Tentamen i TMPT 04 Produktionsteknik för Im3

Transkript

1 Tentamen i TMPT 04 Produktionsteknik för Im3 Datum kl Sal: T1 Provkod: TEN A Antal ingående uppgifter: 6 st. Antal sidor: 8 st. Jourh. lärare: Stefan Björklund Telefon: Besökstider: ca och Kursadministration: Madeleine Peukert, , Madeleine.peukert@liu.se Hjälpmedel: Endast räknedosa Maxpoäng: 45/36p (Kursreg. efter/före 2012) Betygsgränser: 20/16, 28/22 och 36/29p

2 1. MÄTTEKNIK (5p) 1a. Ge ett exempel på hur man med ett enkelt mätdon ska kunna (1p) spåra huruvida ett hål är ovalt eller inte!! 1b. Ge exempel på minst en annan parameter än temperatur som (1p) skall kontrolleras/styras i ett konstantrum/mätrum. 1c. Ge exempel på en typ av mätdon/måtutrustning som kan an- (2p) vändas för måttkontroll i en produtkionslina mellan två olika bearbetningssteg exempelvis. Motivera! 1d. Förklara funktionen hos ett släpnålsinstrument. (1p) 2. PLASTISK BEARBETNING (12p) 2a. Vad menas med en metalls kristallstruktur? Exemplifiera! (1p) 2b. Varför bör/kan man inte utnyttja en klassisk dragprovkurva (1p) när man räknar på plastiska bearbetningsoperationer? 2c. vad menas med begreppet anisotropi? (1p) 2d. Ange två omständigheter som spelar in på för valet om en (1p) detalj skall smidas fram genom friformsmide eller sänksmide. 2e. Beskriv principen för sträckpressning! (1p) 2f. Vid strängpressning av ett triangulärt liksidigt rör med sidan (4p) 12mm och godstjockleken 2mm överallt utgår man från ett aluminiumgöt med en diameter på 280mm och en längd av 640mm. Friktionen mot containerväggen,, har uppmätts till 0.22 och dödzonen som skapas av materialet är 145mm lång. Arbetsmaterialets kf-kurva kan tecknas som kf= N/mm 2. Hur stor kraft måste maskinen minst kunna leverera om man endast vill ta ut 60% av full kapacitet och hur lång profil får man ut ur ett ämne? 2g. Vid en valsningsoperation varmvalsas ett ämne ner från ut- (3p) gångsdimensionerna 3000x1000x150 (lxbxh) till en höjd på 60mm i ett stick. Materialets kf-kurva kan tecknas kf=

3 N/mm 2. Materialet breddas under valsningsförloppet till en bredd på 1042mm. Valsverket som används är ett kvartovalsverk där stödvalsarna har en diameter på 1450mm och där arbetsvalsarnas diameter är 700mm. Valsverket körs med ett varvtal på 24rpm. Kan detta göras i ett valsverk som har ett maximalt tillgängligt vridmoment på 2.5MJ och en maximal användbar effekt på 5MW? 3. KLIPPANDE BEARBETNING (4p) 3a. Hur skapas blankzonen vid en klippningsoperation? (1p) 3b. Hur skapas brottzonen vid en klippningsoperation? (1p) 3c. Vid utstansning av en triangulär ram i 3mm tjock stålplåt, (2p) triangeln är likbent med basen 100mm och höjden 33mm där bredden på ramen är 10mm överallt, vill man ha reda på hur stor kraft som åtgår för att slå ut detaljen i ett komplettverktyg. Man har av materialtillverkaren fått reda på stålets skärhållfasthet, ksk, är 612N/mm 2. Hur stor klippkraft går åt? 4. SKÄRANDE BEARBETNING (12p) 4a. Varför är det viktigt att ett verktygsmaterial vid skärande be- (1p) arbetning har en viss seghet och inte är stenhårt? 4b. Vad menas med en revolver vid svarvning? (1p) 4c. Beskriv en tidsberoende förslitning på ett skärverktyg! (1p) 4d. Vad menas med upprymning? Varför gör man det? (1p) 4e. Vid en svarvningsoperation skall ett rör med en diameter på (4p) 200mm svarvas upp invändigt från en utgångsdiameter på 122mm till en färdigdiameter på 160mm. Detta sker genom en grovbearbetningsoperation som sedan följs av en finbearbetningsoperation med 1mm:s skärdjup. Röret är 300mm långt och det kan svarvas hela vägen. Data för verktygen som används till grov- resp finbearbetningen finns i den

4 nedan angivna tabellen. Materialets kc-kurva har bestämts till kc=1927hd -0.3 N/mm 2. Bearbetningen utförs i en NC-svarv med en maximal effekt på 20kW och en timkostnad, Km, på 674 kr/h. Den icke spånskäranade tiden, tun, är 2min/detalj och verktygsbytestiden, tb, är 1.5min. Skärprover visar att taylorexponenten,, är 0.28 och att en punkt på Taylorkurvan kan skrivas som vc15=234m/min. Hur lång tid tar svarvningsoperationen om maximala skärdata ska användas? Verktyg Fcmax N r mm Kv kr/egg grader Ra m grov :80 95 inget fin : f. Ur en 2m lång kvadratisk stång med sidan 50mm vill (4p) man planfräsa fram en 2m lång L-balk genom att fräsa två skär med ett axiellt skärdjup, ap, på 6mm. Uppfräsningen kommer att vara 25mm bred. Planfräsen är en hörnfräs med en diameter på 40mm där skäreggarna, z=5, gentemot arbetsmaterialet kan beskrivas med hjälp av =0.22 och vc15=221m/min (Dessa data är taget från Taylorkurvan). Verktygskostnaden för fräsen, Kv, är 76:40 kr/egg och den tål en maximal medelbelastning, Fcm, på 4.5 kn. Fleroperationsmaskinen som används kan leverera ett moment på 95Nm och en effekt på 15kW, den har en timkostnad, Km, på 875kr/h. Arbetsmaterialet är ett höglegerat aluminiummaterial vars kc-kurva kan tecknas kcm=995hm -0.4 N/mm2. Den icke produktiva maskintiden, tun, är 1.8min och verktygsbytestiden, tb, är 2.4min. Bestäm den absolut kortaste maskintiden för att göra en detalj!!

5 5. ÖVRIGA BEARBETNINGSMETODER (3p) 5a. Hur arbetar ett högtrycksaggregat vid vattenskärning? (1p) 5b. Varför måste ett gnistningsförlopp avbrytas med en paustid (1p) efter varje brinntid? 5c. Hur alstras elektronstrålen vid elektronstrålebearbetning? (1p) 6. ROBOTTEKNIK (Kursreg el. senare) (9p) 6a. Industrirobotar (2p) Robotarmar av så kallad parallell typ kan idag köpas ute på marknaden. -Vad innebär begreppet parallellrobotar? -Vilka huvudsakliga fördelar ger konceptet i tillverkningssammanhang? -Förklara kort varför man erhåller fördelarna med konceptet? 6b. Robotgripdon (1p) Gripdonskonstruktionen i nedanstående figur benämns ofta dubbelgripdon och sådana används ofta i maskinbetjäningstillämpningar. Förklara varför? Figur: Dubbelgripdon

6 6c. Robotprogrammering (1p) Vilken är den principiellt största nackdelen med teach-in-programmering? Vilken är förklaringen till att denna metod har varit den vanligast förekommande och förtfarande är en vanlig programmeringsmetod? 6d. Robotens uppbyggnad (2p) En robot består av ettt antal länkar som är kopplade till var- (0.5p) andra med så kallade leder. Vilka är de vanligaste ledtyperna? Hur är den vanligaste handledstypen för sex-axliga industrirobotarmar uppbyggd? Börtja med kopplingen till länk 3 och använd Yaw, Pitch roll för att beskriva hela handledens konfiguration! (1.5p) 6e. Robotnoggrannhet (0.5p) Vilka är konsekvenserna av att industrirobotarmar har begränsad positioneringsnoggrannhet? 6f. Robotsäkerhet (1.5p) Definiera eller förklara begreppet Produktionsstopp som finns inom industrirobottekniken när ämnet säkerhet och industrirobotar behandlas? Skyddsstopp och nödstopp är andra typer av stopp som behandlas i när det gäller säkerhetssammanhang. 6g. Definition (1p) Vad innebär Tool Center Point (TCP-funktionen)? Lycka till!! Peter & Lars