Tillverkningsteknologi 7,5 högskolepoäng
Provmoment: Tentamen
Ladokkod: 41P15T
Tentamen ges för: KMASK14h TentamensKod:
Tentamensdatum: 160601
Tid: 09.00-13.00
Hjälpmedel:
Miniräknare
”Tillverkningsteknologi - Formler, tabeller och diagram”
Tabeller och formelsamlingar avsedda för gymnasieskolan
Totalt antal poäng på tentamen: 50 poäng För att få respektive betyg krävs:
3 – 20 poäng 4 – 30 poäng 5 – 40 poäng
Allmänna anvisningar:
Nästkommande tentamenstillfälle: Vecka 34 2016
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: 033-435 4613 alt. 0732-30 59 24
2
Tentamen i Tillverkningsteknologi för KMASK onsdagen den 1 juni 2016 kl. 09.00-13.00.
Tillåtna hjälpmedel: Se försättsblad
Anvisningar: 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: Jag kommer att dyka upp i skrivsalen kl. 10.00 och 11.20 (ca- tider).
Innehåll: Tesen omfattar 7 sidor.
Poängöversikt:
1. Klippning 6p
2. Gjutning 4p
3. Skäreggsproblem 5p
4. Spel 6p
5. Skärande bearbetning 6p
6. Bearbetningsekonomi 6p
7. Industriell mätteknik 4p
8. Töjning 2p
9. Plastisk bearbetning 7p
10. Valsning 4p
Summa 50p
Betygsgränser: 3: ≥ 20 poäng 4: ≥ 30 poäng 5: ≥ 40 poäng
Borås den 26 maj 2016
Anders E Nylund
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 6p
a) En cirkulär detalj med diametern 50 mm skall klippas ur en stålplåt (raka skär) med en brottgräns av 860 N/mm2. Plåten är 2 mm tjock. I brickans centrum skall det finnas ett kvadratiskt hål med en sida av 30 mm. Bestäm nödvändig klippkraft och klipparbete för operationen. (3p)
b) Skulle man kunna styra klippytans utseende genom att variera klippspalten? I så fall hur?
(Betrakta motsatserna liten och stor klippspalt). (3p)
2. Gjutning 4p
a) Du skall gjuta en produkt som innehåller flera komplexa detaljer. Vilken metod är då att föredra (om du bara beaktar parametern kompexitet); sandgjutning, kokillgjutning eller pressgjutning? Varför? (1p)
b) Om du trots allt väljer någon av de andra två metoderna måste du tänka på hur gjutformen utformas (designas). Vad är det då du måste införa i denna (2 saker)? Vad kan det vara för rationellt skäl att välja någon annan metod än den du valde i a)? (3p)
3. Skäreggsproblem 5p
a) Nedanstående figur visar på ett vanligt problem som kan drabba skäreggen. Ange vad det kallas och förklara kort mekanismen bakom dess uppkomst. (2p)
b) Förklara gärna med hjälp av figur hur och varför detta fenomen beror av temperaturen. (3p)
4
4. Spel 6p
Ett kugghjul (mått B) monteras på en axel med en bricka (mått C) och säkring (mått D).
Måtten som gäller vid referenstemperaturen 20ºC är enligt (indexen vid A, B och C är övre respektive undre gränsavmått i mm):
𝐴𝐴 = 51−0.20 𝐵𝐵 = 45−0.20 C = 4h8 𝐷𝐷 = 2−0.050
Alla måttangivelser ovan är i mm. På sid 7 i denna tes hittar du en tillhörande tabell.
a) Beräkna det teoretiska spelet s! (3p)
b) Låt oss för ett ögonblick anta att axeln är av stål men att kugghjul, bricka och säkring är av aluminium. Beräkna det teoretiska spelet om samtliga delar har en temperatur av 30ºC. (3p)
αstål = 1.15 · 10-5 K−1 αaluminium = 2.3 · 10-5 K−1
5. Skärande bearbetning 6p
Ett rörämne med en invändig diameter av 1150 mm och en längd av 4 m skall grovsvarvas invändigt till en diameter av 1200 mm. Svarvningen utförs i en enda operation med ett verktyg som tål en belastning av 25 kN. Svarven har kontinuerligt variabelt varvtal och matning. Specifika skärkraften i N/mm2 kan uttryckas enligt: 𝑘𝑘𝑐𝑐 = 400 + 250𝑓𝑓
a) Beräkna erforderlig matning (2p)
b) Beräkna maximal avverkningshastighet om maskineffekten 60 kW utnyttjas fullt ut.
(2p)
c) Beräkna skärtiden för hela längden. (2p)
5
6. Bearbetningsekonomi 6p
En bromsskiva till en skivbroms skall bearbetas i en NC-svarv. De bägge sidoplanen, med ytterdiametern 300 mm och innerdiametern 100 mm skall svarvas (från ytterdiametern till nav i figuren). Svarvningen tillgår så att man börjar vid randen på skivan (ytterdiametern) och därefter går in mot navet. Därefter vänder man på skivan och svarvar andra sidoplanet.
Bromsskivorna är vertikalt inspända i utrustningen. Materialet är ett gjutstål och matningen är bestämd till 0.54 mm/varv. Vid en bearbetningsundersökning av materialet har man funnit att en skärhasighet av 90 m/min ger en utslitningstid av 15 min på en skäregg. Koefficienten i Taylors ekvation har bestämts till 0.25. Maskinkostnaden är 250 kr/h och verktygskostnaden 12.50 kr/skäregg. Tiden för upp- och nedtagning av bromsskivan sätts till 1 min.
a) Beräkna ekonomisk utslitningstid och skärhastighet. (2p) b) Beräkna den ekonomiska bearbetningskostnaden. (4p)
7. Industriell mätteknik 4p
Varje grupp om fyra påståenden kan ge som minst 0p och som mest 2 poäng. Rätt svar ger 0.5p per påstående och felaktigt eller uteblivit svar på ett påstående ger –0.5p. Svara gärna på vanligt papper så slipper du lämna med tesen till rättning.
Påstående Rätt Fel
a1 Spårbarhet innebär att alla mätningar som görs med ett kalibrerat mätdon skall ha ett direkt samband med definitionen av metern.
a2 I CE Johanssons låda med passbitar har alla passbitar samma noggrannhetsgrad.
a3 Om en gåtolk visar ”gå” kan röret användas direkt utan någon vidare justering.
a4 En pinntolk är användbar om man vill kontrollera ett rörs rakhet.
b1 En bygelmätskruv följer Abbes komparatorprincip.
b2 Ett skjutmått följer Abbes komparatorprincip.
b3 Plantolkar används främst för att kontrollera hur välpolerad en yta är, dvs. att Ry-värdet är minimum.
b4 Lufttryck, temperatur och luftfuktighet är de faktorer som styr mätosäkerheten.
Dessa plan skall svarvas.
6
8. Töjning 2p
Varför föredrar man att arbeta med begreppen sann spänning och sann töjning inom tillverkningsvärlden?
9. Plastisk bearbetning 7p
a) Rita en skiss som förklarar principen för enkel tråddragning. Visa i denna speciellt hur dragblocket ser ut och förklara varför det ser ut som det gör? (3p)
b) Ett alternativ till strängpressning vid rörformning är rördragning. Förklara principen bakom denna (gärna med hjälp av figur), samt vad man tjänar på att operationen genomförs i kallt tillstånd! (2p)
c) Hur utformar man lämpligen ett bockningsverktyg om man vill kunna variera bockningsvinkeln och samtidigt ha ett så billigt verktyg som möjligt? (1p)
d) Vad innebär återfjädring i samband med bockning och hur kompenserar man för detta fenomen? (1p)
10. Valsning 4p
Vid varmvalsning av aluminiumgöt av dimensionen 800x400x1500 mm (bredd x tjocklek x längd) minskades tjockleken i ett stick med 100 mm varvid bredden ökade med 30 mm.
Valsarnas diameter var 1200 mm. Bestäm erforderligt vridmoment för den aktuella operationen om materialets medelformändringsmotstånd (= flytspänning vid operationen) är 265 N/mm2.
7
