Katedra konstruování strojů Fakulta strojní K2 E doc. Ing. Martin Hynek, PhD. a kolektiv verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
LISOVACÍ NÁSTROJE ÚVODNÍ INFORMACE Jsou to nástroje pro lisování kobercových dílů. Základem lisovacích nástrojů jsou bloky z plného materiálu, které jsou frézovány. Vzorové lisovací nástroje zpracované v rámci tohoto projektu jsou WP_501 (KA 03.07), WPD_346 (KA 02.03), WP_1007 (KA 03.01) Zdroje obrázků: alibaba.com, eltoppraha.cz, marsystems.cz, Sonnenberg-niestetal.de, tradekorea.com, walther-praezision.de, zpaul.cz
SOUČÁSTI LISOVACÍCH NÁSTROJŮ Transportní oka Horní blok Spodní blok Dorazy nástroje Transportní pásy Teploměr Vedení nástroje
PODKLADOVÁ DESKA Podkladové desky se nacházejí na horním i spodním nástroji. Chrání stůl lisu před přímým ohřevem od formy, která je opatřena temperační soustavou. Zabraňuje poškození izolační desky. Obsahují prvky uchycení k lisu. Tloušťka se pohybuje od 6 do 40 mm. Horní podkladová deska Spodní podkladová deska
SYSTÉM UCHYCENÍ PODKLADOVÉ DESKY Běžně se využívají 3 základní systémy Uchycení šroubem v pouzdře o Pro úzké izolační desky kde není možno použít pouze sřoubu, je nutno použít pouzdro, které prochází izolační deskou a dosedá na blok Uchycení šroubem v pouzdře s pružinami o Další způsob uchycení podkladové desky. Uchycení pouze šroubem o Tento způsob lze použít tehdy, když je podkladová deska dost silná na to, aby bylo možné zapustit celou hlavu šroubu. Proti uvolnění šroubu lze použít pružnou podložku.
VODÍCÍ ELEMENTY NÁSTROJE Vodící elementy slouží pro přesné vedení pohyblivé části formy vůči nepohyblivé části formy. Podle polohy se dělí vedení nástroje na dva typy o Externí vedení Umístěno v bloku nástroje Tento typ vedení používáme z důvodu úspory materiálu formy, není třeba přídavek materiálu bloku pro dodržení předepsané vzdálenosti vyráběného dílu od vedení (tzv. volný prostor). o Interní vedení Umístěno v bloku nástroje. Tento typ vedení zvyšuje celkovou tuhost soustavy, ovšem je nutnost přídavku, aby byl dodržen volný prostor mezi vyráběným dílem a vedením. Výhodou je použití menšího počtu dílů vedení.
Podle typu dělíme vedení o Mečové vedení Obecně se vedení se skládá z jednoho meče, dvou držáků kluzných destiček a dvou kluzných destiček. Může být ve vedení též obsažena kapsa, ve které jsou uloženy oba držáky. Mezi nevýhody lze uvažovat složitou konstrukci, menší schopnost centrováni a fakt, že většinu dílů musíme vyrábět. Meče je třeba konstruovat co nejkratší vzhledem k požadované vysoké tuhosti a úspoře materiálu Držáky kluzných destiček Kluzné destičky Kapsa Meč
o Čepová vedení Vedení pracující na principu čepu a vodícího pouzdra. Jednoduchá konstrukce. Díly se nemusejí vyrábět, mohou se zakoupit u firmy Sankyo oilless. Sloup horního vedení Vodící pouzdro Čep Čepová vedení Sloup spodního vedení Řez vedením Vodicí pouzdra
o Kuželová vedení Jednoduché, velice přesné vedení. Díly jsou nakupované od firmy Sonnenberg. Kuželové vedení má lepší schopnost centrování horní poloviny nástroje vůči spodní, než mečové nebo čepové vedení. Je to dáno kuželovitostí čepu. Závrtný šroub Blok horního vedení Kuželový čep Vodící pouzdro Blok spodního vedení Nakupované součásti od firmy Sonnenberg
DORAZY NÁSTROJE Dorazy v lisovacích nástrojích stanovují pracovní polohu nástroje. Dorazy jsou uchyceny k blokům dorazů, nebo k bloku nástroje pomocí šroubů. Stejně jako u vodicích elementů se podle polohy dělí dorazy nástroje na dva typy o Externí dorazy Jsou umístěny vně bloku a jsou opatřeny bloky dorazu. Tento typ dorazů používáme z důvodu úspory materiálu formy, není třeba přídavek materiálu bloku pro dodržení předepsané vzdálenosti vyráběného dílu od dorazů (tzv. volný prostor). Blok horního dorazu Horní doraz Spodní doraz Blok spodního dorazu o Interní dorazy Jsou umístěny v drážce uvnitř bloků. Oproti externím dorazům jsou interní dorazy přišroubovány dvěma šrouby přímo k bloku nástroje, není zapotřebí bloků dorazů. Nutnost přídavku pro dodržení volného prostoru mezi vyráběným dílem a dorazy. Horní doraz Spodní doraz
Podle typu se dělí na dorazy o Drážkované dorazy Sestava dorazu se skládá z horního a spodního dorazu a distančních podložek (popř. bloků dorazů). Drážkovaný doraz je možno kdykoliv umístit jako horní, nebo spodní doraz. Distanční podložky Horní doraz Spodní doraz Spodní doraz tělo spodního dorazu je opatřeno drážkami. Funkce drážek spočívá v možnosti vyběhnutí přebytečného materiálu z formy, aniž by vytlačený materiál ovlivnil nastavení nástroje. Horní doraz rozměrem stejný jako spodní doraz, ale styková plocha je rovná. Distanční podložky hlavní funkcí je nastavení přesné vzdálenosti dorazů. Podložky se umisťují pod horní, nebo spodní dorazy. Standardně se využívá tlouštěk 0,1 a 0,2 mm.
o Ploché dorazy Tento typ lze použít pouze pro externí dorazy, které nejsou v kontaktu s bloky nástroje, nemohlo by totiž dojít k vyběhnutí přebytečného materiálu z formy (viz. drážkové dorazy). Ploché dorazy lze použít v kombinaci s vedením (viz. čepová vedení). Výroba těchto dorazů je jednodušší. Horní doraz Spodní doraz Distanční podložka Plochý doraz
MATERIÁLOVÉ DORAZY Zaručuje správnou polohu polotovaru v pracovním bloku nástroje. Vyrábí se z pásové oceli. Materiálové dorazy se většinou zapouštějí do vyfrézovaných kapes bloků, aby nedošlo ke kolizi materiálových. dorazů s nástrojem Materiálový doraz obsahuje drážku, která umožňuje nastavení polohy pomocí šroubu. Materiálový doraz Horní kapsa Materiálový doraz v pracovní poloze Spodní doraz
Materiálové dorazy Rozmístění materiálových dorazů ve spodním nástroji Rozmístění kapes materiálových dorazů v horním nástroji Kapsy materiálových dorazů
TOPNÉ SYSTÉMY Mohou se nacházet se v obou polovinách nástroje. Slouží k nahřátí materiálu za účelem zlepšení jeho plasticity. Systém olejového ohřevu Systém rozvodu oleje musí do značné míry kopírovat tvarové plochy nástroje, aby se zajistilo dostatečné prohřátí 3D tvaru bloku, na kterém leží tvářený díl. Pracovní médium je olej. Pracovní teplota oleje se pohybuje okolo 190 C. Systém rozvodu oleje má jasně daný vstup a výstup. Proudění média ve formě musí být jednosměrné, bez slepých míst, kde by mohl olej stydnout a forma by se v těchto míste špatně prohřála. Oběh média je zaručen oběhovým čerpadlem. Systém olejového ohřevu
Usměrňování toku pomocí ucpávek o do vyvrtaných děr se vkládá závitová tyč, na které jsou nasazeny ucpávky a ty jsou ustaveny pomocí dvojice matic. o Ucpávka zabraňuje kapalině v průtoku. Ucpávka Závitová tyč Matice Ukázka usměrňování pomocí ucpávek Usměrňování toku pomocí hradícího plechu o princip spočívá v přehrazení toku média, který je nucen hradící plech obtékat a dochází tak k neustálému rovnoměrnému ohřevu. o Tento způsob se využívá u neprůchozích děr a tvarově složitých součástí. Hradící plech
Prvky systému o Rychlospojka je vždy umístěna u vstupu a výstupu z temperančního systému. Zajišťuje přívod a odvod oleje z temperanční soustavy. Jedná se o nakupovanou součást opatřenou trubkovým závitem pro zašroubování do bloku formy. Rychlospojka o Zátka slouží k zaslepení děr, aby nedocházelo k úniku oleje z bloku formy do okolí. Jedná se o nakupovanou součást opatřenou trubkovým závitem pro zašroubování do bloku formy. Zátka o Teploměr slouží pro sledování teploty formy. Jedná se o nakupovanou součást opatřenou trubkovým závitem pro zašroubování do bloku formy. Teploměry jsou umístěny čelem k obsluze. Teploměr
Systém elektrického ohřevu o K vyhřívání formy slouží topné patrony vsazené do předvrtaných děr. o Délka patrony by měla být alespoň do ¾ délky formy. o Formu je nutno uzemnit. o Vývody topných patron musejí být chráněny proti kontaktu s tekutinou. o Ohřev pomocí topných patron nemusí být usměrňován. Prvky systému o Topná patrona jedná se o průmyslový topný element pracující na principu elektrickém odporu. Jedná se o nakupovanou součást, která je opatřena dvěma přívody pro připojení napájecích kabelů Topná patrona o Teplotní snímač slouží pro sledování teploty formy. Jedná se o nakupovanou součást opatřenou trubkovým závitem pro zašroubování do bloku formy. Teplotní snímač
PARNÍ SYSTÉM Systém pro přívod páry o Pracovní médium je pára. o Slouží ke zlepšení plasticity polotovaru pro snadnější tvarování dílu. o Oběhové systémy se mohou nacházet v obou polovinách nástroje. o Vstup parního oběhu je jasně dán a výstup je ve tvarových plochách po celém bloku. o Rozvod páry nemá jasně definovanou cestu, ale je nutno zajistit, aby pára byla rovnoměrně přiváděna na celý povrch bloku. o Vývody páry jsou opatřeny parními tryskami. Parní okruh nástroje Hlavní rozvod páry Zátka Hlavní rozvody páry Parní tryska
o Tryska pára je rozváděna pomocí trysek zašroubovaných do bloku. Tryska musí být ustavena kolmo ke tvaru plochy dílu. Tryska je zfrézována s tvarem bloku tak, aby nevyčnívala ani nebyla zapadlá Parní tryska v bloku Parní tryska
IZOLACE Snižuje tepelné ztráty formy. Zvyšuje cenu formy. Mezi používané izolační materiály patří např. Necuron, nebo S4000. Podle rozložení izolace ji lze rozdělit do dvou skupin. o Boční izolace Umístění po obvodě horního i spodního bloku. Skládá se z určitého počtu menší kusů požadovaných tvarů přišroubovaných k obvodu bloku pomocí šroubů. Použití menších kusů je z důvodu velké křehkosti izolačního materiálu. Boční izolace horního nástroje Boční izolace spodního nástroje Boční izolace nástroje
o Izolační deska Vkládá se mezi podkladovou desku a blok v horním i spodním nástroji. Obvodový tvar i umístění děr pro upevnění izolační desky odpovídá tvaru a umístění děr podkladové desky. Podkladová deska Izolační deska Izolační deska horní Izolační deska spodní Nástroj s izolačními deskami
UPÍNACÍ SYSTÉM FORMY Slouží k upnutí formy k lisu Prvky upnutí se nacházejí na obou polovinách formy o Upínací kapsy Upínací systém je umístěn na straně obsluhy a na zadní straně nástroje Obsahuje vybrání pro hlavy upínacích šroubů Propojená upínací kapsa horního nástroje Propojená upínací kapsa spodního nástroje Uzavřená upínací kapsa spodního nástroje Otevřená upínací kapsa spodního nástroje
TRANSPORTNÍ PRVKY FORMY Slouží k přemisťování nástroje a spojení obou polovin nástroje Při přemisťování nesmí dojík k poškození dorazů, vedení a fukčních ploch v bloku nástvroje Transportní oka Transportní pásy Transportní pásy s oky Nosné čepy Tlačná deska Nosné čepy
o Transportní destičky Tyto destičky zaručují, že při transportu nedojde k poškození funkčních ploch a dorazů Aby nemohly destičky vyklouznout z dorazů při transportu, jsou destičky opatřeny středícími prvky Řetízek zabraňuje ztrátě destičky při provozu nástroje, když není destička používána Řez systému upnutí transportní destičky Systém upnutí transportní destičky
o Transportní oka Slouží pro přemístění nástroje Formy bývají přemisťovány pomocí vysokozvižných vozíku, rozteč ok proto musí odpovídat rozteči vidlic vozíků Jedno oko je svařeno celkem ze sedmi dílů pomocí koutových svarů Nevýhodou řešení je fakt, že je potřeba použít ještě transportní pás pro spojení obou polovin nástroje. Výroba svařováním je nákladnější a pracnější, než řezání transportních pásů s oky z plechu. Transportní oko o Transportní pásy Zaručuje spojení mezi spodním a horním nástrojem Vyrobený z pásové oceli Umístění se volí většinou na delších stranách nástroje Transportní pás
o Transportní pásy s oky Kombinuje funkce transportních ok a pásů v jednom Výroba je jednodušší, než svařovaná oka Transportní pás s okem
o Nosný čep Pro přemístění formy pomocí čepu slouží lano Část rozšíření krčku slouží jako pojištění proti uvolnění lana Jedná se o nakupovanou součást od firmy Fibro Nosný čep o Tlačná deska Jestliže je forma navržena pro transport po vodorovné ploše, můžeme formu opatřit tlačnými deskami Na desky se vyvíjí posuvová síla, která nezatěžuje žádnou funkční část, ale tlačné desky Tlačná deska
STŘEDÍCÍ ČEP Hlavní funkcí je zajistit přesné ustavení horního a spodního bloku vůči sobě Na ustavených blocích lze pak vyfrézovat drážky interního vedení, nebo vyvrtat díry pro šrouby externího vedení u obou bloků současně a tím zajistit dodržení požadované vysoké přesnosti Středící čep Středící čepy Středící čep v pracovní poloze