Témata
Reklama

Rychlé a objektivní stanovení kvality

Při broušení diamantovými kotouči nebo kotouči z KNB, je nutné znát kvalitu činné části kotouče během doby jejich používání. Pak je zajištěno splnění požadavků kla-dených na proces broušení, na přesnost rozměrů a kvalitu broušené plochy.

Operace broušení hraje ve výrobě nástrojů a součástí stále významnou roli. Předností broušení, oproti jiným metodám obrábění, je možnost opracovávat tvrdé materiály s vysokou přesností rozměrů i tvarů (IT5 a IT6), s malou vlnitostí a vysokou jakostí obrobené plochy (Rz = 1 až 3 µm).

Pro velmi náročné případy broušení jsou vhodné brousicí nástroje s galvanickou vazbou, protože mají dobrou řezivost a jejich pracovní plochu lze libovolně tvarovat. Specifikou brousicích kotoučů s galvanickou vazbou je vysoká odolnost zrn proti vytržení z vazby (až do mezního opotřebení kotouče) a dostatek prostoru mezi zrny pro odvod vzniklých třísek.

Reklama
Reklama
Reklama
Konstrukce brousicího kotouče s galvanickou vazbou Metall - Grundkörper - základní materiál Galvanikbindung - galvanická vazba

Sledovat celý průběh procesu broušení

Požadavek neustálého zdokonalování procesu broušení vyvolává potřebu kontinuálního sledování základních parametrů procesu. To znamená, že na provedení používaných brousicích kotoučů jsou kladeny specifické požadavky v závislosti na daném případu použití. Jedná se zejména o provedení činné části kotouče. Pro plynulé měření tvaru kotouče a pro sledování stavu jeho činné části je nutné použít moderní měřicí zařízení. Toto je nutné pro stanovení konečného výsledku broušení a pro dokumentaci stavu nástroje během procesu broušení v libovolném okamžiku, bez subjektivních vlivů.  Aby byla zajištěna vysoká kvalita výrobního procesu, je kontinuální sledování stavu nástroje nutností.

Nosný podíl povrchu brousicího kotouče Rmr (a) a křivka nosného podílu povrchu brousicího kotouče (Abbottova křivka) (b), jsou důležité technické parametry kvality broušení Materialanteil - nosný podíl povrchu Bezugslinie cref - referenční čára (nosný podíl daný 50 % povrchu) Schnittlinie - čára řezu Abbott - Kurve - Abbotova křivka

U galvanické vazby jsou brusná zrna pevně držena v galvanicky nanesené niklové nebo chromové vrstvě (obr. 1). Tento výrobní proces má stochastický charakter, který se projeví na činné části nástroje, a proto je nutné provádět měření kvality na více místech. K nejdůležitějším charakteristikám brousicího kotouče patří tvrdost vazby, velikost zrn a jejich koncentrace. Počet zabírajících zrn je možné určit pouze statisticky a tedy také tak je nutné volit místa měření. Kinematika úběru materiálu zrnem a vzdálenost zrn ovlivňují značně dynamiku procesu broušení a jsou za současného stavu techniky měřitelné pouze s vynaložením vysokých investičních nákladů.

Konstrukce optoelektronického zkušebního zařízení (a), schematické uspořádání zařízení (b) pro zkoušení kvality činné části brousicího KNB nebo Dia kotouče
Kamera 1 - kamera 1 Objektiv 1 - objektiv 1 Grobpositionierung über Führungtsschiene - hrubé polohování Feinpositionierung über Stellrad - přesné polohování x-y Tisch - souřadnicový stůl relative Neigung der Kameras zueinander änderbar - přestavitelnost kamer Kameras an Schiene verfahrbar - neuvádět, vypustit Kamera 2 - kamera 2 Objektiv 2 - objektiv 2

Nosný podíl povrchu - důležitý technický parametr

Pro posouzení kvality brousicího kotouče a vlastního procesu broušení je důležitým technickým parametrem tzv. nosný podíl povrchu, příp. křivka nosného podílu povrchu (tzv. Abbottova křivka), jak ukazuje obr. 2. Nosný podíl povrchu (materiálový poměr profilu) stanoví podíl materiálu Rmr(c) profilu jako funkci řezné výšky c. Nosný podíl na dané výšce přitom označuje procentuální podíl povrchu brousicího kotouče, který v řezu 3D profilu leží ve výšce mezi touto danou a skutečnou výškou. Nosný podíl povrchu brousicího kotouče má zvláštní význam pro chování použitého brousicího nástroje v závislosti na konkrétní úloze obrábění. V rámci spolupráce výzkumných pracovišť FGW Remscheid a GFE Schmalkalden byla vyvinuta bezdotyková metoda měření nosného podílu povrchu brousicího kotouče. Pro ověření použitelnosti metody byla provedena řada zkoušek, kdy se porovnávaly výsledky z měření s výsledky praktických zkoušek broušení.

V prvé řadě byla vyvinuta metodika snímání obrazu a zařízení pro jeho zpracování. Dále byl zpracován ideový návrh, konstrukce a vyrobeno zkušební zařízení. Základem zkušebního zařízení je kombinace stereo- a konfokální mikroskopie. Na základě definice veličiny nosného podílu povrchu brousicího kotouče byl vyvinut bezdotykový elektrooptický 3D snímač. Další výzkumy již pokračovaly na nově vyrobeném zkušebním zařízení (obr. 3). Zařízení umožňuje vytvořit jak stereoskopické, tak také trojrozměrné mikroskopické obrazy. Generovaná data jsou základem pro vývoj potřebných algoritmů sloužících ke stanovení parametru nosného podílu povrchu brousicího kotouče.   

Bezdotyková měřicí metoda určuje nosný podíl povrchu brousicích kotoučů

V dalším průběhu řešení se porovnávaly výsledky z měření s výsledky získanými z praktických zkoušek broušení. Byla provedena celá řada experimentů broušení s pracovními podmínkami odpovídajícími podmínkám používaným v praxi. Tyto experimenty byly vyhodnoceny nejprve běžnými rastrovacími a metalografickými metodami. Získané výsledky byly porovnány s výsledky z měření na nově vyvinutém zařízení. Uvedeným postupem bylo možné dokázat souvislost mezi hodnotami nosného podílu povrchu brousicího kotouče naměřenými a skutečně dosaženými při broušení.  Porovnání prokázalo vhodnost použití navržené měřicí metody i zkušebního zařízení pro použití v praxi.

Výsledky výzkumu

V rámci provedeného výzkumu byla vyvinuta bezdotyková metoda měření nosného podílu povrchu brousicího kotouče u brousicích nástrojů s galvanickou vazbou. Dále bylo vyvinuto, vyrobeno a odzkoušeno zkušební zařízení, jehož základem je kombinace stereomikroskopie a konfokální mikroskopie. Jak metodika, tak také zkušební zařízení bylo ověřeno z hlediska praktické použitelnosti.

Výhodou navržené metodiky měření je možnost rychlého stanovení okamžitého stavu povrchu činné části brousicího nástroje, což zlepšuje ekonomiku procesu broušení a zkvalitňuje dosažené výsledky. Na zkušebním zařízení je možné určit rychle, jednoduše, reprodukovaně a s možností zaznamenat hodnoty křivky nosného podílu povrchu brousicího kotouče. Získané poznatky zkvalitňují nejen proces broušení, ale slouží také ve vývoji nových brousicích nástrojů.

Helmut Brand a kol.

Zdroj: MM Das Industriemagazin, č. 37/2010

Zpracoval -VŘ- 

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 110311
Datum: 16. 03. 2011
Rubrika: Trendy / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

Kroky k excelentní spolupráci akademické a průmyslové sféry

Pracovníci Ústavu výrobních strojů systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně usilují o těsné sepětí školy s praxí, které nelze realizovat jinak než úzkou spoluprací s průmyslem. Transfer výsledků této praktické činnosti přenesený do některých částí výuky je potom zárukou, že studenti budou mít aktuální informace o stavu strojního průmyslu, vědy a techniky.

Související články
Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Industry 4.0 v roce 2016

Pravděpodobně již u nás není technik, který by se za poslední dobu nesetkal s pojmem Industry 4.0 či s "českým pojetím" Průmysl 4.0, chcete-li. Tento pojem se zabydlel ve firemní i akademické kultuře a mnohé subjekty v této iniciativě vidí svoji příležitost a nutnost se do ní zapojit. Jsou však i druzí na odvrácené straně mince. V MM Průmyslovém spektru pravidelně dáváme prostor vyjádřit se oběma stranám jak odbornými příspěvky, tak formou ankety.

Veletržní kaleidoskop

Strojírenské veletrhy jsou přehlídkou novinek a inovací v široké paletě oborů. Nejinak tomu bylo i letos v Brně, kdy akce opět poskytla návštěvníkům ucelený pohled na současnou úroveň strojírenství. Přesto, že od konání veletrhu již určitá doba uběhla, na aktuálnosti prezentovaného to bezesporu nemá žádný vliv. Nabízíme výběr zajímavostí z výrobní a měřicí techniky.

Úspěšný vývoj technologií pro zpracování termoplastových kompozitů

Konstruktéři tlačení požadavky na nižší hmotnost a lepší parametry svých konstrukcí stále více neváhají využít ve svých návrzích materiály, které byly dříve vyhrazeny pouze pro nejnáročnější high-tech aplikace. Díky tomu roste také poptávka po nenáročných výrobních technologií na výrobu konkrétního dílce z určitého materiálu.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

Měřím, měříš, měříme…na obráběcím stroji

V moderních výrobních systémech složených z CNC obráběcích strojů je měření a kontrola nástrojů pro preventivní zajištění kvality nepostradatelná. Změřená data nástrojů nebo změřené hodnoty obrobků jsou potom použity k automatickému výpočtu kompenzačních hodnot v probíhajícím výrobním procesu. Pomocí automatické kompenzace rozměrů nástrojů nebo případnou výměnou nástrojů zůstávají výsledky obrábění stabilní.

Měřicí technika na Control 2015

Letošního stuttgartského mezinárodního veletrhu Control 2015, zaměřeného na problematiku kvality, se účastnilo na 917 vystavovatelů. Jejich setkání s návštěvníky dokumentovalo novinkami a inovovanými technologiemi současnou úroveň dané oblasti, ale bylo inspirativní také pro další rozvoj oboru.

Kompaktní horizontální seřizovací přístroj pro Průmysl 4.0

Systémový dodavatel Kelch představil na veletrhu EMO v Hannoveru inovativní výsledky vývoje pro optimalizaci procesů, mezi nimi poprvé nově koncipovanou konstrukční řadu H3 z úspěšné série seřizovacích přístrojů Kenova set line.

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.

Inovovaný přístroj pro seřizování nástrojů

Společnost Kelch představí na veletrhu Intec 2019, který se koná od 5. do 8. února 2019 v Lipsku, inovovaný stolní přístroj Kenova set line V3 pro seřizování nástrojů s možností rozšíření pro Smart Factory.

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