Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
B RÉSZ
FOGAZOTT ALKATRÉSZEKGYÁRTÁSA ÉS SZERSZÁMAI
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12. FOGASKEREKEK ELŐÁLLÍTÁSA ÉSSZERSZÁMAI
12.1. Bevezetés
A fogazatok általában kinematikai párok – mozgástátvivő elemek – működő felületei. Ebben azértelemben fontos feladatuk, hogy e mozgásokat az
előírt mozgástörvényeknek megfelelően vigyék át.Ez a kapcsolódó fogazatok geometriai jellemzőitől –közöttük a geometriai pontosságtól – függelsősorban, mivel ezek jelentik a mechanikaikényszereket a mozgások számára.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazott elemek e mozgásokat rendszerint jelentősenergia- és erőátvitel mellett viszik át. A fogazott elemekgeometriai és szilárdságtani méretezésén túl ez afogazatkialakítás technológiája szempontjából semlényegtelen.
Pl.:• képlékenyen alakított azonos geometriájú
fogazat teherbírása nagyobb, mint aforgácsolással előállított,
• a fogazat geometriai pontatlanságai a dinamikushatásokat is fokozzák, stb.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazatok működés közbeni viselkedésére (kopás,
kifáradás, zaj, stb.) nagymértékben hatnak a
megmunkálás során kialakított tulajdonságok,
mindenekelőtt a felületminőség. A fogazott elemek
funkciója – a mozgás átvitelen kívül – a nyomatékok
vagy erőhatások átvitelére alkalmas kötések létrehozása
is lehet. Az ilyen fogazatok esetében a geometriai
pontosságtól függ a fogakra jutó terhelések egyenletes
vagy egyenlőtlen eloszlása. Tehát a teherbírás
szempontjából fontos a szerelés (illesztés) zavartalan
megvalósítása is.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Fogazatok megmunkálása a gépiparban tömegesen
előforduló feladat. Ezért a fogazatkialakítás megmunkálási
előírásainak fontos jellemzője a megmunkálási
teljesítmény is.
A felületminőség, a geometriai pontosság és a
megmunkálási teljesítmény (termelékenység) – mint
elsőrendű célok – eleve meghatározzák az alkalmazásra
kerülő gyártási eljárást.
A fogaskerékhajtásokat az egymással kapcsolódó
kerekek tengelyvonalainak (forgástengelyeinek)
viszonylagos helyzete és a fogazatot hordozó felület alakja
szerint osztályozhatjuk.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Fogaskerékhajtások alak szerinti felosztása
A fogazatot hordozó alak szerinti felosztásnál közösszempont, hogy forgástest alakúak, így az alaptest esztergánmindig megmunkálható. A forgástest jellemző alakja alapjánhárom alapvető változatot különböztetünk meg:• henger (ide tartoznak a hengereskerekek külső vagy
belső, valamint egyenes, ferde, illetve nyílfogazattal és ahengeres csigák),
• kúp (ide tartoznak az egyenes, a ferde és az ívelt fogúkúpkerekek és tányérkerekek, hipoid és spiroid hajtások),
• globoid (valamint a különböző toroid hajtások),• tányér (hengeres kerék tányérkerékkel, helikon-hajtás).alakúak.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Határesetként említjük a végtelen fogszámú
hengereskerekeknél a fogaslecet, valamint
kúpkerekeknél a 180o-os síkkereket.
Fogaskerékhajtások tengelyhelyzet szerinti felosztása
A hajtópárok forgástengelyeinek egymáshoz
viszonyított helyzete szerint ugyancsak három eset
lehetséges, a kapcsolódó hajtópár tengelyei lehetnek:
• párhuzamosak,
• metsződők,
• kitérő helyzetűek.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Most már értelmezhetjük a
• tengelytávolságot: ez bármilyen típusnál a két
tengely normáltranszverzálisának a hossza
(metsződő tengelyűeknél ez nulla),
• tengelyszöget: ez vetületi szög valamelyik
tengelynek abban a síkjában, amelyet a
másikkal alkotna, ha metszenék
egymást.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
E két fő jellemző mellett még számos tulajdonság alapján
osztályozhatjuk a fogaskerék hajtásokat, amelyek
struktúráját a 12.1. táblázat mutatja.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.1 táblázat
Alak szerint(áll. áttételnél forgástest)
Henger Kúp Toroid
tengelyhelyzet szerint párhuzamos, kitérő metsző, kitérő kitérő
fogazat iránya a tengelyhez viszonyítva
egyenes, ferde, nyílegyenes, ferde,
ívelt-
fogazat elhelyezkedése szerint
külső belső
homlokon paláston
kapcsolódás gördülő csúszó
profil egyenes alkotójú nem egyenes alkotójú
párhuzamoshengeres kerék:
-külső: egyenes, ferde-belső: egyenes, ferde
- -
metsző -kúpkerékpár:
egyenes, ferde, ívelt
-
kitérőcsavarkerékpár
csigahajtáshipoid (kúp)
spiroid (csiga)globoid
Fogaskerékhajtások struktúrája
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A teljesség igénye nélkül a besorolás szerint néhány hajtást ésjellemzőit a következőkben bemutatunk.
12.1.1. Párhuzamos tengelyvonalú fogaskerékhajtások
(hengereskerekek)
Párhuzamos tengelyű hajtások:• az egyenes fogú külső fogazatú evolvens hengereskerekek
a mozgás átvitel során tengelytávra nem érzékenyek• a ferde– és nyíl fogazatú hengeres kerék zajszintje
kisebb, nagyobb teljesítményátvitelre képesek, de atengelyirányú erőkre figyelni kell
• belső fogazatú hengeres kerekek nagyteljesítményátvitelre képesek a nagyobb kapcsolódófelület miatt, de méretük is nagyobb
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Jellemzőjük az a tengelytávolság és a 0° vetületi szög,valamint a 20°(15°) értékű kapcsolószög, a gördülő
kapcsolódás. Szilárdsági szempontból profileltolástalkalmaznak, amely kihat a tengelytávra is. Különbözőfogazatmegoldások találhatók a következő ábrákon:
• külső fogazatú hengereskerék (12.1. ábra),• belső fogazatú hengereskerék (12.2. ábra),• fogasléc (12.3. ábra),• hengeres fogasív (12.4. ábra),
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.1. ábraKülső fogazatúhengereskerék
12.2. ábraBelső fogazatú hengereskerék
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.3. ábraFogasléc
12.4. ábraHengeres fogasív
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.1.2. Metsződő tengelyvonalú fogaskerékhajtások
(kúpkerekek)
Metsződő tengelyű hajtások
• az egyenes fogú kúpkerékhajtások gyengébbek,
mint a hengeres hajtások, mert a fog
vékonyodik a kisebb átmérő felé;
• a ferde fogú kúpkerékhajtások teherbírása jobb,
zajszintje kisebb;
• az ívelt fogú kúpkerékhajtások teherbírása nagy,
nagyobb sebességet bírnak, de a köríves
fogazás kivételével nem
köszörülhetőek.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Jellemzőjük, hogy tengelytávolságuk nulla, gördülőkapcsolódásuk van, rendszerint palást éshomlokfelületű fogazat kapcsolódik (kúpkerék-tányérkerék), például:
• külső fogazatú kúpkerekek (12.5. ábra),• belső fogazatú kúpkerekek (12.6. ábra),• síkkerék (12.7. ábra),• kúpos fogasív (12.8. ábra).
Metsződő tengelyvonalú fogaskerék hajtásoktengelyvonalai által bezárt szög a tengelyszög Σw,amely vagy 90o (derékszögű hajtások), vagy attól eltérő(12.9. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.5. ábraKülső fogazatú kúpkerekek
12.6. ábraBelső fogazatú kúpkerekek
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.7. ábraSíkkerék
12.8. ábraKúpos fogasív
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Σw
Σw
12.9. ábraMetsződő tengelyvonalú hajtások, tengelyszög Σ
a) Metsződő tengelyű fogaskerékpár (kúpkerékpár)
b) Kitérő tengelyű fogaskerékpár (csavarkerékpár)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.1.3. Kitérő tengelyvonalú fogaskerékhajtások(csavarhajtások)
Kitérő tengelyű hajtások jellemzői:• csigahajtópárok hengeres és globoid alakkal,
jelentős felületi teherbírással, nagyáttétellel,
• csavarkerékpárok, kis teljesítményűek,foghajlásszögük azonos,
• hipoid hajtások, amelyek ívelt fogú kúpkerekekkitérő tengellyel, így kétoldaltcsapágyazhatóak, emiatt teherbírásuk nagy,zajszintjük kicsi,
• spiroid hajtópárok, amelyek kúpos csigából éstányérkerékből állnak; ez átmenet a hipoid éscsigahajtás között. Áttételi tartománya nagy,akár 1:300 is lehet.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fenti megoldások jellemzője, hogy tengelytávjuk éstengelyszögük is van, rendszerint csúszó kapcsolódássalérintkeznek, így radiális és tengelyirányú erők is ébredneka fogazaton. Különböző kitérőtengelyű fogaskerékhajtásokláthatók a következő ábrákon, például:
• csavarkerékpár (12.10. ábra),• hipoidkerékpár (12.11. ábra),• hengeres csigahajtópár (12.12. ábra),• toroidhajtópár (globoidhajtópár) (12.13. ábra),• spiroid hajtópár (12.14. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.10. ábraCsavarkerékpár
12.11. ábraHipoidkerékpár
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
a w
12.12. ábraHengeres csigahajtópár
12.13. ábraToroidhajtópár
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.14. ábraSpiroid hajtópár [49]
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.2. Fogazás előtti műveletek
Mint ismeretes, a fogaskerék jellemző körei (12.15.,12.16., 12.17. ábra) az ISO R 701 illetve MSZ 7490/2szabvány ajánlása alapján:
a) a furatkör (száras és tengelyes keréknélcsapkör),
b) a fejkör,c) a lábkör és a közvetlenül nem mérhető körök(Ilyen a szerszámosztó kör, a talpkör, az
alapkör).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazatok jellemző felületei különböző
műveletekben készülnek, ezért az a), b) pontokban
felsorolt körök egymáshoz képest szükségszerűen
excentrikusak, míg a c) pontban felsorolt körök
egyszerre készülnek el. Ezért azok egymással
koncentrikusak, viszont központossági hibájuk van a
konstrukciós bázis szerepét játszó furatkörhöz
(csapkörhöz) képest. (12.18. ábra) Ez szögsebesség-
ingadozást és dinamikus ütőhatást okoz, ezért a
fogaskerékgyártás valamennyi fázisában gondot kell
fordítani a helyes bázisválasztásra.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Evolvens
Osztókör
Alapkör
Evolvens
Osztókör
Alapkör
Evolvens
Osztókör
Alapkör
12.15. ábraEvolvens fogprofil
különböző alapprofil
és azonos osztó- és
alapkör esetén
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.16. ábraEvolvens fogazatok kapcsolódása és nevezetes körei
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Fejkör
GördülõkörOsztókör
HatárkörLábkör
Fogfelület
FejszalagFogárok
Határpont
Fogtõfelület Fenékszalag
Fog
Fogprofil
Alapkör
12.17. ábraFogaskerekek jellegzetes felületei, élei és körei
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
H7
B
BD 1
2
2B 0,01 1B 1B
2B
a) b)
12.18. ábra Bázisfelületek megmunkálása
a) egyenes b) kúpkerék esetén
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Követelmény tehát az előírt alakhűség biztosítása, hogy
a koncentrikus felületeket vagy egy műveletben, vagy a
koncentrikus bázisról munkáljuk meg. Furatos keréken a
bázis mindig a furat és a fogaskerék tengelyvonalára
merőleges sík (az egyik homloklap), tengelyes és száras
keréken pedig a csapágyhely és egy a fogaskerék
tengelyvonalára merőleges sík. Követelmény ennek a két
felületnek egy befogásban való nagyolása és simítása.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
További megmunkálását azonban kúpos vagyexpanziós tüskén lehetőleg csúcsok között végezzük(merev csúcsok). Célszerű a csúcsfészket köszörülni.
A keréktest külső átmérőjének tűrése mindig negatívelhelyezkedésű legyen, hogy a fejhézag ne csökkenjen. Aszáras és tengelyes keréktest megmunkálását acsúcsfuratról végezzük. A B bázis mindig a csapágyhely(IT6) és egy, a fogaskerék tengelyvonalára merőleges sík.A fogaskoszorúnál először az illeszkedő felületeketnagyoljuk és simítjuk, majd a koszorút sajtolással vagymelegítéssel az agyra húzzuk és a további megmunkálásta főbázisról vagy a segédbázisról végezzük.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.3. Hengeres fogazatok előállítási módjai és
szerszámai
A fogazott alkatrészek megmunkálása a gépgyártás
legigényesebb munkái közé tartozik. Különleges
gépeket, nagy teljesítményű, pontos szerszámokat, jól
képzett szakmunkásokat és technikusokat igényel. A
fogaskerekek a legtöbb gép, szállítóeszköz és
berendezés mozgató szerkezetének fontos részei. A
fogaskerekektől nagy pontosságot, hosszú élettartamot,
jó hatásfokot és zajtalan járást igénylünk.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogaskerekek gyártási módjának a megválasztásához
figyelemmel kell lenni azok anyagára, méreteire a
szükséges darabszámra, kialakítására (külső-, belső
fogazat, tömbkerék, nyeleskerék, stb.) és megkívánt
pontosságára. A választott fogazási módszer
törvényszerűségei pedig befolyásolják a fogaskerék
konstrukcióját (pl. szerszámkifutás, előállítható modul,
stb.).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A gépgyártásban általában forgácsoló eljárások
szokásosak a fogazat előállítására. A finommechanika (pl.
számlálók, játékok és hasonlók) pontos fogaskerekei
ugyancsak acélból készülnek, nagy darabszámok esetén
a gyártáshoz automatákat alkalmaznak: alak-, vagy
csigamarást, kisvastagságú fogaskerekeket csomagba
összefogva (pakettként) munkálják meg, vagy
darabonként finomkivágással készülnek. A
műanyagkerekek általában fröccsöntéssel készülnek.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Homlokfogaskerekek és fogaslécek megmunkálása
A fogazáskor két fő eljárást alkalmazunk:
• profilozó eljárást, amikor a fogaskerék
fogárokprofiljait alakos maróval, egymást
követően, osztókészülékben alakítjuk ki,
• lefejtő eljárást, amikor a fogárkok profiljait
folyamatosan vagy szakaszos osztással, az
alakító profilnak a fogaskerék gördülőkörén
való legördítésével hozzuk létre.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Alapfogalmak, értelmezések
A származtató felület: az alakító szerszámot
helyettesítő általános modell. A helyettesítés
alapkövetelménye, hogy a különböző megjelenésű (egy-
és sokélű felületű, különböző szögű, stb.) szerszámokat
olyan felülettel helyettesítse, amely ugyanazon relatív
mozgások mellett ugyanazon munkadarab felületet
generál, mint a valódi szerszám.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
F1
sz
a
k
F
12.19. ábraSzármaztató felület és munkadarab kapcsolata
F1 munkadarab felület; FSZ származtató felület; k szerszámgép
kinematikai lánca; a alakító mechanizmus
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A származtató felület – munkadarab felületpár sokesetben azonos a burkoló és burkolt felületpár rég ismertfogalmával, annyival általánosabb, hogy értelmezhető olyanesetekben is, amikor matematikai értelemben vettburkolásról nem beszélhetünk, tehát szélek által metszett,élekben metsződő felületeknél is.
A származtató felület és a munkadarab kapcsolatátjellemzi:
• a kölcsönösség,• a megfordíthatóság,• a teljes kapcsolódás.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A hengeres fogaskerekek fogazata készülhet:
• profilozó eljárással,
• lefejtő eljárással.
Pontosabb kerék lefejtő eljárással állítható elő, de a
profilozó eljárást is használják.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazat kialakítását tekintve alapvetően két elvetalkalmazunk a gyártásban:
• közvetlen mozgásleképezés elvét,• közvetett mozgásleképezés elvét.
a, Közvetlen mozgásleképzés:
A kinematikai párok olyan megmunkálása, amikor a
származtató felület ugyanolyan, mint a megmunkált
felület kinematikai párja (pl.: csigakerekek gyártásalefejtő marógépen). Ebben az esetben a kinematikaipárok egyikét szerszámként alakítják ki, a relatívmozgásokat és helyzetet beállítva - amely jellemző akinematikai párok működés közbeni állapotára -munkáljuk meg a másik párt (12.20 ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.20 ábraPélda közvetlen mozgásleképezésre
Csigakerék tangenciális eljárással való megmunkálása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Alapvető hátránya e leképezésnek:
• minden különböző kapcsolódó párhoz más
szerszám kell,
• a gyártandó kapcsolódó párok alakját és méretét
korlátozzák a szerszámkialakítások és
méretek, illetve a gépek szerszámtér
méretei.
Minden folytonos megmunkálás relatív mozgások,
illetve relatív mozgásinformációk leképezésének fogható
fel, amely mozgások, illetve mozgásinformációk bizonyos
feltételek biztosítása mellett visszanyerhetők egy
mechanizmusból, melynek része a megmunkált felület is.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A felületek kapcsolódási törvényeinek vizsgálata régi
probléma, s több megoldási módszer is ismeretes.
(Olivier [137], Altman [2], Litvin [120], stb.).
b, Közvetett mozgásleképzés:
A kinematikai párok olyan megmunkálása, amikor
lehetőség nyílik ugyanazon felület különböző
szerszámokkal – természetesen különböző relatív
mozgások mellett – történő megmunkálására, vagy
fordítva, ugyanazon szerszámmal különböző relatív
mozgást megvalósító kinematikai párok (felületek)
előállítására 12.21 ábra.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ez a lehetőség arra épül, hogy egy adott
származtató felület (SZ) helyettesíthető egy másik
származtató felülettel (SZ1), plusz a megfelelő relatív
mozgásokkal. Pl. fogaskerék fésűskéssel történő
előállításakor a származtató felület egy fogasléc.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
1
v
v f
mdb.
I.II.
Sz
ω
.
fv
.
ω
Sz
v
12.21. ábraKözvetett mozgásleképzés elve
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ebben az esetben közvetlenül leképezzük az SZ
származtató felület (szerszám) ωωωω és v relatív mozgásait a
munkadarab (mdb) megmunkált felületére. Megtehetjük
azonban azt is, hogy ezzel az SZ származtató felülettel
előbb előállítunk egy SZ1 származtató felületet (pl. egy
metszőkereket) és ezzel munkáljuk meg a munkadarabot
(12.22 ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.22. ábra Közvetett leképezés
Az Sz és Sz1 származtató felülettel leképezett munkadarab
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ekkor azonban a munkadarab és SZ1 relatív
mozgása a munkadarabhoz viszonyítva már más lesz,
mint volt az SZ munkadarab párosításánál.
Ez a második megoldás (metszőkerekes fogazás) az
eredeti, ún. közvetítő származtató felületnek és
relatív mozgásainak közvetett leképzése lesz a
munkadarabra.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A közvetítő származtató felületet itt felfoghatjuk egy
„vastagság nélküli felületnek”, amelynek I. oldalaival
közvetlenül mozgásképzés útján előállíthatjuk a
munkadarabot, a II. oldalaival pedig a munkadarabbal is
kapcsolódó másik származtató felületet (SZ1), amelyet
akár szerszámként, akár a munkadarab kinematikai
párjaként is egyaránt kezelhetünk. Ez a közvetett
mozgásleképzésre épített szemlélet a technológus
számára különösen előnyös olyankor, amikor nem
evolvens profilú fogazatok megmunkálása a cél. Vegyük
például a Novikov fogazás esetét a 12.23. ábra alapján.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
1
mdb.
szsz
körí
v
közé
pvon
al
görd
. hen
ger
ellip
szis
met
tsze
te
görd
. hen
ger
ellip
szis
met
tsze
te
A Novikovfogazásközvetítő
származtatófelülete
12.23. ábraKözvetett leképzés Novikov fogazás esetén
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Látható, hogy ha az SZ származtató felület II. oldalátegyszer fésűskésként kialakítjuk, akkor előállíthatjuk vele akinematikai pár SZ1-el jelölt elemét, illetveköszörűkorongként (csak egy hornyot) kialakítvaelkészíthető az a metszőkerék, amely a kinematikai pármásik elemét (munkadarab) ki tudja alakítani.
Az SZ származtató felülettel a közvetett mozgásleképzéstovább fejleszthető, ha pl. az SZ1-el jelölt származtatófelületet helyettesítjük egy SZ2 származtató felülettel és egyrelatív mozgással 12.24 ábra.
Ezzel a leképzéssel előállíthatunk egy olyan SZ2
származtató felületet, amely megfelel a modul-
tárcsamarónak.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Sz
v
1
2Sz
f
12.24. ábraModul tárcsamaróval
való megmunkálás
származtató felületei
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Jól érzékelhető, hogy a leképzésnek itt bemutatottsorozata révén a származtató felület egyre bonyolultabbprofilúvá válik, s velük ugyanannak a munkadarabnak azelőállítása egyszerűbb relatív mozgásokkal (egyszerűbbkinematikájú gépeken) valósítható meg. Ugyanezérzékelhető a másik irányba haladva a fogasléctől azegyélű illetve az egy ponton érintkező szerszám felé. Abemutatott legutolsó közvetlen leképezés során azonbanmár elmarad az az előny, hogy tetszőleges fogszámúkinematikai párokat állítunk elő ugyanazzal a származtatófelülettel úgy, hogy azok tökéletesen kapcsolódjanakegymással (modul – marók azonos modul esetén is afogszámtól függően eltérő profilúak).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Természetesen az eredeti fogasléc alakú származtató
felület (SZ) más módon is helyettesíthető egy SZ1
származtató felülettel, mint ahogyan azt az előzőekben
megismertük 12.25 ábra.
Ebben az esetben az SZ1 származtató felület relatív
helyzete és mozgásai mások mint az előző példánál volt.
Ez az eset megfelel az úgynevezett lefejtő fogmarás
esetének.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.25. ábraLefejtő maróval való gyártás származtató felületei
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ezek után elemezzük a fogazatkialakító eljárásokat,
melyek a technológiai gyakorlatban kialakultak és a
fentebb vázolt mozgásleképezési megoldások
valamelyikére épülnek.
Fogazó eljárások (12.26. ábra)
Mint a 12.2. táblázat összefoglalásából és az
eljárásokat bemutató ábrából is látható, az eljárások
három alapeljárásra a lefejtő-, a profilozó-, és az alakos
üregelő eljárásra vezethetők vissza, melyeket a 12.25.
ábrán vázolunk szemléletesen.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.2. táblázat
“Üregelő” alakadó eljárás
Profilozó eljárás Lefejtő eljárások
Osztó-profilozóKomplett profilozó
Folytonos lefejtőeljárás
Osztó-lefejtő
ÖntésFolyatás
Fröccsöntés
Marás tárcsamaróval
Marás ujjmaróval
Külső-, belsőfogazat:
üregelésekivágása
hideghúzása
Marás csigamaróval
(Pfauter)Köszörülés
csigakoronggal (Reishauer)
Köszö-rülés
(Maag) (kétko-rongos)
Kúpkerék süllyesztékes kovácsolása
Köszörülés alakos tárcsa-
koronggal-
Hántolás finom hengerlés
Köszö-rülés
(Niles)(egyko-rongos)
- - -Fogvésés (Fellows)
Fog-gyalulás(Maag)
Fogazási módszerek
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
"Üregelő"-alakadó eljárás Profilozó eljárás
Osztó-profilozó (1,2)profilozó (3,4)
ÖntésSajtolóöntésFolyatásSüllyesztékes kovácsolás
1) Tárcsával-marás -köszörülés2) Újjmaróval marás3,4) Üregelés, kivágás,hideghúzás
z1
21
34
z1
Lefejtő eljárás
komplett
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Osztó-lefejtő eljárások Folytonos lefejtő eljárások
1) Foggyalulás (Maag)2) Köszörülés (Maag)3) Köszörülés (Niles)
1) Lefejtés csigamaróval, köszörülés csigakoronggal2) Hántolás, lefejtőhámozás (simító hengerlés)3) Fogvésés, metszőkerékkel
z1
1
23
z1
z 2
1
z 2
3
2
z 2
Metszőkerék
Alternáló - egyenesvonalú mozgásElőre - hátra végzett lefejtő mozgásElőre - hátra végzett forgómozgás
Folytonos előtolásFolytonos lefejtőmozgásFolytonos forgómozgás
Szerszám
12.26. ábra Fogazási eljárások vázlatai a mozgásokkal
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.4. „Üregelő”-alakadó eljárás
Nem tévesztendő össze a forgácsoló üregelőeljárásokkal. A fogaskerék előállításhoz olyan „forma”(üreg) szükséges, amely a fogaskerék teljes térbeli alakjátmegjeleníti. Ez esetben a teljes fogaskerék (fogazat,homlokbütykök, körmök, stb.) öntéssel, porkohászati úton,sajtolással, vagy fröccsöntéssel készül. A módszer sajátosmegoldása a kisebb méretű, nem vastartalmú fém vagyműanyag anyagú fogaskerekek tömeggyártásbanielőállításának. Ide soroljuk a nagyszilárdságú acél kúp éshengeres fogaskerekek pontos kovácsolással éshidegfolyatással való gyártását is (12.26. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.5. Profilozó eljárás
A fogfelületek kialakítása hengeres fogaskeréknélvégezhető profilozó vagy lefejtő eljárással.
A profilozó eljárások az egyedi és kissorozatgyártáseljárásai. A fogaskerék fogárok-profiljait alakos maróval,egymást követően, osztókészülékben alakítjuk ki.
A profilozó szerszámok olyan alakos szerszámok,amelyeknek az alakja megegyezik a készítendőfogaskerék fogárok normálmetszetével. A profilozó
szerszámok csak az adott modulhoz és a modulon
belül is egy adott fogszámú fogaskerék
megmunkálásakor adnak megfelelően pontos profilt.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A profilozó szerszámot egy adott modulon belül egymás fogszámú kerék gyártásához felhasználni csakbizonyos kötöttségekkel lehet. Az ebből adódó profil ésméreteltérés a gyártási tűréssel összegezve nem lehetnagyobb, mint az adott fogszámú fogaskeréktűrésosztályához tartozó tűrés értéke, továbbá azeltérésnek a tűrés alsó- és felső határain belül kellmaradniuk. A gyakorlatban fogcsoportokat alakítottak ki amegengedhető hibatartományokhoz.
Ide tartoznak:• profilozó modul tárcsamarók (12.27. ábra),• profilozó modul ujjmarók (12.30. ábra),• profilozó fogazókerék (üregelés) (12.34. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.5.1. Osztó-profilozó eljárás
A szerszám (tárcsa vagy ujjmaró, véső vagykivágószerszám, üregelőtüske vagy köszörűkorong) egyfogüregben dolgozik és az osztást követően a folyamatismétlődik (12.27. ábra).Előny:
• viszonylag egyszerű a szerszám (lehet egyfogú vagyegyoldalas),
• az osztás pontossága csak az osztóberendezéstőlfügg,
• egyszerű gépen elvégezhető (egyedi kissorozatgyártás).
Hátrány:• minden fogszámhoz és profileltoláshoz más-más
szerszám kell (közelítésként fogszám csoportokatképzünk).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
.
γ
α
h
n forg.
előtolóosztó
r 0
vn
h
forg.n
h
H
12.27. ábraFogaskerék
profilozómegmunkálása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ez a módszer alkalmas a ferde és nyílfogazatok
megmunkálására. Zárt nyílfogazatok azonban csak
ujjmaróval készíthetők marógépeken osztófej
segítségével. A marószerszám profilja függ a fogszámtól.
Célszerűségi, gazdasági okokból csak 8-15 db-os
marókészleteket gyártanak azonos modullal. E miatt
fogszám-csoportonként változatlan a származtató felület,
tehát a megmunkált felület is egy adott fogszám
kivételével csak közelítése annak, ami a pontos
kapcsolódáshoz kellene.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ennek során a fogakat alakos tárcsamaróval alakítjuk
ki, amelynek profilja megfelel a fogárok alakjának. Modul-
tárcsamarókat (12.27 ábra, 12.28. ábra) vagy modul-
ujjmarókat (12.27. ábra, 12.30. ábra) használunk. A
fogárok kimarása után a kereket egy fogosztással
elforgatjuk, és marjuk a következő fogárkot.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Nagy előnyt jelent, hogy felhasználhatjuk az
osztókészülékkel felszerelt, egyetemes marógépeket
(12.29. ábra). Ezért ezt az eljárást kisebb üzemekben és
javítóműhelyekben alkalmazzuk, ahol kis darabszámú
fogaskereket kell készíteni, és a fogazásnak nem kell
túlságosan pontosnak lennie. A profilozást alkalmazzuk
olyan nagy átmérőjű és modulú homlokfogaskerekek
gyártásához is, amelyekhez nem készülnek
lefejtőmarógépek. Nyílfogazatú fogaskerekek
gyártásához is alakos ujjmarókat használunk.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
ε
r0
h
V
12.28. ábraEvolvens fogazatot készítő
tárcsamaró
12.29. ábraProfilozó fogazás osztó
készülékkel
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
r0
h
ε
12.30. ábraEvolvens fogazatot készítő
ujjmaró
12.31. ábraNyílfogazat marása ujjmaróval
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ezzel a módszerrel a ferde- és nyílfogazatok
megmunkálása történhet. Zárt nyílfogazatok csak
ujjmaróval készíthetők el. A megmunkálási feladat
egyetemes marógépeken osztófej segítségével oldható
meg.
m > 7-8 mm esetén a 15 db-os szerszámsorozat
használható. Általában 5 m/s-ig használhatók a
profilozással gyártott kerekek. Pontosságuk 10. osztály
szerintiek.
Mindegyik maró több, meghatározott fogszám
tartományba eső fogaskerék gyártására alkalmas.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogprofil marókat a szabványos modulokhoz az MSZ-
05 26.4670 szabvány szerint gyártják. A maró
homlokfelületén feltüntetik a modult, a kapcsolószöget és
a kerék fogszám tartományát.
Az alakos tárcsamarók homlokszöge γh = 0; a
hátszöget a hát hátraesztergálásával képezzük ki, ennek
nagysága αh = kb. 10°; ahhoz, hogy kellően nagy hátszög
keletkezzék a fogoldalakon, legalább αb = 2…4°
szükséges (12.32. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A szabványos fogprofil marók profilméreteit az MSZ-05
26.4671-es szabvány tartalmazza. A profil egyes pontjainak
koordinátáit ki is lehet számítani. A számításban az m
modulból kell kiindulni, figyelembe véve a kerék z
fogszámát és az α kapcsolószöget.
A következőket határozzuk meg:
A kerék osztókörének sugara:
A kerék alapkörének sugara:
A kerék fejkörének sugara:
20
zmr
⋅=
αcos⋅= rra
mrr f += 0
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az A pont derékszögű koordinátái a simítómaróprofilján az y tengelyre (amely azonos a fogároktengelyével) és arra merőleges x tengelyre
xa = rf ⋅sinδA; ya = rf ⋅cosδA
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
N
tg
N-Nαβ
N
tgαB
df
H
d0
V
κκ
κ
α
γH
h
α h
12.32. ábraForgprofil-tárcsamaró forgácsoló része
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
a
b
0 x
C
D
R
y
A
R
X
tg B
inv
inv a
rl
tg B
R
r
αα
δδ y
f 0
b
t
α
αR
A
a
αα
A
A
12.33. ábraA fogprofil meghatározása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A δA szög:
ααδδ invinv ARa −+=
ahol:
zzR
90
2
180=
⋅=δ
és az evolvens függvény:
ααα arcinv −= tg
AAA arcinv ααα −= tg
a δA szög fokokban:
( )ααπ
δδ invinv ARAo −+=
180
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Hasonló módon határozzuk meg a további pontok
koordinátáit (12.33 ábra) a kerék fejköre és lábköre között
választott sugarakon, mint pl. az R, a B és más pontok
koordinátáit. A pontok koordinátáinak a felhasználásával
alakos kést készítünk a maróalak hátraesztergálásához.
Az átmenetet a fogcsúcs és a fogoldal között R1 sugárral
kerekítjük le, ami függ a modultól és a kerék fogszámától.
A profilozó eljáráshoz tartozik a fogazat üregelés is.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
előalakítófogalak
az előalakítófogalak profiljának
származtatása
kalibráló fog
12.34. ábraFogazat üregelő megmunkálása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Keskeny fogaskerekek fogazatainak kialakításáraalkalmas ez az eljárás, tömeggyártás viszonyai között. Amódszerből eredendően fogazathiba lép fel.
Ha ezt a megmunkálást hántolás vagy köszörülésköveti, akkor pontos fogazatok gyártásnál is használhatóaz eljárás előmunkálásra.
Az elmondottakon kívül számos más profilozófogazatmegmunkáló eljárás van még (pl. Grób, ShearSpeed, külső profilozó gyalulás, állítható szerszámmal)vagy tervezhető meg.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Azok az eljárások, melyek tömeggyártás céljaira csak
egy meghatározott fogazat kialakítására szolgálnak,
pontosság és felületminőség biztosítása tekintetében
egyenértékűek lehetnek a lefejtő eljárásokkal. A
megmunkálási teljesítmény tekintetében viszont jóval
felülmúlhatják azokat, mert egyszerűbb (elemibb)
mozgások közvetlen leképzése útján alakítanak és ezek
a mozgások egymástól kinematikailag rendszerint
függetlenek.
A következő oldalon, a 12.35. ábrán:Grób-féle hideghengerlés (ütőtestes hidegalakítás)
kinematikája látható
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
c
cb
b
a
fa
af
a - Munkadarabb - Szerszám (hideghengerlő görgő)c - Szerszámpályaf a - Axiális előtolásU - Alakítási zóna
a bb
c c
a
bb
U
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az eljárás megmunkálási hibáinak fő forrásai
A profilozó eljárás jellegéből adódóan a következő
hibaforrásokra kell számítani:
• a származtató felület hibái,
• a relatív helyzetek (pl. osztás) pontatlanságai,
• valamely irányban a mozgás leképzés szakaszos
jellege (pl. maráskor a forgácsoló élek véges
száma miatt).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A művelet során a fogároknak megfelelő alakúszerszám a fogoldal irányába mozog. A szerszám és afogaskerék teljes fogprofilon érintkezik. A szerszámgéppedig egyszerűbb mint a lefejtéssel dolgozó gépek.
Mint már említettük a fogfelületek kialakítása hengeresfogaskeréknél végezhető profilozó vagy lefejtő eljárással.
A profilozó eljárások az egyedi és kissorozatgyártáseljárásai. A fogaskerék. Fogárok-profiljait alakos maróval,egymást követően, osztókészülékben alakítjuk ki. Nagyelőnyt jelent, hogy felhasználhatjuk az osztókészülékkelfelszerelt egyetemes marógépeket.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.5.2. Komplett profilozás
Az egész fogaskerék teljes fogazata egy kivágó-, húzó-,vagy üregelő szerszámmal készül el. A módszer előnye,hogy az acél vagy más fém alapanyagú kisméretűfogaskerekek külső vagy belső fogazatánaktömeggyártásbani előállítására alkalmas. A megoldáshátránya, hogy minden fogalak és méret más-máskülönleges és drága szerszámot igényel. [62]
Az eljárás megmunkálási hibáinak fő forrásai:• a származtató felület hibái és a relatív helyzetek (pl.:
osztás) pontatlanságai,• esetleg valamely irányban a mozgás leképezésének
szakaszos jellege (pl.: üregelésnél a forgácsolóélek véges száma) miatt.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6. A fogalak lefejtése
A lefejtőeljárás burkolóvágással hozza létre a
fogalakot. Ez esetben a szerszám forgácsoló mozgásán
(gyalu, véső, maró, hántoló, köszörülő mozgás) és
előtoló mozgásán kívül még lefejtő-(legördülő) mozgás is
fellép az előállítani kívánt fogaskerékhez képest. Ez
ugyanúgy valósul meg, mint ahogyan a vele járó keréken
legördülve (pl. egy fogasléc is) tenné. A kerék fogoldala a
szerszám-éllel való burkolással jön létre (12.35. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az eljárás előnye:• valamely szerszámmal azonos modulú, de
tetszőleges fogszámú és profileltolásúmunkadarab előállítható,
• a jobb és a bal oldal külön-külön való előállításaesetén (pl. MAAG fogköszörülés éskúpfogazat előállításakor is) ugyancsakés tetszőleges fogszámú fogazat előállításá-hoz. egy szerszám kell adott
modultartomány
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Tudni kell, hogy bizonyos szerszámprofilok esetén (pl.
alámetszett vagy tört profil esetén) a fej élszalag
letörésének az előállításához, vagy hántoló keréknél a
fogszám, profileltolás adott alkalmazási tartományával
kell számolni.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6.1. Osztó-lefejtő eljárás
A szerszám lefejtő mozgása szakaszos. Előre-hátramozgás valósul meg, amikoris a fogaskerék egy vagy többfoggal való osztása után azonos módon újra kezdődik afolyamat.Előnye:
• az egyszerű és pontosan gyártható szerszám(fogasléc alakú fésűskés vagy egyenesoldalúköszörűkorong),
• a fogosztás pontossága független az asztal és aszerszám meghajtástól és azt csak azosztóberendezés befolyásolja,
• az osztáshiba nem periódikus.Hátrány:
• a visszafutás és osztómozgás miatti időveszteség.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6.2. Folytonos lefejtés
Ez esetben a lefejtő-mozgás állandó, azt az
osztás nem szakítja meg. Szerszámként metsző-,
hántoló-, hengerlőkerék, vagy maró-, köszörű-, és
hántolócsiga szolgál. A megoldás előnye: nincs fogról
fogra való osztás, így megszakítás nélküli a munka. A
fogazás pontossága az osztócsiga, az előtolóorsó, a
hajtólánc váltókerekei pontosságától függ (a hiba
periodikusan változik).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Lefejtő eljárásnál a szerszám kinematikus nyoma
hozza létre a fogprofilt. A szerszám és munkadarab
egymáson legördül. A fogazó szerszám profilja a
fogaslécnek vagy a fogaskeréknek felel meg, ezért
minden modulhoz egyetlen szerszám elegendő bármely
fogazáshoz, fogszámtól függetlenül.
A szerszám lassú legördüléssel forgácsol és a
fogárkot egyszerre csak két alkotón érinti.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A szerszám:• nagyoló,• elősimító,• simító kivitelben készül.
Az alkalmazott szerszámtól függően a lefejtéstháromféle módon végezhetjük (12.36 ábra):
• lefejtő maróval (a szerszám menetfelületenfogazott),
• metszőkerékkel (a szerszám véges fogazású kerék• megfelelő élszögekkel),• fésűskéssel (a szerszám fogasléc, megfelelő• élszögekkel kiképezve).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
w
w
f w
vc
vc
f w
f
ft
a
vc
f f
ff
Maag FellowsPfauter
12.36. ábraFogaskerék megmunkálás lefejtéssel
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6.3. Fogvésés fésűs késsel (MAAG-eljárás)
A foggyaluláshoz szükséges fogasléc alakú lefejtő
gyalulószerszámokat Sunderland angol mérnök 1908-ban
szabadalmaztatta. Mivel a zürichi MAAG-gyár a szerszám
licencét kizárólagos joggal egész Európára megvette, a
fésűskéseket általában Maag-kés néven ismerik, míg a
módszert magát Maag eljárásnak.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ezen az eljárási elven működő gépeken kialakíthatókegyenes és ferdefogazatú külső hengeres felületen lévőfogazatok, de más periodikus profilok is. A gépmunkatartományán belül azonos szerszámmalkülönböző fogszámú fogazatok állíthatók elő.Viszonylagos előnye a származtató felület„egyszerűsége” és a szakaszos osztás (a megmunkálásihibák kevésbé összegződnek). Az eljárás leírt jellemzői,de az ilyen gépeket gyártó cégek tradíciói isközrejátszanak abban, hogy a gazdaságosan elérhetőfogazat- pontosság megfelel az MSZ szabványbanrögzített IT6-os pontossági osztály előírásainak, vagyisvalamennyi univerzális fogazó eljárás között a legjobb.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A felületminőség jellemezői közül az érdesség
befolyásolható a legördülő mozgás sebességének
(velőtolás), illetőleg a véső mozgás löketszámainak
változtatásával (burkoló vágások száma változik). A
megmunkálási teljesítményt korlátozza az, hogy a
forgácsoló főmozgás nem folytonos, hanem alternáló
mozgás (tömegerők, egyik löket üresjáratú). Emiatt csak
a gyorsacél szerszámok forgácsoló képességét lehet
kihasználni.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A MAAG típusú gépen fogazatkialakítás m ≤ 4 mm-es
modul esetében még „teliből” is egyetlen fogással
történhet; az m > 4 mm esetén viszont a fogazatot
célszerű előmunkálni (nagyolás). Az előmunkálás
rendszerint lefejtő marógépen a leggazdaságosabb, de
egy használtabb MAAG fogazógépen is megvalósítható,
ha csak ilyen gép áll rendelkezésre (12.37 ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
. + vforg.
a0
123
4 5
I.II.
III.
0 0 0
0
velőt. fogásvételimozgás
n
III.II. I.123
4 5ismétlés
Maag-eljárásmozgás-ciklusa
12.37. ábraFogvésés fésűs késsel (MAAG-eljárás)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
I. Induló helyzet.II. A szerszám első foga befejezte egy fogárok teljes
kimunkálását.III. A munkaciklus véghelyzete.
a – a teljes fogásmélységnek megfelelő helyzet,1 – gyors megközelítés,2 – egy fogárok lefejtése,3 – a fésűs kés hossza által meghatározott L = k ⋅ px
hosszúságú munkamenet (az osztás egész számútöbbszöröse),
4 – gyors visszagördülés,5 –gyors kigördülés és osztás annyi fogosztással,
amennyi fog a fésűskésen legördülhet.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
ωmdb
i (kin. kapcs.)
12.38. ábra A MAAG-eljárás kinematikája
Ferde fogazat vésésekor lehet a 12.39. ábrán lévő megoldás (a rá és túlfutás különbözik).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
β
hosszúlökethossz
mdb.
rövidlökethossz
a ) b )
ráfutás
vésés
kifutásmdb.
ráfutás
kifutás
vésés
β
12.39. ábra Ferde fogazat vésése
a) Egyenes fogú szerszámmal (hosszú lökethossz)
b) Ferde fogú szerszámmal (rövid lökethossz)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ferde fogazatok előállítására „pótmozgás” nem
szükséges. A szerszám ferde elhelyezését a munkadarab
fogirányának megfelelően el kell fordítani. Ez pedig a 12.39-
es ábrának megfelelően a löket szükséges hosszát is
befolyásolja.
A származtató felület szabályos fogasléc. Ehhez
szerszám úgy konstruálható, hogy a forgácsoló él
kialakulásához szükséges homlok- illetve hátszögeket
biztosítjuk a forgácsoló élt kimetsző felületeken. Pl. evolvens
fogazatok megmunkálásához (12.40. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Hvsz vforg.
származtatófelület
szerszám
r
2A0
ps
ha f
α
γ H
2
α
A
α
r11
h
0
°=
⋅==
=
⋅=
20
25,12
0
00
α
π
mhh
tS
mp
fa
12.40. ábraMAAG fésűskés geometriai kialakítása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
78
6
=5
30°
°
30° ,α
,
késtartó
Előtolás (löket) iránya
D
12.41. ábraFésűskés forgácsoló szögei, ferde befogással
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A késen γ = 0o, ferde beállításkor γm = 6o30’ (homlokszög)
és αH = 5o30’-re kiadódik (12.41. ábra), mivel élezéskor a
kést α1S = 12o-ra kell beállítani (12.42 ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12
< 0α α
°
12.42. ábraFésűskés élezése a hátfelületen
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ha γ ≠ 0, akkor a szerszám hátfelületének kialakításáhozszükséges
(vSZ irányban mozgatott) profil szöge α ≠ α0 (α < α0) (12.42ábra).
Szabványos fésűskéseknél αf = 6o30’ és γf = 4o
homlokszög esetén γA ≈ αA ≅ 2o-ra adódik.A származtató felületnek megfelelő szerszám fenti módon
történő kialakítása (vSZ irányú profileltolódása) abból azésszerű követelményből adódik, hogy a kopott szerszámokújraélezésével egyszerűen lehessen „újratermelni” az eredetiprofilt. Az újraélezés a homlokfelületen történik (ez alegegyszerűbb). Belátható, hogy ez a követelmény nemteljesülne, ha pl. ahhoz ragaszkodnánk, hogy a profilvonalmentén az α hátszög legyen állandó.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Gyakran a homlokszög profil menti kis értéke (γI)
kedvezőtlen a forgácsolás feltételeire és ezért azt növelni
törekszenek a 12.43. ábrán bemutatott megoldásokkal.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
m<10 mm
m>10 mm
kis-és közepes modulok esetén nagyobb modulok eseténa ) b )
γ
γ
12.43. ábraFésűskés homlokfelület γ szögének növelése
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
γ
n
h
H
hH
12
3
4
5
n
h
h
α
α
t
α
x
α
t
h
12.44. ábraA fésűskés
szerszámszögeinek
meghatározása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az 1. ∆-ból:
Hh cosγ
hh =
A 2. ∆-ból: ( )H
HHn cosγ
γαcoshh
+⋅=
A 3. ∆-ból: tgαhx ⋅=
A 4.∆-ból:n
n h
tgαhtgα
⋅=
Az 5. ∆-ból: tgh
hh
tgh αα
⋅=
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Különféle fogkorrekciókat vagy ráhagyásokat (pl. köszörülésre) oly módon lehet biztosítani, hogy módosít-ják a származtató felületet.Pl. az evolvens fogazat fejrészének lenyesése a 12.45.ábra szerinti szerszámprofil-módosítással oldható meg.
1-2 1-2 °°
0.55
m::
12.45. ábra Szerszámprofil módosítása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Hasonló módon módosított profilúak azok a fésűskések,
amelyek nagyoláskor simítási vagy simításkor
köszörülési ráhagyással alakítják ki a fogazatot
(12.46. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
.
.
.
1r
0.1√m
0.1√m0.
15√m
1.25
m
0.25
20 °
cb
a
a) nagyoló szerszám simítási és köszörülési ráhagyással
b) simító szerszám köszörülési ráhagyással
c) készremunkáló szerszám
( )
mrnél ⋅=−=
=
−⋅
=
⋅≈
⋅÷≈
38,025,0c
20α
sin α1
m0,25r
m0,2r
m0,370,36r
10
o0
01
2
1
12.46. ábraNagyoló-, simító-,
készremunkáló szerszámprofil
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Adott fogazat megmunkálásához a fogazógépen különfélebeállításokat kell végezni.a) Legördülés beállítása oly módon, hogy
megmunkálás közben a munkadarab forgó- ésegyenes vonalú haladó mozgása azalaphengeren történő csúszásmentes legördülésfeltételeinek megfelelően legyen kinematikailagösszehangolva. Ezt a fogazógép kinematikailáncának kijelölt helyén a szükséges módosítástbiztosító cserekerék (rendszerint 4 db)felszerelésével lehet megoldani. A szükségescserekerekek kiválasztását gépkönyvi táblázatokteszik egyszerűvé.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
b) A fogosztás beállítása annak függvényében, hogy amegmunkálandó fogaskerék osztóhengerénekkerülete hogyan viszonyul a fésűskés megmunkálóhosszához. A gépen a teljes kerület egész-számú„elosztásához” megfelelően beállíthatóosztószerkezet van.
c) A fogirány beállítása a vésőkosnak a munkadarabtengelyéhez viszonyított beállításával (elfordí-tásával) valósítható meg.Egyenes fogazatok megmunkálásakor a vésőkosmozgása (vezetékének iránya) párhuzamos afogaskerék tengelyével.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ferde fogazatok megmunkálásakor az osztóhengeren
mérhető β fogferdeségi szöggel kell elfordítani a kos
vezetéket a fogazat emelkedési irányával ellentétes
irányban (β = - βkos).
d) Forgácsolósebességet a vésőkos percenkénti
löketszámával állítjuk be a kerékszélesség által
meghatározott lökethossztól (H) függően:
H
v1000n max
löket
⋅≅ vagy
H
v1000n köz
löket
⋅= (12.2)(min-1)
ahol:n: - percenkénti löketszám.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A legördülési sebesség (kerületi előtolás) beállítása
cserekerekekkel vagy beépített módosítások
bekapcsolásával lehetséges. Ilyenkor abból indulunk ki,
hogy megmunkált fogfelület felületi egyenetlenségei egy
adott értéket ne haladjanak meg. Ezen egyenetlenségek
annál kisebbek, minél több burkoló vágással fejtjük le a
fogaskerék fogát.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
maxR
12.47. ábraAlakhiba a burkoló vágások számának függvényében
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az egy fogra jutó burkoló vágások száma alöketszámmal egyenesen, míg a legördülési sebességgelfordítottan arányos. Táblázatok vagy diagramok könnyítikmeg az Rmax előírt értékéhez a szükséges burkolóvágásokszámának (ib) meghatározását.
Ennek és a löketszámnak (n) az ismeretében alegördülési sebesség (kerületi előtolás) számítható.
Pl. evolvens fogazatokra:
ni2
πmf
bk ⋅
⋅⋅
= [mm/min] (12.3)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
ahol:
ib : egy fogoldal lefejtéséhez szükséges burkolóvágások
száma
m : modul
n : löketszám.
A fogazat előírt többfog-méretének beállítása
(fogásvétel) egy vagy két próbafogás alapján a gép
fogásvételi mechanizmusa segítségével végezhető el
(12.48. ábrán az a méret beállítása).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.48. ábraTöbbfog-méret
mérése
mérőműszerrel
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A próbafogás után mérhető és a rajzon előírt
többfogméret ismeretében a szükséges korrekciós
fogásvétel nagysága számítható.
Pl. egyenesfogú hengeres evolvens fogazat esetében:
( ) ( )
sinα2
WW∆a tnn
⋅
−=
ahol:
∆a: tengelytáv változás
W(n): n fogszámnál a többfog-méret
W(n)t: többfog-méret fogásvétel előtt
α: kapcsolószög.
(12.4)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Nem evolvens fogzatok esetében, vagy nagymodulú
evolvens fogazatok esetén többfog-méret helyett más
fogazat jellemző – pl. fogvastagság az osztóhengeren –
mérésével valósítják meg a megmunkálás közbeni
ellenőrzést (a rajz szerinti állapot beállítása céljából).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6.4. Fogvésés metszőkerékkel (Fellows-eljárás)
Ez a fogazat-kialakítási eljárás megfelel a
fogaslécnek, mint közvetítő- származtató felületnek. A
közvetett leképezés egyszerűbb relatív mozgásokkal, de
bonyolultabb szerszám segítségével valósul meg. Erre az
eljárásra épülő gépeken külső és belső egyenes fogú
(ferde fogú) hengeres fogazatok, de más periodikus
profilok is előállíthatók. Fogasléc is előállítható korlátozott
hosszban (metszőkerékkel).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ferde fogazatok kialakításához külön gép-tartozékra, acsavarmozgást biztosító vezérpályára és ferde fogazatúmetszőkerékre van szükség (pl. TOS 04 – 4 gépkinematikai vázlatán).
Valamennyi fogferdeséghez külön vezérpálya ésmetszőkerék szükséges. Ezért ritkán és csak tipizáltfogferdeségű kerekeknél vagy nagysorozatú gyártásbanalkalmazzák (pl. 15°, 23°, 30°). A ferde fogazásúmetszőkerekek előtolását (alapforgását) a gépbeállításával, a fogferdeségi szögnek megfelelőpótmozgást (pótfogás) pedig vezérpályával (spirálvezetékkel) biztosítjuk, amely e szerszámot minden egyeslöketnél megfelelően elforgatja.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ez azt jelenti, hogy más-más átmérőjű metszőkerekekhez
más-más csavarvezeték kell még akkor is, ha a
metszőkerekek ß0 fogferdeségi szöge egyébként azonos. A
szerszám és munkadarab forgásiránya belső fogazásnál
azonos. A gép kinematikai láncába történő beavatkozással
további lehetőségek nyílnak különleges fogazatok
előállítására.
Származtató felület: a megmunkált felület konjugáltja
(amely azt párhuzamos tengelyek körüli állandó
szögsebességű forgómozgások révén leképezi). Pl.
evolvens fogazatú fogaskerekek esetében egy azonos
modulú kapcsolódó fogaskerék.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A metszőkerék felfogható egy olyan általános fogazásúfogaskerékként, amelynek profileltolódása (x) változó. Erreazért van szükség, hogy a szerszám a legegyszerűbben –homlok-felületén – többször újraélezhető legyen.
Belső fogazatok készítésekor különös gonddal kelleljárni a szerszám fogszámának kiválasztásánál. Ittugyanis felléphet fogtő alámetszés, fogfej lenyesődés (ún.előtolási interferencia), ha a szerszám fogszáma túl kicsi,vagy túl nagy a fogazandó belső felület fogszámáhozviszonyítva. Szabványos metszőkerekek használatakorezeket az interferenciákra ellenőrizni kell, míg új szerszámtervezésekor ezek elkerüléséből kell kiindulni (ennekbemutatására itt nincs mód).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A munkadarab körbefogazása egy vagy több fogással
történik a modultól függően (ennek megfelelően egy, kettő
vagy három lépcsős vezértárcsát használunk, amely a
fogásvételi mozgását vezérli).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
v
szekrény
kos
szerszám
állvány
forgó tárgyasztal
munkadarab
12.49. ábraFogmetsző gép kinematikai elrendezése
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
ωmdb.
ωsz.
i= zzv
löket
gyorselőtolásmunkadarab
nosztó
forg
.v
szerszám
mozg.fogásv.
előtolásn
kiemelése miatt
asztalmozgása szerszám
löketvégi
12.50. ábraMetszőkerekes fogvésés mozgásviszonyai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
.
.
teljes fogásmélység
1
2
mdb. szerszám
1
2
h
12.51. ábraMetszőkerekes (Fellows) eljárás vezérlése
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
a) egyenes alkotójú b) ferde alkotójú
12.52. ábra Egyenes és ferde fogú hengeres fogazatok
kialakításának (Fellows eljárás) mozgásviszonyai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A szerszám kettőslöketeinek a száma a kis tömegerők
miatt nagy lehet.
nkl = 400 ÷ 1000 1/min
Erre az eljárásra épülő gépeken kialakíthatók külső és
belső egyenes fogú (ferde fogú) hengeres fogazatok, de
más periodikus profilok (pl. sokszög profilúak) is e
mozgásleképzés elveinek megfelelően (12.52 és 12.53
ábrák).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
szerszám
munkadarab
12.53. ábraBelső periodikus profilok előállítása Fellows eljárással
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
13
2
12.54. ábraFerde fogazat
előállítása
metszőkerékkel,
cserélhető
csavarvezeték
segítségével
1. csavarvezeték,
2. vezetőhüvelyt
forgató kerék,
3. vezetőcsap
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Feltétel:
s21hsh2hl β β β ;mmm ====
A kapcsolódó párok ellentétes emelkedésűek.
A feltétel alapján is:
zmd h0 ⋅=
Ábrázolva a βs és βv alapján az emelkedést és kapcsolatot
a szerszám és a vezérpálya között, a 12.55. ábra alapján
a szükséges összefüggések felírhatók.
(12.5)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
β
β
d v
csavarvezeték
metszőkerék
miv
el e
gyüt
t kel
l moz
ogni
uk
csd
d cs
d v
π
π
.
.
H
s=
Hv
=d
os.
. ctg
s=
πβ
=d
v.
. ctg
vπ
β
()
v
s
12.55. ábraFerde fogazat előállításának feltétele
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Avvs0s ctgβdctgβd ⋅=⋅
és a
v
s
s
v
v
0s
tgβ
tgβ
ctgβ
ctgβ
d
d== (12.7)
(12.6)
összefüggéssel írható fel az átmérők és szögek közötti
arány. A metszőkerék és a csavarvezeték
emelkedésszöge nem azonos, hanem annak tangensei
egyenesen arányosak az átmérőkkel. A csavarvezeték
emelkedési szöge nem azonos a metszőkerék
emelkedési szögével.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ebből még az is következik, hogy különböző d0s1 és d0s2
átmérőjű metszőkerekekkel, ha ββββ0 szögük azonos,
ugyanaz a munkadarab megfogazható, de:
0s2
s2
0s1
s1
d
H
d
H=
egyenlet értelmében emelkedési szögük nem azonos,tehát a csavarvezetékek Hv1 és Hv2 emelkedése is eltérő. Agyakorlatban ez azt jelenti, hogy más-más átmérőjűmetszőkerekekhez más-más csavarvezeték kell mégakkor is, ha a metszőkerekek β0 fogferdeségi szögeegyébként azonos. A szerszám és mdb forgásiránya belsőfogazásnál azonos.A gép kinematikai láncába történő beavatkozással továbbilehetőségek nyílnak különleges fogazatok előállítására(12.56. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.56. ábraDongásított, illetve ovális (ellipszis) alakú fogazatok előállítása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Fogasléc lefejtéséhez is külön készülék vagy speciális
gép szükséges.
Megmunkálási pontosság: IT7
Felületminőség és a megmunkálási teljesítmény:
ugyanaz, mint a MAAG eljárásnál.
Származtató felület: a megmunkált felület közvetlen
konjugáltja (amely azt párhuzamos tengelyek körüli
állandó szögsebességű forgómozgások révén leképezi).
Pl. evolvens fogazatú fogaskerekek esetében egy azonos
modulú kapcsolódó fogaskerék.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
a
számítási sík
I.
II.
vsz
vékony fogasléc
fα
γ f
származtató felület
12.57. ábraMetszőkerék kialakítása
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A metszőkerék felfogható egy olyan általánosfogazású fogaskerékként, amelynek profileltolódása (x)értéke változó. Erre azért van szükség, hogy a szerszáma legegyszerűbben – homlokfelületén – többszörújraélezhető legyen. Abból eredően, hogy rendszerint γf≠ 0, itt is fellép az a kapcsolószög korrekció, amelyet afogazó fésűskés kapcsán már bemutattunk.
A 12.57. és 12.58 ábrák alapján írható:
0a
0
αtg
mxx
⋅=
ahol:
x: - profileltolódási tényező
x0 = 0,2…0,4
(12.8)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.58. ábraA metszőkerék forgácsoló éleinek szögelhelyezései és
profileltolásai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ezt úgy kompenzálják, hogy a metszőkerék
előállításakor a hátfelület köszörülését α > α0
kapcsolószögű koronggal végzik el. A fogoldal menti α és
γ szögértékek – csakúgy mint a fésűskésnél – jóval
kisebbek mint αf és γf értékei.
A foglenyesés vagy ráhagyások biztosításához így
csak módosított metszőkereket használnak. Ezt a
módosítást a metszőkerék fogoldalait köszörülő korongon
keresztül viszik át a metszőkerékre (így a
legegyszerűbb).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A meszőkerekes lefejtő vésőgép beállítása
fogazáshoz lényegét tekintve ugyanazokat a beállításokat
tartalmazza, mint a MAAG típusú megmunkálásoknál, és
ugyanúgy lehet azokat elvégezni, kivéve a fogirány
beállítását, illetve az osztás beállítását. Arról már szóltunk,
hogy ferde fogazatok megmunkálásához elvileg nem lehet
megdönteni a vésőkost, és ezért a pótmozgást külön
vezérpályák segítségével biztosítjuk. Az osztást pedig
folytonos legördülés helyettesíti és ezért a gép kinematikai
láncába olyan cserekerekeket szerelünk fel, amelyek
biztosítják a munkadarab és a metszőkerék között a
fogszámarányukkal fordítottan arányos szögsebesség
viszonyt.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Így:
mdb
szerszám
szerszám
mdb
z
z
ω
ω=
Feladat még a szerszám és munkadarab egymáshoz
viszonyított forgásirányának beállítása.
Külső fogazatok megmunkálásakor a forgásirányok
ellentétesek, míg belső fogazatok esetében azonosak. A
vezértárcsa fordulatszámának beállítása pedig aszerint
történik, hogy egy, két vagy három lépcsős-e a kívánt
teljes fogmélységre állás.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Problémát jelent még a belső fogazatok megmunkálás
közbeni ellenőrzése. A belső fogazat kialakításából
eredően itt a többfog-mérés nem lehetséges. Vagy
speciális mérőeszközzel fogvastagság mérhető (nagyobb
kerekeknél), vagy kisebbek esetén csapos csőrű
mérőeszközökkel az osztóhenger átmérőjének közvetett
meghatározását végezhetjük el.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
c
1
d
D
c
o
φ
φ
osztókör
12.59. ábraBelső fogazat mérés elve
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
D0, valamint C (C1) d között geometriai összefüggések
állnak fenn, és az alábbiak ismeretében D0 számolható.
m≤2 mm esetén a megmunkálást általában egy fogással
„teliből” megvalósíthatjuk.
2<m<6 esetén 2-3 fogással (többlépcsős vezértárcsával),
de még mindig teliből végezhetjük.
Nagyobb modulú kereket már gazdaságos Pfauter típusú
gépen (előállítani) előmunkálni. Általában IT7-es pontossági
osztályú fogazatok állíthatók elő ezzel a módszerrel
(vannak kombinált vésőgépek).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.6.5. Fogazás lefejtőmaróval (Pfauter eljárás)
1887-ben Pfauter szabadalmaztatta. Az első lefejtő
marót Schiele szabadalmaztatta Angliában 1856-ban, de
akkor lett általános, amikor Brown & Sharpe gyár az
1890-es években létrehozta az első hátraesztergákat.
Ezenkívül még számos más ismert gyár is készít ilyen
gépeket, többek között Komszomolec, Volman,
Boehringen, Niles, TOS, stb.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A mozgásleképzés vizsgálatakor már láttuk, hogy azún. közvetítő származatató felületet (pl. fogaslecet) lehethelyettesíteni egy csavarfelülettel rendelkező lefejtőcsigamaróval is, de természetesen akkor más relatívhelyzet és mozgás szükséges ugyanannak a megmunkálófelületnek (pl. evolvens fogaskerék) az előállításához. Ez amegoldás azért jelentős, mert a lefejtéshez, illetőlegosztáshoz szükséges mozgásokon kívül a forgácsolófőmozgást is folytonos forgómozgássá lehet tenni, s ilymódon az alternáló mozgásokra jellemző nagy tömegerőknem korlátozzák a forgácsolási sebesség fokozását,esetleg keményfém szerszámok forgácsoló képességéneka kihasználását.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ellentámasz
Lefejtõ elõtolás
Munkadarabszán
FogásvételElõtolás
MarófejDönthetõ marószán
Állvány
Radiális elõtolás
lefejtõmozgása
12.60. ábra Lefejtő (Pfauter) marógép
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazat előállítására néhány irányelv:• m < 8 mm esetén egy fogásban fogazunk,• két fogás esetén 0,6/0,4 a fogmagasság-arány
marásnál (1 bekezdésű maró),• simításra 0,5 ÷ 1 mm ráhagyást hagyunk az
osztókörön mérve.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
mdb
i,=
z öz
szv
ω
ω
δ
f
mdb
zö – bekezdések száma (maró)
z – mdb fogszáma
12.61. ábraPfauter eljárás kinematikai viszonyai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.62. ábraLefejtő eljárás
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
v
v tang.előtolás
ax. előtolás
diff.
+ s
osztó
=forgó δ γ90°
v rad. fogásvételv. előtolás
vtang. előtolás
a
ω
ω
ω
12.63. ábraSzakaszos vagy folytonos
tangenciális mozgás a maró
teljes hosszának egyenletes
terhelése érdekében
(pl. diagonál fogmarás)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Irányértékek a technológiai jellemzőkre:
Gyorsacél szerszámnál:
v = 20 ÷ 50 m/min,
fmf = 0,8 ÷ 1,5 mm/ford.
Keményfém szerszámnál:
v = 100 ÷ 200 m/min,
fmf = 3 ÷ 5 mm/ford.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ferde fogú (jobbos vagy balos) kerekek gyártásakor a
lefejtőmaró döntési szögét a 12.64. ábra szerint
határozzuk meg.
γs – a csigamaró osztóhengerén mért
menetemelkedési szög, a fogak emelkedési
iránya dönti el a bedöntés irányát.
β0 – fogferdeség szöge.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
s
jobb hajlású kerékjobb menetű maró
δ β γ= o-γδ β= o s+
jobb hajlású kerékbal menetű maró
δ o= β sγo=δ β sγ+-
bal hajlású kerékjobb menetű maró
bal hajlású kerékbal menetű maró
12.64. ábraPfauter marási elrendezések
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az eljárásra épülő gépeken kialakíthatók:
• egyenes vagy ferde fogú hengeres fogazatok,
• különféle periodikus profilok (pl. bordázatok,
sokszögprofilok, a származtató felületet illetve
szerszámot a konjugáció elvén kell kialakítani;
pl. Realux szerkesztése is erre épül),
• csigakerekek (ez esetben δ = 0o) és a relatív
helyzet (12.65. ábra).
a – a teljes fogmélységnek megfelelő tengelytávolság,
azonos a hajtómű tengelytávolságával.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
vrad. előt.
vtang. előtolás
.
acsigakerék
mdbcsiga
szerszám
12.65. ábraCsigakerék előállítása Pfauter módszerrel
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A teljesség igénye nélkül néhány eljárás jellemzőjét
ismertetjük:
• Csigák,
Pl. lefejtéssel evolvens csiga vagy úgynevezett globoid
csiga.
Ilyenkor a munkadarab van a szerszámorsón és a
szerszám a munkadaraborsón.
Csigát csigamaróval is lefejthetünk, de előállíthatjuk
tárcsás profilmaróval is. (lásd: hosszú menetmarás)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
• Különleges készülék segítségével előállíthatók (lásd:
menetmarás) pl. ellipszis osztóhengerű fogazatok is, de
az is megoldható, hogy vradiális előtolás kinematikai
összekapcsolásával kúpos osztófelületű fogazatokat
kapjunk (pl. érdemes így előnagyolni nagy modulú
egyenes fogú kúpkerekeket profilos tárcsamaróval).
• Származtató felület,
Hengeres külső fogazatok megmunkálásakor a
közvetítő származtató felület pl. fogasléc (normál
metszetben) menetemelkedésre merőlegesen
megtestesítő csavar (csiga) felület.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
• Csigakerekek megmunkálásakor a közvetítő
származtató felületet (pl. fogasléc) tengely-metszetében
megtestesítő csavar (csiga) felület.
Ezekkel azonos modulok illetve átmérőhányadosok
(osztás és fogmagasság) esetén különböző fogszámú
elemek állíthatók elő.
• Bordázatok és más periodikus profilok esetén a
közvetlen mozgásleképzés alapján kiadódó konjugált pár
profilját normál metszetben megtestesítő csavar (csiga)
felület.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Itt a megmunkált felület rendszerint nem szorosértelemben vett kinematikai elem, csak a célszerűmegmunkálás lehetősége miatt, a megmunkálásidőtartamára tekintjük annak.(Adva van a relatív mozgás és helyzet, a megmunkáltfelület és keressük a megfelelő származtató felületet).A származtató felületnek megfelelő szerszámot úgyképezzük ki, hogy a csigafelület hernyóira merőlegesenforgácshornyokat alakítunk ki, és ennek a forgásirány feléeső határfelülete lesz a vágóélt kimetsző egyik felület ahomloklap.Ún. készre munkáló lefejtő marók esetében a γ = 0szokásos, vagyis homloklapot alkotó egyenesek metszik
a maró forgástengelyét.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ilyen alkotókkal rendelkező felület, vagyis a
homloklap archimedesi csavarfelület lenne.
Szerszámról lévén szó ezt a homlokfelületet csak
köszörüléssel lehet előállítani. Az archimedesi
csavarfelület azonban nem kifejthető, és emiatt
torzulásmentesen nem is lehet megköszörülni sík
koronggal. Leggyakrabban kúpos tányérkorong
kúpfelületével (12.66. ábra) köszörülik, illetve le kell
fejteni a [ ] bekezdésben foglalt eljárás szerint.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
sík
kúpos oldalfelület
γ=0
szabályozás gyémánttal
nsz
12.66. ábraLefejtő maró homlokfelület utánélezése
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ehhez természetesen bonyolult számítások
szükségesek. Még olyan esetben is, ha a homloklapot
archimedesi csavarfelületté köszörülnénk, lenne bizonyos
torzulás a valóságos származtató felületen. A szerszám
hátlapjait alkotó hátramunkált csavarfelületek és a
homloklap metszésvonala – a vágóél – ugyanis nem lesz
egy síkban lévő profilgörbe (pl. fogasléc), hanem térgörbe
lesz. Ez a profiltorzulás is jelentkezik a lefejtő maráskor
keletkező megmunkálási hibákban (nem szokás a
tengellyel párhuzamos síklapú forgácshornyokat
köszörülni, mivel „-γ” nagy lenne és a forgácsoló erő
ingadozása is növekedne (lásd lapos trapézmenet
megmunkálás: 12.67. ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
+γ
α-γ
12.67. ábraA homlokszög, γ helyzete a tengellyel párhuzamos síklapú
forgácshoronnyal rendelkező maró esetén
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A lefejtő marószerszámok másik igen fontos
kérdése a forgácshornyok számának magállapítása,illetve azok egyenletes elosztásának biztosítása akerület mentén. A lefejtő marás mozgásviszonyaibólkövetkezik, hogy a szerszám egy fordulata alatt amunkadarab egy fogosztással fordul el, ha a maró egybekezdésű. Ez azt jelenti, hogy egy fog lefejtése annyiburkoló vágással történik, ahány forgácshorony van akerületen. Itt tehát a burkoló vágások számát nem lehettechnológiai adatokkal (pl. kerületi előtolással)befolyásolni, úgy mint az előzőekben ismertetetteljárások esetében, ezt lényegében a forgácshornyokszáma határozza meg.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A forgácshornyok egyenletes osztása azért fontos,
hogy a burkoló vágások valóban burkolják az elméleti
profilt, és közülük valamelyik nehogy belemetsszen a
fogba. Ezért kell a lefejtő marókat mindig speciális
élezőgép (Pl.: Klingelnberg) segítségével élezni úgy, hogy
minden homloklapról ugyanannyit köszörülünk le (akkor is,
ha egy fog sérült csak meg).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A lefejtő marógép beállítása fogazáshoz
A munkadarab és a szerszám viszonylagoshelyzetének illetve a forgásiránynak beállítása azelőzőekben ismertetett módon (12.64. ábra) történik.
Ferde fogazatok esetén:
βγ90δ So ±+=
β: a fogferdeség szöge előjellel (+ ha aszerszám és a munkadarab emelkedésiiránya ellentétes, illetve – ha megegyezik).
(12.9)
ahol:
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Csigakerekeknél:δ = 90o
A forgácsoló sebesség beállítása a marófordulatszámának beállításával (rendszerintcserekerekekkel) történik.
πd
1000vn
maró ⋅⋅
= (12.10)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A korszerű gépeken akár egyenirányú, akár
ellenirányú marás végezhető.
Egyenirányú marás előnye:
• nagyobb forgácsolási sebesség és előtolás
alkalmazható,
• simább felület,
• maró éltartóssága nő.
Ellenirányú marás csak akkor indokolt, ha a nagy
holtjátékot (régi gépen) már kiküszöbölni nem lehet.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
a maró kerületisebességének iránya
a ) egyenirányú marás b ) ellenirányú marás
előtolásánakiránya
a kerék
f ax f ax
12.68. ábraMarási eljárások
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A korszerű Pfauter gépen alkalmazzák az ún. diagonál
marást (átlós marás). Ennél az eljárásnál a lefejtő marónemcsak a mdb axiális irányában halad, hanem aszerszámtengely szerint is.
A 12.69. ábra a szerszám kezdeti- és véghelyzetétmutatja a diagonál marásnál. A fogaskerék szélességétől, afogferdeségtől β-tól, a lefejtő maró használható hosszátólfüggően az fax axiális, és ft tangenciális előtoláshányadosa 9 és 1,5 között van. Ezt váltókerékkel állítjákbe. Ez csak olyan gépen valósítható meg, amely ún.áthúzó szánnal rendelkezik.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
ft
fax
lefejtőmaró
mdb.
lefejtőmaró
erf
12.69. ábraDiagonális marás
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A munkadarabnak egyenes fogazás esetén is
pótfordulatot kell biztosítani, a marótengely tengelyirányú
eltolásának megfelelően. A diagonál marás akkor a
legkedvezőbb, ha a hosszú megmunkálási idővel nagy és
széles kereket fogazunk.
Előnyei:
• a maró minden foga minden egyes fogazásnál
fogásba jut (egyenletes kopás),
• a szerszám éltartama növekszik,
• a felületi érdesség javul,
• futáspontossága is kedvező.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A lefejtő maró és a megmunkált kerék kapcsolódására a
következők érvényesek:
• a kapcsolódó tagok fogosztása a normálsíkban
m,πt0 ⋅=• a két tag kapcsolószöge a normálsíkban α = 20o,
• a szögsebességek egyenesen arányosak a két tag
fordulatszámával és fordítva arányosak a
fogszámokkal, vagyis .z
z
n
n
ω
ω
1
2
2
1
2
1 ==
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A szerszám előtolását a munkaasztal egy fordulatára
adjuk meg. Az új gépeknél alulról felfelé mutató az
előtolás iránya. Ezzel a forgácsoló sebesség 20-40 %-
kal, az előtolás 80 %-kal növelhető. Hogy az l út
megtételéhez (12.70. ábra) szükséges idő ne
növekedjék, a lefejtő marógépeket úgy tervezték, hogy
radiális előtolással legyen megvalósítható a mélységre
állás.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
n
v
v
ax
l
h
v
rad
vax
v
12.70. ábraPfauter eljárás mozgásviszonyai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A legördülés (osztás) beállítása az előzőekben már
megfogalmazott feltételeknek megfelelően a cserekerekek
felszerelésével történik.
Cserekerekek fogszáma:
z
kC
d
c
b
a⋅=⋅
ahol:
C – gépállandó
k – csiga bekezdésének száma
z – megmunkálandó fogszám
a,b,c,d – a cserekerekek fogszámai
(12.11)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
vax előtolás beállítása független technológiai
adatként történhet (cserekerekekkel) abból a feltételből
kiindulva, hogy a fog hullámossága ne legyen nagyobb
egy megengedhető (X; X’ adott) értékeinél (12.71. ábra).
vax iránya:
• egyenirányú,
• ellenirányú marásnak megfelelően történhet.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Rsz
x R sz -x
,
o
f
xα
mf
ford.] [mm/mdb sinα
R8X'f
R8
sinαfX'sinαXX'
2
fRRX
0
SZmf
SZ
02
mf0
2
mf2SZSZ
⋅⋅=
⋅⋅
≈→⋅=
−−=
(12.12)
12.71. ábraAz előtolás befolyása a felületi érdességre
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Erre technológiai táblázatok ajánlásokat adnak.
Beállítása az előtolás cserekerekei segítségével
történik, a kinematikai lánc gépállandóinak
figyelembevételével (lásd gépkönyvben).
vtangenciális előtolás beállítása csigakerekek
megmunkálásánál fordul elő, ha ún. tangenciális
marással munkáljuk meg, (kúpos bekezdő résszel
ellátott maró alkalmazásával) illetve akkor, ha a
fogaskerekek marása esetén a maró teljes hosszán
terhelni akarjuk a vágóéleket (ún. diagonál fogmarás).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ez utóbbi esetben a vax.előtolás ≠ 0, vtang.előtolás [mm/mdb
ford.] értéke technológiai adatként megvalósítható
(felületminőségi követelményekből kiindulva, vagy
technológiai ajánlások, tapasztalatok alapján).
ωdiff. beállítása vtang. ≠≠≠≠ 0 esetén a differenciálművön
keresztül egy vele arányos ωdiff. pótló mozgást kell
szuperponálni az ωosztó mozgásra. Ennek alapján:
tang.diff.0.mdb vωv =⋅ahol
ωdiff., vtang. - azonos időegységre vonatkoztatva és ωdiff.-t a
tárgyasztalon mérve.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ezt a differenciálmű cserekerekei segítségével lehet
beállítani a kinematikai lánc gépállandóinak az
ismeretében (lásd gépkönyv).
Ferde fogazatok esetén az alábbi feltételeket kell
biztosítani:
0ax.
diff.0.mdb tgβv
ωv=
⋅
ωdiff. és vax. – azonos időegységre vonatkoztatva.
(12.13)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Szokás még az ωdiff. mozgást felhasználni az ωosztó
mozgás kiegészítésére olyan esetekben, amikor az
osztás cserekerekei segítségével nem lehet elég
pontosan beállítani a módosítást pl. a cserekerekekz
h
korlátozott száma miatt, vagy ún. törzsfogszámú
kerekek megmunkálása esetén (pl. zt = 127).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ilyenkor egy pontosan beállítható fogosztáshoz (pl. zb =
126 vagy z = 1) szereljük fel az osztás cserekerekeit,
és a különbséget a differenciálművön keresztül „osztjuk
be” a következő feltétel szerint:
( )b
SZ
0.mdb
bdiff. z
kn
v
zzπmω
⋅⋅
−⋅⋅=
ahol nSZ és ωdiff. –t azonos időegységre vonatkoztatjuk.
(12.14)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A vradiális előtolást technológiai adatként megválasztva
az előtolás cserekerekei segítségével állítjuk be,
ugyanúgy, mint vax. beállításánál, de a gépállandó más
érték lesz és egy átkapcsolás (axiálisról radiálisra)
szükséges még.
12.7. Megmunkálási hibák fogazatok kialakításakor
A megmunkált felület kialakítását valamilyen
származtató felület közbejöttével történő
mozgásleképzésként felfogva, felírható az alábbi
általános függvénykapcsolat:
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
MF = f (SZF; RSMI; RDMI; TK)
ahol:MF: megmunkált felületSZF: származtató felületRSMI: relatív statikus mozgásinformációkRDMI: relatív dinamikus mozgásinformációkTK: teljes kapcsolódás
Nyilvánvalóan a függvény változóinak bármilyeneltérése valamilyen tervezett értéktől a függvénytervezett értékének megváltozását is maga után vonja.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A megmunkált felületet rendszerint több jellemző
(illetve azok mérőszáma) határozza meg: { }.xMF i=
Pl.: fogazatoknál: modul, fogszám, osztás, többfog-
méret, egytengelyűség, profiljellemzők, stb.
A megmunkálási hibát bármely xi jellemzőre a
megmunkáláskor (mozgásleképezéskor) megvalósult
(xm.i) és tervezett (xt.i) mérőszámok különbségeként
definiálhatjuk:
t.im.im.i xx∆x −= (12.15)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
(Megvalósult mérőszámként a szükséges pontosságúméréssel megállapítható értéket fogadjuk el!)
A megmunkálási hibák okozói a fenti függvénykapcsolatértelmében:
a) a származtató felület hibái,b) a relatív statikus mozgásinformációk, azaz a
relatív helyzet hibái,c) a relatív dinamikus mozgásinformációk, azaz a
megmunkáló gép kinematikai hibái,d) a teljes kapcsolódás miatti hibák,e) a beállítás hibái,f) az erőbehatás okozta deformitások miatti hibák,g) a szerszámkopás-, a szerszám hibás élezése
miatt keletkező hibák, stb.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A megmunkált felületre nemcsak a tervezettmozgásinformációk képződnek le, közvetve vagyközvetlenül, hanem azoktól eltérő (a hibás)mozgásinformációk is. Ezek a megmunkált felületről –bizonyos feltételek esetén (pl. alámetszés nincs!) –ugyanúgy visszaszármaznak, mint a tervezettmozgásinformációi.
A megmunkált felület hibái tehát az azt hordozóalkatrész beépítése után, annak működésekor, mintfunkcionális hibák jelennek meg és örökítik tovább aza), b), c) stb. alatti hibákat (pl. fogazatok esetében:szögsebességingadozás, zajosság, fogakadás, fokozottkopás, dinamikai hatások, stb.).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A fogazatkialakítás megmunkálási hibáinak
jellegzetességei (e témakört az evolvens fogazatok
példáján keresztül tárgyaljuk).
Evolvens fogazatok esetében meg van annak a
lehetősége, hogy a megmunkált fogfelületet meghatározó
valamennyi lényeges geometriai elem megmunkálási
hibáit egyetlen paraméter változásain keresztül mutassuk
be. Ez a paraméter a megmunkált evolvens felület
bármely pontjához tartozó ρ görbületi sugár) (12.72.
ábra).
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
t
r
a
0
a
0
ϕ
ρ AB
C
AB = BC
12.72. ábraEvolvens fogazatok hibáinak paraméterezése
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A körevolvens geometriai definiálás szerint:
( )rrρ a ϕ⋅=
r: az evolvens egyenletéből következik
A megmunkálási hibák miatt:
tm ρρ ≠
vagyis:
tm ρρ∆ρ −= (12.17)
(12.16)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Emiatt a megmunkálási hibával rendelkező fogaskerékállandó szögsebességű forgása esetén, egy velehézagmentesen kapcsolt hibátlan fogasléc mozgása nemegyenletes sebességű, hanem a hibáktól függőenpótlólagos elmozdulásokat észlelünk mind tangenciális,mind pedig radiális irányban.
Vagyis hibátlan profilok egymáson való legördülésekortörvényszerű mozgásokra ∆ρ összegezett fogazat hibákmiatt ∆r illetve ∆s pótlólagos elmozdulásokszuperponálódnak.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A ∆r és ∆s hibák a fogazott elem szerkezetbeniműködésekor jelentkeznek (pl. zaj, fokozott kopás afogakon, szögsebesség ingadozás, dinamikai hatások,stb.).
A következő ábrán a ∆ρ, ∆r és ∆s hibák közöttikapcsolatot definiáljuk.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
12.73. ábraFogazat legördülési hibák
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az ábrából következnek az alábbi összefüggések is:
cosα2
∆ρ∆ρ∆s;
sinα2
∆ρ∆ρ∆r jbjb
⋅
−=
⋅
+=
(A b illetve j indexek a bal illetve a jobboldali
fogprofilra utalnak).
(12.18)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Ha most feltételezzük, hogy a fenti ábrán lévő hibátlan
fogasléc helyett egy nem tökéletes profilú metszőkerék
nem ütésmentes és nem ab-
szolút egyenletes mozgással gördül le a
munkadarabon, akkor szemléletessé válik, hogy az általa
megmunkált fogaskerék ∆ρ megmunkálási hibái miként
kapcsolják egységes rendszerbe a fogaskerék
megmunkáló rendszer és a fogaskerékkel működő
rendszer hibáit. Vagyis a hibák ilyen komplex szemlélete
hatékony segítség a hibák érdemi analíziséhez. A
metszőkerekes lefejtő fogvésés megmunkálási hibáinak
vizuális szemléltetésére is lehetőséget ad a fentebb
ismertetett gondolatmenet.
( )0∆ SZ ≠ρ ( )0SZ ≠∆r
( )0s∆ ≠