Návrh racionalizace řezného procesu při vysokoposuvovém frézování tvrdých materiálů

Abstract

Cílem této bakalářské práce je návrh, vývoj a testování nových prototypů vyměnitelných břitových destiček (VBD) určených pro vysokoposuvové frézování tvrdých materiálů. V softwaru AdvantEdge byly porovnány pomocí 2D a 3D simulací tři návrhy modelů a na základě výsledků vybrány dva prototypy k výrobě a následnému testování. Do praktických testů byly kromě nových prototypů zařazeny také nástroje vybraných konkurenčních výrobců a aktuálně používané řešení společnosti Dormer Pramet s.r.o. Před zahájením obráběcích zkoušek proběhla kontrolní měření házení fréz a tvrdosti obráběného materiálu. Zkoušky obrábění se zaměřily na sledování zatížení stroje, drsnost obrobené plochy a tvar vzniklých třísek. Následovaly zkoušky trvanlivosti, při kterých byl zaznamenáván čas do výskytu kritického opotřebení a zkoumány dominantní mechanismy opotřebení jednotlivých VBD. Prototyp P1 dosáhl nejdelší životnosti, nejlepší kvality obrobené plochy a nejnižšího zatížení stroje. Překonal tak vybrané konkurenční nástroje i aktuální řešení společnosti Dormer Pramet s.r.o. Součástí práce je také teoretický úvod do řešené problematiky a analýza testovaných nástrojů. Všechny dosažené výsledky jsou shrnuty a zhodnoceny v technicko-ekonomickém zhodnocení.

The aim of this bachelor’s thesis is the design, development, and testing of new prototypes of indexable cutting inserts (ICIs) intended for high-feed milling of hard materials. Three prototype models were evaluated using 2D and 3D simulations in AdvantEdge software, and based on the results, two prototypes were selected for production and subsequent testing. In addition to the new prototypes, the practical tests also included tools from selected competitors and the currently used solution from Dormer Pramet s.r.o. Before the machining trials, runout of the milling cutters and the hardness of the machined material were measured. The cutting tests focused on monitoring machine load, surface roughness, and chip formation. This was followed by durability tests, during which the time to critical wear was recorded and the dominant wear mechanisms of each insert were analyzed. Prototype P1 achieved the longest tool life, the best surface quality, and the lowest machine load, outperforming both the selected competing tools and the current solution by Dormer Pramet s.r.o. The thesis also includes a theoretical introduction to the topic and an analysis of the tested tools. All results are summarized and evaluated from a technical and economic perspective.