Počas odbornej praxe v školských dielňach som sa stretol s výrobou tvarovo zložitej súčiastky. Výrobu tejto súčiastky sprevádzali niektoré komplikácie s dodržaním jej presného tvaru, drsnosti povrchu a hlavne upnutia polotovaru-odliatku pomocou klasických upínacích zariadení. Pretože išlo o výrobu väčšieho množstva kusov, ktorých výroba sa pravidelne opakuje, rozhodol som sa zjednodušiť a urýchliť jej výrobu navrhnutím upínacieho frézovacieho prípravku, ktorý vám chcem predstaviť v tejto práci. Ďalším cieľom bolo zozbierať čo najviac informácií o vyrábanej súčiastke a vypracovať 3D konštrukčný návrh s výkresovou dokumentáciou nakreslenou v kresliacom programe Solid Edge 7.
Prípravky sú výrobné pomôcky, ktoré zabezpečujú:
a) správne ustavenie obrobku vzhľadom na nástroj, ktoré zabezpečí požadovanú geometrickú presnosť a akosť povrchu,
b) spoľahlivé a bezpečné upnutie obrobku,
c) vedenie nástroja vzhľadom na obrobok, pokiaľ toto nie je súčasťou stroja,
d) vzájomnú polohu súčiastok pri spojovaní a montáži.
Prípravky zvyšujú technickú a ekonomickú úroveň výroby. Technický význam je v jednoduchšom dosiahnutí požadovanej presnosti obrobkov, v znížení nepodarkovosti, v dokonalejšom využívaní obrábacích strojov, v znížení požiadaviek na kvalifikáciu obsluhy a v znížení fyzickej námahy pracovníka. Ekonomický význam je v znižovaní operačných časov, čím sa zvýši produktivita práce a zhospodárni sa výroba.
Prípravky rozdeľujeme podľa jednotlivých hľadísk.
1. Podľa operačného určenia sú:
a) prípravky pre obrábanie,
b) montážne prípravky,
c) kontrolné prípravky,
d) rysovacie prípravky,
e) ostatné pomocné a doplnkové zariadenia
2. Podľa rozsahu použiteľnosti sú:
a) univerzálne (viacúčelové) prípravky, ktoré sa používajú na upnutie obrobkov rôzneho druhu, tvaru a veľkosti, sú to napr. zveráky a pod.,
b) jednoúčelové prípravky, ktorými sa upínajú určité obrobky pre jednu operáciu. Zabezpečujú dokonalé, rýchle a spoľahlivé upnutie. Používateľ si tieto prípravky navrhuje sám a sám ich aj vyrába,
c) stavebnicové prípravky, ktoré sú vyrobené z typizovaných dielov a montážnych skupín. Dajú sa skladať a prestavovať do rozličných zostáv. Používajú sa v malosériovej výrobe.
d) skupinové prípravky, ktoré sú určené na upínanie obrobkov s podobnými konštrukčnými a technologickými znakmi. Majú výhody jednoúčelových prípravkov, ale sú lacnejšie. Uplatňujú sa najmä pri NC obrábacích strojoch.
3. Podľa zdroja upínacej sily a stupňa mechanizácie sú prípravky:
a) s ručným upínaním,
b) s mechanickým upínaním (pneumatickým, hydraulickým a pod.)
Jednoúčelové prípravky sa používajú na rýchle ustavenie a upnutie obrobkov v podmienkach sériovej a hromadnej výroby. Konštruujú sa pre určitý obrobok a operáciu a pre určitý obrábací stroj. Zavedenie do výroby má byť vždy ekonomické. Rozdeľujú sa podľa druhu obrábacieho stroja, pre ktorý sa určia.
Práve vo svojej práci navrhujem vyhotovenie jednoúčelového upínacieho frézovacieho prípravku pre konkrétnu strojovú súčiastku.
Základné prvky prípravkov sú : samotné telo prípravku (môže byť z jedného kusu, alebo viacerých), upínacie časti (skrutky, matice), mechanizmy na upínanie. Medzi prvky môžeme zaradiť aj diery, výstupky, drážky a iné tvarové zmeny na povrchu prípravku.
Navrhovať prípravky môžeme na počítači napríklad v programoch AutoCAD, Catia, Pro/Engineer a iné, kde je možné nasimulovať uloženie súčiastky v prípravku, zistiť nedostatky a odstrániť ich. Pri návrhu musíme zohľadniť aký typ prípravku budeme potrebovať (špeciálne vyrobený iba pre tú jednu súčiastku, alebo stavebnicový, ktorý môžeme poskladať z rôznych typizovaných dielov, alebo kombináciou špeciálnych a stavebnicových), na koľko súčiastok sa použije (jednu, malú sériu, hromadnú sériu), aké úpravy na súčiastke budeme robiť počas uloženia v prípravku (jednu alebo viacej operácií, na akom stroji).
Navrhovanie môžeme rozdeliť na:
- konštrukčné (ako bude prípravok vyzerať, ako bude uložený voči súčiastke, kde sa bude upínať),
- výrobno - technologické (akým spôsobom ju vyrobíme, na akých nástrojoch, z akých materiálov)
Na každom obrobku sa vyskytujú plochy :
základné – určujú polohu obrobku, plochy slúžiace na opretie - sú v priamom styku s ustavovacími plochami prípravku,
upínacie – použité k priamemu upnutiu obrobku, obrábané – plochy, ktoré sa po ustavení budú obrábať.
Pri ustavovaní a obrábaní sa tieto plochy môžu stotožnovať alebo rôzne kombinovať.
Po určení ustavujúcich plôch obrobku, stanovení operných prvkov a ich polohy je nutné určiť spôsob upnutia obrobku. Pri upínaní je nutné doržať nasledujúce podmienky : pri upínaní nesmie dôjsť k zmene polohy ustaveného obrobku pôsobením upínacích síl, upínacie sily je nutné voliť také veľké, aby pôsobením rezných síl pri obrábaní nebol obrobok posunutý z pôvodnej polohy a aby nenastalo chvenie obrobku, pre upnutie obrobku použijeme rýchloupínacie prvky pre čo najkratší upínací čas, pôsobisko, smer a veľkosť upínacích síl musia byť navrhnuté s ohľadom na pôsobisko,smer a veľkosť rezných odporov.
Sú to prípravky pozostávajúce z mnohých typizovaných dielov, ktoré sa zmontujú dokopy tak, aby uchytili súčiastku v požadovanom mieste, smere.
Táto súčiastka slúži ako príruba do konzolovej frézy FGV 32 TOS. Pri tejto prírube je potrebné dodržať presnosť kapsy a dier, ktoré sa nachádzajú v strede príruby voči dieram ma ramenách. Polotovarom je odliatok z ocele na odliatky 42 2303, EN-GJS-350-22. Keďže je táto príruba tvarovo zložitá a vyrába sa z odliatku, je veľmi ťažké ju upnúť a dodržať predpísanú presnosť.
Ako prvú som zvolil upínaciu platňu, na ktorú som postupne pridával rôzne konštrukčné prvky.
Následne som navrhol závitovú dieru na rýchloupínač, kolíky na zamedzenie pohybu obrobku v axiálnom smere a prechodné diery, ktoré sú potrebné pri vŕtaní.
Vzhľadom na namontovanie rýchloupínača môže nastať problém pri nastavení výšky. Tento problém som vyriešil vymedzovačom výšky, ktorý má na vonkajšom závite jemné stúpanie a tým vznikne väčšie rozmedzie nastavenia výšky.
Pri tomto rýchloupínači vzniká ďalší problém a to ten, že vzhľadom na pracovný postup obrábania a polohy obrobku by sa musela často meniť jeho výška, čo zaberá neprimerané množstvo času. Tento problém som vyriešil tak, že som navrhol podložky, ktoré umožnia rýchle a jednoduché vymedzenie výšky pri zmene polohy obrobku.
Ako ďalší som zvolil otvor na vloženie obrobku a kolíky na zamedzenie jeho pohybu v axiálnom smere a dodržanie presnosti polohy dier voči ostatným prvkom, ktoré sa následne vyhotovia.
Na zamedzenie pohybu v radiálnom smere som navrhol rýchloupínaky tak, aby nevytvárali prekážku pri obrábaní.
Kompletne zmontovaný prípravok aj s prírubou.
Výsledkom mojej práce je navrhnutý frézovací prípravok. Cieľom práce bolo navrhnúť funkčný prípravok, ktorý skráti pracovný čas a uľahčí manipuláciu pri výrobe, čo bolo v práci splnené. Obsahom práce je aj popis všetkých problémov, ktoré sa pri navrhovaní objavili. Zároveň som si chel prakticky overiť svoje teoretické vedomosti.
Po niekoľkodňovej práci za počítačom som získal veľké množstvo vedomostí a stretol som sa s veľkým množstvom problémov, ktoré ma naučili vynaliezavosti a technickému mysleniu.
Do budúcnosti je mojím hlavným cieľom vytvoriť model prípravku na 3D tlačiarni a následne vyrobiť prípravok na CNC strojoch, ktoré máme v našich dielňach.
