dokument s příklady bez odkazovaných souborů (PDF) - VUT UST

∙ určení zatížení a posunutí (uchycení);
∙ nastavení parametrů výpočtu.
Tyto kroky jsou obecně popsány v [51, 53]. Největší problém představuje získání geometrie nástroje.
Geometrii pro výpočet je možno získat několika cestami, některé způsoby již byly uvedeny v předcházejících
kapitolách. Následující popis pevnostní analýzy metodou konečných prvků (MKP) je opět zaměřen
na Ansys Workbench. Archiv s daty projektu je k dispozici v souboru RAR.
5.2.1 Model
Model je do prostředí Ansys Workbench načten přímo z aplikace SolidWorks. Výhodou tohoto propojení
je možnost aktualizace modelu bez dalších změn v projektu.
5.2.2 Materiálové vlastnosti
Nástroj je vyroben práškovou metalurgií z rychlořezné oceli ASP30. Tato ocel se vyznačuje vysokou homogenitou
materiálu, malou velikostí zrn a vhodnou distribucí karbidů s minimální pórovitostí. Chemické
složení oceli je uvedeno v tab. 15.
Složení C Cr Mo W V Co
% 1, 28 4, 20 5, 00 6, 40 3, 10 8, 50
Tabulka 15: Chemické složení oceli ASP 30
Mechanické vlastnosti oceli ASP30 jsou uvedeny v tab. 16. V porovnání s tvarově shodnými čelními
frézami se stejným PVD povlakem, u kterých se využívá konvenční tvářecí technologie pro výrobu
polotovaru, dosahují ASP frézy menšího rozptylu výsledků, stabilnějšího frézování a za přibližně stejných
podmínek obrábění i prodloužení trvanlivosti o 30 až 50% [21].
Teplota
20 ∘ 400 ∘ 600 ∘
Hustota Kg/m 3 1 8050 7935 7880
Modul pružnosti kN/mm 2 2 240 214 192
Koeficient teplotní roztažnosti μm/m ∘ C 2 − 11, 8 × 10 −6 12, 3 × 10 −6
Měrné teplo J/Kg ∘ C 2 420 510 600
Teplotní vodivost W/m ∘ C 2 24 28 27
Tabulka 16: Mechanické vlastnosti materiálu ASP30
5.2.3 Silové zatížení
Plocha, na kterou působí řezné síly, je obecného tvaru. Její velikost je odvozena z působení odcházející
třísky na čele a z opotřebení nástroje. Její určení je velmi náročné – pro operace frézování dosud nebyly
stanoveny žádné modely plošného zatížení. Pro výpočet byla použita plocha, která vznikne kolmým
průmětem průřezu třísky na čelo (pro působení sil F x a F y ). Síla F z působí na hřbet nástroje, viz
obr. 114.
V průběhu řezu je nástroj zatěžován nerovnoměrně, protože plocha třísky není konstantní. Nahrazení
jednotnou plochou a působící silou, které je použito pro statický výpočet maximálního zatížení, ovlivní
celý výpočtový model minimálně. Model, který je použit, rozdělí působící sílu rovnoměrně na celou
označenou plochu břitu nástroje. Síly vychází z reálného měření při obrábění materiálu ˇCSN 15249.9,
viz tab. 17, velikost jednotlivých sil je uvedena v tab. 18.
5 FRÉZA 59