obr titTvárnenie kovov je založené na ich schopnosti zniesť určité pretvorenie bez porušenia súdržnosti materiálu. Hlbším štúdiom teórie plasticity, náuky o materiáloch a ďalších s nimi súvisiacich vedných odborov sa neustále pokúšame nájsť nové a netradičné postupy tvárnenia.


Tvárnenie je technologický proces, pri ktorom sa pôsobením tváriaceho nástroja mení tvar východiskového materiálu bez odberu triesok. Tvárnenie patrí medzi progresívne výrobné technológie.
Progresívnosť tvárnenia spočíva najmä v zníženej spotrebe východzieho materiálu na súčiastky alebo konštrukciu v zlepšení mechanických vlastností východzieho materiálu v krátkych výrobných časoch, vo vysokej produkčnosti, v možnosti výroby súčiastok na hotovo a v plnej automatizácii pomocných operácií a úkonov. Zvláštnosťou je to, že každý z výrobných postupov je realizovaný jedinečným tvárniacim nástrojom upnutým vo vhodnom tvárniacom stroji. Hlavné výhody tvárnenia kovov (Žitňanský, 2016):
- možnosť vytvoriť tvary polovýrobkov, ktoré sa nedajú vytvoriť inými technológiami,
- umožňuje využiť plastické vlastnosti kovov,
- znižuje sa spotreba materiálu na súčiastku na minimum,
- pri veľkosériovej a hromadnej výrobe sa dosiahnu malé celkové náklady na výrobu,
- relatívne ľahko vieme tvárnenie automatizovať.
Vážnym nedostatkom sú vysoké náklady na tvárniacu techniku a predovšetkým na nástroje.
V súčasnosti sa ako efektívna technológia tvárnenia používa ohýbanie najmä pri vyšších typoch výroby (sériová, veľkosériová a hromadná výroba) v automobilovom priemysle, ktorý má pre Slovensko veľký význam.

Výpočet ohýbacej sily a práce pri ohýbaní na ohýbačkách

Na obrázku 1 môžeme vidieť princíp ohýbania na ohýbačkách tento ohyb je vlastne ohýbanie votknutého nosníka.

obr1
Obr. 1 Princíp ohýbania na ohýbačke (Bača, 2010)

Ohybový moment vonkajších síl:

rov1

Ohybový moment vnútorných síl:

rov2

Z rovnosti momentu vnútorných a vonkajších síl sa bude sila na ohýbanie v ohýbačkách počítať podľa vzťahu:

rov3

Ohýbacia práca pri ohýbaní na ohýbačkách:

rov4

Pri použití pridržiavača pri ohýbaní sa do vzťahu na výpočet práce dosadí miesto ohýbacej sily súčet ohýbacej sily a sily pridržiavača (Bača, 2010).

Kvalita je definovaná viacerými svetovými predstaviteľmi. Kvalita vo všeobecnosti predstavuje súhrn vlastností a znakov výrobku, alebo činností, ktoré sú schopné uspokojiť potreby zákazníka a ciele producenta. V strojárskej výrobe pri ohýbaní musia požiadavky na kvalitu ponúkaných výrobkov:
- uspokojiť definovanú potrebu, použitie alebo účel,
- uspokojiť požiadavky zákazníka,
- vyhovovať platným normám a podmienkam,
- byť cenovo dostupná a konkurencieschopná,
- byť nákladovo tak realizovateľná, aby sa dosahoval zisk. (Hrubec, 2001)
Cieľom nášho príspevku je analyzovať problémy pri tvárnení, stanoviť metodiku riešenia problému a aplikovať ju do praxe.

MATERIÁL A METÓDA
Charakteristika profilu VW 270
Profil VW 270 predstavuje vodiaci systém pre strešné okná v automobile. Je vyrobený z materiálu hliník, nakoľko je to najpoužívanejší materiál v automobilovom priemysle práve kvôli jeho vlastnostiam ako sú: nízka hmotnosť, odolnosť voči korózii, dobrá tvárniteľnosť za studena a dostatočná pevnosť. Je to tenkostenný profil, ktorý je do firmy dodávaný od externého dodávateľa už v základnom požadovanom tvare obrázok 2.

obr2 obr3
Obr. 2 Profil VW 270 v surovom stave Obr. 3 Ohýbací stroj Twin Tower

 

Charakteristika ohýbacieho stroja Twin Tower
Poloautomatický ohýbací stroj (obrázok 3), ktorého ohyb je nastavovaný manuálne ale program zodpovedajúci príslušnému produktu je potrebné navoliť na ovládacom panely. Pri nastavovaní na konkrétny druh produktu je potrebná výmena tvarového paketu, ktorý je potrebné čo najdôkladnejšie očistiť aby bol bez triesok. Pri niektorých typoch produktov je možné ohýbať naraz pravú aj ľavú stranu, čo platí aj v našom prípade pre profil VW 270. Stroj sa nastavuje presne podľa výrobnej inštrukcie, pre konkrétny produkt. Po nastavení stroja nastavujeme polomer ohybu ohnutím niekoľkých skúšobných kusov produktu a dolaďujeme jednotlivé ohybové elementy podľa potreby tak aby ohyb zodpovedal požiadavkám zákazníka, polomer ohybu kontrolujeme na nulovej podložke v polohe nečinnosti.

Kontrola kvality profilu
Kontrola kvality profilu prebieha v dvoch krokoch a to vizuálnou kontrolou a kontrolou kalibrami (obrázok 4).

obr4
Obr. 4. Kontrolné kalibre

 

VÝSLEDKY A DISKUSIA
Na obrázku 5 problémovou časťou profilu bol zdeformovaný kanálik o priemere 5,10 ± 0,10 mm a tým znemožnenie ďalšej montáže zavedenia bowdenu kábla.

obr5 obr5b
Obr. 5 Zdeformovaný kanálik profilu VW 270

 

Inovácia procesu ohýbania
Jedným cenovo prístupným zo spôsobov, návrhov je použiť výplňové elementy vyrobené z plastu, ktorými sa vyplní daný problémový kanálik po celej dĺžke ešte pred vložením profilu do ohýbačky. Výplňové elementy musia byť umiestnené na príslušných pozíciách tak ako je znázornené na obrázku 6. Podobným spôsobom sa dá vyriešiť viacero chýb spôsobených práve s procesom ohýbania. Nakoľko je tento spôsob osvedčený a je účinný možno ho použiť aj pri riešení nášho problému pri tvárnení.

obr6
Obr. 6 Umiestnenie výplňových elementov

 

Výsledkom práce je návrh inovácie procesu tvárnenia a zavedenia nového kalibru do výroby. Jednou z hlavných zmien, ktoré boli vo výrobe zavedené je použitie výplňových elementov pri procese ohýbania. Táto zmena bola pre výrobný proces najvýznamnejšia nakoľko sa tým vyriešil problém deformácie kanálika.
Ďalšou zo zmien je zmena v kontrole kvality výrobku. Kontrola sa delí na vizuálnu kontrolu a kontrolu kalibrami. Zmena nastala hlavne v kontrole kalibrami, kde bol navrhnutý a zavedený nový kaliber. Návod a spôsob kontroly týmto kalibrom bol zavedený do kontrolnej inštrukcie daného profilu. Použitím tohto kalibra sa zlepšila kontrola kvality problémového dielu, čím sa zamedzilo aby chybné diely pokračovali ďalej do procesu výroby.

Zaviedli sa taktiež opatrenia, ktoré sa týkali zamestnancov pracujúcich na ohýbacom stroji ako napríklad: zaškolenie zamestnancov v oblasti používania výplňových elementov, správneho používania nového kalibra, zvýšeným počtom kontrol problémového profilu.

ZÁVER

Najväčšie zastúpenie na slovenskom trhu má automobilový priemysel, ktorého súčasťou je výroba veľkého počtu dielov, z ktorých je automobil zmontovaný. Väčšina týchto dielov prešla aj procesom ohýbania. Ako každá z tvárniacich metód ani ohýbanie nie je proces bezchybný. Jednou z možných chýb, ktorá sa pri tomto procese môže vyskytnúť je deformácia určitej časti výrobku, čo má za následok veľa vstupných faktorov ako napr.: nedostatočný vstupná kontrola kvality, zlé nastavenie ohýbacieho stroja, nedostatočné zaučenie zamestnanca pracujúceho na danom stroji, rozladenie ohýbacieho stroja počas prevádzky a nepozornosť zamestnanca počas ohýbania. S nedodržaním správneho postupu výroby je spojená aj nevyhovujúca kvalita produktu. Takýto produkt nie je možné zaradiť do ďalšej časti montáže nakoľko nespĺňa požadované parametre.
V príspevku sme sa zaoberali chybami pri procese ohýbania a ich odstránením. Opatrenia, ktoré boli navrhnuté na odstránenie tejto chyby sú použitie vymedzovacích elementov v profile, návrh a výroba špeciálneho kalibru, zvýšená kontrola kvality výrobku, zaškolenie zamestnancov pracujúcich na ohýbacom stroji.
Po trvalom zavedení všetkých vyššie spomínaných opatrení do procesu výroby vo vybranom podniku sa problém deformácie kanálika odstránil, čím sa eliminovala produkcia nevyhovujúcich kusov, ktoré nie je možné opraviť. Organizácia v plnom rozsahu využíva výsledky našej práce pre zlepšenie kvality výrobkov po procese ohýbania čím zvyšuje spokojnosť zákazníka.

Tento príspevok vznikol za podpory výskumného projektu VEGA 1/0464/17 Sledovanie vplyvu ekologických palív získaných z poľnohospodárskej produkcie a prímesí do uhľovodíkových palív na technické a ekologické parametre spaľovacích motorov používaných v poľnohospodárskej a dopravnej technike.

LITERATÚRA
1. BAČA, Ján. et al. 2010 Technológia tvárnenia. Bratislava: Slovenské technická univerzita. 245s. ISBN 978 – 80 – 227 – 3245 – 0.
2. BALOG - ČIČO, P. Spoľahlivosť strojov 1,2, 2002, Vyd.: SPU v Nitre 2005. ISBN 80-8069-562-8
3. HRUBEC, J. 2001. Riadenie kvality. Nitra: SPU. 203 s. ISNB 80-7137-849-6
4. JABLONICKÝ, J. - HUJO, Ľ. - TKÁČ Z. 2015 Motorové vozidlá : mechanizmy motorových vozidiel 1. vyd., Nitra : Slovenská poľnohospodárska univerzita, 2015,
163 s. ISBN : 978-80-552-1347-7
5. ŽARNOVSKÝ, J. – PEŤKOVÁ, V. – RUŽBARSKÝ, J. 2009. Diagnostika strojov a zariadení. Nitra: VES SPU, 2009. 122 s. ISBN 978-80-552-0300-3
6. ŽITŇANSKÝ, Ján – POLÁK, Pavel. 2016. Výrobné technológie v obrábaní. Nitra: Slovenská poľnohospodárska univerzita. 158 s. ISBN 978 – 80 – 552 – 1579 – 2.

TEXT/FOTO Rastislav BERNÁT - Zoltán ZÁLEŽÁK - Norbert KECSKÉS- Jozef ŽARNOVSKÝ, Katedra kvality a strojárskych technológií, Technická fakulta, SPU v Nitre a Katedra matematiky, Fakulta ekonomiky a manažmentu, SPU v Nitre