ŠANCA, K. Výroba dutého čepu objemovým tvářením za studena [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Jopek, Miroslav

Cílem hodnocené diplomové práce byl návrh výroby dutého čepu objemovým tvářením za studena. Práce je po formální, grafické stránce uspokojivá. Bohužel na odborné úrovni práce se podepsalo neabsolvování odborných předmětů v oblasti technologie a teorie tváření - zejména předměty teorie tváření a experimentální metody. I přes tento handicap se autor v dané problematice snažil úspěšně orientovat, což prokázal ve zdařilém návrhu finálního nástroje, který by bylo možné i komerčně využít. Spolupráci s vedoucím hodnotím jako výbornou. Autor pravidelně konzultoval a byl při tvorbě práce samostatný a aktivní. Celkově hodnotím DP jako zdařilou: formou, obsahem i rozsahem splňující nároky kladené na formát diplomové práce a doporučuji ji k obhajobě.

Posudek oponenta

Řiháček, Jan

Diplomová práce se zabývá návrhem technologie sériové výroby krátkého dutého čepu z konstrukční oceli 12 050 objemovým tvářením za studena. Stěžejním cílem bylo zamezit vzniku přeložky, čehož bylo v práci i s pomocí numerické simulace dosaženo a z tohoto pohledu je tedy možné konstatovat, že práce splňuje hlavní cíle vytyčené v rámci zadání. V úvodu práce autor představuje vyráběnou součást, její geometrické parametry i materiálové vlastnosti zvolené oceli. Je škoda, že v rozboru zadání není žádná zmínka o původním neoptimalizovaném stavu. Očekával bych popis výchozího stavu výroby s rozborem vznikajícího defektu a příčinami nutnosti optimalizace výroby, tj. současným strojem, nástroji, systémem mazání apod. Zároveň se jeví jako zbytečné, uvádět ve zmíněné kapitole výrobní možnosti, když už je dopředu dané, že bude využito objemové tváření za studena. Stran popisu materiálového modelu oceli 12 050 je třeba zmínit, že se mu autor v práci věnuje vcelku dost podrobně, což je beze sporu přínosné, i když občas jsou informace uváděny dosti nepřehledně. Některé zdroje, ze kterých autor v práci čerpá, jsou špatně citované a nelze tak např. dohledat literaturu [12], uvedenou na str. 10 v souvislosti s křivkou zpevnění materiálu, jež je ve zdrojích uvedena pouze jako „Poradenské příručky“. Některé veličiny z tab. 4 na str. 11 se nevztahují ke vzorci Johnson-Cook, i když na to autor v textu odkazuje, ba dokonce nejsou vysvětleny. Není tak jasné, co popisují veličiny „G“, „f“, „Qt“ apod. Rovněž není příliš logické uvádět parametry rovnice Johnson-Cook a u přístupu GMT pouze poznamenat, že jsou veškeré jeho parametry umístěny až do příloh. Teoretická rešeršní část práce se následně logicky věnuje jednotlivým technologiím objemového tváření za studena. Celá teoretická část víceméně vychází pouze z jednoho zdroje, což škodí práci, nejen po obsahové stránce, a nedá se tak bohužel hovořit o rešerši, která předpokládá třídění informací z vícero zdrojů tak, aby byla nápomocna autorovi při jeho vlastním návrhu v praktické části. Celá práce využívá pouze 17 literárních zdrojů, a to v drtivé většině případů jen českých. Některé online zdroje odkazují na web You Tube, což je vyloženě nevhodné. Jiné zdroje nereflektují citační normu a jsou tak formálně špatně zapsané (např. zdroj [8], [11] atd.). Na škodu je rovněž i špatná kvalita obrázků, z nichž některé jsou nevhodně uvedeny téměř přes celou stranu. Citace u obr. 18 na str. 21 neodpovídá obsahu a nejde tudíž dohledat skutečný zdroj obrázku. Text je místy bez návazností a velmi neutříděný. Spíše než ucelený text se jedná o hesla bez logiky. V textu se dále vyskytuje množství nepřesných nebo zavádějících výrazů. Např. na str. 20 je zmiňován místo zavedeného pojmu „kalota“ termín „polotovar ve tvaru mince“ nebo na str. 21 autor místo pojmu trubka (trubkový polotovar) používá výraz „tyčový dutý materiál“. Na rešeršní část navazuje vlastní návrh technologie výroby. Zde autor zmiňuje, že je nejdříve nutné navrhnout 4 varianty výroby dílce. Už ale neuvádí, z jakého důvodu a proč zrovna 4. Dále je třeba zmínit, že pro práce tohoto typu se standardně používá trpný rod. Zde ale autor doslova přepíná mezi jednotlivýcmi rody, časy i osobami, což je velmi nešťastné, už kvůli přehlednosti. I v praktické části se vyskytují špatně formulované věty či výrazy. Celkově je třeba vyzdvihnout množství analyzovaných variant a provedených numerických simulací v prostředí Simufact Forming. Bohužel ale tyto snahy zapadají ve špatně pojatém členění práce. Některé, podle mého soudu podstatné, informace autor umisťuje do příloh a jiné uvádí hned několikrát. Např. rozložení přetvoření pro jednotlivé průřezy autor na str. 28 zbytečně uvádí hned třikrát (graficky, v tabulce a ještě sloupcovým grafem). Na obr. 28 potom zcela nevhodně uvádí souhrnně geometrie všech uvažovaných variant. Očekával bych, že pro každou variantu bude proveden rozbor pomocí metody konečných prvků a její zhodnocení tak, jak je to popsáno v úvodu praktické části. Výsledky numerických simulací by též mohly být uváděny i s příslušnými legendami. Podle barevného rozložení v některých výsledcích (např. obr. 35) by se mohlo zdát, že polotovar se deformuje nejvíce ze začátku a na konci nevykazuje žádné přetvoření, což je nesmysl. V rámci kap. 3.4 se autor snaží porovnat výsledky simulací s analytickým stanovením potřebných tvářecích sil. Hned v úvodu ale dělá, dle mého mínění, zásadní chybu, když přirozený přetvárný odpor, vstupující jako základ téměř do všech výpočtů, určuje z neznámých důvodů pro rychlost přetvoření 0,0111 1/s. Při tom je ale v úvodu praktické práce odhadnuta střední rychlost pohybu nástroje na 0,17 m/s a podle toho by měla být stanovena i rychlost přetvoření a následně i přetvárný odpor. Není tedy divu, že se při srovnání jednotlivé hodnoty od sebe liší. Celkové srovnání je obecně velmi zmatené. Některé hodnoty sil jsou v práci stanoveny pouze simulačně jiné simulací i analyticky a chybí srovnání zpětného protlačování. V některých pasážích je porovnání sice provedeno, už ale chybí vyslovení závěru, např. o procentech odlišnosti nebo možném důvodu, proč se výsledky liší. Porovnání potřebné síly pro dopředné protlačování na str. 45 je vyloženě nevhodné. Simulace totiž počítá i s protlačením vybrání v horní části protlačku, ne pouze s dopředným protlačováním. I tak ale autor v 10. variantě možného geometrického uspořádání nachází vhodnou variantu bez vzniku přeložek i jiných defektů a pro tento optimalizovaný výrobní proces volí stroj a konstruuje nástroj. Z hlediska návrhu stroje lze konstatovat, že zvolený typ CBF-204L se jeví jako vhodný s dostatečnou silou i rozměry pro upnutí nástrojů. Pro ověření vhodnosti navrhovaných průtlačnic práce obsahuje rovněž jejich kontrolu na dovolený tlak při protlačování a optimalizaci rozměrů, jež byla provedena v softwaru Optim. Zde mi chybí matematický model, který mohl zaznít alespoň v přílohách. Geometrický model, který je v práci zmíněn už v rámci rešerše, bych zde znovu uvedl pro konkrétní optimalizovanou geometrii průtlačnice, neboť v opačném případě je velmi těžké se ve všech uvedených parametrech vyznat. V závěru práce je proveden i ekonomický rozbor s bodem zvratu, který definuje výrobu jako bezpečně ziskovou. Navrhované konstrukční řešení nástrojů autor shrnuje do výkresové dokumentace. Ta je zpracována vcelku přehledně a vhodným způsobem. Jedinou výraznější výhradu mám ke kusovníku. Seřazení položek v kusovnících by dle zvyklostí mělo být opačné, tj. záhlaví nahoře a při vyplňování se postupuje směrem dolů. Dále by měl být výčet přerušen jedním nebo několika volnými řádky mezi položkami vyráběnými a nakupovanými. Krom občasných překlepů v textu lze mezi další nedostatky práce zařadit např.: - nevhodný formát stran práce neodpovídající formátu A4, - špatné formátování některých nadpisů, - nevhodná klíčová slova v abstraktu, - špatné číslování stran, - chybějící čárky a tečky v legendách vzorců, - různá velikost písma v některých vzorcích (např. vztah 1.4). Závěrem je třeba zmínit, že byť práce působí nepřehledně a celkový dojem kazí i její neuspořádanost a špatná práce s citacemi, celkově se beze sporu jedná o zajímavé téma s velkým přínosem pro výrobu v dané firmě i velkým potenciálem pro optimalizaci s mnoha navrženými a analyzovanými úpravami. Škoda, že prezentovaný koncept působí jako nedotažený a práce samotná v některých pasážích vypadá jako šitá horkou jehlou.

eVSKP id 139710