Moderní a produktivní obrábění a metrologie

SP2019/60

Petrů Jana prof. Ing.et Ing.Mgr., Ph.D.

01. 01. 2019 - 31. 12. 2019

Projekt bude svým zaměřením rozdělen do 7 ucelených částí, které na sebe logicky navazují a propojují se: 1) Programování CNC obráběcích strojů – tvorba šablon obrábění (odpovědný spoluřešitel doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D.) Tato část projektu je zaměřena na problematiku programování CNC obráběcích strojů se zaměřením na operaci frézování. Projekt se bude zaměřovat na tvorbu šablon obrábění s cílem zjednodušit práci programátora a operátora CNC stroje. Jedná se například o šablonu obrábění více kusů současně s cílem docílení minimálního počtu výměn nástroje, kdy počet kusů upnutých na stole je neznámý - proměnlivý. Hlavním cílem je výzkum v oblasti vazby strategií frézování na typovou technologii. Cílem je vytvoření speciálních postupů výroby – šablon, aplikovaných na sérii stejných součástí, které zastupují ostatní-technologicky podobné. Tento speciální postup je pak velice jednoduše a rychle aplikován na technologicky obdobné součásti. 2) Zvyšování užitných vlastností strojních součástí řízenou modifikací povrchu (odpovědný spoluřešitel Ing. Tomáš Zlámal, Ph.D.) Tato část projektu se bude zabývat návrhem vhodných technologických postupů a podmínek, které povedou ke změně mechanických ale i fyzikálních vlastností povrchů a povrchových vrstev strojních součástí, a to pomocí řízené modifikace. Nejčastěji se bude se jednat o mechanické principy úpravy povrchu, jako je třískové obrábění (soustružení, frézování), dokončovací technologie obrábění (kartáčování, leštění, omílání, pískování), vysokotlaký vodní paprsek a chemicko-tepelné principy (laser, elektrochemické leštění, drátové řezání, plazmové stříkání, PVD, CVD a ALD povlakování). Cílem bude navrhnout a ověřit vhodnou technologii úpravy povrchu a parametry s ní související, tak aby se docílilo změny nebo zvýšení užitných vlastností povrchů strojních součástí např. tribologické vlastnosti, žáruvzdornost, korozivzdornost, odolnost vůči opotřebení a degradaci povrchu, integrita povrchu, odolnosti vůči dynamickému a cyklickému namáhání. U součásti s takto modifikovaným povrchem by mělo být dosaženo vyššího stupně kvality, rozměrové a tvarové přesnosti, vysoké provozní stálosti a životnosti. 3) Vliv velikosti dotyku na přesnost měření (odpovědný spoluřešitel Ing. Ondřej Mizera a Ing. Lenka Čepová, Ph.D.) Tato část projektu bude zaměřena na sledování vlivu velikosti měřicího dotyky třísouřadnicového měřicího stroje na parametry rozměrové a tvarové přesnosti (jako je kruhovitost, přímost, válcovitost, rovnoběžnost, apod.), tedy na přesnost obrobené plochy. Bude sledován také vliv nastavení technologických parametrů stroje na velikost jednotlivých odchylek a také vliv nastavení měřicího stroje (např. rychlost snímání, strategie měření) na přesnost měření. Další částí bude sledování vlivu filtrování výsledků měření. 4) Výzkum v oblasti měření přesnosti obráběcích strojů (odpovědný spoluřešitel prof. Ing. Robert Čep, Ph.D.) Vzhledem k aktuálnímu vývoji na trhu se neustále zvyšují nároky na přesnost a kvalitu výroby všech produktů napříč odvětvími průmyslu. Jedním z významných faktorů dodržení předepsaných rozměrů a tolerancí ve výrobní dokumentaci je dobrý stav obráběcích strojů. Jen přesné a správně seřízené stroje mohou vyrábět přesné součásti bez zbytečných nákladů na opravy nebo zmetky ve výrobě. Hlavním přínosem bude znalost stavu strojního parku a na základě vyhodnocení potom stanovení strojů vhodných pro přesné operace obrábění a strojů, které je vhodné zaplánovat pro servisní zásah a seřízení. Znalost stavu strojního parku výrazně sníží náklady na výrobu a zvýší tím konkurenceschopnost na trhu. Předpokládá se vhodnost proměření vybraných obráběcích strojů v pravidelném cyklu nejméně 1x za 2 roky. 5) Využití přípravků v oblasti obráběcích strojů a nástrojů (odpovědný spoluřešitel prof. Dr. Ing. Ivan Mrkvica) Obráběcí stroje a nástroje jsou jedním ze stěžejních oborů našeho hospodářství. Neplatí to pouze o velkých výrobcích těchto strojů a nástrojů, ale existuje i široká síť subdodavatelů, kteří zajišťují zaměstnanost v různých regionech Čech a Moravy. Firma Dormer Pramet patří k nejznámějším výrobcům obráběcích nástrojů ve střední Evropě. V rámci projektu SGS bude v souvislosti s tímto výrobcem zaměřena pozornost na návrh a konstrukci zařízení pro efektivní povlakování osových nástrojů rozdílné velikosti při jedné vsázce do povlakovacího zařízení. Další oblastí pak bude návrh přípravku pro ustavování vzájemné polohy vřeten honovacího automatu při jejich polohování na obráběcím stroji pro firmu Poneco Poděbrady, s.r.o.. Návrh a konstrukce dílčích skupin zařízení pro povlakování osových obráběcích nástrojů. Zařízení bude univerzálního charakteru využitelné po drobné úpravě i k rozšíření možností stávajícího upínání nástrojů na povlakovacích zařízeních různých firem. Dále se bude jednat o návrh a konstrukci přípravku pro ustavení vzájemné polohy vřeten honovacího automatu pro výrobu ložiskových kroužků při jejich výměně a bude reagovat i na vřetena odlišných rozměrů a roztečí. 6) Výzkum mikroprutových struktur s důrazem na technologické limity 3D tisku (odpovědný spoluřešitel Ing. Marek Pagáč, Ph.D.) V rámci projektu bude řešena problematika konstrukce mikroprutových struktur s důrazem na technologické limity 3D tisku a bezpodporový 3D tisk. Tyto konstrukce k odlehčení funkčních součástí a jejich tvar je dán parametrickými rozměry. Cílem projektu je zjistit nejmenší přípustné rozměry a tvar mikroprutových konstrukcí vyrobených 3D tiskem s důrazem na snížení hmotnosti konstrukčních dílů. 7) Testování nástrojů pro operace zpětného soustružení a frézování (odpovědný spoluřešitel doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana PETRŮ, Ph.D.) Předmětem řešení projektu je experimentální činnost zaměřená na výzkum aspektů a efektů třískového obrábění strojírenských materiálů a vlivu na výsledné mikrogeometrické nerovnosti povrchu. Cílem projektu bude posoudit účinnost nově zkonstruovaných nástrojů pro soustružení a frézování, zejména zpětného soustružení a vysokorychlostního frézování. Jednotlivé části projektu na sebe úzce navazují a jsou propojeny. Členové řešitelského týmu mohou participovat na všech částech projektu.

Ing. Jiří Kratochvíl, Ph.D.
prof. Ing.et Ing.Mgr. Jana Petrů, Ph.D.
prof. Ing. Robert Čep, Ph.D.
prof. Ing. Marek Sadílek, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Ivan Mrkvica
Ing. Lenka Čepová, Ph.D.
Ing. Tomáš Zlámal, Ph.D.
doc. Ing. Marek Pagáč, Ph.D.
Ing. Antonín Trefil, Ph.D.
prof. Ing.et Ing.Mgr. Jana Petrů, Ph.D.
Ing. František Špalek, Ph.D.
Ing. Jakub Měsíček, Ph.D.
Ing. Šárka Malotová
Ing. Václav Musil
Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D.
Ing. Jiří Švec
Ing. Pavel Szkandera, Ph.D.
Ing. Jiří Lichovník
Ing. Filip Kowalovski
Ing. Tomáš Szotkowski
Ing. Ondřej Mizera, Ph.D.
Ing. Jakub Till, Ph.D.
Ing. Jakub Michalski
Bc. David Suchý
Bc. Jan Peterek
Bc. Vojtěch Bančík
Bc. Jiří Kasal
Ing. Filip Wdówka
Ing. Jan Zelinka
Ing. Pavel Czepczor
Bc. Vladimír Žváček
Bc. Patrik Šalata
Bc. Patrik Šalata
Ing. Tomáš Bajtek
Bc. Jan Vronka
Ing. Jiří Krutilek
Bc. Martin Jakubec
Bc. Luděk Vyhnánek
Ing. Jiří Bílek
Ing. Jiří Kravčík
Ing. Jakub Petr
Bc. Václav Švarc
Bc. Jiří Krejsek
Bc. David Preisler
Ing. Ondřej Pelant
Ing. Lukáš Smrček
Ing. Monika Jančaříková
Bc. Jakub Prokop
Ing. Tomáš Moch
Bc. Petr Žváček
Ing. Tomáš Smolicha
Ing. Michal Janík
Ing. Martin Vydomus
Bc. Lucie Vojtíšková
Ing. Petr Blaťák
Bc. Lukáš Sláma
Bc. Jan Velčovský
Ing. Aneta Slaninková
Ing. Martin Janoško
Bc. Lukáš Mikl
Bc. Martin Oulehla
Ing. Jan Jansa
Bc. Jakub Hruban
Bc. Bára Matušková
Bc. Jiří Ptáček
Bc. Vladimír Ptáček
Bc. Michael Neuman

Cílem tohoto projektu je provádět výzkum v oblasti progresivního a moderního obrábění a strojírenské metrologie, zejména pak při programování obráběcích strojů formou tvorby moderních šablon obrábění, zvyšováním užitných vlastností povrchu součásti jeho řízenou modifikací, vlivem velikosti měřicího dotyku na přesnost měření a měření přesnosti obráběcích strojů v návaznosti na kvalitu výsledné součásti.

Jako výstupy projektu v souladu s metodikou RVVI se předpokládají:
- min. 1 článek v časopise s IF;
- min 5 článků na konferenci, která má indexovaný sborník na WoS nebo SCOPUS
nebo 2 články v časopise z databáze SCOPUS nebo WoS;
- 1 obhájené teze disertační práce;
- 2 obhájené disertační práce;
- 8 diplomové prace;

Harmonogram řešení projektu:
jaro 2019 – návrh a plán experimentální činnosti.
léto 2019 – realizace experimentů.
podzim 2019 – měření a vyhodnocení dat, ověření.
zima 2019 – diskuze výsledků, prezentace výsledků, zhodnocení projektu.