cnc forgácsolás - bme forgacsolas.pdf1 járm űszerkezeti anyagok és megmunkálások ii. kód:...

1

Járműszerkezeti anyagok és megmunkálások II.Kód: BMEKOJJA124

1


1

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Járműgyártás és –javítás Tanszék, 1111, Budapest, Bertalan L. u. 2. Z 608.,tel./fax: +36 1 463-1694/ +36 1 463-3467

Balla Sándor

CNC forgácsolás

Járműszerkezeti anyagok és megmunkálások II.

2011. tavaszi félév

Budapest University of Technology and Economics

Járműgyártás és -javítás Tanszék


2


2


2AZ NC FEJLŐDÉSÉNEK RÖVID TÖRTÉNETE

Történelmi áttekintés:

1808 - J. M. Jacquard szövőszéke: cserélhető adathordozó (lyukkártya)

1863 - M. Forneaux – Pianola nevű zongora, papír lyukszalag és sűrített levegő vezérelte a billentyűk leütését

1938 - C. E. Shannon disszertációja: - gyors számítás és adatátvitel bináris formában a Boole algebra felhasználásával, (számjegyvezérlés/számítógép alapelve)

1946 - J. W. Mauchly és J. P. Ecker – első digitális számítógép; megteremtik az elektronikus adatfeldolgozás alapjait

1949-52 - J. Parsons (MIT) – számítógéppel közvetlenül vezérelt mdb gyártás;

1952 - MIT – első számjegyvezérlésű szerszámgép (függőleges orsójú maró)

1954 - Bendix cég: első ipari NC, (Parsons-féle szabadalom alapján)

1958 - Létrejött az első szimbolikus programnyelv

1959 - A Hannoveri Vásáron megjelenik az NC Európában

1972 - Az első CNC

1978 - Létrehozták az ember nélküli gyártórendszert

1979 - CAD/CAM rendszerek ipari alkalmazása

1982/83 - A transzfersorokat rugalmas gyártórendszerekké alakítják át

Az első működő magyar NC-gép egy konzolos marógép volt, amit Csepelen gyártottak és az 1963-as BNV-n mutattak be. Első sorozatban gyártott magyar NC gép az ERI-200 rövideszterga volt

2


3


3


3AZ NC ALAPELVE

NC= Numerical Control (számjegyvezérlés)

Jelentése:

• a számjegyekkel leírt programból

• a szerszámgép vezérlője utasításokat állít elő,

• amelyek alapján a szerszám és/vagy a munkadarab elmozdulásokat hajt végre a megadott technológiai értékek betartásával.

Utasítások

Útinformációk Kapcsolási információk

A szerszám relatív mozgáspályája Technológiai adatok: főorsó ki/bekapcsolása, előtolás mértéke, fordulatszám nagysága, lézer kicsatolása stb.

CNC= Computer Numerical Control (számítógépes számjegyvezérlés)


4


4


4

x

yProgramozás:

N10 G01 X100 Y50 F500N20 G01 Y50 F1000N30 …N40 …N50 …

• Egy alkatrész kontúr pálya pontjainak adatait, geometriáját kell tárolni (technológiai sorrend, adatok, szerszám)• Az adatokat automatikusan kell a gépbe beolvasni• A beolvasott adatok folyamatos kiértékelése, közbülső pontok számolása és továbbítása a mozgató rendszer felé• A tengelyek vezérelt vagy szabályozott mozgatását kell megvalósítani

Alapelvek:

AZ NC ALAPELVE

3


5


5


5A KOORDINÁTA RENDSZER

útinformációk mozgáspályája

Jobbsodrású derékszögű koordináta rendszer Koordináta rendszer

forgástengelyekkel és párhuzamos tengelyekkel

• minden elmozdulás egyértelműen értelmezhető!

Koordináta rendszer:


6


6


6NULLPONTOK

(A gépi koord. rendszer kezdőpontja; rögzített, nem tolható el!)

(Útmérő rendszer beállítása)

(Szerszámkorrekciós értékek viszonyítási pontja)

(A programozási koord. rendszer kezdőpontja)

(Szerszámváltás helye a mozgástérben)

A gép minden elmozdulást a gépi koordináta rendszerben értelmez!

Vonatkoztatási pontok:

4


7


7


7A KOORDINÁTA RENDSZER AZ ESZTERGÁN


Nullpont eltolás (Z0)


8


8


8A KOORDINÁTA RENDSZER A MARÓGÉPEN

DIN 66217: Z-tengely helyzete és iránya kötött!


Nullpont eltolás (X0, Y0, Z0)

5


9


9


9

Adathordozók fejlődése:

• lyukkártya,

• lyukszalag

• mágnes kártya,

• mágnes lemez

• …

Bemenő

adatokMozgásVezérlés Erősítő Hajtás

CNC logikai blokkvázlat:


10


10


10

Vezérlések:

VEZÉRLÉSI MÓDOK

• egyszerre mozg. teng száma

• mozgás közbeni megmunkálás

• szánsebességek

• interpolátor

6


11


11


11VEZÉRLÉSI MÓDOK

Pontvezérlés: Szakasz vezérlés:

Kiterjesztett szakasz vezérlés: Pálya vezérlés:

Vezérlések:


12


12


12

2és ½ D

Dimenzió számok:

Dimenzió szám: egyszerre, összehangoltan mozgatható tengelyek száma

• 4 Dimenzió

• 5 Dimenzió

• 6 Dimenzió

7


13


13


13

C, Y és B tengelyes megmunkálás (5D)

C és Y tengelyes megmunkálás (4D)

Dimenzió számok:


14


14


14

Berendezések összehasonlítása:

• univerzális

• automata

• CNC

A CNC GÉPEK SZERKEZETE

8


15


15


15A CNC GÉPEK SZERKEZETE

VezetékFőorsó

Keresztszán

Ferdeágyas eszterga

Szerszámgép felépítése:

CNC megmunkálógép portál vázszerkezete


16


16



CNC eszterga felépítése:

9


17


17


17MARÓGÉPEK FELÉPÍTÉSE (CNC)

CNC marógépek felépítése:


18


18


18

Mozgatási rendszerek:

• Elektromechanikus:

• Lineáris motoros:

10


19


19


19

Elektromechanikus mozgatás:

• motorok

• léptetőmotorok

• szervomotorok

• orsó-anya kapcsolat

• golyósorsó

• görgős orsó

• vezetékek

• csúszó vezetékek

• gördülő vezetékek Anya

A CNC GÉPEK SZERKEZETE


20


20


20A GOLYÓSORSÓ

A golyósorsó jellemzői:

• Gördülő súrlódás

• „nincs” holtjáték

• Nagy hatásfok

• Nincs megugrás induláskor

• Kisebb felmelegedés és kopás

• Magasabb fordulatszám

• Hosszabb élettartam

• Változatlan pontosság

Mozgatás (orsó-anya kapcsolat):

Golyósorsó

11


21


21


21

Golyósorsó

Mozgatás (orsó-anya kapcsolat):

A GOLYÓSORSÓ


22


22



Csúszó vezeték:Elvi működés (vegyes kenés, anyagpárosítás)

Előnyök:

• egyszerű, olcsó

• jó csillapítás

• dinamikus terheléseknek ellenáll

Hátrányok

• kis merevség

• holtjáték

• kopás

• akadozó csúszás (stick-slip)

• kenést igényel

Gördülő vezeték:Előnyök:

• hézagmentes, merev (előfeszített), pontos, kis kopású és kis

Ellenállású

Hátrányok:

• kis csillapítás; rezgések, zajok (mozgó gördülő elemek)

• érzékenyebb a szennyeződésre

Mozgatás (vezetékek):

12


23


23


23

Mozgás érzékelés (vezérlés, szabályozás):

Lineáris Szögelfordulás

Nyílt hajtáslánc:

Zárt hajtáslánc:


24


24


24

Érzékelők felosztása:

• kimenő jel jellege alapján: digitális, analóg

• jel vonatkoztatása alapján: abszolút, növekményes

• elmozdulás és érzékelés kinematikai kapcsolata alapján: közvetlen, közvetett

• mérési elv alapján: optikai, villamos

13


25


25


25

Érzékelők típusai:


26


26


26

Revolverfej (szerszámváltás):

14


27


27


27

Szerszámtár (szerszámcsere):(láncostár)

Szerszám azonosítása:

• helycímes

• szerszámcímes

Szerszám cserélő


28


28


28

Szerszámgép SzerszámSzerszámtartó

Rögzítés módja:

• Csavaros

• Patronos

• Hideg-deformációs

• Hydro

• Zsugorkötés

Rögzítés módja:

• Meredekkúpos

• HSK

• Gyártó saját megoldása (pl. Coromant Capto)

SZERSZÁMBEFOGÓ RENDSZEREK

Szerszám rögzítése:

15


29


29


29SZERSZÁMBEFOGÓ RENDSZEREK

• Meredekkúpos szerszámtartó

• HSK szerszámtartó

• Coromant Capto szerszámtartó

(forrás : Schunk)

Szerszámtartók:


30


3030SZERSZÁMBEFOGÓ RENDSZEREK

Hydro Zsugorkötés

(forrás : Schunk)

Hideg deformációs

Szerszám rögzítés a szerszám tartóban:

16


31


31


31

Munkadarab megfogása:


32


32


32

Szerszámgép típusok:

Eszterga központ:

- CNC vezérlésű esztergagép

- Revolverbe helyezhető forgó szerszámok (fúró, maró)

- Szabályozott főorsó (C tengely), amely X és Z tengelyekkel összehangoltan mozgatható

- Y tengely

Megmunkáló központ:- CNC vezérlés

- Egy felfogás alatt különböző megmunkálások (fúrás, marás, dörzsölés, menetfúrás stb.)

- Automatikus szerszámcsere a szerszámtárból- Körasztal (megmunkálás több oldalról) - Munkadarab váltás (paletta)- Mérés, felügyelet

Hagyományos marógép

CNC marógép

CNC megmunkálóközpont

Hagyományos eszterga

CNC eszterga

CNC esztergaközpont

17


33


33


33MEGMUNKÁLÓ KÖZPONTOK

Vízszintesfőorsóval:


34


34


34MEGMUNKÁLÓ KÖZPONTOK

Függőlegesfőorsóval:

18


35


35


35JELLEGZETES GYÁRTMÁNYOK

Jellegzetes gyártmányok:


36


36


36

Program készítés:

• manuális módszer

• CAD/CAM rendszer

Program ellenőrzés:

• gyártással

• szimulációval

mozgás nélkül

mozgással

Programozás lehetőségei:

19


37


37


37

Korszerű technológiák, új irányzatok:


38


38


38HSC

A technológia előnyei:

• megmunkálási idő csökkentése

• nagy fajlagos forgácsleválasztás [cm3/kW]

• nagy felületi simaság (Ra ≈ 1 µm)

• komplikált rezgésre hajlamos

munkadarabok (pl. vékonyfalú)

problémamentes megmunkálása kis

forgácsoló erő (30-40%-kal kisebb) és

magas gerjesztő frekvencia miatt

• a forgácsolási hő szinte teljes mértékben a

forgáccsal távozik, nincs munkadarab-

hődeformáció ; jó alak és méretpontosság

• jó forgácsalak, az anyag viselkedése

ridegebb (tört forgács)

• száraz forgácsolás, minimálkenés

lehetséges

High Speed Cutting:

20


39


39


39HSC

High Speed Cutting:


40


40


40HPC

High Performance Cutting:

A HPC alkalmazása:• üreges szerszámok, formák nagyolására,• integrált repülőgép-ipari alkatrészekgyártásánál, melyeknél a teljes térfogat 80-95%-át kell leforgácsolni.

• hagyományoshoz hasonlítva:• jelentősen nagyobb leválasztási teljesítményt biztosít • nagyobb forgácsolási sebesség és előtolás mellett,

• a HSC-hez viszonyítva • kisebb sebességgel, • nagyobb fogásmélységgel• nagyobb érdességet eredményez.

21


41


41


41HARD

Kemény megmunkálás:

• esztergálás területén indult, a köszörülés kiváltására,• élanyagok, bevonatok, szerszámgépek fejlesztése,• edzett acélok, öntöttvasak kemény állapotban 45-50 HRC felett,• határozott élgeometriájú szerszámokkal.

Jellemzői:• termelékenyebb, rugalmasabb, mint ahagyományosan alkalmazott köszörülés,szikraforgácsolás,• a megmunkálás egy felfogásban, szárazonvégezhető,• a gyártási sor rövidebb, nincs külön lágy éskemény forgácsolás, a gyártási idő csökken,• komplikált felületek egyszerűen előállíthatók,• kis sorozatok esetén is gazdaságos.

Köszörült és keményesztergált felület jellegzetes érdességi képe

cnc forgácsolás - bme forgacsolas.pdf1 járm űszerkezeti anyagok és megmunkálások ii. kód:...

Documents