Orientace na ekologii ve výrobním programu CNC

S rostoucí automatizací ve výrobě se stále více využívají CNC stroje. Tyto stroje nabízejí efektivnější a rychlejší výrobu oproti starším strojům bez počítačové podpory. CNC programy, které řídí tyto stroje, lze psát přímo na řídicí jednotce (např. Sinumerik) nebo na počítači a následně nahrát do stroje. Pro opakované použití je program uložen v paměťovém zařízení.

Konstrukčně-technologický rozbor součásti

Bakalářská práce se zabývá výrobou ukázkového výrobku, konkrétně středicího kusu. Tento proces zahrnuje konstrukční a technologický rozbor součásti, výběr vhodného CNC stroje, nářadí a procesní kapaliny. Dále zahrnuje vytvoření NC programu s rozborem a přiřazením řezných podmínek. Celý proces je ověřen na stroji a zhodnocen, včetně prezentace hotového výrobku, volby polotovaru a možnosti další povrchové úpravy.

Součást má rozměry 160x100x25 mm po obrobení, přičemž polotovar má rozměry 162x102x30 mm. Na horní straně je rádius R10 a na spodní straně sražená hrana 10x45°. Obsahuje 12 děr na roztečné kružnici se závitem M6 a díru se závitem M8 s volnou tolerancí. Celý obvod má sražené hrany 0,5x45°.

Použitý CNC stroj

Zhotovení výrobku je provedeno na vertikálním obráběcím centru MCFV 1060, vyrobeném firmou ZPS a.s. Zlín. Tento stroj je vhodný pro obrábění oceli, litiny a hliníkových slitin, a je určen pro frézování, vrtání a vyvrtávání. Je vybaven systémem vedení s valivými elementy a pracuje ve třech základních osách (X, Y, Z). Pohyb v ose X zajišťuje pracovní stůl, v ose Y křížový support a v ose Z vřeteník. Stroj může být vybaven i čtvrtou řízenou osou, otočným stolem.

Technické údaje stroje zahrnují maximální hmotnost obrobku 600 kg, upínací kužel ISO 40, otáčky vřetene až 12 000 min^-1, výkon 20/30 kW a krouticí moment 96/141 Nm. Rozměry stolu jsou 1270x590 mm, maximální pracovní posuv dosahuje až 15 m.min^-1 a rychloposuv 40 m.min^-1. Zásobník nástrojů má omezenou kapacitu 30 míst. Stroj je řízen systémem Heidenhain iTNC 530.

Čtěte také: Recyklace v Česku

Výběr nářadí a procesní kapaliny

Tato kapitola se zabývá výběrem nářadí pro frézování, srážení hran, vrtání a řezání závitů, a také výběrem vhodné procesní kapaliny pro chlazení nástrojů.

Výběr nářadí pro frézování

• Monolitní frézy GWL 450 se čtyřmi zuby od výrobce GOMA s.r.o.
• Čtyř-břitové frézy UNIVEX od výrobce FETTE s.r.o. s břitovými destičkami pro rohové frézování 90°.
• Frézy od společnosti A-TOOL s.r.o.
• Frézy od firmy FETTE s.r.o. s natočením břitové destičky o 45°.

Výběr nářadí pro vrtání

• Vrtáky od firmy GARANT s.r.o. s vnitřním chlazením pomocí emulze.

Výběr nářadí pro řezání závitů

• NAREX s.r.o.

Výběr procesní kapaliny

Procesní kapalina je nezbytná pro chlazení a mazání nástrojů během obrábění. Zajišťuje odplavování třísek z místa řezu a zlepšuje jakost obrobené plochy. Používá se SHELL ADRANA D208, částečně syntetická, vodou ředitelná obráběcí kapalina s chladícími a protipěnivostními vlastnostmi.

Tab. 4.1 Technické parametry použité kapaliny [9].

Tvorba NC programu a řezné podmínky

Pro výrobu každé součásti na CNC stroji je potřeba sestavit NC program, který obsahuje instrukce pro stroj. NC program se skládá z alfanumerických znaků, které tvoří bloky nebo věty. Každá věta obsahuje informace pro plynulý chod stroje.

Tab. Doporučené pořadí adres jednotlivých slov ve větě je: N G X Y Z F S T D.

Čtěte také: Recyklace Elektronického Odpadu

Tab. Popis požívaných adres je uveden v tab.

Funkce G a M jsou klíčové pro řízení stroje. Funkce G určuje geometrické operace, zatímco funkce M slouží k vyvolání činnosti stroje.

Ověření procesu na stroji

Před zahájením výroby je nutné odstranit případné nečistoty a zajistit bezproblémový provoz. Polotovar je uřezán na vhodné rozměry (162x102x30 mm) a upnut do svěráku. Vstupní parametry jsou zapsány do řídicího systému pomocí dotykové sondy. Celý proces probíhá na dvě upnutí.

• První upnutí: zahrnuje obrobení hlavní plochy, hrubovací a dokončovací operace na obvodu, sražení hran (0,5x45° a 2x45°), obrobení děr se závitem M12x1,75 a děr se závitem M6.
• Druhé upnutí: zahrnuje najetí nového nulového bodu, frézování kruhové kapsy, sražení hran obrobku a kruhové kapsy a pod závitem M12. Na závěr proběhne ruční úprava a přeměření rozměrů.

Celý proces je simulován v systému iTNC 530 pomocí 3D simulace. Fotografie z ověření procesu jsou uvedeny v příloze.

Prezentace hotového výrobku včetně ekologie

Tato kapitola se zaměřuje na volbu polotovaru, konstrukci výrobku, použitý materiál, možnosti povrchové úpravy a recyklaci kovového odpadu.

Čtěte také: Dřevní odpad: Od problému k cennému zdroji

Polotovar

Pro středící kus je nejvhodnější polotovar obdélníkového tvaru o rozměrech 165x105x30 mm, normalizovaný podle ČSN EN 10060. Reálné rozměry řezaného polotovaru jsou 162x102x30 mm.

Procento odpadu je poměrně malé, což ukazuje na dobré využití materiálu. Čistá a hrubá hmotnost je vypočítaná pomocí software Autodesk Inventor 2011.

Materiál

Použitý materiál má zásadní vliv na vlastnosti obrobku. Jedná se o nízkolegovanou ocel s přísadou chromu a molybdenu (ČSN 19 520). Tato ocel má dobrou houževnatost a prokalitelnost.

Tab. Technické údaje použité oceli.

Povrchová úprava

Pro případné použití v praxi je nutné provést povrchovou úpravu, aby se zabránilo korozi. Mezi nejčastější povrchové úpravy nástrojových ocelí patří nitridování a difuzní chromování. Difuzní chromování vytváří ochrannou vrstvu karbidů chromu, což zvyšuje životnost nástrojů.

Kovový odpad

Při obrábění součásti vzniká kovový odpad v podobě třísek, které jsou uchovávány v pojízdných kontejnerech a následně recyklovány. Technické údaje o odpadu jsou uvedeny v tab. 6.2.

tags: #orientace #na #ekologii #ve #vyrobnim #programu

Oblíbené příspěvky:

• Klimatické změny a dopady
• Tipy pro web o přírodě
• Nakládání s komunálním odpadem
• Mechy a ekosystém
• Získání Měrných Jednotek