číslo 1, 2 - Strojírenská technologie

Transkript

STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE
únor, duben 2012, ročník XVII., číslo 1, 2 | February, April 2012, Vol. XVII., No. 1, 2
Obsah | Content
2–8
Objektivizace dat pro plánování výroby metodikou REFA
Bozděch Jan, Duchek Vladimír
8 – 13
Počítačová podpora pro programování řídicího systému SINUMERIK 840D
Čuboňová Nadežda
13 – 19
Povlakované součásti zemědělské techniky pracující v podmínkách abrazivního opotřebení
Dian Milan
19 – 23
Effect of the cutting tool wear on the ploughing force values
Dugin Andrey, Popov Alexey
23 – 27
Zpracování zinkového popela pyrometalurgickými postupy
Hlucháňová Blanka, Trpčevská Jarmila, Pirošková Jana, Laubertová Martina
27 – 33
Vliv dynamického vyvážení brousicího kotouče na drsnost povrchu obrobených součástí
Jersák Jan
33 – 38
Mechanické vlastnosti a „two-body“ abrazívní opotřebení polymerních částicových kompozitů
Kejval Jiří, Müller Miroslav, Henc Petr
38 – 46
Integrita povrchu dynamicky namáhaných komponent dekantační odstředivky
Kolařík Kamil, Beránek Libor
47 – 50
Skladování kulatiny ovlivňuje výtěžnost a teda i zisk
Krajčovičová Mária
50 – 54
Technologické aspekty při výrobě miniaturizovaný součástí
Kurňava Tomáš, Stančeková Dana, Czán Andrej
55 – 59
Vliv technologie obrábění na únosnost vrubové součásti
Lattner Michal, Holešovský František
60 – 64
The influence of process fluids from PARAMO a.s. on the surface roughness in turning
Licek Roman, Popov Alexey
64– 68
Metodika sledování délkové roztažnosti a stanovení součinitele teplotní roztažnosti … slitin
Machuta Jiří, Nová Iva
68 – 75
Konstrukční návrh a výroba kuželového klínu pro štípání dřeva
Mečiarová Júlia, Minárik Marián
75 – 80
Optimalizace postupu navrhování montážního procesu
Mildorf Lukáš, Noskievičová Darja
80 – 88
Stanovení zbytkových napětí metodou vířivých proudů
Pala Zdenek
88 – 92
Problematika posuzování spolehlivosti lidského činitele v pracovním systému
Pokorná Václava
93 – 95
Výzkum vlivu poměru brusiv na jakost povrchu při broušení
Rokyta Luboš, Lukovics Imrich
96 – 101
Aplikace pro zvýšení efektivity návrhu monolit. šroubovitého vrtáku v prostředí CATIA V5
Roud Pavel, Česáková Ivana, Sklenička Josef, Zetek, Miroslav, Kožmín, Pavel
101 – 108
Rozptyl velikostí opotřebení výměnných břitových destiček ze slinutého karbidu
Růžička Luděk
108 – 113
Vyhodnocení stavu povrchové vrstvy střižníku … elektrojiskrovém řezání drátovou elektrodou
Švecová Vendula, Madaj Martin
113 – 117
Laser Machining and Temperature Field Simulation Using COSMOS / M Software
Sýkorová Libuše, Malachová Martina
117 – 122
Kalibrace libel a autokolimátorů v Českém metrologickém institutu
Tyralíková Eva, Dvořáčková Štěpánka
122 – 127
Polymerní částicové kompozity na bázi odpadu s obsahem oxidu křemičitého
Valášek Petr, Müller Miroslav, Chocholouš Petr
127 – 132
Prášková metalurgie jako metoda zpracování hliníkových odpadů s vysokými obsahy železa
Vojtěch Dalibor
132 – 136
Vliv slévárenských forem na kvalitu povrchu a strukturu slitiny AlZn5,5Mg2,5Cu1,5
Weiss Viktorie
Redakční rada | Advisory Board
prof. Dr. hab. Inź. Stanislav Adamczak
Politechnika Kielce, Polsko
prof. Ing. Milan Brožek, CSc.
ČZU v Praze
prof. Dr. Ing. František Holešovský
UJEP v Ústí n. Labem
prof. Ing. Jiří Hrubý, CSc.
VŠB TU v Ostravě
prof. Ing. Karel Jandečka, CSc.
ZČU v Plzni
prof. Ing. Karel Kocman, DrSc.
UTB ve Zlíně
prof. Dr. hab. Ing. János Kundrák, ScD.
University of Miskolc, Maďarsko
prof. Ing. Ivan Kuric, CSc.
Žilinská univerzita, Slovensko
prof. Ing. Imrich Lukovics, CSc.
Univerzita T. Bati ve Zlíně
prof. Ing. Jan Mádl, CSc.
ČVUT v Praze
prof. Ing. Iva Nová, CSc.
TU v Liberci
prof. Ing. Ľubomír Šooš, PhD.
SF, STU v Bratislavě, Slovensko
prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
VŠCHT v Praze
doc. Ing. Dana Bolibruchová, PhD.
ŽU v Žilině, Slovensko
doc. Ing. Rudolf Dvořák, CSc.
ČVUT v Praze
plk. doc. Ing. Milan Chalupa, CSc.
FVT, Univerzita obrany v Brně
doc. Ing. Jan Jersák, CSc.
TU v Liberci
doc. Ing. Štefan Michna, PhD.
UJEP v Ústí n. Labem
doc. Dr. Ing. Ivan Mrkvica
VŠB TU v Ostravě
doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
VŠCHT v Praze
doc. Ing. Iveta Vasková, PhD.
HF, Technická univerzita v Košiciach, SK
Šéfredaktor | Editor-in-chief
Ing. Martin Novák, Ph.D.
Adresa redakce | Editorial Office
Univerzita J. E. Purkyně,
FVTM, kampus UJEP, budova H
Pasteurova 3334/7, 400 01 Ústí n. Labem
Tel.: +420 475 285 534
Fax: +420 475 285 566
e-mail: [email protected]
http://casopis.strojirenskatechnologie.cz
Tisk | Print
OPTYS s. r. o., Opava
Vydavatel | Publisher
Univerzita J. E. Purkyně, FVTM
Hoření 13, 400 96 Ústí nad Labem
www.ujep.cz
IČ: 44555601 | DIČ: CZ44555601
vychází 6x ročně
náklad 300 ks
do sazby 27. 02. 2012
do tisku 05. 03. 2012
140 stran
povolení MK ČR E 18747
ISSN 1211–4162
rok 2012, ročník XVII., číslo 1, 2
STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE | ABSTRAKTY | ABSTRACTS
ISSN 1211–4162
Objektivizace dat pro plánování výroby metodikou REFA
Bozděch Jan, Ing., Fakulta strojní, ZČU v Plzni
Duchek Vladimír, Doc. Ing. Ph.D., Fakulta strojní, ZČU v Plzni
Článek pojednává o objektivizaci dat pro plánování metodikou REFA. První část příspěvku je věnována teoretickému
uvedení do metodiky, která pomocí teoretických poznatků, zkušeností a kreativity technického myšlení může nastartovat ve firmách proces trvalého zlepšování procesů. Dosahované výsledky jsou důkazem toho, že tento systém práce je
schopen přinášet výsledky ve formě zvýšení produktivity práce s minimálními náklady na realizaci. Na několika uvedených studiích je ukázáno, jaké výsledky je touto metodikou možné dosáhnout. Dále ukazuje, že se jedná o metodiku
univerzální, tedy je ji možné aplikovat na různé procesy.
Klíčová slova: objektivizace, plánování výroby, metodika REFA, data
Poděkování
Touto cestou bychom rádi poděkovali společnosti Racionalizační agentura s.r.o. se sídlem v Plzni, která je jedinou společností v ČR, která se zabývá aplikací metodiky REFA, především za poskytnuté materiály a poznatky.
Literatura
[1] DYNTAR, M., KUBEŠ, P. Produktivita člověka v pracovním procesu. Strojírenská technologie, Ročník: VI, č. 4, 1620. ISSN 1211-4162.
[2] Interní materiály společnosti Racionalizační agentura s.r.o.
[3] KEŘKOVSKÝ M. Moderní přístupy k řízení výroby. Praha: C. H. Beck, 2009. ISBN 978-80-7400-119-2.
[4] MANLING F. PELANTOVÁ V. Moderní přístupy k modernímu řízení výroby. Strojírenská technologie, Ročník: III,
č. 2, 17-22. ISSN 1211-4162.
[5] REFA – Verband für Arbeitsstudien und Betriebsorganisation e.V. (Hrsg), München: Hanser, 1991 (Methodenlehre der
Betriebsorganisation)
Abstract
Article:
Objectification of data for production planning metodology REFA
Author:
Bozděch Jan, MSc.
Duchek Vladimír, Assoc. Prof., MSc., Ph.D.
Workplace:
Faculty of Mechanical Engineering, University of West Bohemia
Keywords:
objectification, production planning, REFA methodology, data
The article discusses the objectification of data for planning REFA methodology. Industrial experience shows continually, that measures to
improve processes of implementation and selection is often only intuitive. This has the effect that the possible rationalization of effects for
competitiveness is not widespread. Using a systematic process to plan appropriate work tasks before implementing the proposed changes, by
contrast, can often avoid expensive finishing work during production and thus reduce costs and generate profits faster. Complex consideration of planning requires orderly thinking and a systematic approach. The process is conducted in stages so that steps are systematically eliminated in connection with existing business systems, and re-formed with meaningful connections to elements of the business system. A suitable instrument for such work systems is REFA planning. This illustrates the methodological basis for systematic calculation. Its application
provides high-quality planning. The first half of this contribution is devoted to introducing the theory into the methodology which, using
theoretical knowledge, experience and technical creativity can start companies thinking about the process of continuous improvement. The
results obtained are evidence that this system of work can bear fruit in the form of increased productivity with minimal implementation costs.
In several of the studies it is shown what results this methodology can achieve. It is a universal methodology that can be applied to different
processes. Another important area is determining the level of performance. Here REFA also recorded significant achievements in finding the
right values and thus shows all the places where it can be applied. It extended tothe Czech Republic in 2005 and since then has seen significant development. This is further proof of its quality.
Příspěvek č.: 201201
Paper number: 201201
Rukopis příspěvku předán 11. 11. 2011. Konečná úprava příspěvku a
zohlednění připomínek recenzentů doručeno 07. 02. 2012. Příspěvek
recenzovali: doc. Ing. Karel Sellner, CSc. a doc. Ing. Jaromír Štůsek,
CSc.
Manuscript of the paper recieved in 2011-11-11. Final paper including
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-07. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Karel Sellner, MSc., Ph.D and Assoc.
Prof. Jaromir Stusek, MSc., Ph.D.
2
ISSN 1211–4162
Počítačová podpora pro programování řídicího systému SINUMERIK 840D
Čuboňová Nadežda, doc. Ing. PhD., Katedra automatizácie a výrobných systémov, Strojnícka fakulta, Žilinská univerzita
v Žiline
Aplikace číslicově řízené výrobní techniky a počítače podporovaných technologií v průmyslových firmách je v současných podmínkách předpokladem pro jejich konkurenceschopnost, protože umožňují automatizovat výrobu i předvýrobní etapy, zkracovat inovační cyklus a zvyšovat kvalitu výroby. Nepřetržitý vývoj a rozmach počítačových systémů, a
také potřeba šíření informace přináší do světa elektronických vzdělávacích systémů neustále jak nové poznatky, tak
programy pro jejich tvorbu, které rozšiřují a vylepšují možnosti zpracování informací. Tento článek je zaměřen na
problematiku využívání informačních a komunikačních technologií pro oblast programování CNC strojů. Nastiňuje
možnosti tvorby a využití počítačové podpory ve vzdělávaní při přípravě řídících programů pro řídicí systém
SINUMERIK 840D.
Příspěvek je součástí řešení grantové úlohy KEGA 071ŽU-4/2011a prezentovaná problematika dílčím způsobem podporuje
i řešení projektu EU – operačního programu – Vzdělávání, s názvem „Flexibilné a atraktívne štúdium na Žilinskej univerzite
pre potreby trhu práce a vedomostnej spoločnosti“- kód ITMS 26110230005.
Literatura
[1] ČUBOŇOVÁ, N., KUMIČÁKOVÁ, D., KUBA, J., STROKA, R., KURIC, I.: Výučba študijných odborov so strojárskym zameraním pomocou implementácie nových foriem vzdelávania. In: e-learn 2008, zborník príspevkov, EDIS
ŽU Žilina, May 2008, ISBN 978-80-8070-839-9, pp. s. 43.-49.
[2] NÁPRSTKOVÁ, N. Using of Catia V5 Software for Teaching at Faculty of Production Technology and Management.
In Proceedings from 10th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, Volume 10, p.554557, ISSN 1691-3043, Jelgava, Latvia University of Agriculture, May 2011, Faculty of Engineering,
[3] STUCHLY, V. - POPROCKÝ.R.: E-learning projektového riadenia a používania Microsoft project 200X, In: eLearn
2006 : zborník z medzinárodného seminára 8.-9. februára 2006. - Žilina: Žilinská univerzita pre Ústav celoživotného
vzdelávania ŽU, 2006. - ISBN 80-8070-505-4. - S. 170-175
[4] KURIC, I., KOŠTURIAK, J., JANÁČ, A., PETERKA, J., MARCINČIN, J. (2002). CA systems in Mechanical Engineering, Žilina: EDIS-vydavateľstvo ŽU, 351 s., ISBN 80-7100-948-2.
[5] HOLEŠOVSKY, F. Technicke vzdelavani jako služba společnosti In: Strojirenska technologie, Ročník XIV, cerven
09, číslo 2, str. 39-42, ISSN 1211-4162
[6] NÁPRSTKOVÁ, N., NÁPRSTEK,V.: Inženýrská analýza a prostredky její aplikace na UTRV. In: Strojírenská technologie, Ročník X, prosinec 05, číslo 4, str. 29-32, ISSN 1211- 4162
Abstract
Article:
Computer aided support for programming of control system SINUMERIK 840D
Author:
Čuboňová Nadežda, Assoc.prof., MSc., Ph.D.
Workplace: Department of Automation and Production Systems, Faculty of Mechanical Engineering, University of Žilina,
Keywords:
control system, CNC machine, SINUMERIK 840D, web application
This article is focused on information and communication technologies implementation at education of study program Automation Production System at the Department of Automation and Production Systems, Faculty of Mechanical Engineering,
University of Žilina.
Article includes options and use of computer aided education in the area of CNC programming, especially preparation of NC
programs for the CNC machine EMCO Compact 55 with control system SINUMERIK 840D. For more effective teaching of
profile courses mainly from the area of CNC machines were developed at our department web based applications. These applications are available for students and are located at department´s website. This website catalogues and summarizes information
about the work environment and control of CNC lathe. Site is also completed by examples of programs for different types of
turning operations together with their simulations. Thus was created an educational unit that enables our students to simplify
the process of the problem and also create a space for teachers more, modern and better quality teaching.
The main aim of creation this educational software was to offer for students the most understandable information about NC
programming on training CNC machine EMCO Concept TURN 55.
3
ISSN 1211–4162
Because the problem of NC machine programming and development of website requires a certain period of time, in the future
it would be appropriate to add the website follows:
• to take account of technological parameters of production would be appropriate to add the necessary catalogs - library,
• to add at website the discussion forum, where students could comment their experience of using website, or any
errors, deficiencies and so on.
Article presents results obtained in frame solution of EU Operational Programme – Education: “A Flexible and Attractive
Study on University of Žilina for Both Employment Market and Knowledge Society Requirements”; Code ITMS
26110230005 and was made under support projects KEGA 071ŽU-4/2011
recenzovali: doc. Ing. Martin Vrabec, CSc. a prof. Ing. Karel Jandečka,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-15. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Martin Vrabec, MSc., Ph.D and Prof.
Karel Jandecka, MSc., Ph.D.
4
ISSN 1211–4162
Povlakované součásti zemědělské techniky pracující v podmínkách abrazivního opotřebení
Milan Dian, Ing., Ph.D., Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem, Fakulta výrobních technologií a managementu.
Technický stav funkčních povrchů strojních skupin a součástí je determinován ve většině případů opotřebením. Tím je
také ovlivněna provozní spolehlivost součástí a následně i celého systému. Proces opotřebení vede ke zhoršování technicko-ekonomických parametrů provozu strojů a zařízení. Za účelem snížení účinků opotřebení působícího na funkčních plochách strojních součástí se v současnosti v průmyslové sféře úspěšně používají povrchové úpravy, mezi které
lze zařadit tribologické vrstvy a povlaky. Tyto povrchové úpravy umožňují prodloužení technického života strojních
součástí a zvyšují jejich celkové užitné vlastnosti. Příspěvek se zabývá experimentálním ověřením chování povlaků na
bázi cermetů vytvořených metodou HVOF a EWS pracujících v prostředí půdy.
Klíčová slova: povlakovaná součást, abrazivní opotřebení, žárový nástřik,
Literatura
[1] SUCHÁNEK, J., ZDRÁVECKÁ, E.: Oteruvzdorné povlaky a vrstvy in Vrstvy a povlaky Trenčín, 2003
[2] HOLMBERG, K., MATTHEWS, A.: Coatings Tribology (Properties, Techniques and Aplications in Surface Engineering). Elsevier, 1994, 407s., ISBN 04-44-88870-5
[3] POŠTA, J. - HAVLÍČEK, J. - ČERNOVOL, M.: Renovace strojních součástí. /Vědecká monografie/, 2. vydání, Česká
tribologická společnost, Praha, 1998, 160 s., ISBN 80-902015-6-3
[4] PAWLOVSKI, L.: The Science and Engineering of Thermal Coatings. Nozay, 1994.
[5] HOUDKOVÁ, Š., ENŽL, R., BLÁHOVÁ, O.: Žárové nástřiky – moderní technologie povrchových úprav, Plzeň, 2005
[6] Thermal Spray Materials Guide, Flame Spray Technologies B. V., 2005-08-07
[7] Information documents and technical specifications, Praxair company, 2005
[8] HAVLÍČEK, J., JURČA, V., LACINA, J.: Jakost a spolehlivost strojů, VŠZ Praha, 1993, ISBN 80-213-0160-0
[9] BROŽEK, M.: Abrasive wear resistance of selected hardfacing materials. Manufacturing technology V- č.4., M201017,
Ústí nad Labem, 2005, s 5-9, ISSN 1213248-9.
[10] KOVAC I., ŽARNOVSKY J., DRLICKA R., RUŽBARSKY J.: An improvement of tribological properties of boron
alloyed layers. Manufacturing technology, X-M201017 , Ústí nad Labem, s 78-80, ISSN 1213-2489.
Abstract
Article:
Coated engineering components for agricultural use working in abrasive conditions
Author:
Dian Milan, Ph.D.
Workplace:
Faculty of Production Technology and Management, JEPU in Usti nad Labem.
Keywords:
coated parts, abrasive wear, thermal spraying,
The technical conditions of functional surfaces of engineering components are mostly determined by wear. Wear influences
dependability and longevity of the component and subsequently, influences the whole system performance. The wear process
leads to deterioration of technical-economic parameters of machines and machinery. In order to reduce wear effect acting on
component`s surfaces, tribological surface treatment methods, such as tribological protective layers and coatings, have successfully been used in industrial area. These surface treatments enable lifespan prolongation, together with increasing the overall
product serviceability and performance characteristics. Despite of positive evaluation and good response on coating performance and utilization from industry, the approach to application within agricultural soil processing machinery is more or less
skeptical thus far. The paper addresses the experimental verification of performance of three different cermet coatings, namely
K 647.23, 1375 VM and 95 MXC created by HVOF and EWS methods working in soil, particularly the correlation between
hard drill coulter coatings and their lifespan. The verification method was carried out by means of experimental comparison of
coated and serial manufactured drill coulters considered as the etalons. As the main criterion in order to evaluace suitability of
coated drill coulters a ratio of coating weight loss to etalon weight loss had been chosen. Furthemore, the changes of geometrical shape focused on drill coulter tip, face and sides were scrutinized. The best results in terms of resistance to abrasive wear
5
ISSN 1211–4162
were obtained with K 647.23 coating and an extention of drill couter lifespan can be expected. Finally, based on average unit
cost criterion a technical-economic evaluation was performed, showing a positive economical benefit of K 647.23 coating.
Considering optimization of coated area and implementation of repeated coatings as a renovation technique, the level of economic benefit can be even increased.
recenzovali: doc. Ing. Miroslav Müller, Ph.D. a doc. Ing. Pavel Novák,
Ph.D.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-26. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Miroslav Muller, MSc., Ph.D and Assoc. Prof. Pavel Novak, MSc., Ph.D.
6
ISSN 1211–4162
Effect of the cutting tool wear on the ploughing force values
Dugin Andrey, MSc., Popov Alexey, Prof., DrSc.
Department of Machining and Assembly Faculty of Mechanical Engineering Technical University of Liberec
[email protected], [email protected]
The ploughing forces assessment is necessary for monitoring of the cutting tool wear at cutting. It is conditioned by that
the ploughing forces are substantially increased with the cutting tool wear increase, and at processing with small uncut
chip thicknesses (for example, at micro milling) the ploughing forces can exceed the forces on the front surface. In this
connection it is reasonable to execute the cutting tool wear monitoring directly during the cutting process in the dependence on the growth of the ploughing forces. In this article the effect of cutting tool wear on the ploughing force
values at processing of different materials is investigated. To determine the ploughing forces the extrapolation method
on zero cut thickness was used. The experiments were performed at processing of aluminum alloys and structural and
stainless steels of different grades.
Keywords: ploughing force, wear, micro cutting.
Acknowledgement
This paper relates to the work on the MSM 4674788501 project, which is financed by MŠMT ČR.
References
[1] ALBRECHT, P., New developments in the theory of the metal cutting processes, Part 1. The ploughing process in metal cutting, ASME J. Eng. Ind., 1960, n.82, p.348-357, ISSN: 0022-0817.
[2] ZOREV, N., Metal cutting mechanisms, Pergamon Press, Oxford, 1966, p.135-180.
[3] STEVENSON, R., Measurement of parasitic forces in orthogonal cutting, Int. J. Mach. Tools Manuf., 1998, n.38 p.113130, ISSN: 0890-6955.
[4] MANOJ KUMAR, V., STEJSKALOVÁ, V., ŽIŽKA, J., Measuring of Tool Shank Deformation and Cutting Forces for
Tool State Monitoring, Manufacturing Technology, 2005, p. 31-35, ISSN 1213-2489.
[5]
ŽIŽKA, J., LINHART, T., Urcovani stavu opotrebeni soustružnickeho nože pomoci pomeru složek rezne sily, Strojirenska technologie, 2009, n. 1, p. 23-28, ISSN 1211-4162.
[6] TANSEL, I., ARKAN, T., BAO, W., MAHENDRAKAR, N., SHISLER, B., SMITH, D., MCCOOL, M., Tool wear estimation in micro-machining. Part I: tool usage–cutting force relationship, International Journal of Machine Tools &
Manufacture, 2000, n.40 p.599–608, ISSN: 0890-6955.
[7] CHAE, J., PARK, S., FREIHEIT, T., Investigation of micro-cutting operations, International Journal of Machine Tools
& Manufacture, 2006, n.46 p.313–332, ISSN: 0890-6955.
[8] JEMIELNIAK, K., BOMBINSKI, S., ARISTIMUNO. P., Tool condition monitoring in micromilling based on hierarchical integration of signal measures, CIRP Annals, 2008, ISSN: 0007-8506.
[9] WYEN, C., WEGENER, K., ZUST, R., Influence of cutting edge radius oncutting forces in machining titanium, CIRP
Annals, 2010, ISSN: 0007-8506.
[10] PŘIKRYL, Z., MUSILKOVA, R., Teorie obrábění, 1975, p .62 – 77.
Abstrakt
Članek:
Závislost opotřebení síly na hřbetě řezného nástroje
Autoři:
Dugin Andrey, MSc.
Popov Alexey, Prof., ScD.
Pracovište:
Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci
Klíčová slova:
síla na hřbetu, opotřebení nástroje, mikro řezání
7
ISSN 1211–4162
Síly na čele řezného nástroje jsou síly, které vznikají při tvorbě třísky. Síly na hřbetě řezného nástroje jsou síly, které vznikají
při tření hřbetu nástroje o materiál a tlaků materiálů na hřbet řezného nástroje.
Stanovení síl na hřbetu řezných nástrojů je nutné pro monitoring opotřebení řezných nástrojů při řezání. Důvodem je, že se síla
na hřbetu řezného nástroje výrazně zvyšuje spolu s rostoucím opotřebením řezného nástroje. Je potřeba zmínit, že při řezání s
malými hloubkami řezů (např. při mikro frézování), síla na hřbetě řezného nástroje může byt větší, než síla na čele řezného
nástroje. Nástroje při mikro obrábění mají malou tuhost, proto síly, které vznikají při řezání, mají vliv na přesnost. V této souvislosti je vhodné sledovat opotřebení řezného nástroje přímo v procesů řezání v závislostí na růstů síly na hřbetu řezného
nástroje.
Článek je věnován výzkumů vlivů opotřebení na velikost síly na hřbetu řezného nástroje při obrábění různých materiálů. Pro
stanovení sil na hřbetu řezného nástroje byla použita metoda extrapolace na nulovou hloubku. Síly byly měřeny při operaci
hoblování dinamometrem KISTLER 9265B-9441B. Měření bylo prováděno při obrábění hliníkové slitiny Al99,7, konstrukční
ocelí C45 a nerezové oceli X5CrNi18-10 při různých hodnotách opotřebení řezného nástroje na hřbetu.
Byly vytvořený závislostí složek výsledné řezné síly na hloubce záběru pro různý druhý obráběných materiálů a při různých
hodnotách opotřebení řezného nástroje na hřbetu. Taktéž provedená analýza získaných hodnot sil na hřbetu řezného nástroje
ukázala, že hodnota sil závisí na druhů obráběného materiálů. Síly na hřbetu při obrábění nerezové oceli byly o 2 - 3 krát vyšší
než při obrábění konstrukční oceli a o 5 - 10 krát vyšší než při obrábění slitiny hliníku. Při zvětšení šířky opotřebení z 0,05 mm
na 0,35 mm se proporcionálně zvyšuje síla na hřbetu a to při obrábění nerezu o 20% a pří obrábění konstrukční ocelí pak o
170% a při obrábění slitiny hliníků dokonce na 530%.
recenzovali: prof. dr. h.c. Ing. Karol Vasilko, DrSc. a prof. Ing. Karel
Kocman, DrSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-26. The reviewers of this paper: Prof. dr. h.c. Karol Vasilko, MSc, Sc.D. and prof.
Karel Kocman, MSc, Sc.D.
8
ISSN 1211–4162
Zpracování zinkového popela pyrometalurgickými postupy
Hlucháňová Blanka, Ing.,Trpčevská Jarmila, doc. Ing. CSc., Pirošková Jana, Ing., Laubertová Martina, Ing. PhD.
Technická univerzita v Košiciach, Hutnícka fakulta, Katedra neželezných kovov a spracovania odpadov, Letná 9/A, 042 00
Košice
V současnosti kvůli nárůstu poptávky po zinku, stejně jako z ekonomického a ekologického hlediska, se řeší otázky
související s jeho výrobou. Množství vyrobeného zinku z primárních surovin nepokrývá poptávku po dané komoditě.
Proto se z daných důvodů využívají i takové technologie, které by efektivně nahradily výrobu zinku z primárních surovin. Jde zejména o technologie na výrobu zinku z druhotných surovin s obsahem zinku. Největším spotřebitelem zinku
jsou zinkovny a právě ty představují velký zdroj sekundárního zinku. Mezi tyto cenné druhotné suroviny s obsahem
zinku vznikající v procesu zinkování patří i zinkový popel. Jde o odpad, který vzniká na povrchu zinkového lázně, v
důsledku oxidace zinkové taveniny s okolní atmosférou. V současnosti se zinkový popel nejčastěji zpracovává pyrometalurgickými postupy. Cílem provozních pyrometalurgických postupů zpracování odpadů s obsahem zinku je získání
kovového zinku případně jeho sloučenin (nejčastěji ZnO).
Klíčová slova: žárové zinkování ponorem, zinkový popel, pyrometalurgie
Literatura
[1] HAVŘÁNKOVÁ, Z. Žárové zinkovaní ponorem – Základní informace pro uživatele. Konstrukce, 3, 2005. Dostupné
na: http://www.konstrukce.cz/clanek/398-žarove-zinkovani-ponorem-základní informace-pro.uživatele.
[2] TANG, N.Y. Determination of Liquid Phase Boundaries in Zn-Fe-Mx Systems. Journal of Phase Equilibria, 21, (1),
2000, p. 70 – 77.
[3] BRIGH, M. A., DEEM N. J., Fryatt, J. The advantages of recycling metallic zinc from the processing wastes ofindustrial molten zinc applications. The Minerals, Metals and Materials Society, 136th Annual Meeting and Exhibiton,
2007, p. 101-109.
[4] VOURLIAS, G., et all. Study of the structure of hot-dip galvanizing byproducts. Journal of optoelectronics and advanced materials, 9, 2007, p. 2937 – 2942.
[5] JHA, M. K., KUMAR, V., SINGH, R. J. Review of hydrometallurgical recovery of zinc from idustrial wastes. Resources, Conservation and Recycling, 33, 2001, p. 1 – 20.
[6] REZINAL: Recycling Galvanizing Ashes: Dostupné na: http://www.rezinal.be/rezinal1/rezinal1.htm
[7] FRYATT, J. Technologie použitého odpadu - recyklace kovového zinku v rámci podniku z popela vznikajícího pri procesu zinkovaní. 12. Konference žárového zinkování, 3. – 5.10.1006, Jeseník, p. 67 – 69.
[8] THE METAULLICS ZINKOFF RECOVERY SYSTEM. Brochure of Metaullics System. Dostupné na:
http://www.pyrotek.info/documents/brochure/866_-_MZR_Brochure_-_E4.pdf
[9] FUNAHASHI T., KAIKAKE A., SUGIURA T. Recent development of Waelz kiln process for EAF dust teatment at
Sumitomo Shisaka Works. EPD Congress 1998; San Antonio, TX; USA; 16-19 Feb. 1998. pp. 487-496.
[10] The
Wealz
Furnance
Procedure.
Dostupné
na:
http://www.befesasteel.com/corp/web/en/servicios/tecnologia/horno_rotatorio/index.html
Abstract
Article:
The treatment of zinc ash by pyrometallurgical process
Author:
Hlucháňová Blanka, MSc.
Trpčevská Jarmila, Assoc. Prof., MSc., PhD.
Pirošková Jana, MSc.
Laubertová Martina, MSc., PhD.
Workplace:
Technical University in Košice, Faculty of Metallurgy, Department of Non-ferrous Materials and Waste treatment, Letná 9/A, 042 00 Košice
Keywords:
Hot-dip galvanizing proces, zinc ash, pyrometallurgy
9
ISSN 1211–4162
At the present time, issues are dealt with the zinc production due to the both increasing demand of zinc and the economic and
ecological point of view. The quantity of zinc from primary raw materials is not covered by the number of requests for the
commodity. From these reasons so technologies may be used that more effectively replace the production of zinc from primary
raw materials. There are technologies especially focused to the zinc production from secondary raw materials containing zinc.
Galvanizers as the main consumer of zinc represent a major source of secondary zinc. Zinc ash is also valuable secondary raw
material containing zinc in the hot-dip galvanizing process. It is waste generated at the surface of the zinc bath, due to the oxidation of the melt zinc with the surrounding atmosphere. Consumption of zinc for zinc ash generation represents for 12 to 15%
of total quantity of zinc used. It consists of coarse fraction consisting predominantly zinc metal and fine fraction, which constitutes a higher share of oxides. It may contain 70-96% zinc. It has variable composition, composed of metallic zinc, zinc oxide,
intermetallic compounds and other metals in the minority representation. According to quantitative X-ray diffraction analysis
of the ash contains mainly metallic zinc, simonkolleit (Zn5(OH)8Cl2.H2O), zinkit (ZnO). Generally, zinc ash is recycled by
pyrometallurgical processes. The aim of pyrometallurgical way of treatment of zinc containing waste is to obtain metal zinc or
its compounds (mostly ZnO). These processes can be divided into those that deal with zinc ashes in the furnace aggregates at
temperatures from 500 to 600°C (Metaullics Zincoff Recovery System “MZR” and process developed by REZINAL) and the
procedures that deal with this kind of waste with other waste containing zinc (Waelz process). Zinc alloy is the final product of
MZR systems and systems developed by Rezinal. This alloy can be used again in the galvanizing process. Compound of zinc
(ZnO) is the final product of Waelz process, which can be used in various industries such as: petrochemical, pharmaceutical,
pigment etc. Pyrometallurgical processing treatment of zinc ash is characterized by the following advantages: possibility of
using these process in situ, easy operations, less time consuming and low operation costs.
recenzovali: prof. Ing. Milan Brožek, CSc. a prof. Ing. Iva Nová, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-30. The reviewers of this paper: Prof. Milan Brozek, MSc., Ph.D and Prof. Iva Nova, MSc., Ph.D.
10
ISSN 1211–4162
Vliv dynamického vyvážení brousicího kotouče na drsnost povrchu obrobených součástí
Jersák Jan, doc. Ing. CSc., katedra obrábění a montáže, TU v Liberci
Pokud se těžiště soustavy brousicí kotouč, příruba a vřeteno brusky nenachází přesně v geometrickém středu nástroje,
vznikají při broušení vibrace, které nepříznivě ovlivňují jak proces obrábění a broušenou součást, tak i obráběcí stroj.
V laboratoři katedry obrábění a montáže na TU v Liberci byly na rovinné brusce BPH 320A provedeny zkoušky, při
kterých byl zkoumán vliv tzv. amplitudy výkmitu na parametry drsnosti povrchu broušené součásti. Konkrétní hodnoty nevyváženosti byly přesně registrovány přístrojem SBS Manual Balancer Control, SB-4500. V příspěvku jsou prezentovány výsledky experimentálních měření, které dokumentují míru vlivu dynamického vyvažování brousicích nástrojů na průměrnou aritmetickou úchylku posuzovaného profilu u obrobených povrchů.
Klíčová slova: obrábění, broušení, dynamické vyvažování, drsnost povrchu obrobku
Literatura
[1] MASLOV, J. N. Teorie broušení kovů. Doplnil F. Neckář., 1. vyd. Praha: SNTL, 1979. 248 s. ISBN -.
[2] ŘASA, J., GABRIEL, V. Strojírenská technologie 3 - 1. díl - Metody, stroje a nástroje pro obrábění. 1. vyd. Praha:
Scientia, spol. s r.o., 2000. 256 s. ISBN 80-7183-207-3.
[3] DEGNER, W., LUTZE, H., SMEJKAL, E. Spanende Formung, Theorie, Berechnung, Richtwerte. 15. Auflage. München-Wien: Carl Hanser Verlag, 2002. 396 s. ISBN 3-446-22138-7.
[4] KOCMAN, K. Analýza vývojových brousicích kotoučů na bázi mikrokrystalického korundu. Strojírenská technologie.
Rec. J. Mádl, F. Holešovský. roč. 15, září 2010, č. 3. s. 40 - 47. ISSN 1211-4162.
[5] NEVRLÝ, V. Hodnocení vlivu dynamického vyvažovacího systému SBS na technologické parametry obráběných součástí na brusce BPH 320A. Liberec. [Diplomová práce]. Liberec, TU v Liberci, 2011. 66 s.
[6] NOVÁK, M. Studium jakosti broušeného povrchu kalených ocelí, část I. - drsnost povrchu. Strojírenská technologie.
Rec. K. Vasilko, I. Lukovics. roč. 16, prosinec 2011, č. 6. s. 26 - 33. ISSN 1211-4162.
[7] LUKOVICS, I., BÍLEK, O. High-Speed Grinding Process Results. Manufacturing Technology. Rec. F. Holešovský, aj.
roč. 9, December 2009, č. -. s. 73 - 80. ISSN 1213248-9.
[8] LUKOVICS, I., BÍLEK, O., HOLEMÝ, S. Výroba dílů nářadí progresivními brousicími kotouči. Strojírenská technologie. Rec. F. Holešovský, J. Jersák. roč. 16, prosinec 2011, č. 6. s. 22 - 26. ISSN 1211-4162.
[9] POHOŘALÝ, M., JERSÁK, J. Výzkum vybraných parametrů jakosti broušeného povrchu v závislosti na povaze použitého chladicího média. Strojírenská technologie. Rec. F. Holešovský. Prosinec 2003, 8, č. 4. s. 4 - 8. ISSN 12114162.
[10] BARTUŠEK, T., JERSÁK, J. Metoda MQL a její vliv na technologické parametry procesu broušení. Strojírenská
technologie. Rec. prof. Mádl. 14. roč., březen 2009, č. 1. s. 12 - 18. ISSN 1211-4162.
[11] JERSÁK, J., PALA, Z., GANEV, N. Vliv způsobu chlazení na zbytková napětí v povrchové vrstvě broušených součástí. Jemná mechanika a optika. Lektor neuveden. 53. roč., 2008, č. 9. s. 232 - 236. ISSN 0447-6441.
[12] ČSN EN ISO 4287. Geometrické požadavky na výrobky (GPS) - Struktura povrchu: Profilová metoda - Termíny, definice a parametry struktury povrchu. 1999. Praha: Český normalizační institut.
[13] BENEŠ, K., KLŮNA, J., aj. Dílenské tabulky pro školu a praxi. 1. vyd. Úvaly: ABRA spol. s r.o., 2008. ISBN 807361062-0.
[14] SBS Manual Balance Control, Jablonec: SB-4500 Manual Balance Control . Návod k použití.
Abstract
Article:
The Influence of dynamic balancing of abrasive wheel on surface roughness of machined part
Author:
Assoc. Prof. Jan Jersák, MSc., Ph.D.
Workplace:
Department of Machining and Assembly, Faculty of Mechanical Engineering,
Technical University of Liberec.
Keywords:
machining, grinding, dynamic balancing, workpiece surface roughness of workpiece
11
ISSN 1211–4162
The grinding process is a fundamental finishing method of machining. As far as for grinding process are used grinding
wheels, then these tools turns at high Rpm, to obtain high cutting speed. To ensure high-quality of grinding it is necessary to
have the grinding wheel balanced. Balancing consists of arrangement of matter that the centre of gravity of rotating tool flange
and coincided with the geometrical centre of the system or at least to the axis of rotation. For unbalanced wheels at high speeds
it is created the inertial force which effects at rotation an alternating load on spindle. Due to it the vibration rises with undesirable deterioration in quality of finished surface and accuracy. These vibrations also increase burden on the spindle bearings. In
the laboratory of machining and assembly in TU of Liberec there were tests made on the plane grinding machine BPH 320A, at
which there were examined the influence of the oscillation amplitude at grinding (i.e. sizes of amplitude of the grinding spindle
in radial direction) on the parameter of surface roughness. For trial there were applied steel specimens ČSN 12050.1 (EURO C45), 14100.4 (EURO - 100Cr6) and 19733.4 (EURO - 55WCrV8). The plane surfaces were ground by wheel perimeter with
recessing method and defined cutting conditions i.e. working engagement 0,03 or 0,01 mm either without processing liquid or
with processing liquid CIMSTAR 506. The tested specimens were ground with dynamically balanced grinding wheel or with
wheel where the predefine unbalance was fixed. The unbalance value was reached by using system SBS – Manual Balance
Control, SB 4500 (Fig. 1). For the surface-roughness measurement at tested specimens was used laboratory profile meter Mitutoyo Surftest SV-2000N2. The average arithmetical deviation of review profile Ra was assessed. The results of test measurements are presented in the contribution, from which it is evident, that the condition of the grinding wheel balance has meaningful and definite influence on the surface roughness of ground parts (Fig. 3 - Fig. 6). Within assessed extent of grinding wheel
balancing (from defined unbalance 4 µm into condition of well-balanced grinding wheel) was discovered, that with dynamic
balancing the parameter of surface roughness improved at the average of 65 %.
recenzovali: prof. Dr. Ing. František Holešovský a prof. Ing. Imrich
Lukovics, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-26. The reviewers of this paper: Prof. Frantisek Holesovsky, MSc., Ph.D and Prof.
Imrich Lukovics, MSc., Ph.D.
12
ISSN 1211–4162
Mechanické vlastnosti a „two-body“ abrazívní opotřebení polymerních částicových kompozitů
Kejval Jiří, Ing., katedra materiálu a strojírenské technologie TF ČZU v Praze
Müller Miroslav, doc., Ing., Ph.D, katedra materiálu a strojírenské technologie TF ČZU v Praze
Henc Petr, Ing., katedra materiálu a strojírenské technologie TF ČZU v Praze
Základním předpokladem rozvoje lidské společnosti je materiálový výzkum a s tím spojené technologie. Pro optimální
volbu materiálů a jejich vzájemné kombinace je podstatná znalost jejich chování a vzájemná interakce. Dynamicky se
rozvíjející skupinou materiálů jsou bezesporu plasty a materiály na jejich bázi dále zdokonalované. Do této skupiny je
možno zařadit tzv. polymerní kompozity synergicky kombinující mechanické vlastnosti zpevňující fáze a vhodné vlastnosti matrice. Cílem studie je hodnocení mechanických vlastností a odolnosti vůči abrazivnímu opotřebení materiálů na
bázi polymeru a oxidu hlinitého o proměnných koncentracích. V článku jsou uvedeny laboratorní výsledky meze pevnosti v tahu, tvrdosti Shore D, rázové houževnatosti a two-body abrazívního opotřebení. Výsledky laboratorních experimentů prokázaly rostoucí, ale i klesající trend dílčích mechanických vlastností v závislosti na proměnlivosti koncentrace plniva. Pozitivním trendem je především lineární trend nárůstu odolnosti vůči opotřebení, který je u těchto systémů při praktické aplikaci žádoucí.
Klíčová slova: Al2O3, mechanické vlastnosti, polymerní částicový kompozit, two-body abrazívní opotřebení
Literatura
[1] BROŽEK, Milan; NOVÁKOVÁ, Alexandra. Evalution of sintered carbides wear resistence. In 7th International Scientific Conference Engineering for Rural Development. Jelgava, 2008. Latvia University of Agriculture: 209-213.
[2] ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE: Zařízení pro stanovení odolnosti materiálu proti opotřebení vázanými částicemi. Původce: Milan BROŽEK. Česká republika. Užitný vzor 21209. 30.8.2010.
[3] ČSN 64 0611. Stanovení rázové a vrubové houževnatosti plastických hmot metodou Dynstat. Praha: Český normalizační institut, 1968. 5 s.
[4] ČSN EN ISO 527-1. Plasty:stanovení tahových vlastností. Praha: Český normalizační
[5] institut, 1997. 15 s.
[6] ČSN EN ISO 3167. Plasty – Víceúčelová zkušební tělesa. Praha: Český normalizační institut, 1997. 12 s.
[7] ČSN EN ISO 868. Plasty a ebonit – stanovení tvrdosti vtlačováním hrotu tvrdoměru (tvrdost Shore). Praha: Český
normalizační institut, 1997. 12 s.
[8] ČSN 01 5084: Stanovení odolnosti kovových materiálů proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně. Praha: Český
normalizační institut, 1973. 4 s.
[9] DOBRÁNSKY, Jozef; KREHEĽ, Radoslav. Zmena technologických parametrov a jej vplyv na hmotnostné charakteristiky výrobku pri vstrekovaní plastov. Strojírenská technologie, 2010. Vol. 14 , s. 37-40. ISSN 1211-4162.
[10] KREHEĽ, Radoslav; DOBRÁNSKY, Jozef. Aplikácia dátového analyzujúceho procesu v systéme identifikácie topografie povrchu obrobku. Strojírenská technologie, 2010, Vol. 14, s. 116-119. ISSN 1211-4162.
[11] MÜLLER, Miroslav; ŠTEFAN, Pavel. Výzkum elektrické vodivosti u polymerních částicových kompozitů. Strojírenská technologie, 2011, roč. 16, č. 5, s. 12-18. ISSN 1211-4162
[12] MÜLLER, Miroslav. Polymeric composites based on Al2O3 reinforcing particles. In 10th International Scientific Conference Engineering for Rural Development. Latvia, Jelgava 2011. pp. 423-427.
[13] MÜLLER, Miroslav; VALÁŠEK, Petr. Polymerní kompozity na bázi zpevňujících částic odpadů z procesu mechanické
povrchové úpravy. Strojírenská technologie, 2010, roč. 14, č. zvláštní číslo, s. 183 – 186. ISSN 1211-4162
[14] MYSHKIN, N. K.; PETROKOVETS, M. I.; KOVALEV, A.V. Tribology of polymers: Adhesion, friction, wear, and
mass-transfer. Tribology International. 38, 2005, pp. 910-921.
[15] NOVÁK, Pavel; ŠERÁK, Jan; VOJTĚCH, Dalibor, aj. Výroba, vlastnosti a použití aluminidů. Strojírenská technologie, 2011, roč. 16, č. 4, s. 71 – 76. ISSN 1211-4162
[16] SHAO – YUN FU et al. Effects of particle size, particle/matrix interface adhesion and particle loading on mechanical
properties of particulate–polymer composites. Composites Science and Technology, 39 (2008), s. 933 – 961.
[17] SURESHA, B.; RAVI KUMAR, B. N. Two-body Abrasive Wear Behavior of Particulate Filled Polyamide66/Polypropylene Nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science. Vol. 119. 2292-2301.
13
ISSN 1211–4162
[18] VALÁŠEK, Petr.; MÜLLER, Miroslav. Vliv plniva na bázi odpadního abraziva z otryskávání na pevnostní charakteristiky polymerních částicových kompozitů, Strojírenská technologie, 2011, roč. 16, č. 1, s. 36 – 39. ISSN 1211-4162
[19] VOJTĚCH, Dalibor. Materiály a jejich mezní stavy. Praha: VŠCHT, 2010, 212 s. ISBN 978-80-7080-741-5
Poděkování:
Tento příspěvek vznikl v rámci řešení grantu IGA TF ČZU „Výzkum a vývoj nekovových a kovových materiálů z hlediska
jejich odolnosti vůči opotřebení“ číslo 31140/1312/3116.
Abstract
Article: Mechanical qualities and „two-body“ abrasive wear of polymeric particle composites
Author:
Jiří Kejval, MSc.
Assoc. Prof. Miroslav Müller, MSc., Ph.D.
Petr Henc, MSc.
Workplace: Department of Material Science and Manufacturing Technology, Faculty of Engineering, CULS Prague
Keywords: Al2O3, mechanical qualities, polymeric particle composite, two-body abrasive wear
Basic presumption of the human society development is a material research and connected technologies. A knowledge of the
material behaviour and mutual interaction is essentials for an optimum choice of materials and their mutual combinations.
Plastics and materials on their basis further improved are a dynamic developing group of materials. This group contains also
polymeric composites synergically combining mechanical qualities of a reinforcing phasis and suitable properties of matrix.
The aim of the study is the evaluation of mechanical qualities and an abrasive wear resistance of materials based on a polymer
and Al2O3 of variable concentrations. The paper states laboratory results of the tensile strength, the Shore D hardness, the impact strength and the two-body abrasive wear. The laboratory experiment results proved increasing but also decreasing trend of
single mechanical qualities depending on a variability of the filler concentration.
Fig. 1 shows the influence of the concentration of the filler Al2O3 of F1200 grit size on the impact strength. The decreasing
trend can be seen. The macroscopic view on a failure area of the composite with 20 % concentration after carrying out the
impact strength test is visible in fig. 2.
Fig. 3 presents the influence of the concentration of the filler Al2O3 of F1200 grit size on the tensile strength. Also the decreasing trend can be seen. Fig. 4 shows the increasing trend of the Shore D hardness. The essential point of view is 50 % concentration at which the relative balance of the hardness values occurred. Tested composite systems showed the linear fall of the
mass losses that is abrasive wear resistance accrual with increasing concentration of the filler (fig. 5).
recenzovali: doc. Ing. Antonín Kuta, CSc. a doc. Ing. Karel Stoklasa, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-06. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Antonin Kuta, MSc., Ph.D. and Assoc.
Prof. Karel Stoklasa, MSc., Ph.D.
14
ISSN 1211–4162
Integrita povrchu dynamicky namáhaných komponent dekantační odstředivky
Kolařík Kamil, Ing. Ph.D., Katedra inženýrství pevných látek, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze. E-mail:
[email protected]
Beránek Libor, Ing. Ph.D., Ústav technologie obrábění, projektování a metrologie, Fakulta strojní, ČVUT v Praze. E-mail:
[email protected]
V současné době probíhá ve společnosti První brněnská strojírna Velká Bíteš, a. s., která je významným českým producentem dekantačních odstředivek, ve spolupráci s Českým vysokým učením technickým v Praze vývoj nového typu
dekantační odstředivky. Cílem je nejen zvýšení účinnosti odvodňování kalů a celkové snížení energetické náročnosti na
provoz odstředivky, ale také zlepšení ekonomické efektivnosti výroby optimalizací technicko-organizačních podmínek.
Problematika vývoje je řešena komplexně i z pohledu výzkumu technologických podmínek pro obrábění korozivzdorných ocelí s ohledem na integritu povrchu, zejména průběh zbytkových napětí v povrchových vrstvách po obrobení,
neboť je prokázáno, že průběh zbytkových napětí významně ovlivňuje životnost součástí při dynamickém namáhání. V
rámci tohoto výzkumu byla provedena rentgenografická difrakční analýza zbytkových napětí a fázového složení na
površích zvolených zkušebních vzorků v závislosti na technologických podmínkách obrábění doplněná o studium dalších charakteristik integrity povrchu jako jsou analýza profilu drsnosti a parametry Barkhausenova šumu.
Klíčová slova: dekantační odstředivka, integrita povrchu, zbytková napětí
Poděkování
Tento výzkum byl podpořen projektem MPO FR—TI3/711 Výzkum a vývoj konstrukce a technologie výroby systému na
čištění komunálních a průmyslových kalů na odstředivém principu.
Literatura
[1] JANG, D. Y.; WATKINS, T. R.; KOZACZEK, K. J.; HUBBARD, C. R. and CAVIN, O. B. Surface residual stresses
in machined austenitic stainless steel, Wear 194 (1996) 168-173.
[2] SAOUBI, R. M.; OUETRO, J. C.; CHANGEUX, B. J.; LEBRUN, L. A.; MORAO, D. Residual stress analysis in
orthodonal machining of standard and resulfurized AISI 316L steel, J. Mat. Proc. Techn. 96 (1999) 225-233.
[3] BORDINASSI, É. C.; ALMEIDA FILHO, C. O. C.; DELIJAICOV, S.; BATALHA, G. F.; STIPKOVIC FILHO, M.
Study of the surface integrity in a super duplex stainless steel after turning. In: 4 Congresso Brasileiro de Engenharia
de Fabricação, 2007, Estância de São Pedro. Anais do 4 Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, 2007. p. 110.
[4] ABUKU, S.; CULLITY, R.D. A Magnetic Method for the Determination of Residual Stress, Exp. Mech. 11, 1971
[5] WITHERS, P. J. and BHANDHESIA, H. K., Residual stress – part 1, Materials Science and Technology, 14(4), pp.
355-365 (2001). ISSN 0267-0836.
[6] http://www.stresstechgroup.com/.
[7] KRAUS, I.; GANEV, N. Technické aplikace difrakční analýzy, Vydavatelství ČVUT, Praha 2004.
[8] ICDD, Power Difraction File Sets 1 – 45, Neston Square Corporated Campus, Pensnnylvania, 1995.
[9] HILL, R. J. and HOWARD, C. J.: A computer program for Rietveld analysis of fixed wavelength X – ray and neutron
diffraction patterns, Australian.
[10] NECKÁŘ, F.; KVASNIČKA, I. Vybrané statě z úběru materiálu, Vydavatelství ČVUT, Praha 1991.
[11] NESLUŠAN, M. aj. Kvalita obrobeného povrchu. Experimentálne metody v triskovom obrabaní. 1.vyd. Žilina : EDIS,
2007. 343 s. ISBN 978-80-80-70-711-8. Kapitola 3.2, s. 68-98.
[12] JERSÁK, J.; GANEV, N. et al. Integrita povrchu po frézování kalené ložiskové oceli, Strojírenská technologie, 2009.
Str. 13-20, ISSN 1211-4162.
[13] BUNBÁLEK, L. Zbytková napětí určovaná pomcí Barkhausenova šumu, Strojírenská technologie, 2004. Str. 11-15,
ISSN 1211-4162.
15
ISSN 1211–4162
Abstract
Article:
The surface integrity of dynamically loaded components of decanter centrifuge
Authors:
Kolarik Kamil, MSc., Ph.D.
Beranek Libor, MSc., Ph.D.
Workplace:
Faculty of Mechanical Engineering, Czech Technical University in Prague
Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague
Keywords:
decanter centrifuge, surface integrity, residual stress
První brněnská strojírna Velká Bíteš, a. s. as an important Czech producer of decanting centrifuges is developing a new type of
decanter centrifuge, in cooperation with the Czech Technical University in Prague. The aim is not only to increase the effectiveness of dewatering and overall reduction of energy consumption for the operation of the centrifuge, but also to improve
economic efficiency by optimizing the production of technical and organizational conditions. The issue of development is dealt
comprehensively also from the perspective of research and technological conditions for machining stainless steels with regard
to the integrity of the surface, in particular course of residual stress in the surface layers after machining, as it is proven that the
process of machining significantly affects the residual stress component life under dynamic loads. In the case of rotor of
decanter centrifuge maximum stress from the external forces is on its surface (due to centrifugal forces – revolutions about
4000 per minute). Also the possibility of deformation of the grains and the probability of vacancy disorders is highest there.
Analysis of stress disorders on similar components showed that the limit state depends closely on the local properties of the
material in a most stressed place (surface layer) and not at the average properties of the whole section, as described for
example by a classical tensile test. Residual stresses are superimposed with embedded tensions and contribute according to its
character to prolong life or on the contrary, significantly reduced it both in terms of dynamic stress and also in terms of wear
resistance and corrosion resistance. The design of the rotor newly introduce duplex steel in order to achieve better wear
resistance and durability, but these materials are prone to mechanical reinforcement during machining and thus changes the
mechanical properties of formed surface layers. In the year 2011 the research was carried out by X-ray diffraction analysis of
residual stress and phase composition on the surfaces of selected specimens, depending on the technological cutting conditions
coupled with further study of surface integrity characteristics such as analysis of roughness profile parameters and parameters
of Barkhausen noise.
recenzovali: prof. Ing. Karel Kocman, DrSc. a doc. Ing. Jan Jersák, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-10. The reviewers of this paper: Prof. Karel Kocman, MSc., Sc.D. and Assoc. Prof.
Jan Jersak, MSc., Ph.D.
16
ISSN 1211–4162
Skladování kulatiny ovlivňuje výtěžnost a teda i zisk
Krajčovičová Mária Ing., PhD., Katedra drevárskych strojov a zariadení, Fakulta environmentálnej a výrobnej techniky, Technická univerzita vo Zvolene
Článek se zabývá problematikou nastavení procesu výroby při prvotním zpracování kulatiny. Poukazuje hlavně na to,
jak je důležité správně uskladnit kulatinu a jaký to má vliv na výtěžnost a samozřejmě i celkový ekonomický výsledek,
přestože jsou tam i jiné faktory, které tento výsledek ovlivňují. Výsledky, které jsou v něm prezentované, je možné
aplikovat při nastavení požadovaných vstupních podmínek na každý výrobní proces. V příspěvku je stručně zhodnocena jedna z možností aplikace.
Klíčová slova: výrobní proces, manipulace s materiálem, optimalizace, matematické metody
Tento článek vznikl na bázi řešení interního projektu IPA 23/2011 na TU ve Zvolenu.
Literatura
[1] KRUTEL, F., DETVAJ, J. Technológia piliarskej výroby. Zvolen : Technická univerzita vo Zvolene v edičnom stredisku, 1990. ISBN 80-228-0061-9
[2] MIKOLÁŠIK, Ľ. Drevárske stroje a zariadenia. Bratislava : ALFA - vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry Bratislava, 1981.
[3] MINÁRIK, M. Podklady pre konštrukčné riešenie sekačky. Zborník z VI. Medzinárodnej konferencie mladých, 2004,
9s. ISBN 80-8069-422-2.
[4]
NÁPRSTKOVÁ, N., NEDVĚD, F. The rationalization of Production for folding Brakes in concrete Manufacture. Toyotarity. Realization of production/service processes, 2009, s. 123-132. ISBN 978-966-1507-08-0.
[5] NAVRÁTIL, A. Technológia spracovania dreva I. ALFA - Bratislava, 1985
[6] PAVLENKA, M. Záväzný technologický predpis. Drevovýroba Rojík s.r.o. Liptovská Teplá, 1996.
[7] POKORNÝ, P. Systémy zvyšování efektivnosti malých podniku. Strojírenská technologie IV. 1999/1. ISSN 12114162. s. 18-26
[8] ŠÁRIKOVÁ, A., DETVAJ, J., DUDASOVÁ, V. Kvantitatívno – kvalitatívna výťaž piliarskych výrobkov z ihličnatej
suroviny. Zvolen: Vydavateľstvo TU Zvolen, 1995. ISBN 80-228-0436-3.
[9] ŠTUSEK, J. Rízení práce ve strojírenském podniku. Strojírenská technologie X. 2005/3. ISSN 1211-4162, s. 16-21.
Abstract
Article: Optimal material storage for getting the best yield
Author:
Krajčovičová Mária, MSc. PhD
Workplace: Faculty of environmental and manufacturing technology
Department of wood machines and equipment
Keywords: optimization, manipulation with material, production, mathematical methods
The final evaluation of the proposal in terms of modernization of sawmills to improve the quality, yield and capacity; it was a
very good result. Very interesting would be to track the results as reflected in several operations which were indeed applied.
The ideal situation is never achieved, but closer to it can be. Matter of fact, success also depends on the amount and type of
orders. Therefore, it is always necessary saw plan adapted to these requirements, which may reduce the calculated values,
thereby reducing yields and final results will be weaker. Is now very important input into the process of cutting directly on the
stock, has a rational storage affects the entire production process. Addressing the practical part was based on existing data that
company. Based on the current state, which is first evaluated in the following steps is designed to resolve them. In addition to
significant planned changes in the production process is also recommended upgrading the grading of logs in stock as well as
introducing some new equipment for production, for example, debarked.
Success depends on the quantity and type of orders. It is always necessary saw plan to adapt these requirements, you can affect
the calculated values, which reduces yields and final results will be worse. As the results of the removals to increase
17
ISSN 1211–4162
production capacity has a great influence to what is a timber that not only quality but also size. Very important is the particular
intervention in the process of cutting straight to the store where no rational storage affects the entire production process. The
results obtained showed calculations, and yield loss is greatly influenced by just setting the whole process. It is recognized that
technology and technique as well as the organizing process, material flow affect the final quality is not only economically but
also result.
recenzovali: doc. Ing. Václav Cibulka, CSc. a doc. Dr. Ing. František
Manlig
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-03. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Vaclav Cibulka, MSc., Ph.D. and Assoc. Prof. Dr. Frantisek Manlig, MSc.
18
ISSN 1211–4162
Technologické aspekty při výrobě miniaturizovaný součástí
Kurňava Tomáš, Ing., Stančeková Dana, doc. Ing. PhD., Czán, Andrej, doc. Ing. PhD.
Fakulta Strojnícka, Katedra obrábania a výrobnej techniky, Žilinská Univerzita, Slovenská republika
E-mail: [email protected]; [email protected]
Práce se zaměřuje aspekty při obrábění malých součástí z težkoobrobitelných materiálu pro medicínu, automobilového
průmyslu apod. Úvodní část obsahuje přehled současného stavu řešící problematiku výroby miniaturních součástí na
CNC strojích. V experimentální části jsou zpracovány výsledky měření opotřebení vrtáků u obrábění zkoumané součástky. Práce může sloužit jako podpora řešení problému. Tato práce souvisí s projektem Žilinské univerzity s číslem
OPVaV-2009/2.2/04-SORO (26220220101). Jeho název je,, Inteligentní systém pro nedestruktivní technologie pro hodnocení funkčních vlastností součástí X-ray difraktometriou ". Hlavní cíl projektu je transformovat nové nedestruktivní
technologie pro přenos poznatků do průmyslové praxe v oblasti hodnocení funkčních vlastností v povrchových a podpovrchových vrstvách nedestruktivními technologiemi.
Klíčová slova: miniaturní obrábění, CNC soustruh, soustružení, opotřebení
Literatura
[1] MIČIETOVÁ, A. – ČILLIKOVÁ, M. 2009. Technológia – obrábanie. 1. vydanie. Žilina: EDIS, 2009. 486 s. ISBN
978-80-554-0010-5
[2] VASILKO, K. a kol. 2006. Top trendy v obrábaní III. časť – Technológia obrábania. Žilina: MEDIA/ST, 2006. 214
strán. ISBN: 80-968954-2-7
[3] http://www.industry-central.eu/sk/clanky/strojarstvo/85-trendy-v-obrabani-malych-suiastok[cit. 10.02.2011]
[4] CEP, R., KOURIL, K., MRKVICA, I., JANASEK, I., PROCHAZKA, J.: Zkoušky nastroju Kyocera v podminkach
prerušovaneho rezu. Strojirenska technologie XV, 2010/3, s - 51-58, ISSN 1211-4162.
[5] LUKOVICS, I., BILEK, O., HOLEMY, S.: Aplikace sintrovaneho korundu ve vyrobe naradi. Strojirenska technologie
XV – 2010/3, s – 27-34, ISSN 1211-4162.
Abstract
Article:
Technological aspects in the production of miniaturized parts
Author:
Kurňava Tomáš, MSc.
Stančeková Dana, Assoc. Prof., MSc., PhD.
Czán Andrej, Assoc Prof., MSc., PhD.
Workplace:
Fakulta Strojnícka, Katedra obrábania a výrobnej techniky, Žilinská Univerzita, Slovenská republika
Keywords:
Swiss machining, CNC lathe, drilling, wear
The article deals with aspects in machining small parts from hardly machine materials for medical, automotive etc. The theoretical part contains an overview of the current situation of the solved problem. In the experimental clause are processed results
of drill wear and in machining examined part. This article can be used as support for the solution of problems in the production
of miniaturized parts.
This work is related to the project with the University of Zilina OPVaV-2009/2.2/04-SORO number (26220220101). His name
is “intelligent system for nondes-tructive technologies on evaluation for the functional properties of components of X-ray
diffraction ". The main aim of the project is to transform the new non-destructive technology, to transfer knowledge into industrial practice in the area of evaluation of functional properties in surface and subsurface layers by non-destructive techniques.
recenzovali: doc. Ing. Václav Cibulka, CSc. a doc. Dr. Ing. František
Manlig
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-03. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Vaclav Cibulka, MSc., Ph.D. and Assoc. Prof. Dr. Frantisek Manlig, MSc.
19
ISSN 1211–4162
Vliv technologie obrábění na únosnost vrubové součásti
Lattner Michal, Ing., Holešovský František, prof. Dr. Ing.
Katedra technologií a materiálového inženýrství, FVTM UJEP v Ústí nad Labem. Pasteurova 3334/7, 400 01 Ústí n. Labem. Email: [email protected], [email protected]
Předmětem důležitého zkoumání současné doby jsou konstrukční vruby na součástech, které se denně zatěžují. Jelikož
jsou konstrukční vruby významným koncentrátorem napětí, je nutné považovat tuto problematiku za velmi důležitou.
Značnou roli na tom, jak se bude chovat součást při dynamické zatěžování, mají řezné podmínky a technologie obrábění. Současné podmínky ovlivňují velikost zbytkových napětí, změny struktury, tvrdost povrchu a tvoření trhlin. U
mnoha součástí nalézáme nejrůznější typy konstrukčních vrubů. Jakékoliv porušení tvaru součásti, vytvoření průřezu,
otvoru nebo drážky vyvolává v materiálu nerovnoměrné rozložení napětí. Každá technologie obrábění zanechává na
povrchu součásti vlastní trhlinky, stopy po nástroji, což představuje charakter vrubu, místo kde dochází ke koncentraci
napětí. Je třeba podotknout, že nesprávně použitá technologie obrábění, může zásadně rozhodnou budoucí životnosti
součásti. Často i životnosti celého systému, kde se součást nachází.
Klíčová slova: vruby, dynamické namáhání, broušení, životnost
Poděkování
Tento projekt vzniká za přispění GAČR 101/09/0504.
Literatura
[1] BUMBÁLEK, Leoš: Importance of Surface Structure for the Function of Machined Surface. Manufacturing Technology, vol. 1 (2001), p. 10 – 15.
[2] HASHIMOTO, F; GUO, Y. B.; WARREN, A. W.: Surface Integrity Difference between Hard Turned and Ground
Surfaces and Its Impact on Fatigue Life. Annals of the CIRP, vol. 55/1/2006
[3] HOLEŠOVSKÝ, František; NOVÁK, Martin: New knowledge in Properties of Ground Surfaces. Manufacturing Engineering, No. 2/2010, vol. IX., FVT Prešov, Slovensko, pp.17-21, ISSN 1335-7972
[4] HOLEŠOVSKÝ, František: Formation and meaning of residual stress of ground surfaces. International Journal Of
Computational Materials Science and Surface Engineering, No. 1, vol. 3 (2010) p.52-63, ISSN 1753-3465
[5] HOLEŠOVSKÝ, František; HRALA, Michal; ZELENKOVÁ, Jana: Ground Surface – Formation and Changes at Dyna-mical Loading. Manufacturing Engineering, 2/2006, p. 13-17, ISSN 1335-7972
[6] HOLEŠOVSKÝ, František; HRALA, Michal; ZELENKOVÁ, Jana: Properties of Ground Surfaces and Significance of
Grinding Process. Proceedings 4th International Congress ICPM (2007), Kielce, Poland, p.23-27, ISBN 978-8388906-91-6
[7] HOLEŠOVSKÝ, František; HRALA, Michal; ZELENKOVÁ, Jana: Changes of Ground Surface Properties at Dynamical Loading. Technological Engineering, 2/2007, ISSN 1336-5967
[8] MALKIN, Stephen: Grinding Technology – Theory and applications of machining with abrasives, SME, Deaborn, Michigan (1989)
[9] MARINESCU, D. Ioan; HITCHINER, Mike. etc.: Handbook of Machining with Grinding Wheels. CRC Press,
Taylor&Francis Group, New York
[10] MORGAN, N. Michael; JENKINSON, I. D.: Advances in Manufacturing Technology – XX. Proceeding Of John Mores University, Liverpool (2006)
[11] RŮŽIČKA, M: Search for Multiaxial Fatigue Solution. In: Fatigue 2006 - Delegate Manual. Oxford:
(2006) p. 152-153
Elsevier
[12] MARINESCU D. Ioan; ROWE, W. Brian; DIMITROV Boris., INASAKI Ichiro., Tribology of abrasive machining
processes. William Andrew, Inc.. United States. 2004. ISBN: 0-8155-1490-5
Abstract
Article :
Influence of technology on the cutting load capacity of notched components
20
ISSN 1211–4162
Author:
Michal Lattner, MSc., Frantisek Holesovsky, Prof., Ph.D., MSc.
Workplace:
Faculty of Technology and Production Management, JEPU in Ústí nad Labem, Czech Republic
Keywords:
notches, dynamical load, grinding, durability
This paper is focus on a problem of construction notches and possibility of finishing method influence durability of components. Foundation of cutting condition and technology for machinings surface and creating notch is important for future durability of components. In many parts we find various types of structural notches. Any violation of the shape of components,
creating a cross-section, hole or groove in the material causes uneven stress distribution. Each machining leaves on the surface
of components small cracks, tool marks, which represents the character of the notch, the place where stress concentration
occurs Correct using technology certainly brings not only increase safety, increase durability of components, but also provides
material savings.
The results provided by the experiment showed that during the cyclic load of 630 – 550 MPa the test rods with ground notch
and surface sustained an order more cycles than the test rods with turned notches. The supposition of influencing the life cycle
by the way of final finishing a notch was thus confirmed.
For further investigation of specimens under dynamic loading, I would rather focus on the production of notch using abrasives,
which positively affect the durability of the components. In different roughness values between turning and ground notch, the
effect of roughness on the durability of components not shown. In all probability, we can assume that the influence of component durability will be depend on other factors such as the choice of a suitable type of abrasive grains, residual stress and the
cutting conditions.
However is necessary to investigate this area more and deeply. Testing of samples at a lower stress is precisely during the
examination. However, we can confirm that the number of cycles at the moment is 1000 times higher than at higher stress.
recenzovali: prof. dr. h.c. Ing. Karol Vasilko, DrSc. a doc. Ing. Martin
Vrabec, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-11. The reviewers of this paper: Prof. Dr. h.c. Karol Vasilko, MSc., Sc.D. and Assoc. Prof. Martin Vrabec, MSc., Ph.D.
21
ISSN 1211–4162
The influence of process fluids from PARAMO a.s. on the surface roughness in turning
Licek Roman, Ing., Popov Alexey, prof. Dr. Ing., Department of Machining and Assembly, Faculty of Mechanical Engineering, Technical University of Liberec
Industry in the CR is still increasing demands to improve the surface quality of machine parts. Process fluids are in fact
able to significantly improve the surface quality of machine parts. Nowadays we have a lot of available process fluids on
the market from Paramo a.s., which is one of the largest suppliers of process fluids in the country. This article deals
with the assessment process fluids from the company PARAMO as in terms of roughness of the machined surface during feed turning. Users of process fluids can successfully use these results in practice.
Keywords: process fluid, roughness, turning, built-up-edge, feed
Acknowledgement
This paper relates to the work on the SGS project which is financed by MŠMT ČR.
References
[1] BARTUŠEK, T. Účinek procesní kapaliny na technologii broušení a kvalitu obrobených součástí. [Diplomová práce]. Liberec: TU v Liberci, 2008. 67 s.
[2] LIEMERT, G., DRÁBEK , F., ONDRA, O., VAVŘÍK I., Obrábění, Praha 1974, 352 s., ISBN 04-231-74.
[3] KREMANOVÁ, B., MÁDL, J., RÁZEK, V., KOUTNÝ, V. Vývoj nových technologických kapalin na bázi prírodních surovin. Strojírenská technologie. Rec. I. Kvasnička. roč. 12, červen 2007, č. 2. s. 18 - 23. ISSN 1211-4162.
[4] MEČIAROVÁ, J., JERSÁK, J. Humánní aspekty používání procesních kapalin. Strojírenská technologie. Rec. J. Mádl. roč. XI, prosinec 2006, č. 4. s. 4 - 8. ISSN 1211-4162.
[5] NECKÁŘ, F., KVASNIČKA, I. Vybrané statě z úběru materiálu. Rec. J. Gazda. 1. vyd. Praha: ES ČVUT, 1991. 88 s.
ISBN 80-01-00696-4.
[6] RÁZEK, V., MÁDL, J., KOUTNÝ, V. Metody zkoušení vlastností řezných kapalin. Strojírenská technologie. Rec. I.
Kvasnička. roč. 8, září 2003, č. 3. s. 21 - 24. ISSN 1211-4162.
[7] REJZEK, M. Účinek procesní kapaliny na technologii soustružení a kvalitu obrobených součástí. [Bakalářská práce].
Liberec: TU v Liberci, 2009. 55 s.
[8] SANDVIK Coromant, Sandviken: Příručka obrábění - kniha pro praktiky. Překlad M. Kudela. -. vyd. 1997. 800 s.
ISBN 91-972299-4-6.
[9] JERSÁK, J., REJZEK, M., Účinek procesní kapaliny na proces soustružení a vybrané parametry integrity povrchu.
Strojírenská technologie. Rec. K. Vasilko. roč. 12, duben 2011, č. 2. s.17 - 23. ISSN 1211-4162.
[10] ČUBAN J, KOVALČÍK J., Comparison of coated carbide cutting tool inserts used in machining of cylinder liners
made of grey cast iron. Manufacturing Technology, Volume IX, December 2009, s.23-31, ISSN 1213248-9.
[11] KOVALČÍK J., Comparison of cutting tool insert´s made of oxide cutting ceramic machining of grey cast iron.. Manufacturing Technology, Volume IX, December 2009, s.57-67, ISSN 1213248-9.
[12] Paramo, a.s., Katalog výrobků Paramo. [online]. 2010. [cit. 1. listopad 2011]. Dostupné na: http://www.paramo.cz/.
Abstrakt
Článek:
Výběr procesních kapalin od společnosti Paramo a.s. na drsnost povrchu při
soustružení
Autoři:
Licek Roman, MSc.
Popov Alexey, prof. Dr., MSc.
Pracoviště:
Fakulta strojní, katedra obrábění a montáže, TU v Liberci
Klíčová slova: procesní kapaliny, drsnost, soustružení, nárůstek, posuv
22
ISSN 1211–4162
Procesní kapaliny jsou schopny ve skutečnosti významným způsobem zlepšit kvalitu povrchu strojních součástí. V současné
době je na trhu k dispozici několik procesních kapalin od firmy PARAMO a.s., která je jedním z největších dodavatelů
procesních kapalin v ČR. Tento příspěvek se zabývá posouzením procesních kapalin od firmy PARAMO a.s. z hlediska
drsnosti obráběného povrchu při podélném soustružení.
Experimentální měření bylo realizováno v laboratořích katedry obrábění a montáže na TU v Liberci. Soustružení probíhalo na
vzorku z konstrukční oceli 16MnCr5 viz. obr. 1. Ke zkouškám byl použit univerzální soustruh S1-250 /1000 se
soustružnickým nožem CTAPR 2020 K16 KT 834 osazený vyměnitelnou břitovou destičkou TPUN 16 0304 S30 ze slinutého
karbidu. Pro experimenty byly použity různé druhy procesních kapalin od společnosti Paramo a.s. Pardubice. Koncentrace
kapaliny byla kontrolovaná speciálním přístrojem – refraktometrem Brix 0-18% ATC, s přesností ± 0,15%, hodnota
koncentrace pro měření byla udržována na 4 % hranici. Procesní média byla posuzována z hlediska pohledu vlivu na jakost
obrobeného povrchu, kde byla hodnocena drsnost povrchu.
Drsnost povrchu patří mezi veličiny charakterizující kvalitu obrobeného povrchu. Ze všech experimentů je možné konstatovat,
že z hlediska drsnosti povrchu v závislosti na posuvu existuje velký rozdíl obrábění s procesní kapalinou a bez procesní
kapaliny. Při obrábění s procesní kapalinou, lze doporučit procesní kapalinu Paramo SK 220, která vychází z hlediska
aritmetické úchylky posuzovaného profilu Ra nejlépe při všech použitých posuvech (viz. obr. 3, 4, 5). Dále při těchto
zkouškách bylo zjištěno, že nejlepší aritmetické úchylky posuzovaného profilu Ra se dosáhne při posuvu 0,05 mm viz. obr. 6.
Uživatelé procesních kapalin mohou tyto výsledky úspěšně používat v praxi. Tento článek souvisí s řešením projektu SGS,
který je podporován MŠMT ČR.
recenzovali: prof. dr. h.c. Ing. Karol Vasilko, DrSc. a prof. Ing. Kan
Mádl, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-13. The reviewers of this paper: Prof. Dr. h.c. Karol Vasilko, MSc., Sc.D. and Prof.
Jan Madl, MSc., Ph.D.
23
ISSN 1211–4162
Metodika sledování délkové roztažnosti a stanovení součinitele teplotní roztažnosti vybraných slévárenských slitin
Machuta Jiří, Ing. Ph.D. Fakulta strojní, Katedra strojírenské technologie, TU v Liberci
Nová Iva, prof. Ing. CSc., Fakulta strojní, Katedra strojírenské technologie, TU v Liberci
Kovy a slitiny kovů vykazují nejrůznější vlastnosti, které jsou dány především jejich chemickým složením a strukturou.
Při posuzování použitelnosti kovů a jejich slitin v technické praxi dělíme tyto vlastnosti na fyzikální, chemické, mechanické a technologické. Jednou z vlastností, která má velký význam pro technickou aplikaci kovů a jejich slitin je právě
teplotní roztažnost. Tato fyzikální vlastnost je důležitá u materiálů, které jsou při své funkci tepelně zatěžovány.
K těmto materiálům se řadí některé slitiny hliníku, litiny, oceli atd. Jak je technické veřejnosti známo, ke sledování
teplotní roztažnosti látek slouží přístroje zvané dilatometry, které mohou být různých konstrukcí např. podle tvaru
zkušebního vzorku. Sledováním tepelně fyzikálních vlastností, včetně teplotní vodivosti vybraných technických materiálů a stanovení součinitele teplotní roztažnosti (smrštivosti) se v poslední době zabýváme na našem pracovišti – Katedře
strojírenské technologie, FS – TU v Liberci.
Klíčová slova: Délková teplotní roztažnost, součinitel teplotní roztažnosti, fyzikální vlastnosti
Poděkování
Příspěvek vznikl s podporou projektu TUL SGS 2822.
Literatura
[1] KUCHAŘ, L., DRÁPALA, J.: Tabulky vybraných vlastností kovů. VŠB Ostrava 1979.
[2] PÍŠEK, F. a kol.: Nauka o materiálu I (Nauka o kovech 3. svazek – Neželezné kovy), druhé, rozšířené, zcela přepracované vydání. Praha, 1968.
[3] KALOUSEK, J., KALOUSKOVÁ, G., HOLUBEC, Z.: Fyzikální chemie metalurgických procesů. [Skripta]. FS, VŠST
Liberec 1990.
[4] PETRŽELA, L.: Slévárenské formovací látky. 1. vyd. Praha 1955.
[5] RUSÍN, K.: Formovací hmoty. [Skripta]. Praha 1972.
[6] NOVÁ I.: Tepelné procesy ve slévárenských formách, TU v Liberci 2002.
[7] MEDVĚDĚV, J. I.: Gazy v litějnoj forme. 1. vyd. Moskva 1965.
[8] ČERNOCH, S.: Strojně technická příručka. Třetí, upravené vydání, Praha 1977.
[9] MACHUTA, J.: Sledování vlastností formovacích a jádrových směsí během jejich tepelného namáhání [Disertační práce], FS- TU v Liberci, Liberec 2010.
[10] JERSÁK, J., MLYNÁŘ, J.: Metodika zkoušek obrobitelnosti hliníkových slitin. Strojírenská technologie, XIII., červen
2008, str. 13-18, ISSN 1211-4162.
[11] MICHNA, Š., VOJTĚCH, D., MAJRICH, P.: Problematika kvality AI taveniny pri lití automobilových disku. Strojírenská technologie, XIII., září 2008, str. 17-23, ISSN 1211-4162.
Abstract
Article:
Methodology for monitoring of linear thermal dilatation and determination coefficient of thermal dilatation of selected foundry alloys
Author:
Machuta Jiří, M.Sc., Ph.D.
Nová Iva, Prof., M.Sc., Sc.D.
Workplace: Faculty of Mechanical Engineering, TU of Liberec
Faculty of Mechanical Engineering, TU of Liberec
Keywords:
thermal dilatation, coefficient of thermal dilatation, physical properties
Metals and metal alloys show various properties that are mainly due to their chemical composition and structure. In the
considering of applicability metals and their alloys in engineering practice we divide these properties to physical, chemical,
mechanical and technological. One property that is very important for technical applications of metals and their alloys is just
24
ISSN 1211–4162
thermal dilatation. This physical property is very important for materials that are during their function loads of the heat. Equations 1.1 -1.8 reflect the development calculations of physical dependencies values leading to the real calculation of the coefficient of thermal dilatation and the possibility of entries. Equation 2.1 shows the relation used to calculate the coefficients of
thermal dilatation for the experimental measuring of this article. Table No. 1 shows values of coefficient of thermal expansion
α and melting temperatures of selected metallic materials. Figure No. 1 shows scheme of used dilatometer constructed at KSP
TU of Liberec. Figure No. 2 shows temperature dependence of the sample dilation Ø 8 x 50 mm alloy AlSi12CuMgNi during
the gradual heating of the sample. Figure No. 3 shows temperature dependence of the sample dilation Ø 5 x 50 mm during the
gradual heating of the sample too. Table No. 2 shows values of coefficient of thermal expansion α and melting temperatures of
selected materials. These materials include some of the aluminium, iron, steel, etc. For monitoring of thermal dilatation materials used devices called dilatometer. This device may be of various constructions such as the shape of the sample. By monitoring the thermal physical properties, including thermal conductivity of selected technical materials and determination of coefficient of thermal dilatation (Shrinkage) has recently deal with in our department - the Department of Engineering Technology,
FS – TU of Liberec.
recenzovali: doc. Ing. Dana Bolibrchuová, PhD. a prof. Dr. Ing. Dalibor
Vojtěch
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-27. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Dana Bolibruchova, MSc., PhD. and
Prof. Dr. Dalibor Vojtech, MSc.
25
ISSN 1211–4162
Konstrukční návrh a výroba kuželového klínu pro štípání dřeva
Mečiarová Júlia, Ing. PhD., Katedra výrobných technológií a materiálov, FEVT TU vo Zvolene
Minárik Marián, Ing. PhD., Katedra mechaniky a strojníctva, FEVT TU vo Zvolene
Topení pevnými palivy a speciálně dřevem patří bez pochyby k nejběžnějším a nejžádanějším druhům topení na chalupách a ve venkovských oblastech. Se zvyšujícími se cenami energie se toto tradiční palivo stále víc uplatňuje i v běžných
rodinných domech. Jedním z hlavních problémů, se kterými se je potřebné při tomto druhu topení vypořádat, je příprava dřeva. Velmi užitečnou pomůckou pro tento účel je štípačka dřeva. Součástí takového zařízení je klín, který se
otáčí a zavrtává do dřevného materiálu vyšší rychlostí a tím ho štípe. Klín má tvar kužele a měl by být vyroben
z pevného a houževnatého kovového materiálu. Tento článek má za úkol najít vhodný materiál pro výrobu štípacího
klínu a také navrhnout parametry, které jsou pro jeho výrobu důležité a měli by být optimalizovány.
Klíčová slova: materiál, kuželový štípací klín, konstrukční ocele, štípání dřeva
Literatura
[12] Topení dřevem není prožitek. [online]. [cit-7-11-2011]. Dostupné na: <http://www.ceskykutil.cz/energie/energie-avytapeni/topeni-drevem-neni-prezitek-2-dil>.
[13] Palivové dřevo. [online]. [cit-5-11-2011]. <http://www.nejlevnejsidrevo.cz/prednosti-topeni-drevem.php>.
[14] KRAJČOVIČOVÁ, M. Introduction into problematic of material flow. Drewno, 2006, vol. 49, nr. 175, s. 45-52. ISSN
1644-3985.
[15] Štípačka na dřevo. <http://mojachalupa.sk/content/ako-si-vybra%C5%A5-%C5%A1tiepa%C4%8Dku-na-drevo>.
[16] LASCO
Heu-Technik
GmbH,
firemní
dokumentace.
<http://www.lasco.at/en/index.php/service/index.html>.
[online].
[cit-7-11-2011].
Dostupné
na:
[17] LEINVEBER, J.; VÁVRA, P. Strojnické tabulky. Čtvrté doplněné vydání. Úvaly: Albra, 2008. ISBN 978-80-7361-051-7.
[18] LISIČAN, J. Obrábanie a delenie drevných materiálov. Zvolen: Edičné stredisko VŠLD, 1988, 391 s.
[19] ŠTEMPEL, Z. a kol. Sekanie dreva a sekačky. Bratislava: SVTL, 1964, 216 s.
[20] VALŠIKOV, N. M. Diskovije rubiteľnyje mašiny. Moskva: Lesnaja promišlennosť, 1964, 208 s.
[21] ŽEMBERY, K.. Sekačky a sekanie krátkeho drevného odpadu. Bratislava: ŠDVÚ, 1970, 68 s.
[22] LUKOVICS, I.; BÍLEK, O. High-speed grinding process results. Manufacturing Technology, 2009, roč. IX, p. 73-81.
ISSN 1213248-9.
[23] MÁDL, J.; RÁZEK, V.; KOUTNÝ, V. Tvrdé soustružení a vlastnosti povrchu. Manufacturing Technology, 2010, roč.
XV, p. 22-27. ISSN 1211-4162.
Příspěvek vznikl na základě řešení interního projektu IPA 23/2011 na TU ve Zvoleně.
Abstract
Article:
Design of the cone wedge splitter and its manufacturing for log splitting
Author:
Mečiarová Júlia, MSc., Ph.D.
Minárik Marián, MSc., Ph.D.
Workplace:
Faculty of Environmental and Manufacturing Technology, TU in Zvolen
Keywords:
material, cone wood splitter, construction steels, wood splitting
Heating by solid fuels, and especially fuel wood, belongs to the most asked and requested types of heating at cottages. With
increasing costs of electric energy and gas, the traditional type of fuel comes into attention also by people living in family
houses. One of the main problems by heating is wood dividing as a first operation.
A very useful tool for dividing of wood material is a wood splitter. The advantage of wood splitter is its simple production and
it is incredibly easy to use and master. The disadvantage of the splitter is the safety. Although a good log splitter can save the
operator hours of labor with a maul, it is not possible to make it hundred per cents safe. Only a trained technician should operate a log splitter, because the behaviour of each log cannot be predicted. A safety zone should be established around the splitter
to prevent injury from flying splinters of wood.
26
ISSN 1211–4162
One part of this device is a log splitter wedge, which rotates around its axis and screws into the wood by a higher speed and
divides it. The wedge has a cone shape and it should be made of hard and ductile material.
In this contribution, a determination of material for the wedge has been provided. Three conventional construction steels and
one tool steel have been analysed on the basis of required properties. A Martensitic stainless steel has been chosen, because it
provides a good corrosion resistance plus increased strength and hardness. It is specified for a wide variety of applications
where a good corrosion and hardness in the range of C50 to C54 is required. Applications include cutlery, surgical and dental
instruments, scissors, tapes and straight edges, gauges, needle valves, ball check valves, gear shafts, cams, pivots, ball bearings
and hand tools.
In the next part there has been a force loading analysis of the wedge provided. In addition, the conditions and parameters,
which influence the quality of processed material, have been determined.
Mentioned material data and forces analysis of log splitter wedge can be used for designing of required dimensions and material characteristics of the wedge in connection to amount of wood mass.
recenzovali: doc. Dr. Ing. Ivan Mrkvica a doc. Ing. Miroslav Maňas, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-13. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Dr. Ivan Mrkvica, MSc., and Assoc.
Prof. Miroslav Manas, MSc., Ph.D.
27
ISSN 1211–4162
Optimalizace postupu navrhování montážního procesu
Mildorf Lukáš, Ing., TRW Carr s.r.o., Stará Boleslav
Noskievičová Darja, Prof. Ing. CSc., Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství VŠB-TU Ostrava
Cílem tohoto článku je představit inovovaný postup navrhování montážních procesů a jeho praktickou aplikaci
v podmínkách výroby bezpečnostních pásů pro automobily ve firmě TRW Carr, s.r.o., Stará Boleslav. Uspět
v konkurenčním boji na poli dodavatelů automobilového průmyslu znamená neustále inovovat základní konstrukci
výrobku a nabízet k němu nejrůznější doplňky vyráběné na míru jednotlivého zákazníka. Tyto konstrukční změny
s sebou přinášejí také velmi vysoké nároky na zajištění správné a rychlé montáže výrobku a jeho kvalitu. Záměrem
inovace postupu navrhování montážních procesů bylo poskytnout projektantům standardizovanou komplexní metodiku pro navrhování nových a optimalizaci stávajících výrobních procesů, jejíž aplikace zaručí maximální naplnění cílů
plánování kvality a dosažení očekávaných ekonomických výsledků. Navržená metodika je strukturována do třinácti
logicky na sebe navazujících kroků, jejichž výstupy tvoří podklady pro technickou specifikaci navrhované výrobní
linky. Zahrnuje řadu matematických, statistických a vizualizačních metod včetně metod plánování kvality včetně lean
nástrojů.
Klíčová slova: návrh výrobního procesu, Poka-Yoke, FMEA, statistické metody, technická specifikace
Literatura
[1] HORÁLEK, V., KŘEPELA, J., MICHÁLEK, J. Statistické řízení procesů SPC, Česká společnost pro jakost, Praha,
2005, 46s.
[2] SHINGO, S. Zero Quality Control: Source Inspection and the Poka-Yoke System, Productivity Press, Portland, Oregon,
1986.
[3] PLURA, J. Plánování a neustálé zlepšování jakosti, Computer Press, Praha, 2001, 244s.
[4] FRANKE,W.,D. FMEA Analýza možností vzniku vad a jejich následků, Česká společnost pro jakost, 1992, 95 s.
[5] TRW Automotive, C policy r2 230802 CZ, C.Vývoj výrobku a procesu, D, 2002, 5s.
[6] SCHIPPERS,W.A. J. An Integrated Approach to Process Control, Eidhoven University of Technology, International
Journal of Production Economics, pp. 93-105, www.elsevier.com/locate/dsw, 2001,12p.
[7] TRW Carr s.r.o., L3 C40 01 Stará Boleslav Czech, Tvorba výkonových norem, Stará Boleslav, 2008, 3s.
[8] SHIROSE, K. TPM Team Guide, Productivity Press, New York, NY, USA, 1995, 155p.
[9] MILDORF, L. Návrh a implementace moderních postupů zvýšení výkonnosti procesu montáže vybraných výrobků, Disertační práce, VŠB-TU Ostrava, 2011, 140s.
[10] NĚMEC, M. Přínos metody Six Sigma ke zvyšování efektivity výrobního procesu, Strojírenská technologie, 2011, roč.
XVI, č.3, ISSN 1211-4162.
[11] NOVOTNÝ, O., PRŮŠEK, A. Optimalizace procesu B6 v podniku Cadence Innovation CZ Libáň, Strojírenská technologie, 2010, roč. XV, č.2, ISSN 1211-4162.
Poděkování
Tento příspěvek vznikl v rámci projektu specifického výzkumu řešeného na FMMI VŠB – TU Ostrava (č. SP 2011/57) podporovaného MŠMT ČR.
Abstract
Article:
Assembly Process Design Optimalization
Authors:
Mildorf Lukas, MSc.
Noskievicova Darja, Prof., MSc., Ph.D.
Workplaces:
TRW Carr s.r.o., Stará Boleslav, Czech Republic
Department of Quality Management VŠB Technical University of Ostrava, Czech Republic
28
Keywords:
ISSN 1211–4162
design of assembly process, poka-yoke, FMEA, statistical methods, technical specification
This article focuses on the optimal design of a future assembly process and its practical application in design of a new assembly line for production of three-point safety belts for cars in the automotive company TRW Carr Stara Boleslav, Czech Republic. A success in automotive industry is based on offering a customer an innovative product design realised on the improved
production lines. Design changes and customer special requirements bring us the necessity to cover and control a complete
assembly process. Therefore a technical specification of an assembly line has to be prepared precisely. The methodology of the
right application of current procedures is introduced in thirteen systematic steps. All procedures are known, but the sequence of
their usage is new.
The process FMEA covers all of the quality items and determines their significance for the assembly process. Definition and a
detailed description of the control method application, based on the P-FMEA RPN value is described in the chapters 1.1 and
1.2. A comparison of alternative process steps and an initial MTM analysis give us the inputs for a balanced design of an operator workflow. The line layout visualises the material and work-in-progress handling. It also determines a part orientation in
an assy jig and realistic dimensions of working stations. General technical requirements, tenders and acceptance procedures
lead the suppliers to build and deliver a line which fulfil all the requirements of the specification. The final chapter with the
practical application supports the utility of the model. The results of the practical implementation of the model will bring a
production company a robust, reliable and capable assembly process. The methodology provides project engineers a tool how
to implement the control procedures into mass production line and how to prepare the technical specification for a new assembly line. The main goals are savings of headcounts, capital expenditures and elimination of assembly line downtimes.
recenzovali: doc. Ing. Václav Cibluka, CSc. a a doc. Ing. Gejza Horváth,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-20. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Vaclav Cibulka, MSc., Ph.D. and Assoc Prof. Gejza Horvath, MSc., Ph.D.
29
ISSN 1211–4162
Stanovení zbytkových napětí metodou vířivých proudů
Pala Zdenek, Ing., Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze.
E-mail: [email protected]
Metoda vířivých proudů nepatří mezi příliš rozšířené způsoby určování stavu zbytkové napjatosti. Tento příspěvek si
klade za cíl představit tuto nedestruktivní a rychlou metodu, jejíž spolehlivost byla dosud prokázána zejména u balotinovaných niklových a titanových slitin. V článku jsou uvedeny základní fyzikální principy piezorezistivního efektu,
který tvoří základ praktického využití metody. Dále jsou detailně popsány algoritmy výpočtu hloubkové distribuce
zbytkových napětí v povrchové vrstvě z frekvenčního profilu vodivosti vířivých proudů; jedná se zejména o tzv. přímou
a inverzní úlohu vířivých proudů. Využití komerčně dostupných zařízení s vířivými proudy pro měření zbytkových
napětí na ně klade vysoké požadavky, které jsou v článku také diskutovány. Podaří-li se zkonstruovat spolehlivou a
stabilní experimentální aparaturu včetně nezbytných algoritmů pro zpracování naměřených dat, bude tato metodika
představovat atraktivní doplnění rtg tenzometrie.
Klíčová slova: zbytková napětí, vířivé proudy, piezorezistivita, termoelastický efekt
Literatura
[1] K. KOLAŘÍK, N. GANEV, Z. PALA, J. BARCAL, T. BAKALOVÁ: Investigation of Milled Surfaces of High-alloy
Tool Steel in Respect to the Cutting Speed. Manufacturing Technology. 2007, vol. 7, p. 45-50. ISSN 1213-2489.
[2] B. BUMBÁLEK, L. BUMBÁLEK: Zbytková napetí a jejich význam pri rešení integrity povrchu. Strojírenská technologie. 2006, vol. XI, č. 3, str. 9-17.
[3] J. MADL, H. SUTANTO. Hard Machining and Residual Stresses. Manufacturing Technology. 2007, vol. 7, p. 5-10.
[4] ISAAK MAYERGOYZ: Nonlinear diffusion of electromagnetic fields, Academic Press, San Diego, 1998
[5] V. SUBBARAO: Eddy currents in linear and nonlinear media, Omega Scientific Publishers, 1991
[6] W. G. CLARK, W. R. JUNKER: Eddy current measurement of residual stresses in a heavy section steel weldment, In:
Nondestructive methods for material property determination, Plenum Press, New York, 1983, 89 – 101
[7] F. YU, P. B. NAGY, Piezoresistive effect for near-surface eddy current residual stress assessment, Review of quantitative non-destructive evaluation, vol. 24, 2005
[8] F. C. SCHENIG, J. A. SOULES, H. CHANG, J. DICILLIO, Eddy current measurement of residual stresses induced by
shot peening in titanium Ti-6Al-4V, Materials Evaluation, January 1995, 22 -26
[9] F. YU, P. B. NAGY, Dynamic piezoresistivity calibration for eddy current non-destructive residual stress measurement, Journal of non-destructive evaluation, vol. 24, no. 4, 2005, 143-151
[10] J. FIALA, V. MENTL, P. ŠUTTA: Struktura a vlastnosti materiálů, Academia, Praha 2003
[11] F. YU, P. B. NAGY, Simple analytical approximation for eddy current profiling of the near-surface residual stress in
shot-peened metals, Journal of applied physics, vol. 96, no. 2, July 2004
[12] B. A. ABU-NABAH, P. B. NAGY, Iterative inversion method for eddy current profiling of near-surface residual stress
in surface-treated metals, NDT&E International 39 (2006), 641-651
[13] B. A. ABU-NABAH, P. B. NAGY, High-frequency eddy current conductivity spectroscopy for residual stress profiling
in surface-treated nickel-base superalloys, NDT&E International 40 (2007), 405-418
[14] http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-536902439.536879654.00&cc=US&lc=eng
[15] M. P. BLODGETT, F. YU, P. B. NAGY, Eddy current non-destructive residual stress assessment in shot-peened
nickel-base superalloys, Review of quantitative nondestructive evaluation, vol. 24, 2005
Abstract
Article:
Residual stress determination using eddy currents
Author:
Pala Zdenek, MSc., Ph.D.
Workplace:
Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, CTU in Prague
Keywords:
residual stress, eddy currents, piezoresistivity, thermoelastic effect
30
ISSN 1211–4162
Determination of macroscopic residual stresses and their depth distributions by means of eddy currents is a comparatively new
and unorthodox method. The fundaments rest in the piezoresistivity effect, i. e. mutual relation between electrical conductivity
and residual and/or load stresses. In the majority of materials, this effect is uneasily isolated from other influences, namely of
surface hardness, dislocation density or texture. However, paramagnetic materials exhibit 1 % difference of electrical conductivity between unstressed and highly stressed state and when a sufficiently precise and reliable experimental apparatus is available, the residual stresses can be established. Sadly, ferroelectric materials are virtually immeasurable by eddy currents method
due to substantial change of magnetic permeability with existing stresses. So far, credible results have only been obtained on
shot-peened nickel and titanium alloys.
The aim of this contribution is to summarize physical foundations of the method beginning with one of Maxwell laws and
tangibly describing the fundaments of piezoresistivity. The important parameter of the apparent eddy current conductivity and
its frequency dependency is explained with the overlap to mathematical algorithms calculating the desired depth profile of
macroscopic residual stresses in the surface layer; in particular direct and indirect eddy current problem is described.
One of the main obstacles which stand in the way for successful implementation of eddy currents in residual stress analysis it
the lack of reputable manufacturer of an apparatus fully dedicated to this method. Since the changes in the measured parameters are almost abysmally small, the requirements for precision are indeed severe. Yet, once such hurdles are overcome, this
method distinguished by its non-destructivity will embody a smart supplement to X-ray and neutron diffraction techniques.
recenzovali: prof. RNDr. Bruno Sopko, DrSc. a doc. Ing. Jiří Rez, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-01. The reviewers of this paper: Prof. Dr. Bruno Sopko, Sc.D. and Assoc. Prof. Jiri
Rez, MSc., Ph.D.
31
ISSN 1211–4162
Problematika posuzování spolehlivosti lidského činitele v pracovním systému
Václava Pokorná, Ing., ZČU v Plzni, Fakulta strojní, katedra technologie obrábění
Pracovní systém je definován jako interakce technických zařízení, pracovního prostředí a lidského činitele. A právě
člověk, se svými možnostmi a současně limity, při výkonu své profese je předmětem studií mnoha odborníků a vědců.
Výsledky analýz slouží k vymezení hranic výkonnosti člověka v daném systému. Vše s důrazem na spolehlivost, která se
posuzuje v prvé řadě z hlediska bezpečnosti. Problematika posuzování spolehlivosti lidského činitele je široké spektrum
prvků, které se označují v mezinárodní terminologii jako PSF (Performance Shaping Factors) či PIF (Performance
Influencing Factors) Je-li aplikován stanovený postup při oceňování úrovně těchto faktorů, lze jej použít jako hodnotící
kritéria pro zkoumaný pracovní systém či proces.
Klíčová slova:
Pracovní systém, spolehlivost lidského činitele, metodika posuzování podle PIF/PSF, metoda SHELL, metoda TESEA
Literatura
[1] HANÁKOVÁ, E. : Základní pojmy užívané v hygieně práce. Interní pracovní materiál VÚBR, v.v.l. Praha, 2007.
[2] KARWOWSKI, W.: International Encyclopedia of ergonomice and human factors. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006.
ISBN 0-415-30430-X s.1889-1892.
[3] TRPIŠ, J.: Analýza přístupu a metod použitelných pro pravděpodobnostní hodnocení spolehlivosti lidského činitele
v procesním průmyslu. Bc práce.FBI – TU Ostrava, 2009.
[4] PELANTOVÁ, V., FUCHS, P.: W.: Řízení jakosti a spolehlivosti Přednášky TU Liberec http://risk.rss.tul.cz
[5] KOTEK, L.: Použití metody Human HAZOP při redukci chyb operátorů. AUTOMA 11/2009, str. 58 - 59I, SSN 12109592.
[6] TRPIŠ, J.: Pravděpodobnostní hodnocení spolehlivosti lidského činitele v procesním průmyslu, Sborník přednášek BOZ
2010, Ostrava 2010, ISBN 978-80-248-2207-5.
[7] KIRWAN, B.: A Guide to Practical Human Reliability Assessment. Tylor and Francis, London, 1994 ISBN 0-74840052-4.
[8] PROKOP, J.: Spolehlivost výrobků jako určující kritérium jejich jakosti. Strojírenská technologie VIII/2003, str. 20-25,
ISBN 1211-4162
[9] KOVÁČIKOVÁ, A., LITVAJ. I., ČEP, R. Analýza uplatňování systému managementu kvality, Strojírenská technologie
XV/2010, str.27-30, ISBN 1211-4162
[10] http://www.bozpinfo.cz
Abstract
Article:
The issues of assessment of the human factor reliability
Author:
Václava Pokorná, MSc.
Workplace:
Department of Machinery Technology, University of West Bohemia, Pilsen
Keywords:
Environment and human factor, PSF, PIF factors, method SHELL, method TESEA
The work system is defined as an interaction of technical devices, working environment and human factor. Human factor –
with its capacities and limits, is the topic of studies for many scientist and Professional. The results of their analysis help to
define limits of human performance in a particular system. There is a particular focus on reliability evaluated by safety. The
issues of reliability assessment is a wide specter of elements, which are known in the international terminology as PSF (Performance Shaping Factors) or PIF ( Performance Influencing Factors) If the set procedure for level assessment of these factors
is applied, it’s possible to use this procedure as the evaluating criteria for tested working system or process. The Method
TESEO is one of nine ways of qualitative evaluation regarding the probabilities of failure in human factor in work process. It
calculates the reliability of human factor by five key factors, which are thought to bear the highest significance within those
which are influencing the probability of human failure.For a better understanding of the problematic of Human factor, there are
many different models. One of the most common of those is SHELL. This model regards relationship between a human being
32
ISSN 1211–4162
and the other parts of the system. However, nowadays there is a wide spectrum of possibilities to apply the scientific field
called Ergonomics, which concerns work comfort and prevention of health issues derived from possible ignoring of the ergonomics standards. And as we can see in both examples of reliability on Human factor in practise, the Ergonomics and its applications are one of the prior questions to include.
recenzovali: doc. Ing. Jaromír Štůsek, CSc. a doc. Ing. Gejza Horváth,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-02. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Jaromir Stusek, MSc., Ph.D. and Assoc. Prof. Gejza Horvath, MSc., Ph.D.
33
ISSN 1211–4162
Výzkum vlivu poměru brusiv na jakost povrchu při broušení
Rokyta Luboš, Ing., Ústav výrobního inženýrství, FT UTB ve Zlíně
Lukovics Imrich, prof. Ing., Ústav výrobního inženýrství, FT UTB ve Zlíně
Článek se zabývá vlivem technologických podmínek na drsnost povrchu při broušení. Hodnotí kopírování povrchu
dutiny vstřikovací formy na povrch dílu. Experimenty byly prováděny na rovinné brusce při běžných rychlostech. Měření drsnosti povrchu bylo provedeno pro několik typů kovových materiálů. Data ukazují, do jaké míry jsou použité
materiály brusiva vhodné v daném poměru. Brousicí kotouče obsahují různé množství základního a porovnávacího
brusiva. Zvolené materiály, které jsou určeny dle vhodnosti a použitelnosti pro danou technologii jsou testovány základními i směsnými kotouči. Výsledky jsou hodnoceny na základě srovnání parametru drsnosti Ra těchto materiálů
s obvyklým typem brusiva. Vstupní parametry jsou voleny na základě předchozích měření, která byla v dané oblasti
prováděna.
Klíčová slova: broušení, drsnost, brousicí kotouč, brusivo
Literatura
[1] LUKOVICS, I., BÍLEK, O., HOLEMÝ, S. Aplikace sintrovaného korundu ve výrobě nářadí. Strojírenská technologie,
2010, vol. XV, no. 3, p. 27–34. ISSN 1211-4162.
[2] BÍLEK, O., LUKOVICS, I. Study of Grinding whels under critical speed. Proceedings of 7th International Multidisciplinary Conference, 2007, p. 58–62. ISSN 1224-3264.
[3] Wieczorowski, K.; Legutko, S. The Influence of Workpiece Speed on the Shape. Proceedings of 9th International Multidisciplinary Conference 2009, 173–178. ISSN 1224-3264.
[4] NESLUŠAN, M. Application of Vortex Grinding Wheel for Grinding Ni-based Alloy EI 698 VD. Manufacturing
Technology, 2008, vol. 8, p. 50–55. ISSN 1213248-9.
[5] BÍLEK, O., SÁMEK, D. Abrasive Rubber Wear during Grinding. Chemické listy, 2011, vol. 105, no. 15, p. 316–317.
ISSN 1213-2489.
[6] NOVÁK, M. Surface quality of hardened steels after grinding. Manufacturing Technology, 2011, vol. XI, no. 11, p.
55–59. ISSN 1213-2489.
[7] HOLEŠOVSKÝ, F. Technické vzdělávání jako služba společnosti. Strojírenská technologie, 2009, vol. XIV, no. 2, p.
39–42. ISSN 1211-4162.
Abstract
Article:
Research the Influence of the abrasives ratio on Surface Quality during Grinding
Author:
Rokyta Luboš, MSc.
Lukovics Imrich, Prof., MSc
Workplace:
Institute of Production Engineering, Faculty of Technology, TB University in Zlín
Keywords:
grinding, roughness, grinding wheel, abrasive
A paper deals with influence of technological conditions on roughness by grinding. It evaluates copying surface of Injection´s
mould cavity to surface of the part. Experiments were being realized on the flat grinding machine by normal cutting speed.
Surface-roughness measuring was made for several types of metal materials. Data shows suitability of cutting grains (Fig. 4).
The grinding wheels contain different types of abrasive materials. Results are evaluated by Ra roughness parameters comparison of these materials with usual type of abrasive. Grinding using usual type of abrasives (white electrocorundum-test 80) is
compared with mixture of microcrystalline corundum and white electrocorundum (test 85) in 1:1 ratio. Other characteristics of
both discs are same. An influence is evaluated on the surface quality of the injection mold cavity. It is represented by two test
materials: The tool steel 19552.4 (ENX37CrMoV51-mat I) and chromium steel 14109.4 (EN102Cr6-mat II). These steels were
selected for its properties and use. Shaped inserts were made from these materials, whose surfaces were grinding by specified
technological conditions. These were determined according to previous experiments. Grinding was proceeding on BRH 20.03
F flat-grinding machine. The test samples were created by injection for the conditions according to the characteristics of the
plastic. ABS and PC materials were used. Measurement of surface quality was made for inserts and plastic samples then (Fig.
34
ISSN 1211–4162
4-7). Comparison of the sample and steel inserts surface characteristics and determination of the influence a new abrasive is
the result. The deterioration of the surface quality happens for the chosen conditions and materials using Test 85. Better results
were achieved for the hardened chromium steel EN102Cr6 during grinding (Fig. 3). Mixture of abrasives in this ratio is suitable for lower sizes of chips and lower feed rate.
These results can be used for design of grinding wheels and further research activities in this field.
recenzovali: prof. Dr. Ing. František Holešovský a prof. Ing. Jan Mádl,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-17. The reviewers of this paper: Prof. Dr. Frantisek Holesovsky, MSc. and Prof.
35
ISSN 1211–4162
Aplikace pro zvýšení efektivity návrhu monolitního šroubovitého vrtáku v prostředí CATIA V5
Roud, Pavel, Ing., Česáková Ivana, Ing., Sklenička Josef, Ing., Zetek, Miroslav, Ing., Ph.D., Katedra technologie obrábění,
ZČU v Plzni. Email: [email protected]
Kožmín, Pavel, Ing, Ph.D., HOFMEISTER s.r.o., Plzeň
Email: [email protected]
Dnešní dynamické tržní prostředí nutí výrobce k uvádění nových výrobků ve stále kratším časovém cyklu. Výrobci
řezných nástrojů jsou rovněž podrobeny těmto vlivům a navíc jejich produkt- řezný nástroj je velice často tvarově
složitý. Z toho vyplývají značné časové nároky na „ruční“ vytvoření modelu nástroje a jeho výkresové dokumentace i
s použitím dnešních high-end CAD systémů. Řešením těchto vzájemně protichůdných vlivů je využití automatizačních
nástrojů dostupných v dnešních CAD systémech. V tomto článku je představena aplikace, která v prostředí hig-end
CAD systému CATIA V5 umožňuje uživateli vytvořit model zvoleného řezného nástroje - monolitního šroubovitého
vrtáku efektivněji. Aplikace dále disponuje automatickými polohovacími algoritmy. Ty např. slouží pro přesné vytvoření hrotu monolitního šroubovitého vrtáku čímž dále zvyšují efektivitu návrhu nástroje. Pro zhodnocení časové úspory je aplikace použita pro návrh konkrétní geometrie monolitního šroubovitého vrtáku.
Klíčová slova: aplikace, efektivita,VBA,šroubovitý vrták,CATIA V5
Tento článek vznikl na základě poznatků získaných v rámci projektu OPPI na podporu znalostního transferu.
Literatura
[1] ANISH, Paul, SHIV, G. Kapoor, DeVOR E. Richard,, Chisel edge and cutting lip shape optimization for improved
twist drill point design, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 45, April 2005
[2] ČÚKOVIČ, Saša., DEVEDŽIČ, Goran., GHIONEA, Ionut., Automatic determination of grinding tool profile for helical surfaces machining using CATIA /VB interface, www.scientificbulletin.upb.ro
[3] KEREKŠOVÁ, Kristýna., ČUBOŇOVÁ, Naděžda., MICHALCO, Miroslav., Využití genetických algoritmů při řešení
úloh optimalizace ve strojírenství, Strojírenská technologie, 2007, ročník XII, č.1, str. 7-9, ISSN – 1211-4162.
[4] LINKEOVÁ, Ivana, Analytické vyjádření charakteristiky obalové plochy , Strojírenská technologie, 2009, ročník XIV,
č.1, str. 18-23, ISSN – 1211-4162.
Abstract
Article : Application for increasing effectivity of solid twist drill design in CATIA V5 environment
Author
Roud, Pavel, Msc.1
Česáková Ivana, MSc. 1
Sklenička Josef, MSc. 1
Zetek, Miroslav, MSc. Ph.D. 1
Kožmín, Pavel, MSc. Ph.D. 2
Workplace:
1
2
Keywords:
Department of machining technology , University of West Bohemia, Pilsen
HOFMEISTER s.r.o., Pilsen
application, effectivity, VBA, twist drill, CATIA V5
The paper describes application which allows user to create the model of solid twist drill see Fig.1 in more effective way compared to traditional handmade approach in CAD system CATIA V5.
In the first section the brief description of application is presented. The description is focused on user interface see Fig.2
which is split up in to subforms in order to capture the manufacturing process of solid twist drill from blank to final workpiece.
The interface also comprises the help button for each required parameter. Click on the help button activates the picture where
the given parameter which is required for generation of given feature of solid twist drill is shown. This feature should satisfied
the clear understanding of given parameter by user. In order to further increase user comfort the application allows user update
the geometry of given feature without the need of manual search for its geometry in specification tree. This feature also increase the rate of application workflow.
The second section describes the automatic positioning algorithm which allows user to create the point of twist drill more effectively with comparison to handmade approach. The drill point is characterized by three parameters. Namely point angle εr,
flank angle αf and the chisel edge angle ψp. The values of these parameters are influenced by position of flank forming surface
36
ISSN 1211–4162
with respect to twist drill. In this paper the cone surface is used as flank forming surface. The position of cone surface with
respect to twist drill can be characterized by four parameters ϕ, θ,d and s see Figs. 8-9. These parameters are taken from [1].
The algorithm iteratively changes parameters ϕ, θ,d and s in order to achieved the desired parameters of twist drill point εr, αf,
ψp . When the positioning process is done the user is informed by dialog window which presents the results of positioning
process see Fig. 12.
In order to quantify the time reduction the model of twist drill was designed both by traditional handmade approach and by
developed application. The basic parameters of twist drill is presented in Tab.1. By comparison of both methods it was proved
that the application allows user to create the model of twist drill 8 time faster see Fig.14.
The last section is focused on summary which presents the main advantages of application and future directions of its development. The most important is 8 time faster model creation when application is utilized. The future direction of application
development will be focused on creation of detailed drawing documentation of solid twist drill.
recenzovali: doc. Ing. Josef Chladil, CSc. a doc. Dr. Ing. Ivan Mrkvica
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-27. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Ing. Josef Chladil. MSc., Ph.D. and
Assoc. Prof. Dr. Ivan Mrkvica, MSc.,
37
ISSN 1211–4162
Rozptyl velikostí opotřebení výměnných břitových destiček ze slinutého karbidu
Růžička Luděk, Ing., Mádl Jan, Prof. Ing. CSc.,
Fakulta výrobních technologií a managementu, Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem
Článek se zabývá určením rozptylu velikostí opotřebení břitu výměnných břitových destiček (VBD) typu SEET
14M4AGSN-MF ze slinutého karbidu při frézování materiálu ČSN 41 1523 danými řeznými podmínkami. Tyto VBD
dodává firma KORLOY. Břitové destičky byly zatěžovány v praxi při stejných podmínkách (hloubka řezu, posuv,
řezná rychlost, trvanlivost). Cílem tohoto experimentu je vyhodnotit velikost opotřebení všech břitů (4 břity na destičce) u 120 ks VBD a také porovnat, jak se změní výsledek měření při stanovení velikosti základního souboru 30, 60, 90 a
120 destiček, resp. 120, 240, 360 a 480 měření (břitů). Čím více naměřených hodnot soubor obsahuje, tím lépe lze říci,
jaký průběh opotřebení lze v praxi očekávat u zvoleného druhu destiček.
Klíčová slova: opotřebení, frézování, břitové destičky
Literatura
[1] ANDĚL, J. Statistické metody. 4. vyd. MATFYZPRESS. Praha, 2007. ISBN 80-7378-003-8.
[2] ČUBAN, J.; KOLAVČÍK, J. Comparison of coated carbide cutting toll inserts used in machining of cylinder liners
made of grey cast iron. Manufacturing technology, 2009. vol. 9, p. 23-30. ISSN 1213-2489.
[3] FOLTÝN, M. Povlakované slinuté karbidy. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008.
45 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Anton Humár, CSc.
[4] HUMÁR, A. Slinuté karbidy a řezná keramika pro obrábění. 1. vydání. Brno: CCB s.r.o., 1995. 265 s. ISBN 8085825-10-4.
[5] HUMÁR, A. Materiály pro řezné nástroje. 1.vyd. Praha: MM publishing, 2008. 235 s. ISBN 978-80-254-2250-2.
[6] CHOUDHURY, S. K.; APPA RAO, I. V. K. Optimization of cutting parameters for maximizing tool life. International
Journal of Machine Tools and Manufacture, Indian Institute of Technology, Kanpur, India. 1999. Vol. 39, Issue 2, s.
343-353. ISSN 0890-6955.
[7] KOUKOL, V.; MÁDL, J. Metoda target costing a optimalizace obráběcího procesu. Strojírenská technologie, 2007,
roč. XII, č. 3, s. 25-29, ISSN 1211-4162.
[8] MAEKAWA, K.; OBIKAWA, T.; YAMANE, Y. Metal Machining: Theory and Applications. ButterworthHeinemann; London : ARNOLD, 2000. 408 s. ISBN 0-340-69159-X.
[9] MÁDL, J. Optimalizace obráběcího procesu. Praha, Praha : ČVUT, 1998. 168 s. ISBN 80-01-01864-6.
[10] VLČEK, J.; KOUŘIL, K.; MARŠÍČEK, R. Nová geometrie utvařeče břitových destiček. Strojírenská technologie,
2004, roč. IX, č. 3, s. 4-11. ISSN 1211-4162
[11] ŽIŽKA, J.; LINHART, T. Určování stavu opotřebení soustružnického nože pomocí poměru složek řezné síly. Strojírenská technologie, 2009. roč. XIV, č. 1, s. 23-27. ISSN 1211-4162.
Abstract
Article:
Dispersion of tool wear size on sintered carbide inserts
Authors:
Ruzicka Ludek, MSc.
Madl Jan, Prof., MSc., Ph.D.
Workplace:
Faculty of Production Technology and Management, JEPU in Usti nad Labem
Keywords:
tool wear, milling, replaceable cutting inserts
The article deals with the size of the edge wear of replaceable cutting inserts SEET 14M4AGSN MF (sintered carbide) in milling CSN 41 1523 material with cutting conditions - see Tab. 1. Inserts were supplied by KORLOY company (Fig. 1), and were
loaded in practice under the same conditions (depth of cut, feed, cutting speed, tool life). Measurement of the size wear was
carried out in Science and Technology Park of the Faculty of Production Technology and Management University of J.E. Purkyně in Usti nad Labem in the metallography laboratory with the microscope Olympus SZX10 image sensor with U-CMAD3
from Olympus company (see Fig. 2). The aim of this experiment was to measure out the size of edge wear (4 cutting edges on
38
ISSN 1211–4162
the insert) on 120 insert pcs and also to compare the changes on frequency graphs for the basic set of 30, 60, 90 and 120 inserts, respectively 120, 240, 360 and 480 measurements (edges). The bigger the basic set, the better we can say, what the
course of wear is possible to expect in practice, see graphs of the frequency of wear size: Fig. 4 (120 and 240 cutting edge),
Fig. 5 (360 and 480 cutting edges). In comparison all intervals and data sets are on Fig. 6, it is obvious, that the graph for the
set of 480 cutting edges has one part of the curve almost in linear form. In Fig. 7 all sets are compared. The biggest changes in
relative frequency are in the range of tool wear 0 – 388 µm, where the values grow to maximum value and one part of the
curve approximate to a linear course. On the graph Fig. 8 there is interspersed straight line in the form: y = -4,0774x + 30,208.
In practice was the size of edge wear mostly ranged in this case 388µm and then the frequency decreases linearly. The last
three intervals, where the frequency fluctuated of around 1% can be attributed to the defect in the material, sudden excessive
load or poor blade clamping inserts.
recenzovali: doc. Dr. Ing. Vladimír Pata a prof. dr. h.c. Ing. Karol
Vasilko, DrSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-07. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Dr. Vladimir Pata, MSc. and Prof.
Dr. h.c. Karol Vasilko, MSc., Sc.D.
39
ISSN 1211–4162
Vyhodnocení stavu povrchové vrstvy střižníku z rychlořezné oceli VANADIS 23 po elektrojiskrovém řezání drátovou elektrodou
Švecová Vendula, Ing., Ústav strojírenské technologie, FSI VUT v Brně
Madaj Martin, Ing., Ústav strojírenské technologie, FSI VUT v Brně
Technologie elektrojiskrového řezání drátovou elektrodou (WEDM) má velký význam zvláště v oblasti přesného obrábění nejrůznějších druhů vodivých materiálů, především pak při výrobě náročných obrobků z nástrojových ocelí a ze
slinutých karbidů v nástrojařství. Jejím principem je elektroeroze. K úběru materiálu je využívána série elektrických
výbojů. Na povrchu obrobku vzniknou mikrokrátery, které jsou důsledkem lokálního natavení materiálu. Příspěvek se
zabývá vlivem WEDM na povrchovou vrstvu střižníku vyrobeného z oceli VANADIS 23. Střižníky byly vyřezány povlakovanou drátovou elektrodou, jejíž jádro je vyrobeno z mosazi. U střižníku byla následně pozorována a zdokumentována tloušťka tepelně ovlivněné povrchové vrstvy, a to na světelném mikroskopu a elektronovém řádkovacím mikroskopu, a dále byla změřena mikrotvrdost podpovrchové vrstvy. Vzhledem k tomu, že v tepelně ovlivněné povrchové
vrstvě mohou být obsaženy různé defekty, které zhoršují provozní vlastnosti střižníku a ohrožují jeho životnost, jsou
v závěru uvedena praktická doporučení pro výrobce střižníků.
Klíčová slova: elektrojiskrové řezání drátovou elektrodou (WEDM), tepelně ovlivněná oblast, rychlořezná ocel VANDIS 23,
mikrotvrdost
Literatura
[1] BERKENHOFF GmbH, Heuchelheim, Germany. Coated EDM Wires - topas® plus H. [online]. 2009 [vid. 2011-1024]. Dostupné z:
http://www.bedra.com/products/bedra_edm/coated_edm_wires/topas_plus/topas_plus_h/index_eng.html.
[2] BUMBÁLEK, B., BUMBÁLEK, L. Zbytková napětí a jejich význam při řešení integrity povrchu. Strojírenská technologie, Časopis pro vědu, výzkum a výrobu, září 2006, roč. XI, číslo 3, s. 9-17. ISSN: 1211-4162.
[3] CHOI, K. K., NAM, W. J., LEE, Y. S. Effects of heat treatment on the surface of a die steel STD11 machined by WEDM. Journal of materials processing technology 201 (2008) 580–584. ISSN 0924-0136.
[4] FABIAN, S., STRAKA, Ľ. Kvantifikace funkčních závislostí parametrů kvality na technologických parametrech při
elektroerozívním řezaní kovů. Strojírenská technologie, Časopis pro vědu, výzkum a výrobu, červen 2006, roč. XI, číslo
2, s. 21-24. ISSN: 1211-4162.
[5] GHANEMA, F., BRAHAMB, C., SIDHOMA, H. Influence of steel type on electrical discharge machined surface integrity. Journal of Materials Processing Technology 142 (2003) 163–173. ISSN 0924-0136.
[6] HASÇALÝK, A., ÇAYDAS¸U. Experimental study of wire electrical discharge machining of AISI D5 tool steel. Journal of Materials Processing Technology 148 (2004) 362–367. ISSN 0924-0136.
[7] HO, K. H., NEWMAN, S. T., RAHIMIFARD, S., ALLEN, R. D. State of the art in wire electrical discharge machining
(WEDM). International Journal of Machine Tools & Manufacture 44 (2004) 1247–1259. ISSN 0890-6955.
[8] HUANG, C. A., HSU, C. C., KUO, H. H. The surface characteristics of P/M high-speed steel (ASP 23) multi-cut with
wire electrical discharge machine (WEDM). Journal of Materials Processing Technology 140 (2003) 298–302. ISSN
0924-0136.
[9] KOLAŘÍK K., GANEV N., BARCAL J. Analýza zbytkové napjatosti vysokopevnostní slitiny Inconel 718 po elektroerozivním obrábění. Materials Structure, vol. 12, no. 2 (2005), s. 98-102. ISSN 1211 – 5894.
[10] MAŇAS, D. Tepelné ovlivnění ocelí při různých způsobech dělení. Strojírenská technologie, Časopis pro vědu, výzkum a výrobu, prosinec 2009, roč. XIV, číslo 4, s. 26-33. ISSN: 1211-4162.
[11] MAŇKOVÁ, Ildikó. Progresívne technológie. 1. vyd. Košice: Vienala, 2000. 275 s. ISBN 80-7099-430-4.
[12] PURI, A. B., BHATTACHARYYA, B. Modeling and analysis of white layer depth in a wire-cut EDM process through
response surface methodology. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2005) 25: 301–307.
ISSN: 1433-3015.
[13] Švédské nástrojové oceli a slitiny. Bӧhler UDDEHOLM CZ s.r.o., divize UDDEHOLM. Praha: 2008.
Abstract
40
ISSN 1211–4162
Article:
Surface characteristics evaluation of the VANADIS 23 high speed steel punch after
Wire Electrical Discharge Machining
Authors:
Švecová Vendula, MSc.
Madaj Martin, MSc.
Workplace:
Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Technology, Brno University of Technology,
Czech Republic
Keywords:
Wire Electrical Discharge Machining (WEDM), Heat Affected Zone (HAZ), VANADIS 23 High Speed
Steel, Microhardness
Wire electrical discharge machining (WEDM) is nonconventional machining process widely used for manufacturing of materials with high strength and hardness. By means of WEDM it is possible to machine complex shapes which have sharp edges
and very small corner radii that are very difficult to be machined by the conventional machining processes.
In WEDM, material is eroded from the workpiece by a series of discrete sparks occurring between the workpiece and the wire
separated by a dielectric fluid. During the electrical discharge process an enormous amount of heat (local temperature about
10,000 °C) is generated causing local melting or even evaporating the surface layers of both wire electrode and workpiece.
This is the reason why WEDM induces metallurgical modifications leading to surface tensile stresses, microcracks and changes in surface microhardness. Due to its higher hardenability, better wear resistance and toughness, high speed steel (HSS) is
widely used for cutting tools, forging and punching die material. VANADIS 23 high speed steel (Bӧhler UDDEHOLM Company) made from powder metallurgy was used in experiment. Characterization of VANADIS 23 is shown in table 1.
VANADIS 23 plate with thickness 11 mm was prepared and then 8 punches were cut out by WEDM. The coated EDM wire
TOPAS® plus H (Bedra Company) with diameter of 0.25 mm was used for this research. Wire characterization is shown in
table 2. The experiment was performed on the Charmilles ROBOFIL 2050 TW WEDM machine and deionized water was used
as the dielectric fluid. One of the punches was sectioned transversely and prepared under standard procedure for metallographic observation (optical microscope and scanning electron microscope). Microhardness from cross-section of machined surface
was measured to determine hardness variation of heat-affected zone of punch.Metallographic observations show that there is
an underlying heat affected zone (HAZ) on the punch surface (Figs. 1-2) after machining by WEDM. Thickness of the heat
affected layer is in the range of 1.49 -2.75 µm (Fig. 3). There are also changes in microhardness in HAZ. Microhardness values
in HAZ are shown in table 3. In HAZ microhardness values are lower by 3-12 HV1. Because heat affected layer thickness is
not large, it could be removed easily by polishing.
recenzovali: doc. Ing. Jitka Podjuklová, CSc. a prof. Ing. Ivan Lukáč,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-14. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Jitka Podjuklova, MSc., Ph.D. and
Prof. Ivan Lukac, MSc., PhD.
41
ISSN 1211–4162
Laser Machining and Temperature Field Simulation Using COSMOS / M Software
Sýkorová Libuše, Assoc. Prof., MSc., Ph.D.; Malachová Martina, MSc., MA
Tomas Bata Univerzity in Zlín, Faculty of Technology, Department of Production Engineering,
E-mail: sykorova @ft.utb.cz
The paper deals with possibilities of using the laser in technologies. The parametric temperature field analysis was realized by the finite element method. The analysis was run in COSMOS/M software solver. A thermal module HSTAR
makes it possible to realize cases of the temperature dependences on the material properties. Material data can be entered as a function of a temperature. The thermal and physical characteristics of the polymeric materials change significantly. The output of the analysis was described by colourful spectrograms with temperature field distribution of various materials.
Keywords: Polymeric Materials, Laser, Micro-machining, Temperature Field Simulation
References
[1] RADOVANOVIĆ, R. Mathematical Model for Severance Energy by CO2 Laser Cutting of Mild Steel. Strojírenská
technologie IX, 2004, č. 3, UJEP, ISSN 1211-4162
[2] MAŇKOVÁ, I. Progresívné technologie, Vienala Košice, 2000, ISBN 80-7099-430-4
[3] BÍLEK, O., LUKOVICS, I. Finite Element Model of Dynamics within Highspeed Grinding Process. Academic Journal
of Manufacturing Engineering, 2009, 2 (7), p. 6-11. ISSN 1583-7904.
[4] HALAŠKA, P., MAŇAS, M., STANĚK, M. & POP MIRCEA, T. Modeling of Polymeric Plates Laser Cutting., Editura Universitatii Din Oradea, p. 128-132, Annuals of the Oradea University, Vol. II, 2003, ISSN 1583-0691
[5] ZETEL , M., ČESÁKOVÁ, I.,SÁMKOVÁ, M., SOUKUP,O. Obrábění tepelně zpracovaných ploch laserem. Strojírenská technologie XVI, 2011, č. 5, s.43-53, UJEP, ISSN 1211-4162
[6] MAKEDONSKI, A. Unconventional machining method for enhancing the durability of tools and strength of the specimens bonded. Academic Journal of Manufacturing Engineering, 2011, č.11, p. 49-55. ISSN 1213-2489.
Abstrakt
Název článku: Chování polymerních materiálů při mikroobrábění CO2 laserem
Autoři:
Sýkorová Libuše, Doc., Ing., Ph.D.; Malachová Martina, Ing., Mgr.
Pracoviště:
Ústav výrobního inženýrství, Fakulta technologická, UTB ve Zlíně
Klíčová slova:
CO2 laser, polymerní materiály, mikroobrábění, konečněprvková simulace
Příspěvek se zabývá modelováním charakteru teplotního pole vznikajícího v okolí řezu polymerních materiálu při obrábění laserovým paprskem. Proces laserového obrábění představuje komplikovanou nestacionární a nelineární výměnu energie a hmoty s proměnným rozhraním. Tepelný tok se z místa řezu dále šíří do obrobeného materiálu nestacionárním sdílením tepla vedením (teplota jednotlivých bodů teplotního pole je funkcí času), tento tepelný proces je popsán Fourier-Kirchhoffovou rovnicí, z které vyplývá, že rychlost teplotních změn obecně
určuje koeficient teplotní vodivosti. Jelikož je vedení z laseru do materiálu velmi komplikovaný jev, kdy přestup tepla je velmi rychlý a
tepelný zdroj je pohyblivý, není v současnosti odpovídající teorie pro matematické vyjádření tepelné vodivosti a výpočet teploty, a proto bylo
zvoleno pro řešení této problematiky modelování teplotního pole v okolí řezu konečně prvkovým software. Záměrem bylo provedení parametrické studie charakteru teplotního pole v okolí řezu konečněprvkovou simulací. Byl použit komečněprvkový softwarový system
COSMOS/M. Teplotní modul HSTAR umožňuje řešit případy teplotně závislých materiálových vlastností, tj. hodnoty materiálových charakteristik lze zadávat jako funkce teploty. Výstupem jsou modely teplotních polí běžně používaných polymerních materiálů, (Obr. 3 – Obr. 10)
z nichž je možno odečíst konkrétní hodnoty teploty v dané vzdálenosti od místa průchodu paprsku, což umožňuje posoudit případné změny
v materiálu. (degradace, polymerace apod.)
recenzovali: prof. Dr. h.c. Ing. Karol Vasilko, Sc.D. a prof. Ing. Jan Mádl,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-10. The reviewers of this paper: Prof. Dr. h.c. Karol Vasilko, MSc., Sc.D. and Prof.
42
ISSN 1211–4162
Kalibrace libel a autokolimátorů v Českém metrologickém institutu
Tyralíková Eva, Bc., katedra obrábění a montáže, Fakulta strojní, TU v Liberci
Dvořáčková Štěpánka, Ing., Ph.D., katedra obrábění a montáže, Fakulta strojní, TU v Liberci
Významným trendem současné strojírenské výroby je snaha o eliminaci lidského faktoru ve výrobním procesu. Eliminaci lidského faktoru lze dosáhnout trvalou monitorizací výrobku při jeho průchodu výrobním cyklem. Vedle průběžného sledování stavu výrobního zařízení představuje monitorizace kontinuální zaznamenávání okamžitého stavu obráběcího stroje a technologických veličin, jež tento proces doprovázejí. K zaznamenávání technologických veličin jsou
používány měřicí přístroje a měřicí metody. Jedním z nejčastěji používaných měřidel pro úhlová měření je libela a
jedním z nejpřesnějších měřidel rovinného úhlu je autokolimátor. Na úhlová měření jsou v průmyslové výrobě kladeny
vysoké požadavky týkající se zejména soustavného zvyšování přesnosti strojírenské výroby. Tento článek se zabývá
současnými a novými metodami kalibrace libel a autokolimátorů v Českém metrologickém institutu (ČMI). Tyto
metody jsou zde stručně popsány a také jsou tu uvedeny a porovnány jejich nejistoty měření.
Klíčová slova: kalibrace, libela, autokolimátor, nejistota měření
Článek souvisí s řešením projektu MSM 4674788501, který je podporován MŠMT ČR.
Literatura
[1] TYRALÍKOVÁ, E. Zvýšení přesnosti kalibrace elektronických libel a autokolimátorů v ČMI OI Liberec. [Bakalářská
práce]. Liberec, TU Liberec, 2009. 52 s.
[2] BREZINA, I. Základy metrológie uhlov. 1. vyd. Bratislava: ALFA Bratislava, 1982. 214 s.
[3] DVOŘÁČEK, F. Kalibrace libel a autokolimátorů. Metrologie. Rec. P. Balling. 2009, č. 4, s. 15–17. ISSN 1210-3543.
[4] Nikon instruments Europe B.V. Information Center [online]. Praha, 2010 [cit. 2010-08-30]. Dostupné
http://www.nikoninstruments.eu/cz_CZ/Information-Center/Autokolimator.
na:
[5] DVOŘÁČKOVÁ, Š. Rozměrová analýza strojírenských výrobků metodami matematické statistiky – stanovení přesnosti koncových měrek při kalibraci. [Dizertační práce]. Liberec, TU Liberec, 2009. 118 s.
Abstract
Article: Accuracy improvement calibration of electronical levels and autocollimators in ČMI OI
Liberec
Author:
Tyralíková Eva, Bc.
Dvořáčková Štěpánka, Ing., Ph.D.
Workplace: Department of Manufacturing Technology and Assembly, Faculty of Mechanical. Engineering, Technical University of Liberec
Keywords: Calibration, level, autocollimator, measurement uncertainty
The role of measuring techniques is very important in the quality improvement of products. Accuracy and infallibility of the
used and measuring devices is based on efficient supervision of the testing devices, which includes all testing and measuring
devices used in a company. Production processes can be very well controlled, monitored and managed by using modern technologies. Achieved measured values are information about production processes and production characterictics, which are
investigated according to random requirements or a hundred per cent test. Rules of the variables are derived from the information for interventions in processes and also the changes in setting the parameters of the production equipment. It is done in
order to achieve the optimized production and improve manufacturing performance as well.
Onwards automatization requires the development of devices and systems which can be deployed, or alternatively integrated,
with maximum productivity and quality performance in a technological process. The manufacturing equipment is increasingly
interconnected from development to pro duction and sales.
The important position of the manufacturing equipment has a geometric quantity – the angle. The angle measurement is one of
the oldest measuring techniques. Bubble levels are the oldest and simple measuring tools which are used for angular measurements; autocollimators are one of the most accurate measuring tools for plane-angle measurements. Regarding the design,
43
ISSN 1211–4162
these measuring tools have nothing in common and the use is often very different as well. Bubble levels can be used mainly in
building industry and mechanical engineering. Autocollimators can be used in production for the accurate determination of
mechanical components, for detection of the angular shifts, for angular monitoring depending on the time, for elimination of
the angular variations in the system and for determination of the correspondence between specification of the angles and standards. Furthermore, they are also used to determine the accuracy of lineality, parallelism and perpendicularity of machine tools
and coordinate measuring machines. The great similarity between these measuring tools, however, it can be found in the way
of calibration.
The purpose of this article is comprehensibly to bring the issue of calibration these two measuring tools in the Czech Metrology Institute (CMI).
recenzovali: doc. Ing. Rudolf Dvořák, CSc. a doc. Ing. František Zvoneček, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-13. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Rudolf Dvorak, MSc., Ph.D. and Assoc. Prof. Frantisek Zvonecek, MSc., Ph.D.
44
ISSN 1211–4162
Polymerní částicové kompozity na bázi odpadu s obsahem oxidu křemičitého
Petr Valášek, Ing. Ph.D., Miroslav Müller, Doc. Ing. Ph.D., Petr Chocholouš, Ing., Katedra materiálu a strojírenské technologie, TF, ČZU v Praze. E-mail: [email protected].
Částicové kompozitní systémy se dnes využívají v řadě moderních průmyslových odvětví, kde splňují náročné požadavky na vlastnosti materiálů. Příspěvek se zaobírá možností využití odpadu na bázi odpadní balotiny, jakožto plniva
těchto systémů. Neustále se zvyšující důraz na šetrné nakládání s odpady a šetření materiálů v obecné rovinně bylo
hlavním impulsem pro experimentální výzkum. Aplikace odpadní balotiny v podobě plniva částicových kompozitů
nabízí zcela jiný úhel pohledu na kompozitní materiály a to jako na materiály, které mají jedinečné výsledné vlastnosti
definované synergickým součtem vlastností dílčích složek a zároveň slouží jako prostředek k šetrné materiálové recyklaci a využití druhotných surovin. Příspěvek se zaměřuje na vybrané mechanické vlastnosti takovýchto kompozitních
systémů a to především na tvrdost a odolnost proti abrazivnímu opotřebení.
Klíčová slova: polymerní částicový kompozit, skleněné mikrokuličky, křemík, tvrdost, abrazivní opotřebení
Poděkování
Tento článek vznikl v rámci řešení grantu IGA TF, č. 31140/1312/3116.
Literatura
[1] BERTHELOT, Jean M. Composite Materials – Mechanical Behavior and Structural Analysis. Mechanical engineering
series : Springer New York, 1999. 635 str. ISBN 0-387-98426-7.
[2] AGARWAL, Bhagwan D.; BROUTMAN, Lavrence J.: Vláknové kompozity. Praha : SNTL – Nakladatelství technické
literatury, 1987. 294 str.
[3] EHRENSTEIN, Gottfried W.: Polymerní kompozitní materiály. Praha : Nakladatelství Scientia 1. vydání, 2009. 351 str.
ISBN 978-80-86960-29-6.
[4] LOCTITE: DER LOCTITE. Worldwide Design Handbook. München : Loctite European Group, 1998, 452 str. ISBN 09645590-0-5.
[5] VALÁŠEK, Petr.; MÜLLER, Miroslav.: Vliv plniva na bázi odpadního abraziva z otryskávání na pevnostní charakteristiky polymerních částicových kompozitů. Strojírenská technologie, 2011, roč XVI, č.1, s. 36 -39. ISSN 1211-4162.
[6] MÍŠEK, Bohumil.: Kompozity. Brno : Technický dozorčí spolek, 2003. 81 str. ISBN 80-903386-0-7.
[7] VOJTĚCH, Dalibor.: Materiály a jejich mezní stavy. Praha :VŠCHT, Praha, 2010. 212 str. ISBN 978-80-7080-741-5.
[8] ČSN EN ISO 868 (Plasty a ebonit – Stanovení tvrdosti vtlačováním hrotu tvrdoměru). Český normalizační institut,
Praha, 2003, 10 str.
[9] ČSN 01 5084 (Stanovení odolnosti kovových materiálů proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně). Český normalizační institut, Praha, 1973, 4 str.
[10] BROŽEK, Milan.: Abrasive Wear Resistance of Selected Hardfacing Materials. Manufacturing technology, č. 5, 2005,
s. 5 – 9. ISSN 1213-2489.
[11] SURESHA, B.N. ; RAVI KUMAR.: Two-Body Abrasive Wear Behavior of Particulate Filled Polyamide66/Polypropylene Nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science, 119, s. 2292 – 2301. ISSN: 1097- 4628.
[12] MÜLLER, Miroslav; VALÁŠEK, Petr.: Polymerní kompozity na bázi zpevňujících částic odpadů z procesu mechanické povrchové úpravy. Strojírenská technologie, 2010, roč. XIV, č. 0, s. 183 – 186. ISSN 1211-4162.
[13] BYUNG Chul Kim; SANG Wook Park; DAI Gil Lee: Fracture toughness of the nano-particle reinforced epoxy composite. Composite Structures, Elsevier, 2008, s. 69 – 77. ISSN: 0263-8223.
[14] STEWART, I.; CHAMBERS, A.; GORDON, T.: The cohesive mechanical properties of a toughened epoxy adhesive
as a function of cure level. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2006, 27, s. 277-287. ISSN: 0143-7496.
[15] VOCEL, Milan; DUFEK, Vladimír.: Tření a opotřebení strojních součástí. Praha : SNTL, 1976, 374 str.
[16] FRIEDRICH, K.; CYFFKA, M.: On the wear of reinforced thermoplastic by different abrasive papers. Wear, 1985,
103, s. 333 – 334. ISSN: 0043-1648.
Abstract
45
ISSN 1211–4162
Article:
Polymeric particle composite with an fortifying phase with high silicon content
Author:
Petr Valášek, MSc., Ph.D.
Assoc. Prof. Miroslav Müller, MSc., Ph.D.
Petr Chocholouš, MSc.
Workplace:
Department of Material Science and Manufacturing Technology, Faculty of Engineering Czech
University of Life Sciences in Prague
Keywords:
polymeric particle composites, silicium, hardness, abrasive wear
Today particulate composite systems are used in many modern industries, where they meet the demanding requirements on
material properties. This article applies to the possibilities of waste utilization based on waste glass beads as filling agent in
these systems. Permanently increased accent in waste disposal and material saving in general was an incitement to the experimental research. An application of waste glass beads as particulate-filled polymer composites offers absolutely different frame
of reference on composite materials namely as materials that have final unique properties which defined synergetic sum of the
subcomponent properties at the same time it is used as tool for friendly recycling and recovering scrap materials. The article
aims for selected mechanical properties such composite systems namely for hardness and abrasive resistance.
The article dedicates to the description of hardness and abrasive wear resistance of composite systems with 5-35% filling agent
ratio in matrix. In the Fig. 3 there are the results of Shore hardness number, where had been increased values compared to
values of resin without filling agent (83 ± 3,24). Particulate abrasive wear resistence in comparison with steel 12 014 is written
in Fig. 5. In Fig. 6 there are weight and volume decreases of glass beads B112 in comparison with resin without filling agent
and steel 12 014. On the basis of the progress experiments it can be expressed the fact, that particulate-filled polymer composites based on waste glass beads can be used primarily in fields, where emphasis is put on good abrasive wear resistence, high
hardness and low density and acceptable price.
recenzovali: doc. Ing. Miroslav Maňas, CSc. a doc. Ing. Antonín Kuta,
CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-02-07. The reviewers of this paper: Assoc. Prof. Miroslav Manas, MSc., Ph.D. and Assoc. Prof. Antonin Kuta, MSc., Ph.D.
46
ISSN 1211–4162
Prášková metalurgie jako metoda zpracování hliníkových odpadů s vysokými obsahy železa
Vojtěch Dalibor, prof. Dr. Ing., Průša Filip, Ing., Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha
Hliníkové odpady představují cenný zdroj pro výrobu hliníku a jeho slitin. Tyto odpady však často obsahují vysoké
podíly nežádoucího železa, jehož odstranění zvyšuje cenu za zpracování odpadů. Proto jsou intenzivně hledány alternativní cesty, jak tento odpad zpracovat. V prezentované práci byly vybrány dvě slitiny s vysokými obsahy železa se složením v hm. % AlSi14Fe8 a AlSi22Fe8Cr1. Tyto slitiny byly zpracovány postupem práškové metalurgie, který zahrnoval odstředivou atomizaci taveniny na prášek a lisování za tepla. Získané materiály se vyznačovaly velmi jemnou strukturou tvořenou hlavně částicemi fáze β-Al5FeSi v hliníkové matrici. Slitiny měly pevnosti v tlaku 670 a 720 MPa a tvrdosti 172 a 185 HV5. Vyznačovaly se rovněž dobrou plasticitou. V porovnání s komerční pístovou slévárenskou slitinou
AlSi12CuMgNi byla tepelná stabilita nových slitin s vysokými obsahy železa výrazně lepší.
Klíčová slova: hliník, prášková metalurgie, železo, hliníkový odpad
Poděkování
Tato práce vznikla s finanční podporou projektů MSM6046137302, MSMT no. 21/2011 a KAN300100801.
Literatura
[1] VOJTĚCH, Dalibor; VERNER, Jan, aj. Properties of thermally stable PM Al-Cr based alloy. Materials Science and
Engineering, 2007, sv. A 458, s. 371-380.
[2] MICHNA, Štefan. Encyklopedie hliníku. Prešov: Adin, s.r.o., 2005. s. 408, ISBN 80-89041-88-4.
[3] MONDOLFO, F. Aluminum Alloys: Structure and Properties. London: Butter Worths, 1976. s. 535, ISBN 0-40870680-5.
[4] DU, Yong. Diffusion coefficients of some solutes in fcc and liquid Al: critical evaluation and correlation. Materials
Science and Engineering, 2003, sv. A363, s. 140-151.
Abstract
Article:
Powder metallurgy as a method for processing of high-iron aluminum scraps
Authors:
Prof., Dr. Vojtěch Dalibor, MSc.
Průša Filip, MSc.
Workplace: Department of Metals and Corrosion Engineering, Institute of Chemical Technology, Prague
Keywords:
aluminum, powder metallurgy, iron, aluminum scrap
Al-based alloys are attractive materials for automotive and aerospace industry. In recycling of aluminum, various grades of Alcontaining scraps are processed. Besides water, oils, plastics and other non-metallic contaminants, the main metallic impurity
in Al scraps is iron. Iron contents depend on the actual scrap grade and it can even exceed 10 wt. %. Unfortunately, iron
strongly negatively influences mechanical properties of Al alloys, because it forms hard and brittle intermetallic phases in the
structure. Therefore, iron contents in most of commercial Al-based alloys must be minimized. Beside the classical ingot and
casting metallurgy of Al-based alloys, these alloys can also be processed by powder metallurgy (PM). It is shown in this study
that the powder metallurgy is a route which enables the preparation of qualitatively new Al-based alloys containing iron in
concentrations far exceeding those in common casting and wrought alloys.
Two PM alloys were investigated with chemical compositions (in wt. %) of AlSi14Fe8 and AlSi22Fe8Cr1. The alloys were
prepared by centrifugal atomization of melts followed by hot pressing at 450°C/1 h. The alloys were compared to the commercial casting AlSi12CuMgNi alloy. Structural characteristics were studied by light and electron microscopy and by x-ray diffraction. Mechanical properties were evaluated by compressive mechanical tests and by Vickers hardness measurements.
Structural investigation revealed that the PM alloys contained very fine β-Al5FeSi and Si particles in α-Al matrix. Compressive strength of the AlSi14Fe8 and AlSi22Fe8Cr1 were 670 and 720 MPa, respectively, i.e. higher than that of the casting alloy
(600 MPa). Vickers hardness of the PM alloys (172, 185 HV5, respectively) were also higher in comparison with the casting
counterpart (132 HV5). The important finding of this study is that the PM alloys exhibit a good plasticity similar to the casting
alloy. It is important for components exposed to dynamic loadings. The thermal stability of the alloys was examined by measuring hardness after a long term annealing at 300 and 400°C. It was observed that the thermal stability of both PM alloys was
excellent and much better compared to the casting AlSi12CuMgNi alloy.
47
ISSN 1211–4162
recenzovali: prof. Ing. Iva Nová, CSc. a prof. Ing. Augustín Sládek, CSc.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-24. The reviewers of this paper: Prof. Iva Nova, MSc., Ph.D. and Prof. Augustin
Sladek, MSc., PhD.
Vliv slévárenských forem na kvalitu povrchu a strukturu slitiny AlZn5,5Mg2,5Cu1,5
Weiss Viktorie, Ing., Ph.D., FVTM, UJEP v Ústí nad Labem, Česká republika. E-mail: [email protected]
Způsob odlévání a správná volba formy k odlévání má zásadný význam na kvalitu povrchu odlitků a výslednou strukturu slitin. Hlavní náplní tohoto příspěvku je analýza drsnosti povrchu odlitků, hodnocení povrchových vad odlitků,
hodnocení makrostruktury a mikrostruktury experimentální slitiny. Ve středových a okrajových oblastech odlitků byla
provedena měření velikosti dendritických buněk a pórů. Vliv zvolených slévárenských forem na některé mechanické
vlastnosti experimentální slitiny byl vyhodnocen na základě zkoušky tvrdosti podle Vickerse. Cílem bylo vyhodnotit
vliv forem (kovová s a bez předehřevu, bentonitová, grafitová a sádrová) při klasickém gravitačním odlévání slitiny
AlZn5,5MgCu na strukturu, velikost pórů a kvalitu povrchu připravených odlitků.
Klíčová slova: slitina AlZn5,5Cu2,5Mg1,5, mikrotvrdost, velikost pórů, dendritická buňka.
Literatura
[1] MICHNA, Š., LUKÁČ, I., LOUDA et. al., Aluminium materials and technologies from A to Z, ISBN 978-80-8244-188, Printed by Adin, s.r.o., Prešov 2007
[2] LUKÁČ, I., MICHNA, Š., Atlas struktur a vad u hliníku a jeho slitin, Deltaprint, Děčín 1999, ISBN 80-238-4611-6
[3] MICHNA, Š., NOVÁ, I., Technologie a zpracování kovových materiálů, Adin, s.r.o.,Prešov 2008, ISBN 978-8089244-38-6
[4] MONDOLFO L., F., Struktura i svojstva aljuminijevych splavov, Metallurgija Moskva, (1979), rusky.
[5] VAJSOVÁ, V. Optimization of homogenizing annealing for Al-Zn5,5-Mg2,5-Cu1,5 alloy, Metallurgist, Volume 54,
Issue 9, 2011, ISSN 0026 – 0894
[6] VAJSOVÁ, V., MICHNA, Š. Optimization of AlZn5.5Mg2.5Cu1.5, Alloy Homogenizing Annealing, Metallofizika i
noveishie tekhnologii, Volume 32, No.7, 2010, ISSN 1024 – 1809
[7] VAJSOVA, V., MICHNA, Š. Optimalizace homogenizacniho žihani slitiny AlZn5,5Mg2,5Cu1,5 Strojírenská technologie XV, 2010, 201014, str. 6-11, ISSN 1211-4162
[8] ČSN EN ISO 4287: Geometrické požadavky na výrobky (GPS) – Struktura povrchu: Profilová metoda – Termíny, definice a parametry struktury povrchu
Abstract
Article:
Influence of the casting mold for the quality of on surface and structure
AlZn5,5Mg2,5Cu1,5 alloy
Author:
Weiss, Viktorie, MSc., Ph.D.
Workplace: FPTM, JEPU in Usti nad Labem, the Czech Republic
Keywords:
AlZn5,5Mg2,5Cu1,5 alloy, micro-hardness test, microstructure, pores size, plaster form, dendritic cells.
Casting method and the correct selection of a form for casting is crucial to surface quality of castings and the resulting structure of alloys. The main content of the experimental work is to analyze the surface roughness of castings, evaluation of surface
defects in castings, microstructure evaluation of experimental alloy. In the middle and peri. A target of this experiment is to
study the influence of molds on the size of dendritic cells and their crystal inhomogenity under the terms of individual dendri-
48
ISSN 1211–4162
tes themselves by typical gravitational casting of the alloy AlZn5,5Mg2,5Cu1,5. Aim target of this experiment is to study the
influence of moulds (metal, bentonic, graphite) on the size of dendritic cells and their crystal inhomogeneity under the terms of
individual dendrites themselves by typical gravity casting of the alloy AlZn5,5MgCu. An alloy with more alloying elements,
where a inhomogeneity can be expected, was chosen. The inhomogeneity can be uncovered with the help of color etching and
quantitative evaluation od the size of dendritic cells. Evaluation of selected foundry molds on the structure of the experimental
alloys in the central and peripheral areas of castings. Analysis roughness alloy castings AlZn5, 5Mg2, 5Cu1, 5 based on height
parameters Ra, Rz and Rq. Identification of surface defects in cast experimental alloys. To determine the effect of casting
molds of the size of dendritic cells and pore size alloy AlZn5, 5MgCu.
recenzovali: prof. Ing. Eva Tillová, PhD. a doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
reviews reminders respect recieved to editors in 2012-01-26. The reviewers of this paper: Prof. Eva Tillova, MSc., PhD. and Assoc. Prof.
Pavel Novak, MSc., Ph.D.
49

číslo 1, 2 - Strojírenská technologie

Transkript

Podobné dokumenty

Volume 13 - Manufacturing Technology

Manufacturing Technology | Volume 16 | Year 2016 ISSN 1213-2489

číslo 2 - Strojírenská technologie

nový katalog

Akční leták 23-06-2015

kap4

Optické přístroje 2

číslo 1 - Strojírenská technologie

Současné možnosti metrologie rovinného úhlu a vybraných úchylek

Studijní text - E-learningové prvky pro podporu výuky

Border kolií

Fašismus, Rusko a Ukrajina | Fokus

číslo 2 - Strojírenská technologie

platné od 1.8.2014

hliník ocel med nerez

HEAT TREATMENT OF TOOL STEEL

platné od 1.3.2011

Stáhnout dokumentaci v pdf

XH Redukovaný průměr hlavy - Dayton Lamina Corporation

Promotional Flyer (PDF | 810,2 kB)

TU - Tribotechnika

3D optické měření deformace při tváření materiálů 3D optical