Eljárás alapú mintapéldák

Az (1.24. ábra) „eljárás alapú geometriai modellek” lényegében a CAM rendszerekben alkalmazható és a létrehozott felülettel összefüggő (pl. felületazonos vagy -követő), avagy attól független (felület-közelítő) mozgáspályafelhőkkel előállított (azaz eljárás alapú) bonyolult felületek, melyek a felhaszná-ló geometriai ismeretétől vagy céljától függően – a megmunkálási ciklus választásával – a gép moz-gásrendszerének (kinematikai képességeinek) és a szerszámok alaksajátosságainak figyelembevételé-vel modellezik a leválasztandó ráhagyásalakzat rétegeit (nagyolás), avagy a kész alakzat megmunkált felületeit (simítás). E pályafelhők mentén vezérelt szerszám- és munkadarab-mozgatással jön létre a megkívánt felület generált modellje attól függően vagy attól függetlenül, hogy a generálási eljárás vagy mód a felület analitikus, avagy numerikus előállítását jelenti.

Kétszeresen felületazonos pályarendszert eredményez az az eset, mikor egy felületet a felület alko-tójával azonos szerszámalkotóval (leírógörbe) és a felület sajátosságainak megfelelő eltoláspálya (vezérgörbe) mentén (a rögzített alakú élgeometria következtében torzítatlan eltolásmóddal, avagy transzlációval) állítunk elő. Ez az eset, mikor a felület leírógörbéje pl. huzalos szikraforgácsoláskor a huzal tengelyvonalával, avagy palástmarásnál a szerszám tengely-, avagy alkotóvonalával, menetesz-tergáláskor vagy beszúráskor a menet- vagy beszúrókés élgeometriájával stb. azonos. Ez esetben a megmunkált felület barázdálatlan, csupán a pályakövetési pontatlanság okozta alakhibával kell szá-moljunk. Erre mutat példát az 1.23. ábra „Vonalfelületek” feliratú mezejében elhelyezett két ábra is (2-4D-s palástmarás – bal oldal, 4D-s huzalszikrázás – jobb oldal) és a „Kúptranszlációs felületek” me-zőben bal oldalon szereplő esztergaközponton végzett körhenger palástok között kifeszülő merőleges állású egyenes alkotós fészek kúppalást felületét megmunkáló 2.5D-s palástmarás ciklusa a

palástma-ró – a munkadarab főorsó tengely körüli forgatásával összehangolt – Z irányú (2D-s) előtoló mozgatá-sával és a fészkek között Y irányú kiemelési és fogásvételi (fél D-s) mozgatámozgatá-sával.

Felületazonos pályarendszert eredményez az az eset is, mikor a szerszámpálya (leírógörbe) és az eltoláspálya, ha nem is analitikusan, de a felület sajátosságainak megfelelően (felületazonos gör-békkel és transzlációs móddal, eljárással) állítja elő (írja le, azaz generálja) a megmunkálandó felüle-tet (pl. egy analitikus hengerfelülefelüle-tet torzítatlan hengertranszlációs felületként, avagy egy kúpfelüle-tet torzítatlan kúptranszlációs felületként munkál meg). Ezzel a megmunkálási móddal egyszerű mó-don (pl. egyenlő sűrűségű pályafelhőkkel) közel azonos mértékű barázdamagassággal tudjuk a meg-munkálandó felületet előállítani. Ilyen felületazonos pályarendszert mutat az 1.23 ábra

„Kúptranszlációs felületek” mezejében a jobb oldali forgásfelület (palack felület) előállítására szolgáló alsó 2.5D-s pályafelhő, amely egy forgásfelületet (azaz torzítatlan kúptranszlációs felületet) a tengely-sík metszetgörbéjével azonos szerszámpályákkal, azaz azok egyikének tengelyre merőleges pályaváltó görbe (vezérgörbe) mentén végzett kúptranszlációs forgatásával, felhősítésével állít elő.

Felületközelítő pályarendszert eredményeznek azok az esetek, mikor a felület sajátosságaitól eltérő – azaz a leírógörbe torzításával követett – felületgeneráló (transzlációs) móddal állítjuk elő (generál-juk) a felületet. Ilyenkor a megmunkált felület barázdáltsága – a legtöbb esetben megkerülhetetlenül – egyenetlen.

Felületközelítő pályák állnak elő,

mikor a felületet nem felületazonos leírógörbéjű felületként munkáljuk meg. Az 1.23. ábrán Hengertranszlációs és Kúptranszlációs felületek mezeje mellett jobbra elhelyezkedő három forgásfe-lületet (kúpfeforgásfe-lületet) leíró pályarendszer középső, 2.5D-s forgásfelület (kúpfelület) esztergáló (ugyan kúptranszlációs, hisz csigavonalas, avagy menetes pályavonala, avagy akkor is,

ha nem felületazonos eltolásmóddal (transzlációs elven), pl. nem mint kúptranszlációs felületet, hanem mint hengertranszlációs felületet állítjuk elő. Az 1.23. ábra Hengertranszlációs felületek meze-jében a bal oldalon ilyen, 2.5D-s z-szintű zsebmarás eredményeképpen kialakult teraszos üregek lát-hatók, míg a jobb oldalon felül z-szintű, alul x-párhuzamos felület „idegen” hengertranszlációs pá-lyákra látunk példát. Jobbra, az egyazon forgásfelületet leíró három pályafelhő közül a legfelső egy torzított körhenger-transzlációs pályafelhővel előállított forgás-, azaz kúpfelületet mutat).

Torzított és torzítatlan transzlációk

Hengertranszlációs pályaseregek

• Balra: vonalfelület előállítása torzítatlan (felületazonos) hengertranszlációval (szelvényező pásztázás, profilozás).

• Jobbra: vonalfelület előállítása torzított (felületközelítő) hengertranszlációval (körvonalazás, avagy kontúrozás).

• Balra: torzított kúptranszlációs pásztázás.

• Jobbra: torzított hengertranszlációs pásztázás.

Megjegyzés: felületazonos mozgáspályarendszer alkalmazásával ugyan a pályagenerálási hiba való-ban a legkisebbre csökkenthető, azonvaló-ban a megmunkálás technológiai jellemzői (rezgés, hőterhelés, vezérléstechnikai követelmények stb.) nem feltétlenül lesznek a legoptimálisabbak, sőt, korántsem mindig érvényesíthetők, azonban magas minőségi követelmények mellett a simítási fokozatban sok-szor mégis kikerülhetetlenek.

Példák torzított és torzítatlan transzláció alkalmazására

Az 1.25. ábra: Torzított és torzítatlan transzlációk három példája azt mutatja be, hogy a megmunká-landó felület és a felhasználó megmunkálási munkafolyam (ciklus) megrendelése (döntése) következ-tében a CAM és CAD/CAM rendszerek geometriai előfeldolgozó egysége hogyan állítja elő a megfele-lően generált transzlációs felületi modellt, amelynek pályafelhősítését (megfelelő sűrűségű pályák előállítását) és megmunkálási munkafolyamra kiegészítését, szabását a geometriai utófeldolgozó egység fejezi be. A geometriailag teljes pályafelhők technologizálását az utófeldolgozó egység minde-zek után az illesztőegység résminde-zeként, magas automatizáltsági fokon végezheti már el.

1. példa: vonalfelületek simító vagy elősimító megmunkálása hengertranszlációs felületkövető pályákkal 3D-s függőleges tengelyű marógépen.

2. példa: egyazon forgás(kúp)felület ellentétes oldali eltérő geometriai leképezése kétirányú kúp- és hengertranszlációs pásztázással.

3. példa: alakzatkövető kúp- és hengertranszlációs pályaseregek előállítása helyi (összefüggő és nem összefüggő) forgás(kúp)felületeken.

1. példa: hengertranszlációs pályák előállítása

• egyenirányú (tehát egyirányú) z-szintű

• körvonalazása (kontúrozása).

1. példa: hengertranszlációs pályák előállítása 3D-s függőleges tengelyű marógépen

Az 1.26. ábra egyenes alkotós henger- és kúppalást mezejében szereplő mindkét példában közös, hogy

• gömbvégű maróval végzett,

• simító (felületkövető),

• hengertranszlációs megmunkálási pályarendszerre mutatnak példát,

• ráadásul mindkét esetben kiteríthető vonalfelületeken,

• és az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy minden mozgás gépi tengelyvonalban és -síkban történik,

• így mindkét megmunkálás 2.5D-s, hiszen

• míg a bal oldalon a pásztázó mozgást 2D-snek feltételezve a pályaváltó mozgás anyagban, előto-lással és éppen tengelyvonalban történik, amelyet soha nem kell a másik két tengellyel egyidejű-leg vezérelni,

• addig a jobb oldalon a pályaváltás megoldható z irányú kiemeléssel, miközben a megmunkálás az x-y gépi síkkal párhuzamos z-szintű körvonalazás (avagy kontúrozás), azaz itt a z gépi tengely mindig külön vezérelt.

Gyökeresen eltérő azonban a két pályarendszer abban, hogy

• míg a bal oldali ábrán a megmunkált felület egyenes alkotós hengerpalást, addig a jobb oldalin egyenes alkotós kúp, s hogy

• míg bal oldali megmunkálás egyszeresen felületazonos torzítatlan hengertranszlációs szelvénye-ző (profilozó), kétirányú z-párhuzamos pásztázás, addig a jobb oldali felületközelítő, torzított hengertranszlációs és minden bizonnyal egyenirányú (tehát egyirányú) z-szintű körvonalazás (kontúrozás).

2. példa: egyazon forgás(kúp)felület eltérő geometriai leképezése

Domború (konvex) forgásfelület simítása

• alaksajátosság-követő,

• torzítatlan kúptranszlációs,

• kétirányú szelvényező (profilozó) pásztázással.

Homorú (konkáv) forgásfelület simítása

• alaksajátosság-idegen,

• 2.5D-s z-szintű,

• torzított hengertranszlációs

• körvonalazással (kontúrozással).

2. példa: egyazon forgás(kúp)felület eltérő geometriai leképezése

Az 1.27. ábra Domború és homorú forgásfelület simítása mezejében az ábrák szinte egymásnak ép-pen ellenkező értelmű megmunkálási eseteket mutatnak akkor is, ha lényegében ugyanazon tengely-szimmetrikus forgásfelületnek, ám éppen ellentétes oldalát simító marás pályarendszerei.

A felső ábrán látható megmunkálás

 alaksajátosság-követő,

 torzítatlan kúptranszlációs,

 kétirányú szelvényező (profilozó) pásztázás,

 ahol a felületet előállító pályagörbék mindenütt a forgásfelület tengelysík metszetgörbéi.

Az alakzat palástjának meredekségváltozásai miatt feltehetően – a gépi forgástengely vonalába he-lyezett szimmetriatengely körüli forgatással – egy legalább 4D-s függőleges főorsó tengelyű meg-munkáló- vagy esztergaközponton megvalósítható pályarendszert alkot.

Az alsó ábrán látható megmunkálás azonban

 alaksajátosság-idegen,

 2.5D-s,

 z-szintű,

 torzított hengertranszlációs

 körvonalazás (kontúrozás),

 ahol a felületet előállító pályagörbék mindenütt a kúpfelület tengelyre merőleges metszetgörbéi.

3. példa: alakzatkövető helyi pásztázás

3. példa: alakzatkövető kúptranszlációs pályafelhők forgás(kúp)felületeken

Az 1.28. ábra Helyi forgásfelület közelítése és Helyi lekerekítések simítása mezejében az ábrák min-degyike függőleges főorsó tengelyű 3D-s megmunkáló központon elvégezhető alakzatsajátosság alapú helyi – csupán az alkatrész összefüggő felületének egyes részeire kiterjedő – mintegy felületazonos (felületkövető) 3D-s simító marás jellegű pályafelhőket alkotnak.

A felső ábra – a két oldalnyúlvány miatt részben – torzított kúptranszlációs megmunkálási pályafel-hőt mutat, amely 3D-s függőleges főorsó tengelyű marógépen is előállítható egy gömbvégű maró-szerszámmal. A pályasereg eredményeként előálló barázdáltság alakkövető rendezettséget mutat, azaz a felületre merőleges metszetekben a legnagyobb mértékű, míg a tengelysíkban elméletileg nulla.

Az alsó ábrán lévő pályarendszer az ugyancsak körszimmetrikus (tehát kúp) tóruszfelületeket (körív élek lekerekítéseit) torzított hengertranszlációs párhuzamos pályasereggel állítja elő, amelyhez fél-gömbnél, avagy félkörnél nagyobb ívű (ún. nyalóka) marószerszám és legalább 2.5D-s függőleges tengelyű marógép szükséges.

A torzított transzláció előnye ebben az esetben a torzítatlan transzlációhoz képest óriási, hiszen a lekerekítések barázdáltsága a megmunkálást követően ugyanolyan pályasűrűség (pályaváltási távol-ság) mellett így nagyságrendekkel kisebb, mintha a tóruszfelületeket 3D-s torzítatlan kúptranszlációs pályasereggel (éppen merőlegesen, a lekerekítési ívköröket súroló pásztázással) munkálnánk meg (lásd jobb oldali példán), ugyanis a lekerekítési sugárhoz a homorú esetekben közeli lekerekítési su-garú (forgatással gömbfelületet súroló) szerszámél szinte minden pálya mentén legfeljebb a lekerekí-tés és a szerszámsugár közti maradék anyagot hagyja csupán a felületeken, de domború lekerekíté-sek esetén sem nagyobb, mint merőleges torzítatlan pásztázás esetén.

Anyagminőség- és szerkezettervezés

A gyárthatóság elemzésének technológiai összefüggései a technológiai tartalomtól függően a legkü-lönbözőbb módon írhatók le. Az anyagminőség és -szerkezet tervezése nem csupán a megmunkált termék végállapotára, hanem a termelés és gyártás egyes fejezetére jellemző, termelési és gyártási szakaszválasztó termékállapotok vagy termelési, gyártási folyamatok megváltoztatásán keresztül hat a megmunkálás tervezésére.

Az 1.29. ábra „Technológiai kulcskérdések” foglalja össze azon tervezési szempontokat, amelyek egyes gyártási eljárások alkalmazása érdekében vagy következtében befolyásolják a megmunkálási tervet, azaz a CAM megmunkálási modellt (műveletek határainak és közbenső állapotainak tervezé-se).

A munkadarab sajátosságaival összefüggő technológiai ismérvek

 az alapanyag szerkezeti és minőségi sajátosságai (alapvető anyagminőségi és hőkezelési előírá-sok),

 a felületi réteg szerkezeti és minőségi sajátosságainak (felületi jellemzők) előírásai.

A felületi réteg tulajdonságainak, sajátosságainak megmunkálás előtti, közbeni vagy utáni megvál-toztatása

 a teljes vagy részleges (helyi, felületi) anyagszerkezetet érintő ötvözési és/vagy hőkezelési eljá-rással,

 a felület anyagának, összetételének változatlanul hagyása mellett mechanikai, fizikai eljárással (kikészítés),

In document CAM tankönyv (Pldal 46-53)