Témata
Reklama

Obrábění vstřikovací formy

26. 04. 2010

Článek přináší zkušenosti a postřehy nového uživatele CAM Express při tvorbě obráběcí technologie pro vstřikovací formu, získané v rámci bakalářské práce.

Ve spolupráci se společností TPV group vznikl na půdě Západočeské univerzity v Plzni, katedry technologie obrábění, bakalářský projekt s názvem Obrábění vstřikovací formy na plasty za využití CAD/CAM systému NX6. Tento projekt je zaměřen na programování tvarově složitých ploch, jako jsou například již zmiňované vstřikovací formy.

Reklama
Reklama
Reklama
Zadaná součást - tvárnice pro rukojeť svářečky PP trubek

Co je CAM Express

CAM Express vychází z velkého CAD/CAM systému Siemens PLM software NX. Jedná se o plně samostatnou aplikaci pro tvorbu a generování NC kódů a jejich simulaci. Obsahuje všechny potřebné obráběcí strategie pro výrobu forem, nástrojů apod. CAM Express má čtyři základní licenční varianty:

  • 2,5osé obrábění obsahující moduly pro vrtání, 2,5D frézování a soustružení;
  • 3osé obrábění obsahující moduly vrtání, 2,5D frézování, 3D frézování a  drátové řezání;
  • frézování - soustružení obsahuje moduly vrtání, 2,5D frézování, soustružení, simulace stroje a synchronizace více vřeten;
  • pokročilé obrábění, které je nejkomplexnějším licenčním balíčkem a obsahuje moduly vrtání, 2,5D frézování, soustružení, 3D frézování, drátové řezání, simulaci stroje, synchronizaci více vřeten, 4osé a 5osé frézování.

Programování

Programování probíhá v přehledném prostředí NX. Díky jednoduché logice programování nemá programátor sebemenší problémy s orientací v tomto prostředí a přepínáním jednotlivých navigátorů získá přehled o celém vývoji součásti. Technologický navigátor operace je sestaven ze čtyř částí, ve kterých se chronologicky řadí námi vytvořené úkony.

Jednotlivé stromy technologického navigátoru operace:

  • pořadí programu - zde jsou chronologicky zobrazeny jednotlivé operace a  jejich doplňující informace (změna nástroje, cesta, nástroj, číslo nástroje, čas, síť geometrie, metoda);
  • obráběcí nástroj - obsahuje chronologické zobrazení použitých obráběcích nástrojů a na ně navazující obráběcí operace včetně doplňujících informací (popis, číslo nástroje, síť geometrie, metoda, pořadí skupiny);
  • metoda obrábění - obsahuje používané metody obrábění a  doplňující informace (cesta, nástroj, síť geometrie);
  • geometrie - v tomto navigátoru se zadávají jednotlivé souřadnicové systémy, geometrie obrábění, polotovar, překážky atd. Nalezneme zde opět doplňující informace(cesta, nástroj, síť geometrie, pořadí skupiny).

Další nespornou výhodou je, že CAM Express obsahuje všechny potřebné nástroje pro technologovu práci s modelem z prostředí modeláře. Například plnohodnotné synchronní modelování a automatické plátování děr. To značně usnadňuje případné zásahy do modelu.

Generované dráhy nástroje pro hrubování zápustky

Vizualizace dráhy nástroje

Druhy vizualizace:

  • přehrát - klasické zobrazení drah a nástroje s možností plynulého přehrávání, krokování atd.;
  • 3D dynamické zobrazení - dochází k vytváření „obrábění" CAD modelu s možností pohybu součástí, analýzy povrchu atd.;
  • 2D dynamické zobrazení - méně graficky náročné zobrazení, bez pohybu zobrazení. Slouží pro rychlou kontrolu drah nástroje. Samozřejmě zůstává možnost veškerého využití funkcí jako u 3D dynamického zobrazení. Pro lepší orientaci v simulaci je každá operace zobrazována jinou barvou obrobené plochy.

Vlastní projekt

Teoretická část projektu je zaměřena na kompletní programování tříosého obráběcího centra. Problematická místa tvarové dutiny jsou programována pro pětiosé centrum s následným porovnáním s tříosou technologií.

Finálním výrobkem je rukojeť svářečky na svařování polypropylenových trubek. Tvárnice obsahuje otvory na vyhazovací systém, chladicí kanály, lícovací otvory a tvarovou zápustku. Tím pádem je nutné tvárnici obrábět ze všech stran. Jedná se o velice přesné obrábění, ale i přesto je v praxi nutné funkční části brousit a tvarovou část leštit. Tvarová zápustka se leští podle požadavku na výchozí kvalitu povrchu výrobku. Tyto dokončovací operace probíhají až po případném kalení. Je otázkou, zda formu na funkčních plochách obrobit s určitým přídavkem na kalení, nebo nikoliv, protože při kalení vzniká v oceli vysoké pnutí, a tudíž dochází i k určitým rozměrovým změnám. Broušení lícovacích ploch a tvarové zápustky proběhne po kalení. Ovšem zbytkové obrábění a broušení zápustky je velice náročná a zdlouhavá operace. Proto záleží na požadavku konstruktéra, jaká tvarová přesnost je vyžadována. V případě zbytkového obrábění po kalení se celá výroba značně prodlouží a dojde k celkovému navýšení nákladů.

V našem případě je obrábění tvarové části provedeno na čisto bez přídavku. Pouze na lícovacích plochách, jako je dělicí rovina, dosedací plocha s druhou tvárnicí formy a dosedací plochou na vloženou desku, je ponechán přídavek na broušení. Tyto plochy musejí být velice přesně slícovány, aby nedocházelo k výtoku plastu do dělicí formy, tzv. zástřiku.

Vyhrubovaná zápustka

Praktická část

Praktická část práce byla zaměřena pouze na výrobu tvarové dutiny formy z hliníku. Ve strojním parku katedry technologie obrábění je frézovací centrum MCV 750A, a proto výroba probíhala právě na tomto stroji. Výrobní program obsahuje vrtací, hrubovací, dokončovací operace a zbytkové obrábění. Jako příklad je uvedeno zbytkové obrábění a hrubování zápustky.

Dráhy pro zbytkové obrábění kruhovou frézou o průměru 4 mm

Hrubování zápustky

Na obrázcích je ukázka postupu hrubování od prvotního vygenerování drah nástroje v aplikaci CAM přes následné simulace obrábění až po výrobu formy.

Parametry obrábění:

  • nástroj: frézovací hlava s VBD o Ø 20 mm a rádiusem 5 mm;
  • boční krok nástroje: 70 % průměru nástroje;
  • vzor řezu: sledování součásti;
  • globální hloubka řezu: 2 mm;
  • celkový přídavek: 0,5 mm;
  • typ nájezdu: po rampě;
  • otáčky vřetena: 7 950 min-1;
  • posuv na zub: 0,2.

Zbytkové obrábění

CAM Express obsahuje speciální operace pro tento druh obrábění. Nicméně v každé operaci lze nastavit omezení určitým nástrojem, po kterém chceme provádět např. další hrubování, zbytkové obrábění atd.

Barevná analýza obráběného povrchu zápustky formy

Analýza obrábění

Po simulaci celého sledu operací je vhodné dále pracovat s obrobeným dílcem. CAM Express nabízí hned několik druhů analýz. Výhodné je spustit analýzu podřezání se zobrazením tloušťky dle barev. Zde je zobrazena forma s případným nadbytkem či podřezáním. Dle klinutí kurzoru software dopočítá příslušnou hodnotu odchylky. Toleranci barevné škály je možné v nastavení změnit podle požadavků programátora. 2D zobrazení nabízí opět velice rychlou obdobnou analýzu. Dalším způsobem je klasická tabulková analýza, kdy se po klinutí na povrch modelu dopočítají příslušné souřadnice bodu a odchylka obrábění.

Vyrobená zápustka vstřikovací formy

Vytváření NC dat

Každý CAM software vytváří APT nebo CL data. Jsou to data o polohách dráhy nástroje v souřadnicích stroje. Tato APT, CL data je nutné dále zpracovat a vytvořit NC kód. K tomu slouží postprocesor. Proto NX obsahuje aplikaci s názvem Post Builder, ve kterém je možné generovat vlastní postprocesory. Součástí projektu bylo vytvoření vlastního postprocesoru.

Závěrem

CAM Express je logický a výkonný software se silnou technologií. Je dobrou volbou pro začínající uživatele, neboť nabízí širokou škálu výukových programů, ve kterých se uživatel učí programovat krok za krokem až k vygenerování NC kódu. Výhodou je také české uživatelské rozhraní.

Zápustka vstřikovací formy vyrobená v rámci bakalářského projektu poslouží studentům fakulty pro studijní účely, například pro uvažovaný projekt týkající se digitalizace zápustkových forem. Autorem výše popsaného projektu je Zdeněk Hájíček, vedoucím bakalářské práce Ing. Jan Hnátík, Ph.D., a konzultantem Jiří Urban z TPV group, s. r. o.

Zdeněk Hájíček, TPV Group

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 100505
Datum: 26. 04. 2010
Rubrika: Informační technologie / CAD/CAM/CAE
Autor:
Firmy
TPV group

Společnost se zabývá se distribucí konstrukčního systému Solid Edge a všech produktů firmy Siemens PLM Software a následně technickou podporou a školením. Řeší komplexní realizace TPV, CAD, CAM, FEM, PDM, Rapid Prototyping a ostatní navazující problematiku.

Číst dál
Západočeská univerzita v Plzni

Západočeská univerzita v Plzni (ZČU) poskytuje vzdělání na devíti fakultách v Plzni, z nichž dvě působí rovněž v Chebu. Její součástí jsou také dva vysokoškolské ústavy. ZČU vyrostla na tradici technických oborů, které postupně doplnily obory humanitní, ekonomické, umělecké a zdravotnické. Pestré zaměření fakult a zároveň jejich blízkost tak univerzitě poskytuje podmínky pro rozvoj interdisciplinárních studijních programů.
V akademickém roce 2021/22 studovalo na ZČU v bakalářských, magisterských a doktorských studijních programech celkem 11 800 studentů.
Úspěchy na poli vědy a výzkumu univerzitě přinášejí její výzkumná centra – Nové technologie – výzkumné centrum (NTC), Nové technologie pro informační společnost (NTIS) Fakulty aplikovaných věd, Regionální technologický institut (RTI) Fakulty strojní a výzkumné centrum RICE Fakulty elektrotechnické.
V roce 2019 udělil Národní akreditační úřad pro vysoké školství Západočeské univerzitě institucionální akreditaci, která jí umožňuje autonomně schvalovat studijní programy. Osm součástí ZČU je nositelem známky HR Award, kterou uděluje Evropská komise za péči o lidské zdroje v oblasti vědy a výzkumu. V akademickém roce 2021/22 oslavila ZČU 30. výročí existence.

Číst dál
Související články
Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

AI ve školství? Pro a proti: Uživatelé aktivní i kritičtí

Umělá inteligence je v současnosti tématem, které se týká většiny oblastí lidské činnosti. Pochopitelně se tedy nemohlo vyhnout ani oblasti školství. V našem seriálu proto postupně oslovujeme osobnosti, které působí na různých pozicích a v různých typech škol, a ptáme se jich na to, jak využití AI ve školství hodnotí ze svého pohledu. Dnes vám přinášíme pohled doc. Milana Edla, proděkana Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni.

S 3D tiskem k efektivnějšímu obrábění

Chce-li Evropa zachovat svou konkurenceschopnost a držet krok se strojírenskými velmocemi, bude muset zvýšit efektivitu výroby. V oblasti soustružení k tomu může přispět i zdánlivá drobnost, a to účinné chlazení nástrojů.

Související články
Jaderné dny 2024: Ohlédnutí za letošním ročníkem

Dvoudenní mezinárodní konference, která proběhla 12. a 13. září, v univerzitním kampusu Plzeň-Bory Západočeské univerzity v Plzni, zahajovala i letošní Jaderné dny. Jejím motem bylo „Jaderná energetika – bezuhlíková budoucnost Evropy“. Jaderné dny však již tradičně trvají pět týdnů, takže i letos skončily až 17. října poslední přednáškou pro střední školy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Jaderné dny 2024: Žijeme v poli záření

V univerzitním kampusu Plzeň Bory Západočeské univerzity v Plzni se bude letos ve dnech 12. září až 17. října konat již 14. ročník Jaderných dnů, jejichž úvodní konference bude probíhat 12. a 13. září. Na co se mohou návštěvníci letošního ročníku těšit, jsme se zeptali Ing. Jana Zdebora, CSc., duchovního otce a jednoho z hlavních pořadatelů celé akce.

Lasery ve strojírenství

Před 20 lety vstoupily na komerční trh moderní vláknové, diskové a diodové lasery s výkonem nad jeden kilowatt, tedy nástroje použitelné ve strojírenské výrobě. To se projevilo v řadě současných technologií, od svařování přes povrchové úpravy až k aditivní výrobě. Podívejme se podrobněji, kam směřuje vývoj v této oblasti.

Významný posun v oblasti strojírenství

Ve dnech 7.-9. února proběhl "pod taktovkou" Katedry technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. Podrobnostem jejího průběhu se v tomto vydání našeho časopisu věnuje nejen naše reportáž, ale i tento rozhovor s doc. Miroslavem Zetkem, hlavním organizátorem konference.

V únoru bude Plzeň patřit strojařům

Již 9. ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň chystá na začátek února příštího roku Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Na podrobnosti jsme se zeptali doc. Miroslava Zetka, hlavního organizátora konference.

Život ve znamení jádra

Pokud se řekne „František Hezoučký“, je to bezmála to samé, jako by se řeklo „československá a následně česká jaderná energetika“. Pan docent Hezoučký totiž stál u jejího zrodu v naší zemi a pomáhal bez přerušení jejímu rozvoji až do dnešních dnů – a už z pozice pracovníka provozu a výstavby elektráren v Jaslovských Bohunicích, Dukovanech a Temelíně, nebo z pozice pedagoga Západočeské univerzity v Plzni a ČVUT. Za tyto celoživotní zásluhy o rozvoj oboru, který je dnes ještě důležitější než v minulosti, získal ve svém životě několik významných ocenění. Naposledy letos Zlatou medaili na MSV.

Jaderné dny 2023: Ohlédnutí

Jaderné dny 2023 začínaly, jako již tradičně, dvoudenní mezinárodní konferencí, letos s podtitulem „Jaderná energetika – cesta z energetické krize Evropy“, a ukončily svůj oficiální program 18. října poslední přednáškou pro střední školy.

Za modulárními jadernými reaktory do Plzně

Již doslova za dveřmi je akce, která každoročně přiláká do Plzně všechny, kdo se zajímají o jadernou energii – výstava Jaderné dny. Ty letošní proběhnou ve dnech 14. září – 18. října, již tradičně v univerzitním kampusu Plzeň-Bory. První dva dny se zde bude konat Mezinárodní konference na téma Jaderná energetika – cesta z energetické krize Evropy. Na podrobnosti, nejen k Jaderným dnům, ale k celé problematice jsme se opět zeptali Ing. Jana Zdebora, CSc., z pořádající Západočeské univerzity v Plzni, který je duchovním otcem Jaderných dnů.

Jádro: Cesta z energetické krize

Letos v září ve svých prostorách kampus Plzeň-Bory Západočeské univerzity v Plzni opět přivítá účastníky mimořádně zajímavé akce s názvem Jaderné dny 2023. Tématem, bude – jak jinak – jaderná energetika z nejrůznějších úhlů pohledu. Duchovním otcem celé akce je již od roku 2010 Ing. Jan Zdebor, CSc., kterého jsme se i letos zeptali na podrobnosti.

Role technické univerzity v udržitelné společnosti: doc. Vladimír Duchek, ZČU

Smyslem této série podcastů je představit současnou roli univerzity a hledat její skutečné postavení a poslání ve vztahu k vývoji konkurenceschopnosti tuzemské ekonomiky a společnosti jako takové. Hovoříme s rektory a děkany technických univerzit a fakult o jejich denní operativě, o realizaci dlouhodobé strategie, jejich pohledu na ukotvení vzdělávací instituce ve společnosti a dalších tématech. Tentokráte jsme o rozhovor požádali docenta Vladimíra Duchka, děkana Fakulty strojní ZČU v Plzni.

Ohlédnutí za jadernými dny

Letošní jaderné dny na Západočeské univerzitě v Plzni probíhaly v atmosféře prohlubující se energetické krize v Evropě. Také úvodní konference, která měla ve svém názvu "Jaderná energetika a Green Deal", se tímto tématem měla zabývat.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit