|
|
Vývoj výkonných vrtacích nástrojů s využitím CAD/CAM a analýzy mechanismu tvorby třísky
Madaj, Martin ; Janáč, Alexander (oponent) ; Prokop, Jaroslav (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Dokument pojednává o návrhu vrtacích nástrojů za pomocí CAD a CAE technologií. Nejprve jsou stručně nastíněny různé postupy tvorby 3D modelů vrtacích nástrojů, zmíněny možnosti měření jejich silového zatížení při vrtání, je uveden popis mechanismu tvorby třísky a následně je prezentován přehled nejpoužívanějších explicitních (síťových) metod konečných prvků využívaných pro simulace obrábění. Pro tuto práci byla vybrána bezsíťová metoda SPH, která i přes to, že je schopna velmi dobře zvládat velké deformace a přetvoření materiálu, není pro simulace obrábění téměř využívána a v dostupných publikacích lze nalézt pouze informace týkající se simulací ortogonálního obrábění. Demonstrována je na příkladu simulace ortogonálního obrábění hliníkové slitiny A2024-T351, která zároveň slouží jako výchozí bod pro simulace vrtání pomocí metody SPH. Následuje popis návrhu, simulací a testování prototypů nových vrtacích nástrojů - tříbřitých a dvoubřitých vrtáků s vnitřním odvodem třísky, přičemž podrobněji se dokument zaměřuje na dvoubřitou variantu s monolitní vrtací hlavicí. Pro tento typ nástroje byla provedena i SPH simulace vrtání, která odhalila některé nevýhody dané metody spojené s požadavkem na přesnější simulaci tvaru třísky, a to sice prudký nárůst počtu SPH elementů a následné, v některých případech zásadní prodloužení výpočtového času. Podklady týkající se dvoubřitých vrtacích nástrojů byly poté využity pro tvorbu přihlášky vynálezu.
|
|
| |
|
|
Testování nástrojů pro víceosé frézování na obráběcích centrech
Dvořáček, Jan ; Mrkvica, Ivan (oponent) ; Janáč, Alexander (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na testování nástrojů pro obrábění na pětiosých obráběcích centrech a možností využití metod plánovaného experimentu v této oblasti. V teoretické části je zaměřena pozornost zejména na rozbor specifických oblastí při obrábění nástroji pro víceosé obrábění, včetně analýzy průřezu třísky a specifika testování nástrojů pro vysokorychlostní obrábění s uvažováním problematiky stability řezných nástrojů. Dále je v práci diskutováno silové zatížení řezných nástrojů včetně způsobů měření, pozorované změny zatížení v průběhu rozvoje opotřebení a rozbor analýzy dat. V práci je také obsažen popis plánovaného experimentování a uvažované způsoby jeho využití v oblasti testování řezných nástrojů. Všechny teoretické předpoklady jsou ověřovány v praktické části na počtu rozsáhlých experimentálních zkoušek, zahrnujících mimo jiné hodnocení stavu nástrojů, analýzu vlivu povlaků na řezivost nástroje. Pro jednotlivé podmínky testování jsou vytvořeny specifické metodiky zpracování datových souborů a hodnocení řezivosti testovaných nástrojů. Získané výsledky byly zpracovávány pomocí statistických metod a vyhodnocovány dle metod plánovaného experimentování. V práci je rovněž obsaženo množství analýz opotřebení nástrojů, dokumentovaných pomocí světelné i elektronové mikroskopie.
|
|
| |
|
|
Studium účinků pasivních silových složek řezání na obráběný povrch
Slaný, Martin ; Janáč, Alexander (oponent) ; Bumbálek, Bohumil (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce se zaměřuje na hodnocení moderních obráběcích nástrojů, zejména pak nástrojů pro dokončovací operace, u kterých je hodnocen vliv pasivních silových složek na obráběcí proces. Práce se bude podrobně zaobírat analýzou vzniku třísky a ději, které tento proces doprovází a zásadním způsobem se podílí na vzniku nového povrchu. V experimentální části je podrobně analyzován záznam průběhu silového zatížení u nástroje MT3. Jedná se o vystružovací hlavici určenou pro dokončování děr za vysokých řezných rychlostí (100-200 m.min-1) při úběru třísek s malým průřezem AD (0,024 mm2). Zvláštní pozornost je věnována hodnocení profilu nově vzniklého povrchu po obrábění a hodnocení změny geometrie a zatížení břitu, které se zásadním způsobem promítá do vzniku a rozvoji pasivních sil.
|
|
|
Efektivní obrábění vláknově vyztužených kompozitních materiálů
Sedláček, Jan ; Janáč, Alexander (oponent) ; Vrba, Vladimír (oponent) ; Klement, Josef (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
K hlavním cílům disertační práce patří posunout aktuální stav znalostí v oblasti obrábění vláknově vyztužených kompozitů (FRP). Nejrozšířenější obráběcí operací při výrobě kompozitních dílců je vrtání, sloužící k výrobě děr pro různé spojovací součásti. Mezi nejzávažnější typy poškození vznikající při vrtání patří delaminace povrchových vrstev, ke které dochází jak při vstupu tak výstupu nástroje z obrobku. K vytvoření analytického modelu delaminace v kompozitních materiálech bylo provedeno několik teoretických a experimentálních studií. V disertační práci je kritická tlaková síla (síla která způsobuje šíření trhliny) odvozena na základě lineární elastické mechaniky za předpokladu zatěžování Módem I. Vznik delaminace je vyšetřován (analyzován) z průběhu posuvové síly a kroutícího momentu. Pro měření posuvové síly a kroutícího momentu je využit čtyřsložkový piezoelektrický dynamometr KISTLER 9272, řízený osobním počítačem. Obráběnými materiály jsou uhlíkovo/epoxidový laminát vyrobený ruční laminací a sklo/polyesterový kompozit vyrobený pultruzí. Dále jsou zkoumány mechanizmy a projevy opotřebení nástrojů a to vždy s ohledem na nástrojový materiál. Opotřebení je měřeno pomocí dílenského mikroskopu a snímky jsou pořízeny elektronovým mikroskopem PHILIPS XL30. Experimenty jsou navrženy za účelem získání systému vědeckotechnických informací (řezné podmínky, geometrie nástroje, opotřebení atd.), které umožní aplikovat optimální technologické postupy při zpracování kompozitních materiálů. Zvláštní důraz je kladen na vrtání bez vzniku delaminace. K vyhodnocení faktorů, které mají největší vliv na tvorbu delaminace jsou použity metody statistické analýzy (DOE).
|
|
| |
|
|
Nové frézovací nástroje z rychlořezné ocelí pro hrubovací operace
Jaroš, Aleš ; Janáč, Alexander (oponent) ; Chladil, Josef (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na návrh, konstrukci a výrobu nového frézovacího nástroje pro hrubovací operace. V prvních kapitolách je podrobně popsána problematika rychlořezných ocelí, povlakovacích metod a technologie frézování. Nosnou částí práce je návrh, konstrukce a výroba frézovacího nástroje, který byl navržen na základě simulace obrábění. Nástroj je konstruován jako tříbřitá válcová čelní stopková fréza vyrobená z rychlořezné oceli, opatřená tzv. kompenzačními břity. Úkolem kompenzačních břitů je snížit, v ideálním případě potlačit, tahovou napjatost v patě zubu. Nástroj byl vyroben pomocí technologie přesného lití, dále následovalo broušení funkčních ploch, tepelné zpracování a depozice PVD povlaků (např. (Al,Ti)N). Navržený nástroj byl porovnán s katalogovými nástroji od společnosti ZPS – Frézovací nástroje. Pro dlouhodobé řezné zkoušky byla použita ocel ČSN 41 2050, frézovalo se za pomocí procesní kapaliny. Měřenými parametry bylo silové zatížení a hřbetní opotřebení břitu nástrojů, dále byla na základě získaných dat provedena statická analýza napjatosti a deformace nástroje. Povlakované nástroje byly dále monitorovány pomocí elektronové mikroskopie.
|
|
|
Testování nástrojů pro víceosé frézování na obráběcích centrech
Dvořáček, Jan ; Mrkvica, Ivan (oponent) ; Janáč, Alexander (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na testování nástrojů pro obrábění na pětiosých obráběcích centrech a možností využití metod plánovaného experimentu v této oblasti. V teoretické části je zaměřena pozornost zejména na rozbor specifických oblastí při obrábění nástroji pro víceosé obrábění, včetně analýzy průřezu třísky a specifika testování nástrojů pro vysokorychlostní obrábění s uvažováním problematiky stability řezných nástrojů. Dále je v práci diskutováno silové zatížení řezných nástrojů včetně způsobů měření, pozorované změny zatížení v průběhu rozvoje opotřebení a rozbor analýzy dat. V práci je také obsažen popis plánovaného experimentování a uvažované způsoby jeho využití v oblasti testování řezných nástrojů. Všechny teoretické předpoklady jsou ověřovány v praktické části na počtu rozsáhlých experimentálních zkoušek, zahrnujících mimo jiné hodnocení stavu nástrojů, analýzu vlivu povlaků na řezivost nástroje. Pro jednotlivé podmínky testování jsou vytvořeny specifické metodiky zpracování datových souborů a hodnocení řezivosti testovaných nástrojů. Získané výsledky byly zpracovávány pomocí statistických metod a vyhodnocovány dle metod plánovaného experimentování. V práci je rovněž obsaženo množství analýz opotřebení nástrojů, dokumentovaných pomocí světelné i elektronové mikroskopie.
|
|
|
Nové frézovací nástroje z rychlořezné ocelí pro hrubovací operace
Jaroš, Aleš ; Janáč, Alexander (oponent) ; Chladil, Josef (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na návrh, konstrukci a výrobu nového frézovacího nástroje pro hrubovací operace. V prvních kapitolách je podrobně popsána problematika rychlořezných ocelí, povlakovacích metod a technologie frézování. Nosnou částí práce je návrh, konstrukce a výroba frézovacího nástroje, který byl navržen na základě simulace obrábění. Nástroj je konstruován jako tříbřitá válcová čelní stopková fréza vyrobená z rychlořezné oceli, opatřená tzv. kompenzačními břity. Úkolem kompenzačních břitů je snížit, v ideálním případě potlačit, tahovou napjatost v patě zubu. Nástroj byl vyroben pomocí technologie přesného lití, dále následovalo broušení funkčních ploch, tepelné zpracování a depozice PVD povlaků (např. (Al,Ti)N). Navržený nástroj byl porovnán s katalogovými nástroji od společnosti ZPS – Frézovací nástroje. Pro dlouhodobé řezné zkoušky byla použita ocel ČSN 41 2050, frézovalo se za pomocí procesní kapaliny. Měřenými parametry bylo silové zatížení a hřbetní opotřebení břitu nástrojů, dále byla na základě získaných dat provedena statická analýza napjatosti a deformace nástroje. Povlakované nástroje byly dále monitorovány pomocí elektronové mikroskopie.
|
host ::
RSS.