MASARYKOVA UNIVERZITA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra didaktických technologií Příprava učitele pro rekvalifikační kurz Obsluha CNC strojů Diplomová práce Brno 2012 Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Píša, Ph.D Autor práce: Bc. Radomíra Lorencová - 5 -

2 Bibliografický záznam LORENCOVÁ, Radomíra. Příprava učitele pro výuku rekvalifikačního kurzu Obsluha CNC strojů: diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra didaktických technologií, l., 16 l. příl. Vedoucí diplomové práce Zdeněk Píša. Anotace Diplomová práce Příprava učitele pro výuku rekvalifikačního kurzu Obsluha CNC strojů je zaměřena na vytvoření nového vzdělávacího profilu a tvorbou výukového materiálu. V teoretické části je krátká zmínka o rekvalifikaci proběhlých kurzů vzdělávání. V části praktické přestavuji nově vytvořený vzdělávací profil, který je sestavou nové koncepce výuky teorie a praxe a její vzájemné koordinace při realizaci kurzu. Na tuto úvodní praktickou část navazuje výukový materiál Příprava učitele, který tvoří ucelený učební materiál. Závěr práce je ukončen souborem pracovních listů, které budou využity nejen při výuce, ale mohou sloužit jako pomůcka při obsluze strojů CNC. Annotation The main goal of the theses "Preparation of Teacher for Retraining CNC Machine Operator" is to create new educational profile and teaching material. In the theoretical part of the theses, there is a brief mention of already completed requalification courses. The practical part introduces the newly created educational profile coordinating the conception of theoretical education with the practical education conception during the course realization. This practical introduction is followed by learning material of teacher preparation which represents the integrated teaching material. Conclusion of the theses includes the file of work sheets which can be used either during the lectures or as a CNC operator's guide. Klíčová slova rekvalifikace, obsluha CNC, účastník, program, tolerance, systém, body, obrábění, bezpečnost, osa, koncepce, realizace, rozměr, lícování Key words requalification, CNC operator, participant, program, tolerance, system, points, metal cutting, safety, axis, conception, realization, extent, fit - 6 -

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem závěrečnou diplomovou práci vypracovala samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovi univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o úpravách souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. V Brně Bc. Radomíra Lorencová - 7 -

4 Poděkování Tímto chci poděkovat panu Ing. Zdenku Píšovi, Ph.D. za jeho pomoc, odborné rady a metodické vedení při vypracování této diplomové práce

5 Obsah ÚVOD REKVALIFIKACE KVALIFIKACE OBSLUHY CNC ROZSAH STÁVAJÍCÍHO KURZU OBSLUHA CNC STROJŮ SŠOT ZLÍN PRAKTICKÁ ČÁST NOVÝ VZDĚLÁVACÍ PROFIL KURZU OBSLUHA CNC STROJŮ PRŮBĚH KURZU A VÝUKOVÉ PRACOVIŠTĚ BEZPEČNOSTNÍ PŘEDPISY Bezpečnostní pokyny Provozní předpis obsluhy stroje Bezpečnostní štítky na stroji ZÁKLADY TECHNICKÉHO KRESLENÍ Technická normalizace Technologické podklady a orientace ve výkrese Technický výkres Grafický software Čtení výkresů Struktura povrchu a geometrická tolerance Struktura povrchu Geometrická tolerance Tolerování rozměrů Lícování Tolerování závitu Uloţení závitu Příklad rozboru uloţení závitu Lícování závitu MĚŘÍCÍ TECHNIKA

6 8.1 Měření Měřidla Souřadnicové měření CMM TECHNICKÉ MATERIÁLY Rozdělení technických materiálů Třídy a značení oceli Materiály řezných nástrojů Řezné kapaliny TŘÍSKOVÉ OBRÁBĚNÍ Geometrie nástroje Tvorba třísky Řezné podmínky HCS vysokorychlostní obrábění ROZDÍL KONVENČNÍ A CNC OBRÁBĚNÍ VÝVOJ CNC OBRÁBĚNÍ NC stroje (Numerical control) CNC stroje (Computer Numerical Control) DNC (Distributed Numerice Control) Znaky CNC stroje CNC stroje Vývojové stupně CNC stroje KONSTRUKCE OBRÁBĚCÍHO STROJE CNC Části stroje Příslušenství stroje Řídicí panel SOUŘADNÉ SYSTÉMY Vztaţné body

7 14.2 Korekce nástroje REŢIMY CNC STROJE Provozní reţimy stroje Reţimy práce řídicích systémů PROGRAMOVATELNÉ FUNKCE Struktura věty Struktura programu Způsoby programování ŘÍDICÍ SYSTÉMY PROGRAMOVÁNÍ Řídicí systémy pouţívané na CNC strojích ZÁVĚR RESUMÉ SUMMARY LITERATURA A POUŢITÉ ZDROJE SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PRACOVNÍCH LISTŮ

8 Úvod Proč jsem si zvolila téma diplomové práce Příprava učitele pro výuku rekvalifikačního kurzu Obsluha CNC strojů? V minulých dvou letech jsem učila v hodinách teorii tohoto kurzu. Skladba témat byla nedostatečně uspořádaná, a jelikož v kurzu teorii učili dva učitelé, nebylo možné se vždy dohodnout na skladbě tak, aby navazovala na již probraná témata. Dostupnost materiálů k výuce byla hodně omezena jen na starší učebnice, témata výuky byla obsahem několika učebních materiálů a nebylo možné předat účastníkům kurzu sjednocený učební materiál. Při výběru tématu na diplomovou práci jsem právě v tomto problému viděla velkou moţnost uplatnění a vytvoření nové koncepce výuky kurzu, ale i nového výukového materiálu, který bude přínosem pro učitele, lektory a samotné účastníky kurzu. O rekvalifikační kurzy se ucházejí převážně lidé jiného profesního zaměření a je třeba sestavit skladbu výuky a témat kurzu tak, aby zahrnovala základy strojírenství. Nelze začít přímo obráběním na CNC, protože malíř, zedník, kuchař apod. bez základů problematiky strojírenství náplň kurzu nezvládne. Doba trvání kurzu je vymezena časovou délkou, která není tak dlouhá, a proto je třeba dobře zvolit obsah jednotlivých témat a zaměřit se na věci podstatné, které budou hlavním přínosem praktické části kurzu. Hlavní částí diplomové práce bude tvorba výukového materiálu, který bude vytvořen podle dosud získaných zkušeností ve výuce tohoto kurzu a zkušeností získaných při práci na CNC strojích. Při praktické výuce bude možné výukový materiál využít jako návod pro seznámení s touto technologií obrábění. Předpokládám, že práce bude vyuţita nejen v rámci tohoto rekvalifikačního kurzu, ale mnohá témata bude možné uplatnit při výuce odborných předmětů v oblasti strojírenství a rovněž i při kurzech jiného strojírenského zaměření jako například zámečník nebo obráběč kovů. Cílem mé diplomové práce je vytvoření nové koncepce rekvalifikačního kurzu Obsluha CNC strojů, včetně nového a uceleného výukového materiálu, který bude slouţit učitelům a lektorům k jejich přípravě na výuku

9 1 Rekvalifikace Vzdělávání dospělých vytváří identitu člověka a dává jeho životu zcela jiný význam. Uspokojuje své vlastní potřeby a potřeby společnosti do které patří. Školy a vzdělávací instituce se zapojují do různých vzdělávacích programů reagující na potřebu trhu práce. Ekonomická úspěšnost závisí na tom, jak se v populaci podaří vyhledat, rozvinout a využít nadání všech lidí bez ohledu na jejich původ. Vzdělávání je nezbytné i pro podporu soudržnosti společnosti, pro aktivní roli občana a osobní i profesní realizaci. Rekvalifikace je významnou součástí aktivní politiky zaměstnanosti. Význam rekvalifikace spočívá především ve snaze předcházet ztrátě zaměstnání a jednak vytváří uchazečům o zaměstnání lepší podmínky při jejich dalším uplatnění na trhu práce. Z hlediska zákona o zaměstnanosti se rekvalifikací rozumí udržení, obnova nebo získání nových kvalifikačních předpokladů uchazeče o zaměstnání pro výkon vhodného zaměstnání. Rekvalifikace vzdělávání je nejvýznamnější způsob vzdělávání uchazečů o zaměstnání registrovaných na úřadech práce, i když se ho mohou účastnit i osoby zaměstnané. Rekvalifikace významně přispívá ke zvyšování zaměstnanosti, protože asi 70 % absolventů nachází zaměstnání. Škola, na které působím již několik let spolupracuje s Úřadem práce ve Zlíně, Vsetíně a Kroměříži. V rámci daných projektů zabezpečuje rekvalifikační kurzy v oblasti strojírenství a stavebnictví. Rekvalifikační kurz obsluha CNC strojů patří mezi žádanou rekvalifikaci, a to jak uchazečů o zaměstnání, tak rovněž firmami, které projevují o absolventy kurzu zájem. Více než polovina absolventů najde v této profesi uplatnění. Střední škola obchodně technická ročně proškolí 15 až 25 absolventů v kurzu Obsluha CNC strojů. Rekvalifikačního kurzu se účastní lidé, kteří mají jiné profesní zaměření než je strojírenství. Absolvováním kurzu a jeho úspěšným ukončením získají certifikát jenž je opravňuje vykonávat tuto profesi. Rekvalifikační kurzy jsou realizovány na základě různých projektů, které jsou ve větší míře financovány evropským sociálním fondem

10 Posledním realizovaným projektem Úřadu práce Zlín je Operační program Lidské zdroje a zaměstnanost (OPLZZ). Operační program Lidské zdroje a zaměstnanost (OPLZZ) OPLZZ tvoří základ pro realizaci podpory z Evropského sociálního fondu v oblasti rozvoje lidských zdrojů. Pro realizaci tohoto operačního programu je plně konzistentní se strategii zaměstnanosti EU. Projekt je zaměřen na snižování nezaměstnanosti prostřednictvím aktivní politiky na trhu práce, profesního vzdělávání, na začlenění sociálně vyloučených obyvatel zpět do společnosti, zvyšování kvality veřejné správy a mezinárodní spolupráci v uvedených oblastech. Projekty jsou spolufinancovány Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Globálním cílem OP LZZ je Zvýšit zaměstnanost a zaměstnatelnost lidí v ČR na úroveň průměru 15 nejlepších zemí EU. Tento cíl zajišťuje realizaci Strategických cílů Národního strategického referenčního rámce Otevřená, flexibilní a soudržná společnost a Konkurenceschopná česká ekonomika a je plně v souladu se třetí obecnou zásadou Politiky soudržnosti pro podporu růstu a zaměstnanosti (Strategické obecné zásady Společenství, ) Více a lepších pracovních míst a se Strategií hospodářského růstu ČR. (

11 2 Kvalifikace obsluhy CNC Kvalifikace se odvíjí od tipu výroby, počtu kusů, náročnosti a opakovatelnosti součástí. Při vysoké sériovosti neboli opakovatelnosti výroby odebírá pracovník hotové kusy, provádí dozor nad pracovním strojem a je schopen zvládnout drobnou údržbu spojenou s výrobou. Mezi základní operace obsluhy řadíme výměnu opotřebovaného nástroje, průběžnou kontrolu zhotovujícího výrobku, přesnost obrábění. Při krátkém čase výroby, malých sériích je přítomnost obsluhy nutná, jestliže není zavedena automatizace výroby, a to jak výměna nástroje, nebo výměna obrobku za nový. Obsluha odebírá hotové obrobky a provádí jejich kontrolu obrábění jak do přesnosti měřených ploch, tak i do kvality opracování. Je nutné, aby obsluha uměla zacházet s potřebnými měřidly a včas odchylku měření upravila v korekcích nástroje. Rovněž musí rozpoznat opotřebovaný nástroj a vyměnit břitovou destičku v nástroji. Při relativně dlouhém čase obrábění stroje lze ovládat dva stroje současně, samozřejmě za podmínek vhodně zvoleného rozložení strojů a aby i sluchem bylo možné sledovat chod stroje. Při velké sériovosti, opakovatelnosti a automatizaci výroby obsluha vykonává dozor nad prací stroje, odebírá hotové výrobky ze zásobníků a připravuje nové palety k obrábění. Je schopna odstranit drobné poruchy strojů a nástrojů. Krátké výrobní časy vedou k neustálé přítomnosti a pozornosti obsluhy, dlouhé časy lze využít pro obsluhu více strojů. Po získání základních zkušeností a seznámení se s funkcí a programem stroje, je obsluha schopna zvládnout úpravu programů a programování nenáročných výrobků. Požadavky na kvalifikace jsou značně rozdílné, a při dnešním nedostatku kvalifikovaných pracovníků realizují úřady práce v rámci rekvalifikačních programů kurz Obsluha CNC strojů. Kurz navštěvují jak mladí lidé, kteří nenašli uplatnění ve svém vystudovaném oboru, tak lidé středního a staršího věku dlouhodobě vedení na úřadě práce. V kurzu jsem se již setkala s kuchaři, malíři, zedníky, gymnazisty, ale i s lidmi vysokoškolského vzdělání. Kurz je určen i pro strojní zámečníky, údržbáře, obráběče kovů, kteří si rozšíří své profesní zaměření o nové poznatky a technologie

12 3 Rozsah stávajícího kurzu Obsluha CNC strojů - SŠOT Zlín Délka kurzu: 316 hodin Výuka teorie: 28 hodin Výuka na provozním pracovišti: 280 hodin Závěrečné přezkoušení: 8 hodin TEMATICKÝ PLÁN TEORIE 28 hodin Technické materiály 4 Technické kreslení 3 Technologie 7 Základní pojmy automatizace 7 Zařízení CNC 7 TEMATICKÝ PLÁN PRAXE 280 hodin Technologie výroby 40 Obsluha stroje 240 ZÁVĚREČNÉ HODNOCENÍ 8 hodin Praxe 7 Teorie 1 (Interní dokumenty SŠOT Zlín) Rekvalifikační kurzy obsluha CNC strojů jsou v rozsahu 316 hodin včetně závěrečného ukončení. Dosavadní kurz obsahuje čtyřicet pracovních dnů, z toho jsou čtyři dny teoretické výuky, třicet pět dnů praktické výuky a jeden den závěrečného hodnocení. Teoretická část je realizována v první fázi kurzu a probíhá v prostorách realizační školy a je vedena učitelem odborných předmětů zaměřeným na problematiku strojírenství. Praktická výuka následně navazuje na teorii a její realizace probíhá ve firmách, které mají s realizační školou uzavřenou smlouvu. V praktické výuce jsou rekvalifikanti pod dohledem zkušeného pracovníka a firma je zaučuje ve své koncepci a rozsahu obrábění CNC. Ne vždy jsou osnovy kurzu plněny tak, aby byly přínosem pro účastníka a ten po absolvování kurzu našel uplatnění v tomto oboru. Firmy využijí levné pracovní síly a po ukončení kurzu nemají vždy o absolventa zájem. Závěrečné hodnocení se skládá z části praktické, kde je třeba předvést získané zkušenosti, dovednosti, umět se orientovat v základech řídícího panelu, najet do

13 programu a upravit korekci opotřebení nástroje, znát bezpečnostní předpisy a dodržovat je při práci. Z teoretických znalostí je třeba prokázat vědomosti a znalosti technického výkresu a znát problematiku CNC. Zkušební komise se skládá ze třech členů, kterou tvoří zástupce pro praktické vyučování a dva učitelé odborných předmětů oboru strojírenství. Harmonogram teoretické výuky Interní dokumenty SŠOT Zlín den Téma hodiny Čas hodiny 1 Základy měření, měřidla, druhy a použití. Chyby při měření, přesnost, tolerance, Čtení technických výkresů. Rotační a nerotační výkres Obráběcí stroje rozdělení, vývojové stupně obrábění Rozdělení CNC strojů, definice. Vývojové stupně, přesnost obrábění Řízení CNC vývojové stupně, druhy CNC Porovnání konvenční a CNC stroje, ukázka Úvod do programování, funkce, význam a použití funkcí, struktura programu Režimy a kódy užívané při programování. Zápis věty programu a význam části věty Tvorba jednoduchého programu technologický postup Technická a technologická příprava výroby. Tvorba postupů Stavění souřadnic, režimy, kódy CNC. Odměřovací zařízení Lícování vnějších a vnitřních rotačních ploch, lícovací soustava uložení Soustava jednotné díry a jednotného hřídele. Tolerance, úchylky Počet hod

14 PRAKTICKÁ ČÁST Obrázek 1. Ilustrační fotografie

15 V praktické části se zabývám vytvořením nového a efektivnějšího vzdělávacího kurzu, a to nejen po stránce obsahové, ale i realizační. Hlavní část je věnována učebnímu textu, který je vytvořen dle výše uvedeného tematického plánu teoretické výuky. Očekávám, že učební text bude sloužit nejen učitelům a lektorům v kurzu Obsluha CNC, ale bude rovněž učebním materiálem pro účastníky kurzu Obsluha CNC strojů. Hlavní cíl Cílem je vytvořit přehledný a srozumitelný výukový materiál pro učitele, lektory, ale i účastníky kurzu Obsluha CNC strojů. Mnohá témata bude možné využít při výuce jiného rekvalifikačního kurzu zaměřeného na strojírenství. Své uplatnění si najde i ve výuce odborných předmětů strojírenských oborů. Dílčí cíle: 1) Vytvořit nový plán rekvalifikačního kurzu Obsluha CNC. 2) Provést změnu koncepce výuky. 3) Vytvořit pracovní listy pro práci na CNC stroji

16 4 Nový vzdělávací profil kurzu Obsluha CNC strojů Kurz: Obsluha CNC strojů. Cíl: Seznámení s obráběním na CNC strojích. Absolventi kurzu se seznámí s teoretickými znalostmi v oblasti Obsluha CNC strojů a získají praktické dovednosti z tohoto oboru. Budou schopni samostatně pracovat na CNC strojích. Uplatnění: Obsluha CNC strojů. Profil absolventa: Absolvent čte a orientuje se v technické dokumentaci, zná základy kótování, používá nástroje dle výrobního výkresu. Pracuje s měřidly, využívá nekonvenční způsoby a aplikace nových metod obrábění. Obsluhuje základní druhy konvenčních a CNC strojů a má přehled o vývoji automatizace v oblasti obrábění. Zná základní řídicí systémy CNC obrábění. Zná bezpečnost práce na obráběcích strojích. Dodržuje normy, orientuje se ve strojírenských tabulkách. Ukončení: Po úspěšném absolvování praktické a teoretické části, bude účastníkovi kurzu předán certifikát vzdělávacího programu, který vystaví realizátor kurzu, a to buď dotyčná škola, nebo úřad práce. Vstupní poţadavky uchazeče: Minimálně střední vzdělání s výučním listem. Počet účastníků: Od 1 účastníka po max. 8 v jednom běhu. Rozsah vzdělávacího kurzu Rozsah kurzu Teoretická část Praktická část Závěrečná zkouška 320 hodin 32 hodin 280 hodin 8 hodin

17 Vzdělávací plán Teoretická část Celkem 32 hodin 1. Bezpečnost práce 2 hodiny 2. Orientace a čtení technických výkresů 2 hodiny 3. Obráběcí materiály, norma, značení 2 hodiny 4. Základy technologie obrábění - geometrie nástroje - činitelé ovlivňující obrábění - volba řezných podmínek - materiály nástrojů - obráběné plochy 4 hodin 5. Základy konstrukce CNC strojů - odlišnost od konvenčních strojů - konstrukční části CNC strojů - typy nástrojů a způsoby upínání - souřadnicový systém a struktura programu - základní funkce programování 16 hodin 6. Přesnost, měření, normy - normalizace - měřidla používaná u CNC strojů - tolerované rozměry - práce se ST tabulkami 6 hodin Praktická část Celkem 280 hodin 1. Seznámení s obráběcím stroje - základy bezpečnosti při obrábění - seznámení s manuálem stroje - seznámení s řídicím systémem stroje 12 hodin 2. Obsluha a údržba CNC stroje 8 hodin 3. Výměna a seřízení nástrojů a obrobků 12 hodin 4. Kontrola měření, přesnost 8 hodin 5. Základy obrábění na CNC strojích 224 hodin 6. Úprava programu změna korekce 16 hodin Závěrečná zkouška Celkem 8 hodin

18 Zadání samostatné práce k obhajobě závěrečné zkoušky 1) Řezné podmínky pro obrábění, označení hlavních řezných úhlů. Základní osy obrábění na CNC strojích. 2) Nástrojové materiály druhy, složení, vlastnosti a použití. 3) Rozbor lícovacích značek pro lícování vnějších a vnitřních válcových ploch. Mezní rozměry pro zhotovení závitu M12 6H/6g. 4) Základy programování programovatelné funkce, praktický příklad jednoduchého programu. Otázky závěrečného zkoušení 1) Základy měření, význam, požadavky, chyby při měření. 2) Měřidla používaná při CNC obrábění a jejich přesnost. 3) Orientace v technické dokumentaci a v technologických podkladech. 4) Lícování vnějších a vnitřních rotačních a nerotačních ploch, značení na výkrese. 5) Lícování závitů, značení na výkrese. Uveďte příklad. 6) Definice číslicově řízeného obráběcího stroje, význam a použití. 7) Vývojové stupně CNC stroje s porovnáním se strojem konvenčním. 8) Materiály řezných nástrojů, vlastnosti a použití (příklad). 9) Konstrukce CNC stroje. 10) Geometrie nástroje a řezné podmínky pro obrábění. 11) Provozní režimy CNC strojů. 12) Souřadnicový systém a vztažné body u CNC. 13) Struktura programu uveďte příklad. 14) Stavba programu. 15) Řídicí systémy, způsoby programování. 16) Režimy a kódy užívané u CNC strojů. 17) Korekce, druhy význam použití. 18) Příklad programování. 19) Soubor nástrojů, popis, kódování geometrie, značení. 20) Technická a technologická příprava výroby, etapy a popis

19 5 Průběh kurzu a výukové pracoviště Nová koncepce výuky bude v první části zaměřena na výuku teoretickou s návazností na praktickou část. Účastníci kurzu si budou moci teorii ověřit a porovnat s praxí. Výuka bude efektivnější s využitím získaných vědomostí a dovedností v dalším profesním uplatnění. Teoretická a rovněž i praktická výuka bude probíhat pod vedením kvalifikovaných odborníků, lektorů nebo učitelů se znalostí CNC obrábění. Druhá fáze výuky se zaměří na práci ve vybrané firmě, a pokud to bude možné, tak ve firmě, která má zájem účastníkovi po ukončení kurzu nabídnout zaměstnání. Práce ve firmě bude plněna v rámci písemně vypracovaného plánu, který bude součástí vzájemné dohody s firmou a realizátorem kurzu. Firma si v průběhu této doby ověří znalosti a schopnosti pracovníka a má možnost jej orientovat na svou koncepci výroby. Ve třetí fázi je kurz ukončen a následuje prověření praktických dovedností a teoretických znalostí. Po úspěšném vykonání obou částí zkoušky bude absolventům předán kvalifikační doklad (certifikát). Účastníci, kteří nebudou úspěšní, obdrží potvrzení o absolvování kurzu. Závěrečná zkouška se koná poslední den kurzu a je rozdělena na část praktickou v rozsahu 7 hodin a 1 hodina části teoretické. Zkouška je vykonána před zkušební komisí, která se skládá ze tří členů. Délka kurzu včetně ukončení je v rozsahu 40 dnů při 8hodinové pracovní době (8 týdnů). Délka vyučovací hodiny v teoretické výuce je 45 minut a praktická příprava v délce 60 minut. Dle zákoníku práce je nutno dodržovat stanovenou dobu odpočinku, která není započítána do pracovní doby

20 Časový plán kurzu Fáze I. Teorie Praxe Pracoviště 1 týden Po Pá 2 hodiny denně hodin denně Učebna Praktická dílna 2 týden Po Pá 2 hodiny denně hodin denně Učebna Praktická dílna 3 týden Po Pá 1 hodina denně hodin denně Učebna Praktická dílna Fáze II Teorie Praxe Pracoviště 4 týden Po Pá 8 hodin denně Práce ve firmě 5 týden Po Pá 8 hodin denně Práce ve firmě 6 týden Po Pá 8 hodin denně Práce ve firmě 7 týden 7 hodin 1hodina Učebna a praktická dílna Po týden Út Pá 8 hodin denně Práce ve firmě 8 týden Po Čt 8 hodin denně Práce ve firmě Fáze III Teorie Praxe Pracoviště 8 týden Pá 1 hodina Závěrečné zkoušení 7 hodin Ověření dovedností Učebna a praktická dílna Doporučuji vytvořit učebnu jako součást výukového provozního pracoviště. V jedné části vznikne prostor pro lavice a didaktické vybavení jako je data projektor, počítač a tabule. V části druhé bude menší CNC soustruh, který je určen pro první fázi kurzu k výuce a k základním poznatkům o ovládání stroje. Účastníci tak mají možnost vzápětí po teoretické výuce navázat na výuku praktickou. Je třeba vybavit pracoviště základním souborem nástrojů, měřidly, normami apod. Vybavit učebnu moderními didaktickými modely a názornými pomůckami, které vedou k lepšímu zapamatování probraných témat. Ve výuce tyto pomůcky plně využívat

21 6 Bezpečnostní předpisy Cíl tématu: Seznámit a ověřit základy bezpečnosti práce na CNC obráběcích strojích. Obráběcí stroje mají vysoký výkon, ostré řezné hrany, pohybující se rotační součásti. Vysoké napětí a automatické funkce nezbytné k zajištění požadavků stroje. Při procesu obrábění se vyskytují odlétávající třísky, vysoká teplota jak zařízení, tak obráběné součásti, ostré hrany nástroje a obrobků. To jsou potencionální rizika při použití stroje. Lidé, kteří pracují a používají obráběcí stroje musí projít školením a musí mít nezbytné znalosti a dovednosti v oblasti strojírenství. 6.1 Bezpečnostní pokyny U stroje pracuje jen osoba řádně proškolena a seznámena s operačním manuálem stroje (programátor, údržbář, vedoucí, obsluha stroje). Nesmí se odstraňovat žádné bezpečnostní kryty, spojovací zařízení, tlačítka nouzového vypnutí, kabel uzemnění a další. Neodstraňovat žádná varovná zařízení jako je alarm a varovný indikátor. Je třeba pravidelně provádět bezpečnostní kontroly a údržbu dle manuálu stroje. Obsluha stroje musí znát funkce tlačítek stroje a správně je používat. Při práci na stroji neotvírat bezpečnostní dvířka. Při doběhu posuvu a rotujících částí neodstraňujeme třísky, nedotýkáme se dobíhajících částí a nijak se strojem nemanipulujeme. Při chlazení obrobku a nástroje se nepoužívají oleje s nižším bodem teploty vznícení. Než zapneme program automatického obrábění je třeba nejdříve spustit testovací chod (simulaci) zvoleného programu. Při vkládání nového kusu je zapotřebí se přesvědčit, zda je vzdálenost mezi nástrojem a obráběným kusem dostatečně velká. Špatnou znalostí ovládacího panelu může dojít k nežádoucímu vypnutí nebo zapnutí stroje (opření se částí těla o panel), spuštění nežádoucích funkcí (práce v rukavicích)

22 Pracoviště musí být řádně osvětleno, prostor zařízení čistý a uklizený, tím zajistíme bezpečný provoz stroje. Při manipulaci s elektrickým zařízením dodržovat předepsané bezpečnostní zásady v manuálu stroje. 6.2 Provozní předpis obsluhy stroje Pracovník pověřen obsluhou obráběcího stroje musí respektovat příkazy a předpisy vydané nadřízenou osobou, dodržovat provozní předpisy a provozní řád zaměstnavatele. Na stroji pracuje svědomitě, dle bezpečnostních předpisů vydaných výrobcem. Respektuje výstražná opatření a bezpečnostní tabule. Nevyřazuje z provozu bezpečnostní zařízení (koncové spínače, kryty dveří). Údržbu stroje provádí při vypnutém hlavním vypínači. Při výměně nástroje, kontrole obrobku a jiné manipulaci v prostoru obrábění je nutné zastavit vřeteno a s nástrojovou hlavou odjet do bezpečné vzdálenosti. Obrobky upínat čisté, nepoškozené a jen ty, které konstrukčním tvarem odpovídají dokonalému upnutí. Neodcházet od spuštěného stroje. Na pracovišti kolem stroje udržujeme pořádek a stroj udržujeme v provozní čistotě. Obsluha pracující na obráběcím stroji musí nosit nepoškozený přiléhavý oblek, není dovoleno pracovat v otevřené obuvi, nosit prstýnky, řetízky, hodinky apod. Poloha pojízdného krytu je kontrolována koncovým spínačem a při nedostatečném uzavření stroj nevykonává zadané povely. Pracovní cyklus je zastaven vždy, když dojde k otevření krytu stroje, které je ovládáno řídicím režimem systému. Koncový spínač se smí z provozu vyřadit jen pro seřízení stroje a po ukončení musí být opět uveden do provozu. Za havarijní situace, vyvolané jakoukoliv příčinou je třeba co nejrychleji uvést stroj do klidu pomocí tlačítka CENTRAL STOP. Obsluha stroje nesmí závadu sama odstranit, ale ihned ji nahlásit nadřízenému. Kontrolní otázky: 1) Kdo může na stroji pracovat? 2) Na které bezpečnostní předpisy musí dbát obsluha stroje? 3) Která bezpečnostní upozornění znáte?

23 6.3 Bezpečnostní štítky na stroji Tabulka 1: Štítek bezpečnosti SAFETY PRECAUTIONS BEZPEČNOSTNÍ UPOZORNĚNÍ 1. Před instalací a obsluhou je nutno důkladně prostudovat návod k obsluze. 2. Pozorně přečíst všechny výstražné štítky. 3. Stroj je zkonstruován a vyroben pro dobře zaškolenou obsluhu, která má základní znalosti obrábění. 4. Nikdy neprovozujte stroj bez ochrany krytů, zámků a ostatních bezpečnostních zařízení. 5. Neměnit PMC parametry bez konzultace s výrobcem. 6. Stroj se spouští a pohybuje automaticky, nikdy se nedotýkejte otáčejících se nebo pohybujících se součástí. 7. Vždy odpojte přívod napájení před opravou nebo údržbou stroje. 8. Výstražné štítky nesmí být nikdy odstraněny nebo zakryty. NEDODRŽENÍ TĚCHTO ZÁSAD MŮŽE ZPŮSOBIT ZRANĚNÍ NEBO POŠKOZENÍ STROJE!!! Tabulka 2: Štítek výstrahy 1!!! WARNING!!!!! VAROVÁNÍ!! 1. Rychlost vřetena nesmí nikdy překročit maximální povolené otáčky pro použitý upínač. Při nedodržení tohoto varování může dojít k vážnému zranění nebo poškození stroje. 2. Upínací sklíčidlo je nutno denně promazat, aby bylo vyvážené

24 Tabulka 3: Štítek výstrahy 2!!! WARNING!!!!! VAROVÁNÍ!! Nikdy neobrábějte při otevřených dveřích! Tabulka 4: Štítek výstrahy 3!!! WARNING!!!!! VAROVÁNÍ!! Během obrábění nestrkejte ruce do stroje otvorem pro lopatky. Porušení varování může způsobit vážná zranění! Tabulka 5: Štítek výstrahy 4!!! WARNING!!!!! VAROVÁNÍ!! 1. Před přestavbou koníku se ujistěte, že nedojde ke kolizi s nástrojovou hlavou. 2. Vrcholový úhel navrtání dílce musí být stejný jako vrcholový úhel podpěrného hrotu. 3. Ujistěte se, že hrot dosedl do středícího důlku. 4. Zkontrolujte přítlačnou sílu pinoly. 5. Maximální otáčky a přítlačná síla jsou dány výrobcem

25 7 Základy technického kreslení Cíl tématu: Umět používat strojírenské tabulky, znát potřebné normy, tolerance a orientovat se v technických výkresech a technických dokumentech. Naučit se dohledat a určit mezní rozměry a vzájemný vztah uložení hřídele a díry, šroubu a matice. 7.1 Technická normalizace Přechodem kusové výroby na sériovou byla zavedena normalizace výrobků, výrobních technologií a výrobní techniky. Technickou normalizací rozumíme proces, jehož výsledkem je dosaženo takového stavu ve výrobě, aby se stejná opakující úloha řešila stejným způsobem. Na normalizaci navazuje lícování, které se zavedlo v 90. letech 19. století. Začalo se používat mezních rozměrů, které byly založeny nikoliv na požadavku dosažení přesného rozměru, nýbrž dovolené nepřesnosti. To nám zajistilo dokonalou vyměnitelnost součásti. Zvláštní případ typizace a vyměnitelnosti byla normalizace závitů zahájená Angličanem J. Whitworthem. Vzájemná vyměnitelnost dílů není zaručena samovolně, ale při stanovení určitých pravidel a předpisů, která jsou budována a tvořena oborem nazývaným normalizace. Výsledkem normalizace jsou normy, předpisy a pravidla definující určité standardy: usnadňují sériovou a hromadnou výrobu, urychlují vývoj a zrychlují práci konstruktéra, zlevňují výrobu a tím snižují ceny výrobků, umožňují vzájemnou vyměnitelnost normalizovaných dílů, umožňují na mezinárodní úrovni budovat vzájemné vztahy v oblasti vývoje, výroby a kontroly. Pro prodej výrobků v zahraničí, ale i u nás je vyžadována certifikace kvality výrobku. K získání certifikace je třeba dodržet normalizační pravidla. Pravidla mají platnost státní (ČSN), celoevropskou (EN) a mezinárodní (ISO)

26 Státní normy ČSN platí na celém území státu, podléhají normalizaci, metrologii a státní zkušebně. Statní normy mohou být rozpracovány na oborové normy a podnikové normy, ale nesmí být v rozporu s platnými normami ČSN. Celoevropské normy EN mají platnost na území států EU a vydavatelem je Evropská komise pro normalizaci CEN. Mezinárodní normy ISO mají celosvětovou platnost a vydavatelem je Mezinárodní organizace pro normalizaci ISO. Harmonizací jsou normy zpracovány a převzaty v podobě ČSN EN nebo ČSN ISO. 7.2 Technologické podklady a orientace ve výkrese Technický výkres Technický výkres informuje o tvaru, funkci a velikosti konstrukční součástky. Podle obsahu dělíme technické výkresy na nákresy, výkresy součástí, výkresy sestavení a výkresy celků. Nákres je kreslen od ruky a není vyhotoven v měřítku. Kreslí se pro jednoduché zakázky a drobné opravy. Nákresy vznikají při ústním řešení se zákazníkem nebo při výrobě nového kusu dle vzorku. Na jejich základě vzniká originál výkresu součásti, skupiny nebo celku. Výkres součásti, obsahuje všechny důležité údaje k výrobě nakreslené součásti: např. tvar polohy, materiál, toleranční rozměry, rozměr polotovaru, opracování, tepelné zpracování, název aj. Výkresy sestav a celků nám zobrazují jednotlivé součásti v konstrukční skupině nebo celku. Z těchto sestav jsou vytvářeny jednotlivé výkresy součástí. Výkres sestavení slouží při montáži skupin, podskupin a celků. Soubor výkresů musí obsahovat kusovník nebo rozpisku jednotlivých pozic celku. Rozloţené pohledy slouží pro lepší orientaci v montážních výkresech a sestavách skupin, k vyhledávání v katalogových listech a pro návody oprav. Kusovníky a rozpisky jsou nedílnou částí výkresů sestav. Obsahují všechny součástky a normované díly zobrazené konstrukční sestavy. Pozice jsou řazeny vzestupně nebo sestupně. Najdeme zde normy, čísla pozic, rozměry polotovaru, jakost polotovaru a jiné

27 7.2.2 Grafický software Pro zobrazování objektů používáme 2D a 3D zobrazení, které vychází z orientace souřadného systému X,Y a Z. 2D je plošné zobrazení, kdy náhled na těleso je v určitém směru s výsledkem promítnutí na danou rovinu. Prostorové zobrazení 3D je obtížnější, ale v poslední době více využívané. Prostorové modelování je spojeno s moderní výpočetní technikou pro zobrazení složitých tvarových součástí. Jednotlivé pohledy jsou automaticky generovány a nazýváme jej parametrické zobrazování. Obrázek 2: Prostorové zobrazování CAM (Computer Aires Manufaktur) počítačová podpora výroby, slouží ke zpracování dat konstrukční databáze. CAD (Computer Aires Design) počítačová podpora konstruování slouží k tvorbě geometrických výrobků a jejich snadné editace. Moderní tvorba výkresové dokumentace a možnost tvorby prostorových modelů. Program je plně samostatný pracuje v operačním programu Windows a příslušným grafickým softwarem. Bez použití CAD/CAM systémů si dnes už nedovedeme představit práci konstruktérů v průmyslové výrobě. Na kvalitu, rychlost a přesnost jsou kladeny velké a náročné požadavky

28 7.2.3 Čtení výkresů Kótování kóta je číslo požadovaného rozměru, nebo polohy obrobku. Na výkrese se uvádějí v měřících jednotkách, a to v milimetrech bez uvedení mm. Veškeré informace o rozměrech předmětu musí být uvedeny na výkrese nebo v souvisejících dokumentech. Provedení a uspořádání kót odpovídá stanoveným pravidlům přehlednosti a jednoznačnosti celé soustavy. Kótovací čáry jsou rovnoběžné s kótovaným rozměrem a ukončují se hraniční šipkou. Obrázek 3: Provedení kót Příklady kótování Obrázek 4: Řetězcové kótování Obrázek 5: Kótování od společné základny

29 Obrázek 6: Smíšené kótování 7.3 Struktura povrchu a geometrická tolerance Struktura povrchu Při výrobě součástí je třeba dbát na vzniklé nerovnosti povrchu, které vznikají při obrábění řezným nástrojem, nebo zachování původního povrchu po zpracování polotovaru (nerovnosti forem, válcování, lití). Struktura povrchu je závislá na metodě výroby povrchu a proto ji volíme vždy optimálně s ohledem na její funkci. Na výrobním výkrese se předepisuje pomocí značek, které označují povrch obrobený i neobrobený. U neobrobeného povrchu neodebíráme žádný materiál a povrch ponecháme ve stavu původního zpracování. Plochy obrobené mají předepsanou drsnost obrobitelnosti. Obrázek 7: Značka struktury povrchu a) povrch obrobený i neobrobený; b) obrobený povrch; c) neobrobený povrch Hodnota struktury povrchu závisí na metodě obrábění a při jejím předepisování rozlišujeme plochy funkční a volné. Struktura povrchu se dělí dle velikosti rozteče nerovnosti. Drsnost povrchu je nejmenší dovolená nerovnost. Označujeme ji parametrem Ra

30 Tabulka 6: Používané hodnoty drsnosti Hodnoty úchylky profilu Metoda výroby povrchu 0,012 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 Dokončovací metody 1,6 3,2 6,3 12,5 Běžné obrábění Povrch polotovarů Obrázek 8: Poloha značky struktury povrchu na výkrese Geometrická tolerance Na správné funkci součásti se podílí rovněž i geometricky přesný tvar funkčních ploch, jako jsou válcové plochy, kruhovitost, kolmost, souměrnost a jiné. Geometrické tolerance definují přípustné odchylky skutečných tvarů a předepisují se tehdy, jsou-li pro funkci součásti podstatné. Všeobecné geometrické tolerance jsou dány tolerancemi ČSN ISO 2768 a jsou zapsány v popisovém poli. Předepsané stupně přesnosti: Nejpřesnější H Střední K Nejméně přesný L Příklad: ISO mk Geometrická tolerance je definována tolerančním polem nebo tolerančním prostorem

31 Obrázek 9: Rozdělení geometrických tolerancí Kontrolní otázky: 1) Co nám určuje normalizace? 2) Vysvětlete, co představuje kóta na výkrese. 3) Jak se značí nerovnost povrchu?

32 7.4 Tolerování rozměrů Výkresem předepsané rozměry jsou ve skutečnosti teoretické. Při výrobě součásti vznikají nepřesnosti způsobené zvolenou technologií výroby, procesem výroby a lidským faktorem. Rozměr naměřený (skutečný rozměr) se od ideálního rozměru odlišuje v určitých mezích. Tolerování je předepisování mezí a přesností s jakou má být výrobek zhotoven. Tolerování klade zvýšené nároky na výrobu, a proto se tolerují pouze rozměry funkční. Rozměr, který není tolerován, musí být rovněž zhotoven v daných mezích. Znalost tolerancí je základem pro tvorbu technologické dokumentace a technologie výroby. Netolerované rozměry u nichž není předepsaná tolerance, se rozdělují dle normy ČSN do čtyř tříd přesnosti. + 0 f m c v - - Obrázek 10: Relativní velikost všeobecných tolerancí Tabulka 7: Délkové rozměry Třída přesnosti Mezní úchylky pro základní rozsah rozměrů v mm označení název 0, f jemná +/- 0,05 +/- 0,05 +/- 0,1 +/- 0,15 +/- 0,2 +/- 0,3 m střední +/- 0,1 +/-0,1 +/- 0,2 +/- 0,3 +/- 0,5 +/- 0,8 c hrubá +/- 0,2 +/- 0,3 +/- 0,5 +/- 0,8 +/- 1,2 +/- 2 v velmi hrubá +/-0,5 +/- 1 +/- 1,5 +/- 2,5 +/- 4 Příklad: ISO m m neobecná tolerance délkových a úhlových rozměrů

33 Označování tolerance na výkrese se skládá z čísla normy ISO, značky třídy přesnosti a nepřesnosti mezních rozměrů a dále ze značky třídy přesnosti geometrických rozměrů. Označení tolerance najdeme v popisovém poli výkresu. Tolerance se na výkrese zapisují pomocí: Mezních úchylek číselné vyjádření hodnoty těsně za jmenovitým rozměrem (maximální dovolená nepřesnost) ,1 +0, , ,1 Mezních rozměrů definují maximální a minimální rozměr součásti a předepisují se vzestupně. Možnost omezení rozměru v jednom směru. 23,1 22,8 23,2 23,00 Tolerančních značek zapisují se za jmenovitým rozměrem a toleranční značkou, ke které lze zapisovat toleranční pole mezních rozměrů. 34 f6-0, f6 (-0,041) 33, f6 (33,959) Toleranční pole: Poloha 28 tolerančních polí ve vztahu k nulové čáře se zapisuje písmeny latinské abecedy. Nepoužívají se písmena I, L, O, Q, W, i, l, o, q, w. Vnitřní rozměry (díra) A, B, G, H, K..Z Vnější rozměry (hřídel) a, b,.g, h, j, k..z Toleranční značka určuje polohu tolerančního pole vůči nulové čáře jmenovitého rozměru. Polohu tolerančního pole doplňuje toleranční stupeň přesnosti IT

34 Tolerovaný rozměr příklad : Ø 20 H7 20 jmenovitý rozměr H7 toleranční značka H toleranční pole 7 toleranční stupeň IT - toleranční stupně přesnosti: Jednotná soustava tolerancí nám udává 20 stupňů přesnosti IT. Na stupni přesnosti závisí velikost tolerance rozměru. Rostoucím stupněm přesnosti se zvětšuje tolerance. Tabulka 8: Toleranční stupně přesnosti Vysoce přesná výroba měřidel Výroba v přesném všeobecném strojírenství Strojní součásti Výroba polotovaru Odlitky, výkovky Poloha tolerančního pole hřídelů a děr: Poloha tolerančního pole vzhledem k nulové čáře je přesně určena základnou, která je blíže k nulové čáře. Výška tolerančního pole je závislá na tolerančním stupni IT a jmenovitému rozměru součásti. Obrázek 11: Značení díry a hřídele na výkrese Základní pojmy: Při grafickém znázornění se zakresluje pro jednoduchost jen toleranční pole ve vztahu k nulové čáře. Předepisované úchylky v jednotkách µ jsou nad nulovou čárou kladné,

35 pod nulovou čárou záporné. Toleranční pole může v zásadě zaujímat pět různých poloh ve vztahu k nulové čáře. + hřídel DÍRA hřídel 0 DÍRA hřídel DÍRA hřídel hřídel DÍRA _ DÍRA Obrázek 12: Toleranční pole ve vztahu k nulové čáře Tabulka 9: Přehled pojmů Pojmy DÍRA hřídel Horní mezní rozměr Největší možný rozměr HMR hmr Dmax., dmax. Dolní mezní rozměr Nejmenší možný rozměr DMR dmr Dmin., dmin. Horní mezní úchylka Hodnota v ST tabulkách ES es Dolní mezní úchylka Hodnota v ST tabulkách EI ei Jmenovitý rozměr Jr Údaj daný na výkrese Rozdíl mezi horním mezním rozměrem a dolním Tolerance T mezním rozměrem. Nebo rozdíl mezi mezními úchylkami Tolerance je vždy číslo kladné a udává se bez znaménka. Vyjadřuje velikost dovolené nepřesnosti vyrobené součásti. Nulová čára V grafu představuje hodnotu jmenovitého rozměru Skutečný rozměr Rozměr naměřený

36 7.5 Lícování Lícování je všeobecné označení pro přesnost obrobení navzájem spojovaných součástí a pro jejich vzájemný vztah daný vůlí nebo přesahem. Lícování nám udává, jak těsně nebo jak volně se k sobě hodí dva do sebe vložené obrobky. Význam lícování: Dnešní výroba a vyměnitelnost náhradních dílů vyžaduje přesnost a vzájemnou vyměnitelnost opotřebovaného dílu za nový, bez dodatečné úpravy tak, aby si funkčně vzájemně díly vyhovovaly. Hřídel zhotovený v továrně A musí rozměrově vyhovovat ložisku vyrobenému v továrně B při dosažení stanovené funkce montážní sestavy. Pro tento účel je vytvořena lícovací soustava ISO. Druhy lícování: Lícovací soustavy jsou jednotný hřídel a jednotná díra. Jejich volba závisí na tom, jak mají lícované části účelně společně působit a jak mají být hospodárně vyrobeny. V soustavě jednotné díry pro všechna uložení téhož stupně lícování se zhotovuje díra stejných rozměrů a podle uložení se mění rozměr hřídele. Tato soustava je u nás nejvíce používána. V soustavě jednotné díry jsou všechny tolerance hřídelů vztaženy k poloze tolerančního pole díry H. + hřídel 0 DÍRA hřídel hřídel hřídel hřídel _ Obrázek 13: Polohy tolerančního pole hřídele v soustavě jednotné díry

37 V soustavě jednotného hřídele pro všechna uložení téhož stupně lícování se zhotovuje hřídel stejných rozměrů a podle uložení se mění rozměr díry V soustavě jednotného hřídele jsou všechny tolerance děr vztaženy k poloze tolerančního pole hřídele h. + DÍRA 0 hřídel DÍRA DÍRA _ DÍRA DÍRA Obrázek 14: Poloha tolerančního pole díry v soustavě jednotného hřídele Díra a hřídel musí mít stejný jmenovitý rozměr, odlišují se polohou tolerančního pole k nulové čáře a tedy i skutečným rozměrem. Uložení: Uložení je vzájemný vztah skutečných rozměrů díry a hřídele. Podle polohy tolerančního pole, rozměru tolerance o stejném jmenovitém rozměru rozlišujeme tři základní druhy uložení. A uloţení s vůlí zaručuje určitou vůli mezi vzájemně uloženými součástmi. Umožňuje nám vzájemný pohyb součástí a hřídel je vždy menší než díra. Jedná se o točné uložení (H/g; H/f). V případě shodnosti dolního mezního rozměru díry s horním mezním rozměrem hřídele, jde stále o uložení s vůlí a nazýváme ho uložení smykové (H/h). B uloţení přechodné mezi vzájemně uloženými díly nastává vůle nebo přesah, a to podle toho, ke kterému meznímu rozměru se přiblíží skutečné rozměry vyrobených součástek (H/k; H/n). Toleranční pole hřídele a díry se částečně nebo zcela překrývají

38 C uloţení s přesahem při dosažení přesahu vyrobených součástí je zajištěna jejich nehybnost při spojení (H/r). Hřídel je vždy větší než díra a spojení vzniká nalisováním za tepla nebo za studena. Obrázek 15: Vzájemné uložení díry a hřídele A uložení s vůlí, B uložení přechodné, C uložení s přesahem Dle uložení určujeme minimální a maximální vůli, minimální a maximální přesah. Tabulka 10: Výpočet vůle a přesahu vůle, přesah uloţení výpočet minimální vůle s vůle rozdíl mezi DMR a hmr maximální vůle s vůlí přechodné rozdíl mezi HMR a dmr minimální přesah s přesahem rozdíl mezi dmr a HMR maximální přesah s přesahem přechodné rozdíl mezi hmr a DMR Obrázek 16: Základní pojmy rozboru uložení

39 Příklad rozbor toleranční značky 20H7/ k6 Tabulka 11: Rozbor uložení 20H7/k6 20H7/k6 Jr 20 DÍRA H7 Hřídel k6 ES, es +0,021 +0,015 EI, ei 0,000 +0,002 HMR, hmr 20,021 20,015 DMR, dmr 20,000 20,002 Tolerance 0,021 0,013 Hodnota mezní úchylky v tabulkách je v m, pro výpočet je třeba m převést na mm 0,5 m = 0,0005 mm 1 m = 0,001 mm 10 m = 0,01 mm 100 m = 0,100 mm 1,5 m = 0,0015 mm Vzájemný vztah 20H7/k6 Uložení přechodné Maximální (vůle, přesah) max. vůle = 0,019 mm Minimální (vůle, přesah) max. přesah = 0,015 mm + 20,0 DÍRA H7 hřídel k6 _ Obrázek 17: Grafické znázornění uložení 20H7/k6-37 -

40 7.6 Tolerování závitu Požadované funkce závitového spojení a zaručené vyměnitelnosti šroubů a matic se dosáhne tolerováním závitů. Tolerování metrického závitu hybné uložení Tolerujeme střední průměr (shodný s maticí a šroubem) malý průměr závitu matice velký průměr závitu šroubu D d velký průměr závitu matice a šroubu D2 d2 střední průměr závitu matice a šroubu D1 d3 malý průměr závitu matice a šroubu Obrázek 18: Profil metrického závitu, matice a šroubu Značení závitu na výkrese Závit se základní roztečí: M příklad značení M8; M16; M36 Závit s jemnou roztečí: M x P (P rozteč v mm) příklad značení M8x1; M12 x 1 MATICE: Toleranční značka závitu matice se skládá: střední průměr závitu matice (5H), malý průměr závitu matice (6H). příklad: M24 5H 6H

41 Pro matice se předepisuje základní úchylka H nebo G V případě shodnosti toleranční značky středního (6H) a malého průměru (6H) se matice zapisuje se jednou značkou. příklad: M24 6H Šroub: Toleranční značka závitu šroubu se skládá: střední průměr závitu šroubu (6g) velký průměr závitu matice (8g) příklad: M24 6g V případě shodnosti toleranční značky středního a malého průměru šroubu zapisuje se jednou značkou. příklad: M24 6g Vzájemný vztah šroubu a matice je určen mezními úchylkami středního průměru závitu a polohou tolerančního pole šroubu a matice vzhledem k jmenovitému profilu závitu. Za vzájemný vztah šroubu a matice považujeme: závitovou vůli závitový přesah Uloţení závitu Soustavu tolerance a vzájemného uložení určuje řada vůlí a přesahů mezi šroubem a maticí. Uložení předepisujeme v soustavě jednotné matice. 1) Hybné uložení závitová vůle 2) Nehybné uložení závitový přesah (před sešroubováním) 3) Přechodné závitová vůle a závitový přesah Uložení se předepíše spojením tolerančních značek pro závit matice a šroubu. Označuje se zlomkem. příklad: M24 6H/6g; M20 5H/6g

42 Tolerování pro uložení s vůlí Mezní úchylky ISO metrického závitu a doporučené tolerance a stupně přesnosti pro uložení jsou uvedeny v tabulce 7. Tabulka 12: Uložení matice a šroubu matice šrouby použití G H e g h 4H 5H 4h pro přesné závity 6G 6H, 5H 6H 6e 6g 6h všeobecné použití 7H 8g pro méně přesnou výrobu Příklad uložení s vůlí: M24 6H/6g Tolerování pro uložení přechodné Toleranční pole jsou stanovena normou (ST tabulky). Přechodných uložení metrického závitu se používá u vnějších závitů zašroubovaných konců, závrtných šroubů a ve vnitřních závitech součástí konstrukčních prvků pro dotažení spoje. příklad: M16 3H6H/2m Tolerování pro uložení s přesahem Toleranční pole stanovena normou (ST tabulky). příklad: M36 2H5D/2r Obrázek 19: Toleranční značka na kótovací čáře

43 7.6.2 Příklad rozboru uloţení závitu M36 6H/6g Rozbor matice Hodnotu hledáme pod průměr D36 mm; matice M36 6H střední a malý průměr. Tabulka 13: Rozbor matice D2 Střední ø závitu matice 6H 33,402 mm horní úchylka ( ES) +300 μm = 0,300 mm horní mezní rozměr ( HMR) 33, ,300 Střední průměr + ES 33,702 mm dolní úchylka (EI) 0 0 dolní mezní rozměr ( DMR) 33, ,00 Střední průměr + EI 33,402 mm tolerance (T) 0,300 mm Toleranční pole H má dolní úchylku shodnou s nulovou čárou, v tomto případě s jmenovitým rozměrem středního průměru závitu Tabulka 14: Rozbor matice D1 Malý ø závitu matice 6H 31,670 mm horní úchylka ( ES) +600 μm = 0,600 mm horní mezní rozměr ( HMR) 31, ,600 malý průměr + ES 32,270 mm dolní úchylka (EI) 0 0 dolní mezní rozměr ( DMR) 31, ,00 malý průměr + EI 31,670 mm tolerance (T) 0,600 mm Toleranční pole H má dolní úchylku shodnou s nulovou čárou, v tomto případě s jmenovitým rozměrem malého průměru závitu Z tabulky malého průměru závitu vyplývá, že zhotovená díra musí mít nejmenší rozměr ø 31,670 mm a největší ø 32,270 mm. Rozměry mimo tyto hranice nevedou k zhotovení závitu M36 6H. Pro zhotovení bude vhodné použít vrták průměru 32 mm

44 Rozbor šroubu Hodnotu hledáme pod průměr D36 mm; šroub M36 6g střední a velký průměr. Tabulka 15: Rozbor šroubu d2 Střední ø šroubu 6g 33,402 mm horní úchylka (es) -60 μm = 0,060 mm horní mezní rozměr (hmr) 33,402-0,060 Střední průměr + es 33,342 mm dolní úchylka (ei) -284 μm = 0,284 mm 0 dolní mezní rozměr (dmr) 33,402-0,284 Střední průměr + ei 33,118 mm tolerance (t) 0,224 mm Tabulka 16: Rozbor šroubu d velký ø šroubu 6g 36,000 mm horní úchylka (es) -60 μm = 0,060 mm horní mezní rozměr (hmr) 36,0-0,060 velký průměr + es 35,940 mm dolní úchylka (ei) -535 μm = 0,535 mm 0 dolní mezní rozměr (dmr) 36,0-0,284 velký průměr + ei 35,465 mm tolerance (t) 0,475 mm Z tabulky velkého průměru závitu vyplývá, že zhotovený průměr dříku musí mít nejmenší rozměr ø 35,465 mm a největší ø 35,940 mm. Rozměry mimo tyto hranice nevedou k zhotovení závitu M36 6g

45 7.6.3 Lícování závitu Lícování je přesné obrobení styčných ploch boků závitů dvou spojovacích součástí, šroubu a matice. Vzájemný vztah jejich rozměrů a geometrických tvarů. Vyznačuje se vůlí nebo přesahem mezi závity. Pro určení uložení porovnáváme vztah středního průměru matice a středního průměru šroubu. Nulová čára má hodnotu středního průměru (JR). V soustavě jednotné matice se toleranční pole matice nachází od nulové čáry směrem k plusové hodnotě. Dolní mezní úchylka v soustavě jednotné matice je 0. Dolní mezní rozměr je shodný s rozměrem jmenovitým, tedy s nulovou čárou. Šroub se podle uložení může nacházet jak v hladině kladné, tak i v záporné. V případě uložení s vůlí se mezní úchylky nachází pod nulovou čarou. Uložení M36 6H/6g + 33,402 MATICE šroub _ Obrázek 20: Grafické znázornění D2/d2 Dle grafického schématu jde o uložení s vůlí V max je dáno rozdílem HMR matice a dmr šroubu V min je dáno rozdílem DMR matice a hmr šroubu V max = 33,702 33,118 = 0,584 mm V min = 33,402 33,342 = 0,060 mm

46 Kontrolní otázky: 1) Kterou lícovací soustavu používáme častěji. Charakterizujte ji. 2) Pomocí strojnických tabulek určete mezní rozměry 132k7; 34H7; 16f8. 3) Popište složení toleranční značky lícovaného závitu M24 5H 6H/6g. 4) Proveďte rozbor tolerance závitu a jeho uložení M18 6H/6g. 5) Proveďte rozbor uložení díry a hřídele 32H8/s7, plus grafické vyjádření. Rozbor uložení závitu cvičení JR matice šroub ES, es HMR, hmr EI, ei DMR, dmr tolerance Vzájemný vztah. Uložení Maximální (vůle, přesah) Minimální (vůle, přesah) Rozbor uložení díry a hřídele cvičení Jr DÍRA ES, es EI, ei HMR, hmr DMR, dmr Tolerance Vzájemný vztah Uložení Maximální (vůle, přesah) Minimální (vůle, přesah) hřídel