NÁVRH A VÝROBA PŘÍPRAVKU PRO MĚŘICÍ PŘÍSTROJ ALICONA IFM G4 SVOČ FST 2015 Tomáš Pícha Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika ABSTRAKT Tato práce se bude zabývat konstrukčním návrhem, výrobou a montáží přípravku pro měřicí přístroj Alicona IFM G4. Na začátku návrhu bylo zapotřebí stanovit všechny potřebné funkce (univerzálnost, jednoduchou pohyblivost ve třech osách, možnost upínání nástroje od průměru 3[mm] do průměru 30[mm]), které by měl přípravek splňovat a dále určit jakých maximálních rozměru je zapotřebí se držet při tvorbě návrhu. První návrhy byly směrovány k zadaným funkcím. Při tvorbě návrhů se musely postupně řešit různé problematiky např.: volba mezi ložisky a kluznými pouzdry, návrh ozubeného mechanizmu a uchycení ozubeného mechanizmu. Po dosažení zadaných funkcí byly návrhy přípravku postupně upravovaný a zjednodušovány, aby bylo možné zajistit výrobu podle technologických možností hale KTO. KLÍČOVÁ SLOVA Alicona IFM G4, přípravek, návrh, výroba, kluzná pouzdra, prizma, šnekové soukolí ÚVOD Přípravky jsou výrobní pomůcky, které umožňují nebo usnadňují výrobu a činí ji produktivnější, hospodárnější a bezpečnější. Od přípravků očekáváme správné ustavení obrobků nebo již hotových součástí, spolehlivé, rychle, bezpečné a opakované upnutí. Ve výrobě dále pak dokonalé vedení nástroje, dosahování požadovaných geometrických přesností a drsností povrchu obráběný ploch a zkrácení výrobních časů. Obrázek 1: Přípravek pro upínání nástrojů [1]
Rozdělení přípravků Podle účelu Podle zařazení do výroby Podle zdroje upínací síly Jednoúčelové pro obrábění ruční Víceúčelové pro montáž pneumatické pro kontrolu hydraulické pro rýsování Diagram 1: Rozdělení přípravků [2] POPIS NÁVRHU Návrh přípravku je proveden v programu SolidWorks 2014 a skládá se ze spodní desky, která je spojena za pomoci čtyř šroubů k desce měřicího přístroje. Do spodní desky pak zapadá sestava vrchní desky, dvou vidlic a úchytu pro osu šneka. Celá tato sestava je usazena na čepu spodní desky a tím je zajištěno otáčení přípravku okolo osy Z (viz Obrázek 2). Pro aretaci je v čepu vyrobený závit pro šroub M12. Ve vidlicích je pak vyrobená půlkruhová drážka, kde dosedají kluzná pouzdra. Kluzná pouzdra se nacházejí po obou stranách osy, které umožňuje naklápění, tzn. otáčení okolo osy Y a zároveň je v ose usazeno další kluzné pouzdro, do kterého je uloženo otočné prizma, které nám umožňuje poslední otáčení a to otáčení okolo osy X (viz Obrázek 3). Obrázek 2: Spodní deska a sestava vrchní desky a vidlic Obrázek 3: Sestava osy a otočného prizma
ŠNEKOVÉ SOUKOLÍ Pro natáčení a naklápění bylo vybráno šnekové soukolí. Důvodů proč bylo vybráno šnekové soukolí, bylo několik. Bylo potřeba docílit velkého převodového poměru přesněji 1:40. Dalším důvodem a velkou výhodou je, že šneková soukolí jsou samosvorná a tím proto nemusí být na přípravku navrhnuto jištění naklápěných a natáčených součástí. Obrázek 4: Šnekové soukolí pro naklápění Obrázek 5: Šnekové soukolí pro natáčení SOUČASNÝ STAV PŘÍPRAVKU V současné době je přípravek technologicky připravován k výrobě. Probíhají poslední úpravy před samotnou výrobou (upřesňování lícovaných rozměrů pro výrobu a montáž), práce na technické dokumentaci, tvorba NC kódů, návrh polotovarů a objednávání potřebného materiálu. Výroba bude probíhat na halových laboratořích KTO na tříosém stroji MCV 750 A. Obrázek 6: Sestava přípravku (zepředu) Obrázek 7: Sestava přípravku (zezadu)
Obrázek 8: Sestava přípravku (zprava) Obrázek 9: Sestava přípravku (zleva) Obrázek 10: Sestava přípravku (shora) Obrázek 11: Sestava přípravku (Izometrický) Na obrázku 6 až 11 je vyobrazený přípravek ve finální sestavě se všemi díly a již se zkušebním nástrojem (fréza průměru 8[mm], který bude nejčastěji na měřicím přístroji za pomoci přípravku měřen. Přípravek bude ještě doplněn příslušenstvím a to v podobě různých délek dorazů, které budou tvořit šrouby o rozměru M20. Dále výměnným protikusem pro prizma, které nám bude samotný nástroj upínat. Na závěr bude k přípravku vyrobeno několik odstupňovaných vložek, které se budou vkládat do prizmatu a budou sloužit k podložení malých nástrojů. ZÁVĚR A DOPORUČENÍ Tato práce obsahuje teoretickou a praktickou část. Teoretická část se skládá z konstrukčního návrhu přípravku se zachováním zadaných funkcí. Přípravek byl postupně upravován a s úpravami se přizpůsobovalo celé sestavení navrženého přípravku. Praktická část se skládá z finálních úprav pro výrobu, aby bylo možné výsledné sestavení přípravku vyrobit na halových laboratořích KTO. Zadané úkoly, které jsem dostal na začátku práce, jsem splnil. Přípravek má všechny potřebné funkce bez omezení. Dále jsem splnil rozměrová kriteria, přípravek má takové rozměry aby mohl byt využit v pracovním prostoru měřicího přístroje Alicona IFM G4. Do přípravku je možné upínat nástroje od průměru 3[mm] do průměru 30[mm] a to včetně dlouhých nástrojů přesahující délku 70 [mm]. Nyní vše směřuje k poslednímu úkolům. To je samotná výroba a montáž vyrobených dílčích součástí v jeden kompaktní celek.
PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěl poděkovat vedoucí bakalářské práce paní Ing. Ivaně Zetkové za vedení a velmi cenné rady při tvorbě návrhu přípravku a při zpracování této bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat panu Ing. Miroslavu Zetkovi, Ph.D. za praktické rady při tvorbě návrhu přípravku a dále pak panu doc. Ing. Josefu Formánkovi, Ph.D. za vysvětlení problematiky ozubených kol hlavně v části šneková soukolí a na závěr panu Oldřichu Pavelkovi za doplnění výkresové dokumentace. LITERATURA [1] IF-RotationGrip. Alicona [online]. 2013 [cit. 2015-04-15]. Dostupné z: http://www.alicona.com/home/fileadmin/alicona/matrix/ifrotationgrip_optical_3d_measurement_alicona. png [2] Přípravky: Přednášky PNO - Přípravky nástroje obrábění. Plzeň, 2013. [3] KRÁTKÝ, Jaroslav, Eva KRÓNEROVÁ a Stanislav HOSNEDL. Obecné strojní části 2: základní a složené převodové mechanismy. 1. vyd. V Plzni: Západočeská univerzita, 2011, 265 s. ISBN 978-80-261-0093-5.