Bachelor's Thesis

Experimental evaluation of chip formation during high-feed milling

Final Thesis 3.75 MB

Author of thesis: Bc. Lukáš Oblezar

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Drbal

Reviewer: Ing. Štěpán Kolomý, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the evaluation of the cutting process in high feed milling through the analysis of generated chips and tool wear. The experiment was conducted on three tool variants designated B, C and F, each equipped with a single indexable insert, machining steel ČSN 41 19 552.4, with each variant tested in two sets of cutting edges. It was demonstrated that chip morphology represents a reliable indicator of the tool edge condition applicable directly in industrial practice without the need for complex measuring equipment. The length-based method of chip compression ratio determination was evaluated as physically more accurate than the weight-based method and selected as the reference for the calculation of the shear plane angle. From the constructed 3D graphs, individual phases of tool wear were identified and the stability of the cutting process was assessed. The compared tool variants showed significant differences in tool life and overall machining stability, and the obtained results provide a comprehensive basis for evaluating the efficiency of HFM technology.

Keywords:

HFM, ČSN 41 19 552, chip, morfology, chip compression ratio, shear plane angle, tool wear

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil komisi se svoji bakalářskou prací formou prezentace. Otázky oponenta: 1. Ano, ale s vyjímkami pro pro určité operace a druhy materiálů v závislosti na popouštěcích barvách obráběného materiálu. Otázka plně zodpovězena. 2. Měření pomocí nástrojů v software PRECiv pro vyhodnocování výstupu z optického mikroskopu. Opakovaná měření a statistické vyhodnocení měření. Otázky komise k práci: Proč byla měřena šířka třísky? Otázka částečně zodpovězena. Jak bylo určeno a na jaké hodnotě bylo stanoveno kritické opotřebení? Otázka plně zodpovězena.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Manufacturing Technology

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. Martin Drbal

Předložená bakalářská práce o rozsahu celkem 60 stran se zabývá hodnocením řezného procesu při vysokoposuvovém frézování prostřednictvím analýzy vznikajících třísek a opotřebení břitu řezného nástroje. V teoretické části, která vychází ze 42 literárních a internetových zdrojů, autor přehledně popisuje teoretická východiska a problematiku technologie HFM. Tato rešeršní část poskytuje teoretický základ pro následný experiment a po formální i grafické stránce je zpracována na velmi dobré úrovni. Praktická část práce se zaměřuje na realizaci experimentu se třemi variantami nástrojů ze slinutých karbidů při obrábění nástrojové oceli. Výsledky analýzy morfologie třísek i opotřebení břitu a jejich následná interpretace jsou dostatečně srozumitelné a přehledně uspořádané pomocí 3D grafů a obrázků. V práci bylo úspěšně prokázáno, že morfologie třísek představuje spolehlivý indikátor mezního stavu břitu bez nutnosti nasazení náročné měřicí techniky. Ze získaných dat student vyvodil adekvátní závěry, které poskytují ucelený podklad pro hodnocení efektivity a jsou prokazatelně použitelné v průmyslové praxi. Při vypracování postupoval student velmi iniciativně a samostatně. Velmi pozitivně hodnotím jeho přístup k řešení experimentu i schopnost propojit teoretické poznatky s dosaženými výsledky.

Práce je zpracována v souladu se zadáním, splňuje veškeré náležitosti závěrečných prací a plně ji tak doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

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

Předložená bakalářská práce se zabývá hodnocením morfologie třísek při vysokoposuvovém frézování při obrábění popuštěné nástrojové oceli. V teoretické části jsou správně popsané všechny veličiny, které byly následně vyhodnocovány v praktické části. Praktická část se zabývá návrhem experimentu a jeho verifikací, kde byly hodnoceny tři druhy VBD ve dvou sadách. Pro každý typ bylo vyhodnoceno opotřebení v závislosti na čase dále pak tvary třísek a v neposlední řadě byl vypočítán úhel střižné roviny a koeficient pěchování třísky. Ze získaných výsledků student vyvodil adekvátní závěry, které jdou prokazatelně použít v průmyslové praxi. Při vypracování postupoval student správně a velmi pozitivně hodnotím propojení teoretických poznatků s dosaženými výsledky. Po grafické stránce je práce zpracována na odborné úrovni. Práci plně doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením za A-výborně.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Dala by se použitá metodika vyhodnocení morfologie třísek přenést i na jiný druh frézování?
  2. Jakým způsobem byla měřena šířka třísek?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová