MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA. Katedra technické a informační výchovy HISTORIE, PRINCIP A VYUŽITÍ TECHNOLOGIÍ ŘEZÁNÍ A DĚLENÍ MATERIÁLU

MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra technické a informační výchovy HISTORIE, PRINCIP A VYUŽITÍ TECHNOLOGIÍ ŘEZÁNÍ A DĚLENÍ MATERIÁLU Bakalářská diplomová práce Brno 2016 Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D. Vypracoval: Daniel Málek

Bibliografický záznam: MÁLEK, Daniel. Historie, princip a využití technologií řezání a dělení materiálu. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra technické a informační, 2016. 59 s. Vedoucí práce Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D. Anotace: Tato bakalářská práce se zabývá historií, principy a využitím technologií řezání a dělení kovových, neželezných kovových materiálů a jejich slitin. Tato problematika je nejdříve teoreticky vysvětlena a následně jsou vypracovány tři dvouhodinové výukové bloky pracovních činností pro druhý stupeň základní školy. Klíčová slova: Technologie dělení materiálu, kovové materiály, neželezné kovové materiály, slitiny, historie obrábění. Abstract: This thesis deals with the history, principles and the technology utilization of cutting and the division of metal, non-ferrous metal materials and their alloys. First is this issue explained in theory and then are developed three two-hours lasting teaching blocks of design and technology for the secondary school. Key words: technology of cutting material, metal materials, non-ferrous metal materials, alloys, history of machining

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), v znění pozdějších předpisů. V Brně dne Daniel Málek

Poděkování Děkuji svému vedoucímu práce Ing. Zdeňku Hodisovi, Ph.D. za věnovaný čas, poskytování cenných rad, trpělivost a důvěru, kterou ve mě vložil.

Obsah I. ÚVOD... 7 II. TEORETICKÁ ČÁST... 9 1. Historie... 9 2. Technologie dělení materiálu... 10 2.1 Dělení materiálu plastickou deformací... 10 2.1.1 Dělení materiálu sekáním... 10 2.1.2 Dělení materiálu stříháním... 11 2.1.3 Dělení materiálu vystřihováním... 15 2.1.4 Dělení materiálu lámáním... 16 2.1.5 Dělení materiálu děrováním a probíjením... 17 2.2 Dělení s úběrem materiálu... 18 2.2.1 Dělení materiálu pilováním... 18 2.2.2 Dělení materiálu řezáním... 19 2.2.3 Dělení materiálu rozbrušováním... 22 2.2.4 Dělení materiálu vrtáním... 23 2.2.5 Dělení materiálu vystružováním a vyhrubováním... 24 2.2.6 Dělení materiálu soustružením... 24 2.2.7 Dělení materiálu upichováním... 28 2.2.8 Dělení materiálu frézováním... 29 2.2.9 Dělení materiálu hoblováním a obrážením... 32 2.3 Dělení materiálu tavením a odpařováním... 33 2.3.1 Dělení laserem... 33 2.3.2 Dělení plazmou... 34 2.4 Dělení materiálu fyzikálně a chemicky... 35 2.4.1 Dělení materiálu vodním paprskem... 35

III. PRAKTICKÁ ČÁST... 42 1. Didaktická příprava hodin... 42 1.1 První dvouhodinový výukový blok... 43 1.2 Druhý dvouhodinový výukový blok... 45 1.3 Třetí dvouhodinový výukový blok... 49 IV. ZÁVĚR... 53 V. RESUMÉ... 54 VI. ZDROJE... 55 VII. SEZNAM PŘÍLOH... 57

I. ÚVOD Tato závěrečná bakalářská práce se zabývá historií, principy a využitím technologií řezání a dělení materiálu. Dělení materiálu je spojeno již s počátky lidské společnosti, kdy se při práci využívalo pouze primitivních nástrojů bez využití speciálních technologií. V dnešní době se ovšem pro každý výrobek využívá konkrétní technologie dělení, která je pro danou výrobu nejvhodnější a splňuje potřebná kritéria (např. ekonomické). Materiálů, které můžeme k výrobě využívat je mnoho. Mezi nejčastěji používané můžeme zařadit dřevo, plast, kov. Dochází ovšem i k růstu využití jiných materiálů, jako například keramika, různé kompozity, polymery apod. Každý materiál má ovšem svá specifika, která musíme zohlednit a která často určují využití dané technologie dělení. Tato bakalářská práce je zaměřena na technologie dělení kovových materiálů, neželezných kovových materiálů a jejich slitin. V úvodu teoretické části se zabývám historií dělení materiálu od doby kamenné po současnost, vývojem a zdokonalováním využívání kovů člověkem. Ve většině teoretické části se věnuji základnímu rozdělení technologií využívané při dělení kovových materiálů, neželezných kovových materiálů a jejich slitin. Tyto technologie můžeme rozčlenit do čtyř základních skupin, které určujeme na základě způsobu, jakým daný materiál dělíme (plastickou deformací, s úběrem materiálu, tavením a odpařováním, fyzikálně a chemicky). Nejdříve budou tyto skupiny popsány a dále rozčleněny do podskupin, které podrobněji popíšu a uvedu do praxe. V praktické části převádím vybrané znalosti uvedené v teoretické části do praxe, pomocí didakticky zpracovaných tří dvouhodinových výukových bloků pracovních činností, jejichž výstupem je žák/žákyně se základními znalostmi souvisejícími s výrobou a vytvořením výrobku - plechové krabičky. Tento výukový blok bude zaměřen pro žáky a žákyně sedmých až devátých tříd běžné základní školy. V příloze nesmí chybět veškerá technická dokumentace související s výrobkem. Cílem mé bakalářské práce je vytvořit souhrnný přehled dělení kovových materiálů, neželezných kovových materiálů a jejich slitin s vysvětlením jejich využití a praktické zpracování některých technologií. Na základě zjištěných technologií didakticky zpracovat tři dvouhodinové výukové bloky pracovních činností pro děti sedmých až devátých tříd základní školy. 7

Hlavním cílem výuky pracovních činností je, aby žáci a žákyně pochopili využití daných technologií na daném výrobku, uměli pracovat s určitými nástroji a číst výrobní výkresy. 8

II. TEORETICKÁ ČÁST 1. Historie Už v době kamenné můžeme pozorovat, že se vyskytovaly nástroje, na kterých bylo vyrobeno ostří představující určitou podobu řezné geometrie nástroje přizpůsobené běžným úkolům opracování, např. řezání, škrábání, vrtání, rytí, sekání atd. 1 Využívání kovů považujeme za důležitý mezník v lidských dějinách. Bez kovů a jejich slitin by lidstvo nikdy nedosáhlo takové životní úrovně, jakou máme dnes. Aby člověk uspokojil své potřeby, vyráběl z kovu nejprve primitivní nářadí, nástroje, zbraně, šperky a mnoho dalších předmětů. O mnoho později to byly jednoduché stroje a dopravní prostředky. 2 Jedním ze základních úkolů řemeslné výroby je dělení, či oddělování částí zpracovávaného materiálu. K tomuto účelu se od nejstarších dob v kovovýrobě používalo ruční sekání, řezání nebo stříhání. Od středověku se ve výrobě začala využívat vodní a větrná energie, díky tomu bylo možné materiál stříhat za pomocí strojů. Možnosti k využití hromadné či sériové výroby dopomohl nástup páry, elektrické energie a spalovacího motoru k pohonu strojů. Díky těmto pohonům přibylo také lisování, rozbrušování, frikční dělení materiálu, řezání kovů elektrickým obloukem nebo plamenem. V současnosti tyto technologie výrazně zjednodušují, zpřesňují a také rozšiřují možnosti jejich využití i na materiály, které se klasickými postupy dělily obtížně nebo se dělit nedaly vůbec. Patří sem například plazmové řezání, řezání vodním paprskem nebo laserem. 3 1 MRKVICA, Miloš. Obrábění 1, 1. díl Obrábění nástroji s geometricky definovaným břitem. 1.vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská v Ostravě, 1993, 202 s. ISBN 80-7078-213-7. str. 9. 2 ŠTEFEK, Jan. Dílenské práce v 5. 8. ročníku zvláštní školy. 1.vyd. Praha: SPN, 1992, 285 s. ISBN 80-04- 24616-8. str. 58. 3 OEHM, Miloslav. Zámečnictví tradice z pohledu dneška. 1.vyd. Praha: Grada Publishing, 2005, 268 s. ISBN 80-247-1042-0. str. 253. 9

2. Technologie dělení materiálu Technologie dělení materiálu se dá rozčlenit podle způsobu oddělování a ovlivnění samotného výrobku na: dělení plastickou deformací (sekání, stříhání, vystřihování, lámání), s úběrem materiálu (klínovým nástrojem, brusným nástrojem), tavením, odpařováním (elektronovým paprskem, plazmou, kyslíkovým plamenem, řezání laserem, elektrickým obloukem), dělení fyzikálně a chemicky (elektrolyticky, elektrochemicky, ultrazvukem, vodním paprskem, vzduchovým proudem, tepelným šokem). 4 2.1 Dělení materiálu plastickou deformací Tento způsob dělení je založený na působení nástroje na materiál, který chceme dělit. V místě, kde dochází k ovlivnění materiálu řezným nástrojem, vzniká intenzivní plastická deformace, která vede k porušení děleného materiálu. Proces této deformace vzniká buď za tepla, nebo zastudena. 5 2.1.1 Dělení materiálu sekáním Sekání materiálu sekáčem je jedním z nejstarších způsobů dělení, dříve se tak také zarovnával povrch, vysekávaly se drážky a díry. V dnešní době sekáme pouze tam, kde nelze dobře použít jiného způsobu (k useknutí nýtových hlav). Na sekáč tlučeme na jednom konci, který se nazývá hlava sekáče. Tato hlava je kalená a silně popuštěná a na druhém konci sekáče je kalené a popuštěné ostří ve tvaru klínu. Podle šířky ostří rozlišujeme sekáč křížový (drážkovací) nebo plochý. Pro zvláštní práci se vyrábí i speciální tvarové sekáče jako jsou sekáče ohnuté apod. Při práci musí být sekáč skloněn tak, aby klínová ploška ostří klouzala po materiálu. Při jiném sklonu sekáč buď vyskakuje, nebo se naopak zasekává příliš hluboko do povrchu materiálu. 6 4 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 8. 5 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 9. 6 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 36-37. 10

Jak již bylo napsáno úzké drážky, sekáme křížovým sekáčem a širší drážky, či plochy sekáme plochým sekáčem. K sekání plechu využijeme sekáče se zaobleným ostřím a sekáme podle rysky nebo můžeme nejdříve vyvrtat řadu děr těsně vedle sebe a pak jen prosekávat zbylý materiál mezi nimi. 7 Obrázek 1 - Způsoby sekání 8 K sekání můžeme také využívat utínku. Tato technologie dělení materiálu využívá utínky, která je nasazena do otvoru v kovadlině. Materiál, který chceme sekat, položíme na klín utínky a přesekneme pomocí úderů kladiva na materiál. Tato metoda se nazývá sekání z jedné strany. Nebo můžeme také místo kladiva použít sekáč, na který pak udeříme kladivem a tím docílíme metody, která se nazývá sekání ze dvou stran. 9 2.1.2 Dělení materiálu stříháním Dělení materiálu střihem tzv. beztřískově se řadí k nejstarším a nejpoužívanějším pracovním postupům. S růstem elektrotechnického průmyslu se zvyšuje i spotřeba výstřižků z plechu a to buď ve formě konečného výrobku, nebo také jako polotovaru pro následné zpracování. Při stříhání se materiál odděluje smykovým působením dvou řezných hran. Rozdělení materiálu předchází značné přetvoření. Používá se při dělení měkkých a tvárných materiálů. V lisovnách se stříhání využívá na přípravu polotovarů (stříhání tabulí plechu na pásy, stříhání profilů na kusy s definovanou délkou, vystřihování součástek z plechu). 10 7 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 38. 8 ELUC : Sekání kovů [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: <https://eluc.krolomoucky.cz/verejne/lekce/1859> 9 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 9. 10 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 11. 11

Při procesu stříhání se na materiál působí vhodně upravenými noži a to tak, aby se materiál ustřihl v určité ploše. Pro dosažení co nejvíce kvalitního střihu musíme dodržovat určité podmínky jako je ostří nožů, vůle mezi noži atd. to klade určité nároky na obsluhu a také údržbu stroje. Nejsou-li podmínky dodržovány, může to mít za následek nejen nekvalitní střižnou plochu, ale i vylomení břitů nožů či dokonce zničení celého stroje (nůžek). Proto musí být obsluha stroje seznámena se základními technologickými požadavky kvalitního střihu, jako je správná vůle mezi noži, jaké může být maximální otupení nožů. 11 Stejně jako ostatní stroje mají být i dělící stroje obsluhovány nejlépe stejnou obsluhou, která zná základní technologické požadavky. Není vhodné, aby nůžky používali všichni zaměstnanci, tímto opatřením zvýšíme i bezpečnost práce na pracovišti. 12 Střižný proces zatlačuje stříhací nože do materiálu dvojicí sil tak, aby došlo k oddělení materiálu v střižné rovině, podél níž se střižné nože pohybují. Tlak se šíří ve stříhaném materiálu od místa styku s noži. Jelikož nože přesunou části stříhaného kovu proti sobě podél střižné plochy, začne ve střižné ploše vznikat tahové napětí. Přetvoření stříhaného materiálu začíná vznikat v oblasti kolem střižné plochy a v ní pak budou při dalším vzájemném posuvu nožů vlákna postupně ohýbána a protahována. Jak se bude tlak zmenšovat, bude se i prodloužení a prohnutí vlákna zmenšovat. Když se nože vtlačí do určité poměrné hloubky, charakteristické pro konkrétní stříhaný materiál, dosáhne tahové napětí takové hodnoty, že nastane porušení, což má za následek vznik trhliny ve směru největšího smykového napětí. Jelikož největší tahové napětí je vyvíjeno na břitu střižného nože, vznikne obvykle první trhlina právě na tomto místě. Při dalším postupu nožů materiálem vznikají další trhlinky, až dojde k úplnému oddělení jednotlivých částí. 13 Výrobky se stříhají buď přímo z pásů (svitků) nebo se pásy připraví rozstřižením na tabule plechu. 14 11 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 17. 12 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 17. 13 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 17-18. 14 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 48. 12

Tato technologie dělení se dá provádět ručně nebo strojně. Ručními nůžkami stříháme plech do síly kolem 1,5 mm, čelisti musí být správně přitaženy k sobě, aby nám plech jen nedeformovaly. Obrázek 2 - Nůžky na plech 15 Stříhaný plech musíme držet tak, abychom stále viděli na rysku, podle které stříháme. Pokud chceme ručními nůžkami stříhat kulaté tvary, musíme stříhat po směru hodinových ručiček, aby nám správně odcházel odstřihnutý materiál a nedeformoval se výrobek a také abychom stále viděli na rysku. 16 Ručními tabulovými nůžkami stříháme především delší střihy a dělíme tabule plechu. Mají nastavitelný doraz a přidržovač, který je ovládaný levou rukou pomocí páky. Pravou rukou stříháme pomocí horního nože, který je přidělán na páce se závažím. Závaží je zde hlavně z bezpečnostního důvodu, aby páka s nožem nespadla na ruku dělníka. Páku s horním nožem tlačíme při stříhání směrem dolů a doleva ke spodnímu noži. 17 Strojní tabulové nůžky jsou určeny především ke stříhání tabulí plechu. Horní nůž bývá nakloněný o různé úhly. Čím menší je úhel sklonu, tím méně se ohýbá ústřižek. Moderní 15 Výukové materiály : Práce s nástroji [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: <http://www.vyukovematerialy.cz/prace/rocnik6/ptm4.htm> 16 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 39. 17 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 39-40. 13

nůžky se vyrábí s nastavitelnou vůlí mezi noži a bývají vybaveny i číslicovým řízením posuvu plechu upnutého v zadním dorazu. 18 Stříhání tenkostěnných profilů a trubek Spotřeba plechu jako konstrukčního a stavebního materiálu se v současné době neustále zvyšuje a proto se zvyšuje i poptávka po různých profilech z tenkých plechů, jako jsou U-profily, úhelníky a polouzavřené profily včetně trubek. Způsoby výroby tenkostěnných profilů válcováním jsou většinou zaměřeny na velkosériovou a hromadnou výrobu pomocí profilovacích linek. 19 Pro dělení tenkostěnných profilů se při výrobě používá dělící zařízení, které je umístěno na konci profilovacích linek. Dělící zařízení se pohybuje stejnou rychlostí s válcovaným profilem a během pohybu zároveň dochází k dělení, nástrojem pro beztřískové dělení (stříhání) jsou letmé nůžky nebo střižné nástroje. 20 Konstrukce profilových nůžek umožňuje stříhat otevřené tenkostěnné profily L, T, U, I a poskytují i možnost využití výměnných střižných desek, kterými je možno stříhat i profily jiných tvarů. Ovšem konce profilů jsou většinou deformovány, střižná plocha je hrubá a nepřesná. Tato technologie se používá u součástí, na které není kladen požadavek na přesnost a jejichž konce jsou dále přivařeny k jinému kusu. 21 Tvar nožů se musí pro každý profil řešit samostatně, při stříhání dojde nejdříve k sevření profilu a poté k ustřižení. Při procesu stříhání trubek je tato trubka nejdříve sevřena po obvodě čelistmi, které jsou ovládány přidržovačem nebo bočním klínem. 18 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 67. 19 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 197. 20 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 197. 21 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 198. 14

Obrázek 3 - Stříhání trubek 22 Nůž vniká hrotem do trubky a odstřihuje obvykle dvojitým střihem úzký prstenec, který tvoří odpad. Trubka bývá v místě vnikání nože mírně deformována, kvalitnější střižné plochy lze dosáhnout umístěním vnitřního rozpínacího trnu. 23 2.1.3 Dělení materiálu vystřihováním Přesné vystřihování je nejdokonalejší způsob vystřihování, za pomoci kterého se získávají velmi kvalitní střižné plochy a přesné rozměry. Přesné vystřihování je vhodná operace zejména pro velkosériovou výrobu součástek z plechu. Pro přesné vystřihování musí mít oceli dostatečnou tvárnost za studena a minimální mez kluzu. Pro účelnou výrobu součástí a hospodárné využití nástrojů jsou k použití nejvýhodnější nízkouhlíkové a nízkolegované oceli s malým obsahem příměsí, které bývají pozůstatky z hutního pochodu (fosfor, síra, vměstky atd.). Nevhodné pro přesné vystřihování jsou oceli s vysokým obsahem chromu, manganu a křemíku. Pro přesné vystřihování ocelí má nejdůležitější význam struktura, která je ovlivněna obsahem uhlíku a přítomných legujících prvků a také předchozím tepelným zpracováním. Se vzrůstajícím podílem tvrdých strukturních složek se zvyšuje opotřebení nástrojů, tím se snižuje možnost přesného vystřihování. Například z oceli ve stavu přírodním, tzn. z oceli tepelně nezpracované lze přesně stříhat pouze tvary s dostatečně velkým zaoblením, neboť při malém zaoblení vznikají mikroskopické trhlinky. 22 Technologie II : Technologie plošného tváření [online]. [cit. 2016-02-16]. Dostupné z WWW: <http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/06.htm#067> 23 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 201. 15

Naopak z oceli ve stavu žíhaném je možné přesně stříhat složité tvary součástí s malým zaoblením bez vzniku trhlinky. Pro přesné stříhání jsou nejvhodnější pásy nebo pruhy plechů, které jsou válcovány za studena. 24 Nejčastější použití přesného vystřihování je na výrobu ozubených kol, segmentů a ozubených hřebenů pro součásti kancelářských strojů, časoměrných přístrojů a optickomechanických přístrojů. Tvar ozubení závisí na mnoha činitelích, především jsou to síla a pevnost materiálu. Na zuby střižníku působí vedle tlakových napětí také napětí ohybová, ta mohou v krajních případech způsobit odlamování zubů. 25 U přesného vystřihování je střižná vůle zhruba 10 krát menší než u běžného vystřihování. Střižná vůle má také největší vliv na kvalitu střižné plochy. 26 2.1.4 Dělení materiálu lámáním Podstatou lámání je využití koncentrace napětí, ke kterému dochází v místě vrubu. K lámání materiálu se využívá soustruhu a lisu. Dělení tyčí a trubek pomocí lámání se provádí na soustruhu. Ostrým nožem se vytvoří na daném materiálu zápich, poté se na konec materiálu přitlačí palec, který je zakončený kuličkou. Při rotaci materiálu dochází ke střídavému ohybu, díky kterému vznikne únavová trhlina. Ta se pohybuje od obvodu k ose materiálu, což má za následek ulomení. Pro lámání plochých materiálů se využívá lis. Při tomto lámání se vrub vytváří pomocí vypálení kyslíkem, broušením, hoblováním nebo frézováním úhlovou frézou. Hloubka vrubu stačí asi 2 mm. Při využití vypálení vrubu kyslíkovým plamenem je síla potřebná ke zlomení nejmenší, protože v povrchu materiálu vznikají teplotní napětí. Podpěrné hroty lisu jsou z houževnaté oceli a tepelně zušlechtěné. Čela hrotů mají tupý úhel 120. Rovinnost lomových ploch se zlepšuje s křehkostí lámaného materiálu. 27 24 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 77-89. 25 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 94. 26 NOVOTNÝ, Josef, Zdeněk LANGER. Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů. 1.vyd. Praha: SNTL, 1980, 216 s. str. 97. 27 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 10. 16

2.1.5 Dělení materiálu děrováním a probíjením V tenkém plechu můžeme v kusové výrobě malé díry prorážet za studena průbojníkem na měkké podložce, na děrovací podložce nebo v přípravku pro děrování. Podobně můžeme děrovat silnější materiály za tepla. 28 Obrázek 4 - probíjení 29 Probíjení je v podstatě vystřižení plechu kruhovým ostřím průbojníku po úderech kladivem na průbojník. Probíjení je vhodné máme-li třeba spojit dva tenké plechy nýty. Průbojníky jsou vyrobeny z kvalitní oceli a jejich břit může mít mimo tvaru kruhu také tvar trojúhelníku, čtverce, obdélníku, či šestihranu. Postup práce při probíjení probíhá tak, že si nejdříve na materiálu orýsujeme místo, kde chceme probíjet. Průbojník uchopíme do levé ruky a klademe jej na průsečík nejprve v poloze mírně nakloněné, abychom nástroj položili na dané místo, pak průbojník postavíme kolmo k materiálu. Jedním nebo několika ráznými údery kladiva na průbojník probijeme materiál a zároveň dbáme na to, aby se průbojník neposunul. Tím by vznikl otvor nepřesného tvaru nebo by se materiál pokřivil v okolí probitého otvoru. 30 28 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 61-62. 29 ELUC : Probíjení [online]. [cit. 2016-02-16]. Dostupné z WWW: <https://eluc.krolomoucky.cz/verejne/lekce/1867> 30 ŠTEFEK, Jan. Dílenské práce v 5. 8. ročníku zvláštní školy. 1.vyd. Praha: SPN, 1992, 285 s. ISBN 80-04-24616-8. str. 123-124. 17

2.2 Dělení s úběrem materiálu 2.2.1 Dělení materiálu pilováním Pilování, kterým se dříve ve strojírnách obrábělo skoro všechno, bylo vytlačeno strojním obráběním. 31 I přes to je však stále nejčastější pracovní operací při ručním obrábění kovů. Základem pilování je odebírání kovových třísek zuby pilníku, zuby mají tvar klínu a jsou vtlačovány do materiálu. 32 Pilníky jsou kované nebo válcované z uhlíkové oceli, kterou lze dobře kalit. Podle tvaru zubů existují pilníky se sekem jednoduchým, křížovým, rašplovým a se zuby frézovanými. Jednoduchý sek se používá u pilníků na tvrdé kovy. Křížový sek, u něhož druhý, horní sek dělí zuby prvého seku na kratší, se používá na ocel, mosaz a litinu. Rašplové zuby, které jsou sekané špicí, se používají k pilování dřeva. Frézované pilníky se využívají na měkké kovy, protože je pilují lépe než pilníky sekané. Podle hustoty seku jsou pilníky hrubé, polohrubé, jemné a velmi jemné. Pilníky rozlišujeme také podle průřezu na obdélníkové, čtvercové, trojúhelníkové, kruhové, půlkruhové. 33 31 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 57. 32 ŠTEFEK, Jan. Dílenské práce v 5. 8. ročníku zvláštní školy. 1.vyd. Praha: SPN, 1992, 285 s. ISBN 80-04-24616-8. str. 128. 33 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 57-58. 18

Obrázek 5 Pilníky 34 Při pilování si nejdříve upneme obrobek do svěráku a zaujmeme správný postoj, ten vypadá tak, že ke svěráku stojíme bokem, levá noha je vysunuta vpřed, postoj musí být pevný, nohy jsou mírně rozkročeny. Pilník normální velikosti držíme při pilování oběma rukama, pravou rukou držíme pilník za rukojeť a levou rukou držíme pilník za jeho přední část. Při pilování pracujeme celým tělem, nikoli jen pohybem rukou, abychom se brzy neunavili a také dokázali lépe udržet pilník ve vodorovné poloze. Na pilník tlačíme jen při pohybu vpřed a pro úběr větší vrstvy zvolíme velký pilník. Přebytečný materiál pokud je to možné nejdříve uřízneme, usekneme nebo obrousíme, aby nám na pilování zbyla tenká vrstva. Při pilování rovinných ploch vedeme pilník stále vodorovně, ale několika směry, vždy pilujeme delší hranu, která nám umožní lepší držení vodorovnosti při pilování. 35 2.2.2 Dělení materiálu řezáním Řezání ruční pilkou Patří mezi jedno ze základních druhů ručního obrábění, při kterém je tříska oddělována pomocí pilového listu, který je napnutý v rámu pilky. Na pilovém listu jsou zuby trojúhelníkového tvaru. Aby nedocházelo k příliš velkému tření pilového listu při řezání, jsou 34 PePa. Český kutil.cz : Pilníky 1. díl [online]. 2007. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.ceskykutil.cz/dilna/rucni-naradi/pilniky-1-dil#> 35 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 59. 19

zuby upraveny tak, aby drážku řezaly o něco širší než je samotný list. Docíleno je toho tím, že jsou zuby buď střídavě vyhnuté, tzn. jeden vlevo, druhý vpravo nebo je list v části se zuby mírně zvlněn. 36 Při nasazování pilového listu do rámu pilky musí zuby vždy směřovat směrem od držadla. Obrázek 6 - Ruční pila na kov 37 Před řezáním si materiál dobře upneme do svěráku, aby nám nepružil. Poté si nejprve vypilujeme trojúhelníkovým pilníkem vroubek, který povede pilku, a začneme řezat na hraně s šikmo skloněnou pilkou. Při řezání stojíme bokem ke svěráku, pravou rukou držíme rukojeť a levá ruka svírá rám pilky nad napínací hlavou. Řežeme dlouhým pohybem pilky vpřed a zároveň na pilku jemně tlačíme. Při zpětném směru pilku odlehčíme. Při hlubokém řezu nám někdy může překážet rám pilky a musíme si list natočit. Při dořezávání materiálu tlačíme na pilku jemně a dáváme pozor, aby se list pilky nezlomil tím, že se zasekne o zbylý kousek materiálu. 38 Strojní řezání Řezání na strojových pilách je přesný a nejčastěji využívaný způsob dělení materiálu. Při řezání pilou se do materiálu postupně zařezávají zuby nástroje. Odebíraný materiál odchází v podobě třísky. Nástrojem je pilový list, pilový kotouč nebo pás. Pilové listy jsou ocelové pásy opatřené zuby z jedné nebo obou stran. Jsou z nástrojové nebo rychlořezné 36 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 41. 37 NAKUPKA.cz : Pilka na kov [online]. 2000. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < https://www.nakupka.cz/vyrobek/pilka-na-kov-powerplus-vt32401/> 38 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 43-44. 20

oceli, na snížení tření jsou zuby střídavě vyhnuté (rozvedené). Pilové kotouče jsou také z rychlořezné oceli s jemnými nebo hrubými zuby. U větších průměrů kotoučů jsou zuby vkládané do drážek kotouče jednotlivě nebo v segmentech. Pásy jsou uzavřené úzké svařené listy se zuby na jedné straně. 39 Řezání na rámových pilách probíhá tak, že nástroj je upnutý v obloukovém rámu, který vykonává vratný přímočarý pohyb. V záběru je jen při pohybu dopředu, při pohybu zpět se rám mírně zvedne, aby se předcházelo tření zubů o řezanou plochu, což by vedlo k otupení zubů. Posuv nástroje do řezu určuje hmotnost obloukového rámu pily. 40 Řezání na pásových pilách je velmi efektivním způsobem řezání, který je podobný řezání rámové pily, ovšem pásová pila nevykonává vratný pohyb. Uzavřený pilový pás je napnutý díky dvěma rotujícím, zakrytým kotoučům, který je hnaný a hnací. Zuby jsou na jedné straně pásu a v blízkosti místa řezání je pás vedený díky čtyřem kladkám. Plynulým pohybem se polotovar posouvá k listu, přičemž se jednotlivými zuby odebírají třísky. Pilové pásy se vyrábějí z nástrojové nebo rychlořezné oceli, aby těleso pilového pásu nedřelo o stěny drážky, jsou zuby vyhnuté (rozvedené). Vyhnutí lze realizovat třemi způsoby. Standardní řešení je střídání rovného zubu a pak vykloněného vpravo a vlevo. Při střídavém uspořádání jsou zuby vykloněné vlevo a vpravo. U obou případů musí být zabezpečené vyrovnávání bočních sil a to tak, že zuby musí mít stejnou geometrii, aby nedocházelo k vyklánění nástroje do jednoho směru. Dalším způsobem je vlnité uspořádání zubů. Důležitou charakteristikou pilového pásu je také sklon ke kmitání, které má za následek zvýšení hlučnosti. Proto se aplikují i řešení s nerovnoměrným krokem zubů. Při kmitání sousedních zubů nebo také skupiny zubů pásu vzniká různá frekvence kmitů a vzájemně se tlumí. Existuje více způsobů výroby pilových pásů, aby se zabránilo kmitání. V prvním případě se plynule mění rozteč zubů. Každý další zub v sekci odebírá větší vrstvu materiálu než předcházející zub. Jednotlivé zuby jsou střídavě rozvedené vlevo a vpravo, přičemž jeden ze zubů je rovný. Další řešení spočívá v plynulé změně hloubky drážky zubů, ale při stejné rozteči. Největší zub v každé sekci je rovný. Dalším způsobem je použití sekcí s větší a menší roztečí zubů, kde v sekci s velkou roztečí je rozvedený každý zub a při malé rozteči je využito 39 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 12. 40 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 45. 21

vlnitého rozvodu zubů. Praktické zkušenosti ukázaly, že použití pilových pásů s nerovnoměrnou roztečí zubů umožňuje nejen snížit úroveň hluku, ale také výrazně zvýšit trvanlivost a řezné podmínky pilových pásů. Rámy pásových pil se dají naklánět a díky tomu můžeme řezat polotovary pod různými úhly, nebo materiál různě vyřezávat. 41 2.2.3 Dělení materiálu rozbrušováním Obrázek 7 - Pilový pás 42 Používá se při dělení menších průměrů z materiálů vyšší pevnosti a tvrdosti. Nástrojem je brusný kotouč, který se díky rotaci posouvá do řezu. Výhodou této technologie je úzký a kvalitní řez, nevýhodou je vysoká intenzita opotřebování kotouče z klasických brusných materiálů. Bez chlazení se brusné plochy velmi zahřívají, čímž se materiál tepelně ovlivňuje. Pro hůře obrobitelné materiály se aplikují vyšší řezné rychlosti. K řezání velmi tvrdých materiálů jako je keramika, beton, slinuté karbidy apod. se používají diamantové řezací kotouče. Kotouče bývají buď plné, nebo přerušované s přívodem chladicí kapaliny, která se přivádí drážkami nebo skrz kotouč. Rozbrušování se nehodí na materiály, které mají sklon k zakalení nebo popouštění povrchové vrstvy (samokalitelné oceli, legované oceli). 41 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 48-54. 42 FORTE-WESPA : Pilový pás [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.fortewespa.cz/?det=96-pila-pilov-ps-durotec-m51-27x0-9> 22

Také se nepoužívá u materiálů, které mají kritickou hodnotu, při které začíná porušení materiálu (plasty). 43 2.2.4 Dělení materiálu vrtáním Účelem vrtání je vyhotovení průběžných nebo také slepých děr do kovu. Různé části strojů, zařízení a konstrukcí se spojují šrouby nebo nýty, vrtání je pracovní operace, která těmto spojením předchází. Hlavním nástrojem je vrták, který vykonává otáčivý pohyb kolem své osy (pohyb do řezu) a zároveň přímočarý pohyb ve směru osy (posuv do záběru). Při strojním vrtání někdy vrták stojí a jen se posouvá do záběru a otáčí se vrtaný předmět např. vrtání na soustruhu. Nejpoužívanějším vrtákem je vrták šroubovitý se dvěma břity, které tvoří tupý hrot. Obrázek 8 - Šroubovitý vrták 44 Tento vrták se upíná za kuželovou stopku do vřetena vrtačky nebo také za válcovou stopku do sklíčidla ve vřetenu. 45 Hrot vrtáku musí být přizpůsoben materiálu, vrták na ocel má vrcholový úhel kolem 120. Vrták na lehké slitiny jako je hliník má vrcholový úhel hrotu kolem 140, vrták na křehké materiály jako je mosaz, bronz má úhel vrcholového hrotu 120 až 130. 46 I správně naostřený vrták vrtá díru přibližně o 0,1 mm větší, než je jeho průměr, proto přesnější díry musíme po vrtání vystružit. Ke snížení tření vodící fazetky ve vrtané díře 43 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 13. 44 Nástroje nářadí.cz : Vrták s kuželovou stopkou [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.nastrojenaradi.cz/vrtak-s-kuzelovou-stopkou-prumer-18-hss-co> 45 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 62-66. 46 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 67. 23

jsou delší vrtáky směrem ke stopce mírně kuželovité a u stopky je průměr o několik setin mm menší. 47 Při vrtání střed budoucí díry orýsujeme a označíme pomocí důlčíku, na který udeříme kladivem. Do tohoto důlčíku zavedeme hrot vrtáku, který nám díky tomu bude držet na místě. Materiál musí být správně a hlavně rovně upnut. Poté začneme vrtat díru, při vrtání hlubších děr občas vrtákem vyjedeme ven, abychom vyhodili třísku. U dovrtávání díry je nebezpečí zaseknutí vrtáku, protože část hrotu už prošla materiálem, vrták zabere příliš silnou třísku a zlomí se. Proto musíme konec průchozí díry vrtat opatrně. Vrtáme-li díry větších průměrů, napřed ji předvrtáme menším vrtákem a až poté vrtáme větším. 48 2.2.5 Dělení materiálu vystružováním a vyhrubováním Tyto metody se využívají při obrábění válcových děr. Typickým znakem je rozměrový nástroj, který svým tvarem a dalšími technologickými vlastnostmi výrazně ovlivňuje parametry dané díry. Ve většině případů se využívá vícebřitých nástrojů. Vyvrtanou díru vyhladíme vystružením, výstružník odebírá jen tenkou vrstvu třísky pomocí většího počtu malých zubů. Točíme jím buď ručně ve vratidlu, nebo jím otáčí obráběcí stroj, používá se i způsob kdy výstružník stojí a točí se obráběná součástka. Při ručním obrábění výstružníkem zvolna otáčíme a zároveň jej tlačíme do záběru. Výstružníkem nesmíme točit nazpět, jinak se vzpříčenými třískami vyštípnou zuby. 49 2.2.6 Dělení materiálu soustružením Soustružení se používá především k obrábění válcových tvarů. K odebírání materiálu obrobku se používá jednobřitý nástroj pohybující se rovnoběžně k ose rotace obrobku upnutého ve sklíčidle nebo mezi hroty apod. Obrobek je nejčastěji tvořen tyčovým materiálem, odlitkem nebo výkovkem. Soustružení je možné také využít k řezání závitů, soustružení kužele, soustružení rovinné plochy, vrtání, vyvrtávání a vytvářet různé tvary. Hloubka řezu a rychlost posuvu určují průřez odebírané třísky. 50 47 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 68-69. 48 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 68-69. 49 DOBROVOLNÝ, Bohumil. Strojní zámečnictví, ruční obrábění kovů. 4.vyd. Praha: SNTL, 1967, 84 s. str. 70. 50 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 125. 24

Soustružnické nože se vyskytují ve velkém množství i mnoha typech v souladu s objemem a univerzálností prací vykonávaných na soustruzích. Lze je rozdělit z různých hledisek zejména však podle materiálu jejich řezné části a podle tvaru nože a jeho upnutí. Nejvíce se používá nožů, které jsou z rychlořezné oceli a nožů ze slinutých karbidů. Nože z rychlořezné oceli jsou některými svými vlastnostmi, jako je dobrá houževnatost a snadné ostření vhodné pro soustružení některých těžko obrobitelných materiálů. Vhodné jsou také při přerušovaných řezech, tvarovém soustružení, k obrábění na soustružnických automatech apod. 51 Nože se slinutých karbidů jsou při soustružení velmi rozšířeny, přispívá k tomu hlavně jejich vyšší řezivost, čímž dosahují vyšší produktivity obrábění. Další výhodou je rozsáhlá aplikace vyměnitelných břitových destiček ze slinutých karbidů. 52 Podle tvaru nože a jeho upnutí v nožovém držáku dělíme soustružnické nože běžného provedení na radiální (např.: uběrací nůž ohnutý, zapichovací nůž, uběrací nůž stranový, vnitřní uběrací nůž, vnitřní nůž rohový), prizmatické, kotoučové, tangenciální. Soustružnické nože mají čtvercový, obdélníkový nebo kruhový průřez a břitové destičky z rychlořezné oceli nebo slinutých karbidů se k nim mechanicky připevňují nebo připájejí k nástrojovému držáku mosazí, či mědí. Destičky z řezné keramiky se k držáku nože nejčastěji připevňují mechanicky nebo se přilepují epoxidovými pryskyřicemi. 53 Ostření soustružnických nožů radiálních probíhá na ploše hřbetu nebo čela někdy i na obou těchto plochách. Záleží na tom, na které ploše je břit více otupen. Ostření hřbetů se provádí na hrncových nebo prstencových brousících kotoučích, které jsou umístěny na speciálních stolových ostřičkách. Stůl stroje je při ostření natočen o úhel hřbetu, úhel je nastaven díky příložce upevněné na stole. Přísuv nože k brousícímu kotouči je buď to ruční, nebo mechanický. Protože kvalita ostření nožů může výrazně ovlivnit trvanlivost břitu a také drsnost obrobených ploch je třeba jí věnovat náležitou pozornost. 54 Způsob upnutí obrobku při soustružení závisí na tvaru obrobku, požadované přesnosti soustružení, na jeho hmotnosti a hlavně na druhu soustruhu. Dlouhé obrobky se upínají mezi 51 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 127. 52 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 127. 53 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 128-129. 54 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 147-148. 25

hroty, jež zasahují na čele obrobku do navrtaných středících důlků. Ve vřetenu stroje se používá pevný hrot a v koníku většinou hrot otočný. Metoda upínání mezi hroty se taktéž používá při vyšších požadavcích na přesnost obrábění. U soustružnických poloautomatů a automatů se používají sklíčidla samosvorná, která obrobek upnou automaticky, jakmile se začne otáčet. U těchto strojů lze také využít čelního unášeče, který přenáší krouticí moment řezným odporem nožíků zamáčknutých do čela obrobku. V tomto případě se pak obrobek dá soustružit po celé své délce. 55 Avšak nejpoužívanějším upínacím zařízením na soustruhu je univerzální sklíčidlo, které se využívá jak pro dvoustranné upínání dlouhých obrobků, tak pro jednostranné upínání. Současného soustředného pohybu upínacích čelistí, které bývají většinou tři, někdy čtyři se dosahuje nejčastěji ručně. Při tomto ručním ovládání se klíčem otáčí ozubeným pastorkem, který pak otáčí talířovým kolem, které je opatřeno z druhé strany spirálou a do té zapadají zuby čelisti. Podle způsobu otáčení pastorku se čelisti přibližují nebo naopak oddalují. Těžší a kratší obrobky nepravidelných tvarů se upínají na univerzální upínací desku se samostatně stavitelnými čelistmi. Štíhlé obrobky, které jsou velmi dlouhé, se podpírají při soustružení lunetami, ty jsou buď upnuty pevně na loži stroje, nebo jsou připevněny k suportu, s nímž se posouvají po loži. 56 Soustružnické nože se upínají na soustruzích různými upínkami nebo do nožových hlav, které jsou otočné, a lze do nich upnout čtyři nože současně. U soustruhů revolverových se nástroje upínají do revolverových hlav a kromě nožů jsou zde i nástroje pro obrábění děr, závitů apod. 57 Hrotové soustruhy Používají se hlavně v kusové a malosériové výrobě pro soustružení hřídelových a přírubových součástí rozdílných rozměrů a tvarů bez náročného seřizování stroje. Vyrábějí se jako soustruhy hrotové univerzální a jednoduché, které jsou taky označované jako produkční. Co se týká technologických možností, na hrotových soustruzích se dají obrábět vnější i vnitřní rotační plochy, rovinné plochy čelní, kuželové plochy, někdy i plochy tvarové, 55 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 148-151. 56 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 151-152. 57 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 152. 26

na univerzálních strojích pak ještě řezat závity. Díry v ose obrobku se vrtají, vyhrubují nebo vystružují nástroji, které jsou upnuty v pinole koníku. 58 Obrázek 9 - Hrotový soustruh 59 Univerzální hrotové soustruhy mají navíc kromě tažného hřídele pro posuvy i vodící šroub, díky kterému je umožněno na stroji řezat závity. Charakteristický je u nich také velký počet otáček a posuvů, čímž je na nich možné při malých řezných rychlostech soustružit závity nebo naopak při velkých řezných rychlostech a malých posuvech jemně soustružit. Hlavní části hrotových soustruhů tvoří lože, koník, vřeteník, suport, převodové skříně pro změny otáček vřetene a posuvů. Lože hrotového soustruhu má dvojí vedení vnější pro suport a vnitřní pro koník. Suport hrotového soustruhu umožňuje podélný a také příčný posuv nože. 60 Čelní soustruhy Jsou určeny především k soustružení obrobků velkých průměrů a malé výšky, jako jsou setrvačníky, lanové kotouče atd. Obrobky se upínají na lícní desku s radiálními drážkami pro přestavitelné čelisti. Čelní soustruhy se dodávají s pevným příčným ložem nebo také ve variantě, kdy může být lože se suportovými saněmi v poloze podélné či příčné, případně lze 58 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 155. 59 Nářadí Doležalova s.r.o. : Soustruh Optimum [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.narex-makita.cz/kovoobrabeci-stroje/soustruhy/optimum-d-320x920/> 60 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 156-157. 27

použít koník při soustružení nepříliš těžkých obrobků mezi hroty. Velikost obráběných průměrů určuje mezera mezi vřeteníkem a příčným ložem. 61 Revolverové soustruhy Využívají se hlavně při výrobě součástí v menších a středních sériích, vyžadujících k obrobení větší počet nástrojů. Nástroje se na nich upínají v držácích do upínacích děr revolverové hlavy, jde především o nástroje k obrábění povrchů a také o nástroje pro opracování děr. Součásti jsou postupně obráběny při jednom upnutí s využitím nástrojů v jednotlivých polohách hlavy. Ve srovnání s hrotovými soustruhy mají revolverové soustruhy přednost v rychlém a přesném nastavení nástroje vzhledem k upnutému obrobku a dále možnost obrábění několika nástroji současně. 62 Svislé soustruhy Tyto soustruhy se používají v kusové, malosériové a některé typy i v sériové výrobě středních a velkých rotačních součástí s malým poměrem délky k průměru. Mezi hlavní části tohoto stroje patří otočný stůl, stojany a příčníky se suporty. Svislé soustruhy se vyrábí jako jednostojanové s průměrem stolu do 1200 mm a jako dvoustojanové s průměrem stolu do 18000 mm. Na těchto soustruzích se obrábějí vnější a vnitřní válcové plochy, kuželové plochy, řežou závity, soustruží tvarové plochy. 63 2.2.7 Dělení materiálu upichováním Při dělení rotačních polotovarů je běžně využívaná technologie upichování na soustruhu. Upichovací nože jsou vyrobené z rychlořezné oceli nebo slinutých karbidů. Upichování je náročná technologie, protože řezná rychlost se během obrábění výrazně mění. Klesá z maximální hodnoty, která je na okraji obrobku až na nulu, která je v ose obrobku. Při využití nožů z rychlořezné oceli to nečiní problém, protože zmenšování řezné rychlosti zvyšuje trvanlivost těchto nožů. Problém ovšem nastává při použití nožů ze slinutých karbidů, protože trvanlivost nástroje při otáčkách blížících se nule je velmi malá, proto se 61 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 157. 62 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 157. 63 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 171-174. 28

upichovací nože ze slinutých karbidů prakticky nedají použít na upichování tyčí. Vhodné jsou na upichování trubek, kde se řezná rychlost změní málo. 64 2.2.8 Dělení materiálu frézováním Frézování je výrobní metoda, při které odebírají materiál obrobku zuby nástroje otáčejícího se kolem pevné osy. Posuv součástí probíhá při tomto procesu převážně ve směru kolmém k této ose. Řezný proces je přerušovaný, protože každý zub frézy odřezává krátké třísky určité tloušťky. Hlavní příčinou širokého uplatnění frézování v praxi je možnost mnohostranné aplikace a přesnost frézování. Další výhodou je, že při frézování velkými řeznými rychlostmi jde až na některé případy zajistit vyšší a hospodárnější úběr obráběného materiálu než při obrábění jednobřitým nástrojem jako je třeba hoblování. Frézování je někdy jediný možný způsob obrábění. 65 Podle způsobu záběru frézy do materiálu obrobku rozlišujeme dva druhy frézování. První druh je frézování obvodem a druhý frézování čelní, ty jsou pak základem pro vytváření dalších způsobů. Při obou způsobech dochází k úběru materiálu při dané hloubce řezu relativním posuvem zubů frézy vzhledem k obrobku. 66 Při práci s frézami válcovými a tvarovými se většinou používá frézování obvodem. Zuby frézy jsou vytvořeny pouze na obvodu nástroje a hloubka řezu se nastavuje kolmo k ose frézy. Obrobená plocha je rovnoběžná s osou otáčení frézy, způsob vytváření této plochy a zároveň průběh vytváření třísky závisí na smyslu rotace frézy vůči směru posuvu obrobku. Díky tomu rozlišujeme frézování nesousledné (protisměrné) a sousledné (sousměrné). Při nesousledném frézování je smysl rotace nástroje proti směru posuvu obrobku a obrobená plocha vzniká při vnikání nástroje do obrobku. Tloušťka třísky se postupně mění z nulové hodnoty na hodnotu maximální, přičemž k oddělování třísky nedochází v okamžiku její nulové hodnoty, ale po určitém skluzu břitu po ploše vytvořené předcházejícím zubem. Přitom vznikají deformace a silové účinky, které způsobují zvýšené opotřebení břitu. Při nesousledném frézování má řezná síla složku, která působí směrem nahoru a tím odtahuje obrobek od stolu. Smysl rotace nástroje při sousledném frézování je ve směru posuvu 64 KMEC, Ján, Daniel KUČERKA, Miroslav GOMBÁR, Roman HRMO a Ľuba BIČEJOVÁ. Delenie Materiálov. 2.vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2014, 287 s. ISBN 978-80-553-1872-1. str. 59-61. 65 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 179. 66 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 179. 29

obrobku. Maximální tloušťka třísky vzniká při vnikání zubu frézy do obrobku a obrobená plocha se vytváří při vycházení zubu ze záběru. Díky tomu řezná síla působí obvykle směrem dolů. Souměrné frézování se může použít pouze na přizpůsobeném stroji při vymezené vůli a předpětí mezi posuvovým šroubem a maticí stolu frézky. Pokud tak neučiníme, způsobuje vůle nestejnoměrný posuv, při kterém může dojít k poškození nástroje, obrobku a dokonce i stroje. 67 Obrázek 10 - Sousledné a nesousledné frézování 68 Při čelním frézování se využívají obvodové a čelní břity zubů nástroje. Hloubka třísky se nastavuje ve směru osy frézy a obrobená plocha je kolmá na osu frézy. Při každém otočení nástroje vykoná obrobek za otáčku posuv, tloušťka třísky se přitom zvětšuje ke středu odřezávané vrstvy a zmenšuje se v místě vstupu a výstupu zubů frézy do obrobku respektive z obrobku. Čelní frézování se používá na rovinných frézkách, někdy na svislých a vodorovných konzolových a stolových frézkách. 69 Frézy jsou několikabřité nástroje, které mají břity uspořádány na válcové, kuželové nebo jiné tvarové ploše, u čelních fréz také na ploše čelní. V současné době se díky mnohostrannému uplatnění frézování ve strojírenské výrobě a vzhledem k velkému rozsahu této technologie používá mnoho typů a velikostí fréz. 70 67 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 180-181. 68 ZOZEI : Frézování [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://zozei.sssebrno.cz/frezovanirovinnych-ploch/> 69 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 182. 70 VIGNER, Miloslav, Zdeněk Přikryl. Obrábění. 1.vyd. Praha: SNTL, 1984, 808 s. str. 190. 30

Obrázek 11 Čelní válcová fréza 71 Obrázek 12 - Čelní úhlová fréza 72 Podle materiálu z kterého jsou vyrobeny břity, existují frézy z rychlořezné oceli a slinutých karbidů. Výhodou fréz z rychlořezné oceli je jejich snadná výroba a také, že se dobře ostří a mají i celkem nízké pořizovací náklady. Naopak jejich velkou nevýhodou je menší produktivita frézování a potřeba použití řezné kapaliny během frézování. Frézy s břity ze slinutých karbidů se začínají objevovat čím dál častěji a postupně nahrazují jednotlivé druhy fréz z rychlořezné oceli. Nástroje se slinutým karbidem se téměř výhradně používají pro velké úběry třísek. Vyšší pořizovací cena a nákladnější ostření je nevýhodou těchto fréz ze slinutých karbidů. Ovšem vzhledem k tomu, že se čím dál více u frézovacích nástrojů 71 MT nástroje : Fréza nástrčná [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.mt-nastroje.cz/izavitniky/eshop/43-1-frezy-hss-hsse-a-hssco/960-3-jemnozube/5/14026-freza-pn22-2054-nastrcnajemnozuba-hsse-d160> 72 MT nástroje : Fréza úhlová [online]. [cit. 2016-02-15]. Dostupné z WWW: < http://www.i-frezy.cz/ifrezy/eshop/11-1-tvarove-kotoucove-frezy/54-3-jednostranne-celni/5/1224-freza-csn22-2254-uhlovajednostranna-hss-45-x40> 31