Chyba rozměru šroubové drážky

Transkript

1 Chyba ozměu šoubové dážky Kael Jandečka, Pof. Ing. CSc. Kateda technologie obábění, FST, ZČU v Plzni, Univezitní 8, 306 4, Plzeň, Č, jandecka@kto.zcu.cz Článek pezentuje další výledky v řešení této poblematiky a navazuje na výledky zíkané v ámci pojektu GAČ č. 0/07/075 a také na poznatky a infomace zíkané při zpacování gantového pojektu GAČ č. 0/05/56. Zpacovávaná poblematika je oientována do oblati výoby a otření otačních nátojů, především poto, že veškeé know-how je majetkem zahaničních fiem. Hlavní kapitola je věnovaná Řešení záviloti podříznutí (ozvalu) šoubovité dážky na půměu buného kotouče, jeho tloušťce a hloubce řezu při nulové tloušťce buného kotouč. Tato metoda je původní analytickou metodu výpočtu podříznutí a je oučátí teoetického tudia poblematiky boušení šoubové dážky. Na to pak navazuje paáž, kteá definuje kutečnou šířku šoubové dážku u ůzných pofilů buného kouče. Předkládaný článek hnuje pouze čát šiokého pekta poblemů v dané oblati. Klíčová lova : boušení, tvaové plochy, CAD/CAM ytém Cimaton, technologický modul, potpoceo, NC pogam Úvod Boušení patří mezi nejtaší metody obábění mateiálu, kteé člověk znal a využíval již v předhitoických dobách k výobě nebo úpavě životně důležitých pomůcek, především k otření pacovních nátojů a zbaní. Boušení bylo komě ekání pvním způobem, kteého člověk použil ke zpacování vého nářadí. Jako bouicí nátoje používal někteé volně e v příodě vykytující neoty a honiny, např. píkovec, křemen, lávové kameny, miek, břidlici, apod. Otření nátojů předtavovalo hlavní náplň boušení pakticky až do konce 9. toletí. Pvní umělý bouicí mateiál byl kabid křemíku kaboundum, kteý byl vynalezen v oce 89. Koncem 9. toletí byl objeven další umělý mateiál, tavený kyličník hlinitý elektokound. Pudký ozvoj technologie boušení, kteý natal počátkem minulého toletí, byl vyvolán tupňujícími e požadavky na vyokou přenot oučátí, dovolující jejich vzájemnou vyměnitelnot, a byl umožněn objevem umělých bouicích mateiálů ovnoměnou a lepší kvalitou, než měly běžné mateiály příodní. Buičká tadice na čekém území e datuje do doby akouka- Uheka. V oce 893 vznikla v Benátkách nad Jizeou pvní čeká polečnot, kteá e začala zabývat podukcí kabidu křemíku (SiC), což byl větový patent dovezený z Ameiky, kteý vynalezl Ameičan Ing. Acheon v oce 89. Páva po využití patentu v evopkých zemích zakoupil při návštěvě větové výtavy v Chicagu pažký obchodník Vilém Kauffman. Nejdynamičtější ozvoj poběhl za pvní epubliky, kdy došlo k vytvoření celé řady afilací v Evopě i ve větě. Po duhé větové válce bylo toto odvětví zetátněno, což vedlo ke jednocení obchodních aktivit a nálednému nížení dynamického ozvoje. V 60. letech natala v tomto obou pudká tagnace. V době pivatizace, po oce 989, došlo k přeozdělení tuktu mnoha podniků a začala nová éa přibližování e modení evopké úovni, čemuž napomáhaly bohaté kořeny buičké tadice u ná. Bouicí poce má základní chaakteitiky podobné jako jiné obáběcí pocey a zvláště je blízký fézování (Ob..). Při boušení však dochází ke kvantitativním i kvalitativním odlišnotem, kteé ouvií zejména vlatnotmi bouicího kotouče a řeznými podmínkami. Boušení e používá zejména po obábění oučátí vyššími požadavky na přenot ozměů a tvaů a jakot povchu. Dále e boušení uplatňuje při obábění mateiálů, kteé není možné jinými obáběcími metodami obobit nebo je bouicí metoda hopodánější než jiné.

2 Ob.. Výoba šoubovité dážky. Ob.. ozložení defomací při boušení.

3 Ob..3 Modení nátojová CNC buka UW II CNC 5A fimy Saacke. Ob..4 Příklady nátojů e šoubovitou dážkou. Řešení záviloti podříznutí (ozvalu) šoubovité dážky na půměu buného kotouče, jeho tloušťce a hloubce řezu: Boušení tvaových dážek na nátojích je ovlivněno jak geometií a vlatnotmi šoubovice, tak ozměovými paamety nátoje. Většina autoů, podle nám dotupných infomací, řeší výledný tva boušené dážky pomocí obalové plochy pohybu buného nátoje a tvau boušeného obobku (ob. 3.). Výledek je potoovým řešením úlohy vycházející z tohoto pincipu. Je však řešitelný pouze využitím CAD ytémů a nebo řešením ložité potoové úlohy založené na analytickém či numeickém řešení půečíku obalových ploch dáhy kotouče plochou polotovau. Cílem této kapitoly je fomulace analytické funkční záviloti šířky (ozvalu) šoubovité 3

4 dážky vzniklé boušením bouicím kotoučem záviloti na paametech šoubovice a ozměech kotouče. Úvodní fáze řešení uvažuje plochý kotouč dikového tvau bez zaoblení. Podříznuti (ozval) šoubovité plochy: Podříznutí (ozval) šoubovité dážky vzniká zanořením kotouče do obobku (tvau boušeného nátoje) v důledku ůzných křivoti noných povchů a tvaů řídící a obáběné šoubovice. Tuto potoovou ituaci zachycují náledující obázky. Ob.. Boušení tvaové dážky. Ob.. Potoová definice podříznutí. Analytické řešení: Paamety šoubovice: noný polomě šoubovice (d půmě šoubovice) H výška závitu úhel toupání šoubovice (L obvod noného válce) tg = H = H = H (.) L π * d π * = actg = actg( H ) = actg( H ) = actg( H ) (.) L π * d π * Ob..3 Úhel toupání šoubovice. 4

5 d' S[ 0,y 0 ] = [0,0] S[ 0,y 0 ] = [0,-d] [, y ] [, y ] ' ' Noný válec šoubovice Polotova d' S[ 0,y 0 ] = [0,0] S[ 0,y 0 ] = [0,-d] [, y ] [, y ] ' ' Noný válec šoubovice Polotova Ob..4 Definice geometie podříznutí. Bod : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) = (.3) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) = y (.4) Bod : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) = (.5) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) = y (.6) Hodnotu velikoti podříznutí P šoubovice na povchu polotovau (měřenou vůči tečně šoubovice (v bodě X) v ovině tvořené tečnou a úečkou X, X ečná ovina) v záviloti na paametech technologického poceu boušení šoubovice (,,, ) vypočteme dle náledujícího vzoce: ) ( ) tan( P Δ = (.7) Tab.. Paamety poceu boušení: Hodnoty(mm) - polomě šoubovice 40 H výška závitu 400 ' - polomě obobku 45 - polomě kotouče 50 - hloubka tříky (úbě) 5,00 P př podříznutí.995 5

6 Ob..5 ovina μ po měření podříznutí P. Hodnota byla veifikována vůči numeickému modelu vytvořeném v CAD/CAM ytému Cimaton. V oučané době pacujeme na úpavě numeického modelu ep. na jeho zpřenění a zahnutí dalších vlivů. Popané řešení hnuje oučané výledky zíkané tudiem potoové geometie a kinematiky při boušení kotoučem kontantní tloušťky v záviloti na paametech technologického poceu boušení šoubovice (,,, ). Boušená šoubovice louží k výobě tvaové plochy (výoba a boušení šoubovité dážky na vtáku či féze) tak, aby bylo doaženo jejího tvau pomocí definovaných geometických paametů buného kotouče jednoduchým tvaem. Metoda měřuje k optimalizaci podříznutí a v dalších kocích k aplikaci v CL datech, při vývoji kvalitnějších potpoceoů po NC buku Walte Helitonic a k tvobě kvalitnějších NC pogamů. Řešení pojímá poblematiku pokud možno kompleně. 3 VÝPOČET ŠÍŘKY ŠOUBOVITÉ DÁŽKY (B SD ) V ZÁVISLOSTI NA TVAU BUSNÉHO KOTOUČE: Šířka tvaových dážek na boušených nátojích vychází ze vztahu.7 (a je mimo jiné závilá na úběu - hloubce zanoření buného kotouče) a také na jeho tvau. Náledující paáž uvádí funkční závilot šířky šoubovité dážky (B SD ) po kotouč plochý, mikovitý a tvaový e zabolením ( N ). Plochý kotouč: B SD - šířka šoubovité dážky - šířka buného kotouče BBK SD = tan( Δ ) ( B ) B (3.) K - 6 -

7 Ob. 3. Chaakteitické ozměy jednotlivých typů kotoučů. Mikovitý kotouč: BBSD - šířka šoubovité dážky BBK - šířka buného kotouče - úbě - úhel M B = tan( Δ) ( ) tan M SD (3.) Tvaový kotouč zabolením ( N ): BBSD - šířka šoubovité dážky BBK - šířka buného kotouče N - polomě zaoblení kotouče ( N = B K /) - úbě B SD N ( ) = tan( Δ ) ( ) (3.3) N 4 ZÁVĚ Boušení tvaových nátojů úzce ouvií poblematikou tvaových ploch, kteé je na katedře technologie obábění ZČU v Plzni již dlouhodobě věnována velká pozonot. Specifikace poblematiky boušení počívá v použití nátojů geometicky nedefinovaným tvaem otří, v páci vyokou řeznou ychlotí a vyokými požadavky na jakot povchu a geometickou přenot vyobené plochy. Při návhu kinematiky pohybu nátoje je potřeba velmi přeně nadefinovat tajektoii, po kteé e má pohybovat třed nátoje, což je z matematického pohledu ve většině případech úloha učení ekviditanty k obalové ploše vytvářené otujícím ná

8 tojem. Předložený článek hnuje výledky výzkumu výoby ložitých potoových tvaů aplikací do oblati boušení. Při řešení této poblematiky byly uplatněny zejména letité zkušenoti z pogamování NC tojů, páce vypělými CAD/CAM ytémy a v nepolední řadě i zkušenotí zíkané ze polupáce výobci nátojů jako jou fimy ISCA, WALTE, Gühing, Hofmeite. Liteatua: [] PŘIKYL,Z. Teoie obábění.,sntl/alfa Paha, 975 [] ŠVEC,S. Řezné nátoje.sntl Paha,968 [3] JAOMÍ,J.- MAZANEC,H. Diamantové a CBN nátoje po půmylové použití. Plzeň, LAIWA PESS 993. [4] KÖNIG,W, Fetigungvefahen, Band, Düeldof,VDI Velag 996 [5] VASILKO,K.-MICHEL,D., HUBEC,J. Buenie a otenie ezných nátojov. Batilava, ALFA 984. [6] eklamní mateiály fimy WALTE AG. [7] eklamní mateiály fimy SAACKE. [8] eklamní mateiály fimy SCHUNK [9] eklamní mateiály fimy fimy ÖHM [0] KOŽMÍN,P. Boušení monolitních řezných nátojů na NC bukách.icpm 00, Útí nad Labem,ÚTŘJ,.ISBN [] SCHIMONYI,J. NC Pogammieung fü da Wekzeugchleifen.Belin, Spinge Velag 99 [] JANDEČKA,K. Využití modeních CAD/CAM ytémů při pogamování NC tojů, ZČU Plzeň,996 [3] JANDEČKA, K. Teoetický úvod ke kinematice boušení tvaových ploch po potřeby NC pogamování, Výzkumná zpáva KTO, KTO /008, FST ZČU v Plzni, Plzeň 008. [4] JANDEČKA, K. Pětioý potpoceo WALTE V (zpacovaný po potřeby řešení gantu GAČ 0/07/075), Výzkumná zpáva KTO, KTO /008, FST ZČU v Plzni, Plzeň 008. [5] Manuál CAD/CAM ytému CIMATON IT [6] eklamní mateiály fimy UDIAMANT [7] Manuál CAD/CAM ytému CATIA V56 [8] HOLEŠOVSKÝ F., HALA M. Ginding of ceamic mateial by diamond ginding wheel. Sboník 4. Medzináodná vedecká konfeencia TO 00 v Košicích, , t.5-8, ISBN [9] HOLEŠOVSKÝ F., HALA M. Ginding Poce and it Influence to Suface Integity. Poceeding Intenational Confeence AMPT 0, Madid 00, Spain, pp , ISBN [0] JESÁK, J. Matamatický model boušení, In: II. Mezináodní nátojářká konfeence. Nátoje - Tool 00, Zlín. Univezita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická 00, [] LUKOVICS, I., SÝKOOVÁ, L. Stanovení řezivoti bouicích kotoučů po vyokovýkonné boušení., In: Nátoje 99, Zlín, 999, p. 96-0,ISBN X [] JANDEČKA, K., ČESÁNEK, J, KAPINUS, V., DVOŘÁK, P., SOVA, F., Přehled oučaného boušení tvaově ložitějších nátojů. Výzkumná zpáva KTO -/05, ZČU v Plzni, Plzeň tan. [3] VABEC, M., MÁDL, J. NC pogamování v obábění, Paha: Vydavateltví ČVUT, ISBN

9 [4] eleae.0 Documentation fo ANSYS [5] LAŠOVÁ, V., VOJNA, J. Numeická imulace boušení. Výzkumná zpáva KTO, KTO 7/008, Zpacováno KKS FST ZČU v Plzni, Plzeň 008. [6] SOVA, F., MATĚJKA, J. Epeimentální ověření ozvalu šoubové dážky, Výzkumná zpáva KTO, KTO 9/008, FST ZČU v Plzni, Plzeň 008. [7] TOMICZKOVÁ, S. Přehled matematických pojmů použitelných při řešení poblematiky boušení tvaových ploch. Čát I. Výzkumná zpáva KTO, KTO 6/008, Zpacováno KMA FAV ZČU v Plzni, Plzeň 008. [8] MOUEK, D., Poblematika tanovení ozvalu šoubovitých dážek monolitních řezných nátojů. Páce ke SDZ, Školitel Pof. K. Jandečka, ZČU v Plzni, Plzeň tan. [9] SAO dílenké cvičení [online]. 008 [cit ]. Dotupný z WWW: [30] Záady obábění mateiálů. Z pae očního optika. 007, č. 3, Dotupný z WWW: [3] HOFMANN, P. Sylabu přednášek z TO. Plzeň, ZČU 003 [3] ŠKADA, J. Šoubovitý vták, Podklad po cvičení [online]. 007 [cit ]. Dotupný z WWW: < [33] SADÍLEK,M. Sylabu přednášek, VŠB-TU Otava [34] MOUEK,D. Gafické zpacování šoubovitého vtáku a fézy, Intení podklady IFQ, Magdebug, 009 [35] Otření vtáků v záviloti na obáběném mateiálu [online]. 009 [cit ]. Dotupný z WWW: [36] Otření vtáků [online]. NÁSTOJE CZ..o. [cit ]. Dotupný z WWW: < [37] FULEMOVÁ,J. Tvanlivot pogeivní řezné keamiky při tvdém fézování v ežimu HSC [diplomová páce] ; ved.páce Pet Hofmann. Plzeň: ZČU. FST, , 4.příl. [38] JANDA, Z.; FULEMOVÁ, J.; ŘEHOŘ, J. Geometická přenot a řezné íly při tvaovém HSC fézování v záviloti na změně záběu. In EIN 008. Batilava : Stojnická Fakulta, ISBN [39] eklamní mateiály fimy SANDVIK COOMANT [40] eklamní mateiály fimy GÜHING [4] eklamní mateiály fimy KONAD FIEDICHS GmbH [4] eklamní mateiály fimy PAMET [43] eklamní mateiály fimy DOME [44] eklamní mateiály fimy WNT [45] eklamní mateiály fimy EMUGE FANKEN [46] HUMÁ, A. Základní metody obábění; inteaktivní multimediální tet. Bno, VUT 004 [47] KOVÁŘ, J. Ovlivnění kvality a jakoti obobené plochy při fézování. MM Půmylové pektum [online]. 004, č. 4 [cit ], Dotupný z WWW: < [48] NOVÁK, Z. Modení výkonné fézovací nátoje. MM Půmylové pektum [online]. 008, č. 4 [cit ],. 8. Dotupný z WWW: < [49] Technická příučka obábění, SANDVIK Coomant, 005 [50] BASTL, B., Půběžná zpáva o řešení pojektu, Kateda matematiky KMA, Fakulta aplikovaných věd FAV, Západočeká univezita v Plzni - 9 -

10 [5] FIEDMAN, M. AND MEISTE, I., The pofile of a helical lot machined by a fom-milling cutte. Annal of the CIP. / (973) [5] S. KALDO, A.M. AFAEL AND D. MESSINGE, On the CAD of pofile fo cutte and helical flute geometical apect. Ann. CIP 37/ (988), pp [53] JEŽEK, F. Numeické a geometické modelování pomocný učební tet. KMA ZČU v Plzni, 005. [54] WEISSTEIN, E. W. Tou. Fom MathWold A Wolfam Web eouce. Decembe 008. [55] [56] Příučka pogamování Siemen Sinumeik 840D, Po pokočilé [57] (čaopi Automa) [58] [60] [6] DWULETZKI, H. Kühlchmietoffe de neuen Geneation zum Hochleifungchleifen Beufluid De Spagat zwichen Wae und Ől, in Dotmunde Schleifemina 5. Septembe 008. TU Dotmund, 008. [6] AUICH, J.; ENGMANN, J.; SCHÜLLE, G. Wekzeuge fü die Micobeabeitun, in Inovative Zepanung Poze Simulation Optimieung. TU Dotmund, Mäz 009. [63] JANDEČKA, K. Potpoceo CAD/CAM ytému Cimaton po buku Walte Helitonic. /In / ITCK 00, Útí nad Labem, Útav techniky a řízení výoby, UJEP Útí nad Labem, ISSN -46 [64] KAPUSCHEWSKI, B., JANDEČKA, K., EM, T., SCHMIDT, K.,:ČESÁNEK, J., KUSHNAENKO, O., ČESÁKOVÁ? I., MOUEK, D.,. Potpoceo development fo multi-ai machining: A liteatue eview. /In / EIN 00, Plzeň, KTO FST ZČU v Plzni, ZČU Plzeň, 00, ISBN [65] JANDEČKA, K., SOVA, F., ČESÁNEK, J.: Boušení ložitých tvaových ploch především v oblati výoby nátojů. /In / Fo Induty 00, Paha, Paha 00, ISBN