Katedra konstruování strojů Fakulta strojní K 3 POHLEDOV OŘEZOVÉ PLOCHY doc. Ing. Martin Hynek, PhD. a kolektiv verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
OŘEZOVÉ PLOCHY ÚVODNÍ INFORMACE Jsou to tvarové 3D plochy, které dávají výrobku tvar. Těmito plochami se ořezávají bloky nástroje. Tvorba tvarových ploch tvoří nedílnou součást konstrukce lisovacích/pinčovacích/pěnovacích a dalších nástrojů. Pro tvorbu nástrojových ploch je třeba využívat metod plošného modelování (např. Catia V5 Generative shape design) OŘEZ BLOKU OŘEZOVOU PLOCHOU TVORBA OŘEZOVÉ PLOCHY Zdroje obrázků: www.borgers.de
PLOCHY DÍLU Díl (výlisek) má dvě plochy, tyto jeho plochy budou tvořit základ lisovacího nástroje. Dle orientace dílu v lisovacím nástroji je možné rozdělit plochy dílu na: o Horní plocha dílu tuto plochu bude tvarovat horní polovina lisovacího nástroje o Spodní plocha dílu tuto plochu bude tvarovat spodní polovina lisovacího nástroje Horní plocha dílu Díl (výlisek) Spodní plocha dílu
Dle funkčnosti je třeba rozlišit plochy dílu na: o Pohledová strana je ta strana dílu, která je v autě viditelná o Strana plechu je strana dílu, která přiléhá k plechu karoserie auta (není viditelná) Na pohledovou stranu jsou kladeny vysoké požadavky na jakost povrchu a estetickou stránku Na obrázcích je vidět podlahový díl auta, u kterého spodní plocha je strana plechu a horní plocha je pohledová strana. Horní plocha je viditelná pohledová strana dílu Zespoda je strana plechu
OŘEZOVÁ PLOCHA BLOKU Z ploch dílu popsaných výše je třeba vytvořit ořezovou plochu, kterou budou ořezán blok nástroje Blok nástroje je v podstatě kvádr, do kterého se vyfrézuje na CNC frézce tvar dílu (viz obr.) Pro vyfrézování tvaru do bloku nástroje ale nemůžeme použít plochy dílu, zejména protože v nich jsou díry a blok nelze řezat plochami, v nichž jsou díry - takováto úloha nemá řešení Je třeba vytvořit tzv. ořezovou plochu, ořezová plocha je tvořena plochou dílu doplněnou o technologické plochy nazývané odpadové plochy, které jsou popsány níže Rozdíl mezi ořezovou plochou a plochou dílu je vidět na obrázcích SPODNÍ PLOCHA DÍLU SPODNÍ OŘEZOVÁ PLOCHA
PLOCHY, Z NICHŽ SE SKLÁDÁ OŘEZOVÁ PLOCHA BLOKU Ořezová plocha bloku se tedy skládá z plochy dílu a odpadových ploch Odpadové plochy dále dělíme na výběhové plochy a plochy děr (a pinčovací hrany u pinčovacích nástrojů viz níže) Stejné rozdělení platí pro spodní i horní ořezové plochy, bude zde tedy popsáno pouze jednou Nyní si podrobněji popíšeme jednotlivé druhy ploch PLOCHY DÍLU Tyto plochy jsou převzaté z dílu (výlisku) ODPADOVÉ PLOCHY Tvar těchto ploch není pouze tangentní k plochám dílu, ale je daný technologií lisování/pěnování, ukázky profilů odpadových ploch jsou uvedeny v kapitole TVARY OŘEZOVÝCH PLOCH Výběhové plochy Jsou to technologické plochy navazující na obvod dílu (viz obr.)
Plochy děr jsou to v podstatě výběhové plochy v místech, kde mají na výlisku vzniknout díry tyto díry je z důvodů zmíněných výše třeba zalepit kvůli ořezávání bloků OŘEZOVÁ PLOCHA - SPOJENÁ Výsledná ořezová plocha vznikne spojením ploch dílu a odpadových ploch (názorně na obrázku) OŘEZOVÁ PLOCHA PŘED SPOJENÍM SPOJENÁ OŘEZOVÁ PLOCHA
BAREVNÉ ZNAČENÍ PLOCH Horní ořezová plocha MODRÁ (0,128,255) Díl 1 H TMAVĚ MODRÁ (0,0,255) Díl 2-x H AZUROVÁ (0,255,255) Pinčovací a těsnící hrana H HNĚDÁ (128,0,0) Výběhy H FOSFOROVÁ (0,255,0) Díry H ORANŽOVÁ (255,128,0) Ořezová plocha H BÍLÁ Hranice dílu H Spodní ořezová plocha FIALOVÁ (128,0,255) DÍL 1 S PURPUROVÁ (255,0,255) Díl 2-x S RŮŽOVÁ (255,128,128) Pinčovací a těsnící hrana S ŠEDÁ (126,126,126) Výběhy S ČERVENÁ (255,0,0) Díry S BÉŽOVÁ (211,178,125) Ořezová plocha S ŽLUTÁ Hranice dílu S
SMĚR LISOVÁNÍ Při tvorbě ořezových ploch je třeba určit směr lisování. Je to směr, ve kterém se pohybuje pohyblivá část nástroje. Směr lisování v podstatě určuje natočení dílu v nástroji a je třeba ho volit s ohledem na vyrobitelnost dílu a co nejnižší cenu nástroje. Vyrobitelnost dílu může být ovlivněna volbou směru lisování, jelikož při nevhodné volbě směru lisování mohou na díle vznikat podkosy (viz analýza podkosů níže). FOSFOROVÁ Směr lisování U vzorových nástrojů je směr lisování součástí OŘEZOVÝCH PLOCH, naleznete jej v referencích. SMĚR LISOVÁNÍ Cena nástroje je do značné míry dána i velikostí bloků nástroje a výšky bloků nástroje jsou ovlivněny natočením dílu resp. volbou lisovacího směru. HORNÍ BLOK VHODNÁ VOLBA SMĚRU LISOVÁNÍ MENŠÍ VELIKOST BLOKŮ SPODNÍ BLOK HORNÍ BLOK NEVHODNÁ VOLBA SMĚRU LISOVÁNÍ VĚTŠÍ VELIKOST BLOKŮ SPODNÍ BLOK
ANALÝZA PODKOSŮ Podkosy jsou plochy dílu polohované tak, že zabraňují rozevření či uzavření nástroje. Podkosy na díle jsou ovlivněny volbou směru lisování a to tak, že pakliže jsou na díle nalezeny podkosy, je často možné tyto podkosy odstranit vhodnou volbu směru lisování. Ne vždy je možné změnou slisování podkosy odstranit. Na obrázku je vidět díl, na jehož jedné části jsou podkosy (červeně). Tyto podkosy však nelze eliminovat pouze natočením dílu a změnou směru lisování, jelikož by se v každé jiné poloze objevily jiné podkosy na dílu. Pro takovéto díly je třeba použít zvláštních postupů například vyklopení dílu nebo použití šíbru. PODKOS NA DÍLE Více informací o šíbrech naleznete v dokumentu KOBERCOVÉ LISOVACÍ NÁSTROJE kapitola ŠÍBRY Podrobnější informace o vyklápění dílu naleznete v dokumentu POPIS TVORBY VYKÁPĚNÉHO DÍLU Je třeba zajistit, aby díl byl konstruován bez podkosů. K tomu slouží takzvaná analýza podkosů, která po zadání směru lisování vyšetří sklony ploch vůči směru lisování a tím identifikuje podkosy na díle vůči stanovenému směru lisování. Pomocí analýzy úkosů lze taktéž rychle a jednoduše nalézt jiný směr lisování a tím odstranit problém podkosů u některých dílů. ANALÝZA PODKOSU - PODKOSY MODŘE, ÚKOSY ZELENĚ, PLOCHY VE SMĚRU LISOVÁNÍ ČERVENĚ ANALÝZA PODKOSU - ZOBRAZENÍ ÚKOSŮ A PODKOSŮ DLE VELIKOSTI ODCHYLKY OD SMĚRU LISOVÁNÍ
TVARY OŘEZOVÝCH PLOCH Jak již bylo řečeno výše, odpadové plochy nejsou pouze tangentním prodloužením ploch dílu, ale jejich tvar je dán technologií lisování/pěnování V této kapitole budou nastíněny rozdíly mezi různými druhy ořezových ploch lisovacích, pinčovacích a pěnovacích nástrojů Aby se daly dobře tvarově popsat, je třeba popisovat tyto plochy v řezu Horní výběhová plocha Horní plocha dílu Spodní výběhová plocha Díl Spodní plocha dílu Tento řez dílu samozřejmě nevystihuje každé místo dílu, ale v principu platí všude Na obrázcích jsou vyfoceny dvě místa ukázkového nástroje, přechod mezi plochami dílu a výběhovými plochami se zdánlivě nepodobá skice nahoře, nicméně podmínky definované ve skice platí v obou těchto místech, ale jsou přizpůsobeny okolí
OŘEZOVÉ PLOCHY LISOVACÍ NÁSTROJE U lisovacích nástrojů je výběhová plocha tangentně navazující na plochu dílu Aby nedocházelo k lisování materiálu tam, kde to není zapotřebí, je na jedné z výběhových ploch (zde horní) namodelováno odlehčení (zde na min. 30mm) Odlehčení je konstruováno několik mm za dílem (zde min. 5mm) přičemž prvních několik mm od dílu je tangentních na plochy dílu Hodnoty uvedené na obrázcích berte jako informativní, u každého nástroje jsou jiné Plochy děr jsou u velkých děr obvykle konstruovány stejně jako výběhové plochy, plochy děr u malých děr mohou být konstruovány bez odlehčení nebo s menším odlehčením Více informací o lisovacích nástrojích naleznete v dokumentu LISOVACÍ NÁSTROJE
Na obrázku jsou výběhové plochy u dílu složeného z kobercové části (Díl) a pěnového dílu (Pena). Jedná se o výběhové plochy pro lisovací nástroj, pěnová část dílu se pěnuje až po vylisování kobercové části. Z tohoto důvodu jsou zde spodní plochy vedeny po spodním okraji kobercového dílu. Kóty jsou zde pouze pro názornost, u každého nástroje jsou tyto rozměry odlišné. Všimněte si, že u odlehčení není tentokrát zakótován úhe ani radiusy, je to proto, že na nich v tomto případě nezáleží a spojovací plocha mezi odlehčením a výběhem dílu tak může být obecná plocha. U tohoto obrázku je demonstrován odlišný způsob odlehčení. V místech dílu, kde výběhové plochy jsou vedeny téměř ve směru lisování nelze použít způsob odlehčení uvedený výše, ale je třeba odlehčit je jinak. Vytažením ploch minimálně 10mm za díl a následné napojení na odlehčené plochy tento problém řeší. K odlehčení dílu tedy dochází v radiusu, kde se plynule zvětšuje vzdálenost mezi plochami.
OŘEZOVÉ PLOCHY PINČOVACÍ NÁSTROJE U pinčovacích nástrojů v zásadě platí pravidla popsaná pro lisovací nástroje Ořezové plochy pinčovacích nástrojů jsou doplněny o tzv. pinčovací hranu, tato hrana je na obrázku níže označena kótou 1,5mm Pinčovací hrana je vždy umístěna ihned za obvodem dílu a slouží k odseknutí dílu od zbytku polotovaru Horní a spodní plochy se u pinčovací hrany dotýkají (vzdálenost mezi nimi je 0mm), čili horní a spodní blok nástroje v tomto místě na sebe v pracovní poloze lisu dosednou. Materiál je tím ustřižen. Šířka pinčovací hrany je obvykle 0,5 1,5mm Plocha pinčovací hrany je tedy poměrně malá, čili na základě na základě vztahu ơ=f/s je třeba nižší lisovací síly pro vyvození tlaku potřebného k přeseknutí polotovaru Na obrázku je vidět šířka pinčovací hrany 0.7mm U tohoto nástroje je konstruováno dvojité odlehčení, blíže u dílu nejprve na 5mm a poté dále na 30mm. Více informací o pinčovacích nástrojích naleznete v dokumentu PINČOVACÍ NÁSTROJE
OŘEZOVÉ PLOCHY PĚNOVACÍ NÁSTROJE Konstrukce těsnící hrany pěnovacích nástrojů záleží na vstřikovací směsi a vkládaném materiálu. Kopíruje tvar konečného výrobku a utěsňuje vstřikovací dutinu. DRUHY KONSTRUKCE: Nástroj PUR a RIM- těsnící hrana dosedá těsně na spodní polovinu nástroje Nastroj s PE folií PUR pěna - těsnící hrana dosedá na tloušťku folie. RIM pěna těsnící hrana dosedá s mírným přesahem na fólii kvůli lepšímu těsnění. Nástroj s vloženým kobercem - těsnící hrana dosedá s mírným přesahem na koberec kvůli lepšímu těsnění. Obrázek viz. Předchozí. NÁSTROJ S VLOŽENÝM KOBERCEM
U nástroje s vloženým kobercem či fólií je v místech, kde končí současně koberec s pěnou nutno udělat v ořezových plochách přídavek pro pěnu. Je to z důvodu následného ořezávání. Přídavek je vidět na obrázku. NÁSTROJ S VLOŽENÝM KOBERCEM - MÍSTO,KDE KONČÍ SOUČASNĚ PĚNA S KOBERCEM