Course detail

Tool Jigs and Fixtures for Machining

FSI-HUPAcad. year: 2025/2026

The primary objective of this course is to introduce students to the fundamentals of designing and functioning of cutting tools and fixtures in machining, including the selection and utilization of tool materials. Various imaging systems are described for constructing cutting and forming devices and procedures for designing operational fixtures that comply with proposed technology. Concurrently, individual tool materials and their applications within construction of machinery are evaluated. To familiarize oneself with the design, students engage in an individual project to create a basic fixture and tool for machining using modern CAD applications.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

4

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Ing. Oskar Zemčík, Ph.D.

Department

Institute of Manufacturing Technology (ÚST)

Entry knowledge

Basic knowledge of construction with CAD applications, producing of technical drawings, knowledge of technical materials and their heat treatment, secondary school mathematics, basic knowledge of machining technology and methods of machining. Generating of technological processes.

Rules for evaluation and completion of the course

Course-unit credit requirements:
Participation in the exercises.
Include delivery of two programmes: designing a dimensional tool and fixture for the given component with the use of CAD application.
The examination:
Consists of a written (test or written exam) and oral part.
The teacher may in justified cases set a special condition.


Participation in the exercises 100%, excused absence max. 10%. If the student exceeds the limit of absences, the director of the institute may permit individual compensatory assignments. Missed lessons may be in well-founded cases compensated in the given week with other groups.

Aims

The aim of the course is to familiarise students with the fundamentals of designing the basic cutting tools and fixtures for machining. They will learn and manage designing tools in basic projection systems with the use of computer technology. Designing of operational fixtures in compliance with the proposed technology. They will get acquainted with individual types of cutting materials and their use for designing of tools in the given machining technology.

 

The use of 2D/3D CAD programmes for designing of tools and fixtures for machining.

Study aids

Theses from the lectures. Script Tools and fixtures for machining. Commercial catalogs of tools and parts of fixtures.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Firemní podklady Sandvik-Coromant, SECO, Pramet, Iscar, FETTE, apod. (CS)
CHLADIL, Josef. Přípravky a nástroje. Část 2., Obrábění. 3. vyd. Brno: Vysoké učení technické, 1992. Učební texty vysokých škol. Dostupné také z: http://www.digitalniknihovna.cz/mzk/uuid/uuid:bbab0230-6464-11e2-9d9f-005056827e52 (CS)
CHVÁLA, Břetislav a Josef VOTAVA. Přípravky: celostátní vysokoškolská učebnice pro strojní fakulty vysokých škol technických. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1988. (CS)
Technologies of Coatings and Surface Hardening for Tool Industry. Basel, Switzerland: MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. ISBN 9783036524535. Dostupné z: https://doi.org/10.3390/books978-3-0365-2453-5. (EN)
NEE JOHN G. Fundamentals of Tool Design (6th Edition). Society of Manufacturing Engineers (SME), 2010. ISBN 9780872638679. (EN)
CHVÁLA, Břetislav; MATIČKA, Robert a TALÁCKO, Jaroslav. Průmyslové roboty a manipulátory. Praha: SNTL, 1990. ISBN 80-03-00361-X.
PEROVIĆ, Božina. Vorrichtungen im Werkzeugmaschinenbau: Grundlagen, Berechnung und Konstruktion. Berlin: Springer Vieweg, 2013. ISBN 978-3-642-32706-3. (DE)
SCHMIDT, Eduard. Příručka řezných nástrojů. 2., doplněné vydání. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1974. Řada strojírenské literatury. Dostupné také z: http://www.digitalniknihovna.cz/mzk/uuid/uuid:43b6e010-8709-11e2-b238-005056827e52 (CS)
WANG, Yongguo. Advanced manufacturing technology and cutting tools: selected, peer reviewed papers from the 2011 Seminar on Advanced Manufacturing Technology and Cutting Tools, Auguat 20-22, 2011, Shanghai, China. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2012. ISBN 9783037853146. (EN)
WHITNEY, E. Dow. Ceramic cutting tools: materials, development, and performance. William Andrew, 2012. ISBN 0815513550.
Zemčík,O. Nástroje a přípravky pro obrábění. Brno Akademické nakladatelství CERM s.r.o. 2003. 192s. ISBN 80-214-2336-6 (CS)

Recommended reading

Fundamentals of Tool Design, Dearborn: Society of Manufacturing Engineers, 2010. ISBN 978-0-87263-867-9 (EN)
CHVÁLA, Břetislav a Antonín ŘEZÁČ. Přípravky a zařízení pro zkrácení vedlejších časů ve výrobě. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1964. (CS)
CHVÁLA, Břetislav a ŘEZÁČ, Antonín. Přípravky a zařízení pro zkrácení vedlejších časů ve výrobě II. díl. Praha: SNTL, 1964. (CS)
CHVÁLA, Břetislav a ŘEZÁČ, Antonín. Přípravky a zařízení pro zkrácení vedlejších časů ve výrobě III. díl. Praha: SNTL, 1964. (CS)
CHVÁLA, Břetislav a ŘEZÁČ, Antonín. Přípravky a zařízení pro zkrácení vedlejších časů ve výrobě. 1. díl. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1963. (CS)
PAPEŽ, Karel. Konstrukce nářadí. II [díl]. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1979. (CS)
PAPEŽ, Karel. Konstrukce nářadí I. 2. vyd. Praha: SNTL, 1980. (CS)
PILC, Jozef, Milan PODKONICKÝ a Ján SALAJ. Prípravky a nástroje: (návody na cvičenia). Praha: Nakladatelství dopravy a spojů, 1990. Učebné texty vysokých škôl. (SK)
SMITH, Graham T. Cutting tool technology: industrial handbook. London: Springer, 2008. ISBN 978-1-84800-204-3. (EN)
Zemčík,O. Nástroje a přípravky pro obrábění. Brno Akademické nakladatelství CERM s.r.o.2003. ISBN 80-214-1336-6 (CS)
Zemčík,O.Nástroje a přípravky pro obrábění. (přílohy), internet ÚST (kst2.fme.vutbr.cz/obrabeni/publikace( (52MB) (CS)

Classification of course in study plans

  • Programme N-STG-P Master's

    specialization STG , 1 year of study, summer semester, compulsory-optional

Type of course unit

 

Lecture

39 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Oskar Zemčík, Ph.D.

Syllabus

- Characteristics of Cutting Tools, Cost-Effectiveness of Machining Equipment, Fundamentals of Designing a Cutting Tool
- Coordinate systems in designing cutting tools, visualization and representation of planes, geometry of the tool.
- Materials used for constructing machining equipment, processing, surface treatment, grinding materials.
- Cutting tools for individual machine technologies.
- Preparations in Machine Building Industry, Significance, Division, Use, Impact on Productivity and Costs.
- Principles of designing preparations for machining, constructional materials used, requirements for individual parts of the preparation.
- Assembly and fastening elements of a preparation. Basic conditions for assembly and fixation of components.
- Preparations for basic machine technologies. Control calculations of tightening forces.
- Mechanization and Automation of Fastening

Laboratory exercise

39 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Oskar Zemčík, Ph.D.

Syllabus

- Design and Construction of a Rotating Cutting Tool according to individual assignment (e.g., Drill, Reamer, Engraver, Milling tool, etc.). A personal constructive solution will be developed in accordance with Czech and EU standards, utilizing modern CAD equipment.
- A custom-designed milling fixture will be created using modern CAD software for an individually specified machined component.

.