Master's Thesis

Soap box production

Final Thesis 5.39 MB Appendix 1.35 MB

Author of thesis: Ing. Jakub Jiřánek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Michaela Císařová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Eva Peterková, Ph.D.

Abstract:

The diploma thesis is focused on the design of the manufacturing process of a soap box made of corrosion-resistant steel grade 17 240 with an annual production volume of 150,000 pieces. Based on the evaluation of available manufacturing technologies, deep drawing was selected as the most suitable forming technology, while laser cutting was chosen for blank production. The shapes and dimensions of the blanks for both the lower and upper parts were designed, and both components were determined to be drawable in a single drawing operation. Subsequently, the required forming forces were determined, where the total drawing force was calculated
to be 214.6 kN for the lower part and 141.5 kN for the upper part. Based on the key selection criteria, the triple-action hydraulic press Dieffenbacher PO 250 was selected, for which deep drawing tools intended for the production of both parts of the soap box were subsequently designed. The manufacturability of the designed components was verified by numerical simulation using the PAM-STAMP software. Furthermore, a technical and economic evaluation of the production process was carried out, including the determination of the manufacturing cost of the lower part and the calculation of the break-even point. Finally, the drawing documentation of the components, assemblies of the deep drawing tools including bills of materials, dies, and punches was prepared.

Keywords:

deep drawing, non-axisymmetric drawn part, corrosion-resistant steel grade 17 240, deep drawing tool, hydraulic press Dieffenbacher 250

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Diplomant seznámil komisi s obsahem a výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky vedoucího, oponenta a dalších členů komise. V průběhu obhajoby byly zodpovězeny následující doplňující otázky: 1. Jaký byl důvod k návrhu nového řešení? zodpovězeno 2. Je vhodné hodnotit bod zvratu z variabilních nákladů? zodpovězeno 3. Je Vámi zvolená marže na produkt adekvátní? zodpovězeno 4. Jak bude probíhat stříhání krabičky po obvodu? částečně zodpovězeno Otázky členů komise byly částečně zodpovězeny.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Manufacturing Technology (N-STG-P)

Specialization

Manufacturing Technology and Management in Industry (STM)

Composition of Committee

doc. Ing. Karel Kouřil, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Miroslav Jopek, Ph.D. (místopředseda)
doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jan Řehoř, Ph.D. (člen)
Ing. Michael Fafílek, Ph.D. (člen)
Ing. Martina Sasínková, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Dvořáček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michaela Císařová, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá technologickým návrhem výroby nerotační krabičky na mýdlo z korozivzdorné oceli 17 240. Na základě rozboru možných alternativ výroby byla zvolena technologie hlubokého tažení nerotačních součástí, na kterou je zaměřena literární rešerše, zpracovaná v požadovaném rozsahu. Grafická úprava textu i přiložené výsledky z MKP simulací je na velmi dobré úrovni, stejně tak po stránce stylistické a gramatické. Kapitola věnující se samotnému návrhu výroby součásti je vypracována správně, komplexně a v požadovaném rozsahu. Student pracoval samostatně, pravidelně konzultoval a k vypracování přistupoval maximálně zodpovědně. Práce plně odpovídá zadání a splňuje všechny stanovené cíle.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
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. Eva Peterková, Ph.D.

Diplomová práce Jakuba Jiřánka se zabývá výrobou plechové krabičky na mýdlo. Autor na úvod zvážil možné způsoby výroby s ohledem na zadanou výrobní sérii 150 000 ks/rok. Jako nejvhodnější způsob zvolil technologii tažení pomocí kovového nástroje. Vzhledem k tomu, že krabička má rozměrově i tvarově odlišnou horní a spodní část, autor provedl návrh výroby, technologické výpočty i návrh nástroje pro každý díl samostatně.

Práce splňuje potřebný rozsah i vytyčené cíle zadání. Diplomová práce je zpracována na přijatelné úrovni po gramatické, stylistické i formální stránce. V práci se však vyskytují drobné překlepy a stejné pasáže, které jsou zbytečně popisované na několika místech. V úvodní části práce při posuzování vhodnosti technologie inkrementálního tváření pro výrobu se autor domnívá, že by bylo obtížné zhotovit poloměr dna R3. Tento názor nesdílím, spíše bych nevhodnost metody viděla v problému výroby kolmé boční stěny a velmi malé produktivitě výroby. V práci zcela chybí celkový popis krabičky, v 1. kapitole na str. 10 se popis týká pouze spodního dílu, i když na obr. 4 jsou znázorněné oba díly. Informace o celkové výšce krabičky 30 mm je vzhledem k tomu, že se zřejmě jedná o krabičku v uzavřeném stavu, nesprávná. Na str. 38. přibyla informace o vnějším rádiusu zaoblení pláště o hodnotě R6. Dle obr. 45 se ovšem jedná o vnitřní rádius. Na str. 18 autor do postupu návrhu teoretického tvaru přístřihu zařazuje stanovení poloměru kruhového přístřihu. Nikde ale není uvedeno, odkud se tento kruhový přístřih bere. Autor chybně označuje používané materiály. Například výraz nástrojová ocel třídy 19 191 je nesmyslný. Buď se uvádí nástrojová ocel třídy 19, anebo nástrojová ocel 19 191. Na str. 29 autor mezi běžně užívaná maziva řadí i tzv. hypoidní maziva. Tato maziva se pro tvářecí operace nepoužívají, a navíc tvářecí oleje obsahující chlor jsou dnes již zakázané. V praktické části autor počítá s hodnotami výšek rovných stěn s přídavkem na odstřižení h´s = 27 mm a h´v = 9,5 mm, v celé práci však postrádám jejich výpočet. Vzhledem ke stejnému formátu tabule plechu pro vypálení polotovarů jak pro horní, tak i spodní díl krabičky by bylo účelné na konec kapitoly 3.1 uvést souhrnný počet tabulí pro roční výrobu. Navržený nástroj je vyrobitelný a funkční, bohužel ale na jiném typu stroje. Zvolený hydraulický lis Dieffenbacher PO 250 zcela určitě není trojčinný hydraulický lis, jak uvádí autor, a nedisponuje patřičnými pohyby, které jsou nutné pro správnou funkci navrženého tažného nástroje. Pro ověření procesu tažení a vyrobitelnosti dílců bez defektů autor provedl numerickou simulaci. Zde bych vytkla nejasnou definici některých vyhodnocovaných parametrů. Není mi třeba jasné, co znamenají číselné hodnoty rizika porušení (obr. 68) nebo o jaké plastické přetvoření se konkrétně jedná, viz obr. 70. Na závěr práce je zařazeno i orientační ekonomické zhodnocení výroby. Vzhledem k tomu, že student celou práci řeší pro horní i spodní díl krabičky, je škoda, že i toto ekonomické hodnocení nepodává alespoň přibližnou představu o celkové ceně komplexní krabičky na mýdlo.

Co se týká výkresové dokumentace, níže uvádím některé připomínky:

V rohovém razítku všech výkresů postrádám uvedené číslo souvisejícího dokumentu. U výkresů sestav se jedná o číslo kusovníku. U výrobních výkresů je to číslo sestavy. U výkresů sestav dále chybí název odpovídajícího modelu sestavy. Na obou výkresech sestavy nástroje by zobrazený pohled na spodní část nástroje nemusel být a řez B-B bylo možné znázornit na půdoryse. Navíc tento pohled není na výkrese nijak zaznačen. Dále na těchto výkresech chybí maximální rozměr nástroje zahrnující i závěsná oka, je zde nejasné uchycení sloupků přidržovače k samotnému přidržovači. Na sestavě pro horní díl krabičky jsou nedotažené osy. Na všech dílčích výkresech součástí by měly být netolerované rozměry uvedené v závorkách a řezy A-A by nemusely být označené.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. Ve kterých případech se pro výpočet tažné mezery u nerotačních výtažků používá vzorec (2.12)?
  2. Je zahrnuto do výpočtu mzdových nákladů i sociální a zdravotní pojištění?
  3. Jak široký můstek jste uvažoval mezi výpalky na tabuli plechu při stanovování počtu kusů z jedné tabule? (obr. 50)
  4. Pro výrobu jste zvolil hydraulický lis Dieffenbacher PO 250, o kterém tvrdíte, že se jedná o trojčinný lis. Vysvětlete, o jaký typ stroje se ve skutečnosti jedná.
  5. Stanovte celkovou cenu kompletní krabičky. Provedl jste průzkum, jak si tyto plechové krabičky stojí na současném trhu? Jak by Váš výrobek obstál v konkurenci?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová