Mechanical engineering | Fabrication technology » Marás

Marás A forgácsolás teljesítménynövelésének egyik hatásos módja a szerszám forgácsoló élek számának növelése. A marás olyan forgácsoló eljárás, ahol a szerszám szabályosan többélű, és a forgó forgácsoló mozgást végzi, az előtoló mozgásokat pedig a munkadarab végzi. A marógépeknél az előtoló mozgás független a forgácsoló mozgástól, tehát nem a főorsó egy fordulatára eső előtoló mozgás nagyságát adjuk meg a technológiai adatoknál, mint az eddigi forgácsoló módoknál, hanem az előtoló mozgás sebességét mm/perc dimenzióban. Forgácsleválasztás homlokmarással Homlokmarásnál a szerszám tengelye merőleges a megmunkált felületre, a forgácsoló élek a maró homlokfelületén helyezkednek el. A homlokmarók - más szóval marófejek - betétkéses vagy betétlapkás kivitelűek. Betétkéses homlokmaró egyike a legnagyobb teljesítményű forgácsoló szerszámoknak. A szerszám szerkezeti acél szerszámtestből

és palástfelületén csavarszorítású ékkel rögzített betétkésekből áll. A marógéphez Morse-kúppal csatlakoztatható, behúzócsavar segítségével. A szerszámot úgy kell megválasztani, hogy D átmérője a munkadarab szélességétől nagyobb legyen. A homlokmarásnál a szerszám forgó mozgása és a munkadarab egyenes vonalú előtoló mozgása következtében a forgácsolás ciklois görbe mentén megy végbe. Függetlenül a marási eljárástól, célszerű kis fogásmélységgel és nagy fogankénti előtolással dolgozni. A maró éltartam ekkor lesz nagy és kicsi a fajlagos forgácsolási ellenállás, következésképpen növekszik a leválasztott forgácsmennyiség. Nagy teljesítményű betétkéses marófejeknél se legyen a fogásmélység 5 8 mm-nél több Az előtolás meghatározásánál a fogankénti előtolás meg választásával kell elindulni, amit táblázatból tudunk meg állapítani. A fogankénti előtolásból számítjuk a percenkénti

előtolást a v f  s1  z  n összefüggéssel. Ahol: - s 1 fogankénti előtolás [mm] - z fogszám - n a maró fordulatszáma [1/min] cv  D z  K m / min  képlettel T m  s1y  a x  B u  z v határozhatjuk meg. Az összefüggésben szereplő c v anyagállandót és a kitevők értékeit táblázatból választjuk. A forgácsolóerő és teljesítmény számításánál ciklois helyett - egyszerű számítási menet miatt - körívvel számolunk. A számítást tovább egyszerűsíti, ha azt az esetet vizsgáljuk, amikor χ r = 90°, a szerszám tengelye egybeesik a munkadarab szimmetriatengelyével. Az ábrán feltüntetett forgácsalakból látható, hogy azonos fogásmélység esetén a forgács keresztmetszet az ív mentén változik. A forgácsot ív vagy kifli alakúnak nevezik. A legnagyobb forgácsvastagság a munkadarab szimmetria tengelyénél adódik, ahol egyenlő a fogankénti előtolással. A forgácsolóerő meghatározásakor a közepes

forgácsvas tagsággal ( h ) számolunk, és a közepes forgácsoló erőt határozzuk meg. Az h értékét számítással határozzuk meg, mert mérése rendkívül körülményes. A gazdaságos forgácsoló sebességet a v  1 A területkiegyenlítésből adódik: h  i  s1  forgácsvastagság tehát: h  B D   ahol a forgács ívhossz i  a közepes 2 360 180  s1  B . Az egy fogra eső forgácsolóerő ismert összefüggése: D   Fv1  k s  A1 ahol k s a fajlagos forgácsolóerő [N/mm2] A1  h  b  h  a mm  az egy él által leválasztott forgácskeresztmetszet. Ennek alapján a 2 180  s1  B képlettel D   határozhatjuk meg. Az átlagos forgácsolóerő meghatározásakor meg kell határozni az egy időben dolgozó fogak számát is, amelyet kapcsolási számnak nevezünk, és -vel jelölünk, meghatározása kor a teljes forgácsívhosszat (2i) vesszük figyelembe. Az átlagos

forgácsolóerőt így a következő összefüggéssel határozhatjuk meg: fogankénti közepes forgácsolóerőt az Fv1  k s  a  h  k s  a  Fv  Fv1 Ahol: - a kapcsolási szám:  - a fogosztás: t  2i t D  z -z a maró fogszáma. Behelyettesítve az átlagos forgácsolóerő Fv  k s  a  B  s1 D  N  képlettel határozható meg. A forgácsolóerő változását a  értéke döntően befolyásolja. A <l esetén a forgácsolóerő 0 és maximum között ingadozik,  = 1 esetén az erőingadozás gyakorlatilag nullának tekinthető, míg >1 esetén az erőingadozás ismét jelentős. A  = 1 ideális eset megvalósítása csak egy meghatározott munkadarab szélességnél lehet A  = 1 - 2 esetén az erőingadozás kb. 50%, ez kedvezőnek mondható mind teljesítmény, mind fajlagos .forgácsolóerő szempontjából A forgácsoló teljesítmény meghatározható az ismert összefüggésből: P

Fv  v 60 W  Forgácsleválasztás palástmarással Palástmarásnál a szerszám tengelye párhuzamos a meg munkált felülettel, a marószerszámon a forgácsoló élek a palástfelületen helyezkednek el. A palástmarás lehet egyen- és ellenirányú attól függően, hogy a sebesség iránya az előtolás irányával megegyezik vagy ellentétes. A palástmarás két változata a fogásmélység meghatározását döntően befolyásolja. Ellenirányú marásnál a munkadarabra ható erő igyekszik felemelni a gépasztalt, ezért a kopott vezetékű gép hamar beremeg. Itt a fogásmélység anyagtól függően nagyoláskor 3- 6 mm, simításkor 0,5 - 1,5 mm lehet. Egyenirányú palástmarásnál a fellépő erő a munkadarabot az asztalra, ill az asztalt a vezetékeire szorítja. Ebben az esetben a fogásmélység 6 – 10 mm-is lehet Az 2 előtolás és a forgácsoló sebesség meghatározása a homlokmarásnál tanultak alapján történik. Az egyenirányú

marásnál azonban a forgácsoló sebesség azonos éltartam mellett 50 - 70%-kal nagyobb lehet, mint ellenirányú marásnál. Ennek oka, hogy ellenirányú marásnál a szerszám nulla forgácsvastagsággal kezd, ezért a nagy fajlagos forgácsolási ellenállás miatt a szerszám megcsúszik, hátfelülete gyorsan kopik és a munkadarab felülete érdesebb lesz. Az előzőekből kitűnik, hogy forgácsképződés, teljesítmény és a munkadarab felülete szempontjából az egyenirányú marás a jobb változat. A gyakorlatban általában mégis az ellenirányút alkalmazzuk. Ennek okára a forgácsolóerő változásának vizsgálata ad részletesebb magyarázatot. A közepes forgácsolóerő egy fogra: Fv1  k s  A1  k s  h  B összefüggéssel határozhatjuk meg. Mindaz ellenirányú, mind az egyenirányú palástmarásnál a forgács alakja egyező és bajusz formájú. A forgácsot határoló görbe hurkolt ciklois, azonban számításainknál körívvel

helyettesítjük. Az egyszerűsítésből keletkező hiba kb 1%, ami a gyakorlatban megengedhető A közepes forgácsvastagság: s1  a D   . Helyettesítés után: ; mert h  i  s1  a; ahol i  i 360 360 . Palástmarásnál - a homlokmaráshoz hasonlóan - kedvező, ha egy Fv1  k s  B  s1  a  D   i időben több fog végzi a forgácsolást (a fogszám = z). A kapcsolási szám:   , a fogosztás: t h t D  . Behelyettesítve a szerszámra ható közepes főforgácsolóerő: z Fv  Fv1  k s  B  a  s1  z D  N  A betűk megfelelő értelmezésével a közepes forgácsoló erő azonos a homlokmarásnál számítottakkal. A palástmarásnál a forgácsolóerő a forgácsív mentén azonban sokkal nagyobb mértékben változik, mint homlokmarásnál. Az erőingadozást a kapcsolási szám függvényében ellenirányú marásra egyenes fogú marónál ’<1 és  >1 esetén: Fv

 <1 Ha  = 1-2, az erőingadozás már kedvezőbb: Fv  >1 A fentiek alapján célszerűnek mutatkozik sűrű fogosztású maró alkalmazása. A sűrű fogosztású egyenes fogú palást maró nála közepes forgácsvastagság ( h ) csökken, a fajlagos forgácsolóerő viszont nő. További hátrány még, hogy a forgácstér kicsi lesz, tehát nagy 3 mennyiségű forgács leválasztására alkalmatlan. Előnyösen befolyásolja az erő ingadozását a ferdefogú palástmaró, mert a forgácsív mentén egyszerre több fog van fogásban. Ezeknél a maróknál a nagyobb kapcsolási szám tehát a fogak sűrítése nélkül megvalósítható. A marás gépi főidejét mind palást-, mind homlokmarásra az általános összefüggés alkalmazásával L lehet meghatározni: t gf   i min  vf Ahol: - L a marás teljes útja, a munkadarab hossza, valamint a rá-, és túlfutás összege [mm] - V f  s1  z  n a percenkénti előtolás [mm/min] - s

1 a fogankénti előtolás [mm] - z a maró fogszáma - n a maró fordulatszáma [1 /mm] - i a fogások száma Marószerszámok kialakítása A maró olyan forgácsoló szerszám, amelynek forgácsoló élei a forgásfelületen szabályos rendben helyezkednek el. A marók csoportosíthatók alak, forgácsoló él kivitele, a szerszám anyaga ás egyéb szempontok szerint. A főbb marótípusok: Kialakítás szerint: - palástmaró - homlokmaró - ujjmaró - hosszlyukmaró - tárcsamaró - profilmaró A palástmaró élei a hengeres marótest palástján a tengellyel párhuzamosan vagy csavaralakban helyezkednek el. Az előbbit egyenes élű, az utóbbit csavart élű palástmarónak nevezzük. E szerszámok 40 - 100 mm és 25 - 160 mm hossz mérethatárok között készülnek A fogak hát ás homlok felületeit marással állítják elő. A palástmaró fogalakját a fellépő erőhatások és a konstrukciós lehetőségek befolyásolják. Keskeny felületek, lemezszélek

megmunkálásához szükséges kis átmérőjű ( 16 - 63 mm) palástmarókat száras kivitelben is készítik. A homlokmarókat az jellemzi, hogy homlokélei vannak, a homlokél rendszerint palástélben folytatódik. A homlokmarókat 40 - 100 mm átmérőhatárok között mart fogakkal készítik tengelyre feltűzhető kivitelben. D = 80 - 160 mm átmérőhatárok között betétkésés nyeles homlokmarókat, marófejeket használnak síkfelületek marásához. A nagyteljesítményű, korszerű homlokmarók keményfém lapkásak, forrasztott, vagy váltólapkás kivitelben. Az élszögek értékeit a megmunkálandó anyag függvényében táblázatból választjuk. Az ujjmarókat főként hornyok, lépcsők és ritkábban egyszerű alakos felületek megmunkálására használják. Mind a paláston, mind a homlokfelületen forgácsoló élei vannak E kis átmérőjű 4 (D<63 mm) marókat száras kivitelben készítik, többnyire tömör szerszámacélból, tompán hegesztett

szárral. A szár hengeres vagy Morse-kúpos Újabban felforrasztott keményfém lapkás ujjmarókat is készítenek. A hosszlyukmarók a szármarók csoportjába tartoznak E szerszámok ék és reteszfészkek kimunkálására alkalmasak, D=3 - 40 mm határok között készítik, két vágóéllel. A szerszám a hornyot sok, 0,1 - 0,2 mm-es fogással és gyors hosszirányú előtolással készíti el. A tárcsamaró lényegében keskeny palásthomlok maró, mind két homlokoldalon él kiképzéssel. Alkalmazási területe három oldalon megmunkált hornyok, csatornák kimunkálása. Mart fogakkal készül A palástfogazás iránya szerint egyenes fogazású és váltott vagy keresztfogazású tárcsamarók vannak. A keresztfogazás a tengelyirányú erők kiegyenlítését célozza A horony szélességétől rövidebb palást élek által leválasztott forgács nem szorul be és nem sérti fel a munkadarab felületét, nem keletkezik káros forgácssúrlódás A d >80 mm

átmérőjű tárcsamaró szerelt gyorsacél lapkás és keményfém lapkás kivitelben készítik. A profilmarók síkokkal vagy görbe profilú felületekkel határolt hornyok, csatornák megmunkálására alkalmasak. Az egyenes profilfelületek profilmaróinak fogai marással, görbe profilú profilmarók hátraesztergálással készülnek. Legfontosabb típusok a szögmaró, íves reteszhorony maró és T-horonymaró. A szögmarókat prizmatikus hornyok, vezetékek, marók egyenes és csavarhornyú fogárkainak megmunkálására használják. Ennek megfelelően Θ szöget bezáró egyenes a1kotókkal (élekkel) és csúcssugárral készülnek. A T-horonymarók a T-horony méreteinek meg felelő átmérő és szélességi méretekkel készülnek száras kivitelben keresztfogazású mart fogakkal. Marógépek Ebbe a csoportba azok a szerszámgépek tartoznak, melyeknél a forgácsoló mozgást a marószerszám végzi és a munkadaraboknak a szerszám forgási tengelyéhez képest

merőleges előtolása változó vastagságú szakaszos forgácsot választ le a munkadarabról. A marógépek osztályozása: - Konzolos marógépek jellemzője a szánrendszer konzolnak nevezett jellegzetes része, amely az állványon függőleges irányban állítható és a keresztszán vezetékét viseli. - Síkmarógépek általában nagy forgásteljesítményű gépek. Merevségük fokozása érdekében az asztal nem konzolos, hanem gépágyon mozog. - Másoló marógépek mintadarabról dolgoznak, tapintás útján működtetett másolószerkezetet vezérelnek. - Különleges marógépek a horony-, menet-, bütyköstengely, körmarógépek, speciális feladatokat oldanak meg. Legelterjedtebben a konzolos marógépeket használják. Ezeken csaknem valamennyi marási művelet elvégezhető, sőt különleges tartozékok használatával speciális marási munkák is végrehajthatók. A síkmarógépek a nagytermelékenységű megmunkálás gépei és használatuk általában

nagyobb darabszámok és nagyobb méretek esetében szokásos. A konzolos marógépek állványzatának szerkezeti felépítése hasonló, a főorsó tengelyelrendezése lehet vízszintes vagy függőleges kialakítású. A vízszintes konzolos marógép síkfelületek, hornyok és alakos felületek marására szolgáló megmunkáló gép. Főbb szerkezeti egységei: A marógép alaplapjára felépített állványában van a főorsó és annak főhajtóműve, az előtoló szerkezet mellékhajtóműve pedig a konzolban helyezkedik el. Az állvány mellső oldalán 5 képezik ki a konzol vezetésére szolgáló vezetékeket. A konzol függőleges irányú mozgatása menetes emelőorsó segítségével történik. A függőleges mozgást elektromos végállás kapcsolók határolják. A konzol rögzítését vezetőléc hozzászorításával vagy körmös befogókkal lehet biztosítani. A konzol függőleges mozgásirányra merőleges vezetékein keresztirányban a keresztszán

mozog. A keresztszán vezetékeire illeszkedik a hosszirányúan mozgó marógépasztal. A különböző irányú mozgások megvalósítására szolgáló előtoló szerkezet a konzolban, a keresztszánban és az asztalban foglal helyet. A három egymásra merőleges vezetékrendszer miatt az asztal merevsége nem tökéletes, és ez a forgácsolóerő változása által előidézett rezgési jelenségek szempontjából sem kedvező. A merevség növelése céljából a konzolt és a gerendát merevítővel kötik össze. A gerenda elsősorban a marószerszám kitámasztására szolgál és a marótüske hosszának meg felelően saját tengelye irányában eltolható. A marószerszámokat a marótengelyre vagy egy marótüskére fogják fel a marógépben. A marótengely egyik végét a fő orsó kúpos fészkébe csatlakoztatják, másik végét a külső csapágybak támasztja meg. A függőleges konzolos marógépek csupán a főorsó függő leges elrendezése által különböznek

a konzolos vízszintes marógépektől. A főorsó függőleges irányban csaknem mindig állítható. Az ilyen elrendezés könnyebbé teszi a szerszám beállítását a munkadarabokhoz, illetve az elvezetését a munkadarabtól, mert nincs szükség nehéz konzolon nyugvó asztalrendszer mozgatására. A három egymásra merőleges asztalmozgást tehát kiegészíti a főorsó függőleges irányú állíthatósága. A gép szerkezete egyébként a vízszintes marógéppel megegyezik, esetleg külső formájában más alakú. A főorsó fej elfordíthatóan illeszkedik a géptesthez. A géptestből vízszintesen kiálló hajtóműtengely a fejben. külön csapágyazott függőleges csőtengelyt kúpkerék áttétellel forgatja. A főorsó csőtengelye bordázott kialakítással kapcsolódik a kúpfogaskerékhez, ez teszi lehetővé a függőleges irányú elmozgathatóságot. Amennyiben sík, hengeres vagy kúpos felületeken osztással egybekapcsolt marási műveletek elvégzése

szükséges, avagy hengeres felületekre csavarvonal alakú hornyot kell marni, egyetemes konzolos marógépet kell alkalmazni. Ez a marógép a vízszintes konzolos marógéptől a következőkben tér el: - Különböző osztási műveletekhez, spirálmaráshoz fel van szerelve az asztalra helyezhető osztófejjel. - Függőleges marófej és vésőfej szerelhető fel rá kúpkerékkel csatlakoztatva a vízszintes tengelyhez. - A marógépasztal vízszintesen elforgatható mindkét irányba 45°-ig. Az elfordítást az asztal és a keresztszán közötti forgózsámoly teszi lehetővé. 6