Pontos furatok gyártása és ellenőrzése

TL;DR: Precíziós furatok gyártása és ellenőrzése

Ez a cikk egy átfogó útmutató a precíziós furatok gyártása és ellenőrzése témakörhöz, középiskolai és egyetemi hallgatók számára. Megismerkedünk a furatok helyzetének meghatározásának elveivel derékszögű és polárkoordináták segítségével, részletesen feltárjuk a különböző gyártási módszereket, különös tekintettel a pontosságra, beleértve a mélyfuratok speciális technikáit is. Végezetül áttekintjük a pontos osztások és méretek ellenőrzésének kulcsfontosságú módszereit. A cél egy átfogó áttekintés nyújtása a sikeres tanulmányokhoz és az érettségire való felkészüléshez.

A furatok helyzetének meghatározásának alapjai: Derékszögű és polárkoordináták

A furatok pontos helyzetének meghatározása alapvető fontosságú a gyártásukhoz. Ehhez két fő koordináta-rendszert használnak.

Derékszögű koordináták és osztások

Derékszögű koordináták a leggyakrabban használtak furatok fúrásakor. A nulla tengelyek metszéspontjától (koordináta-origótól) mérik.

• Az o1 furat x tengelytől mért merőleges távolsága határozza meg az y1 koordinátáját.
• Az o1 furat y tengelytől mért merőleges távolsága határozza meg az x1 koordinátáját.

Az osztás számítására a következő érvényes:

• xt osztás (azonos y1 koordináta és különböző x1, x2 esetén): xt = x2 – x1 (mm)
• yt osztás (azonos x1 koordináta és különböző y1, y2 esetén): yt = y2 – y1 (mm)

Polárkoordináták és alkalmazásuk

Polárkoordinátákat a nullponttól mérik, és az r koordináta hossza, valamint az α szög határozza meg, amelyet ez a koordináta az x tengellyel bezár.

• A fúrt furatok elhelyezkedhetnek egy egyenesen vagy egy osztókörön, ami jellemző a kör alakú elrendezésekre.

Pontos osztású furatok gyártási módszerei

A furatok osztásának kívánt pontosságának eléréséhez különböző technikákat alkalmaznak.

Berajzolás és pontozás

A furatok középpontjait pontos bemérés után berajzolótűvel jelölik meg a rajzolótáblán. Ezt követően a furat középpontját pontozóval jelölik.

• Kis furatok esetén közvetlenül a pontba fúrnak.
• Nagyobb furatoknál először elő kell fúrni a furatot, és csak azután fúrni a végleges átmérőre.

Központosító henger használata

Ez a módszer a fúró pontos vezetésén alapul. Az első, már elkészült furatba egy központosító kalibráló hengert (1) helyeznek.

• A következő, előírt osztású furatba a fúrót egy fúrópersely (2) vezeti, amely a készülék testében (3) van rögzítve.
• A henger pontos helyzetét a fúróperselyhez képest egy beállítócsavarral (4) állítják be.

Fúrás fúrósablonban (sablonban)

Ennek a módszernek a részleteit a következő szakaszban tárgyaljuk, de az elv egy speciális lemez használatán alapul, amelyen pontosan elhelyezett furatok vezetik a szerszámot.

Osztómechanizmusos készülékek

Ezek a készülékek lehetővé teszik a munkadarab pontos pozicionálását a furatok fúrásához. Lehetnek egyenes vonalúak (lineáris osztásokhoz) vagy szögletesek (kör alakú osztásokhoz).

Pontos osztású furatok fúrása fúrósablonnal

A fúrósablonok (sablonok) kulcsfontosságúak a nagy pontosságú furatok sorozatgyártásához. A vezetőlemez furatai gyakran egy D átmérőjű osztókörön helyezkednek el.

A fúrósablon mérettűrései

Az érvényes osztókör átmérőjének tűrésére a következő összefüggés érvényes:

• TD' = (0,7 – 0,8) . TD – o
• TD a fúrt furatok osztókörének átmérőtűrése (mm).
• o egy eltérés, amelyet táblázatokból keresnek ki a furatok átmérőjétől, a gyártási módtól és a furatok tűrésétől függően.

Az Tα osztásszög eltérését úgy találjuk meg, hogy a kiszámított TD eltérés oszlopában megkeressük a legközelebbi nagyobb D átmérőt, és az a sor, amelyen ez található, adja meg a keresett értéket.

Mélyfuratok: Definíció és gyártási módszerek

A precíziós furatok gyártása és ellenőrzése magában foglalja a mélyfuratok speciális kategóriáját is, amelyek eltérő megközelítéseket és szerszámokat igényelnek.

Mik azok a mélyfuratok?

A mélyfuratokat az D átmérő és az l hossz aránya határozza meg, amikor D/l nagyobb, mint 1:5. Gyártásukhoz speciális szerszámokat használnak, és a fő mozgást gyakran a munkadarab végzi, míg a szerszám mellékmozgást végez.

• A speciális szerszámok közé tartozik a csőfúró, a puskacsőfúró vagy az ejektoros fúró.

Fúrás megszakított munkaciklussal

Ez a módszer magában foglalja a fúrás rendszeres megszakítását és a szerszám furatból való kihúzását a forgács eltávolítása és a hűtőfolyadék jobb behatolása érdekében.

• Hosszú csigafúrók használhatók belső hűtéssel, vagy normál fúrók hosszabbítóval.
• 10-30 mm átmérőjű fúrók esetén a ciklus a következő:
• 1. fogás: A fúrás az átmérő (D) 2,5-4-szeres mélységéig történik.
• További fogások: 2D-vel mélyítik, majd 1,5D-vel, és minden következő fogásnál 0,5D-vel.

Használt szerszámok:

• Csigafúrók: Kisebb számú furathoz és kisebb mélységekhez alkalmasak. A fúró meghosszabbított szárral vagy hosszabbítóval rendelkezik.
• Puskacsőfúrók: Félkör keresztmetszetű munkarésszel rendelkeznek. A jó vezetés érdekében a furatot először csigafúróval kell előfúrni. Fúráskor a munkadarabot a gép főorsójába rögzítik, és a szerszámot csak előtolják (esztergagépeken való használat).
• Laposfúrók: A forgácsot vágófolyadékkal vagy vágófolyadék és sűrített levegő kombinációjával öblítik ki. A vágási sebességek hasonlóak a rövid furatokéhoz, az előtolás fele.

Fúrás megszakítás nélküli munkaciklussal

Ez az eljárás lehetővé teszi a folyamatos fúrást anélkül, hogy a szerszámot ki kellene húzni.

Fúrás kényszerített külső forgácselvezetéssel

• A szerszám puskacsőfúró vagy koronafúró.
• Külső forgácselvezetésű puskacsőfúró 6-60 mm átmérőjű mélyfuratokat fúr. A vágófolyadékot a fúrórúd és a fúrófej vágási pontjához vezetik.
• A forgácsot a szerszám kerületén lévő horonyon keresztül öblítik ki a keletkezési helyéről. Hátránya az alacsonyabb merevség, ami kis előtolásokat igényel.

Fúrás belső forgácselvezetéssel

• Belső forgácselvezetésű puskacsőfúró alkalmas 6-35 mm átmérőjű mélyfuratok fúrására.
• A vágófolyadékot a furat és a szerszám (8) közötti gyűrűs résen keresztül vezetik a vágási pontra a nyomófejtől (2).
• Nyomás alatt öblíti ki a forgácsot a fúrófejben (1) és a fúrórúdban lévő nyíláson keresztül. A munkadarab (3) és a nyomófej (4) között tömítés található, amely megakadályozza a nyomás alatti folyadék bejutását.

Pontos osztású furatok ellenőrzése

A precíziós furatok ellenőrzése éppolyan fontos, mint a gyártásuk, a tűrések betartásának biztosítása érdekében.

Tolómérő

Két párhuzamos furat osztásának mérésére, ahol nem szükséges rendkívül nagy pontosság, tolómérőt használnak. A mérőeszköz tapintói a furatok távolabbi felületeire támaszkodnak.

• A skálán leolvasott értékből kivonják a furatok félátmérőinek összegét.
• xt = xmax – ( d1/2 + d2/2 )
• A mérés pontossága általában 0,1 mm.

Ellenőrző hengeres tüskék és végmérő lapok

Ezeket a szerszámokat a szerszám helyzetének beállítására használják párhuzamos furatok fúrásakor, ahol pontos osztást kell tartani.

• Az egyik tüske (1) a munkadarab (2) megmunkált furatába, a másik a gép főorsójába (3) kerül.
• A furatok távolságát ezután végmérő lapokkal (4) állítják be.

A furat tengelyének távolságának ellenőrzése a munkadarab alapfelületétől (H1):

• A munkadarabot (1) a megmunkált alapfelületével egy sík lapra helyezik.
• A furatba egy ellenőrző hengeres tüskét (2) helyeznek.
• Felületének távolságát az alaptól (h2) végmérő lapokkal mérik meg.
• A távolság számítására a következő összefüggés érvényes:
• H1 = h1 + D/2
• H2 = h2 + d/2
• Ahol d és D az ellenőrző tüskék átmérői (mm).
• H1 és H2 a tengelyek távolságai az alaptól (mm).
• h1 és h2 az alapmérő lapokkal mért értékek (mm).

Kiegészítő információk és gyakorlati alkalmazások

Osztások és ismétlődő elemek méretezése

A helyes méretezés alapvető fontosságú az osztások és az ismétlődő elemek egyértelmű meghatározásához a rajzokon. Biztosítja, hogy a gyártási és ellenőrzési folyamatok a specifikációk szerint történjenek.

Forgácsolási paraméterek számítása

Fúráskor helyesen kell kiszámítani a forgácsolási sebességet, a fordulatszámot és az előtolást. Ezek a paraméterek függenek a munkadarab anyagától (pl. 19 855.3 acél), a szerszám anyagától (pl. gyorsacél) és a fúró átmérőjétől (pl. Ø 12 mm).

CNC megmunkálás programozása

Bonyolultabb alkatrészek és sorozatgyártás esetén CNC megmunkálást alkalmaznak. Az alkatrész kontúrjának alprogramba (pl. OBRYS.SPF) programozása a munkadarabok könyvtárában (pl. PRIKLAD_MS) bevett gyakorlat, gyakran 2D szimulációval a program helyességének ellenőrzésére.

Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

Melyek a precíziós furatok gyártásának leggyakoribb módszerei?

A leggyakoribb módszerek közé tartozik a berajzolás és pontozás, a központosító henger használata, a fúrás fúrósablonban (sablonban) és az osztómechanizmusos készülékek alkalmazása. Minden módszernek megvan a maga specifikus alkalmazása a kívánt pontosság és a gyártás sorozatjellege függvényében.

Miért fontos a furatok osztásának ellenőrzése?

A furatok osztásának ellenőrzése kulcsfontosságú az alkatrészek működőképességének és szerelhetőségének biztosításához. A pontos osztások be nem tartása illesztési problémákhoz, rossz összeszereléshez, a termék élettartamának csökkenéséhez vagy akár működésképtelenségéhez is vezethet.

Miben különbözik a mélyfuratok fúrása megszakított és megszakítás nélküli ciklussal?

A megszakított ciklus magában foglalja a fúró rendszeres kihúzását a furatból a forgács eltávolítása és a hűtés érdekében. A megszakítás nélküli ciklus folyamatos fúrást tesz lehetővé, ahol a forgácsot speciális csatornákon keresztül (pl. belső vagy külső forgácselvezetéssel) vezetik el a szerszámból, gyakran nyomás alatti vágófolyadék segítségével.

Mik azok a polárkoordináták a furatok helyzetének meghatározásakor?

A polárkoordináták a furat helyzetét a kezdőponttól mért távolság (r sugár) és az ezen távolság által a referencia tengellyel (általában az x tengellyel) bezárt szög (α) segítségével határozzák meg. Ideálisak a furatok körön való elhelyezéséhez, például karimáknál vagy tárcsáknál.

Hogyan ellenőrzik a furat tengelyének távolságát a munkadarab alapfelületétől?

A furat tengelyének távolságát a munkadarab alapfelületétől úgy ellenőrzik, hogy a munkadarabot egy sík lapra helyezik, egy ellenőrző hengeres tüskét helyeznek a furatba, majd végmérő lapokkal megmérik a tüske felületének távolságát az alaptól. A mért értékhez ezután hozzáadják az ellenőrző tüske sugarát.