Gépészet | Gépgyártástechnológia » Kövesdán Gyula - Abrazív megmunkálás

ABRAZÍV MEGMUNKÁLÁS Kövesdán Gyula Házi dolgozat Technológia Budapesti Műszaki Főiskola Műszaki Menedzser szak 15. csoport 2004.1129 4 1. fejezet BEVEZETŐ Az abrazív, vagy más néven koptató megmunkálás egy forgácsolási mód. A forgács leválasztását kemény, éles szemcsékkel érjük el. Fontos, hogy ezen szemcsék nagy sebességgel rendelkezzenek, mert enélkül nem lenne hatékony, esetenként hatástalan lenne az eljárás. Ezek a nagy sebességű szemcsék karcolásokat végeznek a felületen. Mivel a karcolás 10-3 és 10-6 mm3 mértű forgácsot választ le, igen nagy számú szemcsét alkalmazunk. Az igen kis mérteű forgácsleválás ellenére – az igen nagy számú szemcse és a nagy sebesség alkalmazásának köszönhetően – az abrazív megmunkálással kielégítő termelékenység érhető el. Az abrazív megmunkálás, mint szabálytalan sokélű szerszámmal végzett forgácsolás, történhet kötött szemcséjű szerszámokkal,

vagy szabad állapotban lévő abrazív szemcsékkel. Kötött állapotról akkor beszélünk, ha a szemcséket egy anyag úgy tart össze, hogy az merev, szilárd testszerű szerszámot képez. Ha ezzel végezzük a megmunkálást, akkor köszörülésről beszélünk. Ha a koptató szemcsék kötetlen állapotban kerülnek kölcsönhatásba a munkadarab felületével, akkor ez alatt szabad szemcséjű abrazív megmunkálást értünk. Ennek az általánosan használt elnevezése a tükrösítés 4 2. fejezet KÖSZÖRÜLÉS A köszörülés olyan sokélű szerszámmal végzett forgácsolás, melynél a forgácsleválasztást egyidejűleg igen nagyszámú, éles és kemény, szabálytalan alakú és méretű, a szerszámban – köszörűkorongban – statisztikus elrendezésű, abrazív szemcsék végzik. A köszörülő szerszám tárcsa-, henger-, tányér-, fazék-, stb. alakú forgástestszerű merev test A köszörűkorong megmunkálás közben forgómozgást végez A

főmozgás minden esteben a korong forgómozgása. A forgácsolási sebesség megegyezik a a korong kerületi sebességével. A köszörülés változatait a megmunkálandó felület típusa, elhelyezkedése és a szerszámgép típusa határozza meg. Palástköszörülés A legáltalánosabb eljárás a külső hengeres felületek köszörülése, vagy palástköszörülés. Főbb fajtáit a folyamat megvalósításához szükséges mellékmozgás és a gép típusától függően az alábbiak szerint különböztetjük meg: Csúcsok közötti palástköszörülés megvalósítható hosszelőtolással, vagy beszúró előtolással. A munkadarabot a gépasztalra szerelt csúcsok közé fogják, majd tengelye körül forgatják. Eközben a szerszámot és a munkadarabot egymáshoz viszonyítva axiális, vagy radiális irányban elmozdítják. Csúcsnélküli külső (palást-) köszörülésnél a munkadarabot nem fogják a csúcsok közé, hanem az a köszörűszerszám és a

továbbítókorong között helyezkedik el, miközben a továbbítókorong mozgása a tárgy v t sebességű forgását eredényezi. Síkköszörülés A síkköszörülés kinematikáját tekintve a síkmarással azonos. A munkadarabot a gépasztalon rögzítik és a síkok köszörülését vagy a korong palástjával, vagy pedig a korong homloksíkjával végzik. Általában a ráhagyást több fogásban távolítják el. A síkköszörülés megvalósítható hossz-, vagy körasztalon A 4 körasztalon való megmunkálás előnye, hogy a mellékmozgások egyik v t összetevője folytonos lesz, tehát egyéb változatlan feltétel mellett növelhető a termelékenység. Furatköszörülés A belső hengeres felületek köszörülése (furatköszörülése) mozgásigényét tekintve azonos a külső palástköszörüléssel és ezért ezt a két változatot összefoglaló néven körköszörülésnek is szokás nevezni. Ennél az eljárásnál a leggyakrabban a munkadarab forog,

de vannak esetek, amikor a köszörűkorong végez a munkadarabhoz viszonyítva bolygómozgást. Nehézsége, hogy a szerszámot egy szűk térben kell elhelyezni, ezért a szerszám merevsége nem kielégítő és nem tesz lehetővé termelékeny megmunkálást, nő a rezgésveszély. Köszörűszerszámok A köszörűszerszám egy mértanilag szabályos, többségében forgásszimetrikus – tárcsa, kúp, henger stb. alakú merev test, mely köszörűszemcsékből, mint elemi szerszámokból és az azokat összetartó, szilárd vázba foglaló kötőanyagokból áll. Ezen kívül még pórusokat tartalmaz A korongok forgómozgást végeznek, ezért igen fontos elemük a furat, melynek segítségével a géporsóra rögzítik. A korong munkafelülete az igénybevételtől függően lehet palást-, homlok-, kúp-, vagy egyéb alakos forgásfelület. A köszörűkorongokat abrazív szemcsék és kötőanyag keverékéből öntéssel, vagy sajtolással a megfelelő formára alakítják.

Ez után kemencében megfelelő hőmérsékleten zsugorítják, ami után az előírt merevséggel, szilárdsággal és keménységgel rendelkezik. A szerszámtest köszörűszemcse, kötőanyag, levegőpórus komponensekből áll össze. A köszörűkorong minősége függ a köszörűszemcse anyagától, valamint a szemcse és kötőanyag mennyiségének arányától. Szemcseanyagok A szemcsék nagy keménységgel, megfelelő mérettel és alakkal (élesség), ütésállósággal, kopás- és hőállósággal kell, hogy rendelkezzenenk. Mivel a köszörülés nagy hőmérséklet mellett végbemenő, erős kémiai jelenséggel kísért folyamat (kémiai kopás), a szemcseanyag kémiai tulajdonságait is (affinitás) figyelembe kell venni. A gyakorlatban a következő főbb szemcseanyagokat alkalmazzák: elektrokorund és változatai, szilíciumkarbid és változatai, bórkarbid, gyémánt, köbös bórnitrid. Ezek közül a gyémántot és a köbös bórnitridet a szuperkemény, a

többit a normálkemény anyagok közé soroljuk. 4 Karcolási alapelvek A korong munkafelületén elhelyezkedő szemcsék a munkadarabon, nagy sebesség mellett tömeges méretben karcolást végeznek. Ezen karcolások összessége eredményezi a köszörülést A karcolás nem feltétlenül jár forgácsleválással. A szemcse méretétől, alakjától és helyzetétől függően gyenge, vagy erős karcot is ejthet a munkadarabon. A gyenge karc egy, a szemcse áthaladási irányában elnyúló árok, melynek szélein kidudorodás (felnyomódás) van. Erős karc esetén az árok mélysége és a kidudorodás nagysága nő. Dörzsköszörülés A dörzsköszörülés a kötöttszemcsés abrazív megmunkálás egyik speciális területe. Ez egy finomító eljárás, amelynek célja a felületi minőség javítása és esetenként a pontosság növelése. A dörzsköszörülésnek a kinematikai sajátosságaitól függően két változatát különböztetük meg: Hosszú löketű

dörzsköszörülés (hónolás) és rövidlöketű dörzsköszörülés (szuperfinis). A köszörüléstől eltérően, dörzsköszörülésnél a forgácsolási sebesség 50.100-szor, míg a felületi nyomás 510-szer kisebb Ugyanakkor a forgácsoló szemcsék száma 10.100-szor nagyobb Ezzel a köszörülési hőmérséklet csökken, a mechanikus és termikus deformáció mérséklődik és javul a felületi minőség. Tükrösítés A kötött szemcsével végzett abrazív megmunkálás felületsimító képességeit meghaladó minőséget szabad szemcsével történő abrazív megmunkálással, tükrösítéssel érhetünk el. Az elnevezésből is következik, hogy a számszerűsíthető felületminőségi mutatókon túl, a külalakkal kapcsolatos követelmények is fontosak. A kötöttszemcsés abraziv megmunkálásnál a felületi minőség javulását a karcolásos képlékenyalakítás részarányának növekedése okozza a karcolásos forgácsleválasztással szemben. A

szabadszemcséjű megmunkálással éppen a képlékeny alakváltozás nagymértékű növekedése érhető el. Extraszigorú felületminőségi követelmények mellett, ezért térünk át a szabadszemcsével történő abraziv megmunkálásra. A tükrösítés megvalósítása során, a sík, vagy hengeres felületű munkadarab és az azt közelítő felületű szerszám közé abraziv közeget helyeznek el. Ez a közeg szemcsékből és megfelelő viszkozitású folyadékfilmből áll. A szerszámot, vagy a munkadarbot úgy mozgatjuk, hogy a szemcsék a munkadarbhoz képest a lehető legkedvezőbb pályán (munkavonalon) mozogjanak. Így a mozgó szemcsék a munkadarab felületével kölcsönhatásba kerülnek és azon – mikroszkópikus méretekben – érdességcsökkentő hatást eredményeznek. 4 Irodalomjegyzék: Dr. Bali János: Forgácsolás (455-506. oldal) Tankönyvkiad, Bp: 1985 4