Analogie flexibilní hydroabrazivní technologie s klasickými technologiemi třískového obrábění

Podobné dokumenty
Práce a síla při řezání

Technologický proces

HOBLOVÁNÍ A OBRÁŽENÍ

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


PROTAHOVÁNÍ A PROTLAČOVÁNÍ

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Hoblování, obrážení. Téma: Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE



Soustružení složitých vnějších válcových ploch s osazením

HSC obráb ní, tepelné jevy p Definice, popis obráb Nevýhody Otá ky v etena ezné rychlosti pro HSC Strojní vybavení obráb

2) CO TO JE OPTIMALIZACE ŘEZNÝCH PODMÍNEK

EXPERIMENTÁLNÍ METODY V OBRÁBĚNÍ

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Přehled metod, základní pojmy. Téma: Ing. Kubíček Miroslav.

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

Technologie III - OBRÁBĚNÍ

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

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

Soustružení - řezné podmínky - výpočet

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, , Karlovy Vary Autor: BOHUSLAV VINTER Název materiálu:

TECHNOLOGIE SOUSTRUŽENÍ

Teorie tkaní. Modely vazného bodu. M. Bílek

SPŠS Praha 10 Na Třebešíně *** STT *** Návrh soustružnického nástroje dle ISO-kódu

20 Hoblování a obrážení

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

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

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

Soustružení. Použití: pro soustružení rotačních ploch vnějších i vnitřních, k zarovnání čela, řezání závitů, tvarové soustružení.

Základy obrábění. Obrábění se uskutečňuje v soustavě stroj nástroj obrobek

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

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE. Problematika obrábění vysoce efektivními strategiemi

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

Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ. Technologie III - OBRÁBĚNÍ

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

DRUHY A UTVÁŘENÍ TŘÍSEK

Teorie třískového obrábění

ZÁKLA L DY Y OB O RÁBĚNÍ Te T o e r o ie e ob o r b áb á ě b n ě í n, z ák á lad a n d í n d r d uh u y h třísko k v o éh é o h o obrábění

Práce s tabulkami, efektivní využití v praxi

(02) Soustružení I. Obr. 1 Součást se závitem.

Zadání soutěžního úkolu:

Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Optimální trvanlivost nástroje

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC

Výpočet silové a energetické náročnosti při obrábění

Strojírenská technologie v příkladech

Normalizace struktury povrchu, současný stav a trendy vývoje

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 _ _ C N C P R O G R A M O V Á N Í _ P W P

Výpočet strojního času soustružení

CNC stroje. Definice souřadného systému, vztažných bodů, tvorba NC programu.

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 9

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

BEZPEČNÁ PŘEPRAVA NA NOVÝCH KOLECH

Střední škola technická Žďár nad Sázavou. Autor Milan Zach Datum vytvoření:

Jakost povrchu při frézování kulovou frézou na nakloněných plochách. Bc. Lukáš Matula

CW01 - Teorie měření a regulace

Obrážečky, protahovačky a hoblovky

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC. Kapitola 12 - vysokotlaké chlazení při třískovém obrábění

Základy stavby výrobních strojů Tvářecí stroje I

Obrábění slitiny AlSi1Mg0,5Mn nástroji s progresivními tenkými vrstvami

VQT6UR KUŽELOVÁ ČELNÍ STOPKOVÁ FRÉZA S KÓNICKOU GEOMETRIÍ PRO VYSOCE VÝKONNÉ OBRÁBĚNÍ B232CZ

Ing. Aleš Polzer Ing. Petra Cihlářová Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc. Technologie výroby II Obsah kapitoly

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

M370. Aplikace s vysokými posuvy Řada M370

1141 HYA (Hydraulika)

2. TVORBA A TVAROVÁNÍ TŘÍSKY

Téma 12, modely podloží

SOUSTRUHY HROTOVÉ SOUSTRUHY ČELNÍ SOUSTRUHY REVOLVEROVÉ SOUSTRUHY SVISLÉ SOUSTRUHY POLOAUTOMATICKÉ SOUSTRUHY

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

1 VRTAČKY Stroje určené pro vrtání, vyvrtávání, vyhrubování, vystružování a zahlubování. Hlavní pohyb a posuv koná vřeteno stroje s nástrojem.

SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ & TEORIE SPOLEHLIVOSTI část 8: Normové předpisy

TECHNOLOGIE VRTÁNÍ, VYHRUBOVÁNÍ, VYSTRUŽOVÁNÍ A ZAHLUBOVÁNÍ

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

Střední průmyslová škola v Teplicích Předmět: Kontrola a měření ve strojírenství

HODNOCENÍ STAVU OBROBENÉHO POVRCHU PO VÍCEOSÉM FRÉZOVÁNÍ

Rovnice, soustavy rovnic, funkce, podobnost a funkce úhlů, jehlany a kužely

Nový typ CBN pro dílce ze spékaných kovů 2009/10/1

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

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

Vyměnitelné břitové destičky

TEMATICKÉ OKRUHY PRO OPAKOVÁNÍ K MATURITNÍ ZKOUŠCE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie ISBN VIBRACE PŘI SOUSTRUŽENÍ ABSTRAKT

VY_52_INOVACE_H 02 28

Výroba ozubených kol

JIŘÍ HÁJEK, ANTONÍN KŘÍŽ

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

Strojírenské výpočty. Technická zpráva č. 2

CZ.1.07/1.1.30/ SPŠ

Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu

Vznik třísky, tvorba třísky

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

1.1 Shrnutí základních poznatků

Transkript:

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA Analogie flexibilní hydroabrazivní technologie s klasickými technologiemi třískového obrábění J. Valíček, M. Harničárová, J. Petrů, H. Tozan, M. Kušnerová, L. Čepová, M. Sadílek

Obsah prezentace Úvod zmapovaní problematiky Porovnání technologií, charakter povrchů Analytické řešení řezné stopy Koncepce řešení topografické funkce Dosažené výsledky Závěr

Úvod zmapovaní problematiky Hlavním a výchozím aspektem pro volbu srovnávacích parametrů a metody zpracování analogie je principiální diference v mechanizmech dezintegrační práce flexibilního a tuhého nástroje. Drsnost povrchu a další dobře měřitelné geometrické prvky topografie vygenerovaných povrchů jsou využity k vydefinování podobnosti a mechanické analogie.

Úvod zmapovaní problematiky Flexibilní nástroj Analogie Tuhý nástroj Myšlenka komparece technologií Využití a analytické zpracování drsnosti a dalších parametrů finální topografie povrchu obrobených stěn flexibilním a tuhým nástrojem je dosud nedoceněno, a proto nedostatečně v teorii a praxi využito. Topografie finálního povrchu vytvořeného těmito rozdílnými technologiemi je zde nově považována za společný analytický jmenovatel.

Mechanická integrita Technologické parametry Nástroj Materiál Topografie povrchu

Flexibilní nástroj Nástroj, který se kvazi-pružně přizpůsobuje okamžitému odporu v řezu a podle tohoto odporu mění tvar stopy při průchodu materiálem (laser, AWJ). Řezná stěna CO laser Řezná stěna AWJ

Tuhý nástroj Tuhé řezné nástroje nejsou schopny se přizpůsobit okamžitému odporu materiálu v řezu změnou tvaru geometrických prvků stopy, protože stopa řezu vždy zůstává kolmá a pevný řezný nástroj je interaktivně ovlivněn změnou odporu materiálu tak, že se mění intenzita otupení břitu, zmenšuje se hloubka úběru a pod.

Flexibilita nástroje retardace stopy řezu Y retx retardační uhel δ x drsnost ve stopě Ra x radiální drsnost Ra d, resp. Rz d měřená v rovině kolmé na povrch vzorku

Flexibilita nástroje na jedné straně způsobuje velké problémy s udržením požadovaných geometrických i výkonových parametrů na straně druhé je však dobře využitelná pro studium a analýzu deformačních a silových poměrů na řezech, mechanizmu dezintegrace materiálu a procesu generování topografické struktury a textury dělicích stěn

Porovnání technologií, charakter povrchů Vývojový trend technologie soustružení flexibilními nástroji technologie soustružení tuhým nástrojem technologie soustružení flexibilním nástrojem

Analytické řešení řezné stopy Křivení řezné stopy Vazba geometrických parametrů K Y cut Ra h 0 konst. Y E ret mat Y ret ret0 arctg ; 0 arctg h h0 Y ret K cut Y 0 ; 0 ret K Ra Ra cut K Ra h Ra0 h cut 0 Ra 0 Yret ; Yret 0 h h 0 K Kcut K cut h cut Flexibilní nástroj - Ra, Rz konst. - Y ret 0, arc δ 0 - σ def 0, F cut 0 Tuhý nástroj - Ra t, Rz t = konst. - Y ret = 0, arc δ = 0 - σ def, F cut = konst.

Koncepce řešení topografie povrchu Dělitelnost materiálu technologická konstanta K cut Technologicky optimální rychlost popt 0 0. v = 0 Ra 0 E mat Deformační napětí v povrchové vrstvě a stanovení drsnosti E Ra =0 Ra ;Ra=0 ra mat 0 ra Ra0 Emat 00 000 Kcuto [mm] 800 00 00 00 0 0 00000 00000 00000 00000 Respektování geometrických tvarů závislostí (Ra, Y ret,arc δ) = f (h, E mat, K cut, σ ra, v p ) E [MPa]

Vztahy podle Taylora Rovný řez tuhý nástroj Technologické parametry Tloušťka třísky h tc C v h= tc T sk v ct f 0. Konstanta vlivu způsobu práce C v Trvanlivost ostří T sk Řezná rychlost v ct Posuv na otáčku f Rz=000 f 8 R to Průřez třísky S t Řezná síla F ct Řezná rychlost optimální v copt S =h t f 0. 0. tc F ct=pt St C v =0 T h f v copt 0. sk tc Původní poloměr hrotu R t0

Rovný řez flexibilní nástroj Teoretický rovný řez pro AWJ drsnost povrchu získaná z povrchového napětí ravp 0 0 v 0. 0 Ra =0 ravp v preg= 0 Ra 0 = 0 Ra popt Ra E mat 0. 0 ra povrchové napětí získané při změně posuvové rychlosti řezné hlavy v preg Ra reg= Ra vpopt regulovaná rychlost posuvu řezné hlavy regulovaná drsnost povrchu

On-line řízení a automatizace AWJ Průběhy analyzovaných funkcí technologie s flexibilním hydroabrazivním nástrojem v závislosti na hloubce řezu h cut v semilogaritmických souřadnicích.

On-line řízení a automatizace AWJ Průběhy analyzovaných funkcí obou technologií v závislosti na hloubce řezu h cut, resp. po délce obrobku L c v semilogaritmických souřadnicích.

On-line řízení a automatizace Průběhy analyzovaných funkcí obou technologií v závislosti na posuvné rychlosti hydroabrazivní řezné hlavy v p [mm min - ], resp. na obvodové řezné rychlosti v c [m min - ] v semilogaritmických souřadnicích.

On-line řízení a automatizace AWJ AWJ technologie; závislost radiální drsnosti na hloubce řezu (Ra d, Rz d )=f (h cut ).

Topografické funkce Flexibilní nástroj Tuhý nástroj Ra Ra d= Ra log Ra 0 h Ra Rz = Ra Ra log d 0 h0 Ra0 Uváděné rovnice reprezentují topografické funkce Ra d a Rz d pro flexibilní nástroj hydroabrazivního dělení (AWJ). Ra =Ra 0 t d 0. Rz =Rz h 0 f 0 t d 0. h 0 f Rovnice prezentují souvislost mezi topografickými funkcemi pro tuhý nůž Ra t, Rz t a topografickými funkcemi pro flexibilní nástroj při analytické aproximaci rovnic pro posuv f.

Topografické funkce Závislost drsnosti třískového obrábění Ra t a Rz t na posuvu (Ra t, Rz t ) = f(f).

Topografické funkce Rz Ind = = t 0 rz 0. Rz d 0 f h poměrový index Ind rz f rz Rz t 8 R 0. t 000 C v =0 T h f v cfrz 0. 0. sk tc rz posuv f rz řezná rychlost v cfrz S =h f 0. 0. cfrz tc rz průřez třísky S cfrz F cfrz=pt Scrz řezná síla F cfrz

Topografické funkce Závislost posuvu a hloubky zabírky na finální drsnosti (f crz, h c ) = f(rz t ).

Topografické funkce obvodová rychlost třískového obrábění řezná síla F crz plocha řezu S c v =0 v crz 0. 0. 0. 8 Rt Tsk hc Rzt C 000 F =p crz t crz S 0. Rzt 8 Rt S crz=hc 000 0. 0. finální drsnost Rz t

Topografické funkce Závislost obvodové rychlosti třískového obrábění na finální drsnosti v crz = f (Rz t ).

Topografické funkce Závislost řezné síly a řezného napětí na finální drsnosti (F crz, p trz ) = f (Rz t ).

Topografické funkce Závislost plochy řezu na finální drsnosti S crz = f (Rz t ).

Dosažené výsledky Existence analyticky definovatelné podobnosti práce obou typů nástrojů v řezu. Nestabilita trajektorie směru průniku nástrojů flexibilního typu materiálem generuje relativně vysokou vlnitost a drsnost na obrobených plochách. Prezentovaná srovnávací analýza dokazuje, že v parametrech řezů lze dosáhnout typických výhod, které jsou vlastní tuhým nástrojům. Podle odvozených rovnic lze vyjmenované nevýhody dané flexibilitou nástroje eliminovat regulací posuvné rychlosti v reálném čase. Regulační rychlost je vysoká a dosahuje řádově mikrosekund a lze ji dosáhnout komplexní automatizací řízení obrábění.

Dosažené výsledky Řešení regulace rychlosti podle okamžitých hodnot vhodně zvoleného kontrolního nezávislého parametru. Nabízí se řízení podle okamžitých hodnot vibrací v bi = d(v b )/dt nebo akustických emisí a ei = d(a e )/dt na základě odvození příslušných řídicích funkcí v preg = f(v bi, a ei ). Pro rozvoj technologií s pevným pracovním nástrojem lze možné přínosy převzaté koncepce realizovat už v projektové fázi a to při: Při navrhování hlavních technologických parametrů podle konkrétních mechanických vlastností aktuálně obráběného materiálu. Také v řešení zákonitých příčin otupování břitů, způsobu automatizované kontroly a včasné výměny nožů, nebo v prodlužování životnosti nožů snižováním intenzity vibrací a tření z titulu generování nadměrné drsnosti pracovních ploch.

Závěr. Provedená srovnávací analýza vyjadřuje, jak důležitá může být funkce parametru drsnosti a dalších geometrických prvků topografie generovaných povrchů. Pro oba typy nástrojů zde drsnost povrchu zcela nově vystupuje jako společný jmenovatel mechanizmu práce.. Uplatnění podobnosti při řešení způsobu regulace pro automatizované řízení technologie s flexibilním pracovním nástrojem. Možné přínosy pro současně řešenou problematiku v technologiích s tuhým nástrojem. A to jak na kvalitativní, tak i na kvantitavní úrovni a v grafických závislostech.. Výhodou je kvantifikace a algoritmizace výpočtových kroků pro programy Excel a Matlab a jejich obecná platnost pro konkrétní materiál. Dále také možnost interaktivního matematického modelování procesu obrábění v obou technologiích.