Uke 2 - Sponskjærende bearbeiding

Question 1

Hvilke to fordeler og to ulemper har maskinering?

Answer 1

Pros
+Fleksibel metode, rask produksjon av prototyper
+Høy kvalitet, god overflatenøyaktighet

Cons

• Produserer en del spon som må resirkuleres
• Mer tidskrevene enn andre metoder ved storserieproduksjon

Question 2

(Modell/Figur) Hva er spon, sponvinkel, sponflate, friflate og skjærplanvinkel?

Answer 2

Question 3

Ved spondannelse, hva er formlene for, t_o, t_c og φ?

Answer 3

t_o er original tykkelse
t_c er sponets tykkelse etter kutting
r = t_o/t_c

Kommer frem til phi med å sette
r=t_o/t_c = sin(φ)/cos(φ-α),
utvide med at cos(a-b) = cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b),
forkort høyresiden med sin(φ) og løs for φ.

Question 4

Hva er formelen for skjærtøyning i maskinering? Hva er enheten?

Answer 4

γ = 1/tan(φ) + tan(φ-α)

Enhet: Ingen

Bemerker: vinkelen φ-α på figuren går HELT til fra AB til BC, den stopper ikke på BD.

Bemerker også at figur b) er opprinnelig størrelse til det modellerte sponet. Dvs. at δ er lengden AC og bredden er lengden BD.

Question 5

Hvilke fire spontyper har vi? Hvilke er ønskelige og hvilke er ikke det? (Frivillig: Når forekommer de?)

Answer 5

Flytspon og segmentert spon er ønskelig. Unngå bruddspon og løsegg.

For lav skjærhastighet, for stor matning og for liten sponvinkel er typiske grunner for bruddspon og løseegg.

Bemerker at noen materialer er vanskelige å jobbe med, som bronse, messing og støpejern og ofte skaper bruddspon. Hvis du jobber med er greit (duktilt) materiale men får løsegg, må parameterne for bearbeiding justeres.

For informasjon om ulike spontyper og når de forekommer:
https://bit.ly/3nxdpkN

Question 6

Hva er de 4 formlene for krefter ved maskinering?

Answer 6

Bemerker at F_c er hovedskjærkraften (cutting force), mens F_t er thrust force.

Hvis du vil forstå korsn de kommer frem til dette:
#1. Se på Merchant's circle (s. 383 i boka eller internett)
#2. Se the indian trigonometry god himself, Mech Vidya: https://bit.ly/3Kwyp4P).

Question 7

Hva er formelen for arealet av skjærplanet?

Answer 7

A_s = t₀*w/sin(φ)

Question 8

Hva er formelen for skjærspenning? Hvilket plan er det snakk om i maskineringsprosessen?

Answer 8

τ = F_s/A_s, der A_s er arealet til skjærplanet (t_o*w/sin(ϕ))

Question 9

Hva er spesifikk skjærenergi? Hva er enheten? Og hvorfor er det ikke eksakt?

Answer 9

Spesifikk skjærenergi er hvor mye energi det tar å fjerne en viss mengde av det materialet. Den finnes i tabeller om materialer.

U = J/mm³, der J = W*s = N*m

Det er ikke eksakt siden energitapet blir større av andre faktorer:

• Friksjon
• Energitap i maskinen

Question 10

Hva er avvirkningshastighet? Hva er formelene for dreiing og fresing? Og hva er enheten?

Answer 10

Hvor mye volum materiale som fjernes per tidsenhet.

Dreiing:
R_mr = v * t_o * w, det v er skjærhastigheten og t₀ * w er areal. Variablene kan være anderledes i de andre sammenhengene, men til syvende og sist er det et areal og en hastighet.

Fresing:
R_mr = w * d * f_r, der w er kuttbredde, d er kuttdybde og f_r er matningsraten for alle skjærene sammenlagt. f_r = N * f * n_t, der N er turtall (N = v/(pi*D0)), f er feeden, lik t_o, n_t er antall skjær.

Enhet: mm³/s.

NB! V bruker ofte meter/minutt og du må trolig omgjøre til m/s eller mm/s.

Question 11

Hvilke to formler har vi for effekt ved maskinering? Og hvilken enhet er det?

Answer 11

P<sub>c</sub> = F<sub>c</sub> \* v, der v er skjærhastigheten.
P<sub>c</sub> = U \* R<sub>mr</sub> , der U er den spesifikke skjærenergien til materialet (J/mm<sup>3</sup>), R<sub>mr</sub> er removalrate, mm<sup>3</sup>/s.

Enhet: Watt (W = J/s), der J = N*m, så W = N*m/s.

Question 12

Hva er sammenhengen mellom U, R_mr og P_c?

Answer 12

U er den spesifikke skjærenergien til materialet (J/mm³)
R_mr er raten som materialet blir fjernet på (mm³/s)
P_c er effekten ved kutting (Watt, W = J/s)

Disse er formler som bør huskes

Question 13

Hvilke faktorer endrer den spesifikke skjærenergien? Hvordan kan vi regne ut dette?

Answer 13

Faktorer:

• spontykkelse
• verktøygeometri og slitasje
• skjærehastighet

Vi finner korreksjonsfaktoren CF med grafen for metning (t₀). Videre gir økt skjærhastighet større varme til materialet slik at det blir lettere å bearbeide og U blir mindre.

Question 14

(Modell/Figur) I dreiing, hva er skjærhastighet, mating, kuttdybde og turtall?

Answer 14

Question 15

Hva er formelen for turtall? Hva er enheten?

Answer 15

N = v/(pi*D₀), der D₀ er startdiameter. D₀ vil endres i for eksempel dreiing, og da blir det nye turtallet basert på den nye diameteren. Men da er muliggens farten v mindre.

v kan også oppfattes som vinkelhastighet, ofte oppgitt i m/minutt.

Enhet: omdreininger/minutt -> 1/min, evt. omdreining/sek hvis v er oppgitt i m/s, da blir enheten: 1/s. Så vi har m/s (m) = s^-1.

Question 16

Hva er formelen for matningshatighet? Når brukes de?

Answer 16

fr = N * f * n_t, der f er feed (tykkelsen på området som tas av, også lik t₀ som illustrert i andre eksempler). n_t er antall skjær, som ved dreiing er 1, ved fresing er det flere. N er turtallet, N = v/(pi*D₀)

Question 17

Hva gjøres om vi har runde eller radian i et resultat?

Answer 17

Hvis du har radianer/minutt, merk følgende: det er 2*pi (6.283) radianer i en runde. Overgang fra radianer/minutt til runder/minutt er

radianer/minutt * 2*pi = runder/minutt.

Deretter er runder/minutt lik 1/minutt, fordi en runde er, vel, en runde, som blir 1/1 = 1.

Question 18

Hvilke 9 operasjoner har vi i en dreiebenk? (Viktig i samtale med dreiere)

Answer 18

PlanKonKont FormFasAv GjenUtborBor
FaTaCon FoChaCut ThreBorDril

a) Plandreiining (facing)
b) Kondreiing (taper turning)
c) Konturdreiing (contour turning)

d) Formdreiing (form turning)
e) Fasing (chamfering)
f) Avstikking (cutoff)

g) Gjenging (threading)
h) Utboring (boring)
i) Boring med spiralbor (drilling)

Question 19

(Modell/Figur) I fresing, hva er skjærhastighet, mating per skjær, kuttbredde og kuttdybde? Samt aksiell kuttdybde og radiell kuttdybde?

Answer 19

På figuren: feed er matning

Question 20

Hva er spontykkelsesforholdet?

Answer 20

1/r, det r = t_o/t_c.