POSPOL 1/2013. Projekt č CZ.1.07/2.4.00/17.0052 Posílení spolupráce mezi vysokými školami, výzkumnými ústavy a průmyslovými partnery v Plzeňském kraji



Podobné dokumenty
OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ


EFEKTIVNÍ FRÉZOVÁNÍ FERITICKO-MARTENZITICKÝCH OCELÍ VLIV MIKROGEOMETRIE NÁSTROJE NA ŘEZNÝ PROCES SVOČ FST 2013

Frézování. Hlavní řezný pohyb nástroj - rotační pohyb Přísuv obrobek - v podélném, příčném a svislém směru. Nástroje - frézy.

TECHNOLOGIE VRTÁNÍ, VYHRUBOVÁNÍ, VYSTRUŽOVÁNÍ A ZAHLUBOVÁNÍ

ConeFit TM nabízí maximální flexibilitu.

Moderní metody obrábění zvyšování řezivosti nástroje

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ T Ř Í S K O V É O B R Á B Ě N Í - F R É

Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014

Rohová fréza se šroubem upínanými břitovými destičkami. Pro stabilní rohové frézování i při vysokém zatížení.

TECHNOLOGIE FRÉZOVÁNÍ

EXPERIMENTÁLNÍ METODY V OBRÁBĚNÍ

VOX stupňová vertikální frézovací hlava VOX400 pro extrémně vysoký výkon. Nový druh čelní frézy pro frézování litin B183E

CENÍK OSTŘENÍ A POVLAKOVÁNÍ

Broušení rovinných ploch

OBRÁBĚNÍ I. Zpětný zdvih při těchto metodách snižuje produktivitu obrábění. Proto je zpětná rychlost 1,5x - 4x větší než pracovní rychlost.

NÁVRH A VÝROBA PŘÍPRAVKU PRO MĚŘICÍ PŘÍSTROJ ALICONA IFM G4 SVOČ FST 2015

Frézování tvarových ploch I

Evropský sociální fond Praha & EU: INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI. VÝROBNÍ KONSTRUKCE, 4. ročník - CVIČENÍ

Vyměnitelné břitové destičky

Výroba závitů - shrnutí

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc. Druhy fréz a jejich upínání Upínání obrobků Síly a výkony při frézování

Základy obrábění. Obrábění se uskutečňuje v soustavě stroj nástroj obrobek

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Teorie frézování

Teorie frézování Geometrie břitu frézy zub frézy má tvar klínu ostřejší klín snadněji vniká do materiálu vzájemná poloha ploch břitu nástroje a

CNC. Stopkové nástroje

PROTAHOVÁNÍ A PROTLAČOVÁNÍ

(06) Frézování. > Frézování je obrábění rovinných nebo tvarových ploch, vnitrních nebo vnějších, vícebřitým nástrojem. < b) Proces frézování

Základní pojmy obrábění, Rozdělení metod obrábění, Pohyby při obrábění, Geometrie břitu nástroje - nástrojové roviny, nástrojové úhly.


Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: Počítačem řízené stroje. Název zpracovaného celku: CAM obrábění

CoroMill 390 Stopkové frézy s velikostí břitových destiček 07 Třída GC1130 pro obrábění ocelí

VY_52_INOVACE_H 02 28

TECHNOLOGIE SOUSTRUŽENÍ

Konstrukce soustružnického nože s VBD pomocí SW Catia V5 SVOČ FST Marek Urban (marekurban@seznam.cz)

Technologický proces

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Tváření. Název: Tváření závitů. Téma: Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

Obrábění slitiny AlSi1Mg0,5Mn nástroji s progresivními tenkými vrstvami

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Moderní způsoby řezání závitů pomocí pneumatických, hydraulických a speciálních závitořezů

Volba upínacích prostředků a způsoby upínání jsou závislé

Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

6. Geometrie břitu, řezné podmínky. Abychom mohli určit na nástroji jednoznačně jeho geometrii, zavádíme souřadnicový systém tvořený třemi rovinami:

20 Hoblování a obrážení

Karbidové technické frézy

--- STROJNÍ OBRÁBĚNÍ --- STROJNí OBRÁBĚNí. (lekce 1, 1-3 hod.) Bezpečnostní práce na obráběcích strojích

MATURITNÍ TÉMATA (OKRUHY) STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE. TECHNICKÝ SOFTWARE (Strojírenství)

Podstata frézování Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012. Princip a podstata frézování. Geometrie břitu frézy

Opakovací MATURITNÍ OTÁZKY Z PŘEDMĚTU TECHNOLOGIE ŠKOLNÍ ROK OBOR STROJNICTVÍ, ZAMĚŘENÍ PPK ZKRÁCENÉ POMATURITNÍ STUDIUM 1.

Frézování tvarových ploch II

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

velký GURMÁN SNGX 13 LNET 16 S DESTIČKAMI VE ŠROUBOVICI

Práce s tabulkami, efektivní využití v praxi

Opakování učiva I. ročníku

UPÍNACÍ HROTY ČSN ISO 298 ( ) DIN 806

MB4020 NÁSTROJE NOVINKY. Brání tvorbě otřepů a přispívá ke stabilizaci rozměrové přesnosti dokončovaných součástí.

NÁZEV ŠKOLY: Střední odborné učiliště, Domažlice, Prokopa Velikého 640. V/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Hospodářský růst namísto recese

HOBLOVÁNÍ A OBRÁŽENÍ

Řezání ŘEZÁNÍ. Pilové pásy Řezné kotouče Řezné kapaliny Pásové pily Řezání

Ruční výstružníky HSS pro univerzální použití do 1000 N/mm 2

PRODUKTOVÉ NOVINKY DÍLENSKÉ POTŘEBY I / Erodování systémem R. Objednejte ihned v našem online katalogu! UPÍNACÍ TECHNIKA

Obrážečky, protahovačky a hoblovky

Řezná keramika. Moderní a produktivní způsob obrábění žárovzdorných slitin

Základy vrtání 2.část

NÁSTROJE A TECHNOLOGIE ČESKÉ VÝROBKY VE ŠPIČKOVÉ KVALITĚ

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Soustružení. Téma: Ing. Kubíček Miroslav. Autor: Číslo: VY_32_INOVACE_19 08 Anotace:

WMT Univerzální a dobře zkonstruované. Jeden systém pro zapichování, upichování, soustružení a kopírování Systém WMT

Střední škola technická Žďár nad Sázavou. Autor Milan Zach Datum vytvoření: Frézování ozubených kol odvalovacím způsobem

KASTR Upínače českého výrobce

Řada Walter Perform nový standard pro malé a střední dávky

VY_52_INOVACE_H 02 23

Nové typy nástrojů pro frézování, frézovací hlavy, rozdělení frézek podle konstrukce

Projekt EU - Implementace nových technických vzdělávacích programů do praxe, r.č. CZ.1.07/1.1.10/

Výroba závitů. Řezání závitů závitníky a závitovými čelistmi

Vrtání je obrábění vnitřních rotačních ploch zpravidla dvoubřitým nástrojem Hlavní pohyb je rotační a vykonává jej obvykle nástroj.

NOVINKY SECO NÁSTROJE, KTERÉ VÁM PŘINÁŠÍ ÚSPĚCH

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Slícování dílů. Lícování, ustavení, úprava, výroba a opravy přípravků.

EMCO Sinumerik 810 M - frézování

FRÉZOVÁNÍ VI. Frézování šikmých ploch Frézování tvarových ploch

FRÉZOVÁNÍ IV-upínání

Nové nástroje a strategie pro materiály ISO S

KATALOG NÁSTROJŮ PRO OBRÁBĚNÍ

NÁZEV ŠKOLY: Střední odborné učiliště, Domažlice, Prokopa Velikého 640. V/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Elektroerozivní obrábění řezání drátovou pilou

Frézování spojených ploch

OBSAH str. B 3. Frézovací nástroje s VBD str. B 5

NÁZEV ŠKOLY: Střední odborné učiliště, Domažlice, Prokopa Velikého 640. V/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Tvrdší. Agresivnější. Žluté. Nové řezné kotouče Kronenflex

Vývoj - grafické znázornění

Výroba ozubení - shrnutí

Upínače BT-FC Face Contact

Hodnoticí standard. Broušení kovových materiálů (kód: H) Odborná způsobilost. Platnost standardu Standard je platný od:

FINWORX NÁSTROJOVÉ SYSTÉMY OPTIMALIZACE PROCESU PORADENSTVÍ PRO STRATEGII FRÉZOVÁNÍ

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC

Broušení rovinných ploch a úkosů 1.část

Vydání 01/18. Všechny uvedeny bez DPH. HIGH-END třískové obrábění. // Nová definice pro výkon a efektivitu!

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

Transkript:

Bulletin 1/ 13 POSPOL 1/2013 Slovo úvodem Cílem prvního vydání bulletinu je seznámení s projektem POSPOL a představení některé firmy, se kterou univerzita navázala spolupráci. Další příspěvky jsou od studentů či akademiků, kteří zde představují své výsledky spolupráce a výzkumu. Projekt POSPOL je zaměřen na posílení spolupráce mezi vysokými školami, výzkumnými ústavy a průmyslovými partnery v Plzeňském kraji. Na projektu se podílí dvě katedry Fakulty strojní v Plzni, a to Katedra technologie obrábění a Katedra materiálu a strojírenské metalurgie. V rámci projektu jsou realizovány mimo jiné workshopy, na kterých se studenti a akademici mohou seznámit s novými partnery univerzity, možnostmi navázání spolupráce s nimi, např. formou stáže, nebo se seznámit s novinkami v oblasti jejich studia. Díky tomu mohou být výukové předměty praktičtější a výzkumy v praxi více uplatnitelné. Představení společnosti SCHUNK Intec s.r.o. Firma SCHUNK je se svou sítí poboček a distribučních partnerů zastoupena ve více než 50 zemích na pěti světadílech. Svým zákazníkům je všude nablízku - s kompetentním poradenstvím a komplexním servisem. Za rok 2012 firma SCHUNK zaznamenala pozitivní vývoj obratu, provedla úspěšnou masivní marketingovou kampaň a zavedla celou řadu průlomových technických novinek, čímž si upevnila své celosvětově přední postavení mezi specialisty na upínací techniku a uchopovací systémy. Výrobní program firmy zahrnuje: Firma SCHUNK je dnes předním celosvětovým specialistou na upínací techniku a uchopovací systémy. Středně velký rodinný podnik, žádaný technologický lídr a globální hráč v jednom. K úspěchu podniku přispívá svými vědomostmi, schopnostmi a elánem po celém světě na 2000 zaměstnanců. Ti tvoří základ našich bezkonkurenčních produktů a řešení.

Důležité je splnit přání zákazníka a z toho vyplývá plnit nároky kladené na moderní nástrojové upínače. Systémově k perfektním výsledkům FAKT: Neexistuje žádný upínač nástrojů, který by zcela splňoval veškeré nároky a požadavky. Každá aplikace klade specifické požadavky na upínací systém. Především pokud jde o přesné obrábění. Jednou z průlomových technických novinek firmy SCHUNK je program TOTAL TOOLING. S programem TOTAL TOOLING nabízí SCHUNK: optimální upínací systém pro každý požadavek zákazníka nejlepší výsledky v přesném obrábění optimálním sladěním celku stroj - upínač - nástroj - obrobek objektivní poradenství vztažené na konkrétní aplikaci V posledních letech zaznamenala firma výrazný nárůst prodeje svých produktů na exportních trzích. Na základě těchto obchodních úspěchů bylo rozhodnuto o založení vlastního obchodního zastoupení v ČR. Zároveň s touto legislativní změnou proběhla také změna lokační. Přestěhováním do nového objektu jsme získali možnost dalšího plánovaného personálního růstu. Úkolem nově založené společnosti je, kromě vlastního prodeje výrobků, posílení pozice firmy SCHUNK na tuzemském trhu, aktivní péče o zákazníky, technické poradenství a v neposlední řadě prezentace firmy na výstavách, seminářích a předváděcích akcích. Minimalizace procesních nákladů pro zákazníka S TOTAL TOOLING do budoucnosti soustavné rozšiřování standardního výrobního programu důsledná optimalizace jednotlivých komponentů vývoj nových upínacích systémů Upevnění technologického náskoku a vedoucí pozice na světovém trhu TENDO upínač pro broušení nástrojů Náš hlavní cíl spokojený zákazník zůstává nezměněn. Stejně tak zůstávají nezměněny hlavní přednosti našich výrobků: kvalita bez kompromisů, kontinuální inovace, optimální cena a krátké dodací lhůty. Pevně věříme, že tento důležitý krok ještě více prohloubí naši spolupráci a Vám, našim zákazníků a obchodním partnerům, přinese další zkvalitnění poskytovaných služeb. Kontakt SCHUNK Intec s.r.o. Drážní 7b, 627 00 Brno - Slatina CZECH REPUBLIC Princip hydraulického upínače info@cz.schunk.com www.cz.schunk.com 2

Představení bakalářské práce Upínací prvky nerotačních součástí Práce je rozdělena na dvě části, teoretickou a praktickou. Cílem teoretické části je zjistit možnosti konstrukce upínacích prvků, zjistit možné způsoby upínání a zjistit využití moderních metod upínání. Cílem praktické části je o vytvoření návrhu přípravku pro zadanou součást a vytvoření výrobní technologie pro zadanou součást. Teoretická část První část se zabývá konstrukcí. Nejdůležitější zásady jsou: - obráběná plocha by měla ležet co nejblíže upínací ploše obráběcího stroje. - přípravek musí mít dostatečnou tuhost, aby se působením řezných a upínacích sil nedeformoval. - poloha obráběné součásti má být určena pevnými dorazy. - vkládací prostor pro obrobek musí umožnit manipulaci dostatečně daleko od nebezpečných částí stroje. - všechny ostré hrany, které by mohly zranit obsluhu stroje, musí být zaobleny. - plochy vystavené opotřebení musí být tvrdé, nebo snadno vyměnitelné. Další část se zabývá rozdělením přípravků, kde popisuji univerzální přípravky, mezi které patří především strojní svěráky, upínací úhelníky, naklápěcí a otočné stoly. Popisuji také skupinové přípravky, které slouží k upínání součástí, které mají shodné konstrukční znaky, například úhel. Dále popisuji modulární, neboli stavebnicové přípravky. Ty jsou určeny především pro tvarově složité součásti. Posledním druhem přípravků jsou speciální frézovací přípravky. Tyto přípravky slouží k upínání více součástí najednou, které se poté mohou obrábět postupně a nebo součastně více součástí najednou. Obrázek 1: Druhy upínacích přípravků Poslední teoretická část se zabývá automatizací a mechanizací upínání. Popisuji zde pneumatické upínání, které se rozděluje na dva druhy. Prvním druhem je vakuové upínání, které slouží k upínání součástí, které by se jinak mohli deformovat a druhým druhem je upínání ovládané pneumaticky. Může se jednat například o strojní svěrák, který je ovládaný pneumaticky. Dále zde popisuji hydraulické upínání, které je podobné jako upínání ovládané pneumaticky, jen se místo vzduchu používá tlakové kapaliny. Dalším druhem automatického upínání je elektromagnetické upínání. Tento způsob upínání je velice podobný vakuovému upínání, ale součásti takto upínané musí být magnetické. Dále je představeno upínání na vysoce produktivních NC strojích, zde se používají palety, na které se upínají obráběné součásti mimo stroj a poté jsou automaticky přesouvány na místo obrábění. Jako poslední popisuji přípravky k automatickým linkám. Tyto přípravky se dělí do dvou skupin. První skupinou jsou přípravky, které se pohybují s obrobkem, ty se používají především u tvarově složitějších součástí a druhá skupina jsou takzvané stabilní přípravky, které zůstávají stále na svém místě, a jen obrobek se pohybuje mezi jednotlivými pracovními místy. Praktická část Druhá část BP se zabývá praktickým návrhem přípravku pro výrobu součásti, která bude sloužit k ohýbání trubek. Součást by bylo možné vyrobit bez přípravku, ale musel by se k tomu použít stroj pracující v pěti osách, jelikož pro výrobu je k dispozici pouze vertikálním obráběcím centru MCV 750A, které pracuje jen ve třech osách, a je tedy třeba použít přípravek. Navrhl jsem celkem tři varianty. První varianta má příliš velký polotovar, protože je zde dlouhý dřík se závitem a veškerý zbytkový materiál by se musel obrobit, což by vedlo ke zvýšení výrobního času a k zbytečnému opotřebení nástroje. Varianta číslo 1 nesplňuje některé zásady pro konstrukci. Právě díky velkému objemu odebraného materiálu by byla výroba drahá. Poloha součásti je fixována dvěma ostrůvky, které jsou lícovány do tolerovaných drážek na součásti, ale součást je fixována jen v jedné ose, takže ani tlak nepůsobí ve všech osách proti pevným dorazům. Konstrukce také umožňuje vložit obrobek obráceně, takže by bylo třeba věnovat větší pozornost při upínání součásti. 3

POSPOL 1/2013 má nejkratší varianta číslo 3 a náklady má nejnižší varianta č. 2. Protože varianta číslo 3 navíc lépe fixuje součást, zvolil jsem variantu 3 jako nejvhodnější. Obrázek 2: Přípravek varianta 1 Varianta číslo 2 nedostatek s velikostí polotovaru již odstranila, protože prostřední dřík byl nahrazen šroubem se šestihrannou hlavou, který se vkládá zespodu. Výroba této varianty je tedy již mnohem levnější, ale jinak nesplňuje stejné zásady, jako varianta 1 a to i ze stejných důvodů. Navíc je ještě, je zde obtížnější manipulace s upínacím šroubem. Obrázek 3: Přípravek varianta 2 U třetí varianty jsem využil toho, že válcové zahloubení je také tolerováno (+0,05; +0,08) a přidal jsem prostřední ostrůvek, díky němuž je součást v přípravku pevně fixována ve všech osách, takže jedinou zásadu, kterou varianta 3 nesplňuje, je že umožňuje upnout součást obráceně a je tedy třeba věnovat upnutí větší pozornost. Obrázek 5: Porovnání variant Na ZČU na Katedře technologie obrábění v dílenských laboratořích byl přípravek vyroben. Protože na dílně není velmi epřesný dělící přístroj, nebylo možné vyrobit drážku v požadované přesnosti, a proto musel být přípravek upraven a upínán, tak jak jsem navrhl já. Jak jste si možná všimli, všechny navržené varianty mají dosedací plochu o něco menší, než je obráběná součást, to pro to, aby nedocházelo ke kolizi přípravku a nástroje, rovněž všechny varianty mají kolem ostrůvků drážku kvůli lepšímu dosednutí součásti do přípravku. Obrázek 4: Přípravek varianta 3 Obrázek 6: Vyrobený přípravek Všechny varianty jsem porovnal z hlediska času a nákladů. Z těchto tabulek je patrné, že varianta číslo 1 není příliš vhodná, protože je nákladná a má dlouhý výrobní čas. Varianty 2 a 3 jsou na tom dost podobně. Výrobní čas Na následujícím obrázku je znázorněn postup, jak se bude přípravek vyrábět. Jelikož krajní ostrůvky jsou o něco nižší, tak se obrobí, na správnou výšku, pak se 4

vyhrubují všechny ostrůvky, dále se obrobí tvar dosedací plochy, obrobí se načisto oba krajní ostrůvky, pak prostřední ostrůvek a nakonec se vyrobí díra se závitem. Obrázek 8: Příklad drah Kontakt Obrázek 7: Postup výroby Na závěr uvádím příklad drah při obrábění rádiusové drážky pomocí mnou navrženého přípravku. Drážka se napřed vyhrubuje čelní válcovou frézou a poté se dokončí kulovou frézou a stejným způsobem se bude obrábět i drážka na druhé straně. Pavel Podskalský student ZČU v Plzni E-Mail: PodskalskyPavel@seznam.cz Důležitost vysoké kvality povrchu ostří nástroje při obrábění slitiny Nimonic 80A Superslitiny se ve strojírenství používají poměrně již dlouhou dobu a označují se tak materiály, které se vyznačují především velmi dobrými mechanickými a fyzikálně chemickými vlastnostmi. To je předurčuje pro použití v provozech, kde jsou kladeny požadavky na vysokou pevnost, rozměrovou stálost a chemickou odolnost především za vyšších pracovních teplot (nad 650 C). Proto se tyto materiály v současné době používají nejčastěji v kosmickém, leteckém, automobilovém a energetickém průmyslu. Pro tyto průmyslové oblasti jsou asi nejtypičtější tyto superslitiny: a) Superslitiny na bázi železa tyto slitiny obsahují vysoké procento Fe, Cr, Ni + další legující prvky. Typickým představitelem této skupiny je např. INCOLOY 800, a další řady. b) Superslitiny na bázi kobaltu - tyto slitiny obsahují vysoké procento Co, Cr, Ni + další legující prvky. Typickým představitelem této skupiny je např. HAYNES 25. c) Super slitiny na bázi niklu - tyto slitiny obsahují vysoké procento Cr, Ni + další legující prvky. Typickým představitelem této skupiny je např. INCONEL a NIMONIC. Pokud se soustředíme na poslední skupinu a to především na slitinu Nimonic 80A, zjistíme, že díky jejím vlastnostem (viz. níže) se tento materiál používá na různorodé komponenty. Obr. 1. Základní použití a výrobky z Nimonicu 80A [1, 2] 5

Struktura materiálu je tvořena vysokým obsahem Ni a Cr a dalších legujících prvků. Jak ukazuje tabulka, minimální množství obsahu Ni je 65%. Jeho mechanické vlastnosti vyjadřuje následující graf průběhu zatížení. Obr. 2. Použité nástroje 1-4 Graf 1. Průběh zatížení v závislosti na teplotě slitiny Nimonic 80A Díky těmto vlastnostem se při obrábění setkáváme s nejhorší variací jevů, které vznikají při kontaktu obráběného materiálu s řezným klínem, kde dochází k velkému tlakovému namáhání za účasti vysoké teploty. Většina tepla z místa řezu je odváděna nástrojem což klade velmi vysoké požadavky na kvalitu ploch hřbetu, čela a ostří nástroje. V případě jakýchkoli nedostatků na těchto plochách způsobí velmi rychlé otupení až destrukci nástroje. Proto se výrobci snaží maximálně eliminovat veškeré parametry a optimalizovat různé technologie výroby a povrchových úprav tak, aby se docílilo velmi ostré řezné hrany bez defektů jako je vydrolování zrn karbidů, kvalitní depozice s co nejnižším koeficientem tření, ale s vysokou odolností proti abrazi, teplotní a chemickou stabilitou a vytvářet funkční povrchy s co možná nejnižší hodnotou drsnosti. Pokud je toho docíleno minimalizují se typické probléme jako je tvorba nárůstku, chemické reakce mezi nástrojem a obrobkem a to na obě strany, zvýšení silové a teplotní zatížení a odchod třísek. Hodnocení kvality řezných nástrojů Pro hodnocení a provedení dlouhodobých zkoušek řezivosti nástroje byly vybrány 4 nástroje s rozdílným tvarem řezného klínu (označení v textu Nástroj 1, Nástroj 2, Nástroj 3, Nástroj 4 nebo také 1,2,3,4). Na první pohled není rozdíl mezi jednotlivými nástroji až tak patrný, ale při podrobném pozorování jsou v jednotlivých variantách značné a zásadní rozdíly, které bezesporu ovlivňují řezný proces a tedy i trvanlivost nástroje. Pro dlouhodobé zkoušky byly použity dvoubřité monolitní čelní válcové frézy ze slinutého karbidu opatřené tenkou vrstvou speciálního povlaku. Průměr nástrojů byl stanoven na 8 mm. Dva břity nástroje byly voleny s ohledem na množství odebraného materiálu, jehož cena není zanedbatelná. Každý nástroj měl svoji specifickou geometrii, především v oblasti špičky nástroje. Díky tomu bylo docíleno u všech nástrojů, velmi kvalitního povrchu bez výrazných defektů vrstvy či vlastního břitu. S tím je spojena i hodnota drsnosti na funkčních částech nástroje, kdy nástroj 3 vykazoval povrch s nejnižší hodnotou drsnosti, naopak nástroj 1 měl drsnost nejvyšší. Z těchto základních analýz je patrné, že nástroje jsou použitelné pro obrábění dané slitiny a splňují základní kritéria, která byla specifikována výše. Experiment Dlouhodobé zkoušky se prováděly na frézovacím centru MCV 750A. V průběhu obrábění se sledovalo opotřebení nástroj VB B a VB N na optickém mikroskopu od fy Blickle a řezné síly pomocí rotačního dynamometru Kistler typ 9123C, díky kterému je možné aktuálně monitorovat i kroutící moment M C. Pracovní prostor a systém upnutí nástroje a obrobku je vidět na obr. 3. Dynamometr s upnutým nástrojem Obrobek upnutý v hydraulickém svěráku Obr. 3. Pracovní prostor stroje 6

Řezné podmínky byly stanoveny takto: řezná rychlost: v c = 46 m/min posuv na zub: f z = 0,085 mm/zub axiální hloubka řezu: a p = 2mm radiální šířka řezu: a e = 0,5 mm řezné prostředí: procesní kapalina CimTECH501, koncentrace 6,2% Trvanlivost nástroje Limitní hodnota opotřebení na hřbetě nástroje byla stanovena VB Bmax = 150 μm a VB N = 200 μm. Graf 2. Trvanlivost nástroje Graf 3. Trvanlivost nástroje 2 Graf 5. Trvanlivost nástroje 4 Z grafu 2 je patrné, že nárůst opotřebení je lineárního charakteru. Počáteční hodnota opotřebení je 21 μm v čase 0,5 min. Konečná hodnota opotřebení abrazivního charakteru je 54 μm v čase 14,2 min, kdy byla zkouška ukončena z důvodu vylomení špičky nástroje a tedy dosažení limitní hodnoty vrubu VB N = 200 μm. Při testování nástroje 2 bylo dosaženo hodnoty abrazivního opotřebení hřbetu nástroje VB = 120 μm v čase 12,4 min. Nárůst byl lineárního charakteru. Po této hodnotě došlo k náhlému vylomení špičky nástroje nad limitní hodnotu VB N a zkouška byla ukončena. V počátku obrábění bylo také zaznamenáno nalepování materiálu na hřbet břitu. Nástroj 3 byl z hlediska trvanlivosti srovnatelný s předchozími, avšak jako jediný dosáhl zvoleného limitního opotřebení VBmax = 150 μm bez porušení špičky, resp. dosažení hodnoty VB N. Výsledný čas obrábění je však srovnatelný s předešlými nástroji. Z grafu 5 je patrné, že nárůst opotřebení je lineárního charakteru, podobně jako tomu bylo u nástroje 1. Počáteční hodnota opotřebení je 12 μm v čase 0,5 min. Konečná hodnota opotřebení abrazivního charakteru je 138 μm v čase 28 min, kdy byla zkouška opět ukončena z důvodu vylomení špičky nástroje a tedy dosažení limitní hodnoty vrubu VB N = 150 μm. Tento nástroj měl ve srovnání s ostatními měřenými frézami prakticky dvojnásobnou trvanlivost. Hodnocení řezných sil kroutící moment M C Graf 4. Trvanlivost nástroje 3 Graf 6. Průběh kroutícího momentu nástroje 1 7

Zhodnocení výsledků a závěr Graf 7. Průběh kroutícího momentu nástroje 2 Z jednotlivých dílčích výsledků vyplývá, že z hlediska dosažených hodnot trvanlivosti je nejvhodnější nástroj č. 4, jehož trvanlivost je vyšší o více než 50%, viz. Graf 10. Další výhodou oproti ostatním nástrojům je především vznik a průběh opotřebení, jehož přírůstky byly téměř po celou dobu obrábění typu abrazivního s minimální tendencí k nalepování materiálu na břity nástroje. Tento průběh opotřebení byl zaznamenán i u nástroje 3, kde však trvanlivost tohoto nástroje byla ze všech skupin nejhorší. Ze získaných výsledků vyplývá, že změna povrchu břitu řezného nástroje a změna tvaru ostří má výrazný vliv na průběh řezného procesu a to z pohledu průběhu a velikosti řezných sil. Dále optimální volba kompromisu mezi hodnotou drsnosti a zaoblením břitu ovlivní trvanlivost nástroje a průběh opotřebení. To je důležité z hlediska spolehlivosti řezného procesu, kdy dokážeme ovlivnit nepříznivé projevy související s opotřebením nástroje. Graf 8. Průběh kroutícího momentu nástroje 3 Graf 10. Celková trvanlivost nástrojů v min Z hlediska silového namáhání, v tomto případě z hlediska kroutícího momentu M c (viz graf 11), je patrné, že mezi jednotlivými systémy je rozdíl v namáhání až 0,3 Nm. Hodnoty uvedené v grafu 11 jsou hodnoceny v počátku obrábění, tak aby mohl být zachycen vliv rozdílných parametrů břitů nástroje na toto zatížení. Graf 9. Průběh kroutícího momentu nástroje 4 Grafy průběhu kroutícího momentu korespondují s nárůstem opotřebení. Nástroj 1 vykazoval tendenci k nalepování materiálu na hřbetu nástroje již od počátku obrábění, kdy oblast nalepování v průběhu času přecházela i na čelní plochu. Proto se zde projevil i rychlý nárůst kroutícího momentu a došlo k vylomení špičky nástroje. Nástroj 2 prokazoval nelepování materiálu pouze na počátku ve stejném trendu. U ostatních nástrojů lepení materiálu na břit nástroje nebylo tak intenzivní a objevilo se až od určité hodnoty opotřebení hřbetu. Jakmile se tak stalo, tvorba nárůstku se zintensivnila a také došlo k lomu břitu. Graf 11. Hodnoty kroutícího momentu v počátku obrábění Dá se předpokládat, že hlavní podíl na velikost krouticího momentu M c má především tzv. ostrost a kvalita 8

břitu, tedy mikrogeometrie nástroje a také tvar špičky nástroje. Závěrem lze tedy konstatovat, že pokud dodržíme při konstrukci, povrchových úpravách a samotném procesu obrábění doporučené zásady mezi které především patří kvalitní, ostrý břit bez defektů, které se nevyskytnou ani v průběhu obrábění lze super slitinu Nimonic 80A v základním stavu obrábět s dostačující trvanlivostí nástroje. Sebemenší porušení soustavy substrát-vrstva vede k velmi intenzivní tvorbě nárůstku a to jak na hřbetě tak i na čele nástroje což je nežádoucí. Literatura [1] [http://new.bibus.cz/ Obr. 6. Tvar špičky nástroje (a - ostrá špička, b špička s úpravou) Nástroje s ostrou špičkou (obr. 6.-a) sice mají nižší hodnotu kroutícího momentu, ale dochází u nich vlivem tepelného namáhání a rázům k destrukci této ostré špičky díky čemuž byla zkouška vždy ukončena. Zatímco nástroje, které jsou na špičce technologicky zpevněny, vykazují delší trvanlivost a minimální sklon k vylomení špičky i přes vyšší silové zatížení z hlediska kroutícího momentu. Je patrné, že díky zpevnění břitu nástroje (obr. 6.-b) se systém chová daleko stabilněji a poškozená plocha po ukončení zkoušky trvanlivosti je daleko menší. Dá se také předpokládat, že díky tomu je břit nástroje vystaven daleko nižšímu teplotnímu namáhání, tedy menším teplotním šokům. I tento aspekt prodlužuje jeho trvanlivost. [2] http://doprava.eurozpravy.cz/letecka/12148-boeing-787- dreamliner-ma-za-sebou-prvni-zaoceansky-let/ [3] http://www.nytimes.com/2009/04/18/business/18electric.html [4] http://www.highperformanceparts.cz/ Kontakt Ing. Miroslav Zetek, Ph.D., ZČU v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň, mzetek@kto.zcu.cz Ing. Ivana Česáková, ZČU v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň cesakova@kto.zcu.c Představení bakalářské práce Konstrukce monolitní čelní válcové frézy v SW CATIA V5 Tato práce se zabývá popisem vymodelování čelní válcové frézy a následné parametrizace příslušného modelu. První krok byl určení počtu zubů frézy. Zvolila se fréza se třemi zuby, ale základní postup modelování se dá aplikovat na různý počet zubů. Pomocí ploch (shape) se vytvořily zubové drážky na obvodu a také výběhy na konci drážky. Dalším krokem bylo správné vytvoření drážek v přední části frézy, která má zajišťovat zavrtávací funkci. Tato část se dělala pomocí vymodelovaných brusných kotoučů. Díky této metodě jsem se velmi přiblížil ke skutečnému broušení v praxi. Po vymodelování se přistoupilo k parametrizaci modelu. Parametrizace se dělala pomocí tabulek v excelu. Základní požadavky na frézu Čelní válcová fréza Stopková Dokončovací 3-břitá Závrtná Základní úvahy při modelování Drážky se vytvoří na obvodu pomocí ploch, při modelování se bere ohled na parametrizaci a drážky na čelní části se vytvoří pomocí vymodelovaných brusných kotoučů. 9

Na následujícím obrázku je ukázka vymodelování drážky s výběhem a ukázka vymodelování drážky pomocí brusného kotouče. Obr. 3: Ukázka tabulky parametrů v excelu Ukázky modelu Obr. 1: Ukázka vymodelování drážky s výběhem Parametrizace modelu Základní prvky na fréze: Průměr frézy Stoupání šroubovice Délka šroubovice Délka frézy Úhly na fréze Broušení atd. Pro přehled v tabulkách je nutné dodržovat: Názvy sloupců Správné nadefinování údajů ve sloupci (mm, deg) Pojmenování rozměrů v modelu Spárování rozměrů Závěr Tento model se dá v budoucnu zlepšit změnou úhlu čela (radiální úhel) na přední části a jinou metodou parametrizace např. pomocí dialogových oken. Kontakt Tomáš TREFANEC student ZČU v Plzni E-Mail: tomas65@students.zcu.cz Tento bulletin byl vytvořen v rámci projektu POSPOL - CZ.1.07/2.4.00/17.0052, na kterém se podílí dvě katedry Fakulty strojní v Plzni, a to Katedra technologie obrábění a Katedra materiálu a strojírenské metalurgie. 10