Expertní systém pro podporu konstrukce monolitních vrtacích nástrojů.

Abstract

Disertační práce "Metody zefektivnění konstrukce řezných nástrojů" se zabývá zefektivněním oblasti technologické přípravy výroby monolitních řezných nástrojů pomocí obecných CAD systémů V úvodní částí této práce je provedeno představení základních typů řezných nástrojů ve vazbě na systém přípravy jejich výroby. Z tohoto pohledu jsou monolitní nástroje specifické. Součástí úvodní části analýza těchto automatizačních nástrojů v CAD systému CATIA V5 R19. Úvodní část dále obsahuje výběr typového představitele monolitního řezného nástroje. Z analýzy specifik jednotlivých technologií třískového obrábění byla vybrána oblast vrtacích nástrojů. Jako typový představitel byl vybrán monolitní šroubovitý vrták. Hlavním důvodem je složitost geometrie břitu, která spočívá v proměnlivosti řezných úhlů čela, hřbetu a sklonu hlavního ostří po průměru tohoto nástroje. Obsahem druhé kapitoly je hlubší analýza geometrie monolitního šroubovitého vrtáku, která se opírá o informace získané z odborných zdrojů či z přímé zkušenosti autora. V této analýze je zvolený řezný nástroj rozdělen na jednotlivé prvky. Samostatnou část tvoří popis úprav, které zvyšují užitné vlastnosti monolitního šroubovitého vrtáku. Tato část obsahuje popis způsobů redukce délky příčného ostří a mikrogeometrické úpravy hlavního břitu ve formě fazet či zaoblení. V třetí a stěžejní kapitole této disertační práce je představen nový přístup k modelování monolitního šroubovitého vrtáku. Tento přístup využívá spojení automatizačních nástrojů dostupných v systému CATIA V5 s vlastně vytvořeným externím matematickým řešičem pro provedení potřebných výpočtů. Cílem tohoto přístupu je zohlednění technologie výroby monolitního šroubovitého vrtáku při vytváření jeho jednotlivých prvků, ale pouze tam, kde je nezbytný. U těchto prvků jsou popsány matematické metody spolu s jejich praktickou aplikací, která vede na odvození konkrétních rovnic potřebných pro prováděné výpočty. U hrotu a redukce délky příčného ostří jsou představeny iterační polohovací algoritmy pro dosažení požadované efektivity modelování těchto prvků. Kapitola dále obsahuje popis dodatečných modulů sloužících např. pro analýzu geometrie monolitního šroubovitého vrtáku, jejichž výstup mohou využívat další programy. Dále je představen modul sloužící pro vymodelování ochranné fazety na hlavním břitu v kvalitě přesahující možnosti nativních funkcí CAD systému CATIA V5 R19. Čvrtá a poslední kapitola této práce představuje další nástroje pro zefektivnění návrhu monolitního šroubovitého vrtáku. Konkrétně se jedná o využití expertních systémů pro podporu volby geometrie řezného nástroje. Dále kapitola představuje využití metody MKP pro analýzu vlivu geometrie řezného nástroje na tvorbu třísky a termomechanické zatížení nástroje i obráběného materiálu pomocí speciálního softwaru AdvantEdge FEM.