Bachelor's Thesis

The influence of technological and design parameters on the final machining accuracy

Final Thesis 2.13 MB Appendix 5.47 MB

Author of thesis: Tomáš Křivánek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Štěpán Kolomý, Ph.D.

Reviewer: prof. Ing. Josef Sedlák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis evaluates the influence of technological and design parameters on the milling accuracy of components made from aluminum alloy EN AW 6082. In the initial stage, the magnitudes of elastic deformations caused by cutting forces were numerically investigated, and their impact on the resulting manufacturing accuracy was assessed. The experimental section compares three different strategies for milling precise holes and examines the effect of hole size on final precision. Furthermore, an analysis was conducted to determine the influence of individual technological parameters on production accuracy. In the conclusion, the acquired findings were applied to a representative part from real-world engineering practice, employing the „Right First Time“ methodology and a fully automated approach to tool offset measurement. Consequently, the results are highly applicable to high-precision machining in piece production within automated production lines.

Keywords:

precision milling, technological parameters, right first time, finishing operations, finishing allowance

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi se svoji prací formou prezentace. Otázky oponenta: 1. Zohledněním reálném geometrie, náhrada dokonalého vetknutí soustavou SNOP, zohlednění reálných sil, provedení MKP simulace. 2. Nízká vzorkovací frekvence dynamometru, nastavení filtrů a měřícího řetězce. eliminace použitím lepší aparatury. 3. úspora času ve výrobě a seřízení nástrojů, úspora nákladů snížením zmetkovitosti, odstranění lidské chyby při seřízení nástrojů. nevýhody: nestejnorodost matewriálů, vysoké požadavky na přesnost stroje. 4. Otázka plně zodpovězena. Otázky komise k práci: Bylo pro hledání ideálních parametrů použito statistiky a metod DOE? Otázka plně zodpovězena.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Manufacturing Technology (STG)

Composition of Committee

doc. Ing. Josef Chladil, CSc. (předseda)
prof. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (místopředseda)
prof. Dr. Ing. Miroslav Neslušan (člen)
doc. Ing. Michal Šajgalík, PhD (člen)
Ing. Karel Osička, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Petrenec, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Štěpán Kolomý, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá hodnocením vlivu technologických a konstrukčních parametrů na přesnost frézování součástí z hliníkové slitiny EN AW 6082. V úvodní části byly početně zkoumány velikosti elastických deformací způsobených působením řezné síly a byla posouzena velikost vlivu těchto deformací na výslednou přesnost. V experimentální části byly porovnávány tři různé strategie frézování přesných otvorů (frézování po šroubovice, ve více hloubkách atp.) a byl zkoumán vliv velikosti otvoru na výslednou přesnost. Dále byla provedena analýza vlivu jednotlivých technologických parametrů (axiální šířka záběru ostří, přídavek na dokončení, rychlost posuvu) na výslednou přesnost výroby. V závěru práce byly získané výsledky aplikovány na reálnou součást, která aplikovala získané poznatky a plně automatizovaného přístupu při odměřování korekce nástrojů. Po grafické stránce je práce zpracována na výborné úrovni. Student pracoval samostatně a stanovil metodiku testování i ověření. Práce má reálný dopad do praxe, díky které je možné proces obrábění automatizovat a obrobit součást napoprvé. Student prokázal velkou míru samostatnosti, kdy si experimenty sám navrhnul a také realizoval (naprogramování a obsluha stroje). Tuto skutečnost hodnotím jako mimořádnou a velice pozitivní. Dále tato skutečnost odráží studentův zájem o strojírenskou technologii. Práci plně doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením za A-výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Posuzovaná bakalářská práce je zpracována v souladu se zadáním na požadované úrovni. Práce se mimo jiné zabývá tématem vlivu technologických a konstrukčních parametrů na výslednou rozměrovou a tvarovou přesnost při frézování součástí z hliníkové slitiny EN AW 6082. Práce je rozdělena na dvě části – teoretickou a praktickou. V teoretické části student přehledně charakterizuje základy technologie frézování, podstatu dokončovacích operací a především mechanizmy vzniku elastických deformací nástroje i obrobku v důsledku působení řezných sil. Praktická část je poměrně rozsáhlá a zahrnuje analytické výpočty průhybů i reálné měření řezných sil pomocí dynamometru, ale také komplexní experimentální zkoumání tří strategií frézování přesných otvorů a vlivu konkrétních řezných podmínek na pětici testovacích dílců. Velmi oceňuji finální aplikaci získaných poznatků na reálném strojírenském obrobku, kde byl úspěšně ověřen plně automatizovaný přístup měření korekcí v rámci moderní metodiky „Right First Time“. V navazující diskusi se student kriticky a s odborným porozuměním zamýšlí nad zjednodušeními v teoretických modelech, mezi něž patří např. aproximace frézy vetknutým nosníkem nebo limity vzorkovací frekvence dynamometru při vysokých otáčkách. Hodnocení diskuse dále prokazuje schopnost studenta samostatně interpretovat neočekávané anomálie v naměřených datech, jako je specifické chování vnějšího kruhového čepu a vliv zpevnění materiálu po vrtání na přesnost vnitřních ploch. V závěrečné části práce v provedené diskusi student vhodně propojuje teoretické předpoklady s reálnými výsledky měření a navrhuje konstruktivní směry pro případné budoucí rozšíření výzkumu. Předložená bakalářská práce vykazuje vysokou odbornou úroveň a přináší cenné poznatky přímo využitelné v průmyslové praxi přesného obrábění.

Je zřejmé, že student věnoval zpracování bakalářské práce potřebnou pozornost. Po grafické stránce je práce zpracována na odpovídající úrovni. Podklady potřebné pro svoji práci student čerpal z literárních, odborných, ale převážně z elektronických zdrojů, o které se také opírá. V práci se vyskytují drobné formální náležitosti, překlepy a superlativa, které snižují celkový dojem i kvalitu práce. Při řešení bakalářské práce postupoval student správně. Prezentované výsledky jsou přesvědčivé a jsou přehledně uspořádány pomocí obrázků, tabulek a grafických závislostí. Práce je přehledná a srozumitelná. Z výše uvedených skutečností vyplývá, že student zadání splnil, a proto doporučuji bakalářskou práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem by bylo možné v budoucnu zpřesnit teoretický výpočet průhybu stopkové frézy, pokud by se upustilo od zjednodušeného modelu „dokonale“ tuhého vetknutého nosníku konstantního válcového průřezu?
  2. Jaké konkrétní hardwarové faktory limitovaly měření řezných sil pomocí dynamometru při vysokých otáčkách vřetene 12 000 min-1 a jak by bylo možné tyto limity eliminovat?
  3. Jaké jsou hlavní ekonomické a technologické výhody nebo případná úskalí zavedení automatizovaného přístupu a metodiky „Right First Time“ v podmínkách reálné malosériové strojírenské výroby?
  4. Bylo by možné získané zkušenosti z provedeného testování využít i směrem do praxe a tím predikovat problémy související s procesem třískového obrábění realizované různými druhy řezných nástrojů?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová