Menetmarás

Második hírlevelünkben az egyre népszerűbb és egyre gyakrabban használt menetkészítő eljárásról, a menetmarásról gyűjtöttünk össze néhány fontosnak vélt gondolatot. A továbbiakban szerszám és technológia oldalról is bemutatjuk ezt a technológiát. A modern menetmegmunkáló megoldások között elkerülhetetlen technológia a menetmarás. Ez a felületidegen menetmegmunkálási technológia külső és belső menetek megmunkálására egyaránt, nagy termelékenységgel alkalmas. Kis-, közepes-, nagyszériánál és tömeggyártásnál is hatékonyan használható menetforgácsolási eljárás.

 

1.        Menetmarás előnyei és hátrányai

 

A menetmarásnak számos előnye és egy jelentős hátránya van a hagyományos menetmegmunkáló eljárásokkal szemben. Termelékenység tekintetében hajtott szerszámként esztergagépen a menetesztergálással, megmunkálógépeken pedig – különösen a nagyobb méretű menetek esetén – a menetfúrással vetekszik. A bekezdés nélküli kialakításnak köszönhetően zsákfuratok esetén nincs szükség sem alászúrásra, sem menethossznál mélyebb furatra. A más technológiákkal nehezen, vagy egyáltalán nem megmunkálható anyagok, például az 55-65HRC közötti nagykeménységű szerszámacélok, korrózióálló acélok és titán is megmunkálhatók, kiváló felületi minőség biztosítása mellett. A menetmarók alapvető működéséből következik, hogy rövid, tört forgácsok keletkeznek, aminek köszönhetően a menetesztergálásnál és menetfúrásnál fellépő forgácskezelési problémák nem merülnek fel. További előnye a menetfúrással szemben, hogy a kisebb szerszámátmérőnek köszönhetően, szerszámtörés esetén a törött szerszám nem szorul a furatba, így nem jelent problémát eltávolítani nagyobb értékű munkadarab esetén (pl. fröccsöntő szerszámok esetén). A menetmarás legnagyobb hátránya az, hogy mind a keményfém, mind a váltólapkás menetmarók, a jellemzően használt keményfém váltólapkás esztergaszerszámhoz és HSS(-PM) menetfúrókhoz képest, jelentősen nagyobb befektetést jelentenek. Az árak közvetlen összehasonlítása azonban félrevezető lehet, mivel egy adott menetmaróval azonos menetemelkedés mellett különböző átmérőjű (pl. M12x1,5;M14x1,5;M16x1,5 …), jobbos-balos és néhány metrikustól eltérő menetszabvány esetén (W; BSPT; NPT; PG) külső-belső menet is készíthető.

 

2.        Menetmarók csoportosítása

 

Ma a szerszámpiacon egyaránt elérhető váltólapkás és tömör keményfém megoldás egysoros és többsoros menetmaróra. Örvénylő menetmarás esetén a keményfém váltólapkás megoldás a legelterjedtebb.

 

2.1         Váltólapkás szerszámok

A váltólapkás menetmarók nagy előnye a keményfémmel szemben, hogy adott szerszámtest, különböző menetemelkedésekhez vagy akár eltérő menettípusokhoz használható lapkák befogására  alkalmasak, ezzel rendkívül rugalmassá teszi a szerszámraktárunkat, a méret és költségek csökkentése mellett.

♦    Váltólapkás többsoros menetmaró

A többsoros menetmaró szerszámok előnye, hogy a teljes menetprofilt egy munkadarab körülfordulás alatt elkészíti, ezzel a lehető legnagyobb termelékenységet biztosítva. Ilyen megoldás a Szerszám Technika Kft. által forgalmazott Varugs-MiTM menetmaró:

https://www.vargus.com/mitm

 

 

♦   Váltólapkás egysoros menetmaró

Az egysoros menetmarók a teljes menethosszt több körülfordulással készíti ezért a többsorossal termelékenység szempontjából nem tud versenyezni, viszont nagyobb menetemelkedések esetén a kisebb forgácsolóerő miatt ezzel a megoldással mélyebb menetek is készíthetőek. Ilyen megoldás a Szerszám Technika Kft. által forgalmazott Varugs-TMSD menetmaró:

 

https://www.vargus.de/tmsd

 

♦    Váltólapkás örvénylő menetmaró

Az örvénylő menetmarás talán a menetmaró technológiák legtermelékenyebbike. A speciális gépen történő megmunkálás során a főmozgást a menetemelkedés szögének megfelelően bedöntött marófej végzi a munkadarab forgása és a menetemelkedésnek megfelelő előtolása közben.

 

 

2.2         Tömör keményfém szerszámok

A tömör keményfém menetmarók előnye a váltólapkásokkal szemben a nagyobb merevség és stabilitás, illetve a nagyobb termelékenység.

♦    Keményfém többsoros menetmaró

A keményfém többsoros menetmaró előnyei megegyeznek a váltólapkás megfelelőjével, viszont a nagyobb merevségnek és a kisebb méretnek köszönhetően a menetek szélesebb tartományát, még rövidebb ciklusidővel tudja megmunkálni. Belső hűtéses változatra példa a Vargus HeliCool keményfém menetmarója:

 

♦    Keményfém egysoros menetmaró

A keményfém egysoros menetmarók mély menetek megmunkálását teszik lehetővé akár kis átmérőjű furatok esetén is. A kis forgácsolóerőnek köszönhetően vékonyfalú munkadarabok megmunkálására is alkalmas, kisebb teljesítményű gépek esetén is.

♦    Speciális szerszámok

A hagyományos (egysoros és többsoros) menetmarókon kívül a tömör keményfém alapanyag speciális szerszámok elkészítésére is ad lehetőséget, ezek megoldást nyújtanak különleges anyagok megmunkálására, ciklusidőcsökkentésre különböző munkafolyamatok összevonásával, illetve a lehető legnagyobb stabilitás elérésére különleges piacspecifikus estben.

 

♦ Menetmarók kemény anyagok megmunkálására

A menetek kialakítása 55HRC feletti keménységű anyagokban problémát jelenthet a hagyományos váltólapkás és tömör keményfém menetmaróknak is. A Szerszám Technika Kft. által forgalmazott Vargus – MilliPro HD menetmaró kétsoros fogkialakítású, ahol az első sor nagyolja a második sor pedig besimítja a fogprofilt, ezzel lehetővé téve akár 65HRC keménységű anyagoknál is a menetek kialakítását.

 

 

 

 

 

♦ Menetmaró-letörő éllel

A menetek kezdeténél lévő letörés kialakítása a legtöbb esetben külön szerszám, letörőmaró vagy kúpsüllyesztő használatát teszi szükségessé. A tömör keményfém menetmaró-letörő megspórolja a szerszámtárhelyet és a szerszámváltás idejét. A Vargus – HCC ilyen megoldást nyújt a Szerszám Technika Kft. portfóliójából.

♦ Fúró-menetmaró

Furatmenetek készítésénél a legtöbb esetben fúrás előzi meg és letöréskészítés követi a menetmarás folyamatát. A fúró-menetmaró szerszámok a fúró és a letörőszerszám szerszámtárhelyét, költségét és beváltási idejét spórolják meg egyben. Fúróélének köszönhetően alkalmas a tömör anyag megfúrására. A menetmaró él utáni 45° lépcső elkészíti a letörést a furat tetején, majd központból kiállva a többsoros menetmaróéllel kialakítható a menet. A Szerszám Technika Kft. kínálatában a Vargus – HTC szerszáma nyújt ilyen megoldás

♦ Maró-menetmaró

A maró-menetmaró, a fúró-menetmaróhoz hasonlóan a külön fúró és letörőszerszám használatát is feleslegessé teszi a menetmarás előtt és után, azzal a különbséggel, hogy ennél a szerszámnál a homlokoldalon kialakított keresztélnek köszönhetően már a menetemelkedésnek megfelelő helikális-süllyedés közben kialakításra kerül a furattal együtt a menetprofil is. A Vargus-TMDR kiváló megoldás lehet a maró-menetmaró kipróbálására a Szerszám Technika Kft. által forgalmazott termékek közül

 

♦ Osztottpályás menetmarás

Napjainkban a korszerű megmunkálási stratégiák közül egyre szélesebb körben kezdik alkalmazni a trochoid megmunkálást. A kis fogásvétel alacsony főorsó- és szerszámterhelés tesz lehetővé, miközben a jelentősen megnövelt előtolósebességek alkalmazásával gyors és költséghatékony módon marhatunk. A trochoid megmunkálás elmélete a menetmarókra is alkalmazható, többfogású megmunkálásoknál jelentősen megnövelt előtolás mellett itt is gyorsabb, szerszám- és gépkímélőbb megmunkálásra van lehetőségünk. A Vargus – MultiFlute menetmaró az egyik első direkt osztottpályás megmunkálásra fejlesztett menetmaró a piacon.

 

 

♦ Iparágspecifikus menetmarók

A nagysorozatú és tömeggyártások idő- és költségcsökkentése napjaink legnagyobb mérnöki kihívásai közé tartozik. Az ilyen termelésekben gyakran fordulnak elő egyedi készítésű szerszámok, például lépcsős fúrók, alakos marók stb. A különböző, iparágspecifikus szabványok lehetőséget nyújtanak a szerszámgyártóknak a lehető legjobb szerszámok kifejlesztésére az adott megmunkálásokhoz. Iparágspecifikus megoldás például a Vargus – MilliPro Dental fogászati-ipari menetmaró. A szabványos implantátum-furathoz illeszkedő szár- és nyakkialakítás a lehető legnagyobb stabilitást teszi lehetővé az ilyen kényes alkatrészek megmunkálása közben is.

 

3.        Menetmarás technológiai áttekintése

Menetmaráskor a menet egy forgó szerszám cirkuláris mozgatása során készül el. A menetemelkedés a szerszám axiális irányú mozgásával egy fordulat alatt jön létre. A menetmarás jó választás lehet az alábbi esetekben:

  • nem forgó alkatrészek külső és belső meneteinél;
  • a forgács képződési problémák elkerülésére;
  • nehezen megmunkálható vagy nagy forgácsolási erőket igénylő anyagok megmunkálása;
  • a bekezdés nélküli kialakításának köszönhetően zsákfurat aljához vagy abban elhelyezkedő váll melletti megmunkálás esetén;
  • a menetmarás során a vékony falú alkatrészeknél csökkenthető a külső deformáció;
  • instabil alkatrész megfogás;
  • a megmunkálógép szerszámkészletének csökkentése olyan menetmaró szerszám kiválasztásával, amellyel többféle menet is elkészíthető;
  • drága alkatrészekben a szerszámtörés kockázatának csökkentése – a menetmarók törés esetén mindig maradék nélkül eltávolíthatóak.

 

A menetmaró szerszám forgácsoláskor kisebb alakhibát készít a menetprofil tövében. Menetmarás esetén a menetátmérő és menetemelkedés közötti összefüggés befolyásolja a valódi radiális fogásmélységet (aeeff). A valódi radiális fogásmélység növelni fogja a menet tövében létrejött eltérést. Jó tanács: minimalizálható a profil eltérés amennyiben a szerszám átmérője nem nagyobb, mint a menetmarás átmérőjének a 70%-a.

 

3.1         A gépi szoftver által értelmezett előtolás

Az előtolás programozása a legtöbb marógépen az orsó középvonalán alapul, ezért ezt figyelembe kell venni a menetmarási számítások (2. kép) során a szerszáméltartam maximalizálásához és a rezgések/szerszámtörések elkerüléséhez.

3.2         Fogások száma

Ha több részre osztjuk a menetmarás műveletét akkor nagyobb menetemelkedések is könnyedén elkészíthetők csökkentve a nehezen megmunkálható anyagokban a szerszámtörés esélyét. Az osztott pályás menetmarás a szerszám elhajlásának csökkenésével javítja a menettűrésen belül történő menet elkészítését. A menetmarás osztott szerszámpályával nagy biztonságot adhat nagyobb szerszám kinyúlások esetére. Jó tanács: amikor nehezen megmunkálható anyagba vagy kiemelten pontos minőségű menetet kell marni akkor használjon osztott fogásvételt.

3.3         Menetmarási stratégiára példák a teljesség igénye nélkül.

       Axiális fogásosztás, egyenmarás Egyenlő radiális fogásosztás, egyenmarás
Eltérő radiális fogásosztás, egyenmarás Egyenlő axiális és radiális fogásosztás, egyenmarás

3.4         Menetkészítési eljárások összehasonlítása a gyakorlatban (menetfúrás-menetformázás-menetmarás)

  • Menetfúrás

A kiválasztott menetfúró szerszámmal elkészítjük az első furatot menetfúrással, vc= 13m/min. paraméterrel.

 

 

  • Menetformázás

Kiválasztjuk a menetformázó szerszámot majd a 2. furatot menetformázással (6.1 kép) készítjük el, vc= 17m/min. paramétert választunk hozzá.

  • Menetmarás

Az utolsó menetet a kiválasztott szerszámmal 1 lépésben menetmarással készítjük, radiális és axiális fogásosztás nélkül, vc=90m/min. paraméterrel.

 

A stratégiák összefoglalása:

A megvizsgált esetben minimális különbség látható a megmunkálási idők mint a menetfúrás, a menetformázás és a menetmarás tekintetében. Bár menetmarásnál hosszabb a megmunkálási út a megmunkálószerszám élszámainak köszönhetően erősebb előtolással lehet számolni így a ciklusidő jobb, mint a menetfúrás és a menetformázás esetén.

4.        Források:

 

Dr. Angyal Béla, Dr. Dobor Lászlóné, Dr. Palásti Kovács Béla, Dr. Sipos Sándor: A forgácsolás és szerszámai, Óbudai Egyetem

Dr. Mikó Balázs: Forgácsolás technológia számítógépes tervezése I. – előadás, Óbudai Egyetem

Vargus – VARDEX Main Catalog

Vargus – VARDEX NPA#45

Vargus – VARDEX NPA#44

www.vargus.com

www.vargus.de

handbook-prototyp-threading-2012-hu.pdf

https://www.sandvik.coromant.com/hu-hu/knowledge/pages/default.aspx

Hozzászólások lezárva.