Naslov Računalna simulacija i optimizacija postupka izrade na primjeru držača alata numerički upravljanih glodalica Naslov (engleski) Computer simulation and optimization of the turning process on the example of tool holders of numerically controlled milling machines Autor Matija Bauer Mentor Marko Kršulja (mentor)Mentor Damir Karabaić (komentor)Član povjerenstva Sven Maričić (predsjednik povjerenstva)Član povjerenstva Damir Karabaić (član povjerenstva)Član povjerenstva Marko Kršulja (član povjerenstva)Ustanova koja je dodijelila Sveučilište Jurja Dobrile u Puli Datum i država obrane 2023-05-04, Hrvatska Znanstveno / umjetničko TEHNIČKE ZNANOSTI Sažetak Ovim radom provedeno je istraživanje mogućnost uporabe alternativnog materijala izrade termoskupljajućeg držača alata numerički upravljanih alatnih obradnih centara. Temelj istraživanja je konstruiran model držača alata sa termoskupljajućom steznom glavom i SK40 prihvatom prema dimenzijama i konstrukcijskim zahtjevima ISO 7388-1 norme. Na konstruiranom modelu provedene su analize i simulacije kako bi se utvrdila validnost korištenja alternativnog materijala. su analiza naprezanja prema von Misesovoj teoriji, analiza zamora materijala i toplinska analiza. Provedena je optimizacija procesa izrade konstruiranog modela držača alata pomoću metoda oblikovanja odvajanjem čestica. Nadvedene analize su izvršene na istom modelu koristeći EN ISO 4957 :2000 X40CrMoV5-1 čelik, koji je standardno korišten materijal izrade, i EN 10250 36CrNiMo4/1.6511 čelik, koji je odabran kao alternativan materijal. Izabrani alternativni materijal po svojim mehaničkim svojstvima sličan je standardno korištenom materijalu izrade držača alata, dok im se toplinska svojstva razlikuju. Analize naprezanja provedene su na najveće naprezanje od 200 Nm što je najveća snaga koje vreteno obradnog stroja može isporučiti. Postavljeni parametri koje držač alata konstruiran od izabranog materijala mora udovoljiti jest da najveće opterećenje od 200 Nm na prihvatu alata i konusu može biti aplicirano bez deformacija izvan tolerancija propisanih normom i specifikacijama proizvođača te da izdrži najmanje 5000 ciklusa termičke izmjene alata u držaču bez pucanja držača alata. Von Misesovom analizom utvrđeno je da alternativni materijal udovoljava postavljenim kriterijima. Najveća naprezanje je isto kod oba modela dok je ekvivalentni pomak neznatno veći kod alternativnog materijala. Vijek trajanja držača udovoljava zahtjevima što je utvrđeno analizom zamora materijala. Prilikom izmjene alata, model konstruiran alternativnim materijalom, zahtijeva duže zagrijavanje te su naprezanja prilikom izmjene znatno veća nego kod standardno korištenog materijala. Zbog većeg faktora obradivosti izabranog materijala vrijeme izrade držača alata umanjeno je za 6.5 min.
Sažetak (engleski) In this thesis, the possibility of using an alternative material to produce heat-shrinkable tool holders of numerically controlled tool machining centres was researched. The basis of the research is a designed tool holder model with a heat-shrinkable clamping head and SK40 tool holder taper according to the dimensions and construction requirements of the ISO 7388-1 standard. Analysis and simulations were performed on the designed model in order to determine the validity of the chosen alternative material. The results of stress analysis according to von Mises theory, material fatigue analysis and thermal analysis were interpreted, and conclusions were given. Optimization of the manufacturing process of the tool holder model was carried out using the method of production by material cutting techniques in order to reduce the time of its production. The listed analyses were performed on the same model using EN ISO 4957:2000 X40CrMoV5-1 steel, which is the standard production used material, and EN 10250 36CrNiMo4/1.6511 steel, which was chosen as the alternative material. The chosen alternative material has similar mechanical characteristics to the standard used tool holder material, while their thermal properties differ. Stress analyses were performed at a maximum stress of 200 Nm, the highest power that the machine tool spindle can deliver. The set parameters that the constructed tool holder from the selected tool must meet are that the maximum load of 200 Nm on the tool holder and the cone can be applied without deformation beyond the tolerances determined by the ISO standard and the manufacturer's specifications and to withstand at least 5000 cycles of thermal exchange of the tool in the holder without cracking the tool holder. With von Mises analysis was determined that the alternative material meets the set criteria. The peak stress is the same in both models, while the equivalent displacement is slightly higher in the alternative material. The service life of the holder meets the requirements, which was determined by the fatigue analysis of the material. When changing the tool, the model constructed with an alternative material requires longer heating and the stress during the change is significantly higher than with the standard material used. Due to the higher machinability factor of the selected material, the tool holder production time was reduced by 6.5 min.
Ključne riječi
obradni centri
držač alata
termoskupljajući držač
numeričko upravljanje
prihvat alata
Ključne riječi (engleski)
machining center
tool holder
thermal holder
numerical control
tool shank
Jezik hrvatski URN:NBN urn:nbn:hr:137:480636 Studijski program Naziv: Strojarstvo Vrsta resursa Tekst Način izrade datoteke Izvorno digitalna Prava pristupa Otvoreni pristup Uvjeti korištenja Datum i vrijeme pohrane 2023-05-12 07:50:59
