KOUMAR, F. Výroba 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 čepu objemovým tvářením za studena. Student po zadání diplomové práce pravidelně a aktivně konzultoval. Tato aktivita se v průběhu času vytrácela, což se negativně projevilo na celkové úrovni diplomové práce a to zejména po stránce grafické, stylistické úpravy a schopnosti interpretovat dosažené výsledky. Celkově hodnotím DP jako uspokojivou: formou, obsahem i rozsahem splňující nároky kladené na formát diplomové práce a doporučuji ji k obhajobě.

Posudek oponenta

Peterková, Eva

Diplomová práce Františka Koumara se zabývá problematikou výroby čepu objemovým tvářením za studena. Pro výrobu součásti byla zvolena kombinace technologií pěchování, dopředného a zpětného protlačování. Cílem práce bylo navrhnout inovaci výrobního postupu pro odstranění vzniku nežádoucí přeložky u hlavy čepu. Diplomant navrhl tři možná řešení, z nichž vybral optimální variantu, pro kterou provedl potřebné výpočty a navrhl nástroj i stroj. Vše ověřil simulací a na závěr provedl ekonomickou rozvahu, z níž usoudil, že výroba čepu objemovým tvářením je jednoznačně výhodnější nežli třískovým obráběním. Po obsahové stránce diplomant splnil patřičný rozsah práce i všechny stanovené cíle zadání. Práce je však, co se týče gramatické, stylistické a formální stránky, na velmi nízké úrovni. V práci se vyskytuje velké množství gramatických chyb, věty pozbývají smysl, obrázky jsou málo názorné a ve špatné kvalitě, nejsou splněna pravidla stylu psaní práce, zejména v psaní odrážek, uvádění literárních zdrojů, psaní vzorců, je zde chybné odkazování na obrázky i na vzorce, v obsahu jsou hlavní kapitoly malým písmem, do vzorců jsou dosazovány hodnoty, o nichž se neví, odkud jsou vzaty a často i co znamenají, chybí jednotky u výsledků, vyskytuje se rozdílné značení veličin v textu a v obrázcích a mnoho dalších. Autor ve snaze nepřejímat doslovná znění z použitých zdrojů mnohokrát vytvořil věty, které nedávají smysl, nevyjadřují podstatu či nejsou pravdivé /např. věta ke vzorci (2.24)/. Výpočtové vztahy sepsané v teoretické části práce jsou převážně převzaty z jednoho jediného zdroje. Za odstavci je často uveden výčet 6-ti zdrojů, ikdyž je odstavec očividně přejat jen z jednoho. Mnohokrát nelze dohledat obrázky nebo vztahy v citovaném zdroji. Některé kapitoly by si zasloužily rozšířit, zejména strohá je kapitola o nástrojích. Kapitola 6.1 je vcelku bezpředmětná, zejména zmínka o černění a zinkování. Úvod práce je poněkud neuspořádaný, chybí zmínka o kování, jakožto velmi používané metodě objemového tváření. Popis součásti je velmi obecný, chybí mi uvedení konkrétního využití v praxi. V úvodní části práce není přesně definováno, co je cílem práce. V úvodu kapitoly 2, týkající se obecného popisu objemového tváření, autor sklouzává k popisu jedné metody, a to protlačování. V samotné kapitole o protlačování se autor nezabývá stranovým ani kombinovaným způsobem. V práci jsou nepřesně popsané vztahy pro výpočet odporů, je zde zmatek v pojmech deformační odpor, přirozený přetvárný odpor a střední hodnota přirozeného přetvárného odporu. U vzorce pro střižnou sílu označuje koeficient no jako součinitel vlivu otřepení. Ve vztahu (2.20) na str. 19 se vyskytují hlavní složky přetvoření, které autor nezvykle označuje indexy k, l, m a chybně je nazývá celkovými hodnotami přetvoření pro dílčí oblasti průtlačku. Na téže straně je nepřesně uvedeno, že součinitel tření je pro danou oblast. Přesněji by mělo být, že se tento součinitel uvažuje na stykové ploše mezi nástrojem a polotovarem. U vzorce (2.1) je ve jmenovateli chybně uveden rozměr konečný, má být výchozí. Vzorec (2.2) platný pro pěchování má mít obráceně zlomek přirozeného logaritmu. Vzorec (2.10) je chybný. V praktické části práce diplomant navrhl tři nové varianty výrobního postupu. Stávající postup, označený jako varianta 0, by bylo vhodné pro lepší srovnání podrobit analýze dosahovaných přetvoření v jednotlivých operacích. K návrhům nových variant mám následující připomínky. Pro lepší názornost a úplnost by bylo vhodné v jednotlivých bodech postupů výroby uvádět i změny konkrétních průměrů. Při stanovování hodnot přetvoření se autor nedržel obecného vztahu pro výpočet logaritmického přetvoření /=ln (konečný průřez ku počátečnímu průřezu)/, což se projevilo na znaménku při výpočtu přetvoření u zpětného protlačování. V této souvislosti jsou pak všechny skladby logaritmických deformací vykresleny špatně (obr. 39, 41 a 43). U varianty B je špatně definován výrobní postup a v Tab. 7 jsou špatné hodnoty průměrů. U varianty C je špatně stanoveno přetvoření dříku II ve 2. operaci, kdy správně dochází ke změně průměru z D1 na D3 nikoliv z D2 na D3. Hodnota celkového přetvoření dříku II pak vychází o něco menší, než je uvedeno v práci. Autor za výslednou vhodnou variantu zvolil variantu C, u které sice nedochází v žádné části čepu ke kritickému přetvoření, ale střední část čepu, tzv. dřík I, je téměř 3x méně přetvořený a tedy zpevněný než hlava a spodní dřík. Otázkou je, zda při funkci čepu v provozu nebude tato skutečnost na závadu. Nejvíce ale na celé práci vytýkám fakt, že autor pro veškeré výpočty tvářecích sil zvolil jiný materiál, než ze kterého je čep vyráběn. Důvodem bylo, že v materiálové databázi simulačního programu Simufact Forming 16.0, který diplomant použil pro konečné srovnání, se materiál čepu 1.4511 nenachází. Zvolil tedy materiál 1.4301, který je dle mínění autora podobný. S tímto nemohu souhlasit, neboť stávající materiál je feritická korozivzdorná ocel a navolený materiál je austenitická korozivzdorná ocel. Tyto materiály mají odlišné vlastnosti. Například austenitické korozivzdorné oceli vykazují v porovnání s feritickými větší zpevňování za studena, což má za následek potřebu podstatně větších tvářecích sil. U austenitických ocelí se dosahuje vyšších stupňů přetvoření. Toto vše se projeví na vypočtené tvářecí síle i na samotné simulaci procesu tváření. Tyto výsledky pak není možné srovnávat se současným stavem. Pro výpočet přirozeného přetvárného odporu diplomant použil dynamický model GMT. Nikde ovšem není uvedeno, co to je za model, proč zvolil právě tuto rovnici a odkud jsou vzaty hodnoty konstant pro výpočet. Pro druhou operaci se u dříku II výpočtem stanovila hodnota středního přirozeného přetvárného odporu rovna 934,81 MPa, viz str. 47. V následujícím výpočtu deformačního odporu se ovšem vyskytuje hodnota jiná, a to 929,94 MPa. U výpočtu deformačního odporu pro 4. operaci (str. 49) je chybně uvedena konstanta 1,158. Výsledek je ale správný. Vzhledem k odlišnému materiálu se celková tvářecí síla bude lišit od případu, kdy by nově navrženým způsobem byl vyráběn čep ze zadaného materiálu. To v konečném důsledku může ovlivnit i volbu stroje. Diplomant následně navrhl rozměry funkčních částí nástroje pro 2. operaci. Tato kapitola mohla být názornější a lépe okomentovaná, nicméně parametry nástrojů jsou navrženy správně. Dle vypočteného radiálního tlaku 1584,38 MPa zvolil použití jedné objímky. Ta se obvykle používá do tlaku 1600 MPa, takže tato volba je na hranici. Provedená simulace je zpracovaná pěkně a přehledně, bohužel podává obrázek o materiálu 1.4301, což nelze úplně srovnat se stávajícím stavem a vyvozovat z toho adekvátní závěry. Ekonomické srovnání výroby dílce objemovým tváření a obráběním je stručné, orientační, nicméně poskytuje jakousi jasnou představu o správné volbě typu výroby zadaného dílce. Výkresová dokumentace obsahuje výkres sestavy nástrojů, funkční nástroje pro 2. operaci zvoleného postupu a výrobní výkres čepu. K výkresům mám pár připomínek. Především v rohovém razítku na sestavě se neuvádí celková drsnost ani poloměry zaoblení rohů. Na tomto výkrese se vyskytují různé tloušťky obrysových čar, tlusté čáry u přerušení, přetažené čáry. V nástroji pro poslední operaci není pozice středicí podložky. Pokud je stejná jako u 3. kroku, pak v kusovníku je uveden špatný počet kusů. Stejně tak pojistná matice má mít v kusovníku 4 ks, nikoliv 3 ks. Název „středicí deska“ (poz. 21 a 23) je zavádějící, vzhledem k průměrům by bylo vhodnější použít název například středící kroužek či pouzdro. Kryt 3, označený poz. 18, je v kusovníku ve 2 kusech. Z výkresu je očividně patrné, že jejich geometrie u nástroje pro 3. a 4. operaci ale není stejná. V horní části nástroje pro 4. operaci je vykreslen vyhazovač 2 (poz. 39), toto vykreslení se mi zdá z hlediska technického kreslení nesprávné. Na výkrese průtlačníku by bylo vhodnější nad razítko uvést namísto 60 ± 2 HRC jen 60 – 2 HRC pro tepelné zpracování. Práce má mnoho nedostatků, přesto ji doporučuji obhajobě.

eVSKP id 139652