50 poäng. Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

Transkript

1 Tillverkningsteknologi Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: Tentamen 41P15T TGMAS15h 7,5 högskolepoäng TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: Hjälpmedel: Miniräknare Tillverkningsteknologi - Formler, tabeller och diagram Tabeller och formelsamlingar avsedda för gymnasieskolan Totalt antal poäng på tentamen: För att få respektive betyg krävs: 3 20 poäng 4 30 poäng 5 40 poäng 50 poäng Allmänna anvisningar: Nästkommande tentamenstillfälle: Vecka Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Anders Nylund Telefonnummer: alt

2 Tentamen i Tillverkningsteknologi för TGMAS fredagen den 2 juni 2017 kl Tillåtna hjälpmedel: Anvisningar: Se försättsblad Svar skall alltid åtföljas av motiveringar. Glöm inte att lämna in de sidor av tesen där du gjort markeringar i figurer eller andra noteringar. Notera att uppgifterna inte är ordnade efter ökande svårighetsgrad. Frågor: Innehåll: Jag kommer att dyka upp i skrivsalen kl och (catider). Tesen omfattar 3 sidor. Poängöversikt: 1. Klippning 8p 2. Gjutformar 5p 3. Effektberäkningar vid svarvning 6p 4. Verkstygsmaterial 4p 5. Blandat om skärande bearbetning 8p 6. Toleranser 5p 7. Abbes komparatorprincip 3p 8. Plasticitetsteori 4p 9. Tråddragning 3p 10. Valsning 4p Summa 50p Betygsgränser: 3: 20 poäng 4: 30 poäng 5: 40 poäng Borås den 29 maj 2017 Anders E Nylund 2

3 0. Motivera Vid varje rättningstillfälle får vi ibland en känsla av att vi får dra poäng för bristande motiveringar och inte bara för bristande kunskaper. Motivera dina svar! Struktur, mekanism, egenskap...allt som visar att du förstått hur och varför är mycket mera värt än att. 1. Klippning 8p 16 mm 20 mm 6 mm 12 mm Vid stansning av triangulära brickor med höjden h = 16 mm, utnyttjas en stålplåt av bredden b = 20 mm. (Se ovanstående figur). Två olika lösningar kan väljas; 1) Enkelt stansverktyg som direkt klipper ut den efterfrågade formen. Figuren till vänster. 2) Ett sammansatt verktyg som i första steget klipper ut en triangulär skiva, figuren till höger, och i ett andra steg delar skivan i två. Plåtbandet matas från vänster till höger. Skrotkanten och detaljmellanrummet är i bägge fallen 2 mm. a) Beräkna utnyttjandegraden i de båda fallen ovan. (1p) b) Beräkna nödvändig total klippkraft för vart och ett av fallen. Materialet i plåten är ett rostfritt stål med brottgränsen 650 MPa och tjockleken 1.5 mm. (3p) c) Kostnaden för det sammansatta verktyget är kr och kostnaden för enkelverktyget är kr. Hur stor bör därför serien minst vara för att kunna motivera den högre verktygskostnaden om materialpriset är 6 öre/bricka? (4p) 2. Gjutformar 5p a) Det kan vid en första anblick synas enkelt att fixa till en gjutform. Dock är det ofta väldigt mycket att tänka på. Nämn minst 3 saker man bör tänka på då en gjutform designas! (3p) b) Ibland förses en gjutform med något som kallas för stiggjut (sjunkhuvud). Vad är ett stiggjut egentligen för något och vad har det för funktion? (2p) 3

4 3. Effektberäkningar vid svarvning 6p I en svarv med den maximala motoreffekten 42 kw har man valt följande skärdata för utvändig grovsvarvning av en axel; matningen 0.8 mm/varv, skärdjupet 6 mm och skärhastigheten 150 m/min. För det valda verktyget är ställvinkeln 60º. Maskinens verkningsgrad är Man har konstaterat att utslitningstiden är T c = 15 min för vald skärhastighet. Specifika skärkraften kan skrivas som kk cc = TT 15 h DD minuter och h D är nominell spåntjocklek. (N/mm 2 ). T är ingreppstid i a) Bestäm nödvändig motoreffekt om du startar svarvoperationen med ett utslitet verktyg. Vad kan du dra för slutsats av det framräknade resultatet? (3p) Nu byter operatören till ett annat verktyg med ställvinkeln 75º men med i övrigt samma skärdata. b) Hur länge kommer operatören i detta fall att kunna använda ett och samma verktyg? (3p) 4. Verktygsmaterial 4p Maximal eggtemperatur 1600ºC 1400ºC 1200ºC 1000ºC 800ºC 600ºC Ovanstående figur visar den maximala eggtemperaturen samt kombinationen hårdhet (Vickers) och seghet (böjhållfasthet) hos fem vanliga skärmaterial. De fem materialen är, i bokstavsordning, bornitrid, diamant, hårdmetall, keramik och snabbstål. Ange vilken eggtemperatur samt vilken stapel i HV-σ B - diagrammet som hör till respektive material. 4

5 5. Blandat om skärande bearbetning 8p a) Förklara, gärna med lämplig figur, hur skärvätskor kan kategoriseras! (2p) b) Ange vad som menas med hårdhetsgraden för en slipskiva och vilken inverkan denna har på slipförloppet! (2p) c) Vad orsakar plastisk deformation av en skäregg och vilken/vilka motåtgärder kan vidtas för att undvika detta? (2p) d) Ett vanligt tillvägagångssätt vid borrningsoperationer är att man använder sig av upprymmare eller brotschning. Vad är syftet med respektive metod? (2p) 6. Toleranser 5p I ett rum som har temperaturen 20ºC ligger stålbitarna A och B inpassade i en mässingsvagga enligt figur. A har längdmåttet 15g6 och B har måttet 45j5. Måtten är angivna i mm. +15 D = mm Värmeutvidgningskoefficienter: Stål: /ºC Mässing: /ºC a) Beräkna måttet av avståndet C. (2p) Antag nu att kortsidorna för A och B är fast och fixt infästade i mässingsväggen. b) Hur lång får en detalj E maximalt vara för att säkert, utan grepp, passa in mellan A och B, då temperaturen i rummet under en varm sommardag stiger till 30ºC? (3p) 7. Abbes komparatorprincip 3p Abbes komparatorprincip är mycket viktig att känna till om man skall kunna välja lämpligt mätinstrument i relation till den mätnoggrannhet man eftersträvar. Vad innebär egentligen Abbes komparatorprincip och hur påverkas mätfelet av huruvida den uppfylls eller inte. Exemplifiera med skjutmått och bygelmätskruv. (Svara i ord, formler och beräkningar är inte nödvändiga.) 5

6 8. Plasticitetsteori 4p Ett hjulämne har formen av en kort cylinder med diametern 75 mm och höjden 30 mm. Ämnet erhålles genom varmstukning av en utgångscylinder med diametern 60 mm. Formändringsmotståndet är i detta fall 100 N/mm 2 och friktion i ändytorna kan försummas. a) Bestäm formändringen! (2p) b) Bestäm maximal erforderlig kraft under stukningen! (2p) 9. Tråddragning 3p Vid dragning av tråd utnyttjas dragskivor tillverkade av hårdmetall eller diamant. Visa med en enkel skiss hur tvärsnittet på en sådan ser ut. Förklara utgående från denna skiss hur dimensionerna på draghålet avpassas efter den reduktionsgrad man önskar erhålla. Hur gör man då materialet är svårdraget, men en hög reduktionsgrad ändå önskas på den färdigtillverkade tråden? 10. Valsning 4p Valsning av vanlig stålplåt kan utföras varmt eller kallt. Ofta kombineras de båda metoderna genom att plåten varmvalsas ned till en tjocklek av minimalt 0.8 mm innan kallvalsningen tar vid. a) Ange för varje valsningsmetod minst två egenskaper som utmärker plåten antingen under själva valsningsprocessen eller i dess slutvalsade tillstånd. (2p) b) I långa valskedjor lägger man ofta in ett behandlingssteg som kallas betning. Var i valskedjan läggs detta normalt in och vad är syftet med detta processteg? (2p). 6

7 7