. ábra
A forgácsoló erő

A forgács leválasztásához szükséges forgácsoló erő (F) a szerszámra ható térbeli erő. Három összetevője:
a főforgácsoló erő (Fv), 
az előtolás-irányú erő (Ff), 
a fogásvétel-irányú erő (Fp).

A három erőkomponens nagysága általában a következő összefüggés szerint alakul:
 


Az eredő forgácsoló erő meghatározására ritkán van szükség. Az erő meghatározási módszerek (számítás, mérés) mindig a mozgásirányú komponensek meghatározására vonatkoznak, ezek ismerete teszi lehetővé az eredő erő meghatározását is. A forgácsoló erővel ellentétes reakcióerő, amely a munkadarabra hat, az ún. él nyomás (E).

Az iránysíkban végbemenő deformáció irányához az Fv főforgácsoló erő iránya áll a legközelebb, ezért a deformáció mértékével elsősorban a főforgácsoló erő arányos. Szabadforgácsolás esetén a forgácsoló erő az 1.16. ábra szerint bontható fel összetevőire.

 

1.16. ábra
Az F eredő forgácsoló erő nagysága és iránya az Fv főforgácsoló erőből és az Ff előtolás irányú erőből határozható meg, ha ezek nagyságát valamilyen módszerrel (mérés vagy számítás) már megállapították:
 
Az eredő forgácsoló erő felbontható a szerszám homloklapjára merőleges (N) és a homloklap síkjába eső (S) összetevőre. A két erő vektora az eredő vektor, mint átmérő fölé írt Thales-kör segítségével szerkeszthető meg.
 
1.17. ábra



A forgács N erővel nyomódik a szerszám homloklapjára. Az N erő hatására a forgács elcsúszásakor a homloklapon S = N•m súrlódó erő ébred. A m súrlódási tényező az 1.17. ábra r súrlódási szögéből: m = tgr, amelynek értéke forgácsoláskor m = 0,4...1,0 között alakul. Nagysága a szerszám és a tárgy anyagától, a forgácsolási sebességtől és az alkalmazott hűtéstől, illetve kenéstől függ. Az N erő a szerszám forgácsoló részét nyomja, illetve hajlítja, az S erő pedig a szerszámot a befogás ellenében elmozdítani igyekszik.

A forgácsoló erő nagyságát általában négyféle módszerrel szokták meghatározni:
közvetlen erőméréssel, 
számítással, 
teljesítménymérésből visszaszámolva, 
táblázatok és nomogramok segítségével.

Ezek közül az erőmérést nem tárgyaljuk, mert ez a méréstechnika feladata, a táblázatok és nomogramok használatát szintén nem, mert ezek már valamilyen módon meghatározott erők és paraméterek összefüggését tartalmazzák


A forgácsoló erő számítása

A főforgácsoló erőt a ks fajlagos forgácsoló erő (vágási ellenállás) alapján számíthatjuk. Eszerint a forgácsoló erő első közelítésben a forgácsolásra kerülő anyag minőségétől és a forgács keresztmetszetétől függ:
. 
ahol ks: a fajlagos forgácsoló erő (N/mm2), A: a leválasztásra kerülő forgács keresztmetszete (mm2), amely az előtolásból és a fogásmélységből számítható: A = a•s, vagy A = b•h.

Így:  



illetve:

   
 
                                           1.18. ábra



A fajlagos forgácsoló erő adott anyagra vonatkozóan annál nagyobb, minél kisebb a forgácsvastagság (1.18. ábra):  
 

A ks1.1 a ks főértéke, amely az 1 mm2 területű, négyzet keresztmetszetű forgács leválasztásához szükséges erőt jelenti.

Helyettesítés után:  

A főforgácsoló erő azonban több egyéb tényezőtől is függ, mint pl. a szerszámgeometria, forgácsolási sebesség, a szerszám anyaga stb. Ezeket helyesbítő tényezőkkel vesszük figyelembe:

   
Az összefüggésben szereplő helyesbítő tényezők:
*Kg a szerszám homlokszöge miatti helyesbítő tényező:  
 

A homlokszög egy fokos változása kb. 1,5%-kal változtatja a főforgácsoló erőt. Az összefüggésben gn az adott szerszám tényleges homlokszöge (acélokra 6°, öntöttvasakra 2°).

Kv a forgácsoló sebesség miatti helyesbítő tényező, amelynek értéke az 1.19. ábráról olvasható le. A diagram érvényességi tartománya: a < = 5 mm, s = 0,2...1,2 mm, gn = 5...10°, gr = 60...90°.
                                                     
 
                                          1.19. ábra

Ks a szerszám anyagától függő helyesbítő tényező, amelyet csak kerámia lapkánál kell figyelembe venni (Kv = 0,9...0,95).

Kk a szerszámkopás miatti helyesbítés. Az él tartam végén a forgácsoló erő 30...50%-kal nagyobb, mint közvetlenül az élezés után (Kk = 1,3...1,5).


 
 A forgácsolási teljesítmény

A forgácsolási teljesítményt a forgácsoló erő és a forgácsolási sebesség ismeretében számíthatjuk. Ha az egyes erőkomponenseket és a hozzájuk tartozó sebességeket vizsgáljuk, akkor megállapíthatjuk, hogy Fv > Fp > Ff, továbbá v >> vf, és vp = 0.
Az egyes erőkomponensekhez tartozó teljesítmény:

   

 

 
A forgácsolás teljesítményszükséglete a három teljesítmény összege:
 

Mivel Pp = 0, és Pv >> Pf, irható:
 

A szerszám élén jelentkező hasznos forgácsolási teljesítmény (ha az általánosan elterjedt N és m/min mértékegységeket használjuk, akkor a teljesítményt kW-ban kapjuk):

 

Természetesen a villamos motor által felvett teljesítmény ennél nagyobb. Ha a motor hatásfoka hm, és a szerszámgép hatásfoka hg, akkor:


 

Ha a motor által felvett teljesítményt megmérjük, és a forgácsoló sebességet ismerjük, akkor a fenti összefüggésből a főforgácsoló erőt kiszámíthatjuk:

 


 A forgácsoló szerszámok él tartama

A forgácsoló szerszámok eredeti szabályos mértani alakjukat bizonyos ideig tartó forgácsolás után elvesztik. Ilyenkor a szerszámokat újra kell élezni, váltólapka esetében pedig lapkát kell cserélni. Két egymást követő élezés vagy él váltás közötti forgácsolással eltöltött időt él tartamnak nevezzük.
 Az él tartam jele T, mértékegysége min. Ritkán használnak más egységet is, mint pl. a forgácsolt hossz, forgácsolt darabszám stb.

A forgácsképződés hatására a szerszám dolgozó része felmelegszik, mechanikai igénybevételt szenved. A melegedés miatt a szerszám keménysége és szilárdsága csökken, a fellépő súrlódás miatt pedig kopik. A kopás a szerszám egyes részein különböző kopásformákat okoz.

A jellemző főbb kopásformák: hátkopás, homlokkopás, kráteres kopás, él kopás és csúcskopás (1.20. ábra). Ezen kívül keményfém és kerámia szerszámanyagokon csorbulás miatti elhasználódás is bekövetkezhet.
                        


                                                  1.20. ábra

A leggyakrabban előforduló kopásforma a hátkopás és a vele egy időben keletkező kráteres kopás (1.21. ábra). A kopás nagyságát az él-normálsíkban értelmezzük.
                                         
 

                                                       1.21. ábra

A kopásformák közül az él kopás nehezen mérhető, a homlokkopás pedig nem egyértelmű, ezért a legáltalánosabban elfogadott él tartam kritérium - könnyű mérhetősége miatt - a hátkopás. Természetesen nem közömbös a krátermélység sem, mert ha ez túlságosan megnövekszik, fennáll a főél letörésének a veszélye. Ezért a gyakorlatban kialakult a megengedett irányérték: KT = 0,06 + 0,3 • s (ahol s az előtolás nagysága).

A kopás időbeli változását a kopásgörbe általános alakjával jellemezzük (1.22. ábra). 
                 
 

                                                      1.22. ábra

A kezdeti gyors kopás (a) oka az, hogy a szerszám fogásban levő részéről az előzetes megmunkálásból visszamaradt roncsolódott részek gyorsan lekopnak, a szerszám mintegy "bekopik".

A bekopást követi az egyenletes kopás szakasza (b), amikor egyenlő idő alatt közel egyenlő anyagmennyiség kopik le a szerszámról. Ebben a szakaszban a szerszám súrlódási és hőmérsékleti viszonyai csak kismértékben változnak. A kopás növekedésével azonban a szerszám forgácsoló képessége csökken, súrlódó felülete növekszik, és egyenlőtlenné válik.

A forgácsolás körülményeitől függően egy bizonyos kopásérték elérésekor a súrlódás hirtelen megnő (c szakasz), növekszik a szerszám él hőmérséklete, és csökken az él környezetében a szerszám szilárdsága. A kisebb szilárdságú részecskéket a tárgy és a forgács anyaga lesodorja, a szerszámkopás intenzitása megnövekszik, a szerszám él leég vagy lemorzsolódik. Az ilyen jellegű kopást túlkopásnak nevezzük.
A túlkopás szakaszán nem célszerű forgácsolni, mert kis forgácsolási időhöz is nagy kopás tartozik. A szerszámot tehát a túlkopási szakasz kezdete előtt, az egyenletes kopási szakasz vége felé kell újraélezni. Az újraélezés időpontjáig keletkező kopás nagyságát megengedett kopásnak nevezzük (Dmeg).
A szerszám kopásának számos jele és következménye van:
a megmunkált felületen fényes csík jelenik meg, 
az előtolás és fogásvétel irányú erők hirtelen megnövekednek, 
növekszik a forgácsolási hőmérséklet, 
növekszik a forgácsolás teljesítményszükséglete, 
megváltozik a forgács alakja és színe, 
megváltozik a forgácsolt méret, 
romlik a felületi minőség, 
a keményfém szerszám éle kipattogzik, 
jellegzetes sivító hang hallatszik, fokozódnak a rezgések.
Az él tartam nagyságára befolyást gyakorol minden olyan tényező, amely a forgácsolási folyamattal kapcsolatos. Gyakorlati tapasztalatok szerint azonban a forgácsolási adatok közül leginkább a forgácsoló sebesség befolyásolja a szerszám él tartamát .


 
 Az él tartam és a forgácsolási sebesség összefüggése

Az él tartam és a forgácsolási sebesség közötti összefüggést kísérleti mérésekkel lehet meghatározni. Meghatározott körülmények között (azonos fogásmélység és előtolás mellett) megmérik az egyes sebességi fokozatokhoz tartozó szerszám éltartamokat. Az összetartozó értékeket T - v diagramban ábrázolva, a mérési pontok összekötésével hiperbolát kapunk, amely logaritmikus tengelybeosztású diagramban egyenest ad (1. 23. ábra).

 

                                                   1.23. ábra

Ezt a törvényszerűséget F.W.Taylor ismerte fel 1907-ben, aki a róla elnevezett Taylor-egyenes egyenletét a következőképpen írta fel:

 

Az üzemi gyakorlatban általában előre meghatározzák, hogy mekkora él tartamot kívánnak elérni, és ehhez állítják be a forgácsolási sebességet. Az előző összefüggés alapján a beállítandó sebesség:
 


ahol C' = C"m a tárgy anyagától, a szerszámtól és a forgácsolás körülményeitől függ. Az összefüggés alapján C' = v, ha T = 1 min.

Az m él tartamkitevő nagyságát az 1. 23. ábra diagramjából lehet meghatározni:

 

A következő táblázatban példaként néhány él tartamkitevő értékét tekinthetjük meg:  

Megmunkálandó anyag Szerszámanyag
Gyorsacél Keményfém
Acél hűtéssel 0,125 0,2
Acél hűtés nélkül 0,100 0,2
Öntöttvas 0,100 0,2

A közepes forgácsvastagság hatása az él tartamra

Az él tartam és a forgácsvastagság közötti összefüggést is kísérletekkel lehet meghatározni. Ebben az esetben a forgácsolási sebességet és a forgácsszélességet kell állandó értéken tartani, s változó forgácsvastagság mellett kell a szerszám él tartamokat mérni. Az összetartozó T - h értékek az 1. 24. ábra szerinti diagramot adják.

                                                     1.24. ábra

Állandó él tartam mellett a forgácsvastagság és a forgácsolási sebesség összefüggése az 1.25. ábra szerint változik.
           


                                                    1.25. ábra

Az ábráról leolvasható, hogy a forgácsvastagság változtatásakor a forgácsolási sebesség az él tartamhoz hasonlóan változik. A v - h összefüggés hiperbolikus jellegű, T = 1 min esetén

alakban írható fel.  

Az yv tényező értéke acél munkadarab gyorsacél szerszámmal történő esztergálásakor h < 0,2 mm esetén 0,33, míg h > 0,2 mm esetén 0,66.

Ha az előző összefüggésben az él tartam hatását is figyelembe akarjuk venni, akkor a

 


egyenlettel összevetve

 

adódik.


 
A forgácsszélesség hatása az él tartamra A kísérletek során a v és h értékeket kell állandónak venni, miközben a b forgácsszélességet változtatjuk, és mérjük az egyes szélességekhez tartozó él tartamokat.  

  Az összetartozó T - b érték párokkal megszerkesztett görbe egy hiperbola, amely logaritmikus tengelybeosztás esetén egyenes (1. 26. ábra).  


                                                  1.26. ábra

A gyakorlati számítóképletekben a forgácsolási sebesség és a forgácsszélesség közötti összefüggést fejezik ki:
 


Így a forgácsolási sebességre vonatkozó összesített képlet:
 

Ez az összefüggés a forgácsolási számítások egyik legfontosabb összefüggése. Az összefüggésben C', xv, yv és m elsősorban a tárgy és a szerszám anyagától, valamint a forgácsolási módtól függő állandók. Értékeiket táblázatokban összefoglalva közlik a vonatkozó kézikönyvek.
A táblázatokban általában a T0 gazdaságos él tartam nagyságát közlik (például, ha gyorsacél esztergálással csúcsesztergapadon nagyolnak, akkor T0 = 60 min).
Ha a T0 = konstans értéket behelyettesítjük összefüggésünkbe, és a
 
bevezetését elfogadjuk, és ha pl. T0 = 60 min, akkor az összefüggés
 


alakban írható, ahol v60 az a forgácsolási sebesség, amellyel adott forgácsszélesség és forgácsvastagság mellett 60 min éltartam adódik.

A következő táblázat - példaként - néhány C'v60 értéket tartalmaz R2 jelű gyorsacél szerszámmal, hűtés nélkül végzett esztergáláskor:
  Anyag A50 A60 A70
  C'v60 35,5 27,1 21,0



A tárgy anyagának hatása az él tartamra

A C'v0 nagyságának a meghatározásakor egy adott minőségű anyagot használtak. Ha a megmunkált munkadarab anyaga ettől eltér, akkor a C'v0-lal meghatározott v0 vágási sebesség nagyságát módosítani kell. Erre egy Kmv helyesbítő tényező szolgál, amelynek értékeire táblázatokban találhatók adatok.

Az éltartam nagyságára egy anyagfajtán belül az anyag szakítószilárdsága, illetve keménysége van a legnagyobb hatással:
 , ill.  

A kísérletek során C'v0 nagyságát melegen hengerelt és forgácsolással revétlenített acélanyagra, illetve kéregtelenített öntött vasra határozzák meg. Ha a gyakorlatban nem ilyen állapotú anyagot kell forgácsolni, akkor a Knv és Kcv helyesbítő tényezővel kell számolni. Revés, illetve kérges anyagra: Kmv = 0, 8...0,9. Ha a forgácsolt acélanyag nem melegen hengerelt, hanem hidegen húzott, akkor Kcv = 1,1.

Ha a táblázati adatokkal számított forgácsolási sebesség v0, akkor a tényleges sebesség:

 

A szerszám anyagának hatása az él tartamra

 A C'v0 táblázatokban található alapértékeit R2 jelű gyorsacél szerszámmal, illetve A jelű keményfém szerszámmal végzett kísérletekkel határozták meg. Ha a forgácsolást ettől eltérő minőségű szerszámmal végzik, akkor a táblázati alapértékeket Kuv helyesbítő tényezővel meg kell szorozni. Ha az alkalmazott szerszám anyaga jobb; mint a kísérleti szerszám anyaga, akkor Kuv > 1, ha rosszabb, akkor Kuv < 1. Például R1 minőségű gyorsacél szerszám esetén Kuv = 1,2, R3-nál Kuv = 0,85, B jelű keményfém szerszámra Kuv = 0,65, C jelűre pedig Kuv = 0,45.

Pontosabb számításokhoz a szerszám anyagán kívül még figyelembe kell venni:
az elhelyezési szög hatását (Kkv), 
a csúcssugár hatását (Krv), 
a homloklap-kialakítás hatását (Kkv), 
a szerszám szárkeresztmetszetének a hatását (KF). 
A felsorolt helyesbítő tényezők együttes szorzatát szerszámhelyesbítő tényezőnek nevezik:

 

Az eddig felsoroltakon kívül a szerszám hűtését is figyelembe lehet venni. Ha a forgácsolást hűtéssel végzik: Kh = 1,18. A hátkopás nagyságát figyelembevevő tényező: KDv.

Összefoglalva és egy összefüggésben felírva, a gazdaságos forgácsolási sebesség meghatározására alkalmas számítóképlet (a kibővített Taylor-egyenlet):

   . A forgácsoló szerszámok

A forgácsoló szerszámokkal szemben két fő követelményt támasztanak. Eszerint a szerszám legyen alkalmas:
a meghatározott anyagrész leválasztására, 
a munkadarab előírt méretpontosságának, alakhűségének és felületi érdességének biztosítására.

Ezeket a követelményeket úgy lehet maradéktalanul kielégíteni, ha a szerszám forgácsoló részét helyesen alakítják ki, és a szerszám pontos - a géphez és a munkadarabhoz viszonyított - befogását biztosítani lehet. Ebből következik, hogy a forgácsoló szerszámnak két fő részből kell állnia: dolgozó és csatlakozó részből.

A különböző forgácsolási feladatok ellátására sokféle forgácsoló szerszám létezik. Ezeket az alábbi szempontok szerint csoportosíthatjuk:
az élek száma szerint lehet egyélű, kétélű, szabályosan többélű és szabálytalanul sokélű; 
az alkalmazás szerint van esztergakés, gyalukés, fúró, maró, üregelő tüske stb.; 
a dolgozó rész anyaga szerint szerszámacél, keményfém, kerámia, gyémánt és egyéb anyag; 
szerkezeti kivitel szerint tömör, tompán hegesztett, váltólapkás, betétkéses stb.; 
egyéb szempontok szerint (pl. az élszögek nagysága, a szerszám méretei stb.).

A szerszámok tervezésének általános szempontjait röviden az alábbiakban foglaljuk össze.

A tervezés első lépése az adott forgácsolási feladatnak legjobban megfelelő szerszámtípus kiválasztása. Ezt követi a szerszám dolgozó részének a kialakítása. Megválasztandó a dolgozó rész anyaga és az optimális élszögek nagysága. Meg kell határozni a dolgozórész főélének az alakját és élezését. Gondoskodni kell a leváló forgács elvezetéséről, illetve elhelyezéséről, valamint a szerszám hűtéséről.

A dolgozó rész megválasztása után kerül sor a szerszám szilárdsági méretezésére, amely nemcsak a dolgozó részre terjed ki, hanem gondolni kell a szerszám befogására is. Meg kell választani, és szilárdságilag ellenőrizni kell a szerszám csatlakozó részét is. Gondolni kell a szerszám előállításának gazdaságosságára is.

A szerszám típusának a kiválasztására általános érvényű szabályok nincsenek. A munkadarab, illetve a megmunkált felületek bizonyos támpontot nyújtanak a szerszám típusának megválasztásához. A szerszám alakját gazdaságossági kérdések is befolyásolhatják: választható például ugyanannak a felületnek a megmunkálására olcsó, de kis termelékenységű egyenes fogú palástmaró, vagy drágább, de nagyobb termelékenységű ferde fogú palástmaró. A szerszám típusának kiválasztásakor mindig támaszkodni kell a gyakorlati tapasztalatokra és a szabványokra.

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

A szerszámok anyagának kiválasztásakor sok egymással ellentétes szempont figyelembevételével kell dönteni. Ha például csak az éltartósságot tartanánk szem előtt, akkor pl. a gyorsacélt egyértelműen előnybe kellene részesíteni a karbonacéllal szemben. Ha viszont csak a szerszámanyag árát vennénk figyelembe, akkor éppen ellenkezőleg kellene dönteni, mert a karbonacélok ára csak kb. egy tizede a gyorsacél árának.

A forgácsoló szerszámok készítéséhez az alábbi anyagokat használják:

szerszámacélok 
ötvözetlen szerszámacélok 
ötvözött szerszámacélok 
gyorsacélok
keményfémek 
kerámia szerszámanyagok 
egyéb szerszámanyagok (pl. elbor-R, kompozit, gyémánt)

Ötvözetlen szerszámacélok
Forgácsoló szerszámok készítésére a 0,6-1,5 % C-tartalmú acélanyagok használatosak. A karbonacélok előnyei: olcsók, könnyen megmunkálhatók, edzési hőmérsékletük kicsi. Jól használhatók kis forgácsolási sebességű és kis teljesítményű szerszámokhoz (menetfúrók, menetmetszők, dörzsárak).
Hátrányai: csak kis forgácsolási sebességgel lehet velük dolgozni, mert 200 °C felett keménységük rohamosan csökken, A karbonacél szerszámok élköszörülését csak bőséges vízhűtéssel, különös gonddal lehet elvégezni, mert a köszörülési hő hatására is kilágyulhatnak.
Hőkezelésük: 750-780 °C-ra hevítve, vízben lehűtve, majd 180-250 °C-on megeresztve. Elérhető keménység HRC=63-64. Hőkezeléskor ügyelni kell az elhúzódás és repedés elkerülésére.

Ötvözött szerszámacélok
Ebbe a csoportba tartoznak a Cr-, Mn- és W-ötvözésű anyagok. A krómötvözésű anyagok jele K (K1...K6), a mangánötvözésűek jele M (M1...M2), a wolframötvözésűeké W (W1...W10). A Cr növeli az átedzhetőséget és a megeresztéssel szembeni ellenállást. A krómkarbidok növelik a keménységet. Az edzési hőmérséklet 1000-1050 °C, az edzés levegőáramban történik. A W növeli a szilárdságot, a megeresztésállóságot és az éltartósságot, a Mn növeli a melegszilárdságot és a megeresztésállóságot, csökkenti a kritikus lehűlési sebességet.

Gyorsacélok
A gyorsacélok legjellegzetesebb tulajdonsága a nagy W-tartalom, ami nagy éltartósságot és nagy forgácsolási teljesítményt biztosit. A megengedett élhőmérséklet kb. 550-560 °C (kilágyulás veszélye nélkül). Edzési hőmérséklet 1230-1320 °C, lehűtés fúvatott levegővel, olajban vagy só olvadékban. Megeresztés 550-580 °C-on só- vagy fémfürdőben. A gyorsacélok jelölése: R1-tő1 R11-ig.

Keményfém lapkák
A forgácsoló szerszámok készítéséhez használt keményfémek wolfram-, titán- és kobaltkarbidokból álló anyagok. Az alkotókat finom porrá őrlik, ebből különböző alakú, kisméretű lapkákat sajtolnak, ezeket kemencében előzsugorítják, majd ezt követi a készrezsugorítás. Az így készített lapkák elérik forgácsolási keménységüket, amely utólagos hőkezeléssel már nem szabályozható. Mivel a keményfém lapkák nagyon drágák, keményfémből nem gyártanak tömör szerszámot, hanem csak apró lapkákat, amelyeket a különböző szerszámacélból vagy szerkezeti acélból készült szerszámtesten kialakított fészekbe erősítenek (mechanikusan vagy forrasztással). A lapkák felerősítése után végzik el az élek köszörülését.

Kerámia lapkák
A kerámia lapkák alapanyaga tiszta alumíniumoxid (Al2O3), amit por alakban lapkákká sajtolnak, és égetve zsugorítanak. Az ilyen anyagok nagy keménységűek és kb. 900 °C-ig él tartóak. Hátrányuk, hogy nagyon ridegek, ezért hajlítószilárdságuk csekély, köszörülésük nehéz. Kis előtolással és nagy forgácsolási sebességgel kell velük dolgozni. A lapkákat mechanikusan lehet a szerszámtestre erősíteni.

Gyémánt
A gyémánt a legkeményebb anyag, ezért él tartóssága igen nagy, az előforduló legnagyobb forgácsolási sebességet is elbírja. Nyomószilárdsága nagy, hajlítószilárdsága viszont kicsi. A gyémánt szerszám köszörülése csak különleges csiszolási módszerrel lehetséges. A gyémántbetétes szerszámokat csak különleges finom megmunkálásokhoz használják. Az ilyen szerszámokkal kis előtolással, kis fogásmélységgel és nagy forgácsolási sebességgel szabad forgácsolni. A gyémánt betétek befogása a szerszámtestbe mechanikus rögzítéssel vagy befoglaló forrasztással végezhető el.

A készülékek

A forgácsoló eljárásoknál alkalmazott készülékeket a munkadarab megfogására, a szerszám vezetésére, vagy befogására szolgálnak. Feladatuk általában véve az, hogy az egyetemes szerszámgépeket - amennyire csak lehet - felruházzák a különleges szerszámgépek jó tulajdonságaival. Mindennek természetesen a termelékenység és a méretpontosság fokozása a célja.
A jól megtervezett készülék csökkenti a munkadarab be- és kifogásához szükséges időt, egyszerűbbé teszi a darab vagy a szerszám helyzet meghatározását, fölöslegessé teszi a mérést. A készülékek alkalmazása tehát elsősorban a mellékidők csökkentésén keresztül növeli a termelékenységet. De csökkentheti a főidőt is, mivel a készülékbe szilárdan befogott munkadarab lehetővé teszi kedvezőbb forgácsolási paraméterek megválasztását, a szerszámgép teljesítmények jobb kihasználását.

A készülékekben az alábbi főbb elemek találhatók meg:
meghatározó elemek, amelyek a munkadarabok azonos és egyértelmű helyzetét biztosítják a készülékben, 
szorító elemek a munkadarab meghatározott helyzetben való rögzítésére, 
szerszámbeállító elemek a forgácsolószerszám pontos és gyors méretbeállításának biztosítására, 
osztó berendezések, amelyek a munkadarab vagy a szerszám egymáshoz viszonyított helyzetének változtatásával az egy befogásban végzett többhelyzetes megmunkálást biztosítják, 
készülékelhelyező elemek, amelyek a készüléknek a szerszámgépen való pontos elhelyezését biztosítják, 
egyéb elemek pl. hidraulikus, pneumatikus és villamos alkatrészek. 

 
Esztergálás

Esztergálással forgástestek munkálhatók meg, amelyek tengelyek, perselyek, hüvelyek és tárcsák, vagy ezekhez hasonló alakú munkadarabok. Az esztergálás egyélű szerszámmal, állandó keresztmetszetű forgács folyamatos leválasztásával végzett forgácsolás. Esztergáláskor a munkadarab végzi a forgácsoló mozgást, a szerszám az előtoló mozgást (1.26. ábra).

                             
            
                                                   1.26. ábra

Az esztergálás lehet:

Nagyolás: célja az anyagfelesleg gyors és gazdaságos eltávolítása. Nagyoláskor a lehető legnagyobb forgácsolási sebességgel az eszterga villamos motorjának a teljes kihasználására kell törekedni. A nagyolás pontossága: IT12-14, az érdesség Ra = 12,5. 
Félsimító: hőkezelés előtt alkalmazzák, ha köszörülés a forgácsolás befejező művelete, vagy simításhoz készítik vele elő a munkadarabokat. Pontossága: IT10-11, az érdesség: Ra = 3,2-12,5. 
Simítás: célja az előirt pontosság és felületminőség (érdesség) biztosítása. Simításkor kicsi az anyagleválasztási sebesség (cm/min), kis forgácsolóerővel és a meghajtómotor teljesítményének minimális hányadával dolgozunk. A simítás pontossága: IT7-9, az érdesség: Ra = 1,6-6,3. 

 
Esztergagépek

Esztergáláskor a forgó főmozgást a munkadarab, az előtoló mozgást a szerszám végzi. Az esztergálás gépei olyan szerkezetek, amelyek ezt a kétféle mozgást egyidejűleg biztosítani tudják. A munkadarab mozgatását a főhajtómű, a szerszám mozgatását a főhajtóműtől függő előtoló hajtómű (mellékhajtómű) biztosítja.

Az esztergagépek főbb típusai:
Csúcs-esztergák, 
Sík-esztergák, 
Revolver-esztergák, 
Automata-esztergák, 
Különleges-esztergák. 

A csúcsesztergák a legelterjedtebben használt esztergagépek, sokrétű feladat elvégzésére alkalmasak. Leegyszerűsített szerkezetű, kisméretű változatát műszerészesztergának, növelt pontosságú változatát finomesztergának nevezzük.

 

                                                1.27. ábra

Általános rendeltetésű csúcseszterga az ún. egyetemes csúcseszterga. Működési elve az 1.27. ábrán tanulmányozható. Főbb szerkezeti egységei:
Gépágy: valamennyi szerkezeti egység közös alapja. 
Orsóház: a főorsót, a főorsó hajtóművét és a hozzájuk tartozó kezelő és vezérlő szerveket tartalmazza. A főorsó nagyszilárdságú, merev csőtengely, amelynek meghajtását a villamos motorról leggyakrabban ékszíj közvetítésével végzik. A főorsó meghajtható peremmotorral is. A főorsó elülső részét úgy alakítják ki, hogy alkalmas legyen a munkadarab befogó készülékek (pl. tokmány, síktárcsa, esztergaszív stb.) csatlakoztatására. 
Előtoló mű (mellékhajtómű): a szerszám előtoló mozgását a hosszanti horonnyal kialakított vonóorsóval, vagy - menetvágáskor - a trapézmenetű vezérorsóval biztosítja úgy, hogy az egész szánszerkezetet mozgatja. 
Szánszerkezet: feladata az egyenes vonalú mozgás biztosítása és a szerszámbefogás (1.28. ábra).
                 

                                                   1.28. ábra

Nyereg: a munkadarab megtámasztásához szükséges szerkezeti elemeket tartalmazza. A gépágy nyeregvezetésében elcsúsztatható és a szükséges helyzetben rögzíthető. A hüvely elülső Morse-kúpos furatába helyezhető a munkadarab megtámasztásához szükséges csúcs, ill. furatmegmunkáló szerszám (pl. csigafúró) fogható be (1.29. ábra). 
          
 
                                               1.29. ábra

A legáltalánosabban használt eszterga az egyetemes csúcseszterga, ezért a továbbiakban részletesebben csak ezzel a géptípussal foglalkozunk.


  Fordulatszám-szabályozás

A gazdaságos forgácsolás (gazdaságos él tartam) érdekében mindig a legmegfelelőbb vágási sebességgel, azaz a főorsó megfelelő fordulatszámával kell esztergálni. Az optimális fordulatszám biztosításához a fordulatszámot tág határok között kell tudni változtatni. Az esztergagép annál korszerűbb, minél több fordulatszámot lehet rajta beállítani. A fordulatszám-szabályozás lehetőségei:

Fogaskerék előtéttel, 
szabályozható fordulatszámú motorral (esetleg fogaskerék előtéttel együtt), 
fokozatnélküli áttétellel. 

A fogaskerék előtéttel végzett szabályozás a leggyakoribb módszer. Az ilyen rendszerű szerkezet elvi működési vázlatát szemlélteti az 1.30. ábra. 
                 

                                                 1.30. ábra

A z1-z3-z5 fogaskerékegység, a t1 bordástengelyen a k karral elcsúsztatható, így biztosítható a z1/z2; z3/z4; z5/z6 kapcsolat. A B hüvelyes tengelyre ékelt z2, z4 és z6 fogaskerekek mellett található a z7 fogaskerék is, amely z8-hoz kapcsolódva z9-en keresztül forgatja a t2 tengelyen szabadon futó z10-es fogaskereket. A z10-es fogaskerék azonban a T tengelykapcsolóval a t2 tengelyen rögzíthető is.

Az esztergagépek fordulatszámait geometriai sor szerint határozzák meg, így biztosítható a leggazdaságosabb kihasználás. A geometriai sor hányadosát fokozati tényezőnek ( j ) nevezzük. A szabványos fokozati tényezők: 1,06; 1,12; 1,26; 1,58. Ennek alapján például az n = 10-630-ig terjedő tartomány fordulatszáma j = 1,58-as fokozati tényezővel:

10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630.

Mivel az esztergákat nagy fordulatszámú villanymotorral hajtják meg, a főhajtóműben általában a fordulatszám csökkentése a feladat.

A fokozatnélküli áttétellel (PIV-hajtás) végzett főorsó meghajtás elve a 1.31. ábrán látható. Az A tengely fordulatszáma állandó (n1). A B főorsót lamellás lánc hajtja. Az A és a B hornyos tengelyen elhelyezett kúpos tárcsák a k karokkal egymáshoz viszonyítva elcsúsztathatók. A kúpos tárcsákban sugárirányú hornyok vezetik a lamellás láncot, így csúszásmentes fokozat nélküli meghajtás biztosítható. Az ábrán megadott vázlat a beállítható legkisebb fordulatszámnak megfelelő helyzetet szemlélteti.

                              

                                                      1.31. ábra


 
Előtoló mozgás

Az esztergakések egyenes vonalú mellékmozgását a szánszerkezet (szupport) mozgása biztosítja, amelynek elvi vázlata az 1.32. ábrán látható.

                   

                                                 1.32. ábra

A szánszerkezettel gépi és kézi hosszelőtolást, keresztelőtolást és menetvágást lehet megvalósítani.

Gépi hosszelőtoláskor a H2 kart L helyzetbe kell állítani. Ilyenkor a vonóorsón levő csiga hajtja a z1 fogaskerékkel közös tengelyre ékelt csigakereket. A z1 fogaskerék egy himbával kapcsolódik a z2 fogaskerékhez, amely z3-mal kapcsolódva meghajtja a közös tengelyre ékelt z4-et. A z4 jelű fogaskerék fogai a fogasléchez kapcsolódnak, így az egész szánszerkezetet hosszirányban mozgatják.

Kézi hosszelőtoláskor a csigahajtás kiiktatására a H2 kart 0 állásba kell kapcsolni. A K karral lehet forgatni a z5 fogaskereket, amely z3-at forgatja. A z3-mal közös tengelyre ékelt z4 a fogasléchez kapcsolódva mozgatja a szánszerkezetet.

Keresztelőtoláskor a H2 kart P helyzetbe állítjuk. A csigahajtáson keresztül meghajtjuk z2-t, amely z6 fogaskeréken keresztül a z7-tel közös tengelyen levő csavarorsóval biztosítja a szán keresztirányú elmozdulását.

Menetvágáskor a pontos előtolás érdekében a vonó- és vezérorsó esztergákon a szánszerkezetet nem a vonóorsóval, hanem a vezérorsóval mozgatjuk. A vezérorsó olyan csavarmenetes tengely, amely a vonóorsótól független zárszerkezettel, az ún. lakatanyával kapcsolódik a szánszekrényhez. A lakatanyát olyan biztosító reteszeléssel kell ellátni, amely megakadályozza a vonóorsó és a vezérorsó egyidejű bekapcsolását, mivel az töréshez vezetne. Az 1.33. ábra a lakatanya vázlatát mutatja. A H1 kar elfordításával az excentrikus hornyú E tárcsa is elfordul, így a hornyokba nyúló csapok a két fél-anyát - a forgásiránytól függően - vagy rászorítják a vezérorsóra, vagy attól eltávolítják. Az 1.33. ábrán látható, hogy a lakatanyát csak akkor lehet összezárni, ha a H2 és H3 karok 0 állásban vannak, vagyis a vonóorsó nem tudja mozgatni a szánszerkezetet.

 

                                           1.33. ábra

A vonóorsó és a vezérorsó hajtását biztosító mellékhajtómű egyik gyakori változata az ún. Norton-szekrény (1.34. ábra). A T1 hornyos tengely cserekerekeken keresztül kapja a hajtást a főorsótól. A hornyos tengelyen elcsúsztathatóan forog a z1 fogaskerék, amely a lengőházban csapágyazott L fogaskerékhez kapcsolódik. A lengőház a T1 tengely körül a fogantyúval elfordítható, így az L kerék a z2, z3, z4 és z5 fogaskerekekkel kapcsolatba hozható. A lengőház karja a szekrény mellső homloklapja elé nyúlik és a végén kialakított csappal a szekrény homloklapjába fúrt lyukban rögzíthető. Így tartja összekapcsolva a fogaskerekeket. A valóságos Norton-szekrény az ábrán megadott vázlattal ellentétben sokkal több fogaskereket tartalmaz, amelyek 30-40-féle előtolás értéket biztosítanak.


 Menetvágáskor azonban még ennél is sokkal több előtolás értékre van szükség, amit a mellékhajtómű elé kapcsolt cserekerekekkel lehet biztosítani.
      
 

                                                 1.34. ábra

A cserekerekek elvi kapcsolódási vázlatát mutatja a 1.35. ábra. A főorsóra ékelt z1 fogaskerék annak megfelelően biztosítja a forgásirányt, hogy a z2 vagy a z3 fogaskerékhez kapcsolódik-e. A fogaskerekek összekapcsolását a váltószívvel lehet elvégezni. A vezérorsó fordulatszámának a változtatását a z7 és a z8 cserekerekekkel, illetve azok váltogatásával lehet elérni.

                        


                                                 1.35. ábra
 
A munkadarab befogása

Az esztergákon a munkadarab befogása annak alakjától és méreteitől, pl. az 1.36. ábrán megadott l /d viszonyszámtól függ.
                         


                                         1.36. ábra

A munkadarab befogása elvileg háromféle lehet:
befogás egyik végén, 
befogás mindkét végén, 
befogás mindkét végén és támasztás középen.
A befogási módokkal a munkadarabok helyzetét határozzuk meg a szerszám éléhez viszonyítva. Ez a helyzet meghatározási mód központosítás, mert két középsíknak, vagyis a forgástengelynek a helyzetét határozzuk meg.
Az egyik végen végzett központosítás leggyakoribb eszközei a síktárcsa, a tokmány, és a szorítóhüvelyek.


A síktárcsa
A síktárcsa négy szorítópofája külön-külön, egymástól függetlenül állítható. Így nemcsak forgástestek, hanem szögletes vagy szabálytalan keresztmetszetű munkadarabok befogására is alkalmas (1.37. ábra).
           
 

                                           1.37. ábra

A síktárcsán levő nyílások és hornyok aszimmetrikus keresztmetszetű munkadarabok befogását teszik lehetővé. A szorítást ilyenkor feszítővasakkal és csavarokkal végzik (1.38. ábra). Ugyancsak ezek a nyílások biztosítják az egyenlőtlen tömegeloszlású alkatrészek felfogását. Az ilyen darabokat ellensúllyal kell kiegyensúlyozni. A síktárcsán a központosítás hosszú ideig tart és körülményes. Síktárcsát általában egyedi gyártásban használnak.

                            
 

                                               1.38. ábra

Esztergatokmány

Rövid, hengeres darabokat leggyakrabban hárompofás, önműködően központosított spirálmenetes tokmányba fognak be. A tokmánypofák egyszerre, azonos sebességgel mozognak. A központosítási hiba 0,06...0,12 mm.
         


                                                      1.39. ábra

A tokmányházban lévő 1 kúpfogaskerék négyszögletes végű kulccsal forgatható (1.39. ábra). A kis kúpkerékhez kapcsolódik a 2 spiráltárcsa, amelynek egyik oldala nagy kúpkerék, a másik oldalán (homlokfelületén) pedig lapos menetes szelvényű, síkban fekvő spirálmenet található. Ezekbe a menetárkokba kapcsolódnak a 3 szorítópofák menetbordái. A szorítópofák mindkét oldalán vezetősínek vannak, amelyek a tokmánytest árkaiba illeszkednek, és ez által biztosítják a pofák sugárirányú vezetését. A nagysorozatú és tömeggyártásban pneumatikus vagy hidraulikus gépi szorítású tokmányokat alkalmaznak.

Befogás csúcsok közé

A munkadarab mindkét végén történő befogásakor a központosító elemek a különféle esztergacsúcsok (normálcsúcs, fél csúcs, kitérőcsúcs, negatívcsúcs, forgócsúcs, forgatócsúcs stb.). A központosító csúcsok számára a munkadarab mindkét végébe központfuratot kell fúrni. A központfuratokba illeszkedő esztergacsúcsok nyomaték átvitelére nem alkalmasak. A csúcsok közé fogott

Oldal: Hideg alakitás I.
Gépészeti k ö t é s e k - © 2008 - 2024 - gepeszet.hupont.hu

A Hupont.hu weboldal szerkesztő segítségével készült. Itt Önnek is lehetséges a weboldal készítés.

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat