5. Fogazatok megmunkálása határozott élgeometriájú szerszámokkal

FejkörGördülõkörOsztókör

HatárkörLábkör

Fogfelület

FejszalagFogárok

HatárpontFogtõfelület Fenékszalag

Fog

Fogprofil

Alapkör

5.1 Alapfogalmak

A fogazatok kapcsolódása

Fogaskerék hajtások csoportosítása

Egyenes külső Egyenes belső Külső kúpfogazat

Fogasléc Fogasív

Tányérkerék, síkkerék

Σw

Σw

Metsződő tengely,kúpkerékpár

Metsződő tengely,csavarkerékpár

Metsződő tengely,csavarkerékpár

Hipoid kerékpár

a w

Toroid hajtópárHengeres csigahajtópár

5.2 Fogazatmegmunkáló eljárások felosztása

• marás• Vésés• üregelés

a) Profilozó eljárások

b) Lefejtő eljárások

Megmunkálás „alakátvitellel”Fogprofil = Fogárok normálmetszeti profilja

egy szerszámmal egy modul és fogszám gyártható

• a fogprofil burkolóvágások révén jön létre• főmozgás, előtoló mozgás, lefejtő mozgás (gördülés)• egy szerszámmal többféle fogszám gyártható• A lefejtés lehet: • folyamatos

• szakaszos

5.3 Profilozó eljárások

a) Marás tárcsamaróval v. ujjmaróval (modulmaróval)

.

γ

α

h

n forg.

előtolóosztó

r 0

vn

h

forg.n

h

H

r0

h

ε

ε

r0

h

V• Mindig osztással megy végbe• Szerszám homlokszöge = 0• Egyetemes gépek és készülékek• Nagy átmérőjű munkadarabok• A marókat készletekben gyártják

Jellegzetességek:

Zárt nyílfogazat készítése ujjmaróval

• Oldalmegosztás• Fogásmegosztás

Jellegzetes változatok (tárcsamarásra):

Táblára rajzolni!

N

tg

N-Nαβ

N

tgαB

df

H

d0

V

κκ

κ

α

γH

h

α h

Fogprofil tárcsamaró geometriája

b) Vésés, üregelés

Profilozó eljárás

Osztó-profilozó (1,2)profilozó (3,4)

1) Tárcsával-marás -köszörülés2) Újjmaróval marás3,4) Üregelés, kivágás,hideghúzás

21

34

z1

komplett • Komplett profilozás is lehetséges (egyetlen húzással)

• Többnyire kisméretű darabok• Nagysorozat v. tömeggyártás

üregelés

vésés

• Egyedi gyártás• Szakaszos előtolás• Osztómozgás

5.4 Lefejtő eljárások (1890‐1910)

maxR

„Valódi” fogaskerék megmunkálás:

8-15 vágás

• A mdb és a szerszám egymáson gördül• A profil ún. burkolóvágások révén jön létre (lefejtés)• A szerszám terhelése egyenlőtlen

Hengeres fogazatokhoz:

• gyalulás• vésés• marás

Ismételten a fogazatok kapcsolódásáról

w

w

f w

vc

vc

f w

ff

t

a

vc

f f

ff

Maag FellowsPfauter

Fogaskerék megmunkálás lefejtéssel

5.4.1 Lefejtő fogvésés (Fellows eljárás)

ωmdb.

ωsz.

i= zzv

löket

gyorselőtolásmunkadarab

nosztó

forg

.v

szerszám

mozg.fogásv.

előtolásn

kiemelése miatt

asztalmozgása szerszám

löketvégi i=zs/zw=nw/ns

Lefejtő fogvésés

Lefejtő fogvésés

.

.

teljes fogásmélység

1

2

mdb. szerszám

1

2

h

Fogásmélység beállítása: begördüléssel, a mdb. 1-1/4 fordulat alatt készül el

Vezérlőtárcsávalvalósítják meg

1.pont: h=02.pont: h=hmax

Szerszáma: a metszőkerék (változó profileltolású éllel rendelkező „fogaskerék”)

• Egyszerű mozgásviszonyok• Bonyolult szerszám

Elemi fogazat: x=0

v

szekrénykos

szerszám

állvány

forgó tárgyasztal

munkadarab

Fogmetsző gép kinematikai elrendezése

Ferde fogazatok is megmunkálhatók: +mozgás a szerszámnak (spirál)sz-mdb ellentétes emelkedésűek

Belső fogazatok is megmunkálhatók.

13

2Ferde fogazat előállítása

metszőkerékkel,Cserélhető csavarvezetéksegítségével1. csavarvezeték,2. vezetőhüvelyt

forgató kerék,3. vezetőcsap

Lefejtő fogvésés, belső fogazat 5.4.2 Lefejtő foggyalulás (Maag eljárás)

• Nagyobb pontosság• Kisebb termelékenység• Nagyon bonyolult

mozgások (mechanika)• Legegyszerűbb szerszám

ωmdb

i (kin. kapcs.)

Lefejtő foggyalulás Visszalöketnél a kés kiemel (billen)

. + vforg.

a

0

123

4 5

I.II.

III.

0 0 0

0

velőt. fogásvételimozgás

n

III.II. I.123

4 5 ismétlésMaag-eljárásmozgás-ciklusa

A megmunkálás kinematikája:

1-2: begördítés (1. fog kialakul)

3: további fogak megmunkálása

4: gyors visszagördülés5: gyors kigördülés

+ osztás a megfelelőfogszámmal

β

hosszúlökethossz

mdb.

rövidlökethossz

a ) b )

ráfutás

vésés

kifutásmdb.

ráfutás

kifutás

vésés

β

Ferde fogazat gyalulása: egyenesfogú v. ferdefogú fésűskéssel

Hvsz vforg.

szerszám

r

2A0

ps

ha f

α

γH

2

α

A

αr11

h

0

Maag fésűskés geometriai kialakítása:

°=

⋅==

=

⋅=

20

25,12

0

00

α

π

mhh

tS

mp

fa

• Sík felületek határolják• Mindenütt névleges

profillal bír• Sokszor és könnyen

újraélezhető (csak szilárdsági limitje van)

12

< 0α α

°

Egyszerű élezhetőséghát- és homlokfelületen

Maag eljárás belső fogazatokhoz nem használható

5.4.3 Lefejtő fogmarás (Pfauter eljárás)

• Nagyobb termelékenység• Kisebb pontosság• Egyszerű mozgások• Bonyolult szerszám• A főmozgás forgó, ez

nagy előny• Szinte minden mozgás

folyamatos

Szerszám:Csavarfelületre vitt lécprofil

Lefejtő fogmarás,Pfauter

v

v tang.előtolás

ax. előtolás

diff.

+ s

osztó

=forgó δ γ90°

vrad. fogásvételv. előtolás

vtang. előtolás

a

ω

ω

ω

vt is lehet(szakaszos, v, folyamatos)a maró egyenletes terhelése érdekében)

Pl. diagonál marás

δ=+/− α+β

ft

fax

lefejtőmaró

mdb.

lefejtőmaró

erf

Diagonális marás

mdbi,=

z öz

szv

ω

ω

δ

f

mdb

A lefejtő fogmarás kinematikai lánca

Zö: maró bekezdések számaZ: mdb fogszáma

n

v

v

ax

l

h

v

rad

vax

v

Kivitelezési módszerek:• Alulról felfelé (egyenirányú marás)

termelékenyebb• Csak axiális előtolással• Axiális és radiális előtolással (l út

csökkentése)Rsz

x R sz -x

,

o

f

xα

mf

Az előtolás és az érdesség kapcsolata

ford.] [mm/mdb sinα

R8X'f

R8sinαfX'sinαXX'

2fRRX

0

SZmf

SZ

02

mf0

2mf2

SZSZ

⋅⋅=

⋅⋅

≈→⋅=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−−=

Ellentámasz

Lefejtõ elõtolás

Munkadarabszán

FogásvételElõtolás

MarófejDönthetõ marószán

Állvány

Radiális elõtolás

lefejtõmozgása

Lefejtő fogmaró gép felépítése

sík

kúpos oldalfelület

γ=0

szabályozás gyémánttal

nsz

A szerszám újraélezéseA hátfelület „hátraesztergált”A homlokszög γ=0o

Jellemző Fellows Maag Pfauter

Termelékenység ++ + +++

Pontosság ++ +++ +

Mozgásviszonyog bonyolultsága

++ +++ +

Szerszám bonyolultsága +++ + +++

Belső fogazat + - -

Ferde fogazat + + +

Lefejtő eljárások összehasonlítása

6. Fogazatok befejező megmunkálása határozottélgeometriájú szerszámokkal

• Mindig simító megmunkálást jelent• Kéregkeményített vagy edzett fogazatok is megmunkálhatók • Kinematikailag azonos a hagyományos lefejtőmarással• Jó termelékenység, jóval nagyobb, mint köszörülésnél• Pontosság jó: IT 6-8• Ráhagyás 0,1-0,3 mm

6.1 Hámozó lefejtő marás (pontossági fogmarás)

Szerszám: keményfém lapkás, lefejtő fogmarónagy negatív homlokszöggel !!

forrasztott v.betétes kivitel

30 °A negatív 30o biztosítja• Kis forgácsvastagság• Kis deformáció• Kis hőképződés• Jó Ra (0,8-6,3 μm)

Gondos előmunkálás !!

Műszaki előfeltételek:

• Munkadarabok gondos előmunkálása• Megfelelő gépválasztás• Pontos készülékezés

ráhagyáselőfogazás

végállapot

Előmunkálás:

Csak a fogoldalonlegyen forgácsolás

s e

0.1m p r

1.4m

Az előfogazáshoz speciális marót használnak(Protuberanz maró)

Gép:

• kellően merev.• maró léptetésre legyen

lehetőség• diagonális marást kell

alkalmazni (kopás)

6.2 Foghántolás• Nemesített kerekekhez• Csoportkerekek kisebbik kerekéhez• Szokás még: Cementálás – hántolás – nagyfrekvenciás edzés• Éles szélű barázdákkal ellátott felületű fogaskerékkel

(szerszámmal) történő összejáratás • Szerszám: hántolóléc vagy hántolókerék (egyenes vagy

ferdefogú)

hántolandó kerék

A

A

hántoló kerék

0.75

-0.1

mm

0.75

-0.1

mm

legördülőmozgás

tengelyirányú mozgás

. +

nézet

• 10-12o-os kitérő tengelyek

• Összegördülés + tengely irányú mozgás

• Homlokszög=0o

fogirányra merőleges fogak esetén

• Homlokoldallal párhuzamos fogaknál a homlokszög nem 0

• hátszög=0o !!!!

• Nagyon kis ráhagyás0,025-0,05 mm

• Csökkenti a profilhibát ésaz alaposztás hibát

• Összegzett osztáshiba és az ütés nem javul

• Nagyon termelékenynéhány sec.

• Van kiegészítő mozgás is• A munkadarab csúcsok

között• A szerszámot

nekinyomjuk• A szerszám forgatja a

munkadarabotForgácsolás a csúszási viszonyok következtében

γ γ α γ γ

ab

ca

bc

abc

ab

a: mdb kezdeti pozíciójab: hántolókerékc: mdb végpozíciója

: tengelykeresztezõdési szög: diagonális szög

γα

A hántoló eljárás módjai

Gép: foghántoló gép

• párhuzamos• diagonál

• merőleges• haránt

• Pontosság IT 5-7• Ra 0,8-0,02 um

6.3 Fogazatok jellegzetes hőkezelései

• A furat és a fogazat deformációt szenved

Cementálás (+edzés = betétedzés)

• C = max. 0,2 % ezt visszük fel kb 0,8%-ra• Rétegvastagság. 0,5-1,5 mmNitridálás

• Gázban vagy sófürdőbenIndukciós edzés

• Csak a fogfelületet

6.4 Kiegészítő fogazatmegmunkálások

• Foggömbölyítés (célgépek)• fogsarkítás• Homlokél letörés • Sorjázás• foglekerekítés

7. Fogazatok megmunkálása határozatlan élgeometriájú szerszámokkal

7.1 Fogköszörülés profilos tárcsakoronggal

Problémák:

• A korong kopásával a fog vastagodik

• Korongszabályozás nehézkes

• Pontatlan

Köszörülés egy koronggal

r i

r b

δ

ϑ

ϑ

·

·

köszörűkorong

Köszörűkorong érintkezése a munkadarabbal A δ szakaszon kedvezőtlen a ϑ szögtartományban kedvezőbb köszörülési feltételek vannak.

Köszörülés két koronggal

Kedvezőbb, mert a korong a palásttal forgácsol

A0

A A A A0 0A

F0

F0 F F F0F

Fogásvétel iránya

radiálisaxiális legördülésAxiális: egyenletes kopás, nagy hőRadiális: egyenletlen kopás, kisebbhőfejlődés

lehúzó szerszámgyémánt bevonatolt

fogoldal felület

köszörûkorong profilja

profilozó köszörûkoronga fog jobb oldalán

köszörûkorong

fog

homlokfogaskerék

profilozó köszörûkoronga fog bal oldalán

Profilozó korongog szabályozása7.2 Lefejtő fogköszörülés

7.2.1 Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles)

.vk

12

3

osztókör

.vk

12

3

osztókör

• Korong: egyenes profilú, kettős kúpos

• Korongszabályozás könnyű• Közepes pontosság• Közepes termelékenység• Ferde fogazathoz is alkalmas

Lefejtő fogköszörülés egy koronggal (Niles)

1

B1 A2

BAL PROFIL7 mm

Túl- és ráfutás

1. .

Holt út

1

B1 12

A

.

1B

1

JOBB PROFIL5mm

TúlfutásKigördülés

osztás

Begördülés 2

..

5mmRáfutás

A BEÁLLÍTANDÓ ÁGYSZÁN ELMOZDULÁS

• Bal profil köszörülése B1-A2• Túlfutás és visszaút (kb 5 löket)• Jobb profil köszörülése B2-A1• Kigördülés + osztás• Begördülés + ráfutás• Bal profil köszörülése

Mozgásciklus

7.2.2 Lefejtő fogköszörülés , Maag eljárás

• A korong független a modultól

• Kis érintkezési hossz (pontszerű)

• Korongszabályozás minden 2 sec-ban

• Alacsony hőmérséklet

• Kis termelékenység• Nagy pontosság• Bonyolult gép• Ra =0,8-0,01 μm• IT 3-6

α α

d

gybc

g

gy

bk

gy

köszörűkorongok

gördítő bak

acélszalag(gördítőszalag)

munkadarab

gördítőszán

előtolószán

Maag fogköszörülés mozgásviszonyai

ra

kl

l o

b

gördülő szalag

alapkör

1

2 2

1

0o‐os Maag fogköszörülés mozgásviszonyai

• A korongok nincsenek bedöntve• Nem azonos fogárokban dolgoznak• Az alsó pontok összekötője érinti az alapkört

• termelékenyebb

7.2.3 Lefejtő fogköszörülés csigakoronggal, Reishauer

• Szerszám: trapézprofilú csigakorong• A szabályozás ideje eléri a főidőt• Szerszám és mdb között kötött

kinematikai kapcsolat van• Nagyon termelékeny• Legkevésbé pontos

Internal threadExternal thread

7. Menetek megmunkálásaAlapfogalmak

CrestRoot

Thread angle

CrestRoot

ISO Metrikus menet

Externalthread

Internalthread

Center of thread assembly

60o

Osztás, P

P/4

P/8

Example :“knuckle thread form”

Különféle menetprofilok Menetmegmunkálási módok

Menetesztergálás Körkések

Menetesztergálás

Működő szögek menetesztergáláskor A szerszám profil a menet tengely- vagy normálmetszetiProfiljával egyezik meg

Menetesztergálás egyidejűleg több fogárok megmunkálásával Belső hengeres felületek menetesztergálása

X.2 Menetmetszés Menetmetszés

Menetmetszés X.3 Menetfúrás

Menetfúrás

(video)

Menetfúrás

Menetfúrás Gépi anyamenet-fúró

X. 4 Menetmarás tárcsamaróval

60

B

°

-Változó keresztmetszetű forgács-Szakaszos leválasztás

α

P

d

Maró

Mdbemelkedési szög

vfa

vf

cv

a) Menetmarás bedöntött tárcsamaróval

b) Örvénylő menetmarás

Külső Belső

c) Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró)

Menetmarás fésűs menetmaróval (rövid menetmaró) d) Bolygó menetmarás

X.5 Menetköszörülés

n

n

v

s

w

f

ω2

a) Tárcsa alakú (egyfogú) koronggal

Menetköszörülésb) Többfogú, fésűs koronggal

n

n

s

w

vf

Menetköszörülésc) Többmenetes koronggal

ns

nw

vf

Menethengerlés

dsn

nni

ds

d

támasz

vf

d1 d k=

ε

sd k = i kd kid ks = dd k

(video)

Menetmángorlás