VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ · se vycházelo z naměřených rozměrů pro osobní automobily Škoda Fabia první a druhé generace. Akoli byl pří pravek navrţen pouze pro

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚBRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍFACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING

ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIEINSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY

VÝROBA SOUČÁSTI S KOMBINACÍ RŮZNÝCHTECHNOLOGICKÝCH PROCESŮPRODUCTION OF COMPONENTS WITH A COMBINATION OF DIFFERENT TECHNOLOGICAL PROCESSES

BAKALÁŘSKÁ PRÁCEBACHELOR'S THESIS

AUTOR PRÁCEAUTHOR

Vojtěch Borek

VEDOUCÍ PRÁCESUPERVISOR

Ing. Milan Kalivoda

BRNO 2016

Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně / Technická 2896/2 / 616 69 / Brno

Zadání bakalářské práceÚstav: Ústav strojírenské technologie

Student: Vojtěch Borek

Studijní program: Strojírenství

Studijní obor: Základy strojního inženýrství

Vedoucí práce: Ing. Milan Kalivoda

Akademický rok: 2015/16 Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijníma zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce:

Výroba součásti s kombinací různých technologických procesů

Stručná charakteristika problematiky úkolu:

1. Úvod.2. Rozbor zadané součásti.3. Uvažované technologické procesy.4. Sestavení reálné verze pro výrobu.5. Zhodnocení návrhu.6. Diskuze.7. Závěr.

Cíle bakalářské práce:

Sestavení TPV dokumentace. Znalost zastupitelných technologických procesů. Doložení návrhu proreálnou situaci ve firmě.

Seznam literatury:

Píška, M. et al. (2009): Speciální technologie obrábění. CERM, s. r. o., Brno.

Forejt, M. a Píška, M. (2006): Teorie obrábění, tváření a nástroje. CERM, s. r. o., Brno.

Humár, A. (2008): Materiály pro řezné nástroje. MM publishing, s. r. o., Praha.

Štulpa, M. (2007): CNC obráběcí stroje a jejich programování. Technická literatura BEN, Praha.

Kolektiv autorů. (1997): Příručka obrábění, kniha pro praktiky. Sandvik CZ, s. r. o. a Scientia, s. r. o.,Praha.

Leinveber, J., Řasa, J. a Vávra, P. (2000): Strojnické tabulky. Scientia, s. r. o., Praha.

Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně / Technická 2896/2 / 616 69 / Brno

Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2015/16

V Brně, dne 30. 11. 2015

L. S.

prof. Ing. Miroslav Píška, CSc.

ředitel ústavu

doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D.děkan fakulty

Bakalářská práce

4

ÚST FSI VUT v Brně

ABSTRAKT

Cílem této bakalářské práce je navrhnout výrobu součásti s vyuţitím několika technologic-

kých procesů. V řešeném projektu se jedná o stahovací přípravek kulových čepů řízení

osobních automobilů. Mezi nejdůleţitější části práce patří: popis zvolených technologií,

reálná výroba součásti v prostředí firmy a zhodnocení výsledků podle různých hledisek.

Klíčová slova

stahovací přípravek, kulový čep, řezání laserem, vrtání, výroba závitů, omílání

ABSTRACT

The objective of this bachelor’s thesis is to design production of the part with use of sev-

eral technological processes. Solved project is extractor of steering ball joints for cars. The

most important sections of bachelor’s thesis are: description of used technologies, real pro-

duction of the part in company and evaluation of the results according to different aspects.

Keywords

extractor, ball joint, laser cutting, drilling, thread production, tumbling

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE

BOREK, Vojtěch. Výroba součásti s kombinací různých technologických procesů. Brno

2016. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inţenýrství,

Ústav strojírenské technologie. 52 s. 9 příloh. Vedoucí práce Ing. Milan Kalivoda.


5


PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma Výroba součásti s kombinací různých

technologických procesů vypracoval samostatně s pouţitím odborné literatury a pramenů,

uvedených na seznamu, který tvoří přílohu této práce.

Datum Vojtěch Borek


6


PODĚKOVÁNÍ

Děkuji tímto panu Ing. Milanu Kalivodovi za cenné připomínky, rady ale i za ochotný pří-

stup v průběhu řešení celé bakalářské práce. Dále bych rád poděkoval firmě Las-pro s.r.o.

za umoţnění výroby součástí a všem kteří se na výrobě podíleli. Zejména Janu Borkovi a

Heleně Blahové za výraznou pomoc při zprostředkování výroby a sběru informací. Závě-

rem bych chtěl poděkovat celé své rodině za podporu.


7


OBSAH

ABSTRAKT .......................................................................................................................... 4

PROHLÁŠENÍ ....................................................................................................................... 5

PODĚKOVÁNÍ ..................................................................................................................... 6

OBSAH .................................................................................................................................. 7

ÚVOD .................................................................................................................................... 9

1 MONTÁŢNÍ A DEMONTÁŢNÍ PŘÍPRAVKY ............................................................. 10

1.1 Rozdělení montáţních a demontáţních přípravků .................................................... 10

1.2 Čepy .......................................................................................................................... 10

1.2.1 Kulové čepy ....................................................................................................... 11

1.2.2 Demontáţ kulového čepu, návrh vlastního přípravku ....................................... 12

2 POUŢITÉ TECHNOLOGICKÉ PROCESY ................................................................... 14

2.1 Technologie řezání laserem ...................................................................................... 14

2.1.1 Princip laseru, řezání laserem ................................................................................ 14

2.1.2 Metody řezání laserem ....................................................................................... 15

2.1.3 Charakteristické vlastnosti při pouţití laserového paprsku ............................... 16

2.2 Technologie vrtání .................................................................................................... 17

2.2.1 Nástroje pro vrtání ............................................................................................. 17

2.3 Technologie tváření závitů ........................................................................................ 20

2.3.1 Srovnání technologií tváření a řezání závitů ...................................................... 20

2.3.2 Nástroje pro tváření vnitřních závitů ................................................................. 21

2.4 Technologie omílání ................................................................................................. 22

2.4.1 Omílací tělíska, kompaundy a ostatní aditiva .................................................... 23

2.4.2 Omílací stroje a příslušenství ............................................................................. 23

3 VÝROBA STAHOVACÍHO PŘÍPRAVKU ................................................................... 26

3.1 Postup při řezání součásti, parametry řezání ............................................................ 26

3.1.1 Pouţitý stroj ....................................................................................................... 26

3.1.1 Načtení souboru ................................................................................................. 27

3.1.2 Nastavení řezných parametrů ............................................................................. 28

3.1.3 Rozmístění součásti na plech ............................................................................. 29

3.1.4 Určení postupu řezání ........................................................................................ 29

3.1.5 Generování NC kódu ......................................................................................... 29

3.1.6 Výrobní parametry ............................................................................................. 30

3.2 Proces omílání ........................................................................................................... 31

3.3 Operace vrtání, broušení ........................................................................................... 33

3.3.1 Výpočet vrtání .................................................................................................... 35

3.4 Výroba závitu ............................................................................................................ 37

3.4.1 Výroba závitu tvářením ..................................................................................... 38


8


3.4.2 Výroba závitu řezáním ........................................................................................ 39

3.5 Montáţ přípravku ...................................................................................................... 41

4 ZHODNOCENÍ NÁVRHU ............................................................................................. 42

4.1 Porovnání zvolených technologií .............................................................................. 42

4.2 Ekonomické zhodnocení, srovnání s konkurenčními výrobky ................................. 42

4.3 Funkčnost návrhu ...................................................................................................... 44

5 DISKUZE ........................................................................................................................ 45

ZÁVĚR ................................................................................................................................ 46

SEZNAM POUŢITÝCH ZDROJŮ ..................................................................................... 47

SEZNAM POUŢITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ......................................................... 51

SEZNAM PŘÍLOH .............................................................................................................. 52


9


ÚVOD

Přípravky jsou plnohodnotnou součástí kaţdé strojírenské firmy. Mají zásadní vliv na

snadné, přesné a jednoduché provedení práce. Další nespornou výhodou přípravků je zkrá-

cení vedlejších časů a zvýšení bezpečnosti.

Rozdělení přípravků je moţné podle mnoha hledisek. Podle rozsahu pouţitelnosti na

jednoúčelové, víceúčelové. Podle druhu operace na montáţní a demontáţní, kontrolní, do-

plňky obráběcích strojů a ostatní dílenská zařízení.

V mé práci bude řešena výroba demontáţního přípravku na kulové čepy řízení

s vyuţitím technologie řezání laserem, vrtání, tváření závitů, omílání a ostatních vedlejších

technologických procesů. Dalším krokem bude rozvaha nad vyrobenou součástí z hlediska

vhodnosti zvolené technologie výroby, nejen z pohledu ekonomického, ale i z pohledu

funkčního a porovnání se sériově vyráběnými demontáţními přípravky.


10


1 MONTÁŢNÍ A DEMONTÁŢNÍ PŘÍPRAVKY

Montáţní a demontáţní přípravky mají velký význam pro opravárenské a servisní práce

(zejména v automobilovém průmyslu), avšak najdou své uplatnění v téměř všech strojíren-

ských podnicích. Přestoţe mají montáţní a demontáţní přípravky často velmi jednoduchý

tvar, zaručují zjednodušení a v mnohých případech i proveditelnost dané operace [1].

1.1 Rozdělení montáţních a demontáţních přípravků

Uvedeno v PŘÍLOZE 1.

1.2 Čepy

Čepy jsou rotačně symetrické strojní součásti. Vyuţívají se pro přenos pohybu (převáţně

rotačního). Čepy dělíme podle následujících kritérií [6].

Základní rozdělení:

a) spojovací čepy – z velké části jsou normalizované, např. upevnění kladek, kloubová

spojení, atd.,

b) hřídelové čepy – části hřídelí uloţené v loţiskách (kluzných).

Podle zatíţení:

a) axiální – primární zatíţení v ose (u většiny typů moţnost i radiálního zatíţení),

b) radiální – primární zatíţení kolmo k ose (u většiny typů moţnost i ax. zatíţení).

Obr. 1.2 Axiální hřídelové čepy: a) noţní válcový, b) noţní kuţelový, c) noţní kulový,

d) prstencový, e) hřebenový [7].

Obr. 1.3 Radiální hřídelové čepy: a) válcový čelní, b) válcový krční, c) kuţelový,

d) kulový [7].


11


1.2.1 Kulové čepy

U Kulových čepů je umoţněno vychýlení ve všech směrech pro niţší zatíţení a rychlosti.

Zpravidla jsou nerozebíratelné a s trvalou mazací náplní. Nejčastěji se kulové čepy vyuţí-

vají jako součásti podvozků dopravních prostředků [8].

Mohou to být čepy:

a) vedlejších řídicích tyčí (čepy řízení),

b) čepy náprav (horních/spodních ramen),

c) ostatní čepy (tyčí stabilizátorů, centrálních řídících tyčí, atd.).

Kontrolu kulových čepů lze provést podle dílenských příruček, avšak nepsaným pravi-

dlem je, ţe by kulový čep neměl vykazovat vůli při naklánění či otáčení. Pouţité čepy je

zakázáno jakýmkoliv způsobem opravovat. Kulové čepy se vyrábějí z povrchově kalených

cementovaných ocelí, zatímco pouzdra jsou vyrobena z kluzných materiálů (bronzy, poly-

mery, atd.) [8].

Výrobci kulových čepů:

Lemförder, Febi, Meyle – Německo,

Moog, Delphi, Monroe – USA,

Nipparts – Belgie.

Obr. 1.4 Kulový čep spodního ramene Obr. 1.5 Kulový čep řízení [9].

pro BMW Z3 (Meyle) [10].

Obr. 1.6 Kulový čep řízení demontovatelný s maznicí pro JEEP JK/WJ (Alloy) [11].


12


1.2.2 Demontáţ kulového čepu, návrh vlastního přípravku

Kulový čep řízení je v těhlici usazen pomocí kuţelové díry a kuţelového dříku kulového

čepu (stoupání kuţele přibliţně 10°). Přestoţe je toto spojení samosvorné, musí být pojiš-

těno proti uvolnění, nejčastěji korunovou maticí se závlačkou nebo bezpečnostní maticí

s polyamidovým krouţkem. Základem úspěchu je tedy „vytlačení“ kuţelového dříku kulo-

vého čepu z kuţelového uloţení viz obr. 1.8 [12].

Obr. 1.7 Návod pro demontáţ kulového čepu řízení pro Chevrolet Epica [13]

Demontáţ kulových čepů řízení můţe být provedena několika způsoby. Tím nejjednoduš-

ším avšak nejméně šetrným a rozhodně ne doporučeným způsobem je pomocí kladiva.

Další moţností je pouţití klínového vyráţeče obr. 1.9. Ten je vhodný především tam, kde

není moţné z důvodu nedostatku místa pouţít klasické stahovací přípravky. Na obr. 1.8 je

zobrazen pákový demontáţní přípravek, jednoduchý stahovací přípravek je na obr. 1.10.

Obr. 1.9 Jednoduchý stahovací přípravek [14]. Obr. 1.8 Klínový vyráţeč [15].


13


V návrhu pro výrobu demontáţního přípravku kulových čepů řízení (obr. 1.11, obr. 1.12),

se vycházelo z naměřených rozměrů pro osobní automobily Škoda Fabia první a druhé

generace. Ačkoli byl přípravek navrţen pouze pro jeden konkrétní model vozidla, je zřej-

má jeho funkčnost i u jiných koncernových modelů, které disponují stejným kulovým če-

pem (Seat Cordoba, Seat Ibiza, Škoda Rapid, Škoda Roomster, aj.).

Obr. 1.10 Návrh demontáţního přípravku Obr. 1.11 Základní rozměry přípravku


14


2 POUŢITÉ TECHNOLOGICKÉ PROCESY

Pro výrobu vlastního demontáţního přípravku bylo pouţito několik typově odlišných tech-

nologických procesů. Byly to technologie: řezání laserem, vrtání, tváření závitů a omílání.

2.1 Technologie řezání laserem

Nekonvenční způsob obrábění materiálů. Umoţňuje dělení sloţitých 2D i 3D tvarů nejčas-

těji plechových součástí. Další výhodou řezání laserem je moţnost obrábět téměř všechny

technické materiály bez ohledu na jejich fyzikální, chemické nebo tepelné vlastnosti. Pro

řezání laserem se pouţívají výkonové plynové lasery [16].

2.1.1 Princip laseru, řezání laserem

Princip laseru uveden v PŘÍLOZE 2.

Tab. 2.1 Rozdělení laserů uvedena v PŘÍLOZE 3.

Při řezání laserem se vyuţívá zaostřeného laserového paprsku, který v úzké zóně nataví

obráběný materiál. Páry nebo tavenina kovu jsou z místa řezu odstraněny pomocí asistenč-

ního (pracovního) plynu obr. 2.4. Tlak a volba asistenčního plynu závisí na pouţité metodě

řezání, jeţ se odvíjí od mnoha parametrů – tloušťka materiálu, typ materiálu, rychlost řezá-

ní, kvalita řezné plochy, atd. [17, 18].

Obr. 2.4 Princip řezání laserem [20].


15


2.1.2 Metody řezání laserem

a) tavné (fúzní) řezání – Dochází zde k lokálnímu natavení materiálu, který je z řezné

dráţky vyfouknut proudem chemicky čistého inertního plynu (N2, Ar – pouze pro slitiny

titanu). Asistenční plyn se přivádí do řezné spáry pod vysokým tlakem (1–2 MPa) z důvo-

du vysokého povrchového napětí taveniny, avšak na samotném řezném procesu se nepodí-

lí. U této metody řezání se dosahuje niţších řezných rychlostí. Tavné řezání zaručuje ko-

vově lesklý, nezoxidovaný a čistý povrch řezu. Pouţívá se převáţně pro řezání vysokole-

govaných ocelí, hliníku, mědi, niklu a jejich slitin i pro nekovové materiály (dřevo, plasty,

keramika, atd.). [17, 18]

Obr. 2.5 Tavné řezání laserem [17].

b) oxidační (pálící) řezání – Na rozdíl od tavného se u oxidačního řezání pouţívá kyslík o

tlaku cca 0,3-0,5MPa v závislosti na tloušťce materiálu. Při ohřátí materiálu na zápalnou

teplotu dochází k exotermické reakci s kyslíkem, která způsobuje další ohřátí materiálu.

Tato metoda řezání je mnohem rychlejší neţ řezání tavné, avšak za cenu větší tepelně

ovlivněné oblasti, tloušťky řezu a horší drsnosti povrchu řezné plochy. Nedoporučuje se

pro řezání ostrých geometrických úhlů, malých děr nebo pro výrobu přesných součástí.

Pouţívá se pro řezání nízko a středně legovaných ocelí, kde kyslík nezpůsobuje výraznou

oxidaci řezných hran. [17, 18]

Obr. 2.6 Oxidační řezání [17].


16


c) Sublimační řezání – Sublimační způsob řezání, při kterém se materiál intenzivně odpa-

řuje, se v současnosti pouţívá velmi málo. U této metody jsou vysoké nároky na energii

laserového svazku, aby na okrajích řezu nevznikala tekutá fáze. Zároveň by tloušťka lase-

rového paprsku neměla být výrazně menší neţ tloušťka řezaného materiálu, protoţe by

mohlo dojít ke kondenzaci a svaření materiálu. Výhodné je pouţití pulsního laserového

paprsku, kdy interval mezi pulsy umoţňuje uniknout párám materiálu, které mohou být

odstraněny i slabým proudem inertního plynu. Hlavní vyuţití této metody je pro řezání a

vrtání minerálů, ale i pro řezání tenkých plechů. [17, 18]

Obr. 2.7 Sublimační řezání [17].

2.1.3 Charakteristické vlastnosti při pouţití laserového paprsku

- moţnost řezání rozmanitých tvarů téměř všech technických materiálů,

- tloušťka řezu aţ 25 mm – u ocelí,

- vysoká řezná rychlost,

- snadná regulace výkonu,

- vysoká přesnost cca 0,05–0,1 mm na jeden metr délky,

- vyšší pořizovací a provozní náklady (vysoká spotřeba plynů),

- tepelné ovlivnění v oblasti řezu,

- zhoršená stabilita procesu při řezání lesknoucích se povrchů materiálu [16, 17, 18].


17


2.2 Technologie vrtání

Vrtání je proces zhotovování děr do plného materiálu nebo do předpřipravených děr (kon-

venčním) třískovým obráběním. Nástrojem je vrták nejčastěji se dvěma břity, který koná

vedlejší řezný pohyb (posuv) a ve většině případů i hlavní řezný pohyb (rotace). Jedním

z hlavních charakteristických rysů všech vrtacích operací je sniţující se řezná rychlost ve

směru od obvodu ke středu vrtáku [21, 22].

2.2.1 Nástroje pro vrtání

a) šroubovité vrtáky – Nejčastěji pouţívané vrtáky, vhodné pro vrtání kratších děr. Tvar

vrtáku se skládá z válcovitého těla a běţně dvou protilehlých šroubovitých dráţek slouţí-

cích pro odvod třísky. Úhly jednotlivých částí vrtáku (úhel stoupání, úhel špičky, atd.) se

odvíjí od druhu vrtaného materiálu (pro ocel úhel stoupání cca 27° a úhel špičky cca 118°).

Šroubovité vrtáky mohou být vyrobeny z RO, RO s napájenou/mechanicky připevněnou

břitovou destičkou ze SK nebo celý ze SK v kombinacích s povlaky odolnými proti otěru

převáţně TiN. Přívod procesních kapalin je umoţněn pomocí dráţek pro odchod třísek

nebo díky otvorům uvnitř vrtáku (centrální přívod) [22].

Obr. 2.8 Schéma šroubovitého vrtáku [21].


18


b) vrtáky s vyměnitelnými břitovými destičkami – Řezná část těchto vrtáků se skládá

z vyměnitelných břitových destiček ze SK nejčastěji dvou, ale i více v závislosti na průmě-

ru vrtáku, připevněných v tělese vrtáku pomocí zápustných šroubů. U nástrojů větších

průměrů se pouţívá uloţení břitových destiček do stavitelných kazet, kdy lze v určitém

rozsahu měnit průměr vrtané díry bez výměny tělesa vrtáku. Tyto vrtáky mají oproti šrou-

bovitým vyšší tuhost a vykazují celkově lepší řezné parametry, coţ se odráţí na vyšší poři-

zovací ceně. Tyto vrtáky bývají vybaveny centrálním přívodem procesních kapalin a lze je

pouţít i na některé soustruţnické operace viz obr. 2.9 [22].

Obr. 2.8 Vrtáky s VBD firmy Sandvik-Coromant [22].

Obr. 2.9 Vyuţití vrtáků s VBD pro soustruţnické operace [22].


19


c) kopinaté vrtáky – Vyznačují se vysokou tuhostí a pouţívají se pro vrtání kratších děr do

poměru L/D=3/1. Drsnost vyvrtaných děr je horší neţ u šroubovitých vrtáků. Moderní ko-

pinaté vrtáky běţně mají vyměnitelnou břitovou destičku a centrální přívod řezné kapaliny

[22].

Obr. 2.10 Kopinatý vrták firmy Arno [22].

d) dělové a hlavňové vrtáky – Pouţívají se pro vrtání hlubokých děr (>15D). Skládají se

z tyče potřebné délky připájené nebo mechanicky připevněné k řezné části vyrobené z RO

nebo SK (moderní vrtáky mohou být celé vyrobené ze SK). Procesní kapalina je přiváděna

tělesem vrtáku a vyplavována výřezem (výřezy) ve vrtáku. Při vrtání dělovým a hlavňo-

vým vrtákem se pouţívají speciálně upravené soustruhy [22].

Obr. 2.11 Dělové vrtáky s připájenou řeznou částí firmy Sandvik-Coromant [23].

e) středící vrtáky – slouţí pro přesné určení osy rotace pro vrtání, upnutí,

f) korunkový vrták – vrtání mezikruhových otvorů,

g) vrtáky do plechu – stupňovité, tvářecí, aj.,

h) vrtáky s vyměnitelnou špičkou,

i) speciální – BTA, STS, ejektorové, sdruţené, atd.

Výrobci vrtáků: Gühring, Sandvik-Coromant, Walter-tools, Ruko, Arno, Iscar, Komet,

Mitsubishi, Kennametal, atd.


20


2.3 Technologie tváření závitů

Je vysoce produktivní technologie tváření za studena. Tváření závitů se vyuţívá především

v sériové výrobě vzhledem k charakteristickým rysům této technologie popsaným níţe.

Obecně známější i pouţívanější je tváření vnějších závitů, avšak ve své práci budu řešit

výrobu vnitřních závitů. Na rozdíl od řezání závitů zde dochází k deformaci a tečení mate-

riálu směrem k malému průměru závitu kde se vytvoří tzv. tvářecí vlna [25].

2.3.1 Srovnání technologií tváření a řezání závitů

Hlavní výhodou tvářených závitů oproti řezaným je vyšší pevnost závitu, neboť nedochází

k porušení vláken závitu jako při klasickém obrábění a materiál se v průběhu tváření de-

formačně zpevňuje obr. 2.16. Tvářený závit má také lepší drsnost povrchu z čehoţ plyne

lepší odolnost proti otěru na povrchu závitu. Další nespornou výhodou je moţnost závito-

vání do větších hloubek, neboť zde nehrozí „ucpání“ díry třískami. Tvářecí závitníky mají

vyšší tuhost z důvodu absence dráţek pro odvod třísky a rovněţ i trvanlivost. Přestoţe lze

při tváření závitů oproti závitům řezaným zkrátit výrobní čas (vyšší řezné rychlosti), tak

zavedení a optimalizace výroby tvářených závitů předurčuje tuto technologii pouze pro

sériovou výrobu. Klade se zde velký nárok na průměr předvrtaného otvoru (obr. 2.17),

který ve srovnání s řezanými závity nemá rozměr nejmenšího průměru závitu matice. Dal-

ším omezením pro výrobu tvářeného závitu je omezený rozsah průměrů (cca pro průměry

3-30mm), ale i vhodnost daného materiálu pro tváření. Zcela nevhodné jsou křehké materi-

ály s taţností menší neţ 7%, dále materiály s pevností větší neţ 1200-1400MPa nebo plas-

ty. Přesto lze tvářet přibliţně 65% všech v průmyslu obráběných materiálů [24, 25].

Obr. 2.16 Porovnání průběhu vláken závitů [24].

Tab. 2.2 Tolerance průměrů děr pro tvářené závity [25].


21


2.3.2 Nástroje pro tváření vnitřních závitů

Základním konstrukčním rozdílem tvářecích závitníků oproti řezacím je, jak jiţ bylo uve-

deno, absence dráţky pro odvod třísky. Přesto musí být do míst tváření z důvodu velmi

vysokého tření (zvyšující krouticí moment ve srovnání s řezáním o cca 30%) přiváděna

emulze nebo olej. To zajišťuje průřez závitníku, který není kruhový, ale má tvar mnoho-

úhelníku (zabraňuje také pístovému efektu při závitování slepých otvorů), pouţívají se také

varianty s mělkým kanálkem či centrálním přívodem.

Tvářecí závitníky se vyrábějí z RO a ve většině případů jsou povlakovány (nejčastěji po-

vlaky TiN, TiCN, TiAlN). Řezné rychlosti se u tvářecích závitníků pohybují přibliţně od

10 do 50 metrů za minutu podle tvářeného materiálu, pouţívají se zde výhradně stroje se

synchronními pohony, u kterých není závitník veden vlastní geometrií, nýbrţ posuv v zá-

vislosti na otáčkách a stoupání závitu je řízen strojem (umoţňuje většina moderních obrá-

běcích center) [25, 26].

Výrobci tvářecích závitníků: Guhring, Walter Tools, Protodyn, Narex, Dormer, Emuge,

Garant, aj.

Obr. 2.17 Tvářecí závitníky firmy Emuge [27].


22


2.4 Technologie omílání

Patří mezi dokončovací technologické procesy. Můţe slouţit k odstraňování otřepů, zaob-

lování hran, broušení, leštění, čištění a dalším úpravám povrchu součástí. Princip omílání

je zaloţen nejčastěji na vibrujícím, odstředivém nebo rotačním omílacím stroji obsahujícím

omílací tělíska. Obsah omílačky můţe být proplachován vodou s kompaundem (omílání za

mokra) nebo se vyuţívá pouze působení granulátu (omílání za sucha). Pouţitá technologie

omílání, mnoţství vody, typ kompaundu, volba omílacích tělísek, délka procesu a ostatní

faktory výrazně ovlivňují výsledek omílání. Omílat lze všechny kovy, plasty, drahé kame-

ny, atd. [28, 29].

Obr. 2.18 Příklady pouţití technologie omílání [30].


23


2.4.1 Omílací tělíska, kompaundy a ostatní aditiva

Základní rozdělení omílacích tělísek je podle velikosti. Větší tělíska dosahují vyšších vý-

konů při omílání, ale nelze je pouţít na malé součásti nebo na součásti sloţitých tvarů.

Další dělení je podle tvaru, tady platí závislost čím oblejší tvar tělíska tím jemnější povrch

po omílání. Poslední neméně důleţité rozdělení je podle materiálu, zde se pouţívá převáţ-

ně keramika nebo plast [29, 31].

Obr. 2.19 Tvary omílacích kamenů [32].

Kompaundy jsou přísady přidávané do vody ve formě kapaliny nebo prášku pro zlepšení

určitých vlastností při omílání za mokra. Díky smísení s vodou se kompaundy mění aţ při

celkovém čištění oběhového systému. Pouţívají se v závislosti na typu kompaundu

k ochraně proti korozi, čištění, odmašťování, moření, zesvětlování, leštění nebo broušení.

K dalším „aditivům“ přidávaných do omílacího procesu mohou patřit pomocná tělíska pro

leštění (z ušlechtilé oceli), sušení, pasty pro leštění za sucha, atd. [29, 33].

2.4.2 Omílací stroje a příslušenství

Mezi základní omílací stroje patří vibrační (kruhové, ţlabové), vyšších výkonů dosahují

odstředivé omílací stroje, univerzální a cenově dostupné omílací stroje jsou rotační, které

však disponují nízkými výkony. Tyto nejčastěji pouţívané typy omílacích strojů mohou

pracovat za sucha i za mokra. Pracovní nádoby omílaček bývají chráněny gumovými nebo

polyuretanovými vloţkami (polyuretanovými nástřiky). Je to z důvodu ochrany omílaných

součástí, ale i k zamezení naleptávání povrchu nádoby kompaundy, které mohou mít kyse-

lý nebo zásaditý charakter [29].

Obr. 2.20 Princip funkce odstředivého omílacího stroje, pohyb obrobků při omílání [29].


24


Obr. 2.21 Průřez ţlabu vibračního stroje [29].

Při omílání choulostivých a drahých součástí náchylných na dotyk se pouţívají vlečné omí-

lací stroje, kdy rotující karusel osazený otočnými hlavami ponoří upevněné součásti do

nehybných (brousících) tělísek. Mezi speciální omílací stroje lze zařadit také průběţná

automatizovaná zařízení (obsahující potřebné příslušenství), metodu Surf-finisher podob-

nou vlečnému omílaní či metodu ISF coţ je chemicky urychlené superjemné omílání dosa-

hující Ra 0,2μm [29].

Obr. 2.22 Rotační omílací stroj společnosti Omílbrus [29]. Obr. 2.23 Vlečný omílací

stroj [35].

Obr. 2.24 Kruhový vibrační omílací stroj [34].

EVP-RA společnosti Flídr


25


Do příslušenství omílacích strojů patří: sušičky, separační stroje, zařízení pro čištění vody

nebo dopravníky.

Obr. 2.25 Průběţné automatizované omílací zařízení firmy Rösler [36].

Výrobci omílacích strojů: Rösler, Kayakocvib, Flídr, Wheelabrator, Walther Trowal,

OTEC, Omílbrus, atd.


26


3 VÝROBA STAHOVACÍHO PŘÍPRAVKU

Stahovací přípravek byl vyroben v prostředí firmy Las-pro s.r.o. zabývající se výhradně

řezáním na CNC laserech, CNC ohraňováním a obráběním. V prvním kroku byly vypáleny

poţadované tvary součástí přípravku na CNC laserech, poté následovalo omílání a v po-

sledním kroku přišlo na řadu obrábění (tváření) a montáţ jednotlivých dílců.

3.1 Postup při řezání součásti, parametry řezání

Součásti byly vyřezány na laseru AMADA LC 3015 F1 NT. Pro zjednodušení je průběh

výroby při řezání laserem ukázán pouze u jedné součásti (spodního dílu), přičemţ výsledné

parametry řezání jsou vyhodnoceny pro obě součásti. Zvolená součást byla programována

v softwaru JETCAM v18. Pro tento program je potřebný (vhodný) výkres ve formátu dxf,

který lze importovat z jakéhokoliv CAD systému.

3.1.1 Pouţitý stroj

AMADA LC 3015 F1 NT patří mezi vysoce výkonné plynové (CO2) CNC lasery. K řezání

konstrukčních ocelí (ČSN 11 321, 11 375, 11 523 – vhodné pro řezání laserem) se

z důvodu úspory asistenčního plynu pouţívá oxidační řezání (O2). U vysokolegovaných

nerezových ocelí (ČSN 17 240, 17 040, 17 248, 17 348) a slitin hliníku vyuţíváme tavný

způsob řezání (N2).

Mezi hlavní části stroje patří: ovládací panel (1), výměník stolů – stroj obsahuje dva

výměnné stoly s vlastními pohony umoţňující vyjmutí vyřezaných součástí a usazení dal-

šího plechu bez přerušení běhu programu, stůl obsahuje podpěrné rošty, které se během

řezání znehodnocují a musí se tedy pravidelně měnit (2), řezací hlava – zajišťuje pohyb ve

všech třech osách (3), rezonátor – slouţí k výrobě světelného svazku, rozvodná skříň, chla-

dící blok, odsávací zařízení, nádoby s asistenčním plynem, bezpečnostní zařízení (světelná

závora).

Obr. 3.1 Laser AMADA LC 3015 F1 NT [37].


27


Tab. 3.1 Parametry laseru AMADA LC 3015 F1 NT [38].

Výkon laseru [W] 4000

Max. rozměry plechu [mm] 3000x1500

Max. tloušťka ocel [mm] 20

Max. tloušťka hliník [mm] 10

Max. tloušťka nerez [mm] 15

Max. hmotnost plechu [kg] 920

Hmotnost stroje [kg] 11000

Řezná rychlost [m.min-1

] 0-60

3.1.1 Načtení souboru

Vytvoříme tvar součástky načtením „dxf“ souboru do programu JETCAM.

Obr. 3.1 Načtení součásti


28


3.1.2 Nastavení řezných parametrů

Po importování výkresu součástku obloţíme nástroji, to znamená, ţe v závislosti na typu a

tloušťce materiálu přiřadíme technologické parametry výroby. Mezi ně patří rychlost řezá-

ní, tloušťka laserového paprsku, délka nájezdu, dráha od vpichu k obvodu součástky.

V případě zadané součásti pro materiál ČSN 11 523 o tloušťce 20mm byla zvolena tloušť-

ka paprsku 0,4mm, rychlost řezání 0,7m.min-1

a délka nájezdu 20mm.

Obr. 3.2 Nastavení nájezdu u spodního dílu (tloušťka 20mm)

Obr. 3.3 Nastavení nájezdů u horního dílu (tloušťka 5mm)


29


3.1.3 Rozmístění součásti na plech

Dále musí být určena minimální vzdálenost mezi součástmi a od kraje tabule plechu. Pro

tloušťku materiálu 20mm je minimální vzdálenost 20mm. Dalším krokem je rozloţení sou-

částí na plech, coţ lze udělat ručně nebo automaticky. Nutno podotknout, ţe při automatic-

kém rozmístění dosáhneme co nejlepšího vyuţití materiálu (nízký odpad), ale ne vţdy je

vhodné a občas je výhodnější vycházet ze zkušeností programátora.

Obr. 3.4 Rozmístění součástí na plech o rozměrech 3000x1500

3.1.4 Určení postupu řezání

Při určování postupu řezání se musí dbát na to, aby nedošlo k přehřívání materiálu a tím

způsobenému „zapékání“ součástí do tabule plechu. Pro tloušťku materiálu 20mm byl zvo-

len postup řezání vţdy přes jednu součástku, takţe po prvním projetí tabule byla vyřezána

polovina součástek a mezitím na začátku plech vychladnul, tudíţ mohly být bezpečně do-

řezány zbylé součástky.

3.1.5 Generování NC kódu

Jako poslední operaci nechá programátor vygenerovat NC kód, který uloţí na firemní ser-

ver a odtud si jej operátor nahraje do laseru, nastaví výkon a zapne stroj.


30


3.1.6 Výrobní parametry

Parametry řezaných součástí pro plech o rozměru 3000x1500mm viz tab. 3.2.

Tab. 3.2 Výrobní parametry řezaných součástí

Spodní díl tl. 20mm Horní díl tl. 5mm

Vyuţití plechu [%] 70,2 88,7

Tloušťka paprsku [mm] 0,4 0,3

Rychlost řezání [m.min-1

] 0,7 2,75 (2,7 – otvory)

Délka nájezdu [mm] 20 5

Celkový čas vyřezání tabule [min] 577,85 322,9

Celková dráha pohybu řezací hlavy [m] 188,4 172,5

Čas na výrobu jednoho kusu [min] 1,06 0,32

Počet kusů 544 1000


31


3.2 Proces omílání

Přestoţe technologie omílání dovoluje broušení či leštění velmi přesných součástí,

v prostředí firmy Las-pro s.r.o. se pouţívá převáţně pro očištění od rzi, okují, olejů, emul-

zí, sraţení ostrých hran a odstranění jiných neţádoucích nečistot vzniklých v průběhu vý-

roby součásti. Časté je také očištění z důvodu dalšího zpracování součástí, kterým můţe

být lakování či jiná povrchová úprava (např. galvanické zinkování). Při omílání součástí

pro stahovací přípravek byla pouţita kruhová vibrační omílačka Walther Trowal CD 200.

Vzhledem ke stáří stroje je zde absence sušičky, zařízení pro recyklaci vody nebo pneuma-

ticky ovládané nájezdové rampy (pro vysypání obrobků). Tento fakt způsobuje vyšší vytí-

ţenost obsluhy, neboť musí kromě plnění omílačky vysušit součásti, hlídat čas omílání,

ovládat nájezdovou rampu a minimálně jednou denně měnit kapalinu (vodu) [27].

Obr. 3.4 Pouţitý omílací stroj Walther Trowal CD 200

Tab. 3.3 Parametry omílacího stroje Walther Trowal CD 200

Celkový objem [l] 200

Vyuţitelný objem [l] 100

Největší povolený rozměr součásti [mm] 180

Rozsah otáček motoru [min-1

] 1000-1500

Výkon při 1500 min-1

[kW] 1

Rok výroby 1996


32


V daném projektu byla doba omílání 20minut, jako médium byla pouţita voda bez kom-

paundů a jako granulát se pouţila keramická tělíska ve tvaru trojbokého hranolu (typ D) o

rozměrech a/b=15/15 viz obr. 3.6.

Obr. 3.6 Tvar pouţitého

omílacího tělíska [33].

Obr. 3.5 Omílací stroj Walther Trowal CD 200 s vývodem pro

recyklaci vody (1) a pákou pro ovládání nájezdové rampy (2) [39].


33


3.3 Operace vrtání, broušení

Vrtání děr pro šrouby spodního dílu probíhalo na obrobně firmy Las-pro s.r.o. Zvolený

nástroj byl šroubovitý vrták z rychlořezné oceli firmy Narex o průměru 13mm. Z důvodu

nenáročných tolerancí na průměr díry byl zvolený nástroj zcela dostačující. Vrták byl

upnut do univerzálního kleštinového upínače s redukcí na MK4. Pro ustavení obrobku se

pouţil strojní svěrák. Pouţitým strojem byla radiální (otočná) vrtačka společnosti Kovosvit

MAS, typ VO 32. K optimalizaci procesu se v průběhu vrtání přiváděla emulze (poměr

mísení cca 1:20).

Obr. 3.6 Pouţitá vrtačka MAS VO 32.

Tab. 3.4 Parametry vrtačky MAS VO 32.

Rok výroby 1996

Max. průměr vrtání oceli z plna o pevnosti 600MPa [mm] 32

Max. průměr vrtání šedé litiny o pevnosti 250MPa [mm] 45

Maximální průměr vyvrtávání [mm] 100

Výkon hlavního elektromotoru [kW] 2,2

Rozsah otáček vřetena [min-1

] 56-4500

Hmotnost [kg] 1600


34


Po vrtání následovalo sraţení hran děr pomocí aku vrtačky nebo stolní vrtačky a záhlubní-

ku. Posledním úkonem prováděným na dílech stahovacího přípravku bylo zaoblení hran

horního dílu podle výkresu (časová náročnost cca 3min.). Nejvhodnějším nástrojem pro

tuto operaci byly vzhledem k špatné dostupnosti přímé brusky tzv. fortunky.

Obr. 3.7 Přímá bruska Fein MShy 648-1 Z [40].


35


3.3.1 Výpočet vrtání

Tab. 3.4 Vstupní parametry pro výpočet [41, 42].

Zadané hodnoty Průměr vrtáku [mm] D 13

Posuv [mm] f 0,18

Řezná rychlost [m.min-1

] vc 25

Úhel hlavního ostří [°] Kre 59

Měrný řezný odpor [MPa] kc1 1500

Exponent vlivu tl. třísky mc 0,25

Tloušťka obrobku [mm] t 20

Přejezd [mm] t1 12

Materiál 11 523

Třída obrobitelnosti 15b

Otáčky vrtáku [42]:

𝑛 =1000 ∙ 𝑣𝑐𝜋 ∙ 𝐷

=1000 ∙ 25

𝜋 ∙ 13= 612𝑚𝑖𝑛−1 => 560𝑚𝑖𝑛−1 𝑣𝑖𝑧 𝑜𝑡áč𝑘𝑦 𝑣𝑟𝑡𝑎č𝑘𝑦 (3.1)

Skutečná řezná rychlost [43]:

𝑣𝑐 =𝜋 ∙ 𝐷 ∙ 𝑛

1000=𝜋 ∙ 13 ∙ 560

1000= 22,9𝑚 ∙ 𝑚𝑖𝑛−1 (3.2)

Průřez třísky [42]:

𝐴𝐷 = 𝑏 ∙ ℎ =𝑎𝑝

𝑠𝑖𝑛𝐾𝑟𝑒∙ 𝑠𝑖𝑛Κ𝑟𝑒 ∙

𝑓

2= 𝑎𝑝 ∙

𝑓

2= 6,5 ∙ 0,09 = 0,585 𝑚𝑚2 (3.3)

Obr. 3.8 Průřez třísky u šroubovitého vrtáku.


36


Skutečný měrný řezný odpor [42]:

𝑘𝐶 =𝑘𝑐1

(𝑓

2∙ 𝑠𝑖𝑛Κ𝑟𝑒)𝑚𝑐

=1500

(0,09 ∙ 𝑠𝑖𝑛59)0,25= 2846𝑀𝑃𝑎 (3.4)

Řezná síla [42]:

𝐹𝐶 = 𝑘𝑐 ∙ 𝐴𝐷 = 2846 ∙ 0,585 = 1665𝑁 (3.5)

Řezný výkon [42]:

𝑃𝐶 =𝐹𝑐 ∙ 𝑣𝑐

2 ∙ 60 ∙ 103=

1665 ∙ 22,9

2 ∙ 60 ∙ 103= 0,32𝑘𝑊 (3.6)

Posuvová rychlost [42]:

𝑣𝑓 = 𝑛 ∙ 𝑓 = 560 ∙ 0,18 = 100,8𝑚𝑚 ∙ 𝑚𝑖𝑛−1 (3.7)

Strojní čas pro vrtání jedné díry [42]:

𝑡𝑠1 =𝑠

𝑣𝑓=𝑡 + 𝑡1

𝑣𝑓=

32

100,8= 0,32𝑚𝑖𝑛 (3.8)

Celkový strojní čas vrtání:

𝑡𝑠 = 3 ∙ 𝑡1 = 3 ∙ 0,32 = 0,96𝑚𝑖𝑛 (3.9)

Při výpočtu celkového strojního času nebyly započteny nájezdy a výjezdy z děr, stejně jako

přejezdy mezi jednotlivými otvory a časy pro odstranění otřepů po vrtání.


37


3.4 Výroba závitu

Cílem této operace byla výroba vnitřního závitu ne zcela konvenčním způsobem a to tvá-

řením za studena. Důvodem bylo zvýšení pevnosti závitu stahovacího přípravku, který

nedisponoval závitem s jemným stoupáním jak je u stahovacích přípravků běţné. Bohuţel

jsem musel od postupu výroby vnitřních závitů tvářených za studena upustit. Hlavními

příčinami tohoto nezdaru byly vysoké poţadavky na tolerance vrtaných děr, dále nutnost

pouţití vhodných upínacích pouzder a v neposlední řadě volba stroje, který musí zvládnout

přenést vyšší kroutící moment a měl by být ideálně vybaven okamţitou reverzací otáček.

Z toho vyplývá vyuţití pouze v sériové výrobě (na CNC obráběcích centrech). Sloţité je

zde i zavedení výroby, neboť existuje velmi tenká hranice mezi nedotečením závitu (vyvr-

tán velký otvor) a rapidním sniţováním ţivotnosti či úplným zničením závitníku (vyvrtán

malý otvor). Podle výsledků z praxe, odchylka na průměru vyvrtaného otvoru způsobí mi-

nimálně dvakrát větší odchylku na vnitřním průměru závitu, tudíţ se při reálné výrobě tvá-

řených závitů bere velký důraz na zkušenosti a experimentálně získané výsledky [25].

Obr. 3.9 Závislost průměru vrtaného otvoru na Mk a ţivotnosti, tvary a velikosti profilu

závitu pro jednotlivé rozměry vrtaného otvoru [25].

Výše uvedené důvody tedy znamenají, ţe proces tváření za studena shrnu pouze teoreticky

s vhodně zvolenými parametry a nástroji, avšak kalkulace a strojní časy budou spočteny

pro řezaný závit.


38


3.4.1 Výroba závitu tvářením

Při porovnání rozměrů závitů a rozměrů předvrtaných děr u tvářeného a řezaného závitu

lze vyčíst dvě základní informace viz tab. 3.5, 3.6. Tvářený závit má, jak jiţ bylo řečeno,

vyšší nároky na přesnost předvrtaného otvoru a pro toleranci 6H má vyšší maximální po-

volený rozměr závitu matice (D1), v našem případě u závitu M16-6H o 0,1mm [25].

Tab. 3.5 Parametry díry a závitu u tvářeného závitu M16-6H [25].

Ideální průměr předvrtané díry [mm] 15,1

Nejmenší povolený průměr předvrtané díry [mm] 15,05

Největší povolený průměr předvrtané díry [mm] 15,15

Nejmenší povolený průměr závitu matice (D1) [mm] 13,835

Největší povolený průměr závitu matice (D1) [mm] 14,31

Průměr díry 15,1mm lze vyčíst z tabulek nebo empirických vztahů daných výrobcem.

V praxi se však snaţíme dosáhnout co největšího moţného průměru vyvrtané díry pro zvý-

šení ţivotnosti nástroje [25].

Zvolení nástroje pro vrtání děr nebyl zcela jednoduchý úkol, neboť u vrtáků s VBD,

které ve většině případů dovolují radiální nastavení průměru nelze dosáhnout poţadované

přesnosti. Volba padla na monolitní karbidový vrták přizpůsobený pro vrtání oceli

s vnitřním přívodem procesní kapaliny firmy Sandvik-Coromant, typ Corodrill 860.2. Přes-

toţe se tento vrták nenabízí ve variantě o průměru 15,1mm tak při sériové by jistě nebyl

problém se zhotovením a ušetřil by se i strojní čas, neboť by odpadla operace vyhrubování

[43].

Obr. 3.10 Vrták Corodrill 860 společnosti Sandvik-Coromant [43].


39


Tab. 3.6 Parametry vrtáku Corodrill 860.2 pro průměr 15.1mm [43].

Řezná rychlost [m.min-1] vc 200

Posuv [mm] f 0,3

Dosahovaný stupeň přesnosti IT 8-9 (H8-H9)

Dosahovaná drsnost povrchu [µm] Ra 1-2

Před začátkem tváření závitu je vhodné srazit hrany, aby nevznikal nechtěný výronek na

povrchu součásti. Lze to provést buďto záhlubníky o vrcholovém úhlu 60°, 90° nebo 120°.

V našem případě nás výronek na spodní hraně dílu nijak neomezuje a zahloubení na vrchní

hraně součásti pro lepší náběh závitníku by bylo provedeno přímo zvoleným vrtákem

s osazením. Pro tváření závitu M16-6H by byl pouţit závitník E294 společnosti Dormer.

Závitník je vyroben z HSS-E a opatřen povlakem TiN, na povrchu jsou dráţky pro lepší

přívod procesní kapaliny. Doporučená řezná rychlost pro konstrukční oceli je 45m.min-1

a

procesní kapalinou by byla emulze o koncentraci 5-10% [26].

Obr. 3.11 Tvářecí závitník E294 firmy Dormer [26].

3.4.2 Výroba závitu řezáním

V případě řezání bylo předvrtání otvoru provedeno na stejném stroji a se stejným nastave-

ním jako při výrobě děr pro šrouby. Jediným rozdílem byl průměr vrtáku 14mm.

Tab. 3.7 Parametry díry a závitu u řezaného závitu M16-6H [25].

Ideální průměr předvrtané díry [mm] 14

Nejmenší povolený průměr předvrtané díry [mm] 13,835

Největší povolený průměr předvrtané díry [mm] 14,21

Nejmenší povolený průměr závitu matice (D1) [mm] 13,835

Největší povolený průměr závitu matice (D1) [mm] 14,21


40


Výroba závitu probíhala na ručním pneumatickém závitořezu RNM-20.400 společnosti

CMA. Výhodou tohoto způsobu výroby je moţnost řezání závitů do rozměrných součástí,

které by bez pouţití pneumatického závitořezu musely být řezány ručně. Nevýhodou mo-

hou být nízké maximální otáčky stroje či přehřívání pracovní rukojeti při nepřetrţitém pro-

vozu. Závitování předcházelo sraţení hran a aplikace řezného oleje do předvrtané díry.

Obrobek byl upnut do strojního svěráku, který byl zajištěn proti pohybu pomocí šroubů a

T-dráţek na upínací desce. Otáčky (řezná rychlost) nemohly být přesně určeny, neboť se

zde regulují „od oka“ škrcením pneumotoru, kromě toho mohou být nastaveny rozdílné

otáčky pro řezání a pro výjezd závitníku (pro výjezd nastavujeme vyšší otáčky). Odhadnu-

tá hodnota otáček pro nájezd i výjezd je 70min-1

, závitník je od firmy Narex s povlakem

z TiN a je uloţen v rychloupínacím pouzdru s radiální vůlí. Po dořezání je kaţdý závit pro-

fouknut tlakovým vzduchem.

Obr. 3.12 Pouţitý závitořez RNR-20.400 firmy CMA

Tab. 3.8 Parametry závitořezu RNR-20.400 [44].

Rozsah vyrobitelných závitů M3-M22

Maximální točivý moment [Nm] Mk 31/85

Maximální otáčky [min-1] n 400+115

Pracovní tlak [MPa] 0,7

Hmotnost [kg] m 26


41


Výpočet strojního času [42]:

Zadané hodnoty:

𝑠 = 30𝑚𝑚 − 𝑑𝑟áℎ𝑎 𝑝𝑜ℎ𝑦𝑏𝑢 𝑧á𝑣𝑖𝑡𝑛í𝑘𝑢

𝑓 = 2𝑚𝑚 − 𝑠𝑡𝑜𝑢𝑝á𝑛í 𝑧á𝑣𝑖𝑡𝑢 𝑀16

𝑡𝑠 =𝑠

𝑣𝑓=

2 ∙ 𝑠

𝑛 ∙ 𝑓=

2 ∙ 30

70 ∙ 2= 0,43𝑚𝑖𝑛 (3.10)

3.5 Montáţ přípravku

Montáţ probíhala za pomocí plochých klíčů a dřevěného hranolu o výšce 77,5mm. Trvala

přibliţně 4 minuty. Utaţení matic by mělo být podle tabulkových hodnot 123Nm, tato

hodnota byla zkontrolována výpočtem a zvolena niţší (pro sníţení otlačení na spodním a

horním dílu přípravku). Během vlastní montáţe nebyl pouţit momentový klíč, ale při séri-

ové výrobě by jiţ bylo jeho pouţití nutné. Poslední věcí, která by se neměla při montáţi

zanedbat je postupné zvyšování krouticího momentu při střídavém dotahování jednotlivých

matic, aby v součástech nevznikalo pnutí. Ke sníţení tření a zvýšení odolnosti proti otěru

závitu a vytlačovacího čípku při pouţívání přípravku pouţijeme grafitové mazivo [45].

Zadané hodnoty [46]:

𝑆𝑝 = 830𝑀𝑃𝑎 − 𝑧𝑘𝑢š𝑒𝑏𝑛í 𝑛𝑎𝑝ě𝑡í 𝑝𝑟𝑜 š𝑟𝑜𝑢𝑏 𝑜 𝑝𝑒𝑣𝑛𝑜𝑠𝑡𝑛í 𝑡ří𝑑ě 10.9

𝐴𝑠 = 84,3𝑚𝑚2 − 𝑣ý𝑝𝑜č𝑡𝑜𝑣ý 𝑝𝑟ůř𝑒𝑧 š𝑟𝑜𝑢𝑏𝑢 𝑀12

𝐾 = 0,2 − 𝑠𝑜𝑢č𝑖𝑛𝑖𝑡𝑒𝑙 𝑢𝑡𝑎ℎ𝑜𝑣𝑎𝑐íℎ𝑜 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑝𝑟𝑜 𝑧𝑖𝑛𝑘𝑜𝑣𝑎𝑛ý 𝑝𝑜𝑣𝑟𝑐ℎ 𝑧á𝑣𝑖𝑡𝑢

𝑑 = 12𝑚𝑚 − 𝑣𝑒𝑙𝑘ý 𝑝𝑟ů𝑚ě𝑟 𝑧á𝑣𝑖𝑡𝑢

Výpočet zkušebního zatíţení [46]:

𝐹𝑝 = 𝑆𝑝 ∙ 𝐴𝑠 = 830 ∙ 84,3 = 69969𝑁 (3.11)

Výpočet síly předpětí pro rozebíratelné spoje [46]:

𝐹𝑖 = 0,75 ∙ 𝐹𝑝 = 0,75 ∙ 69969 = 52477𝑁 (3.12)

Výpočet utahovacího momentu [46]:

𝑀𝑢 = 𝐾 ∙ 𝐹𝑖 ∙ 𝑑 = 0,2 ∙ 52477 ∙ 0,012 = 126𝑁𝑚 => 𝑣𝑜𝑙í𝑚 𝑀𝑢 = 80𝑁𝑚 (3.13)


42


4 ZHODNOCENÍ NÁVRHU

4.1 Porovnání zvolených technologií

Porovnány byly pouze technologie pro výrobu základního tvaru součástí. Alternativou pro

řezání laserem by mohlo být řezání plazmou. Výhodou je zde vyšší řezná rychlost (moţ-

nost pouţití více hlav), niţší pořizovací náklady a z toho vyplývající levnější výroba sou-

části v porovnání s laserem. Tyto významné plusy kompenzuje niţší přesnost, horší kvalita

řezné plochy (struska, pravoúhlost) a větší TOO. Dalším moţným způsobem výroby dílů

stahovacího přípravku je řezání vodním paprskem. Cena za výrobu dílů by byla vyšší neţ u

laseru, vzhledem k velmi vysokým pořizovacím, ale i provozním nákladům. Při řezání

vodním paprskem je povrch řezu hladší bez TOO a strusky. Dosahuje se zde niţších řez-

ných rychlostí, ale je moţné řezat mnohem větší tloušťky a libovolné druhy materiálů

(plasty, gumy, pěnové materiály, atd.). Při řezání plazmou se také dosahuje vyšších

tloušťek avšak pouţití je moţné pouze pro vodivé materiály. Poslední ne zcela příbuzná

metoda je frézování (konvenční obrábění). Frézováním by byla dosaţena nejlepší přesnost,

kvalita povrchu i vzhled součástí na úkor nepřiměřeně vysoké ceny ve srovnání s řezáním

plazmou, laserem nebo vodním paprskem [19].

4.2 Ekonomické zhodnocení, srovnání s konkurenčními výrobky

Pro porovnání byly vybrány přípravky podobných konstrukcí jako má řešený přípravek

s šířkou nasazovací dráţky 18-23mm, která odpovídá rozměrům pro osobní automobily.

Ceny základních „hobby“ přípravků (obr. 4.1) se pohybovaly od 200 do 300 Kč, obsahova-

ly nejčastěji klasický šroub s šestihrannou hlavou a hrubým stoupáním závitu. Tělo těchto

přípravků bylo pravděpodobně zhotoveno odléváním. Nejdraţší modely (obr. 4.2) se po-

hybují v rozmezí cen 900-1300 Kč. Vyznačují se tělem vyrobeným pomocí zápustkového

kování, vytlačovacím šroubem s jemným stoupáním a kuličkou na konci ke sníţení tření.

Do pomyslné střední třídy přípravků, která není na trhu příliš obsazena, by mohl patřit můj

vlastní přípravek.

Obr. 4.1 Základní typ přípravku [47] . Obr. 4.2 Draţší model přípravku [48].


43


Tab. 4.1 Celková cena součástí a výroby stahovacího přípravku (1ks.)

POLOŢKA – ÚKON CENA s DPH [Kč] POČET KUSŮ

PODLOŢKA 13 ČSN 021702 8,38 12

ŠROUB M16x80 ČSN 021122 – 10.9 102,9 1

MATICE M12 ČSN 021401 – 10 18,86 9

ŠROUB M12x120 ČSN 021103 – 10.9 71,1 3

VÝROBA SOUČÁSTÍ 37,05+106,04 2

CELKOVÁ CENA 344,3

Při sériové výrobě by se sníţila cena za kupované díly, neboť s počtem objednaných kusů

výrazně klesá cena. To samé platí pro výrobu, u níţ byla celková cena vyhodnocena pro

výrobu 1000ks horního i spodního dílu. Další moţnosti regulace celkové ceny budou po-

psány v diskuzi. S ohledem na počet vyráběných kusů by se při připočtení přiráţky a DPH

konečná cena pro navrţený model pohybovala od 400 do 600 Kč.


44


4.3 Funkčnost návrhu

Přípravek byl vyzkoušen na voze Škoda Fabia druhé generace. Usazení proběhlo v pořád-

ku, při odstranění přípravku nebylo na gumové manţetě ţádné viditelné poškození. Čípek

stahovacího šroubu se nijak nevychyloval z díry kulového čepu. Při samotném stahování

jsem se obešel bez mírného poklepu na hlavu šroubu, který by uvolnil napruţený materiál

a „odrazil“ čep. Během testování přípravku jsem vyzkoušel i jeho víceúčelovost při úspěš-

né montáţi na automobil Ford Focus první generace. Největší deformace a opotřebení jsem

předpokládal na závitu stahovacího šroubu, tyto obavy se však nepotvrdily a místo nich

došlo k mírnému prohnutí horního dílu a rozevření přípravku. Lze jen těţko posoudit, jestli

by mohlo při častém pouţívání dojít k porušení součásti, s jistotou však mohu tvrdit, ţe

způsobená deformace nijak zásadně neovlivňuje funkci přípravku. Další test stahováku jiţ

bohuţel nebyl umoţněn, coţ je škoda vzhledem k moţné změně zdvihu (vzdálenosti sou-

částí) a tím sníţení vychýlení stahovacího šroubu. Tuto deformaci by bylo moţné elimino-

vat otočením mírně prohnutého horního dílu tak, aby působil proti rozevření přípravku.

Obr. 4.3 Vlastní demontáţ kulového čepu


45


5 DISKUZE

Výroba stahovacího přípravku na kulové čepy řízení pro osobní automobily (Fabia I, II) se

skládala z několika rozdílných technologických procesů, které byly prováděny v zázemí

firmy Las-pro s.r.o. Tento fakt by mohl být nevýhodou při srovnání s přípravky, které jsou

vyráběny odléváním nebo zápustkovým kováním (kratší výrobní časy). Určitou kompenza-

cí můţe být poměrně snadná přestavitelnost (regulace vzdáleností mezi horním a spodním

dílem) nebo moţnost výměny libovolné součásti při poškození.

Celková prodejní cena přípravku pohybující se kolem hodnoty 500 Kč můţe být redu-

kována několika způsoby. Kromě jiţ zmíněného zavedení sériové výroby by to mohlo být

pouţití nosných šroubů s niţší pevností či vyřezání dílců pomocí plazmy. Volba materiálu

s vyšší pevností (např. ČSN 17 240) pro horní díl/spodní díl, povrchová úprava výpalků

nebo pouţití stahovacího šroubu se závitem s jemným stoupáním nepřinese ţádné úspory,

avšak tyto úpravy by mohly být vhodné z konstrukčně-estetického hlediska. Vliv zmíně-

ných modifikací na pevnost, vzhled a nakonec i na prodejní úspěšnost výrobku lze bez

praktického odzkoušení jen odhadovat.

https://cs.wikipedia.org/wiki/I





46


ZÁVĚR

Cílem bakalářské práce byl návrh výroby součásti s vyuţitím odlišných technologických

procesů. V tomto případě se jednalo o demontáţní přípravek na kulové čepy řízení osob-

ních automobilů. Základní části práce lze popsat v několika bodech:

- Začátek práce byl vyhrazen rešerši v oblasti přípravků, čepů, kulových čepů a způsobů

jejich demontáţe.

- Dalším krokem byl návrh přípravku, který probíhal pomocí CAD softwaru Solidworks

2013. Rozměry byly získány měřením na konkrétních modelech automobilů Škoda Fabia

I, II. Jako materiál řezaných částí přípravku byla zvolena konstrukční ocel ČSN 11 523.

- Následovalo obecné shrnutí všech pouţitých (plánovaných) technologií, kterými byly:

řezání laserem, vrtání, tváření závitů a omílání.

- Výroba probíhala ve firmě Las-pro s.r.o. Všechny operace byly sledovány, byl zazname-

náván postup výroby, pouţité stroje a nástroje, parametry obrábění, výrobní čas a nako-

nec byla vytvořena cenová nabídka pro výrobu 1000 kusů.

V závěru práce proběhlo zhodnocení z hlediska vhodnosti zvolených technologií

s navrţením moţných alternativ. Dále pak porovnání cen se sériově vyráběnými přípravky,

ve kterém se navrţený přípravek pohyboval kolem prodejních cen 500 Kč (odpovídající

přibliţnému středu mezi cenami nabízených přípravků). Poslední přišla na řadu zkouška

přípravku, ve které se ukázaly potencionální nedostatky v pevnosti horního dílu, coţ vedlo

k teoretickému řešení problému – pouţití materiálu s vyšší pevností. Nastíněny však byly i

další úpravy, které by mohly vést ke zvýšení odolnosti, zlepšení vzhledu nebo sníţení cel-

kové ceny.


47


SEZNAM POUŢITÝCH ZDROJŮ

[1] PŘÍPRAVKY I. Slideplayer [online]. Orbis pictus 21. století, c2016 [cit. 2016-03-

12]. Dostupné z: http://slideplayer.cz/slide/3122438/

[2] Stahovací přípravek pro demontáţ spojky. In: Abmoto [online]. Abmoto, c2009 [cit.

2016-03-16]. Dostupné z: http://www.abmoto.cz/cz/e-shop/905909/c56707-stahovaci-

pripravek-pro-demontaz-spojky/ct002-stahovaci-pripravek-pro-demontaz-spojky.html

[3] Montáţ a demontáţ nedělených kluzných loţisek. In: Eluc.kr-olomoucky [online].

Eluc [cit. 2016-03-16]. Dostupné z: https://eluc.kr-olomoucky.cz/verejne/lekce/1835

[4] Univerzální stahovací přípravek. In: Kukko [online]. Kleinbongartz und Kaiser,

c2016 [cit. 2016-03-16]. Dostupné z:

http://kukko.com/v_mediando_images/Konvertierungen/online-zoom/11-0-a3_zoom.png

[5] Přípravek pro demontáţ pístních krouţků. In: Kukko [online]. Kleinbongartz und

Kaiser, c2016 [cit. 2016-03-16]. Dostupné z:

http://kukko.com/v_mediando_images/Konvertierungen/online-zoom/101-1_zoom.png

[6] JUŘÍČEK, Ludvík a Radomír JEŢ. Základy strojnictví a částí strojů I. Brno: Uni-

verzita obrany, 2010. ISBN 978-80-7231-704-2.

[7] Rozdělení čepů. In: Strojirenstvi.wz [online]. Hapeo, 2007 [cit. 2016-03-22]. Do-

stupné z: http://www.strojirenstvi.wz.cz/sps/rocnik2/03.php

[8] Kulové čepy. Autoprofiteam [online]. APM Automotive, c2004 [cit. 2016-03-30].

Dostupné z: http://www.autoprofiteam.cz/article.php?artid=549

[9] Schéma kulového kloubu. In: Autoprofiteam [online]. APM Automotive, c2004

[cit. 2016-03-30]. Dostupné z: http://www.autoprofiteam.cz/podvozky/4/1.jpg

[10] SPODNÍ ČEPY NA BMW E36, E46, Z3. In: Mjauto [online]. autodíly Mjauto,

c2016 [cit. 2016-03-30]. Dostupné z: http://www.mjauto.cz/html/meyle_heavy_duty.html

[11] Kulový čep řízení. In: Topservis-holan [online]. TOP Servis - Holan [cit. 2016-03-

30]. Dostupné z: http://www.topservis-holan.cz/kulovy-cep-rizeni-alloy/extra-

pevne/4ks/jk/wj

[12] ČSN ISO 7803 Nákladní automobily. Kulové čepy řízení. 1. vyd. Kopřivnice: Tat-

ra, červenec 1987.

http://slideplayer.cz/slide/3122438/

http://www.abmoto.cz/cz/e-shop/905909/c56707-stahovaci-pripravek-pro-demontaz-spojky/ct002-stahovaci-pripravek-pro-demontaz-spojky.html

http://www.abmoto.cz/cz/e-shop/905909/c56707-stahovaci-pripravek-pro-demontaz-spojky/ct002-stahovaci-pripravek-pro-demontaz-spojky.html

http://kukko.com/v_mediando_images/Konvertierungen/online-zoom/101-1_zoom.png

http://www.strojirenstvi.wz.cz/sps/rocnik2/03.php


48


[13] Demontáţ kulového čepu. Autocats [online]. Autocats [cit. 2016-04-05]. Dostupné

z: http://www.autocats.ws/manual/chevrolet/tis0211/cs/documents_2010/epica/sm-

v/7L2_3B0.cs.html

[14] Stahovák kulových čepů do stísněných prostorů. In: Cartools [online]. Cartools [cit.

2016-04-11]. Dostupné z:

http://cartools.cz/index.php?id_product=857&controller=product

[15] Vyráţeč kulových čepů. In: Cartools [online]. Cartools [cit. 2016-04-11]. Dostupné

z: http://cartools.cz/index.php?id_product=853&controller=product

[16] VUT v Brně. Fakulta strojního inţenýrství. Ústav strojírenské technologie. Techno-

logie výroby I. – svařování [online]. Studijní opory. [vid. 2016-04-18]. Dostupné z:

http://ust.fme.vutbr.cz/svarovani/opory_soubory/technologie_vyroby_I__svarovani__kubic

ek.pdf

[17] KOLKOP, David. Technologie řezání laserem. Brno: Vysoké učení technické

v Brně, Fakulta strojního inţenýrství, 2010. 64 s., 4 přílohy. Vedoucí práce

Ing. Karel Osička, Ph.D.

[18] VUT v Brně. Fakulta strojního inţenýrství. Ústav strojírenské technologie. Techno-

logie II. – svařování 2. díl [online]. Studijní opory. [vid. 2016-04-18]. Dostupné z:

http://ust.fme.vutbr.cz/svarovani/opory.htm

[19] MORÁVEK, Rudolf. Nekonvenční metody obrábění. 2. vyd. Plzeň: Západočeská

univerzita, 1999. ISBN 80-7082-518-9.

[20] Princip laserového řezání. In: Lao [online]. Lao – průmyslové systémy, 2014 [cit.

2016-04-18]. Dostupné z: http://www.lao.cz/lao-info-49/serial-na-tema-lasery---laserove-

rezani-laser-cutting-129

[21] Driml, Bohuslav. Vrtání, vyhrubování, vystružování a zahlubování. [online]. [vid.

2016-04-23]. Dostupné z: http://www.elitalycea.wz.cz/files/tep/tep22.pdf

[22] HUMÁR, Anton. Technologie I: Technologie obrábění – 2. část [online]. Studijní

opory pro magisterskou formu studia. VUT v Brně, Fakulta strojního inţenýrství, 2004, 94

s. [vid. 2016-04-23]. Dostupné z: http://ust.fme.vutbr.cz/obrabeni/opory-save/

TI_TO-2cast.pdf

[23] Dělové vrtáky. In: Sandvik.coromant [online]. Sandvik-Coromant [cit. 2016-04-23].

Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-

cz/products/gundrills/pages/default.aspx?Country=cz

http://ust.fme.vutbr.cz/svarovani/opory_soubory/technologie_vyroby_I__svarovani__kubicek.pdf

http://ust.fme.vutbr.cz/svarovani/opory_soubory/technologie_vyroby_I__svarovani__kubicek.pdf

http://www.lao.cz/lao-info-49/serial-na-tema-lasery---laserove-rezani-laser-cutting-129

http://www.lao.cz/lao-info-49/serial-na-tema-lasery---laserove-rezani-laser-cutting-129


49


[24] CHLUDIL, P. Výroby závitů závitníky. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fa-

kulta strojního inţenýrství, 2015. 74 s. Vedoucí diplomové práce prof. Ing. Miroslav Píška,

CSc.

[25] Walter Prototyp: Produktová příručka Závitování. Walter-tools [online]. Walter

Deutschland [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: https://www.walter-

tools.com/SiteCollectionDocuments/downloads/global/manuals/cs-cz/handbook-prototyp-

threading-2012-cz.pdf

[26] Tvareci zavitniky. Mav [online]. Dormer Tools, 2013 [cit. 2016-04-29]. Dostupné

z: http://www.mav.cz/dormer/Tvareci_zavitniky.pdf

[27] Produkty. In: Emugefranken [online]. EMUGE-Werk Richard Glimpel, c2014 [cit.

2016-04-29]. Dostupné z: http://www.emugefranken.cz/10-produkty.html

[28] Omílací stroje, stroje na omílání, broušení, odjehlování. Omilani [online]. FLÍDR

[cit. 2016-05-05]. Dostupné z: http://www.omilani.cz/omilaci-stroje.aspx

[29] COUFAL, M. Návrh konstrukce omílácího stroje. Brno: Vysoké učení technické v

Brně, Fakulta strojního inţenýrství, 2014. 94 s. Vedoucí diplomové práce Ing. Miloš Sy-

nek.

[30] Odstraňování otřepů. In: Rosler-povrchove-upravy [online]. Rösler Oberflächen-

technik, c2014 [cit. 2016-05-05]. Dostupné z: http://www.rosler-povrchove-

upravy.cz/oblast-pouziti/omilaci-stroje/odstraoovani-otoeepu/

[31] Kameny a chemie pro omílání. Omilani [online]. FLÍDR [cit. 2016-05-05]. Dostup-

né z: http://www.omilani.cz/kameny-chemie.aspx

[32] Omílací kameny. In: Feriflex [online]. FERIFLEX [cit. 2016-05-05]. Dostupné z:

http://www.ferilex.eu/predpovrchove-upravy.html

[33] Katalog-kameny-kompoundy. Omilani [online]. FLÍDR [cit. 2016-05-05]. Dostup-

né z: http://www.omilani.cz/Documents/katalog-kameny-kompoundy.pdf

[34] Kruhový omílací stroj EVP RA. In: Omilani [online]. FLÍDR [cit. 2016-05-05].

Dostupné z: http://www.omilani.cz/omilaci-stroje/omilaci-stroje-stroje-na-

omilani/kruhovy-omilaci-stroj-evp-ra.aspx

[35] Zařízení pro vlečné broušení. In: Rosler-povrchové-úpravy [online]. Rösler Ober-

flächentechnik, c2014 [cit. 2016-05-5]. Dostupné z: http://www.rosler-povrchove-

upravy.cz/produkty/omilaci-stroje/zarizeni-pro-vlecne-brouseni/

[36] Lineární průběţná zařízení. In: Rosler-povrchove-upravy [online]. Rösler Ober-

flächentechnik, c2014 [cit. 2016-05-05]. Dostupné z: http://www.rosler-povrchove-

upravy.cz/produkty/omilaci-stroje/linearni-prubezna-zarizeni/

http://www.mav.cz/dormer/Tvareci_zavitniky.pdf

http://www.rosler-povrchove-upravy.cz/oblast-pouziti/omilaci-stroje/odstraoovani-otoeepu/

http://www.rosler-povrchove-upravy.cz/oblast-pouziti/omilaci-stroje/odstraoovani-otoeepu/

http://www.omilani.cz/omilaci-stroje/omilaci-stroje-stroje-na-omilani/kruhovy-omilaci-stroj-evp-ra.aspx

http://www.omilani.cz/omilaci-stroje/omilaci-stroje-stroje-na-omilani/kruhovy-omilaci-stroj-evp-ra.aspx


50


[37] LC F1. In: Amada [online]. Amada [cit. 2016-05-11]. Dostupné z:

http://www.amada.fr/fiche-produit-gamme.php?id=41&categorie=8&module=1

[38] Doc_465. Amada [online]. Amada [cit. 2016-05-11]. Dostupné z:

http://www.amada.fr/media/user/doc_465.pdf

[39] WALTHER TROWAL Model CD200. In: Ebay [online]. Ebay, c1995-2016 [cit.

2016-05-11]. Dostupné z: http://www.ebay.com/itm/WALTHER-TROWAL-Model-

CD200-7-Cu-Ft-Vibratory-Finishing-Machine-/161658343329

[40] MShy 648-1 Z Priama brúska. In: Stroje-naradie [online]. Náradie PJ, c2008 [cit.

2016-05-14]. Dostupné z: http://www.stroje-

naradie.sk/nove/stroje_katalog/347/232665.jpg

[41] UHLÍŘ, J. Návrh dvouosé automatické univerzální frézovací hlavy osazené elekro-

vřetenem s aplikací pohonů Harmonic-Drive. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakul-

ta strojního inţenýrství, 2010. 96 s. Vedoucí diplomové práce Ing. Michal Holub.

[42] HON, P. Analýza řezných sil při vrtání šroubovitým vrtákem. Brno: Vysoké učení

technické v Brně, Fakulta strojního inţenýrství, 2009. 49 s, 4 přílohy. Vedoucí bakalářské

práce doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

[43] Rotační nástroje. Sandvik.coromant [online]. Sandvik-Coromant, 2012 [cit. 2016-

05-19]. Dostupné z:

http://www.sandvik.coromant.com/sitecollectiondocuments/downloads/global/catalogues/c

s-cz/rotating/rot_e.pdf

[44] Taping machines characteristics. In: Cmamachines [online]. CMA machine tools,

2012 [cit. 2016-05-19]. Dostupné z: http://www.cmamachines.com/GB%20RN.htm

[45] Utahovací kroutící momenty. In: Briol [online]. Briol, 2012 [cit. 2016-05-19]. Do-

stupné z: http://www.briol.cz/utahovaci-kroutici-momenty

[46] SHIGLEY, Joseph Edward, Charles R. MISCHKE a Richard G. BUDYNAS, VLK,

Miloš (ed.). Konstruování strojních součástí. Překlad Martin Hartl. V Brně: VUTIUM,

2010. Překlady vysokoškolských učebnic. ISBN 978-80-214-2629-0.

[47] Stahovák kulových čepů řízení. In: Bmshop [online]. BmShop, c2010-2016 [cit.

2016-05-22]. Dostupné z: http://www.bmshop.eu/stahovak-kulovych-cepu-rizeni-to-

80620-vorel/

[48] Stahovák kulových kloubů. In: Kukko [online]. Kleinbongartz a Kaiser, c2016 [cit.

2016-05-22]. Dostupné z: http://kukko.com/v_mediando_images/Konvertierungen/online-

zoom/128-1_zoom.png


51


SEZNAM POUŢITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK

Zkratka Popis

2D Two Dimensional,

3D Three Dimensional,

CAD Computer Aided Design,

CNC Computer Numerical Control,

DPH Daň z přidané hodnoty,

HSS High Speed Steel,

IT International Tolerance,

RO Rychlořezná ocel

SK Slinutý karbid

TOO Tepelně ovlivněná oblast

VBD Vyměnitelná břitová destička.

Symbol Jednotka Popis

AD [mm2] průřez třísky,

AS [mm2] výpočtový průřez šroubu,

D [mm] průměr vrtáku,

D1 [mm] malý průměr závitu matice,

FC [N] řezná síla,

Fi [N] síla předpětí,

FP [N] zkušební zatíţení

K [-] součinitel utahovacího momentu,

Mk [N.m] točivý moment,

Mu [N.m] utahovací moment,

PC [W] řezný výkon,

Ra [μm] střední aritmetická hodnota drsnosti,

SP [MPa] zkušební napětí,

d [mm] velký průměr závitu šroubu,

f [mm] posuv,

f12 [Hz] frekvence kmítání odpovídající přechodu E1 aţ E2,

h [J.s] Planckova konstanta,

kC [MPa] měrný řezný odpor,

mc [-] exponent vlivu tloušťky třísky,

n [min-1

] otáčky,

tS [min] strojní čas,

vc [m.min-1

] řezná rychlost,

vf [mm.min-1

] posuvová rychlost,

кre [°] úhel nastavení hlavního ostří.


52


SEZNAM PŘÍLOH

Příloha 1 Rozdělení montáţních a demontáţních přípravků

Příloha 2 Princip laseru

Příloha 3 Tabulka 2.1 Rozdělení laserů

Příloha 4 Vrtačky

Příloha 5 Vrtačky

Příloha 6 Cenová nabídka firmy Las-pro s.r.o.

Příloha 7 Výkres sestavy přípravku

Příloha 8 Výrobní výkres horního dílu

Příloha 9 Výrobní výkres spodního dílu

4


PŘÍLOHA 1

Rozdělení montáţních a demontáţních přípravků

Existuje velké mnoţství montáţních a demontáţních přípravků. Nejčastěji se pouţívají pro

montáţ/demontáţ spojů s přesahem nebo tvarově sloţitých součástí či součástí na špatně do-

stupných místech. Pro názornou představu je lze rozdělit do několika skupin [1].

Podle vyuţitelnosti:

a) jednoúčelové – např. kleště pro montáţ pístních krouţků,

b) víceúčelové – např. univerzální stahovací přípravek na loţiska, řemenice, atd.,

c) speciální – např. přípravek pro montáţ rozvodového řetězu pro

Mercedes-Benz M111.

Podle pouţití:

a) silové – vyuţívá se sníţení sil nutných k montáţi/demontáţi pomocí závitu, páky,

rázů, pneumatického nebo hydraulického působení,

b) tvarové – přípravek má speciální tvar,

c) kombinované.

a) b)

c) d)

Obr. 1.1 Příklady přípravků pro: a) demontáţ spojky [2], b) lisování kluzných loţisek [3],

c) montáţ pístních krouţků [5], d) demontáţ - univerzální [4].

5


PŘÍLOHA 2

Princip laseru

Dříve neţ bude popsáno samotné řezání laserem, je nutné si udělat představu o tom co to LA-

SER je. V překladu slova LASER – zesílení světla stimulovanou emisí záření (fotonů o stejné

frekvenci). Vychází z Bohrovy teorie elektronového obalu, kdy při přechodu elektronu z vyšší

kvantové dráhy na základní dochází k uvolnění energie ve formě fotonu.

Proces zesílení začíná excitací neboli přechodem atomu (iontu, molekuly) na vyšší energetic-

kou hladinu (E2). Foton s energií rovnající se rozdílu energetických hladin dopadá na tento

atom (iont, molekulu). Vlivem vnějšího podmětu se vybuzený (stimulovaný) atom vrací na

základní hladinu (E1) a emituje foton o stejné frekvenci, energii. Tento proces se nazývá sti-

mulovaná emise záření obr. 2.1, má charakter řetězové reakce a probíhá v aktivním prostředí,

které má velký vliv na přechod a setrvání atomů na vyšší energetické hladině (potlačuje spon-

tánní emisi fotonů obr. 2.2). K dalšímu zesílení světla dochází v rezonátoru obr. 2.3 [17, 18].

Obr. 2.1 Stimulovaná emise záření [18]. Obr. 2.2 Spontánní emise záření [18].

Obr. 2.3 Schéma rezonátoru [19].

Ačkoli existuje mnoho druhů laserů se zcela odlišným vyuţitím tab. 2.1, všechny pracují na

stejném principu a skládají se ze tří hlavních částí, kterými jsou [17]:

a) Aktivní prostředí – slouţí k zesilování záření (u klasických řezacích laserů je to směs

plynů He (60–85 %), N2 (13–55 %), CO2 (1–9 %) o vysoké

čistotě,

b) Zdroj čerpání – excitace aktivního prostředí,

c) Rezonátor – zpětná vazba mezi zářením a aktivním prostředím.

6


PŘÍLOHA 3

Tabulka 2.1 Rozdělení laserů

Tab. 2.1 Rozdělení laserů [17].

7


PŘÍLOHA 4

Vrtačky

Jsou vhodné nejen pro vrtací operace, ale také pro zahlubování, vyhrubování, vystruţování i

závitování (stejně jako je zřejmá nahraditelnost vrtaček univerzálními stroji). Podle kon-

strukčního uspořádání můţeme vrtačky rozdělit na [21]:

a) stolní vrtačky – svislý pohyb vřetene ovládán ručně, změna otáček prováděna ručním pře-

hozením řemene, pouţití pro menší průměry (do ∅16mm),

1 – vřeteník, 2 – vřeteno

3 – stůl, 4 – sloup, 5 – motor

Obr. 2.12 Schéma stolní vrtačky [21].

b) sloupové vrtačky – vřeteník i pracovní stůl přestavitelný po sloupu, regulace otáček ovlá-

dána pomocí vestavěné převodovky a primárního řemenového pohonu od motoru, svislý po-

hyb vřetene je i strojní,

1 – vřeteník, 2 – vřeteno, 3 – stůl,

4 – sloup, 5 – motor, 6 – podstavec

Obr. 2.13 Schéma sloupové vrtačky [21].

8


PŘÍLOHA 5

Vrtačky

c) stojanové vrtačky – podobné sloupovým pouze mají místo sloupu robustnější stojan,

1 – motor, 2 – stojan, 3 – pracovní stůl

4 – vřeteno, 5 – vřeteník

Obr. 2.14 Schéma stojanové vrtačky [21].

d) radiální (otočné) vrtačky – vodorovný pohyb vřeteníku po rameni, moţnost vrtání děr i

mimo upínací kostku díky otočnému ramenu o 360°, svislý pohyb ramene zajištěn vzhledem

k velikosti vrtačky nejčastěji hydraulickým pohonem,

1 – rameno, 2 – vřeteník, 3 – vřeteno,

4 – upínací kostka, 5 – zákl. deska, 6 – sloup

Obr. 2.15 Schéma radiální vrtačky [21].

e) speciální

- souřadnicové – pro díry s přesnými rozměry a polohou,

- přenosné-otočné – vrtání rozměrných a těţkých obrobků (výroba lodí),

- vícevřetenové, na hluboké díry, atd.

9


PŘÍLOHA 6

Cenová nabídka firmy Las-pro s.r.o.

10


PŘÍLOHA 7

Výkres sestavy přípravku

11


PŘÍLOHA 8

Výrobní výkres horního dílu

12


PŘÍLOHA 9

Výrobní výkres spodního dílu