50 poäng. Allmänna anvisningar: <Hjälptext: Frivilligt fält. Skriv här ytterligare information som studenterna behöver>

Transkript

1 Tillverkningsteknologi Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: Tentamen 41P15T KMASK13h 7,5 högskolepoäng Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) 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: <Hjälptext: Frivilligt fält. Skriv här ytterligare information som studenterna behöver> Rättningstiden är som längst tre veckor Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Anders Nylund Telefonnummer: 033/ alt

2 Tentamen i Tillverkningsteknologi för KMASK13h torsdagen den 4 juni 2015 kl Tillåtna hjälpmedel: Anvisningar: Räknedosa 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 7 sidor. Poängöversikt: 1. Klippande bearbetning 6p 2. Sandgjutning 4p 3. Gnistbearbetning 3p 4. Blandad teori 4p 5. Skärande bearbetning 1 4p 6. Bearbetningsekonomi 7p 7. Industriell mätteknik 1 4p 8. Industriell mätteknik 2 3p 9. Smörjmedel 3p 10. Valsning 4p 11. Lüdersband 4p 12. Smide 4p Summa 50p Betygsgränser: 3: 20 poäng 4: 30 poäng 5: 40 poäng Borås den 27 maj 2015 Anders E Nylund 2

3 0. Motivera Vid varje rättningstillfälle får jag ibland en känsla av att jag 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. Klippande bearbetning 6p Detaljer tillverkade i en aluminiumlegering skall klippas enligt ovanstående figur. Alla mått i figuren är givna i mm. Plåttjockleken är 1.5 mm och pressen kan maximalt utveckla 50 ton. Frågorna nedan berör denna klippningsoperation. a) Bestäm nödvändig stanskraft för att stansa detaljen om aluminiumlegeringens skärhållfasthet är 185 N/mm 2. Man använder sig av raka skär. (2p) b) Hur många detaljer kan man stansa om man istället använder lutande skär? (2p) c) Hur stor press skulle krävas om man vill kunna stansa ut 10 st. detaljer på en gång med lutande skär? (2p) 2. Sandgjutning 4p Redogör kortfattat för gjutmetoden sandgjutning. I vilka sammanhang är den lämplig att använda? 3. Gnistbearbetning 3p Ge tre exempel varför gnistbearbetning kan vara en metod som väljes? 3

4 4. Blandad teori 4p Varje grupp om fyra påståenden kan ge som minst 0 poäng och som mest 2 poäng. Rätt svar ger 0.5 poäng per påstående och felaktigt svar på ett påstående ger 0.5 poäng. Inget svar alls ger 0 poäng. Svara gärna på vanligt papper så slipper du lämna med tesen till rättning. a1 a2 a3 a4 Påstående Rätt Fel En liten klippspalt ger en större blankzon. Vid nibbling använder man sig av en kontinuerlig liten frammatning av cirkulära stansar. Ympning används då man vill minska kornstorleken i en gjuten produkt. Stiggjutet kompenserar för krympning under stelning. b1 b2 b3 b4 Fasförslitning och gropförslitning kan inte uppkomma samtidigt på ett vändskär. En hård slipskiva kan göras mjukare genom att man ökar dess rotationshastighet. Om man kan välja mellan medfräsning och motfräsning faller valet i de flesta fall på motfräsning. Vibrationsproblem vid fräsning kan lösas genom ojämnt placerade fräständer s.k. differentialdelning. 5. Skärande bearbetning 1 4p En propelleraxel skall färdigsvarvas i en numeriskt styrd axelsvarv. Axeln har längden 6 m och skall ha en färdigdiameter av 220 mm. Denna skall uppnås genom att axeln sätts in i svarven och att material avlägsnas med ett skärdjup av 4 mm. Man vill då bearbeta med en matning av 0.6 mm/varv och en skärhastighet om 240 m/min. Bearbetningen startar vid ena ändan av axeln och löper sedan från vänster till höger ända till andra änden. Sedan tidigare vet man att vid dessa betingelser är utslitningstiden för skären 16 min. Gör man ett program för att bearbeta en axel och vet att man behöver byta verktyg under bearbetningen låter man programmet innehålla en rörelse som gör att verktyget lämnar arbetsstycket och stannar verktygsmaskinen. Då kan man byta verktyg. Vid återstart låter man verktyget ansättas mjukt och fortsätta bearbetningen där den tidigare avbröts. Behöver man göra detta för exemplet i fråga och i så fall hur många gånger? Motivera med beräkningar. 4

5 6. Skärande bearbetning 2 7p Nedan skissade detalj (den översta) tillverkas från stångmaterial φ40 genom borrning, längdsvarvning och efterföljande avstickning. Avstickningen innebär att man skär bort 5 mm vid ena ändytan så att detaljens längd minskar från 85 mm till 80 mm (Se nedersta figuren). Bearbetningen sker i en svarv i vilken konstant skärhastighet kan utnyttjas. Matningen sker vid 0.18 mm/varv och med skärdjup 2 mm vid längdsvarvningen. Det verktyg som utnyttjas har en trekantig dubbelsidig skärplatta och verktygskostnaden har beräknats till kr/skäregg. Verktygsmaskinen har en internkostnad om 480 kr/timma inklusive maskinoperatör. För verktyget gäller att v 15 = 280 m/min och exponenten i Taylors ekvation är Vilken avverkningshastighet har man räknat i cm 3 /min då svarvningen skall utföras så ekonomiskt som möjligt? Om man räknar med att det tar totalt 10 sekunder att växla in längdsvarvningsverktyget och förflytta det utan ingrepp i arbetsstycket, hur stor är då totala kostnaden för längdsvarvningen? 7. Industriell mätteknik 1 4p Du har fått i uppgift att kontrollera om en axel uppfyller toleranserna som är specificerade i figuren överst på nästa sida. Angivet finns dels en dimensionstolerans, dels en formtolerans, rundhet, som anger att elementet i varje tvärsnitt ska ligga mellan två koncentriska cirklar på inbördes avstånd lika med toleransvidden. Av dina instruktioner framgår också att du ska använda mätdon som har tillfredsställande noggrannhet samt dokumenterad spårbar kalibrering. 5

6 a) Vad blir övre och undre gränsmått samt toleransvidd för diametermåttet? Vilket krav ställer toleransen på mätdonets mätosäkerhet? (2p) b) Du har tre mätdon till hjälp för att kontrollera om axeln uppfyller dimensionstoleransen. Ett skjutmått, en bygelmätskruv med mätosäkerhet < 4+0,02L µm (där L är mätlängden i mm), och en vippindikator i stativ med mätosäkerhet < 0.5 µm. Du har också tillgång till passbitar. Vilket/vilka mätdon väljer du (motivera)? (2p) 8. Industriell mätteknik 2 3p Nedanstående enkla mätinstrument används ofta inom den tillverkande industrin. Förklara kortfattat vad det är för ett instrument och hur det används? 6

7 9. Smörjmedel 3p Ange minst 3 skäl till att använda smörjmedel vid bearbetningsmetoder som dragpressning och tråddragning. 10. Valsning 4p En 0.1 mm tjock aluminiumplåt skall i ett av sticken i ett seriekopplat duoverk kallvalsas ned till folie med en tjocklek av 0.02 mm (slutmålet är 7 µm). Valsdiametern är 250 mm och plåtbredden 1000 mm. Friktionen mot valsarna minimeras genom att man använder sig av ett fosfatbaserat smörjmedel med en friktionskoefficient av 0.1. Flytspänningen under valsningen antas vara 150 MPa. a) Beräkna den valskraft som krävs för att utföra operationen. (2p) b) Förklara vilket problem valskraften kan förorsaka med ovanstående valsdimensioner och hur man praktiskt löser detta. (2p) 11. Lüdersband 4p Vid bearbetning av stålplåt uppkommer ibland något som kallas för Lüdersband. Hur visar sig dessa rent konkret på plåten och vad är den bakomliggande orsaken till fenomenet? Hur återställer man plåt som misstänks kunna uppvisa denna typ av felaktighet till ett normaltillstånd? 12. Smide 4p a) Beskriv principen för sänksmide. (2p) b) Sänken är ofta försedda med något som kallas för skäggbanor. Vad är detta och vad har de för uppgift? (1p) c) Komplexa detaljer smides ofta i flera s.k. tempon. Förklara innebörden av begreppet. (1p) 7