Témata
Reklama

Presnosti obráb. z hľadiska aplikaci v mont. procesech

Optimalizácia presnosti sa rozčleňuje na optimalizáciu presnosti vonkajších funkcií mechanizmov a optimalizáciu presnosti vnútorných funkcií a čiastkových parametrov rozmerových obvodov. Najprv je treba vyriešiť vzťah vonkajšej presnosti mechanizmu k normám STN, ISO a IEC. Pri rozličnej úrovni presnosti podľa týchto noriem sa potom určí, ktorá z nich sa môže uplatňovať

Optimálna presnosť súčiastok má vyhovovať prijatému kritériu optimalizácie. Optimalizácia presnosti sa rozčleňuje na dve relatívne samostatné úlohy:
1. Optimalizácia presnosti vonkajších funkcií mechanizmov, vrátane tolerancií výsledných parametrov rozmerov obvodov.
2. Optimalizácia presnosti vnútorných funkcií a čiastkových parametrov rozmerových obvodov.
Reklama
Reklama
Reklama

Optimalizácia presnosti vonkajších funkcií mechanizmov

V prvej úlohe treba najprv vyriešiť vzťah vonkajšej presnosti mechanizmu k normám STN, ISO a IEC. Pri rozličnej úrovni presnosti podľa týchto noriem sa potom určí, ktorá z nich sa môže uplatňovať. Ak ide o mechanizmus iba pre vnútorný trh, treba rešpektovať STN. Ak sa však mechanizmus bude priamo alebo nepriamo exportovať, musia sa využívať normy ISO, IEC, resp. najprísnejšie normy predpokladaných odberateľov. Zároveň sa určí aj dĺžka trvania bezporuchovej činnosti a jej pravdepodobnosť záruky. Riešením sa postupne rozhodne, akú presnosť projektovaný mechanizmus má mať oproti zvolenej norme.

Optimalizácia presnosti vnútorných funkcií

Podstatou druhej úlohy je rozdelenie prípustných nepresností-tolerancií vonkajších výsledných parametrov z prvej úlohy na prípustné nepresnosti-tolerancie vnútorných čiastkových parametrov.

Kritéria optimalizácie

Kritéria optimalizácie môžu byť rôzne, napr. technické a ekonomické, obchodné či estetické. Estetické kritéria sú bežné pri toleranciách parametrov súvisiacich s priemyselným dizajnom. Obchodné kritéria sa môžu prejaviť pri riešení kompatibility mechanizmov. Najčastejšie sa však používajú technicko-ekonomické kritéria, ktoré obsahujú tieto hlavné časti:
- minimalizáciu výrobných nákladov pri dodržaní vyžadovanej presnosti,
- maximalizáciu zisku výrobcu,
- minimalizáciu používateľských nákladov,
- minimalizáciu výrobných nákladov a strát funkčnosti,
- maximalizáciu presnosti pri vyžadovanom raste produktivity práce.
Zjednodušená závislosť výrobných nákladov N od výrobnej tolerancie T zodpovedá rovnoosej hyperbole podľa obrázka 1, čiže: T.N = konštanta
Používajú sa aj na minimalizáciu výrobných nákladov pri riešení tolerancií čiastkových parametrov rozmerových obvodov vo všetkých uvádzaných možnostiach.
Optimalizácia vonkajšej funkčnej presnosti podľa maximalizácie zisku výrobcu je na obrázku 2. Optimálna tolerancia Topt je hodnota, pri ktorej je maximálny rozdiel medzi cenou C a výrobnými nákladmi N, čiže maximálny zisk Zmax. Na obrázku 2 je aj minimálna kritická hodnota tolerancie Tkrit,min a maximálna kritická hodnota tolerancie Tkrit,max, pri ktorej zisk výrobcu je nulový. Porovnanie optimálnej presnosti z hľadiska výrobcu Tv,opt a optimálnej presnosti z hľadiska používateľa Tp,opt je na obrázku 3. Používateľa nezaujímajú výrobné náklady N = g(t), ale prevádzkové náklady P = h(T), a preto sú názory na optimum funkčnej presnosti mechanizmu rôzne. Táto situácia nastane, ak presnejší mechanizmus neznižuje dostatočne prevádzkové náklady používateľa, napr. pri poruchách a s tým súvisiacich prestojoch a opravách.
Optimálna tolerancia Topt na obrázku 4 je výsledkom minimalizácie výrobných nákladov N a strát funkčnosti S, ktoré sa od vyžadovanej konštrukčnej odchýlky menia asymetricky. Straty zahŕňajú vplyv nielen nižšej úrovne užitočnosti vonkajších funkcií mechanizmu, ale aj zvýšených prevádzkových nákladov. Určenie optimálnej vonkajšej funkčnej presnosti mechanizmu závisí predovšetkým od stupňa zvládnutia výrobných faktorov presnosti a takisto aj od úrovne znalostí budúcich potrieb trhu v aktuálnych odbytových oblastiach a od celkovej podnikateľskej schopnosti výrobcu.

Presnosť čiastkových parametrov rozmerových obvodov

Progresívna stratégia optimalizácie funkčnej presnosti znamená maximalizáciu presnosti a spoľahlivosti pri vysokej úrovni produktivity práce. Po určení presnosti výsledných parametrov treba vyriešiť presnosť čiastkových parametrov rozmerových obvodov, a to týmito hlavnými postupmi:
1. rovnaká distribúcia prípustných vonkajších nepresností na všetky čiastkové parametre. Takýto postup je vhodný pri lineárnom rozmerovom obvode s približne rovnakou pracnosťou zhotovenia jednotlivých členov;
2. rovnaký vplyv nepresností čiastkových parametrov na prípustnú vonkajšiu nepresnosť.
Tento postup je vhodný pri nelineárnych rozmerových obvodoch s pomernou pracnosťou zhotovenia jednotlivých členov, zodpovedajúcich približne podielu ich vplyvu na nepresnosť výsledných parametrov;
3. rovnaký stupeň presnosti čiastkových parametrov. Tento postup sa používa vtedy, ak ide o lineárny rozmerový obvod a pracnosť zhotovenia rastie s veľkosťou parametrov približne podľa kubickej paraboly;
4. kombinácia rovnakého vplyvu nepresností čiastkových parametrov a zohľadnenia pracnosti zhotovenia.

Zníženie pravdepodobnosti vzniku nepodarkov

Všeobecne pre optimalizáciu presnosti výroby je dôležitý výpočet rozmerových obvodov štatistickou metódou, a to podmieňuje neúplná zameniteľnosť. Vhodným technicko-organizačným riešením možno postupne zabezpečovať požiadavky maximalizácie presnosti a spoľahlivosti mechanizmov a aj ekonomickú efektívnosť ich výroby a prevádzky. S optimalizáciou tolerancií úzko súvisí aj vhodné určenie tolerančných hraníc. Pravdepodobnosť vzniku nepodarkov pri výrobe možno znížiť pri dodržaní týchto zásad:
1. V technologickom procese treba najprv dosiahnuť menovitý rozmer, a až potom využiť toleranciu.
2. Pri operáciách centrovaných na os (tak to teda nevím, jestli je osa po slovensky os...) alebo hranu budúceho geometrického útvaru majú byť tolerančné hranice vzhľadom na menovitý rozmer symetrické.
3. Pri navrhovaní špeciálnych meradiel je menovitým rozmerom taký hraničný rozmer, ktorý je pri odchýlkach maxima materiálu, čiže hraničného rozmeru zodpovedajúceho dobrej strane hraničného meradla.(tohle mi teda taky nedává moc smysl...)

Všeobecne ukazovatele úrovne technologickosti

Presnosť výroby súčiastok má priamu závislosť na technologickosť konštrukcie, ktorá obsahuje súbor vlastností konštrukcie určujúci technológie a postupy jej vyhotovenia aj využívania v určenom okolí a čase. Všeobecne technologickosť znamená vyrobiteľnosť konštrukcie pre konkrétneho výrobcu a využiteľnosť v podmienkach predpokladaného používateľa. Všeobecne súhrnné ukazovatele úrovne technologickosti sú funkčnosť, koštrukcie, výrobné náklady, výrobný čas, výrobná produkcia, životnosť a udržiavateľnosť, prevádzkové náklady.

Štruktura mechanizmov

Rozhodujúcim činiteľom technologickosti je štruktúra mechanizmu. Varianty štruktúry mechanizmov sa posudzujú podľa mnohých kritérií od jednoduchého verbálneho objasňovania výhod a nevýhod cez vyjadrovanie počtu prvkov až po detailné prepočty mechaniky mechanizmov. Na technologickú vhodnosť štruktúry vplývajú najmä výrobné odchýlky jednotlivých parametrov a ako najvhodnejšia sa uvažuje štruktúra s najnižšou citlivosťou.

Požiadavky pre materiály

Technologickosť prvkov presnosti mechanizmov ovplyvňuje druh materiálov a polovýrobkov, tvarová zložitosť a geometrická a rozmerová presnosť.
Pre materiály sú definované nasledujúce požiadavky:
- vysoká úroveň vyžadovaných vlastností, ktorá umožňuje miniaturizáciu zariadení využívajúcich presné mechanizmy;
- dlhá časová stálosť dôležitých vlastností zabezpečujúca nízku poruchovosť a dlhú životnosť mechanizmov;
- zaručená odolnosť materiálov proti vplyvom prostredia;
- dobrá obrábateľnosť materiálov, vhodných na dosiahnutie vysokej geometrickej presnosti.

Činiteľom pracnosti prvkov je tvarová zložitosť

Popri materiáloch na báze železa, neželezných kovov a prírodných materiálov sa začínajú uplatňovať aj plasty, kompozitné a keramické materiály. Z polovýrobkov sú rozhodujúce presné ťahané, resp. válcované profily, plechy a fólie, a preto sa pri lícovaní používa sústava jednotného hriadeľa. Okrem toho pri dostatočnej sériovosti sa výhodne uplatňujú presné odliatky. Pri kusovej a malosériovej výrobe sú výhodnejšie zvarky. Dôležitým činiteľom pracnosti prvkov v mechanizme je tvarová zložitosť. Na obrázku 5 je zobrazený vzrast pracnosti pri rôznej tvarovej zložitosti otvorov, pričom východiskový tvar je jednoduchý vyvŕtaný otvor. Ak takýto otvor treba brúsiť na presnosť IT6, pracnosť vzrastie až na trojnásobok a pre tvarove zložitý otvor obrázok 5b sa pracnosť zvýši až na osemnásobok.
Reálne dosiahnuteľné stupne presnosti podľa ISO a drsnosť povrchu pri základných spôsoboch obrábania uvádza tabuľka.
Závislosť pracnosti od presnosti sa približne vyjadruje tromi čiastočne sa prekryvajúcimi stupňami:
- bežná pracnosť: IT7, IT8, IT9, IT10; R= 0,8 ?m, R= 1,6 ?m, R= 3,2 ?m;
- vyššia pracnosť: IT5, IT6, IT7; Ra=0,2 ?m, Ra=0,4 ?m, Ra=0,8 ?m;
- náročná pracnosť: IT3, IT4, IT5;Ra=0,05 ?m, Ra=0,1 ?m, Ra=0,2 ?m.
Zvyšovaním presnosti pri sústružení zo stupňa IT11 na stupeň IT7 sa pracnosť zvýši až šesťnásobne. Pracnosť najviac vzrastie pri prechode stupňa IT8 na stupeň IT7, a to až o 250 %, a preto sa táto presnosť pre sústruženie neodporúča.
Ing. Jozef Jurko, Ph.D.
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 31207
Datum: 10. 12. 2003
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Související články
Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Robot s dvojitým uchopovačem zrychlil obsluhu CNC stroje

Osvald Jensen A/S je dánská rodinná firma dodávající strojírenské produkty pod vlastní značkou. Ve své továrně v Dánsku firma vyvíjí a vyrábí součástky do převodovek pro široké spektrum využití. Zaměřuje se na produkci vysoce kvalitních šnekových převodovek, převodových ústrojí a ozubených kol nejrůznějších velikostí.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

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