Vývoj technologie odběru zkušebních vzorků pro zkoušky mechanických vlastností pomocí jádrování

Antonín Trefil

Doctoral thesis

Technology Development of Test Samples for Mechanical Properties Testing using Coring

Abstract:

TREFIL, Antonín. Vývoj odběru zkušebních vzorků pro zkoušky mechanických vlastností pomocí jádrování. Ostrava, 2018. 90s. Disertační práce. VŠB – Technická univerzita Ostrava. Školitel: doc. Ing. Robert Čep, Ph.D. Nedílnou součástí výroby každé součásti je i ověření konkrétních mechanických hodnot. Dle budoucího použití součásti jsou stanoveny i požadavky na její mechanické hodnoty, jako jsou například tvrdost, houževnatost, otěruvzdornost a další. Pro zkoušky mechanických vlastností je nutné získat vzorek přímo z polotovaru součásti, který použijeme k výrobě zkušebních těles a jejich následnému odzkoušení. Teoretická část práce velmi stručně popisuje mechanické zkoušky materiálu (zkoušku tahem a zkoušku vrubové houževnatosti) s popisem velikostí zkušebních těles dle platné normy. Prostudována je i problematika současného způsobu odběru zkušebních těles na provozech kováren. Práce se zabývá odběrem zkušebních segmentů pro mechanické zkoušky na výkovcích o hmotnosti jednotek až desítek tun, a to pomocí technologie jádrování. Jádrovací nástroje vyžadují velkou tuhost obráběcí soustavy – S-N-O (stroj – nástroj – obrobek) s dostatečnou podporou tlaku a průtoku procesního média. Změnou konstrukce nástroje popřípadě geometrie řezné destičky je možné dokázat použití této technologie i na provozech kováren za pomoci mobilních zařízení. Jedná se o použití mobilních (montážních) strojů, zajištění procesního média a výše zmíněné úpravy nástrojů. V budoucnu by to znamenalo podstatné snížení nákladů na výrobu součástí, z důvodu odstranění velkého množství (dle tvaru součásti) zkušebního materiálu na výkovcích a dále nákladné přepravy těchto těžkých výkovků k pracovišti pro odběr segmentů. Nejedná se pouze o přepravu součástí k pracovišti odběru, ale i nazpět k opakovanému jakostnímu tepelnému zpracování v případě nedostatečných mechanických hodnot. Z výsledků experimentálních prací plynou konkrétní závěry pro použití navrhované technologie odběru v praxi. V závěrečném zhodnocení jsou shrnuty výhody a přínosy nového řešení odběru zkušebních segmentů na provozech kováren.

Abstract:

TREFIL, Antonín. Technology Development of Test Samples for Mechanical Properties Testing using Coring. Ostrava, 2018. 90s. Dissertation Thesis. VŠB – Technical university of Ostrava. Thesis supervisit: Assoc. Prof. Robert Čep, Ph.D., MSc The verification of mechanical properties is essential for each machine component. Depending on the future use of the component, the requirements for its mechanical properties are also specified such as hardness, toughness, abrasion resistance, etc. Segment from semi-finished product is essential for manufacturing test specimens and subsequent mechanical testing. Teoretical part of the thesis very briefly describes mechanical test methods (tensile test, Charpy impact test). Shapes and dimensions of specimens are described according to valid standard. The current methods of sampling on the forging shop was also studied. The work deals with sampling of test segments for mechanical testing on heavy forgings (from about two up to several tens of tons) by core drilling technology. Core drilling tools require rigidity of the machining systém – M-T-W (machine-tool- workpiece) with sufficient pressure support and flow media process support. By changing the tool design or the geometry of the cutting tool insert it is possible to prove the use of this technology also in the forging shops with mobile devices. These are the use of mobile (assembly) machines, the provision of process media and the above-mentioned tool modifications. In the future this would entail a substantial reduction in the cost of manufacturing the parts due to the removal of large quantities (according to the shape of the component) of the test material on the forgings and also the expensive transport of these heavy forgings to the sampling workplace. It is not only about transporting components to the sampling workplace but also about back transporting due to quality heat treatment in case on insufficient mechanical values. The results of experimental work are the concrete conclusions for the use of the proposed technology in practice. The final evaluation summarizes the benefits of a new solution for the sampling of test segments in forging shops.

Keywords

Jádrování, jádrový vrták, trepanační vrták, vrtání na jádro, odběr vzorků pro mechanické zkoušky, mechanické zkoušky, měření teploty, magnetická vrtačka, montážní vrtačka, upínač, Weldonový upínač s vnitřním chlazením, vyměnitelné břitové destičky

Keywords

Coring, Coring drill, Trepanning drill, Test specimen for mechanical properties, Mechanical testing, Temperature measurement, magnetic drill, assembly drill, Fixture, Weldon end mill holders with coolant channels, Indexable cutting inserts

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 6. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 9. 11. 2018
• Supervisor: Robert Čep
• Reader: Josef Chladil, Dana Stančeková, Peter Demeč

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie