190253. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fém munkadarab forgásfelületének elektroeroziós éresítésére
1 190 253 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés fém munkadarab forgásfelületének elektroeróziós érdesítésére. A találmány szerinti eljárás és berendezés főleg kohóipari hengerművekben alkalmazott henger palástjának érdesítésére szolgálhat, de felhasználható a javasolt eljárás és berendezés más műszaki területen használatos fém munkadarab forgásfelületének érdesítésére is. A találmány szempontjából fém alatt mind acél, mind más fém érthető. Az érdesítés szempontjából szükséges, hogy az érdesített felület minél hosszabb életű legyen, vagyis minél ritkábban váljék szükségessé az érdesítés. További elvárás, hogy lehetőleg ne igényeljen hosszú üzemi kiesést az érdesítés, minél olcsóbb legyen az érdesítéshez szükséges eljárás és berendezés, továbbá hogy lehetőleg ne legyen a környezetre ártalmas hatással. Általában követelmény szokott lenni, hogy az érdesség reprodukálható legyen, vagyis szabályozható illetve szabályos kistérközű felületgeometriát mutasson az illető forgásfelület. Forgásfelületek érdességének kialakítására általában kétféle megoldás ismeretes. Az egyik megoldás a szemcseszórásos, a másik pedig a szikraforgácsolás egyszerű alkalmazása révén biztosított megoldás. A szemcseszórásos megoldásnál korund vagy hasonló nagykeménységű szemcséket nagy sebességgel ütköztetnek a munkadarab érdesíteni szándékolt forgásfelületéhez, miközben a forgásfelületet mozgatják. Az ilyen megoldás egyik hátránya, hogy nagy helyet foglaló, nagy energiaszükségletű berendezést igényel. További hátránya a szemcseszórásos megoldásnak, hogy az általa biztosított kistérközű felületgeometria hegyes kiálló csúcsokkal rendelkezik, ennek megfelelően az érdesség rövid élettartamú. Másképpen úgy is lehet mondani, hogy rövid időközönként újból és újból szükségessé válik a forgásfelület érdesítése. A szemcseszórásos megoldás további hátránya, hogy a kistérközű felületgeometria nem reprodukálható, mert teljesen rendezetlenül, kiszámíthatatlanul alakulnak ki egymás mellett a kiemelkedő részek és a kráterszerű bemélyedések. További hátránya a szemcseszórásos megoldásnak, hogy mind a berendezés egyes alkotórészeinek, mind a szemcséknek a mérete és alakja üzem közben változik, ennek megfelelően a kistérközü felületgeometria is nagymértékben változik az érdesítés folyamata alatt. Az említett hátrányokon túlmenően kellemetlen tulajdonsága még a szemcseszórásos megoldásnak, hogy környezet szennyező hatású, tekintettel arra, hogy a szemcsék és a berendezés egyes részeinek aprózódása mellett por és zajártalom is veszélyezteti a környezetet. A szemcseszórásos megoldás még azért is hátrányos, mert hengerművektől külön elhelyezést igényel, ugyanis általában a kohóipari hengerművek csarnokaiban nem lehet ilyen szemcseszórásra szolgáló berendezést beállítani, tekintettel arra, hogy a zaj, a rezgéskeltő hatás, valamint a por és egyéb szennyezés miatt károsan befolyásolná a hengerművek üzemét. Forgásfelületek érdesítésének másik ismert megoldása a szikraforgácsolás révén való érdesítés. Az ismert szikraforgácsolás esetében úgy járnak el, hogy az érdesíteni szándékolt forgásfelület több alkotójával szemben elhelyezett elektródákat állítanak be és ezeket az elektródákat csoportosan mozgatják a munkadarab felületéhez képest. Egy-egy elektróda a forgásfelület alkotója mentén a felülettel szemben helyekedik el. A vázolt szerkezeti felépítés alapján belátható, hogy a munkadarab és az elektródák közti villamos feszültség hatására kiszámíthatatlan eloszlásban mindig máshol és máshol történik a szikrakisülés, és a szikrakisülés folytán a munkadarabból az anyagleválasztás. Ha az elektróda és a munkadarab közötti rés nem egyenletes, akkor egy szűk területen fog a kisülés sokszor ismétlődni és az érdesség nem lesz egyenletes. E hatás ellensúlyozása vagy csökkentése végett az elektródákat mechanikus vagy elektromos úton be kell koptatni, hogy a munkadarab érdesíteni szándékolt forgásfelületének alkotójával szemben az elektróda és a felület közötti rés lehetőleg változatlan legyen. Az ilyen bekoptatott elektródák csak egy meghatározott profilú munkadarab ill. forgásfelület érdesítésére alkalmasak. A vázolt körülmények folytán a szikraforgácsolás révén előállított kistérközű felületgeometria nem reprodukálható, mert nem lehet szabályozni a forgásfelületen a kiemelkedő csúcsok illetve mélyedések egyenletes, szabályos eloszlását. Lényeges körülmény szikraforgácsolással biztosított érdesítési eljárás lefolytatására szolgáló eszközöknél, hogy ezek precíziós készülékek. Ennek megfelelően nem lehet ezeket a megmunkált munkadarabok üzemi helye közelében, például a hengerművek csarnokaiban elhelyezni, mert az ott fennálló igen mostoha körülmények mellett rövid idő alatt tönkremennének. A találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazása révén az ismert hasonló célú eljárások ill. berendezések hátrányai és hiányosságai csaknem maradéktalanul kiküszöbölhetők. A találmány szerinti eljárás elé kitűzött cél az volt, hogy az érdesíteni szándékolt forgásfelület kistérközű felületgeometriáját reprodukálhatóan biztosítsa és olyan eszközöket igényeljen, amelyek nem tekinthetők a hagyományos szikraforgácsolási eljárás foganatosítására szolgáló precíziós készülékeknek, hanem durva, mechanikai rezgésekkel kiváltott hatásoknak is ellenálló berendezéssel legyen megvalósítható. Cél volt továbbá a találmány szerinti eljárással kapcsolatban, hogy olyan módon biztosítson szabályozott kistérközű felületgeometriát a munkadarab forgásfelületén, ami nem igényli sem az eszközök korlátozását egy meghatározott geometriához, sem pedig az üzemközbeni cserét vagy utánmunkálást. A találmány szerinti eljárás a kitűzött cél elérése végett szintén szikraforgácsolási technológiát alkalmaz, vagyis elektroeróziós anyagleválasztással biztosítja a megmunkálni szándékolt forgásfelület érdességét. A kistérközű felületgeometria kialakítása végett azonban - az elektroeróziós anyagleválasztás érdekében - nem az elektróda és a munkadarab közé kapcsolja a villamos feszültséget, ha5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
