A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

Átírás

1 A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról A vágás, ill. a forgácsolás célja: anyagi részek egymástól való elválasztása. A vágás, ill. a forgácsolás hagyományos eszköze: a kés. A kés a v haladási irányhoz képest jellemző szögekkel rendelkezik ld. az. ábrát is!. ábra: Csúszóvágás 2. ábra: Csúszóforgácsolás Az. ábra forrása: [ ]. A 2. ábra forrása: [ 2 ]. A jellemző szögek: ~ α : hátszög; ~ β : élszög / ékszög; ~ γ : homlokszög; ~ δ : metszőszög; ~ λ : csúsztatási szög. Közöttük fennállnak az α + β + γ = 90, ill. a δ = α + β összefüggések, legalábbis λ = 0 esetén. Kíváncsiak vagyunk arra is, mi van akkor, ha λ 0. A csúszóvágás, ill. - forgácsolás alapelve régóta ismert, és gyakorlatilag mindenhol használják, ahol vágásról vagy forgácsolásról van szó [ 2 ]. Lényege, hogy a kés éle nem merőleges a mozgás irányára, hanem azzal λ 0 szöget zár be ld.:. és 2. ábra! [ ] Szendrő Péter ( szerk. ): Mezőgazdasági gépszerkezettan Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, [ 2 ] Sitkei György ( szerk. ): A faipari műveletek elmélete Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó Kft., Budapest, 994.

2 2 Hosszú kések alkalmazásakor szinte mindig csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról van szó. Ilyenkor a v késsebességnek van a kés élére merőleges ( normális ) v n és a kés élével párhuzamos ( tangenciális ) v t komponense ld. a 3. ábrát is! ; ezek nagyságára nézve fennáll, hogy vn vcos ; ( ) vt vsin. ( 2 ) 3. ábra: A késsebesség felbontása A faipari tankönyvek a δ metszőszöget tekintik a forgácsoló szerszám legfontosabb szögének ld. pl.:[ 3 ]!, melynek szerepét a csúszóforgácsolás esetében a δ szög veszi át. A szakirodalom ugyanis a δ metszőszög mellett bevezeti a δ látszólagos metszőszöget is, melyet a mozgás síkjában értelmeznek ld. a 4. ábrát is! [ 3 ] Varga Péter: Faipari szakmai és gépismeret Műszaki Könyvkiadó, Budapest 4. ábra: A látszólagos metszőszöghöz

3 3 A szerszám homloklapjának síkja a térbeli derékszögű ( Oxyz ) koordináta - rendszer koordináta - síkjait metszi, az AB, BC és AC nyomvonalakban. A homloklap síkjában fekvő ABC nyomháromszög CD magasságvonala a homloklap síkjának esésvonala, amely a vízszintes síkkal a δ metszőszöget zárja be. Feladatunk: a δ szög meghatározása. A 4. ábra szerint egyrészt: OC tg ; másrészt: OC ODtg ; OD sin 90 cos ; harmadrészt: ezekkel: tg costg. ( 3 ) A ( 3 ) képletből leolvasható, hogy δ < δ, ha λ 0. Más szavakkal: csúszóforgácsoláskor / csúszóvágáskor a mozgási síkban mérhető metszőszög értéke csökken, az eredeti metszőszöghöz képest. Ha a metszőszög csökkentése a célunk, akkor a csúsztatási szög alkalmazásával ez elérhető. Tapasztalati tény, hogy a forgácsolóerő függ a metszőszögtől. Az elméleti és kísérleti vizsgálatok eredményei szerint a λ szög bármilyen δ szög esetén csökkenti a vágó -, ill. a forgácsolóerőt. Az 5. ábra egy kísérlet eredményeit szemlélteti ld. [ 2 ]!, ahol h : a forgács vastagsága. 5. ábra A csúszóvágás előnyei: ~ a kés éle fokozatosan hatol be az anyagba, nem az egész egyszerre, ezáltal a dinamikus erők lényegesen csökkenthetők; ~ a vágóerő csökken ld.: [ ]!

4 4 A famegmunkálás egy speciális esete a furnérköteg ollózása. Az ollók szintén csúszó mozgást végeznek, vagyis a kés éle λ szöget zár be a furnérköteg síkjával. Az egyidejűleg vágott hossz: L = H / sin λ ld. a 6. ábrát is! 6. ábra Forrása: [ 2 ]. Most nézzük a többi szög alakulását ld. a 7. ábrát is! 7. ábra: A látszólagos hát -, él - és homlokszöghöz Bár a szakirodalom nemigen foglalkozik velük, határozzuk meg az α látszólagos hátszöget, a β látszólagos élszöget és a γ látszólagos homlokszöget is! A ( 3 ) - hoz hasonló módon kapjuk, hogy tg cos tg. ( 4 ) A mellékábra is szemlélteti, hogy fennállnak az,, ( 5 ) 90, 90 ( 6 )

5 5 összefüggések. A ( 3 ) és ( 4 ) egyenletekből: arctgcos tg ; ( 7 ) arctg costg ; ( 8 ) majd ( 5 ) - ből: ; ( 9 ) most ( 7 ), ( 8 ), ( 9 ) - ből: arctgcos tgarctgcostg. ( 0) Kicsit átalakítva ( 0 ) - et, ( 5 ) - tel: arctg cos tg arctgcos tg. ( ) Ezután ( 6 ) - ból: 90 ; 90. ( 2 ) Most ( 2 ) - ből: tg tg90 ctg, ( 3 ) tg hasonlóan tg tg90 ctg. ( 4 ) tg Ezután a ( 3 ) és ( 4 ) képletekkel: tg, ( 5 ) cos tg majd a ( 3 ) és ( 5 ) képletekkel: tg tg. ( 6 ) cos Végül ( 6 ) - ból: arctg tg. cos ( 7 ) Megjegyzések: M. A 7. ábra mellékábrája úgy állt elő, hogy az OCD háromszöget a z tengely körül 80 λ szöggel továbbforgattuk, hogy síkja egybeessen az OBC háromszög síkjával. M2. A látszólagos szögek egyéb kifejezései a fentiek alapján önállóan is előállíthatók. M3. Megemlítjük, hogy jelen dolgozatunk lényege: a kés haladási irányához képest mért jellemző szögek itt: látszólagos szögek meghatározása. Erre a célra a csúszóvágás, ill. a csúszóforgácsolás technológiája alkalmas alanynak bizonyult. Sződliget, április 7. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár