Témata
Reklama

Využití počítačové podpory při konsktrukci přípravků

Produktivita práce je určena počtem výrobků zhotovených na obráběcím stroji v určitém čase. Vedle strojního času obrábění, který se nadále zkracuje hlavně nástupem progresivních technologií typu HSC, je významným příspěvkem ke snížení výrobního času i redukce časů vedlejších. Jedním z prostředků pro snížení těchto vedlejších časů je inovace přípravků.

Přípravky jsou nepostradatelnou a důležitou součástí známé soustavy SNOP (stroj, nástroj, obrobek, přípravek). Obráběcí přípravky jsou i v  době CNC obráběcích center jedním z prostředků k zabezpečení požadované přesnosti a kvalitního upnutí obráběných součástí. Tyto přípravky se nejčastěji používají v sériové a hromadné výrobě.

V současné době se stále častěji setkáváme s tvarově a rozměrově složitějšími výrobky. Pro opracování takto složitých obrobků vzrůstá význam stavebnicových přípravků. Jejich použitím se významně zvyšuje efektivita upínání obrobků. Tato výhoda je ještě dnes zvýrazněná možností nakonfigurovat potřebné prvky stavebnicového přípravku do elektronické databáze (knihovny) daného konstrukčního 3D CAD programu.

Stavebnicové přípravky

Při upínání tvarově složitých obrobků je důležité, abychom daný obrobek upnuli co nejrychleji, nejpřesněji a s minimálními náklady. K takovémuto upnutí se používají stále oblíbenější stavebnicové přípravky. Jsou složeny z normalizovaných, typizovaných a montážních jednotek, které se dají skládat jako stavebnice. Díly stavebnicového přípravku jsou rozebíratelné a lze je v různých kombinacích opakovaně využít.

Reklama
Reklama
Reklama
3D CAD model stavebnicového přípravku

Stavebnicové soupravy jsou složeny z následujících skupin:

  • § základové bloky a desky - čtvercového, obdélníkového a kruhového tvaru,
  • § ustavující jednotky - čepy, kolíky, středicí pouzdra,
  • § opěrné prvky,
  • § upínací prvky,
  • § nástavbové prvky,
  • § přechodové prvky,
  • § ovládací prvky

a normované příslušenství, s cílem zajistit co největší škálu možností upnutí obrobků. Nasazení stavebnicového systému představuje ideální předpoklad pro zajištění flexibility a současně precizního provedení. Tuto problematiku, zajištění navržení přípravku v co nejkratším čase, lze řešit pomocí elektronické databáze (knihovny) dílů.

Většina firem zabývajících se upínací technikou nabízí určitý okruh stavebnicových dílů. Pokud tomu tak není, je zapotřebí si požadovaný typ, např. upínky, namodelovat a nakonfigurovat v konstrukčním programu.

CAD systémy ve 3D

Současné 3D CAD systémy umožňují komplexně řešit vývoj a návrh nového výrobku. Jejich základem je modul pro modelování ve třech dimenzích. Tyto 3D CAD systémy nabízejí uživateli možnost vytvořit simulaci geometrickou (montážní), kinematickou (dráhy vkládání dílů) a také číselnou (pevnostní, tepelné a deformační výpočty).

Mezi základní využití CAD systémů v současné době patří:

  • § projektování prototypů;
  • § konstrukční a technologické řešení prototypů;
  • § technická příprava výroby.

Celkově pak CAD systémy výrazně zkracují čas vývoje. Hlavními přínosy CAD systémů jsou:

  • § jednodušší a rychlejší tvorba dokumentace;
  • § rychlejší a jednodušší změny vdokumentaci;
  • § snížení chybovosti;
  • § snížení nákladů;
  • § možnost prezentovat výrobek před jeho finální výrobou;
  • § vyšší kvalita produktů.

Mnoho výrobců stavebnicových přípravků (AMF, HALDER, SAV) nabízí elektronickou databázi (katalog) se svými přípravky, a to jak přímo na svých WWW stránkách, tak v podobě CD. Nabízené stavebnicové upínací systémy se dělí na systémy s T drážkami a systémy s otvory.

Díly stavebnicového přípravku jsou v různých velikostech. Použitá velikost přípravku je závislá na velikosti vyráběné součásti. Model přípravku je většinou k dispozici ve formátu 2D nebo 3D pro daný typ softwaru. Někdy jsou k dispozici tzv. neutrální formáty pro použití u jiných systémů (DXF, IGES). Příklad katalogové upínky a jejího využití je popsán dále.

Jednotlivé díly upínky. Výrobce přípravků většinou uvádí ve svých katalozích možnosti použití jednotlivých dílů a jejich funkci. Při samotném konstruování daného přípravku je důležité zvolit si správný postup, protože následné úpravy a přizpůsobování jsou poté jednodušší.

Využití CAD katalogu

Před zahájením konstrukčních prací na upínací sestavě je potřeba zpracovat koncepční návrh přípravku. Velikost vyráběné součásti je určující pro velikost budoucího přípravku. Konstruktér musí mít přehled o dostupných dílech stavebnicového přípravku v elektronickém katalogu. Pokud v elektronickém katalogu takovýto díl nenajde nebo rozměrově nevyhovuje, musí si jej zkonstruovat. Příkladem může být použitá katalogová upínka na obrázcích. Po zvolení potřebné velikosti upínky v katalogu následuje její stažení v podobě 3D modelu. Vygenerované modely upínky v CAD programu (dílce stavebnicové soupravy) vyžadují po stažení další úpravy. Tyto díly jsou výrobcem konstrukčně vytvořeny „na hrubo". Do jednotlivých 3D modelů je potřeba doplnit např. roviny, osy, detaily apod. Tyto prvky při samotné konstrukci výrazně ulehčují tvorbu upínací sestavy. Po těchto konstrukčních úpravách dílů je možné přistoupit k vytváření podsestav. Důležité je, aby konstruktér přípravku jednotlivé stažené součásti důkladně a organizovaně ukládal. I při tvorbě jednoduchého přípravku se nashromáždí velký počet dílů (souborů).

Pozitiva řešení

Mezi výhody použití upínacích elementů stavebnicového přípravku ve 3D konstrukčním programu především patří jednoduchost, rychlost a úspornost. Knihovna (databáze) konstrukčního programu se skládá z mnoha stavebnicových dílů, ze kterých je možné jednoduše, rychle a úsporně sestavovat přesné a reprodukovatelné upínací přípravky. K dalším výhodám patří flexibilita a stabilita. Jednotlivé elementy stavebnicového přípravku lze flexibilně měnit v závislosti na daném tvaru obrobku. Jsou vzájemně spojeny v celek a spolu s obráběnou součástí tvoří stabilní pevný upínací systém. Rozmanitost ustavujících a upínacích dílů a jednoduchost ve spojování upínacích sestav patří k dalším přednostem této koncepce.

Využití počítačové podpory při konstrukci obráběcích přípravků je a i nadále bude nepostradatelnou součástí práce konstruktéra. Řešení problému konstrukce přípravku vyžaduje komplex znalostí. Konstruktér musí stanovit řezné podmínky nástroje, odvodit velikost upínacích sil, musí mít přehled o možnostech obráběcích strojů až po přehled v oblasti existujících upínacích prvků. V neposlední řadě musí ovládat i vhodný CAD systém.  Použitím dostupných, ale i vytvořením nových elektronických katalogů prvků je pak možné dosáhnout rychlého vytvoření konstrukčního návrhu přípravku.

Příspěvek vznikl díky podpoře projektu MŠMT SP2011/23 Možnosti zvyšování produktivity výroby a kvality obrobené plochy.

Ing. Miroslav Janoš,

doc. Dr. Ing. Ivan Mrkvica

Katedra obrábění a montáže, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava

ivan.mrkvica@vsb.cz

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete zakoupit v digitální trafice PUBLERO.COM 

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 111019
Datum: 20. 09. 2011
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Univerzální brusky pro broušení na kulato

Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

Automatizovaná upínací technika

Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Chytré měření upínací síly

Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Výsledky spolupráce akademické sféry s průmyslem

Pracovníci Ústavu výrobních strojů systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně usilují o těsné sepjetí školy s praxí, které nelze realizovat jinak než úzkou spoluprací s průmyslem. V předchozích vydáních MM Průmyslového spektra jsme avizovali, že budeme technickou veřejnost informovat o konkrétních výsledcích naší spolupráce. Zde jsou první poznatky.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

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