Úvod

Ľudstvo v dávnej minulosti využívalo materiály, ktoré sa v prírode vyskytovali voľne. Boli to hlavne kameň, drevo, meď. Neskôr začalo vyrábať materiály. Ako prvým bol bronz – zliatina medi a cínu, potom porcelán a oceľ. Podľa toho historici pomenovali obdobia: doba medená (do 1800 p. n. l.), doba bronzová (do 1700 p. n. l.), doba železná (zač. n. l.).

Starí Gréci zistili, že prísadou cínu do medi vzniká materiál, ktorý je lepšie taviteľný, tekutejší a tvrdší. Tak vznikol bronz, ktorý sa výborne hodil na výrobu zbraní. V období Veľkomoravskej ríše boli z bronzu vyrábané drobné ozdobné odliatky.

Najrozšírenejším materiálom používaným až dodnes sú zliatiny na báze železa. Železné materiály boli známe v krajoch okolo Stredozemného mora už okolo roku 700 pred n. l. Ich výroba spočívala v žíhaní bohatých železných rúd s dreveným uhlím v hlinenej peci s prirodzeným ťahom vzduchu. Pretože nebol známy spôsob ako dosiahnuť vysoké teploty potrebné na roztavenie železa, redukcia prebiehala v cestovitom stave. Roztaviť železo ako prví zrejme dokázali Číňania, ktorí začiatkom nášho letopočtu použili dvojčinné dúchadlo. Na našom území sa až do 15. storočia vyrábali materiály na báze železa redukciou rúd v cestovitom stave. Takto získaný materiál sa ďalej spracovával kovaním. Významným medzníkom vo výrobe liatinových odliatkov bolo objavenie procesu výroby temperovanej liatiny, ktorá umožnila pretavovanie surového železa.

Výroba oceľových odliatkov nemá takú dlhú minulosť ako výroba odliatkov z liatiny.  Za vynálezcu ocele na odliatky je považovaný Jakub Materta, ktorý v roku 1851 odlial prvý zvon z tohto materiálu.

Moderným materiálom je hliník a jeho zliatiny. Jeho odliatky sa používajú asi 100 rokov. Odliatky z tohto materiálu majú nízku hmotnosť, dobrú zlievateľnosť, tepelnú vodivosť a odolnosť voči korózii.

Súčasný prudký rozvoja vedy a techniky, ako aj jednotlivých priemyselných odborov si vyžaduje vývoj nových typov materiálov. Moderná materiáloveda v posledných desaťročiach pripravila materiály s vysokými technickými parametrami. Doterajší vývoj ukázal, že klasicky vyrábané materiály už zďaleka nevyhovujú náročným požiadavkám priemyselnej praxe. Určujúce sú technológie spracovania technických materiálov, pretože sú schopné dať materiálu novú kvalitu. Výsledným produktom týchto technológií sú súčiastky, ktoré tvoria základný prvok každého montovaného celku. Je to vlastne tá časť celku, ktorá je vyrobená z jedného kusa materiálu. Spájaním týchto súčiastok do skupín sa tvoria stroje. Tieto využíva človek na zlepšenie kvality života.

Vo väčšine technických odborov sa v posledných desaťročiach niekoľkonásobne zvýšili technické parametre strojov a zariadení, pričom ich hmotnosť, vztiahnutá na jednotku výkonu, sa znížila na tretinu až na štvrtinu. Tento trend je možné očakávať aj v ďalšom období, pretože je progresívny z technického, ekonomického a ekologického hľadiska. 

Všetky moderné materiály používané v súčasnosti majú zabezpečiť výrobu súčiastok s čo najvyššou pevnosťou, presnosťou tvaru a rozmeru, ako aj s vysokou kvalitou povrchovej vrstvy.

Táto semestrálna práca spracúva poznatky o najdôležitejších konštrukčných materiáloch, z ktorých sa skladajú výrobné stroje, ktoré sa používali v doterajšej histórii, a ktoré začínajú nahrádzať pôvodné prírodné materiály a materiály vyvinuté empiricky.

 

1       Výrobné stroje a zariadenia 

Výroba v staroveku a začiatkom novoveku bola ručná. Neskôr sa využívala sila zvierat. V stredoveku sa začala nahrádzať fyzická sila ľudí a zvierat mechanickou silou, ktorá bola získaná z energie vody a vetra. Postupne sa zdokonaľovali prvé výrobné stroje.

Stroj v jeho najelementárnejšej štruktúre sme zdedili už od rímskej ríše – bol to vodný mlyn. No výrobnotechnické možnosti na zhotovovanie podobných výrobných strojov neboli veľké. Ako prvým výrobným strojom bol stroj pre tvarovanie kovu kovaním (rázové pákové buchary). Historický obrázok z 12. storočia (obr. č. 1) znázorňuje kovanie na buchare poháňanom vodou,  princíp pohonu buchara je na obr. č. 2.

                    obr. č. 1                                                                           obr. č. 2

Pred 40-timi rokmi vedci definovali stroj ako zariadenie na uľahčenie fyzickej práce. V systémovom poňatí sa stroj definoval ako súbor troch prvkov: generátora, transformačného mechanizmu a výkonného orgánu. V dnešnom ponímaní treba pod pojmom stroj rozumieť „výrobnú techniku“ vytvorenú na využívanie prírodných zákonov s cieľom uľahčiť fyzickú a rozumovú prácu, zvýšiť jej produktivitu čiastočnou alebo úplnou zámenou človeka v jeho pracovných a fyziologických funkciách.

Výrobná technika sa ustavične zdokonaľuje. Vytvára a rozvíja sa ako dôsledok historického procesu spredmetnenia pracovných funkcií, návykov, skúseností a poznatkov o prírodnom materiáli, ako dôsledok poznania a výrobného využitia síl zákonitostí prírody.

Výrobné stroje sa rozdeľujú na obrábacie stroje, tvárniace stroje a stroje pre nekonvenčné technológie. Obrábacie stroje sú pracovné stroje určené na vytváranie obrobkov určitého tvaru, rozmeru a akosti obrábaním. Tvárniace stroje sú pracovné stroje na vytváranie výrobkov do požadovaného tvaru.

Podľa prevládajúceho spôsobu obrábania delíme obrábacie stroje na stroje pre:

l  sústruženie, vŕtanie, vyvrtávanie, frézovanie, hobľovanie a obrážanie, preťahovanie a pretláčanie, brúsenie, lapovanie, honovanie a superfinišovanie, elektroerozívne, elektrochemické, elektroiskrové, ultrazvukové, laserové, tzv. Nekonvenčné spôsoby obrábania, delenie materiálu, špeciálne práce.

Podľa prevládajúceho spôsobu obrábania delíme obrábacie stroje na stroje pre:

l  univerzálne, špeciálne a jednoúčelové.

 

 

Vzhľadom na technologické možnosti tvárnenia môžeme tvárniace stroje deliť na univerzálne, špecializované a špeciálne. Možno ich charakterizovať aj druhom technologického procesu, pre ktorý sú určené:

l  tvárniace stroje pre objemové tvárnenie (za tepla a za studena),

l  tvárniace stroje pre plošné tvárnenie (tvarovanie plechu za tepla a za studena),

l  tvárniace stroje na delenie materiálu (strihaním a lámaním).

 

obr.  č.  3