Detail předmětu

Strategie obrábění na CNC strojích

FSI-GSC Ak. rok: 2027/2028 Letní semestr

Předmět je zaměřen na návrh, realizaci a hodnocení strategií CNC obrábění s využitím CAD/CAM systémů, průmyslových řídicích systémů a specializovaných metrologických prostředků. Studenti získají praktické zkušenosti s programováním obráběcích a měřicích systémů a s vyhodnocováním kvality obrobených součástí.

Programování pro výrobu a hodnocení kvality obrobků dle zvolených strategií obrábění:

- dílensky orientované NC programování dle výkresu z CAD (Sinumerik),

- ISO NC programování dle výkresů z CAD (s cykly i parametrické – Sinumerik, Datron NEXT atp.),

- programování v CAM prostředí dle 3D modelů součástí (Autodesk Inventor CAD/CAM),

- programování měřicího profilprojektoru prostřednictvím dxf souborů (SOL 311 / InSpec),

- programování šablon pro automatizaci vyhodnocení parametrů textury povrchu (TH CCI / TalyProfile), 

- programování CMM (Eclipse 1000 / Calypso).

Předmět integruje poznatky z konstrukce obráběcích strojů, CNC výroby a průmyslové metrologie do jednotného procesu návrhu, realizace a hodnocení výroby strojních součástí.

Návrh součástí v CAD prostředí je aplikován na modelových příkladech obráběných součástí se zaměřením na technologičnost konstrukce a návaznost na CAM programování. Jednotlivé strategie obrábění jsou následně porovnávány z hlediska produktivity výroby, geometrické přesnosti, integrity povrchu a dosažené kvality výrobků. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Aleš Polzer, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky

Vstupní znalosti

Student musí být schopen:

  • orientovat se ve strojírenské technické dokumentaci,
  • interpretovat rozměrové a geometrické tolerance dle systému ISO GPS,
  • vysvětlit základní principy třískového obrábění,
  • určit základní řezné podmínky,
  • vytvářet CAD modely strojních součástí a využívat je při návrhu výroby,
  • vysvětlit základní principy CNC řízení a strukturu NC programů,
  • orientovat se v základních funkcích CAD/CAM systémů.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Klasifikovaný zápočet bude udělen na základě výsledků samostatně řešených úloh (např. konstruování, NC programování a měření) zpracovávaných v rámci cvičení a laboratorních úloh.

Závěrečné přezkoušení prověří teoretické i praktické znalosti z probraného učiva formou stručného testu (5-10 otázek) a samostatné praktické úlohy (30-60 min) realizované v prostředí CAD, CAM, CMM nebo řídicího systému CNC obráběcího stroje.

Účast studenta ve cvičeních i laboratořích je povinná a kontrolovaná. Neabsolvovaná cvičení nebo laboratorní úlohy lze po dohodě s vyučujícím nahradit zpracováním individuálně zadaného odborného úkolu. Povoleny jsou maximálně čtyři neomluvené nebo nenahrazené absence za semestr.

Podmínkou úspěšného absolvování předmětu je aktivní účast ve cvičeních, odevzdání samostatného projektu obrábění a měření součásti, absolvování závěrečného testu a získání alespoň 50 bodů ze 100 možných.

Hodnocení:

  • aktivní CNC programování a laboratorní úlohy v průběhu semestru: 40 bodů,
  • samostatný projekt obrábění a měření součásti: 30 bodů,
  • závěrečný test znalostí: 30 bodů.

Celkem: 100 bodů.

Klasifikace:

  • A: 90-100 bodů,
  • B: 80-89 bodů,
  • C: 70-79 bodů,
  • D: 60-69 bodů,
  • E: 50-59 bodů,
  • F: méně než 50 bodů.

Učební cíle

Student po absolvování předmětu umí:

  • navrhnout strategie obrábění pro CNC stroje s ohledem na produktivitu výroby, přesnost a kvalitu obrobeného povrchu,
  • vytvořit, simulovat a optimalizovat NC programy v prostředí průmyslových řídicích systémů a CAM aplikací,
  • navrhnout, realizovat a vyhodnotit proces měření geometrické přesnosti, geometrických tolerancí a textury povrchu pomocí souřadnicových a specializovaných měřicích systémů,
  • analyzovat výsledky měření, identifikovat příčiny zjištěných odchylek a navrhnout opatření ke zlepšení kvality výrobků,
  • zpracovat technickou dokumentaci výrobního procesu a odborně obhájit navržené technologické řešení.

Studijní opory

Studijní opory jsou dostupné v LMS Moodle VUT a zahrnují:

  • prezentace z přednášek/cvičení,
  • podklady k laboratorním úlohám,
  • podklady k programování Sinumerik,
  • podklady k systému Datron Next,
  • datové soubory CAD/CAM pro cvičení,
  • návody k měření pomocí CMM.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-VSR-P: Výrobní stroje, systémy a roboty, magisterský navazující, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Osnova


  1. Základní technologické výpočty řezných sil, aplikace na CNC obráběcí stroj. (volba řezných podmínek dle elektronických katalogů a kalkulátorů atp.)

  2. Základní technologické výpočty řezných sil, aplikace na CNC obráběcí stroj. (měření deformace obrobku způsobené silovým zatížením při obrábění – CMM Eclipse 1000 / Calypso)

  3. Nástroje na obrábění. (požadavky na konstrukci stroje, vliv na technologii a texturu povrchu i tvar obrobku, opotřebení nástrojů: DinoLite / DinoCapture, SOL 311 / InSpec)

  4. Stanovení řezných podmínek pro obrábění. (opotřebení řezných nástrojů – DinoLite / DinoCapture, SOL 311 / InSpec)

  5. Řezné síly, obrobitelnost a deformace obrobků. (CMM Eclipse 1000 / Calypso)

  6. Samostatný projekt obrábění a měření součásti:


    • Návrh CAD modelu a technologického postupu součásti.

    • Tvorba a optimalizace NC programu.

    • Simulace a ověření NC programu.

    • Realizace obrábění a měření součásti.

    • Vyhodnocení kvality součásti a identifikace příčin zjištěných odchylek.



  7. Textura povrchu frézovaného obrobku. (Surftronic / TalyProfile)

  8. Textura stratifikovaného povrchu obrobku. (TH CCI / TalyProfile) 

  9. Ukázka obrábění/měření.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova


  1. Rozdělení obráběných a řezných materiálů, obrobitelnost, kvalita obrobků a její měřitelnost (matice ISO GPS).

  2. Řezné síly pro jednotlivé operace třískového obrábění, jejich analytický výpočet, tok sil obráběcím strojem a vliv silového působení řezného nástroje na kvalitu obrobků. (stručný přehled CNC/CMM strojů/přístrojů)

  3. Způsoby upínání nástrojů a obrobků na CNC obráběcích strojích, zásady a vliv na zatěžování strojů / obrobků. (CNC, SOL 311, TH CCI, Eclipse 1000)

  4. Vznik samobuzeného kmitání při obrábění, technologické způsoby omezování jeho vzniku. (TH CCI, Eclipse 1000)

  5. Strategie obrábění nerotačních obrobků na frézovacích obráběcích centrech se svislou osou vřetena. (Sinumerik, Inventor CAM, Calypso)

  6. Strategie obrábění nerotačních obrobků na frézovacích obráběcích centrech s vodorovnou osou vřetena. (Sinumerik, Calypso)

  7. Strategie obrábění nerotačních obrobků na portálových obráběcích centrech. (Sinumerik, Calypso)

  8. Strategie obrábění obrobků na frézovacích multifunkčních obráběcích centrech. (Sinumerik, Calypso)

  9. Strategie obrábění rotačních obrobků na soustružnických obráběcích centrech s vodorovnou a svislou osou vřetena. (Sinumerik, Calypso)

  10. Strategie obrábění rotačních obrobků na multifunkčních soustružnických obráběcích centrech. (Sinumerik, Calypso)

  11. Strategie obrábění na horizontálních vyvrtávacích strojích. (profilové kontaktní/bezkontaktní měření textury povrchu – TalyProfile)

  12. Strategie obrábění na brousicích strojích. (plošné bezkontaktní měření textury povrchu – TH CCI)

  13. Strategie obrábění, měření a vyhodnocení kvality těžkých obrobků.