tudomÁnyos diÁkkÖri dolgozat - tdk · a szabadalomkutatáshoz első sorban a google patents-et...

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT

Nullpont rendszerű készülékcsalád tervezése

Kővágó Máté

IV. éves gépészmérnök hallgató

Konzulens:

Dr. Takács György

egyetemi docens

Szerszámgépek Tanszék

Hegedűs György egyetemi adjunktus

Szerszámgépek Tanszék

Miskolc, 2011

1

Tartalomjegyzék

1. Bevezetés .............................................................................................................. 2

1.1. Felhasználási területek, követelmények [7] ......................................................... 2

2. Szabadalomkutatás, funkciók feltárása ...................................................................... 3

2.2. Gyorsműködésű rögzítő henger folyadék kifolyóval [2] ....................................... 4

2.3. Befogókészülék és szorító szerelvény, munkadarabokhoz és szerszámokhoz [2] ..... 5

2.4. Rögzítő készülék tokmánnyal és oldható munkadarab hordozóval [2] .................... 7

2.5. Paletta pozicionáló és rögzítő berendezés [2] ...................................................... 8

2.6. Rögzítő apparátus tokmánnyal, oldható és csatlakoztatható palettával [2] ............... 9

2.7. Értékelemzés ................................................................................................. 11

3. Piackutatás ........................................................................................................... 13

3.1. Röhm [5]....................................................................................................... 13

3.2. Vischer & Bolli AG [3] .................................................................................. 14

3.3. Stark [4] ........................................................................................................ 15

3.4. Összehasonlító táblázatok [6] .......................................................................... 17

4. Összetett funkcióstruktúra ..................................................................................... 18

5. Megvalósítás ........................................................................................................ 20

5.1. Gyártmánycsalád kialakítása ........................................................................... 20

5.2. Behúzó csap kialakításának vizsgálata .............................................................. 21

5.3. A szerszámgép asztalára való rögzíthetőség vizsgálata ....................................... 22

6. Méretezés ............................................................................................................ 23

6.1. Henger méretezése [8] .................................................................................... 23

6.2. Dugattyú kialakítása, tömítések [11] [12] ......................................................... 25

6.3. Rugók kiválasztása [10] .................................................................................. 26

7. Gyártmánysorozat kialakítása [6] ........................................................................... 27

8. Összegzés és tovább fejlesztési irányok [9] ............................................................. 28

9. Irodalomjegyzék ................................................................................................... 30

2

1. Bevezetés

A dolgozat célja bemutatni a megfogás technikában alkalmazott nullpont rendszerű készülék

elemek, alkalmazási területét, és a hozzájuk kapcsolódó követelmény rendszert. Az első rész

az eszközök megismerésével foglalkozik, bemutatja a szabadalom és piac kutatás során feltárt

változatokat.

A megismert elemek működése alapján funkcióstruktúrák képezhetők, amelynek célja a

további lehetséges változatok képzése, az esetleges tovább fejlesztési irányok meghatározása.

A struktúra képzés során feltárásra kerülnek a működéshez szükséges funkciók, az ezeket

megvalósító funkcióhordozók és a működés feltételei.

Műszaki érték elemzési módszer alapján kiválasztott új típusú eszköz esetén ismertetésre

kerül egy készülék-család koncepciója. A készülék-család kialakításának alapja a módszeres

tervezés eszköz rendszere, melyen belül a gyártmánysorozatok tervezésének módszere, a

megoldáselemek kombinálás adott lehetőséget az új változatok feltárására.

A gyártmány-sorozat egy jellemző tagján keresztül bemutatásra kerülnek a szilárdságtani

méretezés egyes lépései.

A dolgozat végén megfogalmazásra kerülnek tovább fejlesztési irányok a szabadalom,

piackutatás és tervezés során feltárt fejlesztési irányokra. Tekintettel az automatizálásra

rendszerbe illeszthetőségre valamint intelligens funkciók bevezetésére.

1.1. Felhasználási területek, követelmények [7]

A megfogás technikában alkalmazott készülékelemek feladata többcélú. Alapfeladat, hogy a

megmunkálás során lehetővé tegye a munkadarab és a szerszám szerszámgépre való

felfogását, azaz a viszonylagos helyzeteik meghatározását és megmunkálását közben azok

biztonságos fenntartását. Valamint tegye lehetővé a munkadarab és szerszám gyors cseréjét.

A nullpont rendszerű készülékek feladata a munkadarab csere idejének lecsökkentése.

Alkalmazási területe főleg a nagy értékű szerszámgépek termelékenységének növelése az által

hogy a megmunkálandó alkatrészek csere idejét minimalizálja. Ez úgy valósul, meg hogy a

munkadarabokat, a géptéren kívül elhelyezik a befogó készülékbe, központosítják, majd a

nullpont rendszerű készülék elemek segítségével rögzítik a gép asztalához.

A rövidebb mellék időknek köszönhetően nő a megtermel érték egy műszak alatt.

Felhasználási területek:

Sorozatgyártás.(Például: autóipar motorblokkok gyártása) ebben az esetben a

gyártmány saját maga készüléke. Ez azt jelenti, hogy kihasználják az elő

gyártmányban található furatokat és más rögzítési lehetőségeket.

Egyedi gépgyártás: a különböző méretű, alakú alkatrészek befogó készülékeit nem

szükséges felszerelni a szerszámgép asztalára.

Elsődleges követelmények:

gyártott termék minősége és a gyártás termelékenysége javuljon,

biztosítsa az alkatrészrajzon megadott pontossági és felület minőségi előírásokat,

készülékbe való gyors be és kifogás, járuljon hozzá a megmunkálás időigényének a

csökkentéséhez,

3

energia kimaradás esetén is biztosítsa a rögzítő erőt, a balesetek és káresetek

megelőzése miatt,

könnyen automatizálható legyen, automatikus tisztítási lehetőség,

kis mértékben csökkentse a megmunkálható munkadarab méretét a szerszámgép

munkaterében,

egyszerű rögzíthetőség mind a szerszámgép asztalához mind a munkadarabhoz,

kis tömeg a mozgó asztalok miatt, és a gyártás során történő mozgatás miatt, kis

térfogat a tároló hely csökkentése érdekében

univerzális alkalmazhatóság, legyen rögzíthető mátrix asztalokhoz és T-hornyos

asztalokhoz is illetve legyen bázis testekbe építhető.

2. Szabadalomkutatás, funkciók feltárása

A szabadalomkutatás célja a korábbi eszközök megismerése, a funkciók feltárása

funkcióstruktúra kialakítása. A kutatás végén végeztem értékelemzést ez alapján választottam

ki a további vizsgálatokhoz készülékeket.

A szabadalom kutatás menete:

A szabadalomkutatáshoz első sorban a Google Patents-et használtam. A kereső angol nyelvű,

ezért a külföldi szakirodalomban használatos clamping system kifejezést használtam a keresés

során. A megvizsgált szabadalmak kiválasztásakor ügyeltem arra, hogy mimnél több félét

tudjak bemutatni, illetve az iparban elterjedt típusokat igyekeztem megismerni.

2.1. Funkcióstruktúra [1]

Funkció struktúra létrehozásának a célja hogy a szerkezetet elemi funkciókra bontsuk a

működés jobb megértése miatt. A vizsgálatot mind a szabadalomkutatásnál talált

készülékeken és a piackutatás során megismert eszközök esetén is elvégeztem. A megismert

eredményeket felhasználtam a saját konstrukció esetén.

Funkció struktúra: elemi funkciók egymáshoz kapcsolása.

Struktúra részei:

Kötelező elemi funkciók a részegység nem működik e-nélkül.

Kötelező alternatív elemi funkciók: ezek hatása egyenértékű, de a részegység funkció

struktúrában valamelyik alternatív funkciónak szerepelni kell

Nem kötelező elemi funkció növelik a részegység funkció tartalmát, de alkalmazásuk nem

feltétlenül szükséges a részegység működéséhez.

Kötelező elemi funkciók

Nem kötelező elemi funkciók

4

A vizsgálat menete:

a készülék jellemzőinek megismerése, leírás és a rajzok tanulmányozása, fontosabb

tulajdonságok rendszerezése,

a kötelező elemi funkciók meghatározása, az alternatív funkciók feltárása

csoportosítása az interfész felületek szerint,

funkcióhordozók feltárása,

a nem kötelező elemi funkciók elkülönítése, csoportosítása

a funkció struktúra felvázolása.

2.2. Gyorsműködésű rögzítő henger folyadék kifolyóval [2]

Quick action clamping cylinder with fluid outlet

Szabadalmaztató: Emil Stark; Szabadalom száma: 607332; Kelt:2000.június 13

A szabadalom témája egy gyors működésű rögzítő henger, ami rendelkezik hűtőkenő

folyadék elvezetéssel, ami csökkenti a belső szerkezeti elemek korrózióját. A készüléket az 1.

ábra segítségével mutatjuk be. A funkció struktúrát 2. ábra mutatja. A rögzítő kúp (3) menet

segítségével kapcsolódik a munkadarabhoz vagy palettához.(25). A rögzítő erőt rugók

biztosítják (4) az oldáshoz hidraulikus hengert (9) alkalmaznak, a rögzítést golyók végzik.

Előny a folyadék elvezetés miatt hosszabb az élettartama a szerkezetnek. A menetes

csatlakozás miatt univerzális alkalmazási lehetőség. Kis tömeg, nagy rögzítő erő jellemzi.

Hátrány: csak hidraulikus működtetésű lehet, a hűtőkenő folyadék elvezetése probléma lehet a

gép asztalára rögzített eszköz esetén. Hűtés nélküli megmunkálás esetén nincs lehetőség a

forgács automatikus eltávolítására.

1. ábra

Gyorsműködésű rögzítő henger folyadék kifolyóval [2]

5

.

2. ábra

Funkcióstruktúra a gyorsműködésű rögzítő henger folyadék kifolyó alapján

Jelölések:

he: hűtő kenő folyadék elvezetése,

me: merevség biztosítása,

om: munkadarab rögzítése oldása,

rm: munkadarab rögzítés,

rö: rögzíthetőség szerszámgép, asztalához

sr: szabványos rögzítő elemek a

szerszámgép asztalához való rögzítéshez

(beépítéshez), munkadarab rögzítéshez,

tá: tájolás központosítás

2.3. Befogókészülék és szorító szerelvény, munkadarabokhoz és

szerszámokhoz [2]

(Clamping device and clamping assembly for clamping workpieces or tools in a vell defined

position )

Szabadalmaztató: Basil Obrist;Cég:Certa AG; Szabadalom száma:6089557;

Kelt:2000.julius 18

A szabadalom (3. ábra, 4. ábra) egy olyan eszközt mutatat, ami képes munkadarabokat és

szerszámokat rögzíteni a szerszámgép asztalához. A munkadarabhoz (vagy munkadarab

hordozóhoz) rögzíthető elem (1) tartalmazza a központosító furatot és hornyokat. A

szerszámgép asztalához kapcsolható eszköz (2) tartalmazza a központosító csapot és a rögzítő

berendezést(golyók(22) és kosár szerkezet(21)).A rögzítő erőt rugók biztosítják, oldáshoz

pneumatikus hengert használ.

Előny nagy pontossággal képes központosítani a munkadarabot vagy szerszámot X-Y

irányban.

Hátránya: nem rendelkezik sűrített levegős tisztítással, nem tudja elvezetni a hűtő kenő

folyadékot. A nagyméretű hordozó elem kis munkadarabok estén felesleges tömeget jelent.

6

3. ábra

Befogó készülékű [2]

4. ábra

Befogó készülék metszeti rajz [2]

5. ábra

Funkció struktúra a befogó készülék és szorító szerelvényhez

Jelölések:


om: munkadarab rögzítés oldása,

rg: rögzítő test munkadarabokhoz,


rö: rögzíthetőség szerszámgép asztalához,




tá: tájolás központosítás

7

2.4. Rögzítő készülék tokmánnyal és oldható munkadarab hordozóval [2]

(Clamping apparatus with a clamping chuck and work piece carrier releasably connectable

thereto)

Szabadalmaztató: Karl Fries; Cég: Erowa AG; Szabadalom száma: 6641128 B2

Kelt: 2003. november 4

A szabadalom (7. ábra) olyan készüléket mutat be, amely képes precíz X-Y központosításra.

A durva központosítást a munkadarab hordozóra (10) erősített rögzítő csap (11) elemei végzik

és a szerszámgép asztalára rögzített befogó (1), a precíz tájolást a csapra munkált kúpos

lelapolások (12) végzik. A behúzó erőt rugók biztosítják (20). A rögzítést golyók (16) végzik.

Az oldást hidraulikus vagy pneumatikus dugattyú (15) végzi. Rendelkezik sűrített levegős

tisztítással (6,5 jelű furatok és 23,24. jelű csatornák).A készülék 20kN rögzítő erőt biztosít.

Előnye a levegős tisztítás, nagy rögzítő erő. Szerszámgép asztalba építhető.

Hátránya a nagy felületű munkadarab hordozót igényel kisseb munkadarabok estén

feleslegesen nagy tömeget jelent.

6. ábra

Funkcióstruktúra rögzítő készülék tokmánnyal és oldható munkadarab hordozó alapján

Jelölések:


hv: hűtő kenő folyadék elvezetése,









tá: tájolás központosítás,

ti: kapcsolódó felületek automatikus

tisztítása.

8

7. ábra

Rögzítő készülék tokmánnyal és oldható munkadarab hordozóval [2]

2.5. Paletta pozicionáló és rögzítő berendezés [2]

(Work palett positioning and fixing device)

Szabadalmaztatók: Takayuki Kawakami, Ichiro Kitaura, Seiji Kimura,Takayuki

Kuroda,;;Cég: Pascal Engineering Corporation, Hyogo (JP); Szabadalom száma:6955347;

Kelt:20005.október 18

Ez a szabadalom (8. ábra, 9. ábra) egy palettarögzítő (1) berendezést mutat be, amely képes

mind horizontális és vertikális irányban pozícionálni, kihasználja a gyűrűs kapcsoló rész (66)

plasztikus deformációját is. Rendelkezik sűrített levegős tisztítással. Az előzőhez képest ez

egy kifordított változat a rögzítő mechanizmus a csap (ez van a gép asztalához rögzítve), és a

paletta tartalmazza a hüvelyt (60). a rögzítést golyók végzik. A tartóerőt rugók (30)

biztosítják. Az oldást hidraulikus hengerrel (31) oldották meg.

Előnye a nagy precizitás akár 1µm pontosság. A szerkezet tömítése egyszerűbb, könnyebben

védhető a korrózióval szemben.

Hátránya csak paletták rögzítéséhez használható, nagy helyet vesz, el az megmunkálóeszköz

munkateréből a gép asztalához kell rögzíteni az bázistestet (2) és csak ehhez kapcsolható a

munkadarab hordozó.

8. ábra

Paletta pozicionáló és rögzítő

berendezés [2]

9. ábra

Rögzítő elemek [2]

9

10. ábra

Funkció struktúra paletta pozicionáló és rögzítő berendezés esetén

Jelölések


op: munkadarab rögzítés oldása,

rp: rögzítő test palettákhoz,


rö: rögzíthetőség szerszámgép

asztalához,



(beépítéshez), munkadarab rögzítéshez



tisztítása,

tö: tömítés.

2.6. Rögzítő apparátus tokmánnyal, oldható és csatlakoztatható palettával

[2]

(Clamping apparatus with a chuck and a pallet releasably attachable thereto)

Szabadalmaztató: Peter Nie; Cég: Erowa AG; Szabadalom száma:7303195;

Kelt:2007.december 4

A szabadalom (11. ábra, 12. ábra) egy palettarögzítő berendezést mutat be, ami rögzítő

reteszeket (13) alkalmaz. A munkadarab hordozó négy központosító csapot tartalmaz (20),

ezek illeszkednek be a központosító hornyokba. A rögzítéshez rugóerőt használnak (19) az

oldás pneumatikus dugattyúkkal történik (16). Szerszámgép asztalához rögzíthető az alap

lemez segítségével (3).

Előny egyszerű szerkezet, kis tömeg.

Hátrány nincs sűrített levegős tisztítás, nem rendelkezik nagy Z-irányú rögzítő erővel, csak

paletták rögzítésére alkalmas.

10

13. ábra

Funkcióstruktúra rögzítő apparátus tokmánnyal, oldható és csatlakoztatható palettával esetén

Jelölések:





rp: rögzítő test munkadarabokhoz,



sr: szabványos rögzítő elemek a szerszámgép

asztalához való rögzítéshez (beépítéshez),

munkadarab rögzítéshez,

tá: tájolás központosítás.

11. ábra

Rögzítő berendezés [2]

12. ábra

Rögzítő berendezés metszete [2]

11

2.7. Értékelemzés

Az értékelemzés célja megtalálni az ideális fejlesztési irányt. A megvizsgált szabadalmak

előnyös, hátrányos tulajdonságait az 1. táblázat foglalja össze. A 2. táblázat többségi módszer

alkalmazásával értékeli az eszközöket.

1. táblázat

Értékelemzés

Rögzí

tő a

ppar

átus

tokm

ánnyal

és

csat

lakozt

athat

ó

pal

ettá

val

egysz

erű

szer

kez

et

kis

töm

eg

nin

cs s

űrí

tett

leveg

ős

tisz

títá

s

nem

ren

del

kez

ik

nag

y Z

irá

nyú

rögzí

tő e

rővel

csak

pal

ettá

k

rögzí

tésé

re

alkal

mas

Pal

etta

pozi

cionál

ó

és

rögzí

tő

ber

endez

és

nag

y p

reci

zitá

s

egysz

erű t

öm

ítés

csak

pal

ettá

k

rögzí

tésé

re

alkal

mas

nag

y t

eret

ves

z

el a

meg

munkál

ó e

szköz

munkat

eréb

ől

Rögzí

tő

kés

zülé

k

tokm

ánnyal

és

old

hat

ó

munkad

arab

hord

ozó

val

pre

cíz

X-Y

közp

onto

sítá

s

Sűrí

tett

lev

egős

tisz

títá

s

nag

y r

ögzí

tő e

rő

nag

y f

elüle

tű

munkad

arab

hord

ozó

Bef

ogó

kés

zülé

k

és

szorí

tó

szer

elv

ény

munkad

arab

okho

z és

szer

szám

okhoz

nag

y p

onto

sság

X-Y

irá

nyb

an

nag

ym

éret

ű

munkad

arab

hord

ozó

nem

ren

del

kez

ik

sűrí

tett

lev

egős

tisz

títá

ssal

nem

tudja

elvez

etni

a

hűtő

ken

ő

foly

adék

ot

Gyors

m

űködés

ű

rögzí

tő

hen

ger

foly

adék

kif

oly

óval

Hűtő

ken

ő

foly

adék

elvez

etés

rögzí

tő k

úp

tányér

rugók

nin

cs l

ehet

ősé

g

a fo

rgác

s

auto

mat

ikus

eltá

volí

tásá

ra

Elő

ny

Hát

rány

12

Többség módszer [6]

Ez egy egydimenziós érték elemzési modell. Megállapíthatjuk, melyik modellnek van a

legnagyobb számú előnyös helyi értéke.

Végrehajtás módja:

A módszert úgy kell lefolytatni, hogy, az összehasonlítandó változatokat (Ai), minden

értékelési szempont szerint (Ci) páronként értékeljük.

Az értékelés ezen a szinten nincs számszerűsítve, csak azt kell eldönteni, hogy az aktuális

követelmény szerint (Ci) a változatokat párba rendezve melyik változat jobb a másiknál.

Az értékeléshez táblázatot készítettem. Sorokban az összehasonlítandó modellek szerepelnek,

oszlopok az értékelési szempontokat tartalmazzák.

A táblázat rovataiba az egyes értékelési szempontok szerint,a változatpárok összehasonlása

alapján a jobb változat azonosítóját írjuk. Ha az összehasonlított változatpár a vizsgált

szempont szerint egyforma értéket képvisel, akkor ezt a táblázat megfelelő rovatába írt

„=”jellel lehet dokumentálni.

A változat párok lehetséges számának meghatározása:

s- sorok száma

i-változatok száma

Az értékelemzés során használt jelölések:

A- Gyors működésű rögzítő henger folyadék kifolyóval

B- Befogó készülék és szorító szerelvény munkadarabokhoz és szerszámokhoz

C- Rögzítő készülék tokmánnyal és oldható munkadarab hordozóval

D- Paletta pozicionáló és rögzítő berendezés

E- Rögzítő apparátus tokmánnyal oldható és csatlakoztatható palettával

Kritériumok:

K1-Megvalósíthatóság: a szerkezetek bonyolultságát hasonlítom össze. Alkatrészek alakját és

összetettségét.

K2-Várható pontosság: csatlakozó felöletek kialakítása, alkalmaz-e plasztikus deformációt

illesztéshez.

K3-Rögzítő erő nagysága az alkalmazott rugók száma és fajtája, illetve a rögzítés módjának

összehasonlítása.

K4-Tisztítási lehetőség: ez a szempont veszi figyelembe a csatlakozó felületek tisztítási

módját és a korrózió védelmet a tömítési lehetőségeket.

K5-Munkadarabokhoz való rögzíthetőség minősége: előny a szabványos rögzítő elemek

alkalmazása, illetve a munkadarabhoz kapcsolódó eszközök tömege minél kisseb legyen.

K6-Munkatérből elfoglalt hely: a készülék csak minimális mértékben csökkentse a

megmunkálható munkadarab méreteit.

13

2. táblázat

Többségi módszer szabadalom kutatáshoz

Összehasonlítás szempontjai Összegzés

Változat

párok K1 K2 K3 K4 K5 K6 A B C D E

A-B = = A A A = 3

A-D = = A C A = 2 1

A-C A = = D A A 3 1

A-E E A A A A A 5 1

B-C B = C C = = 1

B-D B = D D B B 2 2

B-E E B B B B B 5 1

C-D C = D C C C 3 1

C-E E C C C C C 5 1

D-E E D D D = E 3 2

∑A=13 ∑B=9 ∑C=8 ∑D=7 ∑E=4

Az értékelemzés alapján az A és a B változatokat érdemes tovább vizsgálni.

3. Piackutatás

A piackutatás során igyekeztem megismerni és összehasonlítani a piacon kapható termékeket,

valamint tovább bővíteni a funkció struktúrát.

3.1. Röhm [5]

A gyártónál csak egy méretben kapható az eszköz. A Stark és VB termékéhez képest ez egy

kifordított változat a központosítást egy csap végzi, ez tartalmazza a rögzítő elemeket.

Plasztikus deformációt a központosítására. Rendelkezik sűrített levegős tisztítással.

Hátránya nagy teret vesz el a szerszámgép munkateréből.

14. ábra

Röhm által alkalmazott rendszer [5]

Beépítési megoldások:

Bázis testbe építhető

Felhasználási terület:marás, fúrás, köszörülés, mérés.

14

15. ábra

Funkcióstruktúra Röhm által gyártott készülékek alapján

Jelölések:





rö: rögzíthetőség szerszámgép

asztalához






tisztítása.

3.2. Vischer & Bolli AG [3]

A cég által alkalmazott rögzítő rendszer: szabadalmaztatott patronos zár (funkció összevonás

a golyók és golyókosár között ). A zár előnye a kevesebb elem könnyebb tisztíthatóság. Jó

rezgés csillapító. Egyes speciális csapok tartalmaznak hőmérsékletkompenzáló tagot is a

pontosság növelése érdekében. A készülék család bizonyos tagjai rendelkeznek sűrített

levegős tisztítással és adat átviteli eszközökkel.Felhasználási terület: mérés, esztergálás,

marás, köszörülés.

Beépítési formák:

Flexibilis felhasználás (szerszámgép asztalára rögzíthető eszközök)

Alaplemezbe építhető változat ( az alaplemez rögzíthető a szerszámgép asztalához)

Közvetlenül integrálható változat

A gyártó által készített méretcsaládot mutatja az 3. táblázat.

16. ábra

VB által alkalmazott patronos befogó szerkezet [3]

15

3. táblázat

VB készülék család adatai

Termék neve Behúzó

erő/egységenként [N]

Meg fogóerő/egységenként

[N]

legnagyobb átmérő

[mm]

SAFE 20 12500 40000 120

SAFE30 20000 60000 160

SAFE50 30000 90000 190

17. ábra

Funkcióstruktúra Vischer & Bolli AG által gyártott készülékek alapján

Jelölések:





rg: rögzítő test munkadarabokhoz








tisztítása.

3.3. Stark [4]

A cég golyós rögzítést alkalmaz. A rögzítő erőt rugók biztosítják. Egyes termékek érzékelővel

vannak ellátva ezek a rögzítés állapotát képesek jelezni a szerszámgép felé. Sűrített levegős

tisztítás is elérhető az egységekhez.

Több célra alkalmazható: esztergálás, fúrás, marás, üregelés, teszt állványok

(összeszereléshez).

Beépítési megoldások:

közvetlenül a szerszámgép asztalába építhető változatok,

asztalra rögzíthető egységek.

16

A katalógusokban található adatok szerint az elérhető pontosság kisebb, mint 0.01 mm.

A gyártó által készített méret családot mutatja a 4. táblázat.

Az alkalmazott technológiát a 18. ábra mutatja.

18. ábra

A Stark általalkalmazott rendszer [4]

4. táblázat

Stark készülék család adatai

Termék

neve

Behúzó

erő/egységenként

[N]

Megfogó erő/egységenként [N] Legnagyobb átmérő

[mm]

SPEEDY

classic 1 6500 25000 105

SPEEDY

classic 2 20000 38000 135

SPEEDY

classic 3 30000 55000 176

19. ábra

Funkcióstruktúra Stark által gyártott készülékek alapján

17

Jelölések:

áj: állapot jel,





rm: munkadarab rögzítés


sr: szabványos rögzítő elemek a szerszámgép

asztalához való rögzítéshez (beépítéshez),

munkadarab rögzítéshez,


ti: kapcsolódó felületek automatikus, tisztítása.

3.4. Összehasonlító táblázatok [6]

A gyártók által elérhető termékek összehasonlítása. A 5. táblázat be építésies működési

adatokat hasonlítja össze. A 6. táblázat az előnyöket és hátrányokat mutatja be.

5. táblázat

A piackutatás során megvizsgált eszköz családok összehasonlítása

Szempontok VB Stark Röhm

Behúzó erő/egység [N] 12500 20000

Megfogó erő/egység[N] 40000 38000 22000

Jellemző átmérő[mm] 120 135 129

Magasság[mm] 70 40 68,75

Ismétlési pontosság[mm] ±0,0002 <0,005 0.002

Működtetéshez szükséges

nyomás[bar] 35-40(hidraulikus) 6(pneumatika)

Tömeg[kg] 3,6 4,5

6. táblázat

Előnyök hátrányok összehasonlítása

VB Stark Röhm

Előnyök

Kevesebb elem

kevésbé érzékeny a

szennyeződésekre

Könnyen

karbantartható

Jó rezgés csillapító

Számos változatban

elérhető

Egyes példányok

automatizált

kivitelben is

elérhetők

Pneumatikával

üzemeltethető

T-hornyos asztalhoz

illeszkedik a mérete

Hátrányok

Nem rendelkezik az

automatizáláshoz

szükséges részekkel

Kis ismétlési

pontosság

VB által gyártott

termékhez képest

nagy tömeg

Összetett szerkezet

zavar érzékeny

csak egy méretben

elérhető

nagy helyet foglal el

a gép munkateréből

18

4. Összetett funkcióstruktúra

20. ábra

Összetett funkció struktúra

Jelmagyarázat:









áj: állapot jel,



tisztítása,

he: hűtő kenő folyadék elvezetése.

A 20. ábra alapján feltárt funkciók megvalósításának bemutatása.

Munkadarab rögzítés és oldás lehetséges megoldásai:

Tisztán hidraulikus elven működő berendezés. Mind a munkadarab rögzítése és oldása

hidraulikusan történik egy kettős működtetésű hengerrel. Előnye nincs szükség

rugókra, gyorsabb működésre képes, könnyen alkalmazható teljesen automatizált

rendszerekben. Hátránya megmunkálás közben biztosítani kell a rögzítő erőt, nagy

erőkhöz viszonylag nagyméretű dugattyúra van szükség.

Rugók alkalmazása. Csak az oldáshoz van, szükség energiára ez lehet hidraulikus

pneumatikus esetleg mechanikai energia. Hátrány plusz elemek növelik a berendezés

tömegét.

Pneumatika alkalmazása. Viszonylag kis erők hozhatóak létre vele. De egyszerűen

előállítható, meghibásodás estén nem okoz környezet szennyezést. Gyors működést

tesz lehetővé. Alkalmazási területe a nagy tisztaságot igénylő területek például

élelmiszeripar gyógyszeripar.

19

Elektromágneses elven működő rendszerek. Nagy energia igény, a megmunkálás

során felmágneseződhet a darab, Vonza a forgácsot is, nehézkes a tisztítás.

Mechanikus zárak. Nagy tömeg, bonyolult szerkezetek, jelentős kopás jelentkezhet a

hosszú távú használat során.

Tájolás központosítás:

Kúpos felületek alkalmazása: A könnyebb használhatóság miatt a felületek között nem

lehet önzárás, figyelembe kell venni, hogy Z-irányban nem határozza meg teljesen a

munkadarab helyzetét, szükséges síkfelületre való ütköztetés.

Ütköztetés: sík és hengeres felületek alkalmazása

Poligon kötés alkalmazása a bonyolult megmunkálás miatt az alkalmazása nem

célszerű. A felület képes tájolni a munkadarabot és elfordulás ellen is rögzíteni.

Rögzíthetőség szerszámgép asztalára:

T-hornyos és furatmátrixos asztalok szabványihoz illeszkedő méretek kialakítása.

Ebben az esetben könnyen akár hagyományos kialakítású gépekhez illeszthető eszközt

kapunk. Hátránya nehezebb eltávolítani a forgácsot a szerszámgép asztaláról.

Könnyű beépíthetőség elősegítése bázis testekbe, asztalokba Ezek az alkalmazások cél

gépeknél illetve nagy munkaterű gépeknél előnyösek. A forgács és a hűtő kenő

folyadék elvezetése egyszerűbb, mint a T-hornyos asztalokra épített példányok esetén.

Rögzíthetőség munkadarabokhoz:

Menetes rögzítő elemek: sokoldalú felhasználást tesznek lehetővé, egyaránt rögzíthető

ezzel a megoldással a munkadarab, vagy a munkadarabot tartó készülék.

Szabványos csatlakozó felületek kialakítása a megfogás technikában használt többi

elemhez.

Tisztítás: élettartam növelés

Sűrített levegős tisztítás: a megmunkálás során keletkező forgács eltávolítása a

csatlakozó felületekről fontos a precíz működé érdekében. A sűrített levegőt csak a

munkadarab leválasztásakor kell alkalmazni megmunkálás közben nem.

Tömítés: az élettartam növelés egyik eszköze meggátolja a hűtő kenő folyadék

bejutását a készülékekbe ez által csökkentve a korróziót.

Hűtő kenő folyadék kifolyó: készülékekbe bekerült szennyező anyag eltávolítását

segíti elő.

Mosófolyadék: a forgács eltávolítást segíti elő a csatlakozó felületekről, gyakran hűtő

kenő folyadékot alkalmaznak erre a feladatra.

20

5. Megvalósítás

A szabadalom kutatás és piackutatás alatt szerzett tapasztalatok alapján kialakítottam egy saját

elképzelést a megvalósítandó példányról (21. ábra). Ezt tovább vizsgálva igyekeztem az

összevont funkcióstruktúrán bemutatott funkciók közül minél többet megvalósítani. Ennek

alapján vizsgáltam meg a gyártmánycsalád kialakíthatóságát különböző szempontok szerint.

A saját ötlet kialakításakor nagy hangsúlyt fektettem a minél több funkció megvalósítására.

Rögzítőkészülék kúpos központosítással és tájolást segítő bütykökkel

A központosítást kúpos csap végzi (1), tartalmaz tájolást segítő bütyköket (2). A rögzítő erőt

tányérrugók biztosítják (3) a rögzítést golyók végzik (4). Az oldáshoz szükséges erőt

hidraulikus henger biztosítja (5).

21. ábra

Rögzítőkészülék kúpos központosítással és tájolást segítő bütykökkel (első vázlat)

Megvalósított funkciók: munkadarab rögzítés, oldás, tájolás központosítás.

A henger kialakítása során még vizsgálható a hűtő kenő folyadék elvezetésének lehetősége.

5.1. Gyártmánycsalád kialakítása

Gyártmány család: olyan eszközök, melyek alap funkciói és méretei meg egyeznek, de a

megvalósításban különbségek vannak.

A kiválasztott Rögzítőkészülék kúpos központosítással és tájolást segítő bütykökkel eszköz

esetén is képezhetünk ilyen változatokat.

A választott eszköz funkcióinak részletezése, és ezen keresztül változatok képzése:

Rögzítő test munkadarabokhoz, a behúzó csapok szerint képzett változatokat az 5.2

pontban mutatom be.

Munkadarab rögzítés, a munkadarab rögzítését a behúzó csaphoz kapcsolódó golyók

végzik, az behúzó erőt tányér rugók biztosítják. A golyók teherbírását ellenőrizni kell

felületi nyomásra.

Munkadarab rögzítés oldása, ezt hidraulikus hengerrel célszerű megoldani. A kisseb

méretű változatok esetén célszerű megvizsgálni a tisztán pneumatikával üzemeltetett

eszközöket. A 6.2 kerül részletezésre a dugattyú kétféle kialakításának lehetősége.

21

Szabványos rögzítő elemek a szerszámgép asztalához való rögzítéshez (beépítéshez), ezek

az elemek csak a rögzítést szolgálják például csavarok.

Rögzíthetőség szerszámgép asztalához, a beépítési példákat az 5.3 pontban ismertetem.

Tájolás központosítás, ezeket a feladatokat ebben az esetben a behúzó csap végzi.

Állapot jel, ebben az esetben nem rendelkezik a készülék ilyen funkcióval, ezt a tovább

fejlesztési lehetőségek között kap fontos szerepet.

Merevség biztosítása, a megmunkálás pontosságához elengedhetetlenül szükséges

funkció, ezt befolyásolja a szilárdságtani méretezés eredményei, és a gyártásnál elérhető

megmunkálási pontosság.

Kapcsolódó felületek automatikus tisztítása, a készüléket sűrített levegős tisztítással

szeretném ellátni. De vizsgálható az a lehetőség is, amikor a forgács eltávolítására a hűtő

kenő folyadékos átöblítést alkalmazunk.

Hűtő kenő folyadék elvezetése, ez a funkció az élettartam növelés szempontjából fontos.

A bemutatott készüléket módosítani szükséges ahhoz, hogy ez a funkció teljesüljön.

5.2. Behúzó csap kialakításának vizsgálata

Az alap készülék (21. ábra) rendelkezik tájolást segítő bütykökkel, ez a kialakítás akkor

előnyös, ha csak egy eszközt használunk az elő gyártmány rögzítésére tájolására. Házszerű

alkatrészek esetén megnehezíti a felszerelést.

Tehát a készülék második változata a tájolást segítő bütykök elhagyásával készül. Így ez a

készülék nem képes osztásra és a forgó mozgás megakadályozására, csak több csap egyidejű

alkalmazása határozza meg a darab helyzetét teljesen.

A csapok további két féle kialakítása lehetséges a munkadarabhoz való kapcsolás módja

szerint. Az első változat, hogy magából a csapból alakítjuk ki a menetes részt. Előnye nem

szükséges csak egy alkatrészt tárolni, hátránya egy csap csak egy féle hosszúságú menettel

látható el.

A másik lehetőség a belső kulcsnyílású csavar alkalmazása. De ebben az esetben vizsgálni

kell a csavar teherbírását és anyagát. Előnye rugalmasan változatható hosszúságú menet lehet

kialakítani, a csavarok variálásával. Hátrány több alkatrészt kell tárolni, a csavarok

kialakításából eredően nő a pontatlanság. Vizsgálni kell a szilárdságtani jellemzőket.

a, b,

22. ábra

Behúzó csap változatok

22

c, d,

23. ábra

Behúzó csap változatok

5.3. A szerszámgép asztalára való rögzíthetőség vizsgálata

Az eszközt a szerszámgép munkaterében rögzítik, ennek lehetséges megoldásait a 24. ábra

mutatja.

A hagyományos gépek nagy része rendelkezik T hornyos asztallal. A rögzítés történhet

ezekhez közvetlen módon is (24. ábra/a). Ekkor vizsgálni kell a csatoló elemek teher bírását.

Előnye csak az eszköz kerül rögzítésre, ez által minimális a plusz tömeg, a munkatér könnyen

átrendezhető. Hátránya a hidraulikus és pneumatikus csövek könnyem sérülhetnek,

megnehezedik a forgács eltávolítása a munkatérből.

Bázis testek alkalmazása (24. ábra/b) ebben az esetben a rögzítő elemeket egy testbe építik be,

ami könnyen rögzíthető a munka térben. Előnye a hidraulikus pneumatikus csövek védett

helyre helyezhetők, könnyebbé válik a forgács eltávolítása. Hátránya csökkentheti a

megmunkálható munkadarab méretét. Különböző feladatok esetén nehezebb variálhatóság.

Mátrix asztalok kialakítása (24. ábra/c) az elemek beépíthetők lehetnek közvetlenül a

szerszámgép asztalába. Ebben az esetben nem csökken a megmunkálható munkadarab mérete.

Előnyös kialakítás lehet célgépek esetén, ekkor a hidraulikus pneumatikus rendszer a

szerszámgépbe szerelhető.

a, b, c,

24. ábra

Beépítési példák [3]

23

6. Méretezés

A gyártmánysorozat elkészítéséhez meg kell határozni az alap adatokat. Én a tervezést az

átmérő és a nyomás megállapításával kezdtem ebben felhasználtam a piac kutatás során

szerzett tapasztalatokat. Így a jellemző átmérőt120mm-re a működéshez szükséges nyomást

40 bar-a választottam, gyártmány család középső elemét terveztem meg pontosan a többit

csak közelítő számításokkal képeztem, a fontosabb méreteket ellenőrzőszámítással

ellenőriztem.

6.1. Henger méretezése [8]

A szerkezet bonyolult kialakítása miatt a szilárdságtani számítások csak közelítő jellegűek.

A méretezés menete:

A számítások kezdetén a szerkezet kialakítását figyelembe véve próbáltam meghatározni a

dugattyú átmérőjét. Figyelembe vett szempontok:

a megfelelő nagyságú erőt kell biztosítani a munkadarab rögzítéséhez,

a fedél rögzítését belső kulcsnyílású csavarok felhasználásával célszerű megoldani, ezek

elhelyezéséről is gondoskodni kell.

Az előzetes számításoknál a dugattyú átmérőjét 85mm-re választottam. És első lépésként

meghatároztam az ehhez tartozó minimális falvastagságot tisztán a nyomás figyelembe

vételével.

A méretezésnél azt feltételeztem, hogy a henger falvastagsága kisebb, mint 24 mm (v

<24mm), így mint egyszeresen görbült héj méretezhető.

Héjnak nevezzük az olyan teherhordó szerkezeti elemet, amelynek falvastagsága kisebb, mint

a szerkezet jellemző külső geometriai mérete átmérője.

Egyszer görbült héjnak nevezzük az olyan szerkezetet, amely geometriai modelljének

vezérgörbéje egyenes.

Mivel a geometria és a terhelés is körszimmetrikus ezért kizárólag normálfeszültségek

keletkeznek.

σa- tengelyirányú feszültség

σR- sugárirányú feszültség

σφ- érintőirányú feszültség

D-a héj közepes átmérője

Dk-külső átmérő (nem a szerkezet teljes átmérője, ez csak a héjra jellemzője)

p- belső túlnyomás

v- hj falvastagsága

d- dugattyú átmérője

A méretezéshez a Mohr szerinti redukált feszültséget vettem figyelembe:

(1)

(2)

(3)

24

(4)

25. ábra

Feszültségi főirányok

A belső átmérő ismeretében csak a külső átmérőt kell meghatározni. A választott anyag a

C60E. Nem szükséges korrózióálló acélt választani, mivel a hűtő kenő folyadék tartalmaz

korrózió gátló adalékot.

A minimális külső átmérő meg határozásához a (4) egyenletből kiindulva történik

(5)

(6)

(7)

(8)

A (8) képletbe történő behelyettesítés előtt meg kell határozni a σred maximális értékét

n- biztonsági tényező

Reh- anyagra jellemző folyáshatár

(9)

A v meghatározása után kiszámítottam az anyagban ébredő feszültségeket

(10)

(11)

(12)

(13)

Az így nyert vastagságot a biztonság javára felfelé kerekítettem.

Figyelembe kell venni a munkadarabról a készülékre ható erőt is, amit csak tisztán

nyomásként vettem figyelembe. A feltételezett erő 10kN.De a szerkezet belsejében is

keletkeznek, erők ezek közül a legjelentősebb a hidraulikus munkahenger által összenyomott

rugókból származó erők ez a dugattyú méretéből számíthatók. Ez az erő megközelítőleg 23kN

és tisztán húzásként vehető figyelembe.

Az így keletkező feszültség: megközelítőleg 28,4591 MPa. így a Mohr elmélet szerint végzett

számítások nem változnak.

25

6.2. Dugattyú kialakítása, tömítések [11] [12]

Ebben a pontban szeretném vizsgálni a hűtő kenő folyadék elvezetésének lehetőségét illetve a

tányérrugók terének leválasztását. Figyelembe kell venni már ebben a pontban azt is, hogy

nem lehet akármekkora belső átmérőjű tányérrugókat választani.

A hűtő kenő folyadék elvezetése nem kötelező elemi funkció ezért csak a fő funkciók

megvalósítása után vizsgálható. Ebben az esetben viszont függhet tőle a hidraulika

általbiztosított erő.

A henger kialakításánál a tömítések kiválasztásához a Trelleborg cég katalógusait használtam.

A tömítési feladat: egyenes vonalú mozgást végző görbe felületeket kell tömíteni. Ehhez a

feladathoz több féle tömítés is alkalmazható. Az alkalmazott tömítések keresztmetszete lehet

tömör ( O-gyűrű, négyszög keresztmetszetű gyűrű stb.) nyitott profilú (U-profil, V-profil stb.)

és több anyagból álló, különleges kialakítású.

A választott eszköz ebben az esetben egy összetett tömítés, amely egy O-gyűrűből és egy

teflon gyűrűből áll. Előnye a kis csúszási súrlódás és nagy sebességre képes. Sokféle olajjal

üzemeltethető (pl.: ásványi olajok, szintetikus olajok, környezet barát hidraulika folyadékok).

26. ábra

Dugattyú

A folyadék hűtőkenő folyadék elvezetését nem biztosító dugattyúk megközelítőleg 6%

nagyobb erő biztosítására képesek, mint a folyadék elvezetését biztosító dugattyúk. Előnyük a

egyszerűbb kialakítás, és a könnyebb tömítési feladat. De a szerkezet élettartama csökken.

Nehezebb megtisztítani a csatlakozó felületeket.

27. ábra

Dugattyú folyadék elvezetővel

A folyadék elvezetését biztosító dugattyúk, egyszerűbb tisztítást tesznek lehetővé, ezáltal

növelik a szerkezet élettartamát.

26

6.3. Rugók kiválasztása [10]

A rugók kiválasztásánál a Schnorr cég katalógusát használtam fel.

A rugók helye adott tehát csak a számukat és az egymásra helyezésük módját kell

meghatározni.

A tányérrugók a hajlító igénybevételt szenvedő rugók csoportjába tartozik. A rugótányérokat

megfelelő hengeres üregbe lehet beépíteni vagy pedig csapra lehet felfűzni. A gyári

katalógusok tanulsága szerint a tányérrugókra jellemző, hogy nagyon váltakozó görbéjű

rugókarakterisztikájú oszlopokat lehet belőle összeállítani. De a kis rendelkezésre álló hely

miatt nehéz biztosítani azt, hogy a különböző vastagságú rugók ne terhelődjenek túl, ezért

csak ugyanolyan vastagságú rugók kerülnek beépítésre. Ebben az esetben a csapon vezetett

megoldást választottuk, és a beépítés úgy történik, hogy a rugók előfeszítve legyenek. Ennek

oka, hogy a rögzítő erőt biztosítani kell, a működés egész időtartama alatt A rugó oszlop

kialakításakor, figyelmet kell arra fordítani, hogy minél nagyobb elmozdulást biztosítsunk.

Az elő feszítés mértéke 25% a maximális terhelés nem érheti el a 75% lehajlást.

A szerkezetben vegyes rugó oszlop kerül beépítésre. A kiválasztásnál több lehetséges

variációt figyelembe vettem. A legfontosabb szempont az volt, hogy mind folyadék

kifolyóval és a nélkül is megfelelő erőt tudjon biztosítani minél kisebb változtatás nélkül.

A számítások során felhasznált képletek:

Eredő erő tányérrugó köteg esetén

28. ábra

Tányérrugó jelölések magyarázata

(14)

Erdő elmozdulás

(15)

Váltakozó értelemben beépített tányérrugók esetén az eredő erő

(16)

Eredő elmozdulás

(17)

Vegyes rugóoszlop esetén az eredő rugó oszlop magasság

[ ] (18)

i- váltakozó értelemben beépített rugók száma (vagy rugókötegek száma)

n- rugókötegbe beépített rugók száma

[(

) (

) ]

(19)

27

E-Young modulus

ν- Poisson tényező

t- vastagság

h0- kúp magasság ( h0 =l0 –t)

K1 - konstans

Az elmozdulás számításánál felhasznált (19)képletet számítógépes program segítségével

számítottam ki. Az elmozdulásokat a kisebb erőt biztosító folyadék kifolyóval ellátott

dugattyú esetén végeztem el majd a kiválasztott példányt ellenőrzésre kerül, hogy a nagyobb

terhelés esetén se érje el a lehajlás a 75%-ot.

7. táblázat

Összefoglaló táblázat rugókhoz

Azonosító

szám

Dr×dr

[mm×mm] db s [mm] se4 [mm] se6 [mm] L4 [mm] L6 [mm]

016500 70×30,5 3 1,46 5,87 8.76 39,6 59,4

016600 70×30,5 2 1,44 5,78 8.64 32,4 48,6

016700 70×35,5 2 1,31 5,25 7,86 32,4 48.6

016800 70×35,5 1 1,19 4,77 7,14 23,2 34,8

016900 70×40,5 1 1,09 4,36 6.54 22,4 33,6

017000 70×40,5 1 0,56 2,26 3,39 24,8 37.2

db- kötegbe szükséges rugók száma

s- egy rugó lehajlása a terhelés hatására

se4 – eredő elmozdulás 4 váltakozó értelemben beépített rugóköteg vagy rugós tag esetén

L4 –rugó oszlop magassága

Az kiválasztott rugó a 016900 azonosító számú 70×40.5mm átmérőjű rugóból készített 6

elemet tartalmazó rugóoszlop. Ez megfelelő nagyságú erőt biztosít, és kis méretet. Az

elmozdulás, amit ezzel a rugóoszloppal el lehet érni (az előfeszítést levonva) 4.14 mm.

7. Gyártmánysorozat kialakítása [6]

Azonos funkcióra, azonos működési elv szerint, azonos megoldáselemekből összeállított

mérnöki tervek, melyek csak működési és geometriai paramétereikben térnek el egymástól.

A gyártmánysorozat kialakításának célja a tervezési idő csökkentése, egyes gyártmányokra

vonatkoztatva. Csak a vezér típus megtervezését kell elvégezni, lépésről lépésre. A többi

eszközt hasonlósági törvények alkalmazásával lehet származtatni.

Jelen esetben az eszköz külső átmérőjét növeltem ez által nőtt a dugattyú átmérője, így a

beépíthető rugók mérete és a behúzó erő is. Így nem csak geometriai hasonlóság valósul meg,

hanem a statikai hasonlóág is ez azt jelenti, hogy a geometriai hasonlóság mellett az erőarány

is állandó.

Egy konstrukció akkor elégíti ki a gyártmánysorozat követelményeit, ha legalább egy

hasonlóság-típus érvényes a sorozat elemei között.

φ-hasonlósági tényező

Li-a sorozat egyik tagja

φ= 1,6 választottam a középső elem 120mm nagysága adott. Képeztem kisebb átmérőjű és

nagyobb átmérőjű darabokat is. A gyártmánysorozat elemeit 8. táblázat mutatja.

28

8. táblázat

Gyártmánysorozat

Külső átmérő [mm] 46,875 75 120 192 307,2

Dugattyú átmérő [mm] 31,25 50 80 128 204,8

Folyadék kifolyó nélküli

dugattyú esetén

keletkező erő [kN]

2,684 6,872 17,529 45,037 259,418

A statikai arány φg=2,56.

Az így képzett sorozat első négy eleme jól alkalmaz ható a gépgyártásban. Az ötödik tag

mérete túl nagy az általános felhasználáshoz.

A piacon található termékek esetén az a trend mutatkozik, hogy a 100mm átmérőnél kisebb

eszközök tisztán pneumatikus működtetésűek. A Stark cég is gyárt ilyen készülékeket. A

tisztán sűrített levegővel üzemelő készülékek alkalmazási területe a nagy tisztaságot

megkövetelő gyártási folyamatok (pl. gyógyszeripar, élelmiszeripar, finommechanika).

Pneumatikus üzemeltetés esetén, viszont csak kisseb rögzítő erő állítható elő így abban az

esetben csak geometriai hasonlóságról beszélhetünk.

8. Összegzés és tovább fejlesztési irányok [9]

A feladat elkészítése során ismeretanyagot gyűjtöttem a nullpont rendszerű készülékekkel

kapcsolatban. Az információ gyűjtés fő forrásai a szabadalomkutatás és a piackutatás voltak.

A kutatás során feltártam az elemi funkciókat, és az ezeket megvalósító funkcióhordozókat,

ezen ismeretek alapján elkészítettem a funkcióstruktúrát. A 20. ábra mind a szabadalom és

piac kutatás során megismert készülékek funkcióit tartalmazza. A megismert eszközök

alapján megfogalmazásra kerültek a működési feltételek. A dolgozat során többször végeztem

érték elemzést, aminek célja a lehetséges fejlesztési irányok feltárása volt.

A megszerzett tapasztalatok alapján kialakítottam egy saját ötletet. A tervezés során arra

törekedtem, hogy az eszköz minél több funkciót legyen képes megvalósítani, igyekeztem

figyelembe venni a többi gyártó által alkalmazott méreteket.

A gyártmánycsalád kialakításával a megvalósítható eszközök számát igyekeztem növelni,

illetve a készülék alkalmazhatósági tartományát bővíteni. Bemutattam egy lehetséges

gyártmánysorozat kialakításának lehetőségét.

A tovább fejlesztési irányok a teljes automatizálás felé mutatnak. Ez azért szükséges, hogy a

készülékek alkalmazhatóak legyenek a modern rugalmas technológiai rendszerekben. A

rugalmas gyártócellák (FMC) és a rugalmas gyár-tórendszerek (FMS) egyidejűleg több

különböző alkatrész időben változtatható sorrendű, kötetlen ütemű gyártására alkalmas

technológiai rend-szerek. Az FMC-k néhány CNC szerszámgépből, megmunkáló-központból

(MC), az ezeket kiszolgáló robotból, valamint kiegészítő anyagtároló, ellátó, és

mérőberendezésből állhatnak, az eszközök működésének összehangolását a cellairányító

számítógép (FMCC) végzi az aktuális termelési program szerint. A rugalmas

gyártórendszerek (FMS) cellákból és/vagy egyedi technológiai erőforrásokból épülnek fel.

29

Az ilyen rendszerekhez való csatlakoztatáshoz elengedhetetlen a villamos interfészen

keresztüli csatolás. Szükséges jelet adni a készülék állapotáról, van-e befogott munkadarab, a

biztonságos rögzítés megtörtént-e, illetve az oldás állapotáról is szükséges információt

szolgáltatni. A szükséges jelek előállításához különböző szenzorok beépítésére van szükség.

A készülékeket el lehet látni különböző intelligens funkciókkal ilyen lehet munkadarab

azonosítására alkalmas rendszer, és a forgácsolási erőt figyelő erőmérőcellák, amik vész

esetén leállíthatják a megmunkálást.

A másik tovább fejlesztési irány a pontosság növelése, ezt elsősorban pontosabb

megmunkálással lehet elérni.

A pontosság meghatározásához, le kellene gyártani egy prototípust, amin méréseket lehet

végezni. Az alkalmazhatóság eldöntéséhez meg kell határozni az ismétlési pontosságot. A

mért értékek alapján el lehetne végezni a szerkezet korrekcióját.

30

9. Irodalomjegyzék

[1] Takács György – Szilágyi Attila – Demeter Péter – Barak Antal: Forgácsoló

szerszámgépek

[2] http://www.google.com/patents

[3] http://www.vb-tools.com

[4] http://www.stark-inc.com

[5] http://www.roehm.biz/

[6] Dr. Takács György Tervezés módszertan jegyzet

[7] Dr. Molnár József – Dr. Szabó Sándor Készüléktervezés

[8] M. Csizmadia Béla-Nándori Ernő Mechanika mérnököknek Nemzeti

Tankönyvkiadó 1999

[9] Dr. Zsiga Zoltán - Dr. Makó Ildikó CNC szerszámgépek célgépek

[10] http://www.schnorr.com/

[11] Font Péter – László György – Varga Béla Tömítések Műszaki Könyvkiadó 1971

[12] http://www.trelleborg.com

http://www.google.com/patents

http://www.vb-tools.com/

http://www.stark-inc.com/

http://www.roehm.biz/

tudomÁnyos diÁkkÖri dolgozat - tdk · a szabadalomkutatáshoz első sorban a google patents-et...

Documents