Sponfraskillende bearbeiding : manuelle verktøymaskiner 8200420434 [PDF]

Zitiervorschau

Eyolf Herø

Sponfraskillende bearbeiding Manuelle verktøymaskiner

>ePotbiblioieke

UNIVERSITETSFORLAGET

© Universitetsforlaget AS 1996

ISBN 82-00-42043-4

2. opplag 1999 Det må ikke kopieres fra denne bok i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med Kopinor, Interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel. Læreboka er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i juli 1996 til bruk i videregående

skole på studieretning for mekaniske fag, VK1 maskinfag, modulene 1,2 og 3.

Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av juni 1994, og gjelder så lenge

læreplanen er gyldig.

Gjengivelse fra Norsk Standard er gjort med tillatelse fra Norges Standardiseringsforbund.

Henvendelser om denne boka kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 2959 Tøyen

0608 Oslo

Illustrasjoner: Bjørn Norheim

Andre illustrasjoner og brosjyremateriell er hentet fra: Luna, Kvalitech, Tesa, Mitutoyo, Tos Trencfn, Sandvik og SECO. Figurer er også hentet fra bøkene:

Georg Baur/Linus Beilschmidt/ u.a. Technologie fiir Metallberufe Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1989, s. 12, 13, 61, 164. Falk, Gockel, Lemet, Schlossorsch Metalltechnik Grundstufe Georg Westermann Verlag Braunschweig 1979.

Falk, Gockel, Landsknecht u.a. Metalltechnik Fachstufe Georg Westermann Verlag

GmbH Braunschweig 1981. Braun u.a. Metall-technologie Fachkenntnisse Werkzeugmechaniker og Reichard u.a.

Fertigungstechnik Band 1 Verlag Handwerk und Tecnik GmbH Hamburg. Moderne skjærende tilarbeidning, Sandvik.

Omslag: Tor Berglie Sats: PageMaker i Universitetsforlaget

Trykk: HS-Trykk, Oslo 1999

Forord Sponfraskillende bearbeiding er skrevet for videregående kurs VK1 maskinfag i den videregående skolen. Den kan også brukes av andre som ønsker utdypende opplæring i sponfraskillende bearbeiding med manuelle maskiner.

Reform 94 legger opp til nært samarbeid mellom den videregående skolen og arbeidslivet. Av erfaring vet vi at det ofte er motsetninger mellom skolen og industrien både i holdninger og i forståelse av hva slags kunnskap som er viktig. Den teknologiske utviklingen fører til raske endringer både i industrien og ellers i samfunnet. Derfor må vi hele tiden fornye den kunnskapen vi har, og sette oss inn i nytt stoff. Skolen kan ikke konkurrere med industrien når det gjelder teknikk, og det er heller ikke skolens oppgave. Den skal derimot fange opp kvalifikasjonskrav fra industrien og samfunnet og gi elevene nødvendige basiskunnskaper og holdninger. Det er viktig selv i en tid med høy grad av spesialisering og raske endringer i faginnholdet.

Skolen skal ikke bare gi faglige kunnskaper, men også utvikle ferdigheter som selvstendighet, kommunikasjon, sosial kompetanse og analytiske evner. Med utgangspunkt i sine egne erfaringer og kunnskaper skal elevene vite hvordan de kan løse praktiske problemer i en yrkeshverdag.

Moderne bedrifter legger opp til nye og andre arbeidsformer enn det var før. Det er vanlig med samarbeid i produksjonsceller eller i egne «bedrifter» i bedriften. Operatørene har ansvaret for alt fra innkjøp av materialer til levering av det ferdige produktet. Elevene trenger derfor alle de ferdighetene som er nevnt ovenfor, når de skal ut i en moderne bedrift, og i framtidens arbeidsliv vil disse ferdighetene få enda større betydning. Mye av stoffet i boken er skrevet med støtte i faglitteratur fra leverandører. En del av stoffet har elevene vært gjennom på grunnkurset. I denne boken går vi dypere inn i lærestoffet. Sponfraskillende bearbeiding er ett av flere fag på VK1 maskinfag. Det er viktig at man i undervisningen ser fagene i sammenheng med hverandre. Bare på den måten kan elevene bli forberedt på et yrkesliv utenfor skolen og lære å bruke det de kan, for å løse praktiske oppgaver uten å ta hensyn til mer eller mindre kunstige fagskiller.

I denne boken er det lagt vekt på både faglige kunnskaper og at elevene skal være skikket for arbeidslivet. Jeg har tatt utgangspunkt i mine erfaringer fra møtet mellom den skolen jeg underviser på, og industribedriften Ulstein Bergen, der elevene på VK1 og VK2 maskinarbeider har hatt den praktiske opplæringen.

Det er ønskelig at læreren og elevene setter opp en framdriftsplan for faget sammen. Rekkefølgen av arbeidsstoffet kan variere fra skole til skole. Bergen 25. mars 1996 EyolfHerø

Framdriftsplan

Uke nr

Lærestoff/

prosjektarbeid 1 2 3

4

5 6 7 8

9 10 11

12 13 14 15

16 17

18 19 20 21

22

23 24 25 26 27 28 29 30 31

32

33 34 35 36

37 38

39 40

Side

Mål

Hovedmoment

Avslutningsdato

Innhold

Sponfraskillende bearbeiding.................................... 9 Den industrielle revolusjon og framveksten av det moderne industrisamfunnet................................ 9 Det moderne verkstedet................................................10 Prosedyre................................................................... 12 Arbeidsplanlegging .................................................. 12 Smøreoljepumpe: fra arbeidsplan til ferdig produkt....................................................... 13 Verneregler i maskinverkstedet.................................. 16 Personlig verneutstyr................................................ 16 Bruk av verneutstyr.................................................. 17 Øyevern......................................................................17 Hørselsvern................................................................ 17 Typer hørselsvern..................................................... 18 Vernefottøy................................................................ 18 Andedrettsvern..........................................................19 Hårvern.......................................................................19 Håndbeskyttelse........................................................ 19 Skilt ................................................................................ 20 Førstehjelp..................................................................... 20 Brannskader...............................................................21 Skader av etsende syrer........................................... 21 Væsker og løsemidler.................................................. 21 Innkjøp og bruk av kjemiske produkter................21 Produktdatablad og stoffkartotek.......................... 22 Fareklasser................................................................. 22 Olje og miljø.................................................................. 23 Terminologi og enheter................................................ 24

Måleteknikk................................................................. 26 Utviklingen av felles mål og enheter......................... 26 Oppmåling og oppmerking.......................................... 28 Merkeutstyr...............................................................28 Merkefarge................................................................ 29 Måleverktøy................................................................... 30 Måletemperatur........................................................ 31 Passbiter..................................................................... 31 Hjelpemidler ved måling............................................. 32 Planskiver og merkebord......................................... 32 V-blokker................................................................... 32 Parallellblokker........................................................ 33 Parallellstykker ......................................................... 33 Indikerende måleverktøy............................................. 33 Skyvelære.................................................................. 33 Mikrometre................................................................36 Måleur og indikatorer.............................................. 39 Faste måleverktøy......................................................... 40

Måletolker og gaplærer........................................... 40 Enhet for vinkelmåling................................................ 41 Vinkler og linjaler..................................................... 42 Vatre............................................................................43 Pneumatiske måleapparater.........................................43 Induktiv måling............................................................ 44 Posisjonsangivelse ........................................................ 45 Miniprosessor................................................................46 Optiske prøve- og måleverktøy.................................. 47 Måleprojektor og målemikroskop......................... 47 Lasermåling...............................................................48 Koordinatmålemaskin............................................. 49 Toleranser og pasninger............................................... 50 Begreper.................................................................... 50 ISO-pasninger........................................................... 52 Toleranse- og pasningsbilde................................... 53 Toleranser for ikke-toleransesatte mål..................54 Kontroll- og prøveteknikk........................................... 55 Kontroll av form....................................................... 56 Funksjonsprøving.....................................................57 Statistisk evaluering av måleverdier..................... 58 Overflateprøving........................................................... 58 Måling av overflateruhet.........................................58 Manuelle verktøymaskiner.......................................61 Oppbygning og funksjon............................................. 64 Sleider og maskinbord............................................. 66 Føringer..................................................................... 66 Drivmotorer...............................................................68 Betjening av girkassen............................................ 72 Styring og regulering............................................... 72 Oppspenning av arbeidsstykket.................................. 74 Oppspenning av små arbeidsstykker..................... 74 Oppspenning av store arbeidsstykker.................... 75 Skjærevæsker.................................................................77 Skjærevæsketyper.....................................................78 Valg av væske........................................................... 78 Hygiene..................................................................... 79 Vedlikehold av skjærevæske.................................. 79 Bruk av skjærevæskemåler..................................... 80 Lagring og rensing av skjærevæsker..................... 81 Vedlikehold.................................................................... 82 Vedlikehold av verktøy............................................ 82 Vedlikehold av måleverktøy................................... 83 Vedlikehold av verktøymaskiner........................... 85 Smøremidler..............................................................86 Hva er friksjon?........................................................ 86

Ulike typer smøremidler........................................ 86 Tilsetninger i smøremidlet..................................... 87 Faste smøremidler................................................... 88 Plan for oljeskift.......................................................88 Oljeskift..................................................................... 89 Avsponingsteknikk ..................................................... 90 Grunnleggende avsponingsteori................................. 90 Historisk tilbakeblikk.............................................. 90 Avsponingsmetoder................................................. 92 Valg av skjæredata................................................... 93 Skjæredata..................................................................... 94 Skjærehastigheten (v.).............................................94 Omdreiningstallet.................................................... 97 Matingen (f).............................................................. 97 Kuttdybden (a ) og inngrepslengden (/)............... 98 Sponformer.................................................................. 100 Sponbryter............................................................... 101 Spontykkelsen (/?)................................................... 102 Spontverrsnittet (A)............................................... 102 Sponvolumet (V).................................................... 102 Skjæregeometri ........................................................... 104 Sponvinkelen (y)..................................................... 105 Frivinkelen (a)....................................................... 105 Eggvinkelen (|3)...................................................... 106 Spissvinkelen (e).................................................... 106 Innstillingsvinkelen (/)......................................... 106 Hovedskjærsvinkelen (8).......................................107 Helningsvinkelen (X)............................................. 107 Endeklaringsvinkelen (ø)..................................... 107 Neseradien...............................................................107 Overflateruhet......................................................... 108 Ruhetsangivelse...................................................... 109 Overflateruhet ved avsponing.............................. 109 Valg av skjærevinkler.................................................110 Materialet i skjæret.................................................110 Materialet i arbeidsstykket .................................... 111 Bearbeidingsforholdene........................................ 111 Skjærekrefter............................................................. 111 Spesifikk skjærekraft............................................. 113 Varmeutvikling i eggen......................................... 115 Skjæreeffekt............................................................. 116 Slitasjeformer.............................................................. 117 Løsegg......................................................................119 Fasing av skjær....................................................... 119 Forebygging av slitasje.......................................... 120 Standtid.........................................................................121 Materialer i skjæreverktøy......................................... 123 Verktøystål...............................................................123 Kromstål.................................................................. 124 Hurtigstål (HSS)..................................................... 124 Coronitte (N).......................................................... 124 Hardmetall (GC).....................................................124 Keramikk (CC)....................................................... 127 Kubisk bornitrid (CBN)......................................... 127 Diamanter (D) ........................................................ 128

Overflatebelegg...................................................... 128 Leveringsformer..................................................... 130 Avsponing med vendeskjær....................................... 130 Koding av vendeskjærsplater av hardmetall.... 131 Valg av vendeskjær.................................................132 Innstillingsvinkel og valg av vendeskjær.......... 132 Avsponing med slipeskiver........................................ 133

Boring.......................................................................... 135 Boremaskiner............................................................... 136 Håndboremaskiner.................................................136 Søyleboremaskiner................................................. 137 Radialboremaskiner................................................137 Rekkeboremaskiner................................................138 Flerspindelboremaskiner....................................... 139 Boreverktøy................................................................. 140 Valg av bor............................................................... 140 Spiralboret............................................................... 140 Hardmetallbor......................................................... 141 Brotsjer......................................................................... 143 Forsenking................................................................... 144 Planforsenkere........................................................ 145 Underplanforsenkere (under/opp)........................145 Senterboring............................................................145 Vinkler på bor.............................................................. 146 Skjæredata ved boring................................................148 Mating......................................................................150 Boring i praksis............................................................ 151 Oppmerking for boring.......................................... 151 Forboring................................................................. 151 Toleranse og form ved boring.............................. 151 Skjærevæske ved boring........................................ 152 Standtiden ved boring.................................................152 Feil ved boring........................................................ 152 Gjenging i boremaskin.............................................. 153 Skjærehastighet og mating ved gjenging........... 155 Gjengeapparater...................................................... 155 Rulling av gjenger.................................................. 156 Skjærevæske ved gjenging....................................157 Firkantboring............................................................... 157 Sliping av boreverktøy...............................................159 Sliping av hardmetallbor........................................... 160 Sliping av brotsjer.................................................. 160 Sliping av gjengetapper......................................... 160 Formler ved boring..................................................... 161 Saging og kapping..................................................... 162 Sagemaskiner og kappemaskiner............................. 163 Kappestasjoner og materiallagre.......................... 163 Bøylesager............................................................... 163 Båndsager................................................................ 164 Sirkelsager............................................................... 165 Kappeslipemaskiner.............................................. 166 Sagbladet..................................................................... 166 Materialet i sagbladet............................................ 166

Formen på sagbladet............................................. 167 Bladtykkelsen og bladbredden........................... 168 Håndsagblad.......................................................... 168 Maskinsagblad....................................................... 168 Sagbladets vinkler................................................ 169 Valg av sagblad......................................................169 Skjæredata ved saging.............................................. 171 Skjærehastighet.................................................... 171 Mating.................................................................... 174 Saging......................................................................... 175 Innkjøring av båndsagbladet...............................175 Saging av lange snitt med fin tanndeling.......... 176 Skjærevæske ved saging...................................... 176 Varmgang............................................................... 176 Sirkelsaging............................................................... 177 Skjærehastigheten for sirkelsager...................... 177 Hullsaging...................................................................177 Kapping med slipeskive...........................................177 Dreiing....................................................................... 180 Dreiebenker............................................................... 180 Universaldreiebenker ...........................................181 Spesialdreiebenker ................................................186 CN-dreiebenker..................................................... 187 Dreiemetoder.............................................................. 189 Grovdreiing........................................................... 189 Findreiing............................................................... 189 Utvendig dreiing.................................................... 189 Innvendig dreiing................................................. 190 Avstikking og sporstikking .................................. 190 Oppspenning av arbeidsstykket ................................ 192 Oppspenning i chuck............................................. 193 Oppspenning i bakkskive......................................194 Oppspenning på planskive.................................... 195 Oppspenning på spenndorer................................. 195 Oppspenning mellom spissene............................. 195 Senterspiss............................................................. 196 Senterhull og belastning...................................... 196 Senterboring.......................................................... 197 Oppspenning med støttebriller............................198 Oppretting i dreiebenk.......................................... 198 Skjæredata..................................................................198 Skjærevæske ved dreiing..................................... 200 Dreieverktøy.............................................................. 200 Vinklene og flatene på dreieverktøyet............... 201 Utvendige dreieverktøy....................................... 201 Skjæreholdere for dreiing.................................... 202 Innvendige dreieverktøy...................................... 204 Dreiing av gjenger.................................................... 205 Ulike gjengesystemer...........................................205 Framstilling av gjenger i dreiebenk....................206 Verktøy for dreiing av gjenger........................... 206 Gjengeverktøyets bevegelser...............................207 Innstilling av gjengeverktøyet............................ 208 Metoder for dreiing av gjenger........................... 208 Skjærehastighet ved gjenging............................. 209

Mating ved gjenging.............................................. 209 Høyregjenger og venstregjenger......................... 211 Gjengenes toleranse............................................... 211 Dreiing av kvadratiske gjenger og trapesgjenger.......................................................... 211 Flergjengede skruer...............................................212 Skjærevæske ved gjenging................................... 212 Andre dreiemetoder................................................... 216 Profildreiing og formdreiing................................216 Boring, forsenking, gjenging og brotsjing i dreiebenk.............................................................. 217 Seratering................................................................ 217 Grading i dreiebenk............................................... 217 Eksenterdreiing...................................................... 218 Urund dreiing og flerkantdreiing......................... 218 Konusdreiing.............................................................. 219 Utregning av konuser............................................219 Konusdreiing med toppsleiden............................ 219 Konusdreiing med flytting av bakdokka............ 220 Konusdreiing med konuslinjal............................ 222 Fresing........................................................................ 223 Fresemaskiner............................................................. 224 Oppbygning av horisontale og vertikale fresemaskiner.........................................................224 Universalfresemaskiner........................................ 224 Spesialfresemaskiner.............................................225 Fresemetoder .............................................................. 227 Grunnleggende prinsipper.................................... 227 Medfresing og motfresing.................................... 229 Fresing av spor, kanter og avsatser.....................230 Satsfresing.............................................................. 231 Freseverktøy........................................................... 232 Oppspenning av freser.......................................... 232 Utboringshode....................................................... 235 Fresegeometri............................................................. 236 Freser med negativ sponvinkel og negativ helningsvinkel....................................................... 236 Freser med positiv sponvinkel og positiv helningsvinkel....................................................... 237 Freser med positiv sponvinkel og negativ helningsvinkel........................................................237 Skjæredata ved fresing..............................................237 Omdreiningstall ..................................................... 238 Mating..................................................................... 239 Grovfresing og finfresing..................................... 241 Spesifikk skjærekraft ved fresing (kj................ 242 Avsponing under fresing...................................... 242 Avsponingshastigheten ved fresing.....................243 Antall tenner i inngrep.......................................... 244 Vibrasjon under fresing........................................ 245 Inngrepsbredde og inngrepsdybde......................246 Skjærevæske ved fresing.......................................... 246 Delefresing............................................................. 247 Rundmatebord........................................................247 Delehode................................................................. 248

Direkte deling......................................................... 250 Indirekte deling...................................................... 251 Vinkeldeling........................................................... 252 Differensialdeling.................................................. 253 Tannhjulsfresing................................................ 253 Planlegging av fresearbeidet................................ 257

Sliping......................................................................... 259 Avsponing med geometrisk ubestemt skjær........... 260 Medsliping og motsliping.......................................... 260 Slipemaskiner og personlig verneutstyr................. 260 Slipemaskiner............................................................. 262 Håndslipemaskiner ................................................ 263 Benkeslipemaskiner.............................................. 263 Smergelskiver......................................................... 263 Båndslipemaskiner ................................................ 264 Universalslipemaskiner.........................................264 Rundslipemaskiner................................................ 264 Planslipemaskiner.................................................. 265 Verktøyslipemaskiner............................................ 266 Honemaskiner......................................................... 266 Slipeverktøy.................................................................267 Slipeskiven............................................................. 267 Slipemiddel............................................................. 268 Slipekorn.................................................................269 Kornstørrelse.......................................................... 269 Hardhetsgrad.......................................................... 270 Struktur.................................................................... 271 Bindemidlet............................................................ 272 Merking av slipeskiver.......................................... 272 Fargemerking.......................................................... 273 Utforming av slipeskiver...................................... 273 Behandling av slipeskiver......................................... 273 Montering av slipeskiver...................................... 273 Avretting av slipeskiver......................................... 274 Profilering............................................................... 275 Avbalansering......................................................... 275 Oppbevaring........................................................... 276 Fleksible slipemidler................................................. 277

Slipelerret............................................................. 277 Poleringsnylon ...................................................... 277 Roterende børster................................................ 278 Slipemetoder............................................................. 278 Slipeprosessen...................................................... 278 Plansliping............................................................ 278 Rundsliping.......................................................... 280 Senterløs sliping................................................... 280 Båndsliping........................................................... 281 Skjæredata ved sliping............................................. 281 Hastighet på arbeidsstykket ved rundsliping.... 284 Hastighet på reguleringsskiven ved senterløs sliping.................................................................... 285 Andre slipemetoder.................................................. 287 Honing................................................................... 287 Honemetoder........................................................ 287 Lepping.................................................................. 288 Leppemetoder....................................................... 289 Bryning.................................................................. 290 Blåsing................................................................... 290 Polering................................................................. 291 Tromling................................................................ 292 Overflaten ved sliping..............................................292 Skjærevæske ved sliping......................................... 293

Kvalitetsstyring i verkstedet................................ 295 Hva er kvalitet?..........................................................295 Historie....................................................................... 295 Kontroll av arbeidet.................................................. 296 Kvalitetssikring.........................................................296 Kostnader ved kvalitetssikring............................... 297 Årsaker til feil............................................................ 298 Avviksbehandling..................................................... 298 Korrigerende tiltak................................................... 299 Hvorfor kvalitetsstyring?......................................... 299 Standarder for kvalitetssikring............................... 299 Opplæring.................................................................. 300 Stikkord..................................................................... 301

Mål Etter at du har arbeidet med dette kapitlet, skal du - kjenne til den industrielle revolusjon - vite hvilke farer som er forbundet med å bruke verktøymaskiner - kjenne de generelle verne- og sikkerhetsreglene for arbeid med verktøymaskiner

Den industrielle revolusjon og framveksten av det moderne industrisamfunnet Den industrielle revolusjon er navnet på den samfunnsomveltningen som skjer på 1700-tallet, først i England og deretter i de andre vestlige landene. Den skyldes særlig to ting: Oppfinnelsen av maskiner og at man oppdaget at det var mulig å bruke dampkraft til å drive maskinene med. De første maskinene var hånd- og fotdrevne. De ble først tatt i bruk i bomullsindustrien i England for produksjon av stoff, og den mest kjente maskinen ble kalt Spinding Jenny eller Spinde-Jenny. Ved hjelp av maskinene kunne man lage større enheter og mer stoff enn tidligere.

Det var ikke bare kroppsarbeid som ble brukt for å drive maskinene. Det ble forsøkt både med vannkraft og hestekraft. I 1769 tok så James Dampmaskiner i en tekstilfabrikk (1862)

10

Sponfraskillende bearbeiding

Watt ut patent på dampmaskinen. Den gav helt nye muligheter. I verkstedene ble energien transportert via akslinger, reimer, tannskiver og reimskiver til maskinene.

Dampmaskinen lettet ikke bare arbeidet med maskiner i fabrikkene, men ble også tatt i bruk til transport, for eksempel i båter og etter hvert også i tog. Dermed ble det lettere både å frakte råvarer til fabrikkene, å masseprodusere stoff og andre produkter i fabrikkene og til slutt å bringe produktene ut til forbrukerne.

Den industrielle revolusjon førte til store endringer for folk flest. Før 1750 arbeidet de fleste mennesker i den vestlige verden med jordbruk. Med maskinene og dampkraften ble jordbruket lettere, og det ble mindre behov for arbeidskraft på landet. På den andre siden ble det et større behov for arbeidskraft når det kom fabrikker, og folk samlet seg i byer. Folk arbeidet for lønn i fabrikkene, og dermed kom det mer penger i omløp. Varer som tidligere var forbeholdt rike mennesker, ble masseprodusert, og de ble dermed billigere slik at vanlige mennesker kunne kjøpe dem. De nye maskinene gjorde det nødvendig å framstille mange like maskindeler. Delene måtte også være mer nøyaktige enn før, og de skulle være framstilt av jern og stål. Det vokste dermed fram et behov for verktøymaskiner som kunne produsere maskiner hurtig og nøyaktig. Masseproduksjonen stilte altså nye krav til maskinene og utstyret og ikke minst til kvalifiserte folk til å betjene maskinene.

Det moderne verkstedet En bedrift er bygd opp på en helt annen måte i dag enn tidligere. Den er mer komplisert, og de forskjellige avdelingene er mer avhengige av hverandre. Det påvirker også arbeidssituasjonen til dem som arbeider i bedriften. Mens en maskinarbeider tidligere stort sett betjente den maskinen han var opplært til å betjene, må dagens maskinoperatører ha grundig kjennskap til andre arbeidsområder i tillegg til sitt eget. De må kjenne til flere funksjoner i bedriften og vite hvordan de virker og inngår i en helhet. Kvalifiserte medarbeidere er en av konkurransefak-torene for en bedrift.

En fagarbeider må derfor ikke bare ha fagkunnskap. Han eller hun må i tillegg kunne samarbeide med andre, være villig til både å holde seg faglig oppdatert på sitt eget område og utvikle fagkunnskap på nye områder. En fagarbeider må dessuten kunne lese alle typer teknisk informasjon, vite hvordan man følger en arbeidsprosedyre, og være i stand til å planlegge arbeidet på en best mulig måte.

I dag er de ansatte i en bedrift ofte organisert i grupper eller celler der flere samarbeider om et produkt fra idé til ferdi gsti Hel se. Da er det ikke bare faglige kunnskaper og ferdigheter som teller. Like viktig er det å kunne samarbeide med andre, ta ansvar og vise hensyn.

Moderne bedrifter produserer etter ordre. Det vil si at alt bedriften produserer, er solgt på forhånd. Det krever fleksibilitet og ofte flerfaglighet fra de ansatte. Den enkelte må kunne sette seg inn i de maskinene bedriften har, for å kunne produsere varene hurtig og korrekt.

11

Sponfraskillende bearbeiding

Framtidens fagarbeider

Kunne utføre enkle reparasjoner i produksjonspausene

Bestilling av råvarer

Bestemme framdriften til arbeidet

Kontinuerlig forbedring Programmering av CNC-maskiner

Diskutere nye investeringer i maskinene

Tilrettelegging

Forvaltning av apparatet Være bevisst på utgifter - ta hensyn til budsjettet

Oppdatering av programmer

Drøfting av konstruksjonenes mekanismer Utprøving

Transport av deler til lageret og til montering

Den moderne fagarbeideren

Fagarbeiderne må kunne lese, forstå og bruke alle typer teknisk informasjonsmateriell. De må kunne lese og forstå tabeller og de tegnene og symbolene som står på tegninger og beskrivelser. De må også kjenne til og bruke sikkerhetsforskriftene for maskinen og det arbeidet de skal utføre.

En fagarbeider må dessuten vite mye om -

transportprosedyrer kvalitetssystemer (egne og ISO 9000) kontrollprosedyrer produkter og materialer moderne verktøybruk lagerprosedyrer nasjonale og internasjonale standarder

12

Sponfraskillende bearbeiding

Prosedyre Maskinoperatører i moderne maskinverksteder må ofte motta ordrer og planlegge oppdrag. De utfører arbeidet og foretar selv kontroll av det de har produsert. Operatørene må arbeide etter bestemte prosedyrer og dokumentere det arbeidet de utfører. I tillegg skal de fylle ut forskjellige kvalitetsdokumenter. Dokumentene kan inneholde produk­ sjonsgangen, ansvarsforholdet og krav til kvalitet, leveringsterminer og miljø.

Obs!

Når vi følger en prosedyre, utfører vi arbeidet etter gitte regler og bestemmelser.

Arbeidsplanlegging Arbeidsplanleggingen omfatter alt arbeid fra varen er solgt til den er levert kunden. Planleggingen består av en forberedende fase, der vi utarbeider terminer og arbeidsplaner og fastsetter produksjonsgangen, og en utførende fase, der varen blir produsert. Arbeidsplanen beskriver hver operasjon og hvordan den skal gjennom­ føres. I bedriftene kaller vi dette en ordreseddel. På ordreseddelen er maskintype, metode, termin, spesialutstyr, verktøy og programmer for maskiner oppgitt. Ordreseddelen omfatter også tegninger, arbeidskort, transportkort og kontrollkort. Når vi planlegger et arbeid, er det viktig å lese tegningen nøye og planlegge hvilke bearbeidingstrinn arbeidet skal ha, og i hvilken rekkefølge de skal komme.

Tegningen forteller også hvilke materialer og hvor mye vi trenger. I tillegg må den som planlegger, finne den minst kostbare framstillingsmetoden. Han eller hun må også angi

-

leveringstid ledig maskinkapasitet oppriggingstid om det skal brukes CNC-maskiner eller manuelle maskiner

Disse opplysningen danner grunnlag for utskrift av blant annet -

materialrekvisisjon produksjonsmaskiner transportkort lagermelding

Arbeidslederen sørger for transport og materialer. Operatøren tilrette­ legger arbeidet og velger verktøy. Han eller hun følger beskrivelsene og tegningene og kontrollerer sitt eget arbeid. Delene skal merkes med artikkelnummer eller ordrenummer, og nødvendige sertifikater skal fylles ut. Første del i serien skal kontrolleres og godkjennes av en kont­ rollør. Operatøren tar stikkprøver av produktene i serien underveis. Det ferdige godset blir lagret på godkjente paller.

13

Sponfraskillende bearbeiding

i

Ulstein Bergen AS Referanse/ Anlegg/Motor

Utskr. side

92310 ;

Totalt Kvantum

Ferd-dato

Spes, side

| Ordre

Punkt

PRODUKSJON ss ÆSIFIKASJON Behovsdato

Uts.uke

Fcrd.dato

Utskrevet

Mont.tegning

Kvantum

Artikkelnavn Komponent

1

Sertif.

Trinn

Spesifikasjonens Artikkclnr.

Spesifikasjonens Artikkelnavn

Artikkclnr. Komponent Kvt.pr.

Linje

..

। Ordrens/Gruppens Artikkclnr.

Ordrens/Gruppens Artikkelnavn

Mont.tegn

Pos.

Behov (Rest)

Utlevert

Lagerplass

Kg/Lagerenhet

1_____________________ ■

__ J_____________________ __________ 1_____________________ 1 1

1

(Redusert Utskrift må ikke nyttes ttl montenngsundcrlag)

Planlegger

Form. OS3 9SI ’ 2O.(XX)

Formann

'

j Plukket 1

Registrer '

Eksempel på en arbeidsplan

Obs!

Målet er at delene skal produseres med tilfredsstillende kvalitet, være ferdige til riktig tid og være så billige som mulig.

På tegningen på side 15 ser du et snitt av en dieselmotor. Motoren er sekssylindret og har en effekt på 3500 kW. Den blir brukt som framdriftsmotor i små båter eller med påmontert generator som hjelpemotor for å produsere strøm i store skip. En slik motor består av mange tusen deler. De fleste delene er produsert i verktøymaskiner i maskinverk­ stedet, mens noen blir kjøpt inn ferdig montert fra andre produsenter.

Produksjonen av en slik motor krever at planleggingen er god. Vi må planlegge alle ledd i produksjonen, fra innkjøp av materialer til prøvekjøring og levering av den ferdige motoren. Når vi planlegger, må vi foreta mange avgjørelser: Vi må velge skjæredata, toleranser og oppspenningsmetode, og vi må utarbeide arbeidsplaner. Å gå gjennom alle delene i motoren ville ta for lang tid. I denne boka skal vi se nærmere på hvordan vi produserer én av delene i en slik motor, et tannhjul i en smøreoljepumpe. Da får du vite mer om hvordan vi går fram i praksis når vi planlegger og bearbeider en del.

14

SponfraskiUende bearbeiding

Smøreoljepumpen er en viktig del av motoren. Den skal forsyne alle bevegelige deler med olje, slik at friksjonen blir minst mulig. Hvis smøreoljepumpen svikter, bryter viktige maskindeler sammen. Vi skal se nærmere på planleggingen av det ene tannhjulet i en smøreoljepumpe.

Vi skal produsere et tannhjul med manuelle verktøymaskiner. Da får vi disse bearbeidingstrinnene: Ordreseddel Ordre nr. ............... Artikkel nr............... Tegning nr...............

Nr.

Operasjon

1

Kapping av arbeidsstykket i rett lengde

2

Dreiing av emner for tannhjul

3

Fresing av tannhjul

4

Fresing av kilspor

5

Sliping av akseltapper

6

Grading og klargjøring for lager eller pakking

Maskinnr. Avdelingsnr. Startdato

Ferdigdato

15

Sponfraskillende bearbeiding

For hvert bearbeidingstrinn må vi lage en arbeidsplan som inneholder framgangsmåte, skjæredata og oppspenningsmetode.

Under hele produksjonen må vi kontrollere om delen tilfredsstiller de kravene til mål og toleranser som er oppgitt. Noen bedrifter har egen sluttkontroll. I tillegg er det vanlig at bedriftene har en kvalitetssikring som sier at den som produsere delen, skal foreta en egenkontroll av arbeidet. Til slutt skal den ferdige delen til lager eller pakking for å sendes til kunden.

TYPE KPCTR)

På figuren ser du en sammenstillingstegning av hele motoren. Smøreoljepumpen har posisjon 33 på tegningen

Smøreoljepumpen vil vi komme tilbake til i de neste kapitlene.

1

Hva mener vi med den industrielle revulusjon?

2

Hva var årsaken til den industrielle revolusjon?

3

Hva mener vi med en prosedyre?

4

Hvilke kunnskaper bør en operatør ha utover de rent faglige?

5

Hva er et av de viktigste målene i maskinverkstedet?

6

Hvilke følger tror du feilproduserte deler kan få for en bedrift?

16

Sponfraskillende bearbeiding

Verneregler i maskinverkstedet ।

Arbeidsmiljøloven skal blant annet

- sikre et arbeidsmiljø som gir arbeidstakerne full trygghet mot fysiske og psykiske skadevirkninger - sikre en verneteknisk, yrkeshygienisk og velferdsmessig standard som er i samsvar med den tekniske og sosiale utviklingen i samfunnet - gi grunnlag for at virksomheten selv kan løse sine arbeidsmiljøproblemer i samarbeid med arbeidslivets organisasjoner og med kontroll og veiledning fra offentlige myndigheter

Arbeidsmiljøloven gir ikke detaljerte beskrivelser av hvordan arbeids­ miljøet i en bedrift skal være. I alle bedrifter er det risiko for ulykker, men risikoen blir mye mindre hvis man utarbeider gode sikkerhets­ rutiner. Ansvaret for dette ligger hos alle ledd i organisasjonen. Arbeidstilsynet skal kontrollere og veilede bedriftene. Arbeidstilsynet fastsetter også forskrifter til arbeidsmiljøloven. Både bedriften og den enkelte ansatte har ansvar for å følge opp råd og pålegg fra arbeidstilsynet.

Alle nye ansatte i en bedrift skal ha informasjon om bedriftens sikkerhetsregler. Alle store bedrifter har en egen sikkerhetshåndbok som alle som skal arbeide i bedriften, får utlevert. Alle som får boken, plikter å gjøre seg kjent med innholdet.

। OfrS’

Et arbeidsuhell inntreffer plutselig og utilsiktet på arbeidsplassen og kan gi en fysisk eller psykisk skade.

Personlig verneutstyr Personlig verneutstyr er utstyr som arbeiderne bærer for å beskytte seg mot helseskader og ulykker mens de arbeider. Vi har flere typer personlig verneutstyr for maskinarbeid:

-

øyevern hørselsvern åndedrettsvern vernefottøy hårvern håndbeskyttelse

Arbeidsmiljøloven gir klare regler om hvordan man skal bruke og vedlikeholde personlig verneutstyr. Arbeidsgiveren plikter å vedlikeholde personlig verneutstyr. Arbeidstakeren skal behandle verneutstyret forsiktig. Er det tvil om at utstyret er i orden, skal det tas ut av bruk og repareres eller fornyes. Når flere arbeidstakere bruker det samme personlige verneutstyret, skal det rengjøres (desinfiseres) mellom hver gang noen bruker det.

17

Sponfraskillende bearbeiding

Bruk av verneutstyr Forholdene i en bedrift skal legges til rette slik at det er nødvendig med minst mulig personlig verneutstyr. Verneombudet i bedriften avgjør om personlig verneutstyr er nødvendig. Bedriften er ansvarlig for at godkjent verneutstyr er tilgjengelig. For eksempel skal det være briller som beskytter mot sprut, riktige filtre til masker og hørselsvern med god demping. Arbeidsgiveren har plikt til å instruere om bruken av verneutstyret.

Øye vern Øyevern i maskinverkstedet kan deles i to hovedgrupper: - vernebriller - skjermer

Vemebrillene kan være utført med eller uten sidebeskyttelse. Vemeglasset skal være godt festet til rammen og lett å skifte ut.

Skjermene skal beskytte ansiktet, øynene, hodet og halsen. Brukeren skal enten kunne holde skjermen med hånden eller kunne feste den til hodet. Skjermene kan være av plast eller metalltråd. Det skal være mulig å regulere avstanden til ansiktet.

Hovedtyper øyevern

Vernebriller

Skjerm som bæres på hodet eller i handen

Hette som dekker hodet, halsen og skuldrene

Hørselsvern I alle verksteder er det støy. Mange maskiner kan samlet gi et høyt lydnivå som man kanskje ikke legger merke til. Dersom vi blir utsatt for sterk støy i lengre tid, kan vi få hørselsskader og i verste fall miste hørselen. Hørselsskader utvikler seg gradvis. Vanligvis begynner skaden med øresus. Dersom vi er utsatt for den samme støyen jevnlig, hører vi dårligere og dårligere etter hvert.

Faren for hørselsskader øker enda mer dersom vi utsetter oss for mye støy i fritiden i tillegg til i arbeidet. Sterk støy virker også inn på blodsirkulasjonen og kan føre til hjerteproblemer. Måling av støy

18

Sponfraskillende bearbeiding

dB

Vi måler lydstyrke i desibel (dB). Lydstyrken øker logaritmisk. Det betyr at en lydstyrke på 10 dB bare er en tidel av en lydstyrke på 20 dB. En lydstyrke på 30 dB er ti ganger sterkere enn en på 20 dB.

130 ■ I Øvre hørselsgrense, smertegrense

Smertegrensen for støy er 120 dB. Skader kan oppstå ved langt lavere lydstyrke hvis vi utsettes for støyen i lengre tid.

120 - - Bergboremaskin uten støydemper 110 - - Betong- eller tekstilindustri 100 - - Smiverksted, motorsag

90 - - Alminnelig verksted, plateverkstedstøy 1 Risikogrense ved langtidsbelastning

80 - - Stor gatetrafikk 70 - - Høylytt samtale 60 - - Stillegående bil

Typer hørselsvern Det fins mange forskjellige typer hørselsvern. Det beste hørselsvernet er øreklokker. De gir god beskyttelse for alle typer lyd opptil 130 dB. En annen type er ørepropper. Ørepropper ligger i beskyttelsesposer. Vi bør passe på å ha rene hender når vi setter proppene inn i øret. Ørepropper er lette å miste og kan derfor være upraktiske. Vi kan også få ørepropper med bøyle. Bøylen er lett å ta vekk hvis det er behov for det, og den kan settes på plass uten at man mister proppene.

50 - - Lavmælt samtale 40 30 - - Hviskelyd 20 - - Tikking - ur 10

Ulike aktiviteter og støy

Ulike typer hørselsvern

Vernefottøy Det kan ofte være nødvendig med fottøy som beskytter føtter og ben mot uhell forårsaket av for eksempel gjenstander som faller, kjemikalier, brann, kulde og fuktighet. Det fins også vernefottøy med glisikker såle.

Europeisk standard EN 344 har generelle regler om hvordan vernefottøy skal være. Etter standarden kan vi dele verneutstyr for ben inn i tre hovedgrupper: - verneutstyr som beskytter føttene og anklene - gamasjer som beskytter vristen og helt eller delvis leggen - knebeskyttere

19

Sponfraskillende bearbeiding

Hvis det er fare for at gjenstander faller ned, skal fottøyet være forsynt med tåhetter av stål eller annet materiale som gir vern. Tåhetten skal være så stor at den beskytter alle tærne.

Gamasjer skal verne ankelen, vristen og eventuelt leggen. De skal verne mot gnister fra sveisesprut, smeltet metall, etsende stoffer og liknende. Gamasjene skal være lette å ta av og på. De skal lages av lær, brannimpregnert eller aluminisert seilduk eller glassfiber. Plast kan smelte og må ikke brukes. Når vi ligger på kne under arbeidet, bruker vi knebeskyttere.

Åndedrettsvern Selv om endrede produksjonsmetoder og bedre ventilasjonssystemer gjør at luften i verkstedene er blitt renere, er det ofte nødvendig å bruke utstyr som beskytter mot luftforurensning. De vanligste åndedrettsvernene er

-

støvmasker med mekanisk filter gassmasker med ulike filtre kombinerte masker med både støv og gassfilter åndedrettsvern med tilførsel av luft

Støvmasker med mekanisk filter verner mot støv, tåke og røyk. De verner ikke mot skadelige gasser, damp eller oksygenmangel.

Gassmasker verner mot damp og forskjellige gasser. Gassmaskene kan beskytte mot ulike konsentrasjoner av gass avhengig av hva slags filter de har.

Kombinerte masker verner både mot støv og gasser. Hvor godt de beskytter, kommer an på hva slags filter de har. Filtrene er inndelt i forskjellige klasser og har ulike farger. Noen få typer beskytter mot giftige gasser. Når du skal bruke gassmasker eller kombinerte masker, må du undersøke hvilken type åndedrettsvern maskene har, og vurdere hvilken type som er hensiktsmessig for den jobben du skal utføre.

Hårvern Hvis du arbeider ved en maskin med roterende deler, skal du bruke lue, hårnett eller tørkle. Da hindrer du håret i å vikle seg inn i maskindelene. Dekk også til håret hvis du arbeider med skadelige eller forurensende stoffer.

Håndbeskyttelse Hvis vi ønsker å beskytte hendene, kan vi bruke hansker. Vi kan få beskyttelseshansker i bomull, PVC, gummi, skinn og lær eller i kombinasjoner av disse materialene. Hva slags materiale vi bør bruke, er avhengig av det arbeidet vi skal utføre.

20

Sponfraskillende bearbeiding

Hvis vi arbeider med spon, er det ikke lurt å velge en hanske av gummi eller PVC. Sponen er både varm og skarp og skjærer raskt hull på en slik hanske. Vi bør heller bruke hansker av skinn eller lær i kombinasjon med bomull. Men slike hansker beskytter ikke mot kjemikalier eller syrer. Dersom vi skal arbeide med slike stoffer, må vi bruke hansker av gummi, PVC eller bomull med gummi- eller PVC-belegg.

Skilt Skilt er en viktig del av kommunikasjonssystemet både i en bedrift og ellers i samfunnet. De er for eksempel viktige som varsel om fare på arbeidsplassen. A bruke varselskilt på riktig måte og på riktig sted er en del av et godt vernearbeid.

Hjelm er påbudt under kraner

STØYSONE Bruk hørselvern Hørselsvern er påbudt når støyen er framtredende

Vernesko er påbudt i verksteder

BRUK ØYEVERN Øyevern brukes ved alt slipearbeid

Skilt i verkstedet

Førstehjelp Fra tid til annen skjer det ulykker i et verksted. Er skaden så liten at det ikke er behov for lege, må vi gi førstehjelp. Det er førstehjelperen som må vurdere om skaden er så stor at det bør tilkalles lege. Førstehjelperen må kunne beskrive omfanget av skaden for legen. Alle som er ansatt eller innleid i en bedrift, skal kjenne til hvor nærmeste førstehjelpsstasjon og telefon er, og hvordan han eller hun skal tilkalle lege og ambulanse.

21

Sponfraskillende bearbeiding

Brannskader Berøring av varm spon eller elektrisk støt kan gi brannskader. Hvis noen har fått en stor brannskade, en tredjegradsforbrenning eller en skade i ansiktet eller skrittet, skal det alltid tilkalles lege.

Forbrenningen skal kjøles ned så raskt som mulig ved hjelp av rennende vann.

Skader av etsende syrer Hvis noen har fått sprut av helsefarlige stoffer eller skjærevæsker i øynene, må man begynne å skylle øynene med store mengder vann så raskt som mulig. Man må fortsette skyllingen i 15-30 minutter før man følger den som er skadd, til lege. Behandlingen med vann skal fortsette helt til den skadde er under legetilsyn.

।

Alle førstehjelpsstasjoner skal ha øyedusj.

Øyedusj

1

Hva mener vi med et arbeidsuhell?

2

Hvilke følger kan et arbeidsuhell få for deg som arbeidstaker og for bedriften du arbeider i?

3

Nevn noen av grunnene til at det oppstår ulykker.

4

Hvorfor er det viktig at du kjenner til sikkerhetsforskriftene på den bedriften du arbeider i?

5

Hva skal du gjøre hvis noen får sprut av kjemikalier eller skjærevæske i øynene?

Væsker og løsemidler Innkjøp og bruk av kjemiske produkter I dag vet vi at organiske løsemidler er mer skadelige enn man trodde tidligere. Det er særlig i sentralnervesystemet det har lett for å oppstå skader. Skader i sentralnervesystemet kan føre til hjerneskader. Organiske løsemidler kan også forårsake skader og irritasjon i øynene og luftveiene. Flere av løsemidlene er dessuten kreftframkallende.

nhsl u '

Et løsemiddel er et organisk stoff. Hvis vi puster inn dampen av et slikt stoff, kan vi få skader.

Løsemidler kan en også få i seg gjennom huden. Tidligere var det vanlig at maskinarbeidere og andre vasket hendene med white-spirit. Da trakk huden til seg løsemidlet, og skaden fikk utvikle seg uten at en tenkte over det.

22

Sponfraskillende bearbeiding

Spesielt er det farlig å arbeide med løsemidler i lengre tid. De vanligste ubehagssymptomene er hodepine og kvalme. Konsentrasjonsevnen blir redusert, og det fører til større ulykkesrisiko. Hvis vi får i oss for mye konsentrert løsemiddeldamp, kan vi miste bevisstheten. Det er en livstruende situasjon. Den bevisstløse må raskt ut i frisk luft.

Produktdatablad og stoffkartotek Stoffene vi bruker, skal være forsvarlig merket med navn og advarsler på norsk. Det bør ikke være lov å kjøpe inn eller ta i bruk et kjemisk produkt før et yrkeshygienisk produktdatablad er skaffet til veie.

Produktdatabladet forteller blant annet om -

hvilke kjemiske stoffer produktet inneholder faremomenter forbundet med bruk av produktet hva slags verneutstyr som er nødvendig førstehjelpstiltak

Et eksemplar av godkjent produktdatablad skal fordeles til den eller de avdelingene som skal bruke produktet. All emballasje for kjemiske produkter skal være merket med advarsel på norsk.

Den som skal kjøpe inn kjemiske produkter, skal ha god kunnskap om dem. Bedriften skal alltid kontrollere de kjemiske produktene i stoffkartoteket eller på annen måte før de blir kjøpt inn.

Fareklasser På alle produktdatablad er det angitt hvilke brann- og eksplosjonsfarlige egenskaper stoffet har. Stoffene er delt inn i fareklasser eller som A-, B- og C-væsker. Maling, lakk og andre liknende stoffer skal også være YL-merket. YL er en forkortelse for yrkeshygienisk luftbehov. YLmerkingen forteller hvor mye luft det er nødvendig å tilføre når vi bruker et løsemiddelholdig stoff eller produkt. Sprøyting gir en mye større luftforurensning enn bare fordamping av løsemidlet. og det er nødvendig med strengere vernetiltak. YL-gruppen skal være angitt med et tall: (00-0-1-2-3-4-5)

Jo høyere tall YL-gruppen har, jo mer ventilasjon må vi ha. Tabellen under angir luftbehovet for én liter av stoffer med forskjellige YLgrupper. Luftmengde og YL-gruppene

Luftbehov i m3 per liter

YL-gruppe

0 m3/l - 30 m3/l

00

30 m3/l - 100 m3/l

0

100 m3/l - 400 m3/l

1

400 m3/l - 800 m3/l

2

800 m3/l - 1600 m3/l

3

1600 m3/l - 3200 m3/l

4

3200 m3/l - ..............

5

23

Sponfraskillende bearbeiding

Olje og miljø Olje og oljeprodukter forurenser miljøet rundt oss dersom vi ikke oppbevarer og kvitter oss med dem på en forsvarlig måte. Myndighetene har innført returavgifter på enkelte oljer. Avgiften skal dekke utgiftene når oljen leveres tilbake til leverandøren etter bruk.

Det fins mange midler for oppsuging av oljesøl ved maskinene. Et middel er spesialbehandlet furubark som sørger for biologisk nedbryting av oljen. Andre produkter kan kjøpes gjennom oljeleverandørene. Etter bruk må vi destruere oljen og oljeproduktene i forbrenningsovner. Hvis vi kaster dem i søpla, vil de forurense når de blir tømt på søppel­ fyllinga.

Større bedrifter har egne tømmestasjoner for olje og spesialavfall. Alle skoler og bedrifter som bruker oljeprodukter, skal ha regler og rutiner for hvordan skadelig avfall skal håndteres. Det er viktig at alle overholder reglene. Hvordan håndterer dere oljeholdig avfall på skolen din?

1

Hva menes med et produktdatablad?

2

Hvilke opplysninger skal produktdatabladet inneholde?

3

Hva er YL-merking?

4

Hvordan skal oppsugingsmidler for oljesøl behandles?

5

Hvem har ansvaret for at verne- og sikkerhetsarbeidet i en bedrift blir fulgt opp?

24

Sponfraskillende bearbeiding

Terminologi og enheter Dreiing - boring - fresing

Betegnelse ISO-NS 5020

Terminologi

Enhet

d

bearbeidingsdiameter

mm

Vc

skjærehastighet

m/min

n

spindelturtall

r/min

t

bearbeidingstid

min

V

avsponingsvolum

cm-

Vt

avsporingshastigheten

mm3/min

l

bearbeidingslengde

mm

p

nettoeffektbehov

kW

k

spesifikk skjærkraft

N/mm2

K 0.4

spesifikk skjærkraft for

spontykkelse 0,4 mm

N/mm2

Vf f

matehastigheten

mm/min

mating per omd

mm/r

fz F

mating per skjær

mm/z

skjærekraften

N

F

hovedskj ærekraften

N

b F

matekraften

N

passivkraften

N

k

innstillingsvinkel

grader

R max

profildybde

pm

r

skjærets neseradius

mm

ap

kuttdybde

mm

4

skjærevæskevolum

1/min

P

skjærevæsketrykk

N/cm2

p

Viktige formler ti

• D •n

Skjærehastigheten (m/min) y =------------------1000

Matehastigheten (m/min) v =fn-n

Avsponingshastigheten (mmVmin) V = vc • rz • fn

Omdreininger per minutt (omdr/min) n =

y • 1000 ti

•D

25

Sponfraskillende bearbeiding

1 Bearbeidingstid (min) t = -----------Jfn ‘ n

v -a ■f ■k Effektbehov (kW) P = —---- —60 • 1000

Profildybde (|uim) R

f2 ■ 1000 =-----------------8•E

Mål Etter at du har arbeidet med dette kapitlet, skal du - kunne gjøre rede for ulike måleteknikker - kunne velge og bruke aktuelt måleutstyr - kunne merke opp toleransesatte senteravstander - kunne justere, kalibrere og vedlikeholde måleutstyr

Verne- og sikkerhetsregler ved bruk av måle- og oppmerkings-

utstyr: - Vi må alltid behandle måleverktøyet forsiktig - Legg ikke måleverktøy på maskinen - Bruk ikke måleverktøy du tror er skadd eller f ei ljustert - Sikre spissene på passeren og rissenålen med små korker

- Gå aldri med disse i lommen på arbeidstøyet

- Slip vekk gradene på hodet på kjørneren - Oppbevar farlig merkefarge forsvarlig - Kontroller alltid arbeidet du gjør

Når vi skal lage deler til en konstruksjon, tar vi utgangspunkt i en arbeidstegning. På arbeidstegningen finner vi de målene delen skal lages etter. For å kontrollere om arbeidsstykket er utført i henhold til tegningen, måler vi delen vi har laget, både under og etter bearbeidingen. Vi kaller dette måleteknikk. Når vi skal måle, må vi kjenne til måleverktøy og målemetoder. Vi velger verktøy og metode etter kravene til nøyaktighet på tegningen. Disse kravene er angitt i målenheter som for eksempel millimeter, hundredels millimeter eller tusendels millimeter.

Utviklingen av felles mål og enheter De første målene man brukte, var såkalte naturlige mål som tok utgangspunkt i bestemte kroppsdeler. Man kunne skritte opp en lengde eller måle med føtter, underarmer og fingrer. De vanlige målenhetene var for eksempel fot og tommer.

27

Måleteknikk

Figuren viser målenhetene fot og favn. Steinreliejfet er gresk og fra ca. 450f.Kr.

Det var flere problemer med disse målenhetene: - Folk hadde forskjellig størrelse på armer og føtter - Det var ikke mulig å måle med føttene alle steder - Fot var ikke gyldig mål alle steder - noen land brukte alen

Derfor måtte det lages en målenhet som var gyldig i alle land, og som hadde disse egenskapene: - Enheten måtte alltid være lik - Enheten måtte være enkel å forstå - Enheten måtte kunne benyttes av alle

Alt i 1791 ble det i Paris satt ned en komité som skulle finne fram til en enhet som oppfylte disse kravene. Fram til 1799 arbeidet komiteen med å foreta de nødvendige målingene og bestemte til slutt at enheten for lengdemål skulle være 1/10 000 000, en timilliondel av jordklodens nordre meridiankvadrant. Dette målet ble kalt «arkivmeteren». Standardmålet for arkivmeteren ble oppbevart i Frankrike.

Senere målinger viste at metermålet ikke stemte, fordi jorden stadig var i forandring. Man ble da enig om at målinger basert på naturdimensjoner, som stadig forandret seg, ikke var godt nok. I 1875 ble meteren fastlagt som internasjonal målenhet for lengde som «en avstand mellom to merker på en stav av platina eller iridium». Men også materialet som ble brukt i meternormalen, viste seg å være ustabilt og hadde form- og lengdeendringer.

1 meter =------- ---------av avstanden NE 10 000 000

Etter flere forsøk med forskjellige materialer definerte man i 1927 meteren som «1 533 164,13 bølgelengder av rødt kadmiumlys i tørr luft ved 15 °C og et lufttrykk på 760 mm Hg». Men dette var heller ikke godt nok. På en konferanse i Paris i 1960 ble så meteren definert som 1 650 763,73 bølgelengder av det oransjerøde kryptonlyset i vakuum ved en temperatur på 20 °C. Endelig ble det i 1986 bestemt at én meter skal defineres som «den strekningen en lysstråle i vakuum tilbakelegger på 1/299792458 s».

Arkivmeter

Norge har sin gamle «arkivmeter» oppbevart i Norges Bank.

Nøyaktig én meter etter definisjonen er det bare mulig å framstille i laboratorier. Den er vanskelig å bruke i praksis, og det blir utviklet

28

Måleteknikk

målestaver med forskjellige toleranser som brukes i framstilling av måleverktøy, kontrolloppgaver og til verkstedsnormaler. Målestaver med forskjellig nøyaktighet er for eksempel verksteds­ normaler eller passbiter, som er de mest nøyaktige, og målebånd og meterstokker, som er de groveste.

QljgJ

Et mål er en fysisk størrelse målt med et måleverktøy.

Forskjellig måleutstyr

Oppmåling og oppmerking Før vi begynner å bearbeide et arbeidsstykke, må vi ofte ta utgangspunkt i tegningen og merke opp hvor vi skal avspone. Vi merker opp boringer, flater, sirkler og radier, beregner avstander og fordeler godset, slik at arbeidsstykket blir etter tegningen når bearbeidingen er ferdig. Oppmerking tar tid og er derfor kostbart. I moderne verksteder utfører man bare oppmerking når det er påkrevd.

Oppmerking er ikke nødvendig ved - serieproduksjon - styrte maskiner - bruk av borejigger

Oppmerking er nødvendig ved

- produksjon av enkeltdeler - store støpte og smidde arbeidsstykker - senterpunkt på større runde arbeidsstykker

Merkeutstyr

Arbeidsstykke

Oppmerkingen

Overflaten på materialet bestemmer hva slags oppmerkingsutstyr vi skal bruke. Vanligvis bruker vi en rissesnål, der spissen er slipt til 10-12°. Noen ganger kan vi bruke blyant. Den setter ikke dype merker, og vi kan fjerne merkene etter bearbeidingen.

Til oppmerking trenger vi

-

rissesnål blyant måleutstyr passer linjal anslagsvinkel

29

Måleteknikk

kombinasjonsvinkel eller universalvinkel høyderisser kj ørner merkefarge V-blokker med magnet merkebord

-

Merkeverktøy

Vi bruker merkebord når vi merker opp.

Før vi begynner å merke opp, må vi fjerne alle grader etter støping eller kapping med slipemaskin eller fil. Gjør vi ikke det, blir oppmerkin­ gen gal. Vi bør bruke sjablonger og eventuelt andre hjelpemidler. Det er viktig at vi først leser tegningen godt og kontrollmåler arbeidsstykket, så vi er sikre på at arbeidsstykket er større enn det ferdige produktet, som er angitt på tegningen. Fordel godset likt på alle sidene og lag en utgangslinje.

Refløl

Fjern a,le streker og kjørnermerker som er feil avmerket, slik at du ikke bearbeider etter feil merke.

Oppmerkingsfe i l

Merkefarge Når vi skal risse store arbeidsstykket, bruker vi merkefarge av flytende, krittliknende stoffer, blandet med et løsemiddel. Vi påfører merkefargen med kost. Det er viktig ikke å bruke en merkefarge som inneholder giftige stoffer, og vi må alltid forlange å få med et produktdatablad når vi kjøper merkefarge. Vi kan også få merkefarge som blekk i form av merkestifter eller på sprayboks. Påføring av merkefarge

1

Hvilke egenskaper må et målesystem ha?

2

Hvorfor var det nødvendig å komme fram til en standard på måling?

3

Hva må vi passe på når vi skal kjøpe merkefarge?

4

Nevn minst fem forskjellige merkeverktøy.

30

Måleteknikk

Måleverktøy Vi bruker mange forskjellige måleverktøy i verkstedet. Vi skiller mellom fire hovedtyper:

-

mekaniske elektroniske pneumatiske optiske

Typene har forskjellig nøyaktighet. Som regel bruker vi mekaniske måleverktøy til den groveste målingen. Mekaniske måleverktøy er lettest å bruke og lese av.

Elektroniske og optiske måleverktøy er mer avanserte, og vi kan måle nøyaktigere med slike måleverktøy. Det er nødvendig med grundig opplæring hvis vi skal bruke dem på en riktig måte. Noen elektroniske og optiske måleverktøy kan lagre og skrive ut data og koples til annet utstyr. Pneumatiske måleapparater blir brukt til måling på steder det er vanskelig å måle med vanlige måleverktøy, for eksempel når vi honer med en honemaskin. For å beregne hvor mye honemaskinen sliper av, og hvor lenge honingen skal vare, må vi bruke pneumatiske måleverktøy. Det er vanskelig å måle under honing, både fordi honeapparatet beveger seg, og fordi det blir brukt skjærevæske. Vi kan installere et pneumatisk måleapparat i honemaskinen.

Virkemåte

Mekanisk

Elektromekanisk

Elektro-fotomekanisk

Pneumatisk

Betegnelse

Finmåler (med innstillbar grensegiver)

Induktiv giver

Inkrementell giver

Pneumatisk giver

Måleområde

Inntil 1 mm

Inntil 2 mm

Inntil 100 mm

Inntil 0,1 mm

1 Målespindel

2 Måledel

Ulike måleprinsipper

3 Målomformer

4 Reguleringsknapp

5 Måledyse

6 Avlesningsenhet

7 Lineær målestav

31

Måleteknikk

Måleverktøy blir framstilt etter strenge regler. Senere i boken skal vi komme tilbake til reglene for bruk, justering og vedlikehold av måleverktøy.

Vi anvender både/bsn? og indikerende måleverktøy. Til de indikerende hører alle de mekaniske, for eksempel skyvelære, mikrometer, måleur og alle andre som måler en fysisk størrelse. Med faste måleverktøy mener vi måleverktøy som vi ikke kan justere, og som har fast mål og form, for eksempel tolker, gaplærer og radiuslærer.

Måletemperatur Temperatur kan virke sterkt inn på måleresultatet. Hvis vi holder et gaplære i hånden i bare fem sekunder, utvider gaplæret seg så mye at målet blir unøyaktig. Hvis vi dreier en bronseforing på 0 90 mm og den er 10 °C for varm mens vi måler, minker den med ca 16 pm. Hvis det er måleverktøyet som ikke holder riktig temperatur, blir problemet akkurat det samme. Det kan derfor lett bli forskjellige måleverdier hvis vi måler et nyprodusert arbeidsstykke som er varmt, og det samme arbeidsstykket når det er blitt avkjølt. Derfor skal man alltid foreta målinger ved 20 °C.

I permanente målerom eller rom der måleverktøy blir kalibrert, skal temperaturen være den samme hele tiden. Da unngår vi at temperaturen virker inn på kalibreringen.

nhcl

Riktig måletemperatur er 20 °C.

Passbiter Alle måleverktøy skal kontrolleres en gang imellom. I verkstedene kontrollerer vi med passbiter. De er enten laget av spesiallegert, spenningsfritt stål og herdet og presisjonslipt med nøyaktige mål, eller laget av keramikk (zirkonium). Passbiter av keramikk er mer slitesterke en passbiter av stål.

00

01 j RUN

Nominal Length

mmdnch

50.00000 + 0.18 + 0.18 FS

loenttficatrar No.

BS

Mln.L.Error

3 8 Paraiiellsm

+ 0.13

0.05

Chief Inspector

“00~

A

Passbitsett

05000000 0 00 880033994

En passbit og identifisieringsnummert til den

Unit

881314

Center Devlatlon

ISO-JIS DIN

Mitutoyo

8e

ObMZAA.

1

A

32

Måleteknikk

Passbiter blir levert enkeltvis eller i sett. Det gjør det mulig å bygge opp forskjellige målkombinasjoner med den lengden vi ønsker. Hver passbit har sitt eget identifiseringsnummer og blir levert sammen med en målprotokoll som sier hvor stort avviket er.

Overflaten skal være så glatt at vi kan sette sammen passbitene. De blir holdt sammen av den såkalte adhesjonseffekten.

Passbitsats

Vi kan få passbiter i forskjellige nøyaktighetsgrader etter hva vi skal bruke dem til. Benevningen for finhetsgradene er 00, K, 0, 1 og 2. 00 er den fineste. Til innstilling av for eksempel mikrometre bruker vi nøyaktighetsgrad 1. Finhetsgrad 00 blir brukt i laboratorium og som absoluttmål.

Hjelpemidler ved måling Planskiver og merkebord Planskiver og merkebord blir laget i støpejern, granitt eller diabas. Planskiver i støpejern må være fri for spenninger. En bruker derfor støpejern som har eldet. Det vil si at materialet har «roet» seg, og at det ikke er spenninger i det lenger.

Planskiver og merkebord i granitt eller diabas har mange fordeler. De er fri for spenninger etter tusen år med aldring. De er ikke magnetiske og leder ikke strøm, eller de er ikke utsatt for rust og derfor lettere å vedlikeholde. Planskiver er ofte utstyrt med elektriske varmekabler. Da kan de varmes opp til den riktige måletemperaturen, 20 °C.

Merkebord og planskive

V-blokker V-blokker blir laget av støpejern med et V-spor i 90°. De blir levert parvis. Vi bruker dem ved oppmerking og når vi kontrollerer form (rundhet). Vi kan også få V-blokker med magnet.

V-blokk

33

Måleteknikk

Parallellblokker Parallellblokker blir laget av støpejern og har ett eller flere V-spor i 90° eller 120°. De blir levert parvis. Vi bruker dem ved oppmerking og ved kontroll av mål. Parallellblokker fins også i granitt.

Parallellstykker Parallellblokker

Parallellstykker blir laget i stål som er herdet og slipt. De blir levert parvis. Vi kan bruke dem til mange forskjellige ting i maskinverkstedet. Det fins også stillbare parallellstykker. Parallelliteten stilles med mikrometer.

Parallellstykker

indikerende måleverktøy Skyvelære Skyvelære er det mest brukte måleverktøyet i verkstedet. Vi kan avlese mål med en nøyaktighet på 1/10 mm eller 1/20 mm. Selv om det fins mer nøyaktige skyvelærer, bør vi bruke andre måleverktøy hvis vi skal måle mer nøyaktig.

Skyvelære

Avlesingsnøyaktigheten blir bestemt av en nonius. Skyvelærets skyver er utstyrt med en noniusskala. På noniusen er 9 mm delt inn i ti deler. Delene i noniusen blir derfor 9/10 = 0,9 mm. Det gir en avlesingsnøyaktighet på 1/10 mm = 0,1 mm.

34

Måleteknikk

Er noniusen delt opp i 20 deler (noniuslengde 19 mm), kan vi lese av 1/20 mm = 0,05 mm. Avlesingen gjør vi med å lese antall hele millimeter over noniusskalaens 0 og telle delstreker på noniusen til vi finner en strek som står rett under strekene på millimeterskalaen.

For å få lest av riktig mål stilles det krav til strekenes skarphet og nøyaktighet. Det er derfor viktig å holde måleverktøyet i god stand.

Utvendig måling

Avlesning av en nonius

Innvendig måling

Dybdemåling med et vanlig skyvelære

Måleverdien blir bestemt i tre skritt Praktisk bruk av skyvelære. Utvendig måling med skyvelære gjør vi ved å måle mellom kjeftene på skyvelære. Innvendig måling skjer med kjeftene på skyvelærets overside.

Høydemåling

35

Måleteknikk

Måling av dybde utfører vi med enden av et skyvelære. I tillegg til det vanlige skyvelæret fins det mange spesialskyvelærer tilpasset bestemte måleoppgaver.

Dybdeskyvelære. Dybdeskyvelærer har ingen fast kjeft, men skyverens ende er den ene måleflaten. Dybdeskyvelærer har en nøyaktighet på 0,1 mm og bør ikke brukes ved finere målinger.

Til finere målinger bruker vi et dybdemikrometer. Det har vesentlig bedre målenøyaktighet. Dybdemikrometeret virker som et vanlig mikrometer. Det har samme friksjonsanordning, og vi avleser det på den samme måten.

Måling med dybdeskyvelære

Skyvelære med ur

Digitalt skyvelære

Skyvelære med digital avlesing. Moderne skyvelærer har digital avlesing. Disse skyvelærene kan koples opp mot datamaskiner. Da kan måleresultatet leses inn i datamaskinene, og det er muligheter for å lage statistikker og få utskrift av resultatet. Det er viktig ved dokumen­ tasjon på maskindelen.

Regel

- Skyvelæret skal bare brukes til måling - Ikke bruk skyvelæret til oppmerking av linjer og sirkler

- Skyvelæret må beskyttes mot varme, fuktighet og støv - Ikke mål arbeidsstykket mens det roterer

- Når du er ferdig med å bruke et måleverktøy, skal du vaske det og legge det i etuiet - Kontroller skyvelæret med jevne mellomrom

36

Måleteknikk

Målefeil ved bruk av skyvelære. Når vi bruker måleverktøy, er risikoen for feilavlesing til stede. Et arbeidsstykke med mange mål og forskjellige overflater kan det være vanskelig å få riktig mål på. Vi kan heller ikke framstille måleverktøy helt nøyaktig, og det slites under bruk. Sammen med feil avlesing øker dette risikoen for galt resultat.

Feil avlesing er kanskje den hyppigste årsaken til målefeil. Det skyldes ofte synsproblemer, konsentrasjonssvikt eller rett og slett manglende ferdigheter i å bruke måleverktøyet. En av de avlesingsfeilene som forekommer oftest, er vinkelen mellom øynene og måleverktøyet (parallellaksen).

Målefeil som kan oppstå når vi leser av verdier

Mikrometre Fine toleranser på 1/100 eller 1/1000 kan en ikke måle med skyvelære. Selv et skyvelære med digital avlesing er for unøyaktig. Oppbygning og virkemåte. For å oppnå tilstrekkelig nøyaktighet på en måling må vi bruke et mikrometer. Mikrometeret har en målenøyaktighet på 1/100 mm = 0,01 mm. Det er bygd opp om en bøyle, en måletrommel og en skrue. På det vanligste mikrometeret har skruen en gjenge med stigning på 0,5 mm, og måletrommelen er inndelt i femti deler. Det vil si at én omdreining på skruen forflytter måleskruen en strekning lik stigningen på gjengen. Det resulterer i at målet øker eller minker med 0,5 mm. Måletrommelen er oppdelt i femti like deler, fra 1 til 50. Hver del tilsvarer 1/100 mm - 0,01 mm. En omdreining tilsvarer 0,5 mm. For å få forflyttet skruen 1 mm må vi derfor skru to ganger. Det tilsvarer to omganger på måletrommelen eller 100 streker = 100/100 = 1 mm. En vanlig lesefeil ved mikrometre er å forveksle mål som 15,25 og 15,75. Det skjer hvis en ikke følger med på inndelingen i hele og halve millimetre.

37

Måleteknikk

Det fins også mikrometre med skruestigning på 1 mm. På de er måletrommelen oppdelt i 100 målestreker. Det gjør avlesingen lettere. Fordi måletrommelen blir større, er små mikrometre (0-25) med så store måletromler upraktiske.

Måletrommel

Målespindel

Måleflate

Friksjonsknapp

ra tet

15

10 5 Måleflate av hardmetall

Referanselinje

Låseanordning for spindel Bøyle Isolering

0-25

Med 100 delstreker

0.0 Imm

(spindelstigning 1 mm) På måletrommelen med 100 delstreker kan vi lese av måleverdien direkte uten å plusse på 0,5 mm-verdien.

Mitutoyo

Korrekt avlesning av mikrometerskruer:

På en skala med 0,01 mm oppløsning

På en skala med 0,001 mm oppløsning

Avlesning på skalaen: Avlesning på måletrommelen:

7,00 mm 0,37 mm

Avlest verdi på mikrometeret:

7,37 mm

Avlesning på skalaen: 6,000 mm Avlesning på måletrommelen: 0,210 mm Avlesning på nonieskalaen: 0,003 mm

Avlest verdi på mikrometeret: 6,213 mm

Utvendig mikrometer Innvendig mikrometer. Til måling av fine boringer bruker vi et innvendig mikrometer. Avlesingen av innvendige mikrometre gjøres på samme måte som på de utvendige. Oppbygningen er også lik, bortsett fra bøylen. Innvendige mikrometre fins i forskjellige utførelser. Enten med to måleflater eller med tre flater.

Innvendig mikrometer med tre måleflater Mikrometre med tre måleflater gir mindre målefeil enn de med to flater. Innvendige mikrometre fins for måling fra ø50 mm og oppover i sprang

38

Måleteknikk

på 25 mm. Det fins en rekke spesialmikrometre som kan måle mindre diametrer ned til ø5 mm.

Innvendige mikrometre fins både med målestrekavlesing og med digital avlesing.

Innvendig mikrometre Dybdemikrometer. Dybdemikrometeret virker som et vanlig mikro­ meter. Det har samme friksjonsanordning og avleses på samme måte.

Justering av mikrometre. I esken som leveres sammen med mikro­ meteret, er det også en justeringsnøkkel. Den bruker vi til å justere måletrommelen slik at mikrometeret kan justeres på 0. På utvendige mikrometre fra 0-25 mm skrur vi mikrometeret helt sammen og vrir måletrommelen til avstandsstreken for 0 passer over målestreken for 0 mm. Ved større mikrometre følger det med justeringsbit. Vi kan også bruke passbiter eller en kombinasjon av justeringsbit og passbit for å justere.

Dybde m i krom eter

På større verksteder er det egne laboratorier som foretar denne jus­ teringen. Enkelte verksteder er godkjent for ISO 9000 (se side 299) av klassifiseringsselskaper. Et eksempel på klassifiseringsselskaper er Det norske Veritas. På slike verksteder er det bare opplært og godkjent personell som har lov til å kalibrere.

Reg®1

- Mikrometer brukes bare når det er nødvendig med mål på 1/100 mm nøyaktighet - Vi må ikke bruk mer kraft enn vi får med skruen bak på mikrometeret - Mikrometeret må beskyttes mot varme, fuktighet og støv

- Mål ikke arbeidsstykker mens de roterer - Rengjør måleverktøyet etter bruk og legg det i etuiet

- Lever inn mikrometeret for kontroll når arbeidet er ferdig

39

Måleteknikk

Måleur og indikatorer Det mest brukte indikerende måleinstrumentet er måleuret. En spindel overfører via en tannstang bevegelsen til et tannhjul. En viser indikerer bevegelsen på måleobjektet.

Måleuret har en toleranseanviser som er vribar. Det har vanligvis en skala med 100 streker med verdi 1/100 mm. Måleområdet på måleuret er ca 10 mm. En annen viser angir antall hele millimeter.

Analogt måleur

Oppbygningen til et anlogt måleur

Måleur fins i mange forskjellige utførelser. De fins også med digital avlesing. De kan da koples til forskjellig datautstyr, for eksempel miniprosessorer, og vi kan få ut måleresultatet på en skriver.

Digitalt måleur

Oppbygningen til et digitalt måleur

40

Måleteknikk

En annen type måleur er vippeindikatoren. Den har en målearm som gjør det mulig å måle inne i boringene og andre steder der det er trangt. Måleurene har forskjellige målespisser etter hva slags målearbeid vi skal utføre.

Faste måleverktøy Måletolker og gaplærer

Vippeindikcitor

Måletolker og gaplærer blir ofte kalt grenselærer fordi de angir om arbeidsstykket ligger innenfor de toleransene som er oppgitt på tegningen. Gaplærene bruker vi ved utvendig kontroll måling og tolkene til innvendig.

De har én side for største mål og én side for minste mål. De skal ikke «trykkes», men gli på plass av sin egen vekt. Vi bør merke oss dette: En aksel som er over mål, kan bearbeides videre. En boring som er over mål, er ødelagt.

Grenselærene er merket med målet og toleransen, for eksempel 030 H7. Det fms også tolker og gaplærer for kontrollmåling av gjenger. Gaplærer for utvendige gjenger kan vi justere i grov, middels eller fin etter hvilken toleranseklasse gjengene skal ha. Til det bruker vi et innstillingslære.

Vi må kontrollere alle måletolker og gaplærer med jevne mellomrom.

Gå-side

lkke-gå-side

Gå-side

Arbeidsstykket ligger imellom øvre og nedre grenseverdi

Gaplære

Måletolker

lkke-gå-side

41

Måleteknikk

Enhet for vinkelmåling Omkretsen av en sirkel blir delt i 360 like deler. Hver del, 1/360, er en grad. Hver grad blir så delt i minutter ('), og hvert minutt blir delt i sekunder ("). Da får vi et mål for vinkler.

Som formeltegn for vinkel bruker vi små greske bokstaver, for eksempel a (alpha), p (beta) og y (gamma). En vinkel som er mindre enn 90°, kaller vi spiss, og en vinkel som er større enn 90°, kaller vi stump.

Qljs!

Transportør

Enheten for vinkelmåling er grad.

42

Måleteknikk

Vinkler og linjaler Til måling og oppmerking av grader er det nødvendig med vinkler av forskjellig typer. Vi kan dele dem opp i faste og stillbare vinkler. Faste vinkler brukes til oppmerking og måling av bestemte vinkelverdier. Faste vinkler er enten flatevinkler eller ansatsvinkler. De flate vinklene brukes for det meste til oppmerking, mens ansatsvinklene brukes til kontrollmåling. De fleste faste vinklene er 90°, men det fins også vinkler med 120° og 135°.

Faste vinkler

Til stillbare vinkler hører kombinasjonsvinkler. De består av både sentervinkel, gradvinkel og anslagsvinkel. Ved avlesing av gradvinkler må vi passe på å lese av riktig dreieretning på vinkelen i forhold til anslaget. På en vinkel på 180° er det ikke sikkert at det gradtallet vi leser av, er den riktige verdien på vinkelen.

Kombinasjonsvinkel Avlesning ved dreiing mot høyre Måleverdi: 37° 20'

Kombinasjonsvinkler og gradvinkler har ofte noniusskala. Det gjør det mulig å måle og innstille vinkler som ikke er i hele grader.

Vanlige vinkler er for lite nøyaktige ved kontrollmåling. Til det trenger vi presisjonsvinkler. Presisjonsvinklene har en klokke som viser nøyaktig mål og er lette å lese av. Skal vi avlese en vinkel svært nøyaktig, må vi bruke en optisk gradvinkel. Avlesning ved dreiing mot venstre Måleverdi: 22° 45'

Nonius for gradvinkler

I ObS-

Gode måleverktøy er avgjørende for kvaliteten på det arbeidet vi gjør. De må derfor behandles forsiktig.

43

Måleteknikk

Våtere Når vi skal måle om noe er vanrett eller loddrett, bruker vi vater. Vateret har en libelle med en luftboble inni. Luftboblen flytter seg etter som helningen på vateret forandrer seg. Vatrene bruker vi i verktøymaskiner til kontroll ved oppspenning av arbeidsstykket. Skalaen på vateret har delestreker som angir hvor mye arbeidsstykket er ut av lodd på en lengde på 1 m.

Verdien på delestrekene kan variere. Hvis et vater har verdien 0,5 for hver strek, vil det si at arbeidsstykket er 0,5 mm fra å være vannrett eller loddrett for hver delestrek luftboblen er fra sentret på libellen. Vater

1

Hva mener vi med faste og indikerende måleverktøy?

2

Hvilke måletyper kan vi måle med et skyvelære?

3

Når skal vi bruke et mikrometer? Hvordan bruker vi det?

4

Hvilke grunner er det til at et mål kan bli avlest feil?

5

Hva er riktig måletemperatur, og hvorfor er det viktig å holde den?

6

Hvilket måleverktøy vil du bruke til å lese av en vinkel svært nøyaktig?

Pneumatiske måleapparater De pneumatiske måleapparatene har mange fordeler: - De er berøringsfrie - Trykkluften blåser målepunktet rent - Det er mulig å måle innenfor svært små toleranser

Prinsippet for pneumatiske måleapparater

Lufttilfø rsel

44

Måleteknikk

Retthet

vzzzzzzz& vz^^zz I , ['I

I 1 , < * I

\ZZZZZZZZ2l

Pneumatiske måleapparater benytter både luftstrøm, trykkforskjeller og lufthastigheten. Forskjellen i avstanden mellom måleobjektet og luftdysen gir forandringer i størrelsen på overtrykket og lufthastigheten. Spesielt ved lengdemål egner slike måleapparater seg. De pneumatiske måleapparatene egner seg også godt ved måling og fastlegging av form som rundhet og sylinderform i boringer og pasninger. Til det bruker vi spesielle målfiksturer med flere luftdyser.

Pneumatiske måling har også disse fordelene: -

nøyaktighet på 0,2/1000-1/1000 mm måling av små mål (boring ned til 2 mm) er mulig måleutstyret tar liten plass og er lett tilgjengelig måleutstyret er lett å håndtere

Induktiv måling Målinger med pneumatisk, måleapparat

Induktive måleapparater har svært stor nøyaktighet. De kan for eksem­ pel måle et lengdemål på 20 mm med en nøyaktighet på 1/100 000 mm alt etter hvilken nøyaktighetsgrad måleapparatet er innstilt på. Induktive måleapparater er ikke bare laget for måling av lengdemål. De kan brukes til mange måleformål, for eksempel rundhetsmåling og sylindermåling eller formmåling og beliggenhetsmåling.

Innstilling i lik høyde

Induktiv måling

Induktive måleapparater

Måling av rundhetsavvik. Apparatet viser forskjellen i rundhet mellom de to aksene (differansemåling)

Diagrammet viser differansen i mikrometer på overflaten for én omdreining for begge målepunktene

45

Måleteknikk

Fordeler med induktiv måling:

-

stor målenøyaktighet har større måleområde enn pneumatiske apparater flere målemuligheter ved små boringer osv. måleresultatet kan fås som utskrift og brukes til dokumentasjon magnetfeltet kan endres ved trykk på en tast

Posisjonsangivelse Posisjonsangivelse, også kalt numerisk posisjonsangivelse for verktøy­ maskiner, fins på de fleste manuelle verktøymaskiner og gjør arbeidet enklere.

Digital posisjonsangivelse

Måleutstyret består av målestaver, lesehoder og målemaskin. Målestavene fins i forskjellige lengder etter hvor lang aksen på maskinen er. De er av aluminium og inneholder en glasstav med strekgitter og et fotoelement. Alt må være godt innkapslet for å beskytte mot spon og skjærevæske. Målingen gjøres gjennom en fotoelektrisk avlesing av strekgitteret. Når sleidene på maskinen flyttes, leser fotoelementet periodevise signaler for hver skalaforskyvning.

46

Måleteknikk

1 2 3 4 5

Miniatyrlampe (0,5 W) Linse Glassmålestav Målestavoppdeling Referansemerke

6 Plate med strekgitter 7 Fotoelement 8 Hus 9 Teller

Fotoelektrisk avlesning av strekgitteret

Miniprosessor Miniprosessorer fins i forskjellige typer. Til dem kan vi kople digitale skyvelærer og mikrometre. Miniprosessorene lagrer data og gjør enkle statistisk beregninger av de måleverdiene som leses inn.

Vi kan få utskrift av måleverdiene vi leser inn, statistikker og avvik på de delene som er over mål, og de som er under mål. Vi kan lese inn standardavvik og få ut antall avvik fra toleransen. Miniprosessorene kan koples til andre digitale måleinstrumenter, for eksempel ruhetsmålere. Det gir gode muligheter for dokumentasjon på arbeidet. Det er også mulig å kople miniprosessoren opp mot en datamaskin.

Miniprosessor som er koplet til et digitalt mikrometer

47

Måleteknikk

Optiske prøve- og måleverktøy Det er flere fordeler ved optisk måling: - Hvis formen på arbeidsstykket er komplisert, kan vi speilvende for å se ulikheter - Med forskjellige målestreker (maler) på projektoren kan en ta nøyaktige mål og avvik - Vi kan bestemme verktøyformer (radier, form, lengde, ol.) Optiske måleverktøy brukes blant annet i panteautomater for flasker. Pantemaskinen sammenlikner formen på flaskene som blir pantet, med et program der formen til godkjente flasker er lest inn. Flasker som maskinen ikke kjenner igjen, blir avvist.

Måleprojektor og målemikroskop Disse måleapparatene består av en linse eller et linsesystem som gir en sterk forstørring av måleobjektet. Måleresultatet blir på måleprojektoren gjengitt på en bildeskjerm. Når vi bruker målemikroskop, kan vi se resultatet i en kikkert.

Projektoren kan forstørre måleobjektet hundre ganger. Den kan stilles inn på bakgrunnslys, der en ser konturen av måleobjektet, eller på forgrunnslys, slik at en ser overflaten. Måleprojektorer er mye brukt ved måling av form på for eksempel gjenger.

Målemikroskop og eksempler på hvilke målinger vi kan gjøre med det

48

Måleteknikk

Lasermåling Lasermåling er meget nøyaktig. Med en lasermåler kan vi måle femten meter med en nøyaktighet på ±5/1000 mm. Når en kjøper en CNCverktøymaskin, er det viktig at den blir opprettet nøyaktig, og at måleangivelsene på maskinens skritt er riktige og innenfor den toleransen vi forventer. For å måle det bruker vi lasermåling. Avvik blir lest inn i datamaskinen, slik at den senere korrigerer seg selv.

Lasermåleutstyret består av tre deler: en sender for laserstrålen, en mottaker og en digitalmålangiver. Laseren måler med høy hastighet og er berøringsfri. Vi kan derfor måle på «myke» detaljer, også om detaljen er i fart. Lasermåling egner seg også godt til måling av boringer, avstand mellom hull, rundhetsmåling og formbeliggenhetsmåling.

Lasermåling av en stav. Måleapparatet er koplet til en PC, derved kan vi få fram alle de målene vi ønsker, på staven

49

Måleteknikk

Koordinatmålemaskin På kompliserte maskindeler er det ofte mange mål-, form- og beliggenhetstoleranser. Ofte er måling med vanlige måleverktøy vanskelig eller helt umulig. Et eksempel er måling av vinkelen mellom to boringer.

Koordinatmålemaskinen er utstyrt med en målespindel med flere målesensorer. De blir styrt mot flere punkter på maskindelen. Ved berøring går signaler til maskinen som avleser nøyaktig posisjon.

Ved måling av plane flater blir forskjellige punkter på flaten målt, og forskjeller blir registrert i målesystemet. Koordinatmålemaskiner blir brukt til mange forskjellige kompliserte måleoppgaver. Skjevheter i veivaksler lar seg lett måle på denne måten.

Koordinatmålemaskin

Det er flere fordeler med koordinatmålemaskiner: - Vi kan bruke dem til å utvikle egne måleprogrammer - Vi kan ta måledata direkte fra en CNC-maskin på den maskindelen vi skal måle - Koordinatmålemaskinen regner selv ut avvik. Vi kan ta en utskrift av utregningen og bruke den som dokumentasjon senere - Det er enkelt å måle vinkler med koordinatmålemaskiner - Vi kan sette akser der vi vil - Føringene er nøyaktige - Det er et presist målesystem i tre akser

50

Måleteknikk

Koordinatmålemaskiner er oppbygd om en planskive, ofte av diabas. Alle aksene «flyter» på luftputer som automatisk holder X-, Y- og Zaksene i en korrekt stilling.

Toleranser og pasninger Selv om de flinkeste maskinarbeiderne bruker de beste maskinene som er å få, klarer de ikke å framstille en serie maskindeler med nøyaktig samme mål. Det kan ha flere årsaker, for eksempel verktøy slitasje, temperatur og materiale. Helt nøyaktige mål er heller ikke nødvendig for de fleste av de delene som produseres. Hvor nøyaktig maskindelen skal være, er avhengig av hva maskindelen skal brukes til. Det er viktig at den delen vi produserer, passer til de delene den skal brukes sammen med. Målet kan variere innen gitte grenser. Disse grensene kaller vi arbeidsstykkets toleranse. Vi angir oftest grense­ verdier for dimensjonen eller egenskapen med et størstemål og et minstemål som ikke må overskrides.

+0,2 øvre toleranse 50 ---------------------------- Basismål -0,2 nedre toleranse

Det er viktig at toleransen ikke er for fm eller for grov. Hvis delen har for fin toleranse, blir den unødvendig dyr å produsere. For alle toleranser gjelder følgende regel:

nei r*e^

Toleransen skal være så grov som mulig og så fin som nødvendig.

Begreper I verkstedindustrien bruker en et felles, internasjonalt system, ISOsystemet for toleranser og pasninger, som gjør det mulig for kunde og produsent å snakke med hverandre over hele verden uten at det oppstår misforståelser. Dette systemet bruker et enkelt «kodespråk» som består av ulike kombinasjoner av en bokstav og et tall for å si noe om hvor store variasjoner (avvik) som tillates på de delene vi skal produsere.

Standardiseringen gjør at vi kan angi nøyaktig hva vi mener, og hvilke krav vi stiller, uten å måtte bruke ord som forholdsvis, noenlunde, ganske osv. Vi skal se på en del av de begrepene som blir brukt i ISO-systemet. Flere begreper finner du i ISO-NS 286-1.

51

Måleteknikk

Toleranser Basismål (B)

Utgangsmålet for dimensjonen som skal ha toleranse Null-linjen (0) Linjen som er basismålet i toleransebildet Største tillatte mål på detaljen Øvre grensmål (ØG) Nedre grensemål (NG) Minste tillatte mål på detaljen Toleranseområdet (T) Området mellom største og minste mål Øvre avvik (ØA) Avstanden fra nullinjen til ØG Nedre avvik (NA) Avstanden fra nullinjen til NG Det virkelige målet vi måler arbeidsstykket til Er-målet Pasninger Pasning Klaring (K)

Pressmonn (P)

Tolercmsens beliggenhet i forhold til basismålet

Betegnelse for sammenpasningsforholdet Forskjellen mellom er-målet på akselen og ermålet på boringen når boringen er større enn akselen Forskjellen mellom er-målet på akselen og ermålet på boringen når boringen er mindre enn akselen

Toleranser

Utdrag av NS 286-1

Skjematisk framstilling av beliggenhet til basisavvikene

Store bokstaver for boring og andre innvendige mål. Små bokstaver for aksler og andre utvendige mål. Boringstoleransene A til H ligger på oversiden (plussiden) av nullinjen, og toleransene M til ZC ligger på undersiden (minussiden).

Akseltoleransene ligger motsatt av borings­ toleransene. Begynnelsen av alfabetet ligger under nullinjen og slutten av alfabetet på minussiden.

Shatis (externai feaiures)

52

Måleteknikk

Vi har også toleranser for utvendige og innvendige dimensjoner, avstander mellom flater, overflateruhet, eksentrisitet, vinkler og gjenger.

Når vi bruker ISO-systemet for toleranser, angir vi toleransen med tal 1og bokstavkombinasjoner. Kombinasjonene gir informasjon om tre ting: - størrelsen på basismålet - størrelsen på toleransen - beliggenheten på toleransen i forhold til basismålet ISO-systemet angir toleransens beliggenhet i forhold til basismålet (nullinjen) med bokstaver.

j

Store bokstaver beskriver innermål (boringer).

Små bokstaver beskriver yttermål (akslinger og liknende).

Størrelsen på toleransen blir angitt med tall. 01 er den fineste toleransen og 18 den groveste toleransen. Jo større diameteren på arbeidstykket er ved samme toleranseklasse, desto større blir toleransen.

ISO-pasninger Når vi skal produsere to deler - en aksel og en boring - som skal passe sammen, må vi ta hensyn til to toleranser, nemlig toleransen på akselen og toleransen på boringen. Da bruker vi begrepet pasning, og mener med det hvordan to deler vil komme til å passe sammen når vi tar toleransene med i betraktning.

Det fins flere typer pasninger. Hvilken type vi skal bruke, er avhengig av hva vi skal bruke maskindelene til. Først bestemmer vi målet på boringen og akselen, og så fastsetter vi toleransene. Vi må da ta utgangspunkt i det pasningen skal brukes til. Vanligvis skiller vi mellom -

nøyaktige pasninger (som i kulelagre) pressforbindelser (til fast montering) bevegelige deler (for eksempel stempler i hydraulikksylindere) prøveverktøy for måleteknikk (lærer, tolker)

Med utgangspunkt i denne inndelingen kan vi skille mellom tre hovedtyper av pasninger:

- klaringspasning - mellompasning - presspasning

Mellom dem fins en rekke andre typer. Klaringspasning. Når en aksel skal tilpasses en boring og boringen er større enn akselen slik at akselen gar lett inn i boringen, har vi en klaringspasning. Klaringspasning bruker vi når vi har behov for en bevegelse i pasningen, for eksempel i lagre og føringer på verktøy­ maskinene.

53

Måleteknikk

Presspasning. Hvis akselen er større enn boringen, slik at vi må presse akselen inn i boringen for at den skal sitte fast, har vi en presspasning. Vi finner presspasninger i for eksempel foringer av bronse som skal sitte fast i pumpehus eller andre maskinkomponenter. Når vi skal montere presspasninger, blir foringen kjølt ned, og maskindelen vi skal montere den i, varmet opp. Hvis vi skal montere foringen ut på en maskindel, må vi kjøle ned maskindelen og varme opp foringen. Mellompasning. Pasninger som enten ikke har målforskjell eller har liten målforskjell, kaller vi mellompasning. Det kan være lette press­ pasninger eller lette klaringspasninger. Mellompasninger bruker vi på deler som skal ha så stor friksjon at de sitter sammen, men likevel lett kan monteres og demonteres, for eksempel i kulelagre.

Ulike pasningstyper

Toleranse- og pasningsbilde Vi kan tenke oss at det beste ville være at vi kunne bruke alle de toleranser og pasningstyper vi ønsket. Men for at vi skulle kunne framstille alle pasningene, måtte alle verksteder ha svært mange boreog brotsjeverktøy. I tillegg måtte de hatt mange typer måle- og kontrollverktøy for å kunne kontrollere boringene. Det ville være svært dyrt.

I industrien er det i dag vanlig at bedriftene spesialiserer seg og kjøper ferdige komponenter (f.eks. kulelagre, skruer og liknende) fra andre produsenter. Dersom det ikke fantes standarder for hvilke pasninger man skal bruke, ville verkstedet ha vanskeligheter med å få fatt i et kulelager som passet akkurat deres aksel.

Skjematisk framstilling av beliggen­ heten til basisavikene

Vanligvis bruker vi toleranser og pasninger som tar utgangspunkt i toleranseområdet H (boring) eller h (aksel). Vi kaller dette boringsbasis og akselbasis.

54

Måleteknikk

Om vi skal ta utgangspunkt i boring eller aksel, kommer an på hva slags og hvor mange deler vi skal produsere. Ved akselbasis tilpasser vi boringen etter akselen og trenger mange typer bore- og måleverktøy for å kunne framstille og kontrollere boringene. Det tar for lang tid og blir dermed dyrere for små serier. Skal vi lage små serier, bruker vi derfor boringsbasis. Derimot bruker vi ofte akselelbasis ved masseframstilling. I slik produksjon brukes ofte ferdig slipte aksler med toleranse (h8, h9 osv). Da slipper vi å etterarbeide overflaten. På maskintegningen du bruker i verkstedet, står alltid toleransen for boringen på en pasning øverst og toleransen for akselen nederst.

H7 (boring) 0 100 -------------k6 (aksel)

Står toleransen inne i en tekst, skal toleransen for boringen skrives først, for eksempel (0 100 H7/k6), (0 200 H8/f7).

Toleranser for ikke-toleransesatte mål På mål som ikke er spesielt toleransesatt etter ISO-systemet for toleranser og pasninger, bruker vi NS-ISO 2768-1.

NS-ISO 2768-1 deles inn etter nøyaktighetsgradene fin, middels og grov. Hvilken grad vi skal velge, er angitt på tegningen. Kjenner vi basismålet, kan vi finne toleransen i tabellen under.

Tillatte avik, fra NS-ISO 2768-1

Mål i mm/Values in mm Tillatte awik for basisområde Permissible deviations for basic size range

Nøyaktighetsgrad Tolerance class

0,5” opp til/ up to 3

over 3 opp til/ up to 6

over 6 opp til/ up to 30

over 30 opp til/ up to 120

over 120 opp til/ up to 400

over 400 opp til/ up to 1 000

over 1 000 opp til/ up to 2 000

over 2 000 opp til/ up to 4 000

± 0,05

± 0,05

± 0,1

± 0,15

± 0,2

± 0,3

± 0,5

-

m middels/medium

± 0,1

± 0,1

± 0,2

± 0,3

± 0,5

± 0,8

± 1,2

± 2

c grov/coarse

± 0,2

± 0,3

± 0,5

± 0,8

± 1.2

± 2

± 3

± 4

-

± 0,5

± 1

± 1,5

± 2,5

± 4

± 6

± 8

Betegnelse Desig nation

f

fin/fine

v meget grov/very coarse

” For nominelle mål under 0,5 mm, skal awikene angis ved siden av det (de) aktuelle nominelle mål. For nominal sizes below 0,5 mm, the deviations shall be indicated adjacent to the relevant nominal size(s).

55

Måleteknikk

1

Hvorfor er det nødvendig med et toleranse- og pasningssystem som ISO?

2

Forklar betydningen av tallene og bokstavene i ISO-systemet for toleranser og pasninger.

3

Hva menes med boringsbasis og akselbasis? Forklar når vi bruker disse to typene.

4

Hva menes med en pasning?

5

Hvilke av disse pasningene (boringsbasis) er klaringspasninger? 30 F9/h8, 30 H7/h6, 30 H7/h8, 30 H7/e8

6

Noen maskindeler har disse pasningene: 20 H6/r5, 50 H7/h6, 30 H7/n6, 12 B12/h8

Hvilke pasningstyper er dette?

Kontroll- og prøveteknikk Ved nykonstruksjoner av en maskindel må vi ta hensyn til mange forhold, for eksempel hvilket materiale vi vil bruke, hvilken form maskindelen skal ha, og hvilke mål og toleranser som er nødvendige.

Feil valg av mål, form og materiale kan gå ut over maskindelens levetid og funksjon og kan føre til store produksjonskostnader og vedlikeholdskostnader. Hvis vi ønsker å kontrollere at delen har riktig toleranse, kan vi bruke forskjellige prøvemetoder.

For delen som du ser på figuren, gjelder fire toleranser:

1 2 3 4

måltoleranse overflatefmhet formtoleranse lagertoleranse

Vi kan kontrollere på to måter: med direkte kontrollmåling eller med målelærer og tolker. Av og til er det nødvendig å bruke begge metodene.

56

Måleteknikk

Kontroll av form Geometrisk toleranse og dimensjonstoleranse. Selv om en maskindel er i «mål», kan det være feil på maskindelens geometri eller form. Det kan være feil med for eksempel rundhet, parallellitet eller retthet. Geometrisk toleranse kalles også form og beliggenhetstoleranse. Ofte dekker kravene til dimensjonstoleranse også kravene til geometrisk nøyaktighet, avhengig av måten maskindelen blir produsert på.

Det kan være vanskelig å kontrollere geometrisk toleranse opp mot de krav som er satt. Ofte kan en klare det med faste anlegg, som planskiver og V-blokker og ett eller flere måleur. Norsk Standard har standarder for femten forskjellige toleranseegenskaper som går på form og beliggenhet. De blir delt opp i fire toleransegrupper:

Form-, retnings-, kast og beliggenhetstoleranser, fra NS 1420

-

formtoleranse retningstoleranse beliggenhetstoleranse kasttoleranse

Symboler for toleransesatte egenskaper Symbols for toleranced characteristics Elementer og toleranser Features and tolerances

Toleransesatte egenskaper Toleranced characteristics

Retthet Straightness

Planhet Flatness

Uavhengige elementer Single features

Formtoleranser Form tolerances

Rundhet Circularity

Sylindrisitet Cylindricity Uavhengige eller avhengige elementer Single or related features

Retningstoleranser Orientation tolerances

Avhengige elementer Related features

Beliggenhetstole­ ranser Location tolerances

— /7 o

a

Punkt Subclauses

14.1 14.2

14.3 14.4

Profilform Profile of any line

14.5

Flateform Profile of any surface

14.6

Parallellitet Parallelism

//

14.7

Rettvinklethet Perpendicularity

14.8

Vinkelriktighetstoleranse Angularity

14.9

Posisjon Position

14.10

Konsentrisitet og koaksialitet Concentricity and coaxiality

Symmetri Symmetry Kasttoleranser Run-out tolerances

Symboler Symbols

© 1** ■

14.11

14.12

Kast (sirkuiært) Circular run-out

14.13

Totalkast Total run-out

14.14

57

Måleteknikk

Toleran seramme

Henvisningslinje

Referansebokstav

Pilspiss

Maksimum materialprinsipp (måltilpasning)

Toleransesatt element

Toleranseverdi

Symbol for toleransesatt egenskap

Eksempel på bruk av symboler for toleransesatte egenskaper

Rundhet. Det er tidligere nevnt at det kan være vanskelig å kontrollere geometrisk toleranse mot kravene. Rundhet er en formtoleranse, og selv om metoden er usikker, kan vi måle rundheten ved å spenne målestykket opp i delehodet, eller ved at maskindelen blir lagt i en Vblokk. Vi måler med måleur på to eller tre punkter på maskindelen. Ved denne målemetoden er det flere rundhetsavvik vi ikke kan måle. Hvis vi har bruk for en helt nøyaktig kontroll, må vi bruke målemaskiner. På for eksempel et kulelager er toleransen så liten at rundhetsløpet betyr mye.

Parallellitet. Parallellitet er en retningstoleranse. Hvis avstanden mellom to plater eller to linjer er den samme overalt, er de parallelle.

Symmetri. Symmetri er en beliggenhetstoleranse. For eksempel kan to hull ligge symmetrisk om en linje. Det betyr at de ligger like langt fra linjen, men på hver sin side. Vi kan tenke oss at vi «bretter» sammen planet hullene ligger i, langs linjen. Da vil hullene dekke hverandre. Det samme kan vi gjøre med alle andre symmetriske figurer.

Funksjonsprøving Når vi kjøper en bil eller en maskin, har vi ingen garanti for at den fungerer godt i bruk slik den er bygd.

Den har vært gjennom kontroll på fabrikken og blitt godkjent, men kan fortsatt ha feil og mangler. Dette kan ha flere grunner: - Feil kan ha blitt oversett under kontroll - Monteringen kan være feil Gjennom funksjonstester kan vi fastslå om de gitte beskrivelsene og betingelsene er oppfylt. Er de ikke det, kan det være feil på delene i maskinen, eller monteringen kan være feil. Når vi kjøper nye maskiner eller apparater, må vi prøvekjøre dem for å se om de virker som de skal. På nye verktøymaskiner må vi måle temperaturen på kulelagrene og annet etter noen timers prøvekjøring. Finner vi feil, må det foretas justeringer, slik at feilen ikke fører til havari.

Ved montering av verktøymaskiner bør vi også foreta geometriske tester av maskinens rundhet, senterlinje og parallellitet.

58

Måleteknikk

Statistisk evaluering av måleverdier Ved produksjon av flere arbeidsstykker forandrer måleverdien seg. Det skyldes flere ting. Verktøyet blir slitt, og vi må korrigere det eller skifte det ut. Når vi produserer store serier, tar vi ofte stikkprøver. Vanlig stikkprøvekontroll er ingen pålitelig målemetode. Måleverdien kan forandre seg både hurtig og langsomt. Hvis vi registrerer måle­ verdien på hvert arbeidsstykke, kan vi lage en statistikk som forteller oss hvor mange maskindeler vi kan produsere, før vi må skifte eller korrigere verktøyet. Hvis vi tar vanlige stikkprøver, kan det være vanskelig å registrere forandringene. Stikkprøve 1

Stikkprøve 2

d1 i mm

50,005

50,009

d2 i mm

50,007

50,010

d3 i mm

50,006

50,011

d, i mm

50,007

50,012

ds i mm

50,008

50,012

d i mm

50,0066

50,0108

Vi bør derfor foreta en såkalt statistisk stikkprøvekontroll. Da tar vi en kontrollprøve av flere deler (5-10 stk) etter hverandre. Vi regner ut gjennomsnittet av målene og ser hvordan måleverdien forandrer seg.

d, + d. + d, + cl, + d. d= —----- ------ ------ ------ 5

Overflateprøving Når vi produserer en del, må vi nesten alltid ta hensyn til bestemte krav til overflaten. Derfor er det viktig at vi vet hvordan vi kan måle overflateruheten på arbeidsstykket.

Måling av overflateruhet Måling av overflateruhet foregår på forskjellige måter. Man kan bruke en ruhetsmal og sammenlikne den med overflaten. Det fins ruhetsmaler for dreiing, fresing, sliping, polering osv. Det er en usikker metode, og det oppstår lett feil. Faren for feil er spesielt stor hvis det er stor forskjell på materialet i ruhetsmalen og i arbeidsstykket. Den sikreste måten er å måle ruheten med en ruhetsmåler.

Instrumenter for måling av ruhet kan deles inn i to grupper.

1 slepenålsinstrumenter/overflateindikatorer 2 optiske instrumenter

Overflateruhetsmåling kan vi gjøre med en overflateindikator. Den har en målearm der det sitter en diamantspiss på 60°. Diamantspissen har en diameter på bare 20 pm. Vi fører armen til instrumentet langsomt bortover overflaten av arbeidsstykket. Spissen registerer ruheten til viserne på instrumentet. Det kan oppstå feil ved denne metoden, og vi bør derfor gjenta den noen ganger. Den sikreste metoden er å bruke en elektronisk ruhetsmåler. En elektronisk ruhetsmåler har en slepestift som blir matet automatisk langs måleobjektet av en elektrisk driver. Fra stiften blir dataene overført til

59

Måleteknikk

måleapparatet og en skriver. Den kan forstørre opp og tegne ned måleresultatet på en papirstrimmel.

Slepenålsinstrument

Måling av ruhet med slepenål Vi kan kople enkelte instrumenter til digitale måleapparater, for eksempel miniprosessorer og videre til en PC. Da kan vi få utskrift og dokumentasjon på ruheten. Vi kan lagre dataene og bruke dem i statistikk eller som dokumentasjon. De optiske instrumentene kan deles i to typer: - lysmikroskop - interferensmåling

Måling av overflateruhet med lysmikroskop. Med blir overflaten på arbeidsstykket belyst med en smal flaten blir avlest ved hjelp av et lite målemikroskop måleresultatet. Dette egner seg bare for ruhet mellom

denne metoden lysstråle. Over­ som registrerer 1 pm og 20 pm.

60

Måleteknikk

Interferensmåling er den mest nøyaktige målingen med lysmikroskop. Den brukes ved måling av fine toleranser, for eksempel passbiter, og ved framstilling av måleverktøy. Denne metoden brukes også i målestaver for digitalavlesing på verktøymaskiner. Interferensmåling tar utgangspunkt i målemetoden for meterenheten med bruk av lysbølgelengde.

Overflatemåling med lys

Mål Etter at du har arbeidet med dette kapitlet, skal du kunne - forklare hvordan de forskjellige verktøymaskinene virker - foreta daglig vedlikehold av maskinene - velge og bruke riktige skjærevæsker - velge og bruke riktige smøremidler - behandle og lagre farlig avfall på en miljøvennlig måte

Verne- og sikkerhetsregler ved bruk av verktøymaskiner: - Bruk alltid tettsittende arbeidsklær

- Bruk hårnett eller lue dersom du har langt hår

- Start maskinen i riktig retning - Berør aldri roterende deler, verktøy eller arbeidsstykker

- Hold orden i området rundt maskinen - Pass på at arbeidsstykket er skikkelig fastspent

Før vi går inn på hver enkelt bearbeidingsmetode, skal vi se litt nærmere på hva slags verktøymaskiner vi bruker til sponfraskillende arbeid, og hvordan de er bygd opp. Maskinene har en del fellestrekk enten de blir brukt til boring, fresing, dreiing eller andre typer bearbeiding. I dette kapitlet skal vi ta for oss fellestrekk ved verktøymaskiner uansett bearbeidingsmetode. Det som er spesielt for de maskinene vi bruker til de forskjellige typene arbeid, kan du lese mer om i kapitlene som handler om hver bearbeidingsmetode. Til slutt i dette kapitlet skal vi se litt på hva vi må gjøre for å vedlikeholde verktøymaskinene.

En moderne verktøymaskin

62

Manuelle verktøymaskiner

I verkstedindustrien bruker man fine toleranser og hurtig avsponing. Toleranser på 1 /100 mm er vanlig. På noen maskindeler er det nødvendig med enda finere mål, mange ganger innenfor 1/1000 mm. For å få til slike måltoleranser trenger vi moderne og nøyaktige verktøymaskiner og godt skjæreverktøy. Moderne verktøymaskiner må være stabilt oppbygd og av god kvalitet.

Selv om datastyrte verktøymaskiner (CNC-maskiner) blir mer og mer vanlig, bruker vi fortsatt manuelle verktøymaskiner til produksjon av små serier og til reparasjoner. Det fins mange typer verktøymaskiner i mange forskjellige størrelser. Vi kan dele dem inn i tre hovedgrupper:

- produksjonsmaskiner - universalmaskiner - spesialmaskiner

Ulike typer verktøymaskiner

63

Manuelle verktøymaskiner

Produksjonsmaskiner bruker vi hovedsakelig til en bestemt ar­ beidsmetode og store serier, for eksempel dreieautomater og vertikalog horisontalfresemaskiner. De er kraftig og stabilt oppbygd, men har begrenset bruksmulighet. Maskinene er ofte knyttet til produkter bedriften produserer. Maskinene varierer i utforming og størrelse, fra små bore- og dreiemaskiner til store bore- og freseverk. Produksjonsmaskinene er oftest automatisert. Hvor automatiserte de er, er avhengig av hvor mange verktøy de skal kunne betjene, og hvor store serier de skal produsere. Et eksempel på en produksjonsmaskin er en dreieautomat for stangmateriale. Den er kostbar og skal være mest mulig i drift.

Universalmaskiner er bygd slik at vi skal kunne bruke dem til mange forskjellige arbeidsoppgaver. Derfor har de mye utstyr. Ekstrautstyr kan være deleapparat, stikkeapparat og utstyr for lettere slipeoppgaver. I en universaldreiebenk kan vi produsere både enkeltdeler og små serier, vi kan gjenge, bore og brotsje, eller vi kan stikke spor og foreta slipeoperasjoner om vi har det rette tilleggsutstyret. Universalmaskiner er ofte håndstyrt, men kan også være mer eller mindre automatisert.

Det er lett å spenne opp arbeidsstykket i en universalmaskin. Vi bruker vanlig standardverktøy.

Spesialmaskinene er konstruert slik at de kan utføre bestemte arbeidsoppgaver eller bruke bestemte verktøy. Vi skiller mellom håndstyrte, delvis automatiserte og helautomatiserte spesialmaskiner. Automatiseringsgraden henger ofte sammen med hvor mange verktøy de skal kunne betjene, og hvor store serier de skal produsere.

1 2 3 4 5 6 7

Sokkel Stativ Stender Søyle Tverrbjelke Utlegger Arbeidsbord og verktøyspindler

4 1

Ulike konstruksjonsprinsipper

64

Manuelle verktøymaskiner

Oppbygning og funksjon De forskjellige verktøymaskinene er i store trekk bygd opp på samme måte. De står på en sokkel med stativ og har sleider, bord, føringer og drivverk. I tillegg har de betjeningsanordninger som ratt, hendler, elektriske brytere og kontakter, verktøy og verktøy vekslere.

Fciste og bevegelige maskinelementer

Dreiebenk

Fot

65

Manuelle verktøymaskiner

Sokkelen må være solid. Det vil si at den må ha styrke til å bære vekten av verktøymaskinen. I tillegg til at den skal bære delene i maskinen, skal den ta opp de kreftene som oppstår under bearbeidingen.

Det er også viktig at sokkelen er stabil. Med stabil mener vi at den ikke må påvirkes av varme eller på annen måte forandre form under produksjonen. Åpne hulrom i maskinene er derfor ofte fylt med fin sand. Hvordan sokkelen er konstruert, er vesentlig for stabiliteten. Runde former gjør verktøymaskinen mer stabil enn firkantede med det samme tverrsnittet. De fleste verktøymaskiner er konstruert slik at de skal være både stabile og solide. Den ideelle oppbygningen med tanke på overføring av krefter er over en travers eller tverrligger som fordeler kreftene. Ulempen med maskiner som er bygd på denne måten, er at de kan være tungvinte å betjene.

Hvis maskinen blir for varm når vi bruker den, kan arbeidet bli unøyaktig. Når vi konstruerer en verktøymaskin, må vi vurdere hvordan den varme sponen og skjærevæsken hurtigst mulig kan transporteres bort. Åpne konstruksjoner og glatte overflater er også med på å hindre oppvarming.

Bildet viser bygging av fundamentet til en verktøy­ maskin ved Ulstein Bergen. Til fundamentet gikk det med 30 tonn armeringsjern og 400 m3 betong

Bildet viser den ferdige verktøymaskinen. Den er en av Norges største, 34 meter lang

På grunn av de store kreftene og svingningene som oppstår under avsponingen, er det viktig at maskinen har et solid fundament. På fundamentet skal sokkelen på maskinen hvile. Verktøymaskinen settes på fundamentet på såkalte verktøysko av gummi. Fundamentet må være stabilt. Det vil si at det ikke må ha rystelser eller bevegelser som kan påvirke verktøymaskinens nøyaktighet. Fundamentet kan være av grus eller armert betong.

Fundamentet til en verktøymaskin

For verktøymaskiner som arbeider med stor nøyaktighet, for eksempel slipemaskiner, blir fundamentet ofte lagt på gummisåle. På den måten er man sikker på at vibrasjoner i grunnen ikke skal forplante seg til maskinen.

66

Manuelle verktøymaskiner

Sleider og maskinbord Verktøymaskiner har sleider og maskinbord. Maskinbordene harT-spor for festing av skrustikker eller for oppspenning av arbeidsstykket direkte på maskinbordet. På maskinbordene og sleidene er det plassert hendler og betjeningsratt for styringen av dem. På dreiebenken er sleiden utstyrt med verktøyholdere. Sleidenes og maskinbordenes matebevegelser utføres manuelt eller automatisk.

Føringer Føringene er formet slik at bevegelsene skal bli mest mulig friksjonsfrie. Samtidig skal føringene ta opp de kreftene og belastningene som oppstår i maskinen under avsponingen. Hvor nøyaktig verktøymaskinen kan produsere, henger nøye sammen med hvor nøyaktige maskinens føringer er, og hvordan de er utført.

Alle verktøymaskiner har tre typer føringer: - glideføringer - lagerføringer - skrueføringer

Glideføringene på verktøymaskinen må være nøyaktige og kunne tåle de kreftene som oppstår under normal produksjon og bruk. De kan være utført som flate- eller prismeføringer. Felles for dem er at de tar opp både de bærende belastningene og de avsponingskreftene som oppstår.

Glideføringer

Glideføringene er oftest av støpejern og blir flammeherdet. Det gir økt motstand mot slitasje. Selv om glideføringene er herdet og slipt, er det nødvendig med godt renhold og god smøring. Nye maskiner har ofte hydrostatiske (oljefylte) føringer som står under trykk. Oljefilmen er ikke mer enn 0,03 mm tykk. Større oljefilm kan gjøre maskinen ustabil og unøyaktig.

67

Manuelle verktøymaskiner

! ObS-

Hvor nøyaktig arbeidsstykket blir, er avhengig av hvor nøyaktige verktøymaskinens føringer er.

Lagerføringene kan være løse eller faste og enten glidelagre eller kule/ rullelagre. De skal ta opp vekten av verktøymaskines forskjellige aksler. Spesielt er det viktig at spindelen er godt opplagret, og at lagrene tar opp de kreftene som oppstår under avsponingen. De må være i god stand. Slitte lagre fører til vibrasjoner i maskinen eller kast i spindlene. Lcigerføring med olje

Skrueføringene overfører langsgående og dreiende bevegelser. Ledeskruen og mateakselen på dreiebenken er slike skrueføringer. På fresemaskiner ligger skrueføringene oftest innebygd i stativ og i maskinbordet.

Det er viktig å holde skrueføringene rene slik at skruene ikke fører smuss og spon med seg inn i maskinen. Skrueføringer

1

Gi noen grunner til at verktøymaskiner brukes i produksjon.

2

Hvilke tre hovedgrupper deler vi verktøymaskinene inn i?

3

Hva menes med at en verktøymaskin må være stabil?

4

Hvilke tre typer føringer har en verktøymaskin?

5

Hvorfor er gode føringer viktig for en verktøymaskin?

68

Manuelle verktøymaskiner

Drivmotorer Drivkraften i verktøymaskiner er elektromotorer. På store verktøy­ maskiner kan drivmotoren også være hydrauliske motorer. Mindre maskiner kan ha pneumatiske motorer. En drivmotor for en verktøymaskin må ha disse egenskapene:

-

kort start- og stopptid holde omdreiningstallet og dreiemomentet under ulike belastninger klare overbelastning i kortere tid uten at det fører til skader på motoren kunne endre retning ved bruk direkte på girkasser kunne tilpasses verktøymaskinens omdreiningstall

Siden ikke alle disse forholdene kan tilfredsstilles fullt ut i samme motor, må vi finne ulike og gode kompromisser av dem. En løsning er at verktøymaskinens forskjellige girkasser har ulike typer motorer. Overføringen av kraften fra motoren til hovedgirkassen kan skje direkte over tannhjul, men vanligvis skjer den ved hjelp av reimer eller kjeder.

Til drift av verktøymaskinene brukes både vekselstrømsmotorer og likestrømsmotorer. Den mest brukte motoren er asynkronmotoren for vekselstrøm. Vi kan dele vekselstrømsmotorene inn i to typer; - med konstant omdreiningstall - med regulerbart omdreiningstall

Den første brukes på manuelle verktøymaskiner der omdreiningstallet er håndregulert og fast innstilt, for eksempel på universal- og produksjonsmaskiner. Vekselstrømsmotorer med regulerbart omdreiningstall brukes på verktøymaskiner som skal ha konstant skjærehastighet, for eksempel plandreiebenker og CNC-maskiner. Likestrømsmotorer brukes på de samme maskinene som vekselstrøms­ motorer med regulerbart omdreiningstall.

Overføring av dreiemoment

Omdreiningstallet og dreiemomentet blir overført enten via en trappetannhjulsveksel, tannhjulsveksel og kopling eller via en trinnløs overføring til spindler og skruer.

69

Manuelle verktøymaskiner

Mens vi med de to første bare kan forandre omdreiningstallet mens spindelen er stoppet, har den trinnløse overføringen flere fordeler. Den kan stilles nøyaktig på riktig utregnet omdreiningstall, og omdreinings­ tallet kan forandres under drift, for eksempel ved skjærehastighetsforandringer ved plandreiing av store flater. Trinnløse overføringer kan enten skje med reimer eller hydraulisk. Ulempen er at slike trinnløse overføringer ofte er kostbare i anskaffelse.

Et godt girsystem på en verktøymaskin må kunne overføre dreie­ momentet maksimalt og utføre det ønskede omdreiningstallet for den utregnede skjærehastigheten. Videre må det ha mange innstillingsmuligheter, og det må være lett å reparere. Det hydrauliske girsystemet består vanligvis av en hydraulisk pumpe og en hydraulisk motor. Det fins forskjellige tekniske løsninger, men i prinsippet arbeider de alle med en oljestrøm. Jo større oljestrømmen er, desto større blir omdreiningstallet på verktøymaskinen. Oljestrømmen kan stilles trinnløst fra 0 r/min til maksimum. Innstillin­ gen og forandringer på oljestrømmen har umiddelbar virkning på om­ dreiningstallet til spindelen på verktøymaskinen.

Ulike veksler

Hydraulisk overføringssystem

Når vi anskaffer en verktøymaskin, må vi tenke over hvilket arbeid vi skal utføre med den, og hvilket omdreiningstall den skal arbeide med. Oppdelingen av omdreiningstallet i girkassen kan skje enten aritmetisk eller geometrisk, fra største til minste omdreiningstall. Vi kan ikke få både svært lave og svært høye omdreiningstall til den samme maskinen uten at det blir store sprang mellom omdreiningstallene. Ønsker vi det, må vi ha flere akslinger i girkassen, motorer med flere trinn eller hydrauliske girkasser. Det er med på å øke prisen. Har vi en maskin med stort sprang mellom omdreiningstallene, er resultatet at vi ofte ikke kan benytte den skjærehastigheten verktøyet skal ha. Det kan føre til større slitasje på verktøyet, og arbeidet tar lengre tid.

70

Manuelle verktøymaskiner

Når vi anskaffer en verktøymaskin, er det derfor viktig å vite hvilken type arbeid vi skal bruke den til. Ønsker vi at den skal gjenge, må den ha lave omdreiningstall på grunn av lav skjærehastighet ved gjenging.

rtioel Vi ønsker å kjøpe en boremaskin og må først se på g|(Se P hva vj ska| bruke døn tj| skai den brukes med verktøy med diameter fra ø5 mm til ø25 mm og verktøy av hurtigstål med skjærehastighet fra v = 5 m/min til vc = 30 m/min, får vi at minste og største omdreiningstall må være

vmin • 1000

rl

—

K ■ dmaks,

_

5 • 1000

= 63 omdr/min

ti-25

vmaks„ • 1000

30- 1000

n • dmin.

71 • 5

. — 1 QOQ nmrlr/min

Vi ser at boremaskinens omdreiningstall må ligge mellom 63 og 1909 r/min hvis boremaskinen skal brukes innenfor de diametrene og skjærehastighetene vi ønsker.

Aritmetisk oppdeling gir jevne sprang mellom omdreiningstallene og brukes i girkasser for mating og ledeskruer. Den gir en oppdeling av omdreiningstallet i like store sprang mellom høyeste og minste hastighet, for eksempel 20-40-60-80.

pnjøel

Girkassen på en verktøymaskin har seks omdreiningstall med sprang på a = 60. Det laveste omdreiningstallet er n1 = 20 r/min. nx = n.(x-1) + a

Vi får da n^ =

= 20 r/min

n2 = 1-^ + a = 80 « n3= n2+ a = 140 « n4 = n3+ a = 200 « n=n. + a = 260 « 5 4

n=rp + a = 320 « O D En slik oppdeling vil være jevn og gi like store sprang.

Ved geometrisk oppdeling bruker vi en oppdelingsfaktor/der np= n - f.

Faktoren kan være hva som helst, for eksempel 1,2-1,5-1,75 eller 2.

71

Manuelle verktøymaskiner

EksemP6*

Med geometrisk oppdeling får vi at laveste omdreiningstall n7 = 20, og oppdelingsfaktoren f = 2. n1 =

n

= 20

n2 =

f ■ f n2 • f

= 40

r/min «

= 80

«

n3 =

n4 = n3

n5 = n6 =

■ f

n4 • f n5 • f

= 160 « = 320 « = 640 «

Med denne metoden får vi mindre sprang mellom de minste hastighetene og større sprang mellom de høyeste. Metoden brukes til beregning av omdreiningstall for hovedgirkasser på verktøymaskiner.

Når vi har beregnet de enkelte omdreiningstallene, utarbeider vi et omdreiningsskjema.

Ekse

moel P

En girkasse skal ha 16 omdreiningsmuligheter. Elektromotoren som driver maskinen, skal ha to hastigheter.

Fire omdreiningstall over to veksler (Z1-Z2, Z3-Z4 og Z5-Z6, Z7-Z8) på aksel nr. 2 blir 2-4 = 8 muligheter. Det er lagt inn et mellomhjul på en mellomaksel nr. 3.

Elektromotoren har to omdreiningstall n1 = 700 r/min og n2= 1400 r/min. Det gir 8 • 2 = 16 omdreiningstallsmuligheter. Omdreiningstallsmulighetene kan vi sette opp på et omdreiningstallskjema.

Omdreiningstallskjema for en girkasse

72

Manuelle verktøymaskiner

Betjening av girkassen Før vi skifter gir, er det viktig at akslene i girkassen er stoppet, ellers kan vi ødelegge tannhjulene.

Som regel har maskinen en elektromagnetisk brems som stopper akslene i girkassen med en gang vi stopper maskinen. Denne bremsen kan vi slå på eller av etter hva vi ønsker. Er bremsen på, kan det være vanskelig å vri spindelen når vi ønsker å skifte arbeidsstykke eller verktøy.

Arbeider vi hele dagen med den samme verktøymaskinen, kan girkassen bli svært varm. Det er viktig at vi kontrollerer at det er nok olje på den når vi foretar det daglige ettersynet. Reparasjon av girkassen er kostbart.

Styring og regulering For å få verktøymaskinen til å utføre det arbeidet eller den bevegelsen vi ønsker, må vi stille maskinen riktig inn og gi den de impulsene den skal ha. Det gjør vi gjennom betjeningspanelet og de hendlene og rattene som er på maskinen. Vi mottar også signaler og impulser fra maskinen som det er vår oppgave som operatør å tolke.

Vanligvis haren verktøymaskin disse styre- og reguleringsanordningene: -

på- og av-bryter for hovedmotor spindel, høyre- eller venstreløp nødstopp styrehendler for mating, gjenging og omdreiningstall koplinger, ventiler for skjærevæske og luft endebrytere, kammer og fotoceller

Styringen av dem kan være mekanisk, hydraulisk, elektrisk eller en kombinasjon. Strømstyrken til betjeningspanelet er vanligvis 24 volt.

Alarmlampe Oljetrykksalarm h + v Spindel r +1

Materegulator

Av/på-lampe

Startknapp

Spindel - start Stopp - bremse

Spindel - verktøyveksler

Kjølemiddel Matestart

Ugang

Styre- og reguleringspanel

Nødstopp Etter gjeldende forskrifter skal enhver verktøymaskin der det er fare for skader eller ulykker, være utstyrt med nødstopp. Den skai plasseres lett synlig og koples over styrestrømmen til maskinen slik at den ikke kopler ut hovedstrømmen, men kopler inn bremsen og stopper maskinen umiddelbart.

73

Manuelle verktøymaskiner

Hovedstrøm

Styre- og reguleringspanel

Kopling av nødstopp

d1 og d6 d3ogd4 d2 og d5

=ø100mm =ø120mm =ø150mm

Til oppgave 6: Reimdrift på boremaskiner

1

Hvorfor er det viktig å ha mulighet til omdreiningstall på hovedspindelen på verktøymaskinen?

2

Nevn fem styre- og reguleringsanordninger som fins på en verktøymaskin.

3

Hvilken oppgave har girkassen på verktøymaskinen?

4

Hvilke egenskaper bør en verktøymaskin ha når det gjelder omdreiningstall, for eksempel når vi skal plandreie større flater med konstant skjærehastighet?

5

Hvorfor kan hydrauliske girkasser på verktøymaskiner forandre hastighet trinnløst?

6

Beregn omdreiningstallene som spindelen på denne boremaskinen kan stilles i når motoren har et omdreiningstall n1 = 850 r/min og n2 = 1700 r/min.

7

Hvilke omdreiningstall har denne chucken når giret på dreiebenken er innstilt som vist på skissen?

Z, Z2 Z5 Z4 Z Zo Z. 4

=60 =36 =40 =32 = 36 =86 = 32 = 44

Girkasse

74

Manuelle verktøymaskiner

Oppspenning av arbeidsstykket Verktøymaskinene arbeider med store krefter. Det er derfor viktig å sette arbeidsstykket så fast at det ikke er mulig for verktøyet å rykke det løs igjen. Likevel må det ikke settes så fast at det blir skadd, for eksempel ved at det blir merker i overflaten.

Spennkraften må være minst så stor at den tar opp skjærekraften. Hvor fast vi skal spenne arbeidsstykket, er avhengig av friksjonen i overflaten på det og oppspenningsverktøyet vi bruker. Spennkraften bør være 1,52 ganger så stor som skjærekraften. Er vi usikre på om oppspenningen i for eksempel en skruestikke er tilstrekkelig, kan vi sikre med ekstra spennjern. Vi skiller mellom oppspenningsinnretninger som bare spenner opp, og dem som kombinerer fastspenning og orientering av arbeidsstykket i forhold til verktøyet. De fleste oppspenningsinnretninger blir brukt i flere typer verktøymaskiner. For eksempel bruker vi chucker ikke bare til oppspenning i dreiebenken, men også i boremaskiner, fresemaskiner og slipemaskiner.

Oppspenning av små arbeidsstykker Små arbeidsstykker spenner vi opp i skruestikker som vi fester på arbeidsbordet. Maskinskruestikker fins i mange størrelser og typer. De kan være faste eller stillbare. Maskinskruestikker som vi kan stille inn, kan ha gradinndeling for både vertikal og horisontal innstilling.

Oppspenningsinnretninger

Oppspenning i fresemaskin

75

Manuelle verktøymaskiner

De enkleste og rimeligste maskinskruestikkene har fastspenningsskrue. Større og mer kostbare skruestikker har mekanisk-hydraulisk, rent hydraulisk eller pneumatisk trykk. Kjeftene på maskinskruestikkene kan være glatte eller rillete, avhengig av hva vi skal spenne opp. Rillete kjefter holder arbeidsstykket bedre på plass, men kan lage merker i overflaten. For oppspenning av runde arbeidsstykker kan kjeftene ha spor eller prismer som fester arbeids­ stykket bedre.

Grade skrue stikke

Vi må spenne arbeidsstykket opp i midten av skruestikken. Under arbeidsstykket legger vi vanligvis en underlagskloss av stål. Hvis oppspenningen skal være mer nøyaktig, bruker vi presisjonslipte parallellklosser. Arbeidsstykket blir trykt sammen for mye

F

Arbeidsstykkets overflate før oppspenning

Arbeidsstykkets overflate etter bearbeiding og utspenning

Oppspenning med for stor kraft

Oppspenning på magnetbord. Oppspenning på magnetbord er en rask og sikker metode. Den egner seg godt for detaljer som er flate, og som er vanskelige å spenne opp i skruestikke. På grunn av magnetismen må detaljene være av stål eller en annen jernlegering, fordi det bare er det som er magnetisk. Vi bruker ofte denne oppspenningsmetoden når vi skal slipe.

Oppspenning av store arbeidsstykker Store deler spenner vi ofte opp direkte på arbeidsbordet eller på sokkelen til maskinen. Det er derfor viktig å holde arbeidsbordet rent og fritt for spon. Spon eller andre uregelmessigheter under arbeidsstykket kan gi feil arbeidsresultat. Vi kan også få bord med muligheter for gradinnstilling, og bord med oppspennings- og rundmateskive. En kombinasjon gjør det mulig å utføre arbeid i flere plan.

76

Manuelle verktøymaskiner

Oppspenning med spennjern. Hvis vi skal spenne opp større arbeids­ stykker, bruker vi forskjellige typer spennjern. Da må vi passe på at skruen kommer så nær arbeidsstykket som mulig. Til støtte for spennjernet bruker vi stålklosser, trappeklosser, støttebukker eller andre underlagsklosser som vi kan stille høyden på. Når vi bruker oppspenning med spennjern, må vi passe på at vi ikke skrur så fast til at arbeidsstykket blir skadd.

Eksempler på oppspenninger med spennjern: a viser oppspenning med spennjern, b viser oppspenning med spennfinger og c viser oppspenning i skruestikke

Jigger og fiksturer. Har vi arbeidsoppgaver som skal gjentas mange ganger, eller et arbeidsstykke som er svært komplisert å spenne opp, kan vi bruke en jigg, også kalt oppspenningsfikstur. Det fms jigger som bare skal brukes som oppspenningsverktøy. De skal brukes til arbeidsstykker som har så komplisert form at det er vanskelig å spenne dem opp på vanlig måte. I tillegg fins jigger som vi kan bruke som hjelpeverktøy for få best mulig nøyaktighet mellom boringene i for eksempel en flens. En slik jigg kaller vi en borejigg. Slike jigger tar lang tid og er kostbare å framstille, men vi sparer omstendelig og tidkrevende oppmerking. Oppspenningsjigger gjør det lettere å utføre arbeidet nøyaktig. Vi må derfor vurdere kostnadene i forhold til resultatet når vi skal avgjøre hvilken løsning som er best for den arbeidsoppgaven vi skal utføre.

77

Manuelle verktøymaskiner

Oppspenning i chuck. Vanligvis forbinder vi chucken med opp­ spenning i dreiebenken. Vi bruker også chucker til oppspenning i mange av de andre verktøymaskinene, for eksempel i slipemaskinene, eller når vi bruker delehode eller delebord.

Oppspenning i delehode og på delebord. Når vi skal bearbeide arbeidsstykker med like oppdelinger, for eksempel frese tannhjul eller bore hull med jevn avstand, som i en flens, kan vi bruke delehode eller delebord. De er stillbare på mange forskjellige måter. Dermed kan vi utføre mange typer oppspenning. Selv om delehode og delebord brukes i de fleste verktøymaskiner, er de mest brukt i forbindelse med frese­ maskinene. Hvordan de fungerer, og hvordan du bruker dem, kan du lese mer om i kapitlet om fresing.

Kontrollspørsmål 1

Hvorfor er det viktig å spenne arbeidsstykket godt fast?

2

Hvor stor bør spennkraften være?

3

Hvilket oppenningsverktøy bruker vi til mindre arbeidsstykker?

4 Hvorfor skal vi spenne opp arbeidsstykket midt i skruestikkekjeften? 5 Hvorfor kan vi bare spenne opp jernholdige materialer på magnetbord? 6

Når bruker vi oppspenningsjigger?

7

Når bruker vi chuker til oppspenning?

Skjærevæsker Når vi avsponer, blir det meste av energien vi tilfører maskinen, omgjort til varme. Vi kan si at jo høyere skjærehastigheten blir, og jo hardere materiale vi bearbeider, desto større blir avsponingskraften. Med dårlige skjæreverktøy og dårlig skjærevæske i tillegg blir temperaturen under avsponingen svært høy. Varmen fordeler seg med ca. 80 % på selve avsponingen, 10 % på frik­ sjonen mellom spon- og friflaten og arbeidsstykket og 10 % på oppkuttingen av sponen.

Når vi bearbeider aluminium og andre metaller med god varmeledningsevne, blir mesteparten av varmen ført bort med sponen og skjære væsken. Med dagens maskiner og materialer trenger vi mye bedre skjærevæske enn tidligere. Skjærevæsken skal ivareta både produktivitets- og miljø­ hensyn. Den skal bedre arbeidsmiljøet og produktiviteten, få ned verktøykostnadene, øke overflatefinheten på produktene og beskytte maski­ ner og mennesker. Det gjør den ved å lede bort varme, minske friksjonen mellom verktøyet og materialet og spyle bort sponen fra skjærepunktet. Myndighetene stiller strenge krav til hvordan vi destruerer, det vil si ødelegger eller kvitter oss med, skjærevæske. Den skal behandles som spesialavfall. A destruere brukt skjærevæske er nesten like kostbart som å kjøpe ny. Det er derfor lønnsomt å ta best mulig vare på den væsken som er i verktøymaskinen.

78

Manuelle verktøymaskiner

Når vi avsponer metall, blir det utviklet store varmemengder på grunn av friksjon mellom verktøyet og materialet. Varmen som utvikler seg, må reduseres så mye som mulig slik at friksjonen ikke blir større enn nødvendig. Derfor må vi smøre godt mellom verktøyet og materialet. Hvis friksjonen blir mindre, øker vi også standtiden for verktøyet.

Skjærevæsketyper Skjærevæsker deler vi inn i tre hovedgrupper:

Skjærevæskedyser

- vannbaserte skjærevæsker (syntetiske væsker) - emulgerbare skjæreoljer (emulsjoner) - rene skjæreoljer Vannbaserte (syntetiske) skjærevæsker er klare, vannløselige kjemikalier som tynnes i vann til ønsket konsentrat. Det er blitt mer og mer vanlig å bruke slike væsker. Fordelene med dem er at de har lengre levetid, og at de er klare, slik at vi kan følge med i avsponingen inne i maskinen.

Emulgerbare oljer kan vi blande med vann, men de er ikke så klare som vannbaserte skjærevæsker, og de gir dårlig smøring hvis vi ikke bruker såkalte EP-tilsetninger (EP - extreme pressure), det vil si antislitasjemidler. De har derimot god kjøleeffekt og kan være et godt og rimeligt alternativ ved maskinering i bløtere stål og metaller der en ikke stiller avgjørende krav til skjærevæsken for å få god avsponing.

Skjæreoljer er rene oljer som vi bruker uten å blande dem med vann. De har dårligere kjøleevne enn vannbaserte skjæremidler. Smøreevnen er derimot mye bedre ved lave skjærehastigheten Ved gjengeskjæring og brotsjing, der smøreeffekten er viktigere enn temperaturen, kan det være bedre med et slikt ikke-vannbasert kjølemiddel.

Valg av væske Skjærevæsken skal være tilpasset både arbeidsoppgavene og maskinen vi skal bruke, og være minst mulig skadelig for helse og miljø. Derfor er det flere ting vi må ta hensyn til når vi velger skjærevæske, for eksempel at den skal være effektiv i små mengder, og at den ikke er skadelig for miljøet. Væsken bør for eksempel være uten EP-tilsats og ikke tilsatt dårlig raffinerte mineraloljer. Begge disse tingene kan være med på utvikle skadelige gasser. Mineraloljer inneholder ofte svovel, klor og fosfor. Ved de høye temperaturene som oppstår under avsponingen, kan disse stoffene utvikle gasser som kan være helseskadelige og farlige.

Enkelte kjølemidler som vi ofte bruker når vi sliper, er blandinger av både olje, vann og kjemikalier. De har forskjellige egenskaper. En er å holde slipeskiven åpen og fri for slipestøv.

Noen skjærevæsker er tilsatt kjemikalier for å hindre bakterievekst. De kan også inneholde rusthindrende midler. Før du går til innkjøp av kjølemidler, er det viktig å få et produktblad

79

Manuelle verktøymaskiner

om produktet fra leverandøren. Produktbladet forteller hva skjære væsken inneholder, hvilke skader det kan føre til, og hva du skal gjøre når noen blir skadd. Det kan også være lurt å spørre andre som bruker det samme kjølemidlet, om hvilke erfaringer de har gjort.

Hygiene Skjærevæskene innholder ofte mange mikroorganismer som kan utvikle bakterier og sopp. Vi kan unngå en del problemer ved å holde kjølevæsken fri for smuss og fremmedelementer. Ofte kan for eksempel spytt, kafferester og sigarettstumper føre til at det blir utviklet sopp og dårlig lukt. Det kan bli et stort problem, og i verste fall kan hele kjølevannssystemet på maskinen gå tett.

Skjærevæsker kan gi skader i luftveiene og på huden. Sørg derfor for godt avtrekk fra maskinen. Vi bør også unngå kontakt mellom skjærevæsken og huden. Noen skjærevæsker kan framkalle eksem. Får vi skjærevæske på huden, bør vi vaske den bort så snart som mulig. Eksem av skjærevæske Materiale

Stål, Stål, Stål, Stål, Stål,

ulegert legert rustfritt herdet manganlegert 13%

Kjøle- og smøremiddel

Boroljeemulsjon Boroljeemulsjon Boroljeemulsjon Hardmetallbor anbefales Hardmetallbor anbefales eller tørt eller tørt eller rapsolje dersom materialet kliner seg

Messing Bronse Kopper Sinklegeringer

Boroljeemulsjon Boroljeemulsjon Boroljeemulsjon Boroljeemulsjon

Aluminium Duraluminium Silumin Elektronmetall

Boroljeemulsjon dersom materialet kliner seg Boroljeemulsjon eller rapsolje og spes, kjolevæske Boroljeemulsjon Tørt

Vedlikehold av skjærevæske Skjærevæsken skal kontrolleres hver uke. Større bedrifter har eget personell som tar daglige prøver av skjærevæsken på alle maskinene ved hjelp av en skjærevæskemåler, et refraktometer. Riktig blandings­ forhold er viktig. Vi bør også undersøke pH-verdien av vannet vi bruker.

Skjærevæsken forandrer seg under bruk. Noe av vannet fordamper, og litt av oljen forsvinner sammen med sponen. Vi må derfor etterfylle den. Det er mange fordeler ved å holde skjærevæsken i god stand: -

Levetiden til verktøyet blir lengre Produktene blir bedre Vi hindrer korrosjon Arbeidsmiljøet blir bedre Vi hindrer dårlig lukt Vi unngår hudproblemer Vi hindrer mikrobetilvekst

80

Manuelle verktøymaskiner

Dette kan vi gjøre for å hindre bakterier og soppvekst i skjærevæsken: -

Hold riktig blandingsforhold på skjærevæsken Bruk refraktometer (husk kalibreringsfaktoren på væsken) Mål skjærevæskekonsentrasjonen minst én gang per uke Hold høy væskestand i skjærevæsketanken Ikke vent til pumpen suger luft Fjern oljelekkasjer fra maskinen Smøreolje er med på å bryte ned skjærevæsken Ikke forurens skjærevæsken med kafferester Ikke kast sigarettstumper i skjærevæsken og ikke spytt i den

Det er også viktig å - rengjøre skjærevæskesystemet med systemrengjøring minst to ganger per år - holde god personlig hygiene

Bruk av skjærevæskemåler Ved vanlig maskinering i stål skal skjærevæskekonsentratet være ca. 5-7 % eller ca. 1/20 av den totale væskemengden. I spesielle tilfeller må vi øke mengden av skjærevæskekonsentrat. Når vi sager med båndsag, kan det være nødvendig med ca. 10 % eller 1/10 skjærevæske­ konsentrat. Det gir en vesentlig bedre standtid på sagbladet. Hvis ikke blandingsforholdet er riktig, kan det utvikle seg rust på materialet, eller skjærevæsken kan være helsefarlig. Vi kan korrigere blandingsforholdet ved å tilsette mer vann eller skjærevæskekonsentrat. For å få det rette blandingsforholdet på skjærevæsken bruker vi en skjærevæskemåler også kalt refraktometer. Vi legger først noen dråper av den skjærevæsken vi skal måle, på glassplaten på refraktometeret. Så holder vi måleapparatet horisontalt mot en lyskilde. Da kan vi lese av hvor stor del som er vann, og hvor stor del som er skjære­ væskekonsentrat.

Refraktometer

81

Manuelle verktøymaskiner

Ulike skjærevæskekonsentrater har forskjellige målefaktorer. Om faktoren som måles, er 1,5 og avlesingen på måleapparatet er 4 %, er konsentratet 6 %. Måletemperaturen er 20 °C, men en liten variasjon i temperaturen har ikke noe å si for måleresultatet. Spe på med vann eller kjølevæskekonsentrat.

Er konturen uklar, er det noe galt med kjølevæsken, og den bør skiftes ut. Etter målingen må du rengjøre prismet med papir som er fuktet i vann. Ikke hold prismet under rennende vann! Refraktometeret må være justert før bruk. Følg bruksanvisningen for apparatet. Måleresultat; les av på skålen der det mørke feltet begynner

Lagring og rensing av skjærevæsker Skjærevæsker skal oppbevares på fat eller i annen lukket emballasje. Den må oppbevares frostfritt. Det er særlig viktig for vannbasert skjære­ væske. Skjærevæsken kan ellers skille seg og forandre egenskaper. Noen maskiner renser skjærevæsken før den blir brukt om igjen. Det skjer ved hjelp av filterduker, sentrifuger eller separatorer. Kornstørrelsen etter avsponingen avgjør hvilken metode vi skal bruke.

Under sliping er det viktig at skjærevæsken er helt ren. Store partikler i væsken kan lage uønskede riper i overflaten på arbeidsstykket.

Regel

- Tøm ikke kjolevæske i kloakken, men i godkjent spilloljebrønn - Vask hendene godt når du har vært i kontakt med kjolevæske

- Sørg for godt avtrekk fra maskinene - Får noen kjolevæske i øynene, så les i databladet om hvordan vi skal behandle det

82

Manuelle verktøymaskiner

1

Hvilke tre hovedtyper skjærevæske har vi?

2

Hva er det viktig å huske på ved kjøp og bruk av skjærevæsker?

3

Hvorfor er god hygiene viktig ved bruk av skjærevæsker?

4

Hvilket blandingsforhold skal skjærevæsken til en sag ha?

5

Hvilket blandingsforhold skal vi bruke på de andre maskinene?

6

Hvordan skal skjærevæsken oppbevares?

7

Mål skjærevæsken på maskinene i verkstedet.

8

Lag et skjærevæskekart over verktøymaskinene i verkstedet som viser hvilke skjærevæsker som skal brukes, og hvilket blandingsforhold de skal ha.

9

Lag rutiner for vedlikehold av skjærevæsken.

10 Hva gjør dere med den brukte skjærevæsken?

Vedlikehold Vedlikehold av verktøy Moderne verktøy er dyre. Verktøykostnadene i maskinverkstedet er store. Vi må forsøke å redusere dem mest mulig. De fleste maskin­ verksteder har en eller annen form for «verktøybur» der verktøyet er samlet og blir vedlikeholdt.

Tidligere var det vanlig at bedriftene hadde store verktøybur som var betjent av mange personer. Disse personene fant fram verktøyet og skrev ut verktøylånesedler på alt som ble lånt ut. Det var en tidkrevende metode som førte til mye venting for operatørene. Samtidig som operatøren stod i kø i verktøyburet, stod verktøymaskinen i ro. Det var lite lønnsomt. De fleste bedrifter har nå gått vekk fra denne ordningen. Det mest brukte verktøyet er i eller ved maskinen. Det er også mindre verktøybur som er plassert på strategiske steder i verkstedet eller i celler som består av flere maskiner. Ulstein Bergen AS

Eksempel på en verktøyseddel

VERKTØYSEDDEL

83

Manuelle verktøymaskiner

Det sentrale verktøyburet er vanligvis nå selvbetjent. Der oppbevares bare nytt verktøy og felles verktøy. Den enkelte operatøren henter så det verktøyet han har bruk for, uten å måtte vente. Et fåtall personer reparerer ødelagt verktøy og bestiller inn nytt. Kostbart verktøy og spesielle verktøy blir dataregistrert slik at en skal kunne finne fram til lånetakeren. Operatøren må kvittere på verktøy seddel for lånet. Verktøyburet skal ikke inneholde store lagre med spesialverktøy. Spesialverktøy må kunne skaffes på kort varsel. Det er derfor viktig at maskinoperatøren forbereder det arbeidet han skal utføre, og gir verktøyavdelingen beskjed i god tid slik at verktøyet kan kjøpes inn. Et selvbetjent verktøybur krever at den enkelte operatøren overholder rutinene for å levere inn igjen verktøy som ikke er i bruk. Det har vist seg at store bedrifter kan ha stor kapital liggende ubrukt rundt i maskinene.

Moderne verksteder har ofte datastyrte verktøyadministrasjonsprogrammer. Her blir verktøyene registrert, og det blir ført tilstandsrapport over dem. Dermed kan vi for eksempel følge med på hvor mange operasjoner et verktøy kan ha før vi må slipe det. Vi kan hele tiden finne ut hvor verktøyet befinner seg, om det er i bruk, om det er klart til bruk, eller om det er til reparasjon, og i så fall hvem som reparerer det. Verktøy er dyrt og binder mye kapital i verkstedet. Det er derfor viktig å kjøpe inn etter behov og ha færrest mulig merker. Avsponingsteknikken utvikler seg hurtig, med bedre skjærematerialer og ny og bedre geometri på skjærene. Et stort lager kan være med på å hindre en bedrift i å ta del i utviklingen, fordi det gamle verktøyet bør bli nedslitt før nytt blir kjøpt inn.

Fornuftige valg av verktøy kan være med på å spare tid og penger, selv om verktøyet kan være dyrere i anskaffelse. For eksempel kan et bor av hardmetall, som i utgangspunktet er dyrere enn et av hurtigstål, tjenes hurtig inn igjen. Hardmetallboret kan bore hull uten at vi først må bore senterhull, overflaten i hullet tilsvarer brotsjing, og det kan påmonteres ulike fase- og forsenkerverktøy. Hardmetallboret gjør altså fire operasjoner på en gang.

Vedlikehold av måleverktøy

KALIBRERING AV MÅLEUTSTYR INSTR. NR.

DATO NESTE KAL. SIGN.

Merking av måleutstyr

Verktøyburet inneholder ofte et verksted for kalibrering av måleverk­ tøyet. At måleverktøyet er i god stand, er avgjørende for kvaliteten på de produktene bedriften produserer. Enkelte bedrifter har fått kvalitetssikret og godkjent måleverktøyet de bruker. Det vil si at de kan foreta kontroller og justeringer på måleverktøyet etter gitte instrukser. Måle­ verktøyet må likevel sendes inn til godkjenningsselskapet for kontroll med jevne mellomrom. Bedrifter som har fått godkjenning, må over­ holde de rutinene som er lagt til grunn for godkjenningen. Det blir jevnlig foretatt kontroller. Slik godkjenning kaller vi for akkreditering. Eksempler på slik akkreditering og de rutinene som blir brukt, kan du se på figurene på neste side.

Les mer om kvalitetssikring og akkreditering i boken kapitlet Kvalitetsstyring i verkstedet.

84

Manuelle verktøymaskiner

NA-S7

Side 1 av 8 15.02.94

AKKREDITERING

AKKREDITERINGSDOKUMENT Akkrediteringsnummer K001 Akkreditert 19.09.90

Teknologisk Institutt, Verkstedteknisk Målelaboratorium Postboks 2608 St.Hanshaugen, 0131 Oslo tlf +47 22 86 50 00 / fax +47 22 20 18 01

Akkrediteringen omfatter kalibrering innenfor området dimensjons målinger, lengde og vinkel i hht til de neste sidene i dette dokumentet.

Akkreditering i henhold til NS-EN 45001, ISO/IEC Guide 25 og NKT Dok. 3, er gitt i overensstemmelse med Stortingsprop. nr. 106 (1989/90) og Norsk Akkrediterings statutter fastsatt i Kgl. resolusjon 7. oktober 1993.

Akkreditering forutsetter årlig fornyelse. Neste dato for fornyelse er 01.01.97

DET NORSKE JUSTERVESEN

Lp_ p./vO--. \ J

Eksempel på et akkrediteringsdokiiment

Justerdirektøren

85

Manuelle verktøymaskiner

Vedlikehold av verktøymaskiner For å holde en verktøymaskin i best mulig stand må maskinens operatør regelmessig utføre bestemte vedlikeholdsoppgaver. Slike oppgaver kaller vi forebyggende vedlikehold.

Forebyggende vedlikehold går i hovedtrekk ut på å smøre maskinen etter bestemte tidsintervaller og rengjøre maskinen og tilbehøret daglig eller ukentlig. Vi skal også kontrollere maskinkomponenter som er utsatt for slitasje, og som derfor kan føre til at maskinene blir unøyaktige, eller forårsake driftsstans.

Operatørene skal rengjøre og smøre maskinene daglig og ukentlig i henhold til smørekartet. De må varsle om feil, mangler, uvante lyder og liknende eller om plutselige havarier.

Maskinvedlikeholdspersonalet i bedriften skal foreta eventuelle justeringer. De kan også kjøpe inn reservedeler, slik at de er på plass før utskifting bør skje. Her er en vedlikeholdssjekkliste for en universaldreiebenk. En slik liste kan være en hjelp:

Regel

Maskinoperatøren har ansvar for

Før start - å kontrollere væskenivåer - se smørekart - å foreta håndsmøring

Under drift - å kontrollere oljesirkulasjonen - se smørekart - å kontrollere at alle instrumenter fungerer normalt, og at signallys virker - å kontrollere at smussavstrykeren ligger godt an på føringer og vanger, og at de er uten synlige skader

- å kontrollere at glideflatene får smøring - å holde arbeidsområdet rent og ryddig

Ved arbeidsdagens slutt - å børste ren maskinen. Unngå å blåse spon inn mellom lagre og bevegelige deler Ved ukeslutt - å børste maskinen og utstyret rent for spon og støv. Bruk en tynn kost på vanskelig tilgjengelige steder - å se til at alle motorer har god luftgjennomstrømning - å tørke over utvendige flater og vaske dem hvis det er nødvendig. Tørk blanke flater rene og fukt dem med ren, tynn olje - å kontrollere endestoppbrytere - å rydde i verktøyskap og levere verktøy du ikke bruker, til verktøyburet

86

Manuelle verktøymaskiner

Smøremidler I dag har maskinene høyere belastning, turtall og temperaturer enn tidligere. Det gjør at smøring av maskinene er viktig, og vi må tilpasse smøremidlene til den enkelte maskinen. Uten smøremidler bryter maskinene raskt sammen. Gale eller uegnede smøremidler fører til stor slitasje på utstyret.

Smøremidlets hovedoppgave er å smøre slik at vi reduserer friksjonen og dermed slitasjen. Men det har også andre oppgaver. Det skal -

beskytte mot rust nøytralisere skadelige stoffer ta vare på forurensningsstoffer ha kjølende virkning på maskinen

Hva er friksjon? Friksjon er en kraft. Den kan beskrives som motstand mot bevegelse. Denne motstanden kan variere. Noen ganger har vi bruk for stor friksjon, andre ganger ønsker vi lavest mulig friksjon. Når vi bremser en bil, ønsker vi så stor friksjon som mulig. Friksjonen varierer etter underlaget vi kjører på. På en isbelagt vei er den liten. I motoren på bilen eller motorsykkelen og i andre maskinkonstruksjoner ønsker vi så lav friksjon som mulig. Stor friksjon fører til økte kostnader fordi varmeutviklingen øker, vi taper kraft, og slitasjen på lagre og liknende blir større.

Ulike typer smøremidler Når vi skal velge smøremidler, må vi vite noe om oljens fysikalske egenskaper. Viskositet er oljens indre friksjon, det vil si den evnen den har til å flyte, eller tykkelse. Tynne oljer flyter lettere enn tykke oljer. Oljens viskositet er ikke den samme hele tiden. En varm olje flyter lettere enn en kald olje. Viskositet blir derfor angitt i forhold til bestemte temperaturer, enten 40 °C eller 100 °C. Ifølge ISO-standardene skal viskositet angis ved 40 °C, og den angis i centistokes (cSt). Det er atten primære viskositetsgrader (VG), og hver grad skal ha en tykkelse innenfor bestemte grenseverdier. En olje som har standard ISO VG 32, har en viskositet på 32 centistokes (cSt) ved 40 °C.

Shell verktøymaskinoljer

Spindelkasser og hydraulikk

Tellus S 32, S 46 (ev Tellus R) (Tellus S: DIN H-LP, Tellus R: DIN H-L)

Andre girkasse

Tellus S 46. S 68 (ev Tonna TX 68)

Vangesmøring og øvrig kannesmøring

Tonna TX 68 (ev Tellus S 68)

Vangesmøring ved «stick-slip»

Tonna TX 68 (Tonna TX 220 ved store belastninger)

Slipespindler

Tellus C 5 eller C 10

87

Manuelle verktøymaskiner

Vi skiller mellom smøremidler som er basert på mineralolje, og smøremidler som er basert på syntetiske oljer.

Mineralske smøreoljer er framstilt av råolje på samme måte som bensin og diesel. Basisoljene kan vi i noen tilfeller bruke som de er, men de fleste blander vi med forskjellige tilsetningsstoffer som bedrer smøreegenskapene betraktelig. Syntetiske smøremidler skiller seg fra de mineralske ved at de ikke fins naturlig, men blir framstilt gjennom kjemiske prosesser. Noen av dem kan også ha naturgass som utgangspunkt. De har bedre flyteegenskaper ved lave temperaturer. Det er nødvendig i biler og maskiner som blir brukt i kalde områder.

। ØDS-

Girkasser på verktøymaskiner har relativt lav belastning. Oljer med EP eller andre tilsetningsstoffer

for antislitasje er ikke påkrevd. I spindelkasser på dreiebenker anbefales en ISO VG 32-46-olje.

På andre verktøymaskiner, for eksempel boremaskiner, freser og slipemaskiner, er en tykkere olje best.

Til vanger og føringer som vi smører med kanne, trenger vi en vedhengskraftig olje som holder seg på plass på smørestedet. Med det mener vi en olje som ikke flyter vekk. Til slipemaskiner med høye hastigheter trenger vi tynn olje, helst en ISO VG 5-10 eller enda tynnere.

Er du i tvil om hvilken olje du skal bruke, må du kon­ takte fabrikanten av maskinen eller oljeleverandøren.

Tilsetninger i smøremidlet Smøremidler uten tilsetninger tilfredsstiller ikke de kravene vi i dag stiller til smøremidler. Det blir alltid tilsatt små mengder kjemiske tilsetningsstoffer, avhengig av hva smøremidlet skal brukes til.

Slitasje på maskindelene oppstår når smørefilmen blir brutt og metall glir mot metall. Ofte er det ikke til å unngå med maskindeler som har store belastinger. For å bedre de egenskapene som motvirker slitasje, blir smøremidlet tilsatt antislitasje- eller EP-tilsetninger, for eksempel klor eller svovelforbindelser. De forbinder seg med metallflatene og danner en smørende film som beskytter mot slitasje og riving. Oljesmøringen føres fram til de fleste smørestedene på verktøymaskinen under trykk. Det sikrer riktig oljemengde.

Vi kan også tilsette stoffer som motvirker rust eller at oljen skummer.

88

Manuelle verktøymaskiner

Faste smøremidler I noen tilfeller er det ønskelig med fastere smøremidler, såkalt smørefett (gris). De danner et glidesjikt på metallflatene og reduserer dermed friksjonen. Smørefett bruker vi til smøring av lagre og glideflater. I mange tilfeller foretrekker vi smørefett framfor oljer, fordi fettet legger seg bedre på og ikke renner vekk fra smørestedet. Det virker også beskyttende og kan hindre skitt og vann i å komme inn i lagre eller andre steder.

Smørefett brukes for det meste i lagre med liten belastning og lav hastighet, og der det er vanskelig å få fram annet smøremiddel. Lagrene kan enten være lukket og ferdigsmurt fra produsenten eller forsynt med en fettnippel der fettet blir presset inn ved hjelp av en fettpresse.

Smørefett består av et tykningsmiddel i en mineralsk eller syntetisk olje. Tykningsmidlet virker som en beholder for oljen. Beholderen er bygd opp som et gitter av fibrer. Mellomrommet er fylt med olje. Denne oljen «svetter» når lagre blir belastet og temperaturen stiger.

Plan for oljeskift Alle verksteder bør ha en oljeskiftplan for maskinene. Denne planen skal inneholde maskinnummer, smørested, antall smørepunkter på maskinen, hvilken smøremetode operatøren skal bruke, hvor ofte, og kvantum og type smøremiddel.

Eksempel på en oljeskiftplan for boremaskiner

— AVDELING -------------------------------------------------------------------------

NR

AVDELINGSNAVN

831

MASK. VERKSTED

01/02/96

13:24:08 5/12

— MASKIN -----------------------------------------------------------------------------

T S

Rekkf

Maskinnr

Maskinnavn

5500

3044

RADIALBOREMASKIN RABOMA 12UH1600, 1957

OK

— SMØRE- OG VEDLIKEHOLDSSTED --------------------------------------

NR

SMØRESTED

ANT

MET

PRODUKT

A

INT

F

VOL E

SUÅR

1

DIV. OLJESMØRING

9

NIP

Tonna TX 68

S

DAG

0

4691

2

SPINDELLAGER OPPE/NEDE

2

NIP

Albida LX 2

S

3.M

0

4691

3

BORSLEIDEGIR

1

BAD

Tonna TX 68

K

DAG

0

4691

4

BORSLEIDEGIR

1

BAD

Tonna TX 68

B

2.Å

K

5

KJØREGIR ELEVATORSKRUE

1

BAD

Tonna TX 68

K

UKE

0

6

KJØREGIR ELEVATORSKRUE

1

BAD

Tonna TX 68

B

2.Å

K

7

HYDRAULISK LÅSING

1

BEH

Tonna TX 68

K

UKE

0

8

HYDRAULISK LÅSING

1

BEH

Tonna TX 68

B

2.Å

K

K

MND

0

8,0L

4691

4691 2,5L

4691 4691

1,5L

4691

4691

9V

TAPPESKRUE FOR BRUKT SMØREOL

10

PINOL, SNEKKEHJUL-MAT. KOPL.

1

GLA

Tonna TX 68

K

DAG

0

11

SØYLE LÅSEMEKANISME

1

RES

Tonna TX 68

K

DAG

0

4691

12

BORSLEIDEFØRING

KAN

Tonna TX 68

S

DAG

0

4691

0,5L

4691

89

Manuelle verktøymaskiner

Oljeskift Det er viktig å foreta vedlikehold av smøremidlet etter forskriftene for maskinene. Normalt skjer oljeskift for gir og sirkulasjonssystemer etter seks til tolv måneder. Grunnen til at vi skifter, er ikke alltid at oljen er nedbrutt. Like ofte er det fordi oljen er forurenset (skitten). Å skifte olje er en billig investering i forhold til de skadene ødelagt olje kan forårsake.

llspør: 1

Hvorfor er godt vedlikehold av verktøy viktig?

2

Hvorfor er det lønnsomt for et verksted å holde seg til få typer skjæreverktøy?

3

Hvorfor er det viktig at operatøren leverer inn verktøyet etter bruk?

4

Hva mener vi med sertifisering av måleverktøy?

5

Hvorfor er det viktig for bedriften at måleverktøyet er i god stand?

6

Hva mener vi med forebyggende vedlikehold?

7

Hvorfor er det viktig å holde maskinen og området rundt den rent?

8

Hvilke ordens- og vedlikeholdsrutiner har dere på verkstedet?

9

Hvilken oppgave har smøring på en verktøymaskin?

10

Hvor på verktøymaskinen brukes oljesmøring?

11

Når bruker vi fettsmøring?

12

Hva mener vi med trykksmøring?

13

Hvilke rutiner har dere på verkstedet for levering av spillolje?

14

Lag en smøreplan for verktøymaskinene på verkstedet.

Mål Etter at du har arbeidet med dette kapitlet, skal du -

gjøre rede for geometrien på skjæreverktøy

-

velge riktig skjæredata

-

velge riktig skjæreverktøy

-

utføre skjæretekniske beregninger

-

avspone på den mest hensiktsmessige måten både teknisk og økonomisk

-

vurdere sikkerheten ved avsponing

Grunnleggende avsponingsteori Flere av de sponfraskillende bearbeidingsmetodene, for eksempel boring, dreiing og fresing, kjenner du fra før, både i teori og praksis. Vi skal se nærmere på noen prinsipper som er felles for flere av metodene. Det spesielle ved hver metode kan du lese mer om i senere kapitler.

Sponfraskillende bearbeiding vil si at vi fjerner overflødig materiale fra arbeidsstykket med et skjæreverktøy. Det overflødige materialet fjerner vi i form av spon. Skjæreverktøyet, som har en eller flere egger, tvinges inn i materialet og skjærer løs sponen.

Avsponingsteknikken slik vi kjenner den i dag, er som nevnt tidligere ikke særlig gammel. Mange av de teknikkene og materialene vi i dag tar som en selvfølge, er utviklet i løpet av de siste hundre årene. Vi skal først se nærmere på de historiske forutsetningene for utviklingen av avsponingsteknikken.

Historisk tilbakeblikk Fram til den industrielle revolusjon (se side 9) hadde trematerialer dominert på alle områder. Med den industrielle revolusjon ble metaller og ulike metallegeringer tatt i bruk i masseproduksjon av maskiner og utstyr.

91

A vsponingsteknikk

Flere metaller, blant annet kopper, bronse, tinn og jern, hadde blitt brukt til å lage våpen og verktøy i mange hundre år. Men de ble regnet som vanskelige å bearbeide, og det var ikke utviklet gode verktøy for bearbeiding av andre metaller. Det vanligste var å bearbeide dem i varm tilstand ved støping og smiing. Sponfraskillende bearbeiding, for eksempel dreiing, boring eller fresing, var vanskelig fordi man ikke kjente til verktøy som var hardt nok i forhold til det som skulle bearbeides.

En viktig oppgave var derfor å finne fram til bedre materialer i skjæreverktøyet. På slutten av forrige århundre prøvde man å legere stål med andre metaller, og etter hvert kunne man framstille et materiale som kunne bearbeide med en skjærehastighet (vc) på 10 m/min. I året 1900 framstilte Fredrick Taylor et verktøymateriale, hurtigstål, HSS (High Speed Steel), som tålte en skjærehastighet på hele 40 m/min. Med det nye verktøymaterialet kunne man ha en mating på 1,6 mm og en kuttdybde på 4,8 mm. I tillegg tålte materialet ganske høy temperatur før skjæreevnen ble borte, opptil 600 °C. Det krevde igjen kraftigere verktøymaskiner. I 1923 ble hardmetallet oppfunnet i Tyskland, og nå kunne man øke skjærehastigheten mange ganger etterhvert som kvaliteten på materialet ble bedre.

I de senere årene har vi fått mange nye typer verktøymaterialer, for eksempel legert hurtigstål, keramikk, diamant, kubisk bornitrid og belagte hardmetaller. Det har skapt nye bearbeidingsmetoder og gjort at vi nå kan bearbeide de fleste materialer raskt og billig.

økt i det siste århundret for en del materialer

92

A vsponings teknikk

Når du arbeider med skjæreverktøy, må du være oppmerksom på at skjæreverktøyet og sponen både er varm og skarp. Ikke ta i sponen uten hansker. Verneregler:

-

Bruk øyevern ved avsponing

-

Kontroller at verktøyet er godt fastspent

-

Kontroller at arbeidsstykket er godt fastspent

-

Bruk skjerm mot sprut fra spon og skjærevæske

Avsponingsmetoder Når vi velger avsponingsmetode og maskin, må vi ta hensyn til flere ting: formen og størrelsen på arbeidsstykket, styrken på maskinen, verktøyet, hvor nøyaktige mål vi skal ha, og hvor fin overflaten skal være. Vi må også huske på at vi skal velge den avsponingsmetoden som er mest hensiktsmessig økonomisk.

Vi deler avsponingsmetodene inn i to hovedgrupper: - avsponing med geometrisk bestemt skjær - avsponing med geometrisk ubestemt skjær

Avsponing med geometrisk bestemt skjær. I denne gruppen har skjæreverktøyet fast egg med mål og en form som vi kjenner fra før. Meisling, boring, dreiing, fresing, saging og filing hører til denne gruppen.

Det er forholdsvis enkelt å avspone med geometrisk bestemt skjær fordi vi kjenner verktøyets mål og form på forhånd. Ved hjelp av sleider, hendler og ratt på maskinen kan vi beregne og avspone nøyaktig.

Dreiing

Fresing

Boring

Avsponing med geometrisk bestemte skjær

Avsponing med geometrisk ubestemt skjær. I denne formen for avsponing kjenner vi ikke de nøyaktige målene på skjæreverktøyet. Vi vet heller ikke hvor mye mål og form på skjæreverktøyet forandrer seg i løpet av avsponingsprosessen.

Til denne formen for avsponing hører metodene sliping med slipeskiver, båndsliping, honing, lepping, blåsing og tromling.

93

Avsponingsteknikk

Avsponing er avhengig av mange forhold. Skjæreverktøyet må være hardere enn det materialet vi skal avspone. Det må ha riktig form og riktige vinkler, og vi må velge riktig skjærehastighet og riktig mating.

1

Hvilket skjæremateriale regner vi med var begynnelsen til den moderne avsponingsteknikken?

2

Når ble hardmetallet oppfunnet, og hva resulterte det i?

3

Hva mener vi med avsponing med bestemt skjær?

4

Hva mener vi med avsponing med ubestemt skjær?

Valg av skjæredata For å kunne utføre arbeidet riktig og hurtig og dermed oppnå lave bearbeidingskostnader er det viktig å utnytte maskiner og verktøy på best måte. Da må vi velge riktige skjæredata. Med skjæredata mener vi skjærehastighet, mating, omdreiningstall, kuttdybde, verktøy­ maskinens effekt og skjære verktøy ets geometri.

।

O”5'

Arbeidsmonn. Med arbeidsmenn mener vi det materialet som må avspones før arbeidsstykket har fått ønskete mål og form.

Når vi skal velge skjæredata, må vi ta hensyn til - materialet:

hvilken skjærbarhet det har hvilken spontype det avgir hvilken hardhet det har - tegningen: arbeidsmonn på arbeidsstykket diametrer, boringer, hullkiler osv.

- maskinen:

verktøymuligheter omdreiningstall stabiliteten på maskinen hvilken effekt maskinen har

Reflel

Velg så stor skjærehastighet som mulig. Velg det skjæret som tillater størst mulig skjæredybde. Velg den største matingen som overflaten og maskinen tillater.

Velg den skjæregeometrien som gir best sponbrytning med hensyn til materiale, mating og skjæredybde.

94

A vsponingsteknikk

Skjæredata Skjærehastigheten (vc) f

Skjærehastighet. Den hastigheten som sponen blir skåret løs fra arbeidsstykket med, kaller vi skjærehastighet.

Hvor stor skjærehastighet vi skal bruke, er avhengig av materialet i arbeidsstykket, hvilket verktøy vi bruker, og om bearbeidingen er grov eller fm. Bløtt stål har for eksempel større skjærehastighet enn hardt stål. Vi må også ta hensyn til diameteren på verktøyet eller arbeids­ stykket når vi skal velge skjærehastighet.

Vi måler vanligvis skjærehastigheten i meter per minutt (m/min). For sliping blir den målt i meter per sekund (m/s).

Skjærehastigheten vc er den relative hastigheten mellom arbeidsstykket og verktøyet. Vi husker fra fysikken at hastighet = vei/tid og beregnes ved hjelp av formelen: vei Hastighet = -------tid

5

v=

— t

Ved roterende bevegelse får vi at:

hastighet = omkretsen • omdreiningstallet

eller v - d ■ Ti ■ n Siden diameteren (d) er i mm og vi ønsker skjærehastigheten (vj i m/min (dreiing, fresing, båndsager og boring), må vi dele på 1000 mm:

d • Tt • n v = ----------- = m/min 1000 vc = skjærehastigheten i meter per minutt d = største diameter i millimeter n - omdreiningstallet i runder per minutt

Hvor stor skjærehastighet har et bor med diameter d = 8,7 mm og omdreiningstall n = 1200 r/min?

8,7 • n • 1200 v = ---------------- =32.8 m/min 1000 Ved sliping ønsker vi skjærehastigheten i m/s. Vi deler derfor med 60 (sekunder) og får formelen:

d • ti • n v = ------------ = m/s 1000 • 60

95

A vsponingsteknikk

Gjennomsnittlig hastighet v . Verktøymaskiner med rettlinjet bevegelse, for eksempel bøylesager, filemaskiner og høvler, har et arbeidsslag og et tilbakeslag for hver omdreining som drivhjulet på maskinen gjør. Selv om skjæreverktøyet har en relativ skjærehastighet som er lik den for roterende verktøy i arbeidslaget, beregner vi den gjennomsnittlige hastigheten fordi skjæreverktøyet avkjøles på tilbakeslaget. Vi får derfor: vei Gjennomsnittlig hastighet = -------tid

5 v = ----t

Av figuren til venstre ser vi at «veien» (s) eller slaglengden på bøylesagen er lik diameteren (d) på drivhjulet på maskinen. Veien, en omdreining av drivhjulet, fram og tilbake på bøylen på sagen = 2 ■ s. Hvis vi har x omdreininger, blir veien v = 2 -f- x

Nå kan vi beregne den gjennomsnittlige skjærehastigheten vm: v m - 2 • 5 • x = m/min

vm- gjennomsnitlig skjærehastighet 5 = slaglengde på maskinen Gjennomsnittlig skjærehastighet En bøylesag med 200 mm slaglengde (s) gjør 50 dobbeltslag i minuttet. Hvilken gjennomsnittlig skjærehastighet, vm, har sagen? vm = 2 • 0,2 • 50 = 20 m/min 1

Hvor mange dobbeltslag gjør en bøylesag når slaglengden er 150 mm og den gjennomsnittlige skjærehastigheten, vm, er 20 m/min?

Fra et økonomisk og ofte også fra et verktøy teknisk synspunkt må vi velge den skjærehastigheten som gir den mest effektive avsponingen, samtidig som standtiden (eller utslitningstiden) på verktøyet blir så høy som mulig.

।

Standtid. Med standtid mener vi den evnen et skjæreverktøy har til å motstå en bestemt skjærekraft før det bryter sammen slik at det ikke lenger kan utføre det arbeidet det skal.

Hvis skjærehastigheten er for høy, blir varmeutviklingen stor. Den kan bli så kraftig at eggen smelter og det oppstår skader på skjæreverktøyet. Men for lav skjærehastighet er heller ikke bra for skjæreverktøyet. Da kan det danne seg det vi kaller løsegg.

96

A vsponings teknikk

Ofis!

Løsegg. Med løsegg mener vi metallrester fra arbeidsstykket som under visse temperatur- og trykkforhold blir pressveist (kaldsveist) til skjæreeggen.

Løseggen gir større friksjon og enda større varmeutvikling fordi verktøyet skjærer dårligere. Det fører til vibrasjoner, dårlig overflate og unøyaktigheter på arbeidsstykket. For å finne den skjærehastigheten du må bruke for at det ikke skal danne seg løsegg, må du lese i tabeller fra leverandøren. Valg av skjærehastighet

Skjærehastighet vc i m/min

d0

mm

5

8

10

15

25

40

50

60

65

70

90

100

110

150

n = omdreiningstall

1,0

1592

2546

3183

4775

7958

12732

15915

19099

20690

22282

28648

31831

35014

47746

1,5

1061

1698

2122

3183

5305

8485

10610

12732

13793

14854

19099

21213

23343

31831

2,0

796

1273

1592

2387

3979

6366

7958

9549

10345

11141

14324

15915

17507

23873

2,5

637

1019

1273

1910

3183

5093

6366

7639

8276

8913

11459

12732

14006

19099

3,0

531

849

1061

1592

2653

4244

5305

6366

6897

7427

9549

10610

11671

15915

3,5

455

727

909

1364

2274

3638

4547

5457

5911

6366

8185

9195

40004

13642

4,0

398

637

796

1194

1989

3183

3979

4775

5173

5570

7162

7958

8754

11937

4,5

354

566

707

1061

1768

2829

3537

4244

4598

4951

6366

7074

7781

10610

5,0

318

509

637

955

1591

2546

3183

3820

4138

4456

5730

6366

7003

9549

6,0

265

424

531

796

1326

2122

2653

3183

3440

3714

4775

5305

5836

7958

7,0

227

364

455

682

1137

1819

2274

2728

2956

3183

4093

4547

5002

6821

8,0

199

318

398

597

955

1592

1989

2387

2586

2785

3581

3979

4377

5968

9,0

177

283

354

531

884

1415

1768

2122

2299

2476

3183

3537

3890

5305

10,0

159

254

318

477

796

1273

1592

1910

2069

2228

2865

3183

3501

4775

11,0

143

229

287

430

716

1146

1433

1719

1862

2006

2579

2865

3152

4298

12,0

133

212

265

398

663

1061

1326

1592

1724

1857

2387

2653

2919

3979

14,0

114

182

227

341

568

909

1137

1364

1478

1592

2046

2274

2501

3410

15,0

106

170

212

318

530

849

1061

1273

1379

1485

1910

2122

2334

3183

16,0

99

159

199

298

497

796

995

1194

1293

1393

1790

1989

2188

2984

18,0

88

141

177

165

442

707

884

1061

1149

1238

1592

1768

1945

2653

19,0

84

134

167

251

418

668

835

1003

1086

1170

1504

1671

1838

2506

20,0

80

127

159

239

398

637

796

955

1035

1114

1432

1592

1751

2387

24,0

60

106

133

199

332

531

663

796

862

928

1194

1326

1459

1989

25,0

64

102

127

191

318

509

637

764

828

891

1146

1273

1401

1910

27,0

59

94

118

177

295

472

589

707

766

825

1061

1179

1297

1768

30,0

53

85

106

159

265

424

531

637

590

743

955

1061

1167

1592

32,0

50

78

99

149

249

398

497

597

647

696

895

995

1094

1492

36,0

71

88

133

221

354

442

531

575

691

796

884

973

1326

40,0

64

80

119

199

318

398

477

517

557

716

796

875

1194

50,0

51

64

95

159

255

318

382

414

446

573

637

700

955

97

Avsponingsteknikk

Omdreiningstallet Det er en nær sammenheng mellom hastigheten på verktøymaskinen og skjærehastighet. Dersom et bor roterer med høyt omdreiningstall, blir også skjærehastigheten stor, og omvendt. Hvis vi trenger stor skjærehastighet, må også verktøyet eller maskinspindelen ha høyt omdreiningstall.

Som regel skal vi finne omdreiningstallet (n) til maskinen. Vi kan bruke et nomogram eller en turtallsskive. Vi kan også beregne det. Da bruker vi den samme formelen som for skjærehastigheten. Men nå er det omdreiningstallet n vi skal finne, ikke skjærehastigheten, og vi må passe på at det er n som står alene på venstre side av likhetstegnet: vc • 1000 n - —--------7T • d Så er spørsmålet om vi finner dette omdreiningstallet på maskinen. Det gjør vi sannsynligvis ikke. Da velger vi et omdreiningstall som ligger nær opptil det vi har regnet ut, slik at vi ikke overskrider skjærehastigheten.

Les om drivverk i kapitlet om verktøymaskiner.

Hvilket omdreiningstall vil du velge på maskinen når skjærehastigheten vc = 120 m/min og d= 60 mm?

Oppgave En maskinoperatør har utført et borearbeid. Til det har hun brukt boret ø24 mm, og omdreininghastigheten n = 375 r/min. Hun må senere bruke et bor ø27 mm på det samme arbeidsstykket. Skjærehastigheten vc = 30 m/min må ikke overskrides.

Finn ved hjelp av et nomogram (for eksempel på side 149) om hun kan bruke den samme omdreiningshastigheten som hun brukte til boret ø24 mm, eller om hun må forandre det.

Matingen (/) Ved all sponfraskillende bearbeiding blir det utført en matehevegelse slik at verktøyet hele tiden kan skjære spon. Matebevegelsen gjør at verktøyet trenger inn i materialet. Måten matebevegelsen blir utført på, er forskjellig for ulike bearbeidingsmetoder. I boremaskinen og i fresemaskinen blir verktøyet matet inn i materialet samtidig som det roterer. I dreiebenken roterer arbeidsstykket, mens verktøyet er fastspent og har en rettlinjet bevegelse.

Qbs!

Matingen (/) gjør at skjæreverktøyet trenger inn i materialet.

98

A vsponingsteknikk

Vi oppgir matingen (f) i millimeter per omdreining ved dreiing og boring og i millimeter per skjær (/) og millimeter per minutt (v) ved fresing. Når vi freser, kan vi bruke freser med ulikt antall skjær. Matingen blir da bestemt av hvor mange skjær fresen har, og hvor stor mating som er anbefalt for hvert av dem. I katalogene fra leverandøren finner du verdier for anbefalt mating.

Når vi sliper, er matingen avhengig av om vi rundsliper eller plansliper. For rundsliping oppgir vi matingen i millimeter per omdreining, og ved plansliping som millimeter per minutt eller millimeter per slag for tverrmatingen. Hvilken mating vi skal velge, er avhengig av hvilket materiale vi skal bearbeide, og hva slags overflate vi ønsker på arbeidsstykket. Jo større matingen er, desto grovere (ruere) blir overflaten. I tillegg blir skjære­ verktøyet raskere slitt. Endeplanfres med utskiftbare skjær

Hurtigstålfreser Valsfres

Materiale

Endeplanfres

Skivefres

Pinnefres

Formfres

Hurtigstål

Hardmetall

0,05 0,04 0,02 0.05 0,05 0.05 0,05 0.4

0,04 0,03 0,02 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03

0.3 0.2 0,15 0.2 0,3 0,3 0,3 0,15

0.09 0,08 0,06 0,08 0,1 0,12 0.1 0,08

Mating mm/skjær (tann)

Stål inntil 700 N/mm1 Stål 700-850 N/mm-’ Stål over 850 N/mm2 Støpestål Støpejern Rødmetall og messing Bronse Lettmetall-legennger

0,15 0.1 0.08 0.15 0,2 0,2 0,15 0.1

0,2 0,15 0.1 0,1 0.2 0,2 0,15 0,1

0,07 0,06 0,05 0,07 0.07 0,07 0.07 0.07

Når vi beregner den totale bearbeidingstiden for et arbeid, må vi også ta hensyn til den tiden det tar å skifte verktøy. Kjører vi med så stor mating at vi stadig må skifte skjæreverktøy, lønner det seg kanskje med mindre mating. En regel sier at verktøyet bør holde 10-15 ganger den tiden det tar å skifte det.

Boring: matingen/

= mm/r

Regel

Stor hastighet - liten mating

Dreiing: matingen/ = mm/r

Liten hastighet - stor mating

Fresing: matingen/ = mm/skjærog v - mm/min

Unntak:

Sliping: matingen/ = mm/min eller mm/omgang (plansliping), mm/r (rundsliping)

Grov bearbeiding og harde materialer - lavere hastighet

Fin bearbeiding og bløte materialer - høyere hastighet

Vi skal bearbeide et arbeidsstykke av støpejern i en fresemaskin. Det er 200 mm langt og 80 mm bredt. Fresen er av hardmetall og har d = 100 mm og z= 20 skjær. Arbeidet foregår som grovfresing.

a) Hvilken fres vil du velge, og hvilken skjærehastighet v og mating / velger du for fresen? Finn svaret ved hjelp av utregning og tabell i formelsamling.

b) Beregn hvor stor matingen blir per minutt.

99

A vsponingsteknikk

Sett inn de verdiene som mangler.

a n (r/min)

d (mm)

16

vc (m/min)

50

b

c

d

300

250

60

350

150

150

Kuttdybden (a) og inngrepslengden (/a)

Kuttdybden og spontversnittet ved dreiing og fresing

Obs!

Kuttdybden forteller oss hvor dypt skjæreverktøyet har trengt inn i materialet.

।

Inngrepslengden blir også kalt skjærekantlengden (/). Det er den lengden skjæret er i inngrep med materialet.

Hvis innstillingsvinkelen er 90°, er kuttdybden lik inngrepslengden. Vi måler kuttdybden vinkelrett på arbeidsstykket. Inngrepslengden blir større enn kuttdybden hvis innstillingsvinkelen er mindre enn 90°.

Dersom innstillingsvinkelen er 60°, blir skjærekantlengden lik halve kuttdybden.

100

A vsponings teknikk

Sponformer Når skjæreverktøyet skjærer i arbeidsstykket, blir materialet som blir revet av, til spon. Det fins mange forskjellige former for spon: flytespon, krøllspon og bruddspon (kommaspon). For at avsponingen skal bli best mulig, er det viktig at vi finner den sponformen som er mest hensikts­ messig.

Formen på sponen er avhengig av om vi sager, dreier, freser eller borer. Den er også avhengig av hvilken form arbeidsstykket har, hvilket materiale vi bearbeider, og av skjæreverktøyet. Skjærehastigheten og matingen har også betydning for formen på sponen. Når vi dreier, kan vi få alle de tre typene spon. Da er skjæreverktøyet i inngrep i lang tid.

Ved fresing har vi et annet skjæreforløp. Da får vi som regel bare bruddspon. Freseskjærene er vekselvis i inngrep og ikke i inngrep, og det kan ikke gi flytespon. Små pinnefreser som vi bruker til boringer, kan derimot gi krøllspon, på samme måte som når vi bruker et bor.

a) Sponformer og endringer ved varisjon i % og f

b) Sponformer Seige og bløte materialer gir flytespon, det vil si lange spon som det er vanskelig å fjerne fra avsponingsområdet, og som det kan være vanskelig å håndtere. Det er flere måter å endre sponformen på. Vi må først se på skjære­ verktøyet vi har valgt, og på hva vi kan gjøre med vinklene på det. Dersom vi dreier, må vi vurdere om vi kan forandre sponbryteren. Sponbryteren brekker sponen før den forlater dreiestålet. På hurtigstål må vi slipe sponbryteren, mens vendeskjær har ferdigslipt sponbryter.

Vi kan også endre litt på sponformen ved å sette ned skjærehastigheten eller matingen. Det er en dårlig løsning, fordi vi da bruker lengre tid på arbeidet, og det skaper forsinkelser. En slik forandring bør vi bare gjøre dersom andre ting ikke hjelper.

Flytespon får vi fra materialer som har god plastisk formbarhet, for eksempel aluminium, kopper eller seige stålsorter.

101

Avsponingsteknikk

Qfjs!

Seige og bløte materialer gir flytespon.

Bruddspon er små, atskilte sponstykker. Slik spon er vanlig når vi freser og dreier i sprø materialer, for eksempel i støpejern og messing, og når vi grovdreier i seige materialer med negative sponvinkler.

Helningsvinkel og sponvinkel

Det er lett å frakte bort bruddspon, og denne sponformen skaper til vanlig ingen problemer for sponavviklingen. Den har en tendens til å sprette ut fra maskinen, men det kan vi hindre ved å bruke sponskjerm.

ObS?

Harde og sprø materialer gir bruddspon.

Krøllspon er spon som krøller seg. Når vi dreier, kan krøllsponene være hele og lange, eller vi kan bryte dem ned til mindre biter ved hjelp av formen på skjæreverktøyet, en sponbryter eller verktøy holderen. Når vi sliper sponflaten, kan vi føre sponen ut på forskjellige måter.

Vi får krøllspon når vi dreier og borer i materialer som lett lar seg bearbeide, for eksempel i bløtt stål, aluminium og kopper. Hvis vi på grunn av avsponingen må ha en bestemt skjærgeometri, og ikke kan forandre den, kan vi bruke denne regelen ved dreiing:

Sliping av helningsvinkel for styring av sponavgangen

Obs!

Stor skjærehastighet gir mer flytespon. Stor mating gir mer bruddspon.

Sponbryteren gir krøllspon.

Sponbryter Ved bearbeiding (dreiing) av langsponende materialer er det ofte nødvendig å anvende sponbryter for å få korte spon som er lette å transportere bort, og som ikke forårsaker skader. På hardmetallskjær er sponbryteren ferdig slipt, eller vi bruker festeplater som fungerer som sponbryter. På skjæreverktøy av hurtigstål må vi slipe sponbryteren selv. Sponbryteren kan være med på å svekke skjæret og bør og kan unngås. Vi kan også oppnå sponbryting ved å -

Kjøler

Spontransport

Transporthane for spon

Sponsentrifuge

øke matingen minske skjærehastigheten (øke bearbeidingstiden) minske sponvinkelen bruke skjærevæske

Ved å endre noe av disse faktorene kan vi ofte bearbeide uten sponbryter. Mest effekt har økt mating.

I store verksteder blir sponen fraktet bort på egne transportbånd.

102

A vsponingsteknikk

Spontykkelsen (/?) ।

ObS-

Spontykkelsen er et teoretisk mål på tykkelsen av sponene som vi skal fjerne fra arbeidsstykket.

Spontykkelsen varierer, og den blir bestemt av innstillingsvinkelen (xj og matingen (/). Forholdet mellom spontykkelsen (h) og inngrepslengden (skjærekantlengden) (/a) har mye å si for belastningen på verktøymaskinen. Når innstillingsvinkelen (k) er 90°, er belastningen minst.

Innstillingsvinkel, skjærekantlengde og kuttdybde

Spontverrsnittet (A) Spontverrsnittet blir også kalt sponarealet. Det er kuttdybden multiplisert med matingen. Når vi dreier, kan vi beregne den ved hjelp av denne formelen: A = a p -f J A = arealet i kvadratmillimeter (mm2) a = kuttdybden i millimeter f = matingen i millimeter per omdreining k eiTlpel V'har en kuttdybde på 3 mm og en mating på 0,5 mm/r. Spontverrsnittet blir:

A = ap ■ f A = 3 mm • 0,5 mm = 1,5 mm2

Sponvolumet (V) Sponvolumet er det volumet materiale vi avsponer fra arbeidsstykket. Mengden av spon som skal fjernes fra maskinen etter avsponingen. er mye større enn volumet av det materialet vi avsponer. Det er ikke så ofte vi trenger å vite nøyaktig hvor stort det er, men vi bør alltid passe på at det er så lite som mulig. Vi kan velge form på sponen ut fra den geometriske formen på verktøyet vi bruker.

I ObS.

Sponvolumet er den mengden materiale vi fjerner. Beregnes dette i løpet av en bestemt tid, for eksempel i løpet av ett minutt, brukes (Vt). Noen ganger bruker vi også avsponingsenheten (Q).

Når vi dreier, blir sponvolumet produktet av spontverrsnittet (mating og kuttdybde) og skjærehastigheten.

Vi oppgir sponvolumet i kubikkcentimeter per minutt (mmVmin). V

Ved dreiing og boring: V( = — = A • z • vc • 103 i mmVmin Ved fresing og sliping: V( = ap • a • vj i mmVmin eller Q = ap • ae • vf i mmVmin

103

Avsponingsteknikk

V = sponvolumet i kubikkmillimeter per minutt A = arealet i kvadratmillimeter vc = skjærehastigheten i meter per minutt

EI(serøPe*

I forrige eksempel var sponarealet A = 1,5 mm2. Dersom vi sammenlikner hvor stort avsponingsvolumet blir mellom hurtigstål med skjærehastighet 50 m/min og et hardmetall med skjærehastighet 150 m/min, får vi Vt = A- cv Vt = 1,5 mm2 • 50 m/min = 75 mm3/min med hurtigstål

og for hardmetall Vt = A • cv Vt = 1,5 mm2 • 150 m/min = 225 mm3/min med hardmetall Vi ser at sponvolumet blir mye større når vi bruker hardmetall.

Totalavsponingen er den samlede avsponingen i den tiden skjæreverk­ tøyet står i inngrep.

V = Vt • t

V - avsponingen per min t = inngrepstiden i minutter V = totalavsponingen i kubikkmillimeter

Elcsernp6*

Dreiestålet i hardmetall i eksemplet foran står i inngrep i 45 minutter. Hvor stor er totalavsponingen?

V = vt-1

V= 225 mm3/min • 45 min = 10 125 mm3

Kontrollspørsmål 1

Hvilke forutsetninger må vi legge til grunn for å velge skjæredata?

2

Hva menes med skjærehastighet?

3

Hva menes med gjennomsnittlig skjærehastighet, og når bruker vi det?

4

Hva menes med mating, og hvordan foregår den på de forskjellige bearbeidingsmetodene?

5

Hva menes med kuttdybden?

6

Hva menes med skjærekantlengden, og når er den lik kuttdybden?

7

Hvilken grovinndeling har vi på sponformen?

104

A vsponings teknikk

Skjæregeometri Et grunnleggende krav ved all sponskjærende bearbeiding er stabilitet. Det gjelder både verktøyet, fundamentet som maskinen er montert på, maskinen og arbeidsstykket.

Utformingen av skjæreverktøyet må være slik at skjæreeggen har god skjæreevne og skjærekreftene ikke blir altfor store. Verktøyet må ha mekanisk styrke slik at det tåler belastningene det blir utsatt for. Utformingen av skjæreverktøy er et kompromiss mellom skjæreevnen og styrken.

Det er viktig å kjenne til og kunne forstå skjæregeometrien til skjære­ verktøyet. Den har alt å si for de skjæretekniske betingelsene. Skjæregeometrien har direkte innvirkning på

-

standtiden til verktøyet temperaturen på eggen skjærekreftene overflaten produksjonstiden

Det er flere vinkler som har betydning for skjæreevnen og styrken. Vi finner de samme vinklene på alle avsponingsverktøy og angir dem med symboler fra det greske alfabetet: sponvinkelen frivinkelen eggvinkelen spissvinkelen innstillingsvinkelen helningsvinkelen endeklaringsvinkelen hovedskjærsvinkelen

y gamma a alfa beta £ epsilon Kkappa Å lamba (f) phi 0'

217

Dreiing

Frihåndsdreiing av profiler skjer ved at vi flytter både hovedsleiden og tverrsleiden samtidig. Dette arbeidet krever øvelse og oppmerksomhet. Vi prøver profillikheten med et profillære som har den formen vi ønsker.

Boring, forsenking, gjenging og brotsjing i dreiebenk Moderne verktøymaskiner har flere verktøyholdere, og vi kan sette boreverktøyet opp på flere måter. I dreiebenker som er utstyrt med revolverhode, setter vi boreverktøy i det, mens det i universal­ dreiebenker er vanlig at boreverktøy blir satt i bakdokka på dreiebenken.

Spindelen i bakdokka har morsekonus. Vi setter verktøyet i overgangshylser for å få den rette størrelsen. Vanligvis mater vi for hånd, men på store dreiebenker kan vi feste bakdokka til tverrsleiden, slik at matingen skjer automatisk.

Revolverhode for oppspenning i bakdokka

Verktøy med sylindrisk oppspenningsparti blir satt i borechucker. Gjenging og brotsjing av hullet kan komme ut av senteret eller få feil retning. Derfor setter vi en senterspiss i gjengetappen når vi gjenger. Vi kan gjenge mindre dimensjoner med gjengetapp i gjengeapparat. Vi kan brotsje med en brotsj som har «bevegelig» (flytende) holder. Både ved brotsjing og gjenging i bunnhull må vi passe på at verktøyet har den rette spiralen slik at sponen skrur seg ut av hullet og ikke ned i bunnen (se verktøy for boring).

Serratering Serratering er en metode som gir riflet eller rutet mønster på arbeids­ stykket. Vi bruker det på skruehoder og håndtak. To riflede trinser presses inn i materialet. For å få et pent mønster er det viktig at serrateringsverktøyet står i senterhøyde. Vi må passe på at trinsene og arbeidsstykket får rikelig med olje eller skjærevæske. Vi velger en skjærehastighet på 10-15 m/min og grov mating. Dårlig mønster skyldes oftest slitte trinser, for stort trykk eller for høyt omdreiningstall på arbeidsstykket.

Grading i dreiebenk Serratering

Alle skarpe kanter og grader etter bearbeidingen må avrundes. I manuelle maskiner må vi fjerne kantene for hånd med skrape eller fil. I styrte maskiner er det lagt inn i programmet små radier ved alle skarpe kanter. Kanter, hjørner eller grader er skarpe og lette å skade seg på og skaper vanskeligheter når vi skal montere delene. Når vi bruker fil eller skrape, må vi sette dreiebenken i lav hastighet, slik at ikke verktøyet blir ødelagt.

218

Dreiing

Eksenterdreiing Ved eksenterdreiing flytter vi sentret slik at vi får minst to senterlinjer gjennom arbeidsstykket. Det kan være nødvendig når vi skal ha en tapp eller boring utenom det faste sentret på arbeidsstykket. Flyttingen må foregå i bakkskive eller firebakket chuck der hver enkelt av bakkene kan stilles.

Noen arbeidsstykker har slik form at vi ikke kan spenne dem opp i bakkskive eller chuck. Da må vi spenne dem opp på planskiven. Dersom eksenteret er stort, må vi montere motvekter for å få balanse.

Urund dreiing og flerkantdreiing I mange tilfeller har vi deler som ikke er runde. De kan for eksempel både ha runde og flate partier eller være trekantede eller firkantede.

Med urund dreiing og flerkantdreiing er det mulig å framstille slike deler i spesielle dreiemaskiner. Både skjæreverktøyet og arbeidsstykket roterer i baner som blir styrt av sjablonger. Dermed får de en bane som gir de ønskede flatene gjennom et samspill mellom dreiebevegelsene på verktøyet og arbeidsstykket.

Eksenterdreiing

Metoden brukes ved masseframstilling av deler.

Vi kan utføre metoden på to måter:

- I spesielle dreieautomater, der vi beveger både arbeidsstykket og verktøyet, eller - i andre maskiner, der vi bare roterer arbeidsstykket, mens verktøyet står i ro

I begge tilfellene oppstår sylindriske snittlinjer som med forholdet mellom omdreiningstallene på verktøyet og på arbeidsstykket : n) gir de forskjellige kurvene. For eksempel gir forholdet 2 : 1 en ellipseprofil.

Med denne metoden kan vi i en og samme maskin bearbeide deler som vanligvis måtte ha vært bearbeidet i både dreiebenk og fresemaskin. Da sparer vi mye tid.

Eksempler på flerkantdreiing og dreiestålets bane

Prinsipp for flerkantdreiing

219

Dreiing

Konusdreiing Vi kan dreie konuser på tre måter i manuelle verktøymaskiner:

1 Vi kan flytte bakdokka 2 Vi kan innstille toppsleiden i ønsket gradtall 3 Vi kan dreie med konuslinjal

Utregning av konuser Toppsleidens innstillingsvinkel. På tegninger er ofte konusens vinkel oppgitt, ikke den vinkelen vi skal innstille maskinen på. Vi kan beregne innstillingsvinkelen på dreiebenken når vi kjenner konusens lengde og diametrer. ne| Et konusforhold på 1 : 10 sier at diameteren forandrer seg 1 mrn i |øpet av en jøpgøg på io mm.

fksen p

ot motstående katet D-d tan — = ---------------------- = -------2 hosligende katet 2•L

Konusdreiing med toppsleiden Toppsleiden blir innstilt ved hjelp av gradinndelingen på sleiden med halvparten av konusens vinkel (vinkelen/2). Vi kan innstille helt nøyaktig med en gradvinkel og så kontrollere med et måleur til slutt. Toppsleidemetoden egner seg best for korte og steile koner.

Hvis den ikke er oppgitt på tegningen, må vi beregne den.

Innstilling av toppsleiden

220

Dreiing

Matingen blir utført for hånd. Det kan resultere i en mer ujevn overflate enn når vi bruker automatisk mating. Vi kan sette sammen lange konuser av flere mindre. Da blir overflaten ofte dårlig, og vi må slipe etterpå.

Konusdreiing med flytting av bakdokka Vi kan flytte overdelen av bakdokka langs sidene ved hjelp av stillskruer på bakdokkas sider (maksimum 1/50 • LJ. Da kan vi bruke den automatiske matingen på maskinen, slik at matingen blir jevnere. Dermed blir overflaten bedre.

Hvis vi lager konuser ved å flytte bakdokka, kan vi bare framstille «slanke» konuser. En annen ulempe med denne metoden er at senterspissen ikke ligger godt i senterhullet. Det kan vi bedre hvis vi bruker et senterhull boret av et senterbor med rund anleggsflate (R).

Konusdreiing med forflytning av bakdokka

Vi stiller bakdokka på dreiebenken inn slik at yttersiden på konusen blir parallell med senterlinjen på dreiebenken.

oc 2 Formel for bakdokkeforflytning: FB < 0,02 • LA

Fb = forflytning av bakdokke (motstående katet) La = lengden på akslingen (hypotenus)

221

Dreiing

ci/cefTlpe*

Konusen på tegningen skal dreies ved hjelp av bakdokkeforflytning.

a) Hvor mye må bakdokka forflyttes?

b) Blir konusen for stor til å bli dreid med bakdokkeforflytning?

Oppgitte verdier: D = 70 mm d = 60 mm L = 500 mm

= 600 mm

a)

2

D-d

70 mm - 60 mm

2L

2 • 500

2

100 1

“

2

A

• 600

100

Fb = 6 mm b)

Maksimum bakdokkeforflytning med LA = 600 mm

BMAX