Tilvirkningsteknikk 1 : Måling og sponskjærende formgivning [1] 8258502891 [PDF]

Zitiervorschau

Jan Henrik Solberg Ragnar Jarle Olsen

Tilvirkningsteknikk 1 Bokmål

e,S'

Yrkesopplæring i • s Oslo 1984

S Nasjonalbiblioteket *

Depotbiblioteket

© Yrkesopplæring i • s 1984

Godkjent av Kirke- og undervisningsdepartementet til bruk i den videregående skole ved brev av 23.12.1983.

Omslag: Reidar Gjørven

Det må ikke kopieres fra denne bok utover det som er tillatt etter bestemmelsene i "Lov om opphavsrett til åndsverk”, ”Lov om rett til fotografi” og i "Avtale mellom staten og rettighetshavernes organisasjoner om kopiering av opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksomhet”. Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt. Printed in Norway PDC a.s Bryne, Aurskog 1984

ISBN 82-585-0289-1

Forord

TILVIRKNINGSTEKNIKK I er den første av to lærebøker som dekker pensumplanen i tilvirkningsteknikk for teknisk fagskole.

Tilvirkningsteknikk I omhandler måling og sponskjærende formgiving. Boka vil også kunne benyttes av andre tekniske skoler, formannsskoler, kurs og av andre personer som trenger kunnskaper om måling (måleutstyr) og sponteori (beregninger, utnyttelse av maskiners kapasitet, verktøyslitasje osv.) De vanligste sponskjærende formgivingsprosessene og noen av de mest brukte maskinene for tilvirkning blir gjennomgått i Tilvirkningsteknikk I.

På grunn av den raske teknologiske utviklingen må faglæreren gi utfyllende opplysninger til stoffet og korrigere data ut fra det utstyret som finnes ved det enkelte undervisningsstedet.

Under utarbeidingen av læreboka har vi støttet oss til publikasjoner og annen faglitteratur fra inn- og utland. Fra kolleger og medarbeidere ved Oslo teknisk-maritime skole har vi fått støtte og hjelp under arbeidet med læreboka i den tiden dette har pågått. Vi vil også takke Sandvik Norge A/S, Norma Tekniske Kompani A/S. Bachke Maskin A/S, Tingstad A/S, Fagersta-Haak A/S, Terco A/S, Atlas Copco A/S, Løwener Mohn A/S, og andre som har stilt spesialister og materiell til disposisjon. Fetsund og Mastemyr, juli 1984

Jan Henrik Solberg

Ragnar Jarle Olsen

Innhold

1 Måling .............................................................................................................

Måleteknikkens utvikling .......................................................................... Hvem har behov for riktig måleutstyr? .................................................... Fast måleutstyr .......................................................................................... Passbiter ............................................................................................... Tolker ................................................................................................... Maler .................................................................................................... Indikerende måleutstyr ............................................................................. Skyvelæren ........................................................................................... Mikrometer (måleskruer) .................................................................... Indikerende måleutstyr for innvendig måling ..................................... Stikkmål ................................................................................................. Lengdeindikator (måleur) ................................................................... Mikrokator ........................................................................................... Måleinstrumenter ...................................................................................... Pneumatisk måleutstyr ........................................................................ Elektroniske lengdemåleinstrumenter ................................................ Optiske måleinstrumenter ................................................................... Målelupe ............................................................................................... Verkstedmålemikroskopet .................................................................. Profilprojektor ..................................................................................... Overflateruhetsmåling .......................................................................... Annet måleutstyr ...................................................................................... Interferensmåling ................................................................................. Koordinatmålemaskin .......................................................................... Vinkelmåling ......................................................................................... Sinusbord .............................................................................................. Å gjøre seg nytte av måleutstyr ................................................................. Målelaboratorier ........................................................................................ Målerom .................................................................................................... Vedlikehold av måleutstyr ........................................................................ Kontroll av måleutstyr/måleobjekter ....................................................... Enkle regler for bruk og behandling av måleverktøy ............................... Repetisjonsoppgaver ................................................................................ 2 Sponskjærende maskiner og formgiving ...................................................

Innledning .................................................................................................. Definisjon ..................................................................................................

13 13 13 14 16 19 21 22 22 24 26 27 29 31 33 33 34 35 35 37 38 39 41 41 42 43 43 44 44 44 44 45 47 48

52 52 55

Dreiing ......................................................................................................... Maskiner for dreiing .................................................................................... Supportdreiebenken .............................................................................. Plandreiebenken ..................................................................................... Karuselldreiebenken (mølle) .................................................................. Revolverdreiebenken ............................................................................. Dreieautomater ...................................................................................... Fresing ......................................................................................................... Motfresing/medfresing ............................................................................ Maskiner for fresing ..................................................................................... Horisontal/vertikal fresemaskin ............................................................. Kopifresemaskin ..................................................................................... Langfresemaskin ..................................................................................... Horisontale bor- og freseverk ................................................................ Boring .......................................................................................................... Maskiner for boring ..................................................................................... Søylebormaskiner ................................................................................... Radialbormaskiner ................................................................................. Flerspindelbormaskiner ......................................................................... Sliping .......................................................................................................... Slipemaskiner for målbundet sliping .......................................................... Rundslipemaskin ..................................................................................... Senterløs (centerless) sliping .................................................................. Planslipemaskiner .................................................................................. Verktøyslipemaskiner ............................................................................ Slipemaskiner for ikke målbundet sliping .................................................. Smergelskiva ........................................................................................... Båndslipemaskiner ................................................................................. Repetisjonsoppgaver ..................................................................................

55 56 56 62 62 63 64 65 66 67 67 67 67 68 69 69 69 71 72 75 76 76 77 78 80 81 81 82 82

3 Skjæreverktøy ..................................................................................................

84 84 84 84 85 85 85 86 89 90 91 92 93 93 96 98 100 102 106

Eggmaterialer .............................................................................................. Rent karbonstål ...................................................................................... Støpte hardlegeringer (stellitt) ............................................................... Diamant ................................................................................................... Keramikk ................................................................................................ Hurtigstål ................................................................................................ Hardmetall ............................................................................................ Keramikkbelagt hardmetall ................................................................. Eggmaterialer for sliping ...................................................................... Sammendrag - eggmaterialer .................................................................. Eggeometri hos skjæreverktøy ................................................................. Skjæreverktøy for dreiing .......................................................................... Dreiestålets vinkler og flater ............................................................... Sponbryting ved dreiing ....................................................................... Vendeskjærsplater - form og størrelse ................................................ Holdere for hardmetallplater ................................................................ Valg av vendeskjærsholder og plater .................................................... Skjæreverktøy for fresing ...........................................................................

Freseverktøyets vinkler ........................................................................ Sponbryting og sponform ..................................................................... Fastspenning av freser .......................................................................... Periferifresing ........................................................................................ Typer av freser ...................................................................................... Valg av vendeskjær - form og størrelse ................................................ Valg av freseverktøy ............................................................................ Skjæreverktøy for sliping .......................................................................... Slipeskivas sammensetning og egenskaper .......................................... Skjæreverktøy for boring .......................................................................... Sporlengde ........................................................................................... Kjernetykkelse ..................................................................................... Bruk av bor ........................................................................................... Hva har innvirkning på borets levetid? ............................................... Valg av skjæredata ved boring ............................................................. Repetisjonsoppgaver ................................................................................

106 108 109 111 112 116 116 118 118 129 131 131 133 137 138 144

4 Definisjoner ................................................................................................... 146

Primærbevegelsen ................................................................................ Skjærehastigheten ................................................................................ Matingshastighet .................................................................................. Arbeidsplanet ........................................................................................ Kuttdybden og inngrepsmålet .............................................................. Spontykkelsen ...................................................................................... Sponbredden ......................................................................................... Slankhetsgrad (slankhetsforhold) ........................................................ Sponarealet ........................................................................................... Sponvolumet ......................................................................................... Spesifikk avvirkning ............................................................................. Totalavvirkning .................................................................................... Repetisjonsoppgaver ................................................................................

146 146 147 147 148 148 148 149 150 150 150 151 151

5 Bearbeidingsdata ........................................................................................... 152

Hva er nødvendige bearbeidingsdata? ................................................ Valg av bearbeidingsdata ..................................................................... Beregning av effekt ved dreiing ................................................................ Faktorer som virker på hovedskjærkraften ........................................ Bestemmelse av mating på grunnlag av krav til overflateruhet (Ra) ... Beregningseksempel ved dreiing ......................................................... Faktorer som påvirker dreieoperasjonen ............................................ Beregning av effekt ved fresing ................................................................. Faktorer som påvirker midlere spesifikk skjærkraft ........................... Beregningseksempel for effektbehov ved fresing ................................ Overflateruhet ved fresing (planfresing) ............................................ Planfas på freseskjæret forbedrer overflateruheten ............................ Planfasens bredde og innbyrdes forhold .............................................. Om bruk av nomogrammer ....................................................................... Skjærdatablad ...................................................................................... Repetisjonsoppgaver ................................................................................

152 152 153 155 159 160 163 166 166 170 171 171 172 172 172 173

6 Verktøyslitasje og eggvarighet ................................................................... 174

Typer av slitasje .................................................................................... Pressveising mellom skjær og spon .......................................................... Hva er eggvarighet ................................................................................ Faktorer som virker inn på verktøyslitasjen ............................................ Taylors diagram ......................................................................................... Beregningseksempel dreiing ..................................................................... Ytelsesdiagrammer .................................................................................... Produksjonsdiagram ............................................................................ Bearbeidingsøkonomi ............................................................................... Økonomisk eggvarighet ....................................................................... Beregningseksempel ............................................................................

174 176 177 178 179 181 187 188 189 189 191

7 Numerisk styring - en elementær redegjørelse ........................................ Hva er numerisk styring? ...................................................................... Systemer med åpen konstrollsløyfe ..................................................... Systemer med lukket kontrollsløyfe .................................................... Punkt-til-punkt-styring ......................................................................... Rettlinjestyring ..................................................................................... Banestyring (kurvelinjestyring) ............................................................ Absolutte og inkrementelle systemer ................................................. Analoge og digitale systemer ................................................................ Fortid/nåtid/framtid .................................................................................. Programmeringsspråkets oppbygning ....................................................... Informasjonsbærere .................................................................................. Stansing av hullbånd ............................................................................ Arbeidsorganisering ved bruk av NC-maskiner ...................................... Valg av verktøy og bearbeidingsdata ................................................... Overføring til programspråk ................................................................ Rigging av NC-maskinen ...................................................................... Utprøving av programmet .................................................................... Bearbeiding i NC-maskin ..................................................................... Deling av arbeidsoppgaver .................................................................. Repetisjonsoppgaver ................................................................................

193 193 194 194 195 195 196 196 197 197 199 201 202 203 204 205 206 206 206 206 207

8 Diverse ........................................................................................................... 209

Skjæreoljer - kjøle-og smøremiddel ........................................................ 209 Vedlikehold av maskiner og teknisk utstyr .............................................. 211 Datamaskinorienterte planleggingsmetoder ........................................... 212 Gruppeoppgaver ............................................................................................... Forslag til laboratorieøvelser............................................................................ Formelsamling ................................................................................................... Nomogrammer ................................................................................................... Skjærdatablad ................................................................................................... Stikkordliste .......................................................................................................

218 227 231 238 244 250

Målsetting I tilvirkningsteknikk skal elevene skaffe seg innsikt i de vanligste tilvirkningsmetodene som verkstedindustrien bruker.

Etter undervisningen i kjernestoffet skal elevene kunne: - gjøre rede for verkstedteknisk måleutstyr for lengdemåling, og kunne velge riktig måleutstyr ut fra gitte nøyaktighetskrav - gjøre rede for de vanligste verktøymaskinene for sponfraskillende bearbeiding, og for det skjæreverktøyet som benyttes til disse - vise at de behersker sponteori i praksis og bestemme skjæredata, samt gi en elementær redegjørelse for numerisk styring av verktøymaskiner - sette opp enkle operasjonsbeskrivelser for sponskjærende formgiving Det er av stor verdi at elevene forstår hvor viktig det er med et systematisk vedlikehold av bedriftens produksjonsutstyr. Det er også viktig at de kan dra nytte av aktuelle planleggingsteknikker som finnes. Elevene bør også lære å se sammenhengen mellom kvalitet og bedriftens økonomi.

Ved valg av tilvalgsstoff er det viktig at elevene får mulighet til å gå nærmere inn på nyere typer av produksjonsutstyr. Hvor grundig en skal gå inn på tilvalgsstoffet vil avhenge av elevenes tidligere skolegang og behov.

Arbeidsmåter En del av stoffet kan elevene med fordel lese på egenhånd, mens andre deler vil kreve aktiv undervisning fra lærerens side. Boka har oppgaver i tilknytning til stoffet. Til de fleste kapitlene er det repetisjonsspørsmål. 1 tillegg er det samlet gruppeoppgaver bakerst i boka.

Repetisjonsoppgavene skal ikke leveres inn for retting, men hver elev bør besvare spørsmålene som en repetisjon til teksten. Oppgavene bør gjennomgås og diskuteres i klassen slik at alle stort sett er enige om svaret. Gruppeoppgavene forutsettes innlevert når de er løst. Det skal bare innleveres én løsning pr. gruppe, men hver enkelt elev må sette seg inn i alle sider ved oppgaven slik at han/hun kan redegjøre for hele oppgaven ved en prøve eller lignende.

Det vil være en fordel om lærerne kan knytte praktiske oppgaver til stoffet ved for eksempel laboratorieøvelser på passende steder i undervisningen. Laboratorieøvelsene kan dreie seg om måling for å gi elevene praktisk erfaring med ulemper og fordeler ved det vanligste måleverktøyet og med måling av skjærkrefter og verktøyslitasje. 9

Sponskjærende formgiving bør demonstreres på et tidlig tidspunkt i undervisningen. Dette bør skje i form av en avsponingsdemonstrasjon, som i størst mulig utstrekning må vise verktøymaskinenes forskjellige arbeidsmuligheter. En bør ha muligheter til å demonstrere avsponing ved boring, dreiing, fresing og sliping. Hvis det er mulig, kan en vise elektroerosjon ved ”gnist”-bearbeiding, selv om dette området ikke er berørt i boka. Forslag til laboratorieøvelser står bak i boka.

Det vil være av stor betydning for den enkelte elev å forsøke å disponere arbeidstiden sin etter de timene som er fastlagt i fagplanen. For de enkelte emnene i boka er det derfor satt opp forslag til tidsplan. For å gi elevene mulighet til å studere tidsskrifter, leverandørkataloger, datablad og lignende er det påkrevet med et mediatek ved skolen, enten i laboratoriet eller.i klasserommet. Ekskursjoner og samarbeid med lokale bedrifter vil ofte være nyttig på grunn av den raske teknologiske utviklingen.

Etter at stoffet er gjennomgått og oppgavene løst skal elevene ha et grunnlag å bygge videre på, slik at de kan søke etter spesiallitteratur om emner som de interesserer seg særlig for. Dette gir muligheter til tverrfaglig samarbeid og til langsiktige prosjektoppgaver. Dette kan skje i form av prosjektering, tilbud, rapport eller lignende. Prosjektene kan gjennomføres i samarbeid med lokale bedrifter som en prøveoppgave. Det er viktig at alle elevene deltar i oppgaven. Arbeidsmåtene som her er skissert, er bare forslag og må tilpasses det enkelte undervisningssted, og -behov.

Kommentarer til framdriftsplanen De tidene som er foreslått i framdriftsplanen for Tilvirkningsteknikk I, er veiledende. Tidene bør tilpasses den enkeltes behov. Det er beregnet ca 100 timer av ialt 152 årstimer til teori, demonstrasjoner og laborasjoner. Enkelte emner vil kunne egne seg bedre for selvstudium enn dem vi har foreslått. Dette må avgjøres ut fra kjennskapet til elevens bakgrunn og tidligere yrkespraksis.

10

Et forslag til framdriftsplan for tilvirkningsteknikk I Hovedkapittel

Side

Tid Gj.gått Kommentarer fra ca. (Dato) forfattere (timer)

MÅLING

10-14

Elevene kan lese dette på egen­ hånd. Laboratorieopp­ gavene kan gjøres gruppevis i denne perioden.

SPONSKJÆRENDE FORMGIVING

8-10

Her avsettes om­ trent halve tiden til gjennomgå­ ing, og resten til oppgaveløsning og eventuelt selv­ studier.

SKJÆREVERKTØY

18-22

Tiden innbefatter oppgaveløsning.

DEFINISJONER

2-4

Gjennomgåing i plenum.

BEARBEIDINGSDATA

20-30

Tiden innbefatter gjennomgåing og oppgaveløsing.

VERKTØYSLITASJE

6-10

Gjennomgåing i plenum.

11

Hovedkapittel

Side

Tid Gj.gått Kommentarer fra ca. (Dato) forfattere (timer)

NUMERISK STYRING

4

I dette emnet er det avsatt for få timer, men det vil være nok til en innføring. Det er et emne som bør tilbys som valgfag til elever som ønsker større kjennskap til stoffet.

DIVERSE

4

Gjennomgås i plenum.

GRUPPEOPPGAVER

FORMLER NOMOGRAMMER

12

Tiden for oppgaveløsning er tatt med i tiden som står under hvert emne

1 Måling

Måleteknikkens utvikling Behovet for å angi størrelser på forskjellige ting er gammelt. Helt siden folk begynte å lage, bytte eller selge gjenstander, har det vært naturlig å sammenligne gjenstandene med kjente størrelser, for eksempel tomme, fot, alen og lignende. Målenhetene kunne variere etter kroppsdelenes størrelse, men etter hvert ble det nødvendig å komme fram til mer nøyaktige målenheter fordi målenhetene varierte fra land til land.

I Frankrike ble det i 1790 nedsatt en komité som hadde til oppgave å utvikle et enhetlig målesystem. En gikk ut fra jordas omkrets. En timilliondel av avstanden fra ekvator til Nordpolen skulle være én meter. Det ble laget en meterprototyp av platina som skulle oppbevares i Paris. Svakhetene med en meterprototyp er at den kan forandre seg på grunn av materialenes aldring, og at det er vanskelig å overføre målet. Det ble gjort forsøk på å måle opp meterprototypen ved hjelp av lysbølgelengder. I 1960 ble det bestemt ved den internasjonale konferansen for mål og vekt i Paris at én meter skal defineres som 1 650 763,73 bølgelengder av det oransjerøde kryptonlyset i vakuum. Justeringstemperaturen er 20 °C (293 K).

Hvem har behov for riktig måleutstyr Når vi lager deler til en konstruksjon, går vi ut fra tegninger som er målsatt. Under produksjonen blir delene kontrollert, slik at delene er i overensstemmelse med opplysningene på tegningene. Til slutt blir alle delene kontrollert, slik at vi kan stole på at delene holder mål, og at de kravene som er spesifisert på tegningene blir overholdt.

13

Måling

Figur 1.1

Oversikt over fast, indikerende og annet måleutstyr

Fast måleutstyr For å utføre kontrollen av mål og form finnes det måleutstyr for nesten ethvert behov. Det anvendes faste og indikerende måleutstyr. Indikerende måleutstyr (se figur 1.1) anvendes med fordel i produksjonen. Det viser arbeidsstykkets mål, eller indikerer målet. Maskinoperatøren kan se hvordan målene på arbeidsstykket stemmer overens med målene på tegningene. Indikerende måleutstyr har den fordelen at det ikke er avhengig av operatørens personlige vurdering.

Vi skal se litt nærmere på de forskjellige målemetodene og måleutstyret.

14

750 8751000 (mm) 625

500 375

50 75 100 125 150 200 250 25

Dimensjon

Figur 1.2

Oversikt over måleutstyr for verkstedtekniske målinger

15

Passbiter Helt siden passbitene ble innført, har de vært den viktigste målenormalen. Passbitene kommer fortsatt til å være målenormal i framtiden på grunn av sin nøyaktighet. Av den grunn brukes passbitene blant annet til kontroll av annet måleutstyr.

Figur 1.3

Passbitsett

Passbiter kan bygges sammen til mange forskjellige mål. Et passbitsett med 102 passbiter kan gi omkring 20 000 forskjellige mål fra 1 mm (0,5 mm) og oppover.

Passbiter framstilles i fire nøyaktighetsgrader med betegnelsene 00, 0,1,2 ifølge ISO-standarden 3650. Det er også enkelte leverandører som leverer passbiter av kalibreringsgrad ”K”. Kalibreringsgrad ”K” blir brukt til kalibrering av andre passbiter, og leveres med kalibreringsbevis som angir den oppmålte lengden. Nøyaktighetsgraden til passbitene er: 00 som anvendes som målenormal og for målinger av største nøyaktighetskrav 0 som anvendes til kontroll og innstilling av måleverktøy, og til kontroll av arbeidsstykker der stor nøyaktighet kreves 1 anvendes til kontroll og innstilling av måleverktøy og kontroll av arbeidsstykker der normal nøyaktighet kreves 2 anvendes ved produksjon, kontroll og innstilling og andre mulige arbeidsoppgaver i verkstedet

Det er mange faktorer som påvirker valget av størrelse og nøyaktighet av et passbitsett. Det kan for eksempel være måleområdene som det er behov for, minsteintervallet på passbitene, for eksempel 0,5 /xm, 1 ^m eller 5 ^irn. Hvis det er flere personer/avdelinger som har behov for å anvende passbitene, kan det være aktuelt å skaffe et større eller flere sett. Større passbitsett har som oftest flere kombinasjonsmuligheter, og det vil være lettere å få den nøyaktigheten vi ønsker. 16

Passbitene lages av spesialstål med en lengdeutvidelseskoeffisient a = 11,5- 10~6. Det lages også passbiter av hardmetall (wolframkarbid) med a = 5-10“6. Passbiter av hardmetall har 40 ganger større slitestyrke enn passbiter av stål. Dette er en fordel når måleverktøyet blir brukt i produksjonen. Vi kan montere passbitsettene i kombinasjoner for bestemte mål. Hvis vi for eksempel ønsker målet 52,455 mm, velger vi den første passbiten ut fra siste desimal, som her er 5. Vi setter sammen passbitene ved hjelp av adhesjonskraften. Når måleflatene er rengjort, kan to måleflater legges mot hverandre, og kontakten blir god. Vi trykker passbitene mot hverandre (figur 1.4), og vrir til siden (figur 1.5 og 1.6). Adhesjonskraften mellom to passbiter er så stor at det kreves 1200 N for å få passbitkombinasjonen fra hverandre, hvis kraften virker vinkelrett på måleflatene. På grunn av passbitenes sammenføyning er en passbitkombinasjon like enkel å arbeide med som en enkel passbit.

Figur 1.4

Montering av passbiter

Figur 1.6

Montering avpassbiter

Figur 1.5

Montering av passbiter

Vi kan bruke passbiter ved innstilling og kontroll av måleobjekter, og kravet til nøyaktighet kan som nevnt være forskjellig for de forskjellige brukerne. De kan for eksempel brukes i et målerom for innstilling av måleverktøy, kalibrering i et kontrollrom for innstilling av indikerende måleverktøy, eller i et verksted for direkte måling og innstilling av anslag i maskiner o.l.

17

® MITUTOYO Passbitar i satser

Serie 516 Tillverkade av speciallegerat, spånningsfritt specialstål med hdg stabilitet och god vidhåftningsfdrmåga. Noggrant genomhårdade och handlåppade och med lått fasade kanter. Passbitarnas noggrannhet motsvarar och i vissa hånseenden dvertråffar DIN-normerna. Varje separat passbit har sitt eget identifieringsnummer Hårdhet Rockwell HRc 65-67 och de år dårfdr mycket stabila och slitstarka. Noggrannhet: 00

For laboratoneåndamål och som absolutmått.

Noggrannhetsgrad: 0

Som master for kontroll av verkstadspassbitar. For instållning av måtinstrument och måtmaskiner med hog noggrannhet.

Noggrannhetsgrad: I

For kontroll av avsyningsmått och tolkar, instållning av långdmåtningsinstrument och noggrannare avsyningsarbeten i måtrummet.

Noggrannhetsgrad: II

Sarskilt låmpade for verkstads- och instållnmgsmått eller for kontroll av vippindikatorer, måtur eller i stållet for fasta hakmått.

Passbitsatserna vakuumforpackas omedelbart efter kontrollmatnmgen och levereras i tråetui.

516-942

Måtprotokoll medfdljer

Serie Nr.

Noggrann­ Antal hets­ per grad sats

516-941 516-942 516-943 516-944

00 0 1 II

103St

516-945 516-946 516-947 516-948

00 0 1 II

87St

516-962 516-963 516-964

0 1 II

47St

Inter­ vall (mm)

Innehåll

Mått (mm)

1 St. 1 St. 1 St. 50St. 47St ISt 1 St. 1 St.

0.5 1,0 1,005 1.01-1,50 2,0-25 50 75 100

1 St. 1 St 9St 50St 17 St. 9St

0.5 1.0 1,001-1,009 1,01-1,50 2,0-10,0 20-100

0,001 0,01 0.5 10

ISt. 1 St 20St 8St. 8St 9St

1.0 1,005 1,01-1,20 1,3-2.0 3,0-10 20-100

0,01 0.1 1 10

Sene Nr.

Noggrann­ Antal hets­ per grad sats

Innehåll

516-966 516-967 516-968

0 I II

32 St

1 1 10 9 8 2 1

516-990 516-991 516-992

0 I II

9 St.

516-115 516-116 516-117

0 I II

8 St

0,01 0.5

St St St. St. St. St. St.

1 St. 1 St. 1 St. 1 St. 1 St 1 St. 1 St 1 St 1 St — 1 St 1 St 1 St 1 St 1 St 1 St 1 st 1 St

Figur 1.7 Utsnitt av verkstedkatalog. Denne viser de forskjellige passbitsettene

18

Mått (mm)

1,0 1,005 1.01-1.10 1.20-2.0 3,0-10 20-30 60

0.10 0.15 0,20 0,25 0.30 0,35 0,40 0,45 0.50 25 50 75 100 125 150 175 200

Inter­ vall (mm)

0,01 0,1 1 10

Ved innstilling av mikrokator (se side 32) for kontroll av tolker kreves vanligvis nøyaktighet 00 på passbitene. Ved innstilling av maskiner og verktøy anvendes mindre nøyaktige passbiter, for eksempel nøyaktighet 1 eller 2 etter ISO-normen (International Standardization Organisation normen). Fast måleverktøy har bestemte mål eller former. Måleverktøyet kan for eksempel være sylindriske tolker for kontroll av hull, eller konustolker for kontroll av utvendige eller innvendige konuser som er standardisert etter for eksempel ISO-normen. Ellers finner vi ringtolker, eller haketolker for kontroll av aksler. Vi kan avsløre om arbeidsstykket har gal form ved hjelp av en tolk med gå-side og ikke-gå-side.

Tolker Normaltolker eller normalringer blir ofte brukt i stedet for passbiter for å kalibrere indikerende måleverktøy.

Stillbare grenselærer for aksemåling og hullindikatorer innstiller vi lettest med normaltolker eller normalringer.

En toleransetolk består av en gå-side og en ikke-gå-side (stoppside). Gåsiden har full sylindrisk form, og er lengre enn ikke-gå-siden. Stoppsiden kalles for sfærisk pinnetolk. Taylors prinsipp for fast måleverktøy er:

1) En gå-side skal ha en form som gir en kontroll av arbeidsstykkets mål og form i hele dets lengde samtidig. Når gå-siden passer til arbeidsstykket, er det garantert at delen(e) passer ved montering, for eksempel når akslingen skal monteres i foringen.

2) En ikke-gå-side skal ha en form som gir en punktvis kontroll av arbeidsstykket. Når ikke-gå-siden delvis passer i arbeidsstykket, foreligger det et avvik fra den aktuelle toleransen i mål og form. For å unngå unødig kassasjon (vrak) av arbeidsstykker, må vi bruke grenselærer og hulltolker med følelse og nøyaktighet. Dette vil også hindre unødig skade og kassasjon av måleverktøyet.

Ved bruk av grenselærer kan følgende hovedregler brukes: 1) Hold grenselæren slik at den entrer arbeidsstykket ovenfra, slik at tolkens vekt blir brukt ved kontrollen.

2) Trykk ikke tolken ned på arbeidsstykket, men la den gli ned med egen tyngde. 19

Vanligvis benyttes en passbitkombinasjon for innstilling av grenselæren (figur 1.8).

Figur 1.8

Grenselære

Andre faste tolker som blir brukt i mekanisk produksjon, er blant annet konustolker for kontroll av utvendige og innvendige konuser. Disse er utformet etter standardiserte konussystemer, for eksempl ISO. Ved bruk av konustolk kontrollerer vi lengden og diameteren på konusen. Ved hjelp av merkefarge på én av delene kan en vri rundt, og en vil da se om konusen ligger an over det hele.

Gjengetolker finnes i forskjellige utforminger i samsvar med ISO-standarden (figur 1.9). Gjengetolker er som andre tolker utstyrt med en ikke-gå-side og en gå-side. Typene er:

1) Gjengetolk for innvendige gjenger 2) Haketolk for utvendige gjenger

Figur 1.9

20

Gjengetolker

Maler Formen på arbeidsstykkene blir ofte kontrollert med forskjellige typer maler. Dette er en subjektiv kontrollform. Malen må ligge i tett kontakt med arbeidsstykket. Ved å observere lysspalten mellom mal og arbeidsstykke ser en eventuelle avvik. Radiuslære for konvekse og konkave radier finnes i sett fra 0,5 til 7,0 mm og fra 7,5 mm til 15,0 mm med 0,5 mm stigning for hver radius (figur 1.10). Med gjengelæren finner vi stigningen på en gjenge i millimeter/omdreininger eller hvor mange gjenger det er på 1” (antall gjenger per tomme). Slipelærer brukes til sliping av verktøy o.l. (figur 1.11). Slipelæren kan ha flere utsparinger, og forskjellige vinkler for sliping eller kontroll av lengden og vinkelen på borets skjær eller vinkelen på gjengestålet.

Figur 1.10

Radiuslære

Figur 1.11

Slipelære

Tråd- og platelærer brukes for å måle tykkelsen på plater og tråd.

Andre maler kan være en plate eller lignende som har en bestemt form og størrelse, laget til et bestemt formål. Vi lager gjerne en mal når vi skal merke opp spesielle eller mange gjenstander. Egglinjaler kan for eksempel benyttes når vi skal kontrollere planhet. Egglinjalen finnes i forskjellige former og størrelser, for eksempel knivegg-, trekant- og firkantlinjaler (figurene 1.12 og 1.13). På samme måte som andre maler blir også disse lagt på arbeidsstykket og holdt sammen med arbeidsstykket mot en lyskilde. En parallell lysspalte er tegn på at flaten er rett. Ujevnheter under 1 gm avsløres ikke under egglinjalen.

Figur 1.12

Egglinjal

21

Figur 1.13 Kontrollverktøysett for verktøymakere

Indikerende måleutstyr For enklere målinger og oppmerking av lengdemål benytter vi enkle måleverktøy som stållinjal med millimeter- eller tommeskala. Disse finnes i forskjellige lengder og utførelser. Annet indikerende måleverktøy er skyvelære, mikrometer (måleskruer), lengdeindikator (måleur), pneumatiske, optiske og elektroniske måleinstrumenter.

Skyvelæren Et av de mest brukte måleverktøy i verkstedindustrien er skyvelæren (figur 1.14). Skyvelærens løper (skyver) er utstyrt med en nonieskala. I prinsippet er nonieskalaens lengde én skalaverdi kortere enn antall streker på hovedskalaen (linjalen).

Figur 1.14 Skyvelære med terminologi. Nonieavlesning i repetisjonsoppgave 1 og 2

22

Ved avlesning av skyvelæren angir nullstreken på nonieskalaen antall hele millimeter. Den noniestreken som faller sammen med en strek på millimeterskalaen på linjalen, angir et visst antall brøkdeler av en millimeter (for eksempel 1/10, 1/20 eller 1/50).

Løs repetisjonsoppgave 1 og 2.

Ved siden av de vanlige skyvelærene finnes det et utall skyvelærelignende måleverktøy. Eksempel på dette er høyderissefoten, som anvendes ved måleog risseoperasjoner på planskiva (figur 1.15). Andre skyvelærer kan være utstyrt med måleskrue (mikrometer), måleklokke (figur 1.16),

Figur 1.15

Høyde risser

Figur 1.16

Skyvelære med måleklokke

23

Figur 1.17

Bruksmuligheter for en skyvelære

digitalavlesning, eller de kan i spesielle tilfeller ha utstyr for måling av kilespor eller tannhjul. Skyvelærens nøyaktighet kan vi kontrollere med passbiter. Vi må kontrollere forskjellige dimensjoner over hele bruksområdet med trinn på for eksempel 5 mm. Før vi tar i bruk en skyvelære, bør vi kontrollere måleføttenes parallellitet og beskaffenhet. Måleføttene kan skyves sammen, og skyvelæren kan holdes mot lyset så vi kan se om det blir en lysspalte mellom måleføttene.

Parallellitetsfeil oppdages ved bruk av en sylindrisk dor med ca. 10 mm diameter. Det forutsettes at måleføttene er plane, og at det samtidig finnes uparallellitet mellom måleføttene. Vi kan lese av større mål for doren når vi måler innerst ved skalaen enn når vi måler ved måleføttenes fremre del, hvis måleføttene ikke er parallelle.

Mikrometer (måleskruer) Et mikrometer er et håndmåleverktøy for direkte måling og avlesning av 1/100 mm. Mikrometer betyr én milliondels meter (10-6 m), det vil si én tusendels millimeter (1 gm). Det er ikke mulig å lese av eller måle gtm med et vanlig mikrometer. Mikrometre av nyere type er ofte utstyrt med digitalavlesning (figur 1.18 a), men det finnes også mikrometre med 24

nonieskala (figur 1.18 b). Disse mikrometertypene har en avlesningsnøyaktighet på 0,001 mm (1 /rm.) I dag er mikrometeret et av de mest brukte håndmåleverktøyene i den mekaniske verkstedindustrien.

Figur 1.18 a

Elektronisk digitalmikrometer for utvendig måling

Figur 1.18 b

Mikrometer med nonieavlesning og digitalavlesning

25

Med et mikrometer måler vi lengden ved å sammenligne med stigningen på måleskruen. Avleste mål kommer fram av antallet hele skruestigninger og brøkdeler av denne. Det vanligste blant mikrometer er at måleskruen har en stigning på 0,5 mm per omdreiing, og at måletrommelen har 50 delestreker (figur 1.19). Med dette oppstår en mulig feilkilde ved at man kan lese av en halv millimeter feil. Bøylene på mikrometeret har som regel en isolering mot kroppsvarmen.

Løs repetisjonsoppgave 3.

Figur 1.19

Mikrometer for utvendig måling

Indikerende måleutstyr for innvendig måling For mindre hull finnes måleskruer med tre måleføtter i en vinkel på 120°. Disse innvendige 3-punkts-mikrometrene er selvsentrerende, og det trengs ingen pendelmating slik som ved bruk av stikkmål. 3-punkts-mikrometre finnes med analog- og digitalvisende måletromler (figur 1.20 a), slik som for utvendige mikrometre. Måleskruens bevegelse overføres via en kon til de tre måleføttene. Ved større mål roterer måletrommelen med klokka. Den koniske delen trekker da de tre måleføttene ut (se figur 1.20 b). Måleutstyret leveres i sett med måleringer. Måleområdet til 3-punktsmikrometre er vanligvis 5 til 10 mm per mikrometer (figur 1.20 c).

26

Figur 1.20 a) Trepunkts mikrometer b) Snitt av måleføttene c) Trepunkts mikrometer med måleringer i sett

Stikkmål Måleområdet til stikkmåleverktøyet begynner på ca. 25 og 50 mm. Stikkmålets måleflater er sfæriske, og må være av en viss størrelse.

Mikrometer stikkmål

Figur 1.21

Mikrometerstikkmålsett

27

Måling med stikkmål krever følelse og nøyaktighet. Når vi måler, legger vi den ene måleflaten mot den ene veggen på måleobjektet, mens vi pendler med den motsatte i hullets lengde- og diameterretning. Det kan være en fordel å ha stilt inn stikkmålskruen noenlunde etter hullet på forhånd. Vi må så stille inn stikkmålskruen med et lite, men merkbart press i hullet. Når vi har lest av skruen, kan vi ta den ut av hullet og lese av på måleskruen.

Enkelte stikkmålskruer kan være utrustet med måleklokker, slik at vi ved pendling kan observere vendepunktet som tilsvarer hullets mål. Vi kan kontrollere og stille inn stikkmålet ved hjelp av en ringtolk eller en passbitkombinasjon. Et annet måleverktøy for innvendig måling er teleskopstikkmålet. Det blir brukt i kombinasjon med et mikrometer (figur 1.22).

Figur 1.22

28

Teleskopstikkmål i kombinasjon med et mikrometer

Lengdeindikator (måleur) Målemnet består av: (T) målearm med spiss @ skaft (3) skala for hundredeler @ millimeterskala (5) viser (6) toleransevisere 0 nullstillingsskruer

Figur 1.23

Måleur

En lengdeindikator er et visende måleverktøy med sirkelskala for indirekte måling. På lengdeindikatoren leser vi av hvor mye måleobjektet avviker fra den innstilte måleverdien. Det finnes flere typer av lengdeindikatorer (måleur). Her kan nevnes at vi skiller mellom tannstangsmåleur, båndmåleur, lengdeindikatorer med hevarmsutveksling (vippeindikator) og mikrokatorer.

Tannstangsmåleur brukes til måling og kontroll av arbeidsstykker med toleranser større enn 100 ynm. For spesielle målinger finnes måleur med måleområder større eller mindre enn 10 mm med skalaverdi på 0,005 mm (respektive 0,001 mm). Vippearmsindikatoren har en målearm som beveger seg lineært. Vippearmsindikatoren gjør det mulig å komme til med måleur der det er trangt og vanskelig. Målespissen på vippearmsindikatoren kan vris 90° ut fra normal stilling (figur 1.24).

29

Figur 1.24 Vippeindikator hvor spissen kan vris 180°

For at måleuret skal kunne brukes, må det festes i et stativ. Stativet har som regel en magnetfot (figur 1.25), eller en forholdsvis tung fot. Måleuret brukes ofte på planskiver for å kontrollere parallellitet og lengdemål, eller for å registrere avvik. Da nullstilles måleuret etter passbitmål. Måleuret brukes også for å måle kast og rundhet på verktøymaskiner, og for å kontrollere oppspenning og bearbeiding.

Figur 1.25

30

Stativer med magnetfot for måleur og vippeindikator

Mikrokator Mikrokatoren er et måleverktøy som ligner på måleuret. Mikrokatoren garanterer en større målenøyaktighet enn de tidligere nevnte måleurene. Mikrokatoren har vanligvis en skalaverdi på 1 /am og et måleområde på 0,2 mm. På grunn av sin nøyaktighet benyttes den blant annet til kontroll av passbiter.

Figur 1.26

Snitt av CEJ-mikrokator

Figur 1.26, som er et snitt av en CEJ-mikrokator, viser hvordan mikrokatoren er konstruert. Den består av en målestang (2) med en målespiss (1), som er opplagret i to oppskårede membraner (3 og 4). Denne opplagringen gjør at målestangen kan bevege seg uten friksjon. Målestangen påvirker en hevarmsfjær (5). Mellom hevarmsfjæren og et feste (6) med justerfjær er det spent et tynt torsjonsbånd (7). Midt på båndet er viseren (8) festet. For at viseren skal være så lett som mulig, er den laget av et konisk glassrør med 0.06 mm som største ytre diameter. Glassrøret er påmontert en plate av 31

aluminiumsfolie, for at spissen skal være synlig. Torsjonsbåndet ligger i et rør med tyktflytende silikonvæske. Mikrokatoren har den egenskap at den arbeider uten friksjon og glipp. Den kan indikere små kasttoleranser, formog lengdeavvik.

Målespissen er den eneste delen som utsettes for slitasje. I laboratorier og verksteder hvor en krever nøyaktighet på arbeidsstykkene med toleranser på under 10 gcm, brukes disse robuste lengdeindikatorene. Maksimal målefeil er ±1 % av viserutslaget fra den innstilte verdien, med unntak av mikrokatorer med skalaverdi på 0,02 ^irn, som har en visningsfeil (målefeil) på maksimum ±2,5 %. Mikrokatorene finnes i forskjellige utførelser med skalainndeling fra 0,02 gm til 5 gm, og med et viseområde mellom 2 gm og 400 gim. Mikrokatoren monteres i solide stativer, og nullstilles på ønsket måte ved hjelp av en passbitkombinasjon. Objektet kan så måles i forhold til det innstilte målet. Mikrokatoren viser dermed måleobjektets avvik fra det innstilte målet. Figur 1.27 viser en mikrokator kombinert med elektronisk utstyr.

Figur 1.27

32

Mikrokator med elektronisk utstyr

Måleinstrumenter Pneumatisk måleutstyr Pneumatisk måleutstyr finnes i forskjellige typer. Disse gir rask avlesning, samtidig som de blåser måleflatene rene. Vi skiller mellom måleutstyr som bygger på måling av differenstrykket, luftstrømning, trykkforskjell og lufthastighet (venturirør). Prinsippet for differenstrykkinstrumenter er vist i figur 1.28. Hvis vi for

Figur 1.28

Prinsippskisse av et pneumatisk måleinstrument

eksempel skal måle et hull i et arbeidsstykke (a), vil følgende skje: Luft inn fra luftnettet (1) renses i luftfilteret (2). Trykkregulatoren (3) gir et konstant trykk selv om trykket på nettet varierer. Lufta fordeler seg i de indre munnstykkene (dyser) (4). Lufta i den ene kanalen blir blåst ut gjennom nullstillingsventilen (7). I den andre kanalen blir lufta blåst ut gjennom målemunnstykket på lufttolken (8). Når trykket er like stort i A og B, vises null på skalaen (5). Innstillingen skjer ved hjelp av to tolker eller innstillingsringer. Skala, visningsområde og visningsfeil varierer hos de forskjellige instrumenttypene. Vanligvis er visningsområdet 0,02 mm med en skalaverdi på 0,5 ^im. Visningsfeilen er mindre enn ±2 % av visningsområdet.

Pneumatiske måleinstrumenter anvendes til hull fra 2 til 250 mm. Instrumentene kan anvendes for målstyring av verktøymaskiner (slipemaskiner og dreiebenker). 2. Tilvirkningstckn. 1. Bm.

33

Elektroniske lengdemåleinstrumenter Elektroniske lengdemåleinstrumenter består i prinsippet av en giver og en separat visningsenhet. Måleobjektets lengdeavvik omformes av giveren analogt til et elektrisk signal. På grunn av den raske utviklingen innen elektronikken har elektroniske lengdemåleinstrumenter fått større betydning innenfor den nye måleteknikken. Avansert kretsteknikk, store serieproduksjoner av halvlederkomponenter og elektroniske miniatyrelementer garanterer at instrumentene er driftssikre og økonomiske i bruk.

De elektroniske måleinstrumentene er vanligvis utstyrt med omkoplere for fem visningsområder ( + — 5, + — 15, + —50, + — 150, + — 500/zm). Vi kan nullstille ved hjelp av en passbitkombinasjon. Flere elektroniske følere (givere) kan benyttes sammen, slik at vi kan utføre summerings- og differensmåling (figur 1.29). Ved bruk av elektronisk måleutstyr kan vi

Retthet

Figur 1.29 a) Elektronisk mål- og kontrollinstrument med analog visning. Tilkoples lysnett eller batteri. b) Brukseksempler

benytte signalene til dimensjonsstyring og registrering av måleverdien. For "vurdering” av måledata finnes det tilkoplingsenheter som kan klassifisere, skrive, kalkulere osv. Den elektroniske lengdemålingen er forberedt på de mange framtidige kontroll- og måleoppgavene innen verkstedindustrien (figur 1.30).

34

Figur 1.30

Elektronisk lengdemåling med databearbeidingssystem

Optiske måleinstrumenter For måling av form eller lengde finnes det optiske måleinstrumenter. Dette er en kontaktløs måling, som anvendes på arbeidsstykker som ikke tåler noen målekraft.

Målelupe Målelupen er den enkleste av de optiske instrumentene som brukes i verkstedindustrien. Lupen består av én eller flere positive linser (samlingslinse, forstørrelsesglass). Målelupen har en skala som må ligge tett inntil måleobjektet. I enkelte luper kan strekplatene byttes ut med plater med halvsirkler, vinkler, radier, gjengeprofiler, rutemønster, x- og y-koordinater og lignende (se figur 1.31).

35

@ MITUTOYO Precisionsmåtlupp Serie 183

Nr.

Fdrstoring: 7 x For måtning av långder, vinklar, diametrar, strecktjocklekar, gångstigningar etc. Streckplattornas diameter 30 mm Streckplattorna snabbt utbytbara Måtningen ar mycket enkel Levereras i etui

183-101 183-904 183-902

Måtlupp Inklusive Nr. Inklusive Nr.

183-903

Inklusive Nr

950757

Lupphållare med belysning (exkl. batteri)

183—101, 183—102 183-101, 183—102, 183-106 183-107, 183-112, 183-113 183-114 183-101, 183-102, 183-106 183-107, 183-109, 183-111 183-113

Måtplattor

183-101

rutmonster i mm

Gangstigmngar i mm

Figur 1.31

36

Gangstigningar. gangor turn

Vinkel, radie. langd

Langd i tum

Utsnitt av en leverandørkatalog for måleluper

Verkstedmålemikroskopet Et mer brukt optisk måleinstrument er verkstedmålemikroskopet, som ofte blir benyttet når en skal kontrollere verktøy og arbeidsstykker med kompliserte former. Verkstedmålemikroskopet består i prinsippet av et stativ med et x-og z-bord (koordinatbord), og høydestativ med mikroskop (figur 1.32). Ved bruk av forskjellige objektiver og okularer kan vi få

Figur 1.32

Verkstedmikroskop med tilleggsutstyr

forskjellige forstørrelser av måleobjektet (10x, 20x og 30x). Måleobjektet blir plassert på et "kryssbord” som blir belyst fra undersiden, og vi får et skyggebilde. Vi kan bytte ut strekkplatene med eksempelvis trådkors, gjengeprofiler, tannhjulsprofiler eller radier. Før målingen tar til, fokuserer vi til vi ser at bildet i okularet er skarpt. Ved manøvrering av ”kryssbordets” lengde- og tverrsleid kan vi flytte bordet i ønsket stilling slik at en kant stemmer overens med et merke eller en strek på måleplaten. Måleobjektet flyttes så til den andre beregningskanten med den samme streken på måleplaten. Sleidenes vandring fra den første stillingen til den andre, tilsvarer måleobjektets mål. Vi må derfor lese av på mikroskopet etter begge forflytningene. Verkstedmålemikroskopet kan være utstyrt med måleskruer med mikrometerhode, presisjonsskalaer av glass projisert på en mattskive for x- og y-koordinater, eller vi kan benytte et fotoelektrisk målesystem for

37

digitalavlesning på sifferindikator. Skalaverdiene ligger mellom 0,01 og 0,0005 mm. Verkstedmålemikroskopene kan utstyres for forskjellige måleoppgaver.

Profilprojektor

Figur 1.33

Profilprojektor

Profilprojektoren (figur 1.33) er det tredje av de optiske måleinstrumentene. Dette er i prinsippet svært likt verkstedmålemikroskopet, men har større nøyaktighet, og forstørrelsen er vanligvis 10x, 20x, 50x og lOOx. En metode som kan benyttes på denne for kontroll, er å legge en transparent av tegningen (malen) i riktig målestokk på skjermen.

Tegningen kan ha to konturlinjer som tilsvarer måleobjektets største og minste mål. Når måleobjektets konturer på skjermen ligger innenfor de to konturlinjene på skjermen, er delen godkjent. For å få et klart og lyst bilde bør vi skjerme av for rombelysningen. 38

Overflateruhetsmåling Vi har sett på instrumenter for lengdemåling. Det er også viktig å kunne måle ruheten på arbeidsstykkets overflate. Overflateruheten på et måleobjekt oppgis i tusendels millimeter, for eksempel 1^5/. De metodene som

benyttes til å angi overflateruhet, er /?maks og Rd. /?maks er et mål for den største forskjellen på topp og bunn i overflaten på måleobjektet. R.d betyr en middelverdi av høyden mellom gjengitt profil og en middellinje, dvs. R.d = ca 1/4 Æmaks (figur 1.34). Se også Norsk Standard NS 981.

Figur 1.34 a)

Overflateruhet

Overflateruhetsmåling kan skje etter slepenålsmetoden, skrittmatingsmetoden eller måling med optiske instrumenter. Ved bruk av overflatenormalene kan vi kontrollere overflateruheten. Normalen er en stålplate med bearbeidingsmerker av forskjellig finhetsgrad. Slike normaler har påstemplet ruhetsverdier, og finnes for dreiing, fresing, sliping osv. Normalene brukes til å sammenligne overflateruheten på arbeidsstykket og overflatenormalen. Ved hjelp av synsinntrykk og ved å ripe med neglen vekselvis på arbeidsstykket og normalen, kan vi tilnærmet bestemme overflatens kvalitet. Med en overflateindikator kan vi foreta en mer nøyaktig kontroll av overflateruheten. Overflateindikatoren bygger på samme prinsipp som andre indikatormåleverktøy. Overflateindikatoren er utstyrt med en fjærbelastet diamantnål, hvor spissen er 60°, og radien er r = 10 gm. Denne spissen overfører ruheten i overflaten til viseren. Overflateindikatoren legges opp på arbeidsstykket og skyves forsiktig bortover overflaten. Ved bruk av et stativ med mateskrue til å flytte fram på arbeidsstykket vil vi få en sikrere avlesning. Avlesningen foregår ved at vi flytter indikatoren like langt fram for hver avlesning. 39

Andre metoder for direkte å angi overflatens ruhet på kan for eksempel være H-verdi. H-verdi brukes ikke i Norge, men kan forekomme på utenlandske tegninger. Metoden angir en profilhøyde som ligger mellom R.d og Æmaks- Se figur 1.34 b.

H-verdien kommer fram ved at det skjæres av 5 % av profilkurvenes ”topper” målt mot referanselengden L. Videre skjæres 10 % av profilkurvens "bunner” målt mot referanselengen L. Avstanden mellom linjene blir da profilhøyden H.

Figur 1.34 b)

For å få en helt nøyaktig gjengivelse og det sikreste bildet av en overflate brukes det vanligvis en elektronisk ruhetsmåler, se figur 1.35. Den består av en drivenhet (a) som mater slepestiften (b) bortover arbeidsstykket (c). Fra stiften går det signaler gjennom ledninger (d) til en skriver eller forsterker med skala-avlesning (e), som forstørrer opp overflaten og tegner den ned på en papirstrimmel.

Figur 1.35

Ra-måler med elektronisk giver

Ved overflateruhetsmåling med måleinstrumenter er det viktig at vi gjør følgende:

1) Les i bruksanvisningen om instrumentets funksjon. 2) Kontroller /?a-måleren ved hjelp av en overflatenormal.

40

3) Kontroller at måleobjektets overflate er ren. 4) Velg den delen av måleflaten som er mest representativ for hele overflaten.

5) Kontroller at målespissen står vinkelrett på måleflaten. 6) Kontroller at måleretningen er vinkelrett mot bearbeidingsprofilet.

7) Mål for sikkerhets skyld på forskjellige steder på overflaten.

Annet måleutstyr Interferensmåling Vi har sett på noen av de mest vanlige måleverktøyene som benyttes i verkstedindustrien. Med den raske teknologiske utviklingen som har vært og er innen fagene, har en i dag tatt i bruk måling med lysinterferens.

Interferensmåling er den mest nøyaktige metoden for måling av normaler (passbiter), og målemetoden tilsvarer nøyaktig definisjonen av meterenhetene i lysbølgelengder. Metoder og teknikker med utstyret som benyttes ved interferensmåling, er omtalt i annen teknisk litteratur. Figur 1.36 viser bruken av utstyret som opererer med målesikkerhet på inntil ±0,03 /zm.

Figur 1.36 Monteringseksempler av interferensmåleutstyr, a) erosjonsmaskin, b) søylebormaskin, c) slipemaskin, d) og e) fresemaskiner, f) dreiebenk, g) borverk, h) bor-og freseverk, i) horisontalfresemaskin. (Mørke linjer er måleverktøyet.)

41

Koordinatmålemaskin Kontroll av større måleobjekter kan utføres med koordinatmålemaskiner, som kan måle i x-, y- og z-retning. Måleresultatet angis digitalt på en sifferindikator. Maskinen kan nullstilles på et hvilket som helst ønsket punkt på måleobjektet. Avvik fra dette punktet blir da angitt med pluss- eller minustegn for hver retning. Det er mulig å utstyre koordinatmaskinene med måleføtter for enhver ønsket måleoppgave. Disse letter målearbeidet og måletiden for kompliserte maskinelementer som for eksempel girkasser o.l. En koordinatmålemaskin kan koples til en datamaskin for videre behandling av data, og vi kan få måleresultatet ut på en skriver (figur 1.37).

Figur 1.37

42

Koordinatmålemaskin med edb-utstyr

Vinkelmåling Vinkelmåling er et område innen måleteknikken der det forutsettes at en har kunnskap om trigonometri. Vinkelmåling kan skje med fast måleverktøy (for eksempel maler), indikerende måleverktøy med vinkelskala (for eksempel gradevinkel, profilprojektor) eller lengdemåling ved hjelp av trigonometri (for eksempel sinusbord, ruller, kuler o.l.). Ved vinkelmåling med fast måleverktøy kontrollerer vi vinkelen etter ”lysspaltemetoden”. Se side 21.

Sinusbord Til vinkelmåling med sinusbord trenger vi: Planskive (DIABAS), måleur og passbiter i tillegg til selve sinusbordet. Avstanden mellom rullene er hypotenusen (L), og den motstående katet (H) utgjøres av en passbitkombinasjon, se figur 1.38.

Figur 1.38

Prinsippskisse for bruk av sinusbord

Måleobjektet blir plassert på sinusbordet. Måleuret på stativ blir ført etter måleobjektets overflate. Det blir bygd opp med passbiter til måleobjektets overflate er parallell med planskiva (figur 1.38). Vinkelen som måleobjektet har, kan beregnes etter formelen H

sin a - — L

hvor: H = passbitkombinasjon i mm L = rullenes senteravstand på sinusbordet i mm Andre målinger/kontroller som kan foretas, er målinger av konuser, tannhjul, kast i akslingen, parallellitet, rundhet, planhet, sylindrisitet, profilform, overflateform, vinkelretthet og vinkelriktighet. 43

Å gjøre seg nytte av måleutstyr Det er viktig at vi velger riktig utstyr avhengig av krav til nøyaktighet. Måleverktøy for verkstedene bør være solide, slitesterke, driftssikre og enkle i bruk. I målelaboratorier og målerom kan vi bruke mer avansert måleverktøy (utstyr). Det er viktig at vi tenker på hvilke utgifter som er forbundet med å investere i mer avansert utstyr enn det vi har behov for. Vanligvis velges et mekanisk måleverktøy. Hvis vi ikke kan løse måleoppgavene med dette, velger vi et pneumatisk eller optisk måleutstyr. Neste valg må bli elektronisk måleutstyr, som kan gjøre det lettere å løse oppgavene, men som også er kostbart å anskaffe og bruke.

Målelaboratorier Nøyaktige målinger foretas vanligvis i målelaboratorier. Her bør temperatur og luftfuktighet være som foreskrevet. Målelaboratorier bør være utstyrt med luftrenser. Rommet bør være utstyrt med "sluser”, slik at en kan ta på seg spesielle sko og yttertøy. Et godt målelaboratorium bør være fritt for vinduer, vibrasjoner o.l.

Målerom Målerommet bør være utstyrt etter samme prinsipp som et målelaboratorium, men det er ikke nødvendig med "sluser” o.l. Temperaturen i målerommet er en viktig faktor. Den bør være +20 °C (293 K). Målerommet bør være utstyrt med avansert måleutstyr for overflateruhetsmåling, lengdemåling, verkstedmålemikroskop og profilprojektor.

Utstyret på alle kontrollpostene i en bedrift bør stå i forhold til bedriftens størrelse og funksjon. Personalet i målerommet bør ha kontroll med innstilling av tolker o.l. som brukes i bedriften. De bør også utlevere måleverktøyet til produksjonen.

Vedlikehold av måleutstyr For å unngå store utgifter til måleutstyr er det viktig med riktig bruk og vedlikehold. Skyvelærer, tolker, mikrometre, maler o.l. legges på et underlag av plast eller gummi for at de ikke skal bli skadd. Måleverktøyet må settes inn med vann- og syrefritt fett for å unngå rust. Dette bør gjøres daglig, og må alltid utføres før lange helger og ferier.

44

Når en har benyttet passbiter, må disse smøres med syrefri vaselin før de legges i etuiet. Når de skal benyttes, må en bruke et middel som tar vekk alt fett. Etter avfetting tørkes passbitene med et rent pusseskinn (semsket skinn). Måleutstyret slites, og det krever derfor regelmessig kontroll, minst én gang i året. Håndmåleverktøy bør kontrolleres oftere.

Kontroll av måleutstyr/ måleobj ekter For å videreformidle informasjon om måleobjektets mål og egenskaper er det viktig at det finnes et skjema/en protokoll eller lignende som er oversiktlig. Ved standardisering av skjemaene innen bedriften vil en kunne utføre de samme målingene uten å gjøre det galt.

En annen type av videre informasjon kan en få ved hjelp av en skriver som er tilkoplet måleutstyret.

En måleprotokoll skal alltid inneholde:

— — — —

navn på kontrollør sted og dato når målingen er utført måleobjektets dclnummer, tegningsnummer e.L, eller materialet plassering av måleverktøyet ved måling måleutstyr, type og nummer eventuelle systematiske feil og måleusikkerhet romtemperatur, luftfuktighet og lufttrykk i målerommet andre opplysninger av betydning for tolkningen av målingen(e)

Ved måling forekommer det alltid målefeil. Noen av målefeilene kan være tilfeldige og gjøre målene forskjellige (for eksempel ustøhet, ulike flater osv.). Slakk i måleutstyret kommer av gal bruk, slitasje eller menneskelig feil. Det kan også dreie seg om gal korreksjon av måleutstyret for eventuelt å rette opp personlige feil. Som før nevnt, vil alt materiale forandre seg etter temperaturen. For å kompensere dette kan vi beregne lengdeutvidelsen (L) etter følgende formel: AL = L,( -L,2 = a- L-(t\ -12)

hvor: a = lengdeutvidelseskoeffisient per grad L = måleobjektets lengde t = temperatur 45

Som vi ser av ”Enkle regler for bruk og behandling av måleverktøy”, side 47, er det mulig å redusere målefeilene. Måler vi et måleobjekt ti eller tjue ganger, kan vi regne ut standardavviket (s) ved hjelp av middelverdien (m). Se eksempel.

Eksempel: Blokkdiagram. Data

Måling nr (n)

Avlest verdi (x)

Avvik fra middelverdi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sum av avlest verdi

Middelverdi: m = x---n

hvor m = middelverdi n — antall målinger x - summen av avleste verdier

Beregning av standardavvik kan gjøres etter følgende formel:

hvor: 5 = standardavvik (midlere feil) x = avlest måleverdi n - antall målinger

46

Enkle regler for bruk og behandling av måleverktøy 1) Velg alltid et måleverktøy som garanterer den målenøyaktigheten som kreves.

2) Kontroller at verktøyet er funksjonsdyktig. Kontroller innstillingen. (Dette gjelder også nye måleverktøy.) 3) Påse at måleflater og måleobjekt er rengjort. (Se etter at det ikke finnes smuss, spon eller grader på arbeidsstykket.) 4) Vær oppmerksom på målefeil som varierende temperatur, feilinnstilling og slitasje. (Arbeidsstykker som varmes opp ved bearbeiding, må avkjøles.)

5) Vær objektiv ved avlesningene, mål flere ganger for sikkerhets skyld. Ved enkelte måleverktøy må du passe på riktig måletrykk og unngå hardhendt behandling. 6) Mål aldri på et arbeidsstykke som er i bevegelse i maskinen. (Dette gjelder ikke for spesialinstrumenter for dette formålet.)

7) Angi usikkerheten i måleresultatet, og angi hvilket måleverktøy som er anvendt.

8) Stol ikke på fabrikantenes opplysninger om måleverktøyets nøyaktighet, men kontrollerer det selv ved kontrollmålinger. 9) Stillbare, indikerende måleinstrumenter må jevnlig

kontrolleres over en normal nullstilling og toleransegrense. 10) Angi aldri et mål med flere sifre enn det måleinstrumentet viser.

11) Tenk over måleresultatet. Virker det sannsynlig? 12) Måleverktøyet må oppbevares svært omsorgsfullt i etui, kassett eller lignende. Følg bruksveiledningen nøye. Rengjøring og orden er et krav ved all måling. 13) Særlig omtålig måleverktøy legges på bløtt underlag, for eksempel på skumplast, slik at det beskyttes mot smuss. 14) Måleverktøy, spesielt finmåleverktøy, bør oppbevares i normaltemperatur 20 °C. 15) Måleverktøy må ikke utsettes for støt, slag eller annen mekanisk påkjenning. 16) Hold måleverktøyet rent og beskytt det mot korrosjon med syrefri vaselin.

17) Alt måleverktøy bør gjennomgå en rutinemessig kontroll.

18) Bare fagfolk må utføre reparasjoner på måleverktøy for finmålinger. 19) Skriv en oversiktlig protokoll med tydelige sifre. Unngå avskrifter — feil oppstår lett, kopiér i stedet.

20) Tenk over resultatet.

47

REPETISJONSOPPGAVER Oppgaver i avlesning av skyvelæren 1 Les av målene på skissen av skyvelæren og skriv svaret til høyre for figurene. Nonieskalaen er inndelt i 10 deler, dvs. mm.

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

2 Les av målene på figuren av skyvelæren og skriv svaret til høyre for figurene. Nonieskalaen er inndelt i 20 deler, (1/20 mm)

a) 0

1

3

2

0

48

2

4

6

8

10

Avlest mal:--------------

1

b) 0

0

2

6

4

c) 0

3

2 8

Avlest mål:

10

1

2

3

11111111,1,1,1,1,ml,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,111111111

2

0

4

d) 0

Avlest mål:

8 10

6

3

2

.... 0

6

4

2

e) 0

Avlest mål:

8 10

1

2

3

l|||||l||,|,|iJi|,|i'^Kl|,lil'l|iliiiil|111^ 0

f)

0

2

4

1

6

8 10

Avlest mål: 3

2

0

2

4

6

8

10

Avlest mål:

Oppgaver i avlesning av mikrometer 3 Avles målene på skissen av mikrometeret, og skriv svaret til høyre:

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

49

Avlest mål:

Avlest mål:

Avlest mål:

4 1 forbindelse med tilvirking er det mange arbeidsoppgaver fra idé til ferdig vare (del). I disse arbeidsoppgavene er det behov for måling. Sett opp noen punkter hvor du mener det er behov for måling, og forklar hvorfor (fra idékonstruksjon til ferdig produkt). 5 Nevn noen faste måleverktøy, og gi eksempler på hvor det kan være hensiktsmessig eller nødvendig å anvende fast måleverktøy.

6 Hvilke faste måleverktøy har vi for å kontrollere gjenger utvendig og innvendig? 7 Lag en enkel oversikt over hvilke typer av lærer/maler vi har, og hva de kan anvendes til.

8 Tegn en enkel skisse av en grenselære. Læren skal anvendes i en serietilvirkning av aksler. Akselens mål er oppgitt til 0 20 g6. Hvilket største og minste mål skal grenselæren ha? 9 Passbiter anvendes ofte til blant annet kalibrering. Du har fått i oppdrag å sette sammen passbitkombinasjonene a) 17,535 mm og b) 59,781 mm. Til rådighet har du et passbitsett fra MITUTOJO med 87 passbiter, serie nr. 516-945 til 516-948, figur nr 1.7, side 18 med utdrag fra leverandørkatalog. Hvilke passbiter vil du anvende for å få kombinasjon a og b? 10 Lag en enkel oversikt over hvilke typer av indikerende måleutstyr vi har, og hva de kan anvendes til.

11 Gi en kort forklaring på hvordan nonieskalaen på en skyvelære er bygd opp. Bruk en tidelt nonie som utgangspunkt og lag en enkel skisse i målestokk 5:1.

12 Enkelte stikkmålskruer kan være utstyrt med måleur. Hvilke fordeler/ ulemper har dette i forhold til en stikkmålskrue uten måleur?

50

13 a) Hvor stor er vanligvis målenøyaktigheten på et måleur? b) Gi tre-fire eksempler på praktisk bruk av måleur. c) Hvilken avlesningsnøyaktighet er det på en mikrokator? 14 Lag en enkel skisse av et teleskopstikkmål og det tilbehøret som anvendes ved innvendig måling med dette utstyret.

15 a) Ved hvilke arbeidsoppgaver, seriestørrelser o.l. vil du anbefale å bruke et pneumatisk differenstrykkinstrument? b) Hvor stor kan visningsfeilen være på et pneumatisk instrument? 16 Lag en oversikt over tre forskjellige optiske måleinstrumenter, og når disse anvendes.

17 En profilprojektor er i likhet med verkstedmikroskopet utstyrt med presisjonsskalaer for x- og y-koordinater, hvor en kan oppnå en målenøyaktighet på inntil 0,0005 mm ved hjelp av en nonie. Beskriv kort hvordan du vil gå fram for å kontrollere/måle stigning og diametere (storediameter-lillediameter-midtdiameter) på en skrue.

51

2 Sponskjærende maskiner og formgiving

Innledning Moderne verkstedindustri har alltid vært preget av en rask teknisk utvikling. Denne utviklingen har skjedd på mange felter, men har trolig vært størst på området sponskjærende bearbeiding. En bedrift som vil overleve i dagens konkurranse, kan ikke ”sitte på gjerdet” og se på at andre stadig tar del i denne utviklingen. En stadig hardere konkurranse, pressede priser og stigende lønninger gjør det nødvendig å finne fram til produksjonsmetoder som effektiviserer produksjonen. Bedriften må kort sagt være villig til å følge med i den teknologiske utviklingen. Spørsmålet blir bare hvor effektiviseringstiltakene skal settes i gang først, og hvor mye kapital som skal brukes til dette arbeidet. Dette er forhold som bedriften må ta stilling til selv, men en kan ikke komme bort fra at den sponskjærende bearbeidingen i mange henseender inntar en viktig plass i produksjonsapparatet, og dermed er den også en viktig faktor i effektiviseringen. Utviklingen innenfor elektroteknikken har de siste tiårene i svært stor grad vært med på å utvikle maskinutrustningen innenfor sponskjærende bearbeiding. Vi har fått maskiner som styres av elektronikk, og som arbeider med en hastighet og en presisjon som er umulig for en manuelt operert maskin.

1970 Figur 2.1

52

1980

Ca. Årstall

Underskudd Overskudd Salgspris Produksjonskostnader Råvarer og produksjonsmidler F) Lønnsutgifter

A) B) C) D) E)

Skal en bedrift kunne utnytte disse nye maskinenes kapasitet samtidig som produktiviteten på de "vanlige” verktøymaskinene forbedres, er det svært viktig at bedriften har arbeidskraft som kan planlegge dette arbeidet. En maskin som står stille uten arbeid, er lite lønnsom. Det er derfor viktig at de som steller med planleggingen i bedriften, på forhånd har kjennskap til hvordan belastningen er på de forskjellige maskinene - arbeidet må planlegges. Når det gjelder planleggingen, er dette et svært omfattende arbeid, men husk: En mann på planleggingsavdelingen med en blyant i hånda og en kalkulator på bordet koster vesentlig mindre enn en mann med en dreibenk til 1 million kroner. Sagt på en annen måte: Maskinoperatørene skal bruke maskinen til bearbeiding, ikke som en ”standplass” hvor de løper innom med verktøy og materialer en gang iblant.

Figur 2.2

CNC med automatisk skifte av arbeidsstykker

Figur 2.3

CNC robotsystem

Vedlikehold

Overbelastning

Ubelastet X timer

Figur 2.4

Belastningsoversikt Uke nr. Y Verksted nr. Z

En planlegger eller kalkulatør må ha inngående kjennskap til den produksjonen vedkommende skal planlegge. Det vil si at planleggeren må kjenne de enkelte maskinenes virkemåte og kapasitet, kjenne til det verktøyet som skal brukes, og hvordan dette sammen skal kunne utnyttes på en mest mulig rasjonell måte.

Figur 2.5

54

Planlegging av arbeidet krever kjennskap til produksjonen

Definisjon Sponskjærende formgiving vil si en bearbeidingsmetode hvor overflødig materiale fjernes fra arbeidsstykket i form av spon. Sponen fjernes fra arbeidsstykket ved at et verktøy med én eller flere egger tvinges inn i materialet. Dette skaper så store spenninger i materialets overflatesjikt at materialet fjernes i form av spon.

De vanligste formene for sponskjærende bearbeiding er: DREIING - FRESING - BORING - SLIPING

Dreiing Ved dreiing fjernes overflødig materiale ved at arbeidsstykket settes i rotasjon. Arbeidsstykket har det vi kaller skjærebevegelse. Samtidig gis skjæreverktøyet en kontinuerlig lineær bevegelse parallelt med, på tvers av, eller i en bestemt vinkel med arbeidsstykkets rotasjonsakse. Ved å føre verktøyet for hånd eller etter bestemte maler kan en også få fram krumme flater. På dreiebenker med styringer (NC og CNC) kan skjæreverktøyet programmeres til å følge de banene en måtte ønske.

Figur 2.6

Dreiing

55

Maskiner for dreiing Supportdreiebenken Som figur 2.7 viser, består supportdreiebenken av et stativ (fot) som bærer vangene. Vangene går som regel i hele dreiebenkens lengde. Vangene kan ha forskjellig form, men er som regel en kombinasjon av prismeform med planstyring og V-styring, se figur 2.8.

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Fot Vanger Spindeldokk Spindel Hastighetsregulering for spindel Hastighetsregulering for mating Hovedsleid

Figur 2.7

Supportdreiebenk

Figur 2.8

Snitt av vanger

56

8) Matingsspindel 9) Tannstang 10) Ledeskrue 11) Tverrsleid 12) Supportsleid 13) Verktøyholder 14) Pinoldokk

Vangene på figur 2.7 er opplager for spindeldokka som har girkasse for hastighetsregulering av spindelen. Fra spindelen er det tannhjulsutveksling til girkasse for valg av matingshastigheter og gjengestigning. Matingen blir dermed omdreiningsavhengig. Vangene bærer også et system av sleider som gjør det mulig å forflytte skjæreverktøyet. Se figur 2.9. Hovedsleiden (figur 2.7) ligger på de ytterste vangene, og kan føres i hele dreibenkens lengde (mellom spindeldokk og pinoldokk). Hovedsleiden har automatisk mating og drives av matingsspindelen gjennom en tannhjub/snekkeutveksling bak panelet for manøverorganer. Tannhjulene står i forbindelse med en tannstang på vangens underside. Ledeskruen overfører bevegelse til hovedsleiden via en delt mutter (gjengesaks, figur 2.10) når dreiebenken skal brukes til gjenging. På tvers av hovedsleiden ligger tverrsleiden. Den gjør det mulig å forandre verktøyets avstand fra maskinens senterlinje. Tverrsleiden har automatisk mating, som brukes ved dreiing av plane flater. Oppe på tverrsleiden er supportsleiden/verktøysleiden montert. Denne er montert på en gradeskive søm gjør det mulig å vri sleiden i en hvilken som helst vinkel i forhold til dreiebenkens lengdeakse (figur 2.11). Denne sleiden gir da mulighet for å dreie kone arbeidsstykker. (Supportsleiden har automatisk mating bare på store maskiner.) På toppen av supportsleiden sitter verktøyholderen (figur 2.7). Den kan ha forskjellig form, men har som regel plass til 2, 3 eller 4 skjæreverktøy (figur 2.12). De to vangene på figur 2.7 bærer også pinoldokka/bakdokka. Pinoldokka har samme senterhøyde over vangene som hovedspindelen, og brukes til oppstøtting av lange arbeidsstykker, eller den brukes til feste for bor (figur 2.13). Pinoldokka kan forskyves på tvers av vangene, noe som gjør det mulig å dreie konuser (liten stigning) ved hjelp av hovedsleiden. Kone arbeidsstykker kan også dreies ved at en konuslinjal (se figur 2.14) monteres på vangenes bakside. Denne "linjalen” styrer da tverrsleiden.

Figur 2.9

Sleider

57

Figur 2.10

Gjengesaks

Figur 2.11

Supportsleid ved dreiing av konus

58

Hurtigskifte-stålholder

Underlag for justering i senter

Figur 2.12

Verktøy holdere

Bakdokk

Figur 2.13

Pinoldokk

Figur 2.14

Konuslinjal

59

Ved dreiing av lange, tynne arbeidsstykker eller ved innvendig bearbeiding av arbeidsstykker som ikke kan spennes opp på fri ende, kan disse understøttes av en støttebrille. Støttebrillen plasseres på vangene mellom spindeldokka og pinoldokka (figur 2.15). Støttebrille brukes også til understøtting for svært tunge arbeidsstykker. Da støttebrillen festes til samme vange som den hovedsleiden beveger seg på, blir hovedsleidens bevegelse begrenset. Lange, tynne arbeidsstykker som må bearbeides samtidig (samme kutt) over hele lengden, må derfor støttes opp av en følgebrille, som monteres på hovedsleiden (figur 2.16). Følgebrillen har to støttepunkter montert i nærheten av skjæreverktøyet.

Følgebrille

Figur 2.16

Følgebrille

Til oppspenning av arbeidsstykker i supportdreiebenk brukes CHUCK BAKKSKIVE - PLANSKIVE - SENTERSPISSER - STØTTEBRILLE FØLGEBRILLE. Ved å kombinere disse forskjellige oppspenningsverktøyene kan arbeidsstykker av forskjellige typer bearbeides i dreiebenk.

60

Figur 2.17 Oppspenningsverktøy a) Chuck, b) Chuck med forstillbare bakker, c) Bakkskive, d) Planskive, e) Arbeidsstykke oppspent mellom senterspiss og sikkerhetsmedbringer

Supportdreiebenken kan sies å være hovedtypen av dreiebenker, og alle andre dreiemaskiner (bortsett fra møllene) har store fellestrekk med supportdreiebenken. Supportdreiebenken produseres i nær sagt alle mulige størrelser. Det lages urmakerdreiebenker med dreielengder på noen få centimeter, men også maskiner med dreielengder på 15-20 meter. Noen av

61

disse store maskinene er så kraftige at de bearbeider arbeidsstykker med en tyngde på 1 000-2 000 kN. Vanlige supportdreiebenker har sin begrensing med hensyn til arbeidsstykkenes diameter. Mange supportdreiebenker er av denne grunn utstyrt med ”avdelte” vanger, eller et gap. En liten del av vangene foran spindeldokka kan da fjernes. Dette gjør det mulig å bearbeide arbeidsstykker med stor diameter, men med en svært begrenset lengde.

Dreiebenker med et ekstra stort gap, og med korte vanger kalles for plandreiebenker.

Plandreiebenken Plandreiebenken, eller ”planskiva” som den ofte kalles, er lite brukt, da det er mer hensiktsmessig å benytte en karuselldreiebenk til de oppgavene som vanligvis kan gjøres i plandreiebenken. Plandreiebenken har en stor vertikalt stående planskive som roterer på en horisontalt liggende spindel. Dette systemet vanskeliggjør oppspenning av store, tunge arbeidsstykker, da en hele tiden er avhengig av kran for å holde arbeidsstykkene på plass under oppspenningen.

Karuselldreiebenken (mølle) Karuselldreiebenken har et horisontalt oppspenningsbord festet til en vertikalt lagret spindel. Maskinstativet er bygd opp i forhold til bordet, og danner én eller to vertikale føringer for verktøyholdere og verktøyenes matingsorganer. Maskiner med én føringsstender kalles énstendermaskin, mens en maskin med to føringsstendere kalles tostendermaskin. Verktøyholderne er festet til disse stenderne på forskjellige måter, men det vanligste er at verktøyholderne er festet til en horisontalt liggende tverrbjelke som kan beveges i vertikal retning. Denne tverrbjelken har vanger som verktøysleiden (kan sammenlignes med supportsleiden på supportdreiebenken) er festet til. På verktøysleiden sitter holderen for skjæreverktøyet. Denne holderen er ofte utformet som et revolverhode. (Se avsnittet om revolverdreiebenken.) En karuselldreiebenk kan ofte brukes med flere skjæreverktøy samtidig, og den må blant annet av denne grunn ha store drivmotorer. I likhet med andre maskiner for sponskjærende formgiving må en mølle kjøpes inn etter det behovet som er til stede. Utvalget av møller spenner fra dreiediametere på rundt en meter og oppover til 15-20 meter.

Møller av nyere type er ofte utstyrt med manøverorganer som styres av hydraulikk og elektronikk. I tillegg til de vanlige verktøyholderne er det også på disse maskinene spindler som muliggjør boring og fresing i samme maskin.

62

Figur 2.18

Mølle

Revolverdreiebenken Revolverdreiebenken er i prinsippet bygd opp på samme måte som supportdreiebenkene, og kan utstyres med og uten bakdokk. Dette begrenser dermed arbeidsstykkenes lengde.

Figur 2.19

Revolverdreiebenk

63

Figur 2.20

Revolverhode

Revolverdreiebenken har oftest en vanlig tverrsleid som bærer en eller to verktøyholdere. Avhengig av hva maskinen er beregnet til, utformes disse verktøyholderne på forskjellig måte. Felles for alle verktøyholdere er at verktøyene lett kan bringes i arbeidsposisjon. Verktøyene plasseres da på en slik måte i verktøyholderne at en ved verktøyskifte får minst mulig bevegelse. De er plassert i samsvar med operasjonsrekkefølgen. Navnet revolverdreiebenk kommer av at den ene verktøyholderen er utført etter samme prinsipp som en revolver. Verktøyene plasseres i en verktøyholder som snus ved et enkelt håndgrep, og plasserer nytt verktøy i arbeidsposisjon. Revolverdreiebenk med horisontalt revolverhode deles inn i to grupper avhengig av de emnetypene eller det arbeidsprinsippet de er beregnet for. Disse gruppene er revolverdreiebenk for stangarbeid og revolverdreiebenk for chuckarbeid. Da tilforming og innstilling av verktøy tar relativt lang tid i en slik maskin, er revolverdreiebenken en maskin for serieproduksjon.

Dreieautomater Dreieautomater er verktøymaskiner for masseproduksjon. Dreieautomater kan være utstyrt med én eller flere spindler. På en énspindelmaskin arbeider som regel bare ett verktøy om gangen, og tilvirkningstiden for en detalj blir dermed lik summen av alle enkeltoperasjonene pluss de enkelttidene som går med til innspenning av arbeidsstykket, verktøyskifte osv. På en flerspindelmaskin roterer spindlene rundt en akse, mens skjæreverktøyene er "stasjonære”. En arbeidssyklus blir dermed lik det

64

antall spindler som maskinen er utstyrt med. Tilvirkningstiden for en detalj i en slik maskin blir dermed lik inngrepstiden på den enkeltoperasjonen som tar lengst tid, pluss tidstapet ved forflytninger av spindler og verktøy. Planlegging, tilrigging og prøvekjøring av en dreieautomat kan ta flere dager, og denne maskintypen trenger dermed store serier for å være lønnsom.

Fresing Ved fresing gis skjæreverktøyet en roterende bevegelse, mens arbeidsstykket spennes fast til fresemaskinens bord. Fresen har det vi kaller skjærebevegelsen. Matingsbevegelsen er oftest lineær, men kan følge bestemte baner ved kopifresing og ved fresing med NC- og CNC-styrte fresemaskiner. Skjærebevegelse

Vertikalfresing endeplanfresing

Mating

Mating Figur 2.21

Fresing

Horisontal fresing Skivefres med sikksakktanning. Periferifresing

Vanligvis er det fresemaskinenes bord, og dermed arbeidsstykket, som har matingsbevegelsen.

Som regel har freseverktøyet flere skjærende egger. Hver enkelt skjæreegg er i løpet av en omdreining av skjæreverktøyet dels i inngrep, og dermed belastet, og dels ute av inngrep, og dermed ubelastet. Skjæreforløpet ved fresing er således ikke kontinuerlig. Det er av den grunn svært viktig at fresemaskinene, freseverktøyet og oppspenningsinnretningene er av en stabil konstruksjon. Prinsipielt skiller vi mellom endeplanfresing og periferifresing (figur 2.21). Ved endeplanfresing står verktøyets akse vinkelrett i forhold til den flaten som bearbeides. Både endeskjærene og skjærene på fresens sylinderflate/ periferi deltar da i skjærearbeidet. Ved periferifresing brukes hovedsakelig skjærene på fresens sylinderflate/ periferi, og verktøyets akse går parallelt med den flaten som bearbeides. 3. Tilvirkningstckn. 1. Bm.

65

Motfresing/medfresing Ser vi på en periferifresing og tenker oss matingsretningen mot fresens rotasjonsretning, ser vi at sponen får ”kommaform”. Sponens tykkelse vil vokse fra 0 til et maksimum. Det vil si at inngrepet av verktøyeggen skjer der eggbelastningen er minst. Dette kalles motfresing (figur 2.22). Mates arbeidsstykket samme vei som fresens rotasjonsretning, avtar "sponkommaet” fra maksimum til 0. Dette kaller vi medfresing (figur 2.23). Skjærebevegelse

Figur 2.24 Universalfresemaskin a) viser universalfresemaskin montert som horisontalfresemaskin, det vil si horisontal spindel b) viser et vertikalhode. Ved at en monterer et vertikalhode i stedet for en spindel, virker maskinen som vertikalfresemaskin

66

Maskiner for fresing Fresing er en maskineringsmetode som kan variere mye. Derfor finnes det mange forskjellige maskiner for fresing. Tidligere var det svært vanlig at fresemaskiner hadde universal karakter (universalfresemaskin, se figur 2.24). Utviklingen har imidlertid gått i retning av maskiner myntet på spesielle arbeidsopplegg. Vanligvis får fresemaskinene navn etter den stillingen/orienteringen spindelen har i forhold til arbeidsstykket (horisontalfresemaskin og vertikalfresemaskin), eller etter det arbeidsopplegget de er tiltenkt (planfres, langfresemaskin, horisontale bor og freseverk, osv.).

Horisontal/vertikal fresemaskin Bortsett fra spindelens stilling i forhold til arbeidsbordet har disse maskinene store fellestrekk:

1) kraftig stativ med fotplate 2) stativ som inneholder motor og girkasse for drift av spindel og kjølevannsanlegg 3) vertikale vanger for heving/senking av arbeidsbord eller vanger 4) arbeidsbord med bevegelsesmuligheter i tre (to) retninger 5) motor(er) og girkasse for matinger Vanligvis er fresemaskinens matingshastigheter omdreiningsuavhengige, men en omdreiningsavhengig mating finnes ofte på mindre og billige fresemaskiner. Vertikalfresemaskinens spindel kan vris slik at den kan innstilles i vinkel fra 0 til 90° med loddlinjen (til begge sider) sett forfra.

Kopifresemaskin Kopifresemaskiner kan ha så vel horisontal som vertikal spindel. Selve styringen skjer ved at en følefinger mates over modellens flate. Det finnes også kopieringsutstyr hvor føleren ikke berører modellens flate.

Langfresemaskin Langfresemaskinene karakteriseres av et relativt langt og kraftig bord. Maskinen kan være utstyrt med én eller to vertikale bæresøyler. Er det to bæresøyler, er disse forbundet med en tverrbjelke. Spindelen kan være lagret direkte på bæresøylene eller på tverrbjelken mellom dem. Figur 2.25 viser en maskin med en spindel lagret på tverrbjelken.

67

Figur 2.25

Langfresemaskin

Horisontale bor- og freseverk Horisontale bor- og freseverk (figur 2.26) kan være av svært forskjellige størrelser. De minste har arbeidsbordet lagret på vanger. Arbeidsbordet kan da beveges i to retninger i horisontalplanet. De store bor- og freseverkene har store oppspenningsplan (for eksempel jernbaneskinner) faststøpt i golvet uten mulighet for bevegelse. Spindelenheten, med en horisontalt orientert spindel, er festet til maskinstativet på vertikale vanger. Spindelenheten har dermed mulighet for en vertikalbevegelse samtidig som selve spindelen kan mates i horisontalplanet. Ved bearbeiding som krever at spindelen forlenges, må spindelen understøttes av en støttebukk.

Figur 2.26

68

Horisontale bor- og freseverk

Maskiner med fast innstøpt oppspenningsplan har maskinstativet festet til horisontale vanger. Dette gjør det mulig å forflytte maskinstativet horisontalt parallelt med oppspenningsplanet.

Boring Det ligger i selve ordet at en med boring mener en operasjon som brukes for tildanning av sylindriske hull eller boringer (figur 2.27).

Figur 2.27

Boring

Boreoperasjonen kan foregå i, eller med maskiner, som gjør det mulig å rotere enten boreverktøyet eller arbeidsstykket, samtidig som boreverktøyet og arbeidsstykket gis en lineær matebevegelse mot hverandre langs rotasjonsaksen. Ut fra dette kan en slutte at skjærebevegelsen ved boring er roterende, og at både skjæreverktøyet og arbeidsstykket kan ha skjærebevegelsen. Foruten maskiner spesielt laget for boring, kan boring foregå for eksempel i dreiebenker og fresemaskiner.

Maskiner for boring Maskiner spesielt laget for boring, kalles bormaskiner. Av disse finnes mange forskjellige typer. Her skal vi bare nevne fire.

Søylebormaskiner Søylebormaskinen framstilles i to hovedtyper, den ene for plassering på golv, den andre for plassering på en arbeidsbenk eller et stativ. Søylebormaskinens

69

hoveddeler er først og fremst selve søylen, som er festet til fotplaten. Søylen er oftest et rør, som utvendig er bearbeidet ved sliping. Dette er gjort fordi overflaten skal ha minst mulig formfeil. Øverst på søylen er spindelenheten med motor og drivverk festet, mens oppspenningsbordet eller maskinbordet er festet lenger nede på søylen. Både oppspenningsbordet og spindelenheten er festet til søylen med en klemhylse, og kan heves og senkes, og dessuten vris i horisontalplanet etter behov. Oppspenningsbordet er også lagret på en vertikal akse slik at det kan vris rundt. På enklere bordmodeller kan maskinfoten også fungere som oppspenningsbord. Dette er da ikke stillbart. Matebevegelsen på søylebormaskiner må som oftest gjøres for hånd.

Figur 2.28

70

Søylebormaskin. Golvmodell

Radialbormaskiner Denne typen av bormaskiner utgjør en omfattende gruppe, og har et stort typeutvalg. Felles for alle variantene i denne gruppen er en svingbar utliggerarm med horisontale styreflater eller vanger (se figur 2.29). Disse styreflatene bærer drivverket for borspindelen. Utliggerarmen er låsbar, slik at den kan låses fast under boring. Drivverket, som bæres av utliggerarmen, består vanligvis av en girkasse for spindel- og matingshastigheter, og dessuten en motor for radiell posisjonering av borspindelen. Flere typer av radialbormaskiner er bygd opp på samme måte som en søylebormaskin. Det vil si at de har en sylindrisk søyle plassert på en fotplate. Til denne søylen er utliggerarmen festet med en låsbar klemhylse. Da disse maskintypene har en søyle i likhet med søylebormaskinen, er det også mulig med vertikal bevegelse av utliggerarmen. Denne bevegelsen foregår ved hjelp av en transportskrue, som drives av en motor plassert på toppen av søylen. Fotplaten, som søylen er festet til, kan ha forskjellig utforming avhengig av søylens plassering. Den delen av fotplaten som ikke tjener som feste for søylen, er oftest utformet som oppspenningsbord og forsynt med T-formede spor. På dette oppspenningsbordet, eller oppspenningsplanet, kan så et spesielt maskinbord eller arbeidsstykke festes. Noen typer av radialbormaskiner er også utstyrt med eget maskinbord festet til bæresøylen. Maskinbordet kan da vris om søylen, samtidig som det kan stilles i vertikal retning. På maskiner med stillbart arbeidsbord behøver ikke utliggerarmen mulighet for vertikal bevegelse på søylen.

Radialbor maskin

Figur 2.29

Radialbormaskin

71

En annen vanlig type av radialbormaskiner har veggfeste (søyle eller brakett) for utliggerarmen, og en stor planskive festet til golvet som arbeidsbord. Bedrifter som har mye tungt og stort gods å bearbeide, bruker såkalt universalradialbormaskiner. Det som i første rekke skiller disse maskintypene fra de mer vanlige radialbormaskinene med søyle, er et vribart borehode som muliggjør boring i alle retninger uten at arbeidsstykket må flyttes. Disse maskinene er ikke stasjonære, men kan flyttes rundt i verkstedet ved hjelp av en kran. Maskinen kan da festes til golvet der det er behov for det, eller den kan festes direkte til arbeidsstykket. Det finnes også andre typer av radialbormaskiner. For eksempel finnes en type montert på en travers som går på skinner. Her er "søylen” bare utformet som et feste for utliggerarmen slik at denne kan dreies rundt, og gir ingen mulighet for vertikalforflytning. Arbeidsområdet for maskinen begrenser seg til området mellom skinnene som traversen beveger seg på. Radialbormaskinen er beregnet på et stort arbeidsområde, og har derfor et rikholdig utvalg av spindel- og matingshastigheter. Vanlige arbeidsoppgaver for disse maskinene er ved siden av boring, brotsjing og gjenging. Da disse operasjonene vanligvis skjer umiddelbart etter en boring, er mulighetene for et raskt verktøyskifte (figur 2.30) lagt vel til rette. Dette er gjort ved en strengt gjennomført standardisering av spindelboringer og verktøyenes festeparti. Det er også lagt stor vekt på en hensiktsmessig plassering av de forskjellige manøverorganene. På denne måten blir håndtiden ved hyppig verktøyskifte, som også ofte gjør det nødvendig å forandre omdreiningstallet, redusert til et minimum.

Figur 2.30

Hurtig skifte av verktøy

Flerspindelbormaskiner Flerspindelbormaskiner er, som navnet sier, bormaskiner med mer enn én spindel. Disse bormaskinene har vanligvis fra to til ca. ti spindler. I prinsippet er det bare ytre faktorer som kan begrense antall spindler. Maskinene kan deles i to hovedgrupper:

72

1) Maskiner med uavhengige spindler. Det vil si at de forskjellige spindlene kan kjøres med forskjellig omdreiningstall og heves og senkes uavhengig av hverandre. (Rekkebormaskin, figur 2.31.) 2) Maskiner med spindler som arbeider avhengig av hverandre. Det vil si at alle spindlene har samme omdreiningstall, og at de heves og senkes på samme tid. Se figur 2.32.

Figur 2.32

Flerspindelbormaskin med indeksbord

73

Maskiner med uavhengige spindler kan selvfølgelig være standardisert, men disse gir en relativt begrenset mulighet for variasjon. Til boring av hull som alle har samme retning, er maskinene greie nok, men de vil svært ofte ikke strekke til. Skal en gjenstand ha hull, som skal bores og kanskje også gjenges, og i tillegg til dette danne vinkler med hverandre, vil ikke en standardisert maskin kunne brukes. I slike tilfeller blir løsningen ofte automatiske bore- og gjengeenheter drevet med trykkluft (se figurene 2.33 og 2.34). Disse maskinene kan bygges ut etter behov ved hjelp av standardiserte komponenter.

Figur 2.33 Trykkluftdrevne bore- og gjengeenheter

Figur 2.34

74

Bore- og gjengeenheter i arbeid

Hullenes plassering og det forholdet at noen hull både skal bores og gjenges, gjør det ofte nødvendig å stille om eller flytte arbeidsstykket mellom arbeidsoperasjonene. Til dette brukes et såkalt indeksbord. Arbeidssyklusen blir da fordelt mellom et antall "stasjoner”, slik at så mange bore- og gjengeenheter som mulig kan være i arbeid samtidig. Et indeksbord kan også gi plass til flere enn ett arbeidsstykke samtidig hvis dette er hensiktsmessig. Settes det til utstyr for automatisk skifte av arbeidsstykker, vil en slik maskin etter innkjøring kunne arbeide helt automatisk. Bore- og gjengeoperasjonene vil da utføres gradvis etter hvert som arbeidsstykket forflyttes fra ”stasjon” til "stasjon”. Arbeidssyklusen blir dermed lik det antallet "stasjoner” som arbeidsstykket passerer fra det settes inn i maskinen til det er ferdig bearbeidet. Bore- og gjengeenheter av denne typen har stor fleksibilitet, og kan ved hjelp av standardiserte fastspenningsenheter tilpasses andre maskiner i en produksjon. Ved å mekanisere eller automatisere med trykkluftdrevne bore- og gjengeenheter sammen med andre trykkluftkomponenter oppnår vi en stor grad av fleksibilitet i denne delen av produksjonen. En annen fordel med denne formen for bormaskiner er at utstyret kan bygges ut etter behov. Dermed kan investeringene fordeles over et lengre tidsrom. Uavhengig av hvilken type flerspindelbormaskin som velges, kreves det at antallet arbeidsstykker som skal bearbeides må være relativt stort.

Sliping Med sliping som bearbeidingsmetode tenker de aller fleste på en avsponingsmetode som gir et arbeidsstykke den siste finpuss ned til en snever toleranse, med en svært pen og glatt overflate. Sliping er imidlertid en bearbeidingsmetode som ofte er hensiktsmessig eller nødvendig uten at kravet til nøyaktighet er til stede. Slipeteknikken omfatter bearbeiding av praktisk talt samtlige av de teknisk brukte materialene, som igjen tilvirkes i de mest ulike former og størrelser. Dette krever at slipemaskiner må kunne bearbeide de aller fleste arbeidsstykkene som er laget i andre verktøymaskiner. I tillegg til dette skal en i slipemaskiner kunne utføre andre og mer spesielle oppgaver. Alt i alt betyr dette at det må finnes svært mange forskjellige typer av slipemaskiner. Her skal vi bare i korthet berøre oppbygningen av de vanligste slipemaskinene, og dele dem inn etter de vanligste slipemetodene. Figur 2.35 viser i prinsippet hvordan avsponingen foregår ved sliping.

75

fylt sponrom halvfylt sponrom Figur 2.35 a) Positiv sponvinkel b) Negativ sponvinkel c) Prinsipp for sliping

a = sponvinkel /3 = eggvinkel y = f ri vi nkel/klaringsvi nkel

Slipemaskiner for målbundet sliping Rundslipemaskin Rundslipemaskinen kan på mange måter minne om en supportdreiebenk, men den har likevel en noe annen konstruksjon. Arbeidsoppgavene til en slik maskin er også stort sett de samme som dreiebenkens utvendige og innvendige bearbeiding av sylindriske gjenstander (figur 2.36). Rundslipemaskinene kan være spesialmaskiner for enten utvendig eller innvendig bearbeiding, men de kan også være av universaltypen med mulighet for både innvendig og utvendig sliping.

Figur 2.36

76

Rundsliping

Maskinen består av et leie hvor slipespindeldokk og bord for arbeidsstykkets oppspenning hviler. På slipespindeldokka finnes spindelen for slipeskiva, og dessuten en drivmotor for denne. Slipespindeldokka kan bevege seg på tvers av arbeidsstykkets rotasjonsakse. På slipemaskiner av universell karakter har slipespindeldokka en slipespindel med mulighet for montering av små slipeskiver på spindler av forskjellig lengde (figur 2.37) for innvendig rundsliping. På maskiner av denne typen bør det være mulig å regulere omdreiningstallet.

Figur 2.37

Innvendig sliping

Bordet hvor arbeidsstykket spennes opp mellom senterspisser eller i chuck, hviler på vanger, og det kan bevege seg parallelt med arbeidsstykkets rotasjonsakse. Arbeidsstykket har matingsbevegelsen. Bordet har også en spindeldokk som roterer arbeidsstykket med riktig hastighet. Bordet er vanligvis vribart i forhold til vangene, slik at kone arbeidsstykker også kan slipes. Skjærehastigheten frambringes av både arbeidsstykket og slipeskiva, som roterer mot hverandre. Normal hastighet for slipeskiva er 25-35 m/sekund, mens hastigheten for arbeidsstykket normalt skal være 20-25 m/minutt.

Senterløs (centerless) sliping Senterløs sliping kommer av uttrykket ”uten senter”. Til masseproduksjon av lange aksler, bolter o.l. brukes senterløs sliping. Arbeidsstykkene føres inn i maskinen fra siden og ligger an mot en støtte eller styreskinne. Denne er stillbar, slik at arbeidsstykker med forskjellige diametere kan plasseres mellom de to roterende skivene, slipeskiva og støtteskiva. Slipeskiva roterer med normal hastighet, og trekker arbeidsstykket med. Støtteskiva drives av en egen motor og roterer med en lavere hastighet. Dette fører til en nedbremsing av arbeidsstykket, slik at dette ikke roterer med samme hastighet som slipeskiva. 77

Hvis arbeidsstykket roterte med samme hastighet som slipeskiva, ville det ikke foregå noen sliping.

Planslipemaskiner Av planslipemaskiner finnes to hovedtyper: 1) Slipespindelen ligger horisontalt, og slipingen foregår på slipeskivas periferi. Dette gir liten kontaktflate mellom skive og arbeidsstykke.

2) Slipespindelen står vertikalt, og slipingen foregår med koppskiver hvor skivas endeflate brukes. Kontaktflaten mellom arbeidsstykke og slipeskive blir dermed stor. Slipemaskiner med vertikal spindel kan også bruke slipesegmenter som slipeverktøy.

Planslipemaskiner med horisontal spindel har et rektangulært oppspenningsbord som mates hurtig fram og tilbake på tvers av slipespindelens akse. Samtidig flytter bordet seg på tvers av denne bevegelsesretningen hver gang den forandrer seg (se figur 2.3S). Slipeskiva med drivverk kan bevege seg i vertikal retning med stor nøyaktighet, slik at en kan foreta en nøyaktig innstilling av kuttdybde.

Figur 2.38

78

Plansliper. Horisontal spindel

Slipemaskiner med vertikal spindel kan være bygd opp på samme måte som en maskin med horisontal spindel, men mer vanlig er en maskintype med roterende bord (figur 2.39). Bordet hviler da på vanger, slik at det er mulig å forandre avstanden fra bordets senter til slipespindelen. På slike maskiner er det vanlig å bruke slipesegmenter. Kuttdybden innstilles ved at slipeskiva kan beveges med stor nøyaktighet i vertikal retning. Plansliping med slipesegmenter innebærer prinsipielt en større kontaktflate mellom slipeverktøy og arbeidsstykke. Dette medfører igjen mulighet for en større avvirkningshastighet, og dermed økt produksjon. Muligheten for god overflatefinhet og parallellitet er fortsatt til stede. En stor avvirkningshastighet krever at maskinens effekt er stor. Effekter på 75-150 kW er vanlige, og metoden med ”totalsliping” har i sammenheng med dette blitt utviklet svært langt. Uttrykket "totalsliping” innebærer helt enkelt at arbeidsstykket slipes direkte uten forarbeiding i andre maskiner. Totalsliping er også tatt i bruk ved rundsliping, spesielt ved tilvirkning av deler til bilproduksjon. Det er gjort forsøk som viser at totalsliping i stedet for fresing kan gi en avvirkningshastighet som er tre ganger så høy.

Figur 2.39

Plansliper med horisontal spindel og roterende bord

79

Verktøyslipemaskiner Verktøyslipemaskiner brukes, som navnet sier, til sliping av skjærende verktøy. Som regel er disse maskinene universelle for at flest mulig forskjellige typer av skjæreverktøy skal kunne bearbeides. Maskinene har mange muligheter for innstilling av det slipeverktøyet og det skjæreverktøyet som skal slipes. En vanlig universal verktøyslipemaskin (se figur 2.40) har følgende hoveddeler:

a) Et vribart oppspenningsbord for arbeidsstykket. Dette bordet er festet til et bevegelig bord (maskinbordet) som kan mates automatisk. b) Slipeskive som er festet til spindeldokka. c) Spindeldokk som kan bevege seg vertikalt og horisontalt (90° på arbeidsbordet), og som kan vris om aksen slik at skjæreverktøyet kan slipes med riktige vinkler. Se figur 2.41.

Figur 2.40

80

Universal vektøyslipemaskin

,h

Figur 2.41

Sliping av pinnefres

Slipemaskiner for ikke målbundet sliping Smergelskiva Smergelskiva er en slipemaskin som finnes i alle verksteder. Smergelskiva har to slipeskiver montert, en på hver side av en elektrisk motor direkte på motorspindelen. Direkte på motorspindelen eller på egen motor er det også montert en avtrekksvifte som suger/blåser slipestøvet ned i støvposer. Slipeskivene monteres med forskjellig kvalitet, for eksempel én for grovsliping og én for finsliping. Smergelskiva brukes til skjerping av skjæreverktøy (dreiestål og bor) og til sliping av håndverktøy (meisler og kjørnere). Smergelskiva brukes også til avsliping av grader på arbeidsstykker etter for eksempel skjærebrenning eller klipping.

Verneskjerm

Figur 2.42

Sliping med smergelskive

81

Båndslipemaskiner Båndslipemaskinen kan ha forskjellig utseende. Den kan være stasjonær, eller den kan være en transportabel håndslipemaskin. Slipebåndene kan ha forskjellig bredde og lengde. Felles for alle typer er to ruller som slipebåndet roterer på. Den ene rullen sitter direkte på motorspindelen. Den andre rullen sitter på en egen spindel, som med et enkelt håndgrep kan forskyves slik at båndet slakkes (for skifte av bånd), eller strammes. Slipebåndet kan gå fritt mellom rullene, eller det kan gå over et fast underlag. Båndslipemaskiner er spesielt mye brukt i forbindelse med rengjøring av gjenstander som skal forkrommes eller galvaniseres.

Repetisj onsoppgaver Sponskjærende formgiving

1 Hva forstår du med sponskjærende formgiving? Dreiing

2 Nevn seks av supportdreiebenkens viktigste hoveddeler, og fortell litt om

hvilken funksjon de enkelte delene har. 3 Hva er forskjellen på en støttebrille og en følgebrille?

4a Lag en liten oversikt over det oppspenningsverktøyet (for arbeidsstykker) som en vanlig supportdreiebenk er utstyrt med.

4b Gi deretter en oversikt over de mulighetene som finnes for å spenne opp arbeidsstykker i en dreiebenk. 5 Hvorfor er plandreiebenken relativt lite brukt?

6 Av møller (karuselldreiebenken) finnes to hovedtyper - énstendermølle og tostendermølle. Hva er forskjellen? 7 Hva er det som i første rekke skiller en revolverdreiebenk fra en supportdreiebenk? 8 Dreieautomater finnes i to typer - enspindelautomat og flerspindelautomat. Hva er forskjellen, og hvilke fordeler vil en flerspindelautomat ha framfor en enspindelautomat hvis vi i første rekke tenker på bearbeidingstiden? 82

Fresing

9 Hvorfor er det så viktig at fresemaskiner har en stabil konstruksjon? 10 Hva er forskjellen på endeplanfresing og periferifresing?

Ila Forklar forskjellen på medfresing og motfresing. La forklaringen ledsages av enkle skisser.

11b Drøft deretter fordeler og ulemper ved medfresing og motfresing (ta utgangspunkt i maskinens stabilitet - lagringer/skruer/sleider). 12 Hva forstår du med en universalfresemaskin?

13 Hva skiller en horisontalfresemaskin fra en vertikalfresemaskin? 14 Gjør en kort sammenligning mellom en horisontalfresemaskin og et horisontalt bor- og freseverk. Boring

15 Hva forstår du med boring? 16 Hva er det som i første rekke skiller en radialbormaskin fra en søylebormaskin?

17 Hva er den vesentlige forskjellen på en ”vanlig” radialbormaskin og en universalradialbormaskin? 18 Hva er en flerspindelbormaskin, og hvilke typer flerspindelbormaskiner er det vanlig å skille mellom? 19 Trykkluftdrevne bore- og gjengeenheter gir gode muligheter for å tilpasse/utbygge maskiner etter behov. Drøft fordeler og ulemper med en "spesialbygd” boremaskin av automatiske bore- og gjengeenheter sammenlignet med standardiserte bormaskiner. Sliping

20 Nevn to typer av slipemaskiner for målbunden sliping, og fortell kort hva de brukes til. 21 Forklar kort de viktigste forskjellene mellom en planslipemaskin med horisontal spindel og en planslipemaskin med vertikal spindel. 22 Hva forstår du med uttrykket totalsliping?

23 Hva er en verktøyslipemaskin?

Løs gruppeoppgave 1.

83

3 Skjæreverktøy

Eggmaterialer Skal en kunne fjerne spon fra et arbeidsstykke, må materialet i skjæreverktøyet være hardere enn det materialet som skal bearbeides. Materialer som kan brukes til skjæreverktøy, kalles for eggmaterialer. I utgangspunktet vil det finnes mange mulige eggmaterialer, men når en tar hensyn til kravet om produktivitet, er det bare et fåtall materialer som egner seg. De mest brukte eggmaterialene er hardmetall og hurtigstål. Andre eggmaterialer er rent karbonstål, støpte hardlegeringer (stellitt), diamant og keramikk.

Rent karbonstål Dette er et stål som inneholder fra 0,8 til ca. 1,5 % karbon. Dette materialet får ved riktig varmebehandling stor hardhet ved romtemperatur, men hardheten synker raskt med økende temperatur (se figur 3.1). Nytten av rent karbonstål som eggmateriale er derfor begrenset. En kan ikke regne med skjærehastigheter over 5-10 m/minutt som praktisk mulig. Rent karbonstål brukes av den grunn bare til arbeider som krever små skjærehastigheter, som for eksempel gjenging, brotsjing eller lignende arbeider som krever spesielle fasongstål.

Støpte hardlegeringer (stellitt) Dette er legeringer som vanligvis består av kobolt, wolfram og karbonholdig stål. Hardheten ved romtemperatur er god, men noe lavere enn for rent karbonstål og hurtigstål. Legeringen beholder imidlertid hardheten godt også ved høyere temperaturer, og vil ved en temperatur på 700-750 °C ha større hardhet enn hurtigstål (se figur 3.1). Stellitt er lite brukt som eggmateriale, da anvendelsesområdet dekkes av hurtigstål og hardmetall. Stellitt leveres som elektrode, og kan derfor legges på et annet materiale (stål) som slitebelegg. 84

i

Vickers hardhet N/mm2 x 102

Temperatur i °C Figur 3.1

Eggmaterialenes hardhet varierer med temperaturen

Diamant Diamant er en del benyttet som eggmateriale ved finbearbeiding av ikkejernmetaller. Diamantens hardhet er det liten tvil om, men dens sprøhet gjør den mindre anvendelig ved sponskjærende bearbeiding. Diamantens anvendelsesområde som eggmateriale er lite, og dekkes nesten av hardmetall og keramikk. Diamant blir benyttet som slipemiddel i slipeskiver, og som skjæreverktøy for avdreiing og avretting av slipeskiver.

Keramikk Keramiske eggmaterialer framstilles ved sintring. Hovedelementene er forskjellige kombinasjoner av metalloksider av aluminium, magnesium, krom, nikkel, titan og silisium. Tilsetting av rene metaller som krom, molybden, wolfram og kobolt, eller av karbider av disse metallene, er også vanlig. Varmehardheten er god, og vi unngår oksidasjon av skjæreeggen (figur 3.1). Skjærehastigheten kan være høy (ca. 500 m/minutt), men bare i maskiner som er beregnet for dette. Materialet legerer seg ikke med stål, og vi unngår løsegg. Keramisk eggmateriale er sprøtt og tåler derfor liten slagpåkjenning, noe som gjør det uegnet ved ugunstige bearbeidingsforhold. De keramiske eggmaterialene inndeles i tre grupper: a) rene metalloksider b) metalloksider med tilsetting av rene metaller c) metalloksider pluss metallkarbid, eller metalloksid og metallkarbid pluss rent metall

Hurtigstål Hurtigstål eller legert verktøystål er stål som foruten jern og karbon inneholder legeringselementer som er karbiddannende. Legeringselementene er wolfram, krom, molybden, vanadium og kobolt.

85

Legeringselementene danner sammen med karbon harde og slitesterke karbider. Innholdet av karbider utgjør normalt mellom 10 og 30 % av stålet i herdet tilstand, og er avgjørende for hurtigstålets kvalitet. Hurtigstål er ikke like hardt som rent karbonstål ved romtemperatur, men det beholder hardheten og dermed skjæreevnen opp til ca. 600 °C, og tåler dermed en vesentlig øking i skjærehastighet i forhold til det rene karbonstålet (se figur 3.1). For å oppnå et godt resultat ved avsponing med hurtigstål er det viktig at verktøyet er riktig slipt, og at riktig kjølemiddel brukes. I de senere år er det framstilt hurtigstål ved sintring, noe som har ført til at disse stålene har fått økt anvendelse. En kan vanligvis regne med at de sinterframstilte hurtigstålene tåler 30 % høyere skjærehastighet enn de "vanlige” hurtigstålene.

Hardmetall Den alt overveiende del av avsponing skjer med skjæreverktøy av hardmetall. Hardmetall er et pulvermetallurgisk produkt som framstilles ved sintring. Sintermaterialet er karbidene av wolfram, titan og tantal (enkelte ganger benyttes også niobkarbid) som blandes i bestemte mengder med kobolt. Forholdet mellom finmalte karbider og finmalt kobolt er bestemmende for hardmetallets hardhet. Høyt innhold av kobolt gir seige kvaliteter, mens et høyt innhold av karbider gir harde og sprøe kvaliteter. Hardmetall er underlagt internasjonale normer (ISO) for merking av kvaliteter. Standarden består av tre hovedgrupper merket P, M og K (figur 3.2). P omfatter kvaliteter beregnet for stålbearbeiding, stålstøpegods og adusergods, dvs. langsponende materialer. M omfatter kvaliteter beregnet for bearbeiding av austenittiske stål, manganstål, legerte støpejern og automatstål. M-kvalitetene betegnes ofte som universale, fordi disse kvalitetene danner en overgang mellom P og K. K omfatter kvaliteter beregnet på bearbeiding av kortsponende materiale, ikkejernmetaller, kunststoffer og tre.

Kvaliteten i alle de tre gruppene er videre inndelt med tallsymboler, for eksempel P20. Tallet bak bokstavsymbolet er et uttrykk for kvalitetens seighet eller hardhetsegenskaper. Dette er oppbygd slik at lave tall (P10) representerer harde kvaliteter, mens høye tall (P50) representerer seigere kvaliteter. Ved valg av hardmetallkvaliteter må en ta hensyn til dette, slik at bruken av verktøyet gir mest mulig hensiktsmessig avsponing. Ved grovbearbeiding under ugunstige driftsforhold, der en får slag, vibrasjoner eller diskontinuerlig skjæreforløp, må en velge kvaliteter med gode seighetsegenskaper. Til finbearbeiding, hvor som regel driftsforholdene er gode, bør en velge hardere kvaliteter, da disse tillater høyere skjærehastigheter. Under vanlige driftsforhold i stål velges vanligvis P30 - P40 til grovbearbeiding, mens finbearbeiding i samme materiale vanligvis blir gjort med kvalitetene P10 - P20.

86

Blandes Presses

—F~ Sintres (800 °C) ♦ "

Endelig tilforming (sliping)

=x= Ferdigsintring (1500 °C)

Ferdige plater og forskjellig fasong og kvalitet.

Kvalitetene P - M - K er standardisert (ISO) og finnes i forskjellige kvaliteter avhengig av blandingsforholdet mellom de forskjellige karbidene og bindemiddelet. Stort innhold av bindemiddel gir bløte kvaliteter. Figur 3.2

Hardmetall

87

Anvendelsesgrupper for hardmetall etter Norsk Standard Verktøyene merkes med farge og anvendelsesgruppe. Bearbeidet materiale NS-betegnelse Operasjons- og arbeidsbetingelser

Farge: blå

M

P20

Som P10, men også høvling med små sponarealer

P30

Som P20, men middels til lav skjærehastighet og middels til store sponarealer, selv under mindre gunstige driftsforhold

P40

Dreiing, høvling, fresing, stikking, lav skjærehastighet, store sponarealer, stor sponvinkel mulig, ugunstige driftsforhold, automatarbeid

P50

Høyere seighet, ellers som P40

M10

Dreiing, middels skjærehastighet, små til middels store sponarealer

Stål, stålstøpegods, manganstål, legert støpejern, austenittisk støpejern, adusergods,

M20

Som M10 pluss fresing under samme betingelser

automatstål

M30

Som M20 pluss høvling

Farge: gul

M40

Dreiing, profildreiing, avstikking, spesielt i automatstål

< n

7>

2 i k

‘5 3 (7

i 1 •4—»

>1

= Hardhet: HB 290 — 299 Skjærevæske: borolje

Skjærehastighet: 10 m/min Mating: stor, middels, lav Hulldybde: 16 mm Hardhet: HB 210 Skjærevæske: tørr

[ 2=

* i

\ Standard \ \

x^ Stor'sporv?nkei"'* Stor

Middels Liten

Standard

Aluminium

/

f= F—”' Stor

Skjærehastighet: 54 m/min. Mating: stor, middels, lav Hulldybde: 10 mm Skjærevæske: tørr

x

1

Liten sporvinkel

Middels

Liten

Stor sporvinkel

$ =|

Standard \

< Stor

Middels

Liten

f Silumin

Skjærehastighet: 54 m/min Mating: stor, middels, lav Hulldybde: 10 mm Skjærevæske: tørr

$

Stor sporvinkel/

Standard Stor

Middels Liten

1 Fiber

Skjærehastighet: 54 m/min. Mating: stor, middels, lav Hulldybde: 35 mm Skjærevæske: tørr

2 Liten sporvinkel

3|

Standard

Stor

Figur 3.46

Middels

Liten

Tabell over spiralvinkelens innvirkning på borets levetid

Materiale: verktøystål Hulldybde: 54 mm Borolje (vanlig forhold)

Figur 3.47

Forhold mellom skjæretemperatur og hastighet

141

Borlevetid %-vis 100 %

50 % [

•—■■■ ■

I

Nitrering

_______________________________ 1

-

Skjærehastighet: 22.6 m/min. Mating: 0,12 mm/omdr Bor med tange: 12 mm

Utbredt, nitrering J____________

■■

-

Ingen behandling

Materiale: verktøystål Skjærevæske: borolje

1

Dybde av nitreringssjikt: Tynt

“1

Dybde av nitreringssjikt: Dyp

Figur 3.48

Nitreringens betydning på borets levetid

Bor: 6.5 mm dia. Skjærehastighet: 3.5 m/min Mating: 0,013 mm/omdr Materiale: S816 Skjærevæske: svovelholdig olje

Bor: 9 mm dia. Skjærehastighet: 20 m/min Mating: 0,064 mm/omdr Hullbyde: 45 mm Materiale: rustfritt stål (HB 172) Skjærevæske: borolje

Spirallengde (A Spirallengde på standard bor)

Bor dia.

Sporlengde

5

( = 62

2 4 m/min

0.1 8

SK7 HB216

15

8

t = 82 t =1 10

3 3 m/min

0.1 7

SK7 HB2 16

23

28 m/min

0.30

SK7 HB225

33

) 2

Skjæreolje: borolje

Figur 3.49

142

Skjære­ hastighet Mating Materiale Hulldybde

SK7: Karbonstål

Spirallengdens betydning på borets levetid

Betydningen en eksentrisk meisel har på borets levetid.

Bor: 6 mm dia. TI HSS Skjærehastighet: 32 m/min Mating: 0.175 mm/omdr Hulldybde: 25 mm Materiale: verktøystål hardhet 215 — 220 Skjærevæske: borolje

Spissvinkelens betydning for borets levetid.

200

Bor: 5 mm dia. Skjærehastighet: 23 m/min Mating: 0.09 mm/omdr Hulldybde: 30 mm Materiale: rustfritt stål hardhet HB 163 — 174 Skjærevæske: borolje Forskjellig lengde på skiaerene (•)

Slipingens betydning for hulldiameter.

Bor: 16 mm dia. Skjærehastighet: 30 mm/min Mating: 0.3 mm/rev Hulldybde: 30 mm

Materiale: verktøystål hardhet HB 196 — 202 Skjærevæske: borolje

(o)

Målte verdier ved entreringen. Målte verdier i bunnen av hullet.

(ikke feil på spissvinkel)

Figur 3.50

Betydningen av at boret slipes nøyaktig

143

Repetis j onsoppgaver Eggmaterialer

1 Materialer som brukes til skjæreverktøy, kalles for eggmaterialer. Lag en enkel oversikt over de vanligste eggmaterialene, og drøft deretter fordeler og ulemper med de forskjellige materialene. Eggeometri hos skjæreverktøy

2 Hvilke vinkler er felles for de fleste skjæreverktøyene? (Lag enkle skisser.) Skjæreverktøy for dreiing

3 Tegn et dreiestål i inngrep med arbeidsstykket, og sett navn og symboler på alle vinkler som kommer fram. Skriv også navn på de eggene og flatene som kommer fram.

4 Hvorfor er det så viktig at sponformen blir riktig? 5 Hvordan vil du gå fram for å få laget et sponbrytingsdiagram? Vendeskjærsplater -form og størrelse

6 Studer figuren som viser ISO-koden for vendeskjærsplater, og gi svar på følgende spørsmål: a) Hvilken skjærform har en plate merket SBMR 160308? b) Du skal bestille vendeskjærsplater til et spesielt arbeid. Ved hjelp av ISO-kodenøkkel kommer du fram til følgende merking: TPFF 1603 4. Hva er galt med denne koden? Vendeskjærsholdere

1 Hva er galt med følgende ISO-kodenøkkel for vendeskjærsholder:

PTCFR 201025? 8 ISO-kodenøkkel for vendeskjær: TPMR 160308. ISO-kodenøkkel for vendeskjærsholder: STAAR 2525M. Det er meningen at dette vendeskjæret skal passe inn i holderen. Gjør det det? Hvis ikke, hva er galt?

144

Skjæreverktøy for fresing

9 Lag en enkel skisse, og vis hva du forstår med en positiv sponvinkel på en vendeskjærsfres.

10 Hvorfor utstyres vendeskjærsplater for fresing med en planfas?

11 Vis med en enkel skisse hva du forstår med freseverktøyets innstillingsvinkel. 12 På hvilken måte kan freseverktøyet spennes fast til fresespindelen? 13 Drøft fordeler og ulemper med en endeplanfres med negativ sponvinkel og en innstillingsvinkel mindre enn 90°. Skjæreverktøy for sliping

14 En slipeskives avsponingsegenskaper er avhengig av flere faktorer. Hvilke? 15 Hva forstår du med en slipeskives hardhet, og på hvilken måte angis hardheten?

16 Lag et oppsett som viser standardmerking av slipeskivas sammensetning.

17 Lag en enkel håndregel for valg av slipeskive avhengig av hardheten på det materialet som skal slipes. Løs gruppeoppgavene 2, 3, 4 og 5.

145

4 Definisjoner

Ved sponskjærende formgiving er det flere ord og uttrykk som er viktige. De beskriver alle en bevegelse eller et forhold mellom faktorer som det er nødvendig å kjenne til for å kunne utføre beregninger, bruke tabeller og nomogrammer og velge skjæredata som gir den beste utnyttelsen av en verktøymaskin.

Primærbevegelsen Primærbevegelsen er den bevegelsen som frambringer skjærehastigheten.

Ved dreiing: det roterende arbeidsstykket Ved fresing: den roterende fresen Ved boring: det roterende boret Ved sliping: vanligvis den roterende slipeskiva, men ved rundsliping kan en si at både slipeskive og arbeidsstykke har sin primærbevegelse

Figur 4.1 Primærbevegelse, arbeidsplan, skjærehastighet og matingsretning ved dreiing

Skjærehastigheten (v) Skjærehastigheten (se figur 4.1) defineres som den relative hastigheten mellom verktøyegg og bearbeidingsflate i primærbevegelsens retning.

146

Skjærehastigheten er en viktig faktor for effektforbruket, og er av stor betydning for slitasjen på verktøyeggen. Skjærehastigheten beregnes slik: .

ir- d ■ n

, .

Formel: v = ---------- meter/minutt 1000 d = diameter i mm n — omdreiningstall (r/minutt) v = m/minutt (m/sekund) Ved dreiing er det arbeidsstykkets diameter (d) før kutt som brukes. Ved fresing og boring er det skjæreverktøyets diameter (d) som brukes. Ved sliping er det slipeskivas diameter (d) som brukes, og skjærehastigheten oppgis da i meter/sekund (m/minutt/60).

Matingshastighet (5) (vf) (vz) Matingshastigheten er den relative hastigheten mellom verktøyegg og bearbeidingsflate i matingsretningen.

Ved dreiing vil denne bevegelsen angis som den strekningen verktøyet beveger seg i løpet av en omdreining av arbeidsstykket. Matingshastighet dreiing: 5 = mm/r Ved fresing angis matingshastigheten som den strekningen arbeidsstykket beveger seg i løpet av ett minutt. Matingshastighet: vf = mm/minutt. Da freser kan ha svært ulikt antall skjærende egger (Z) eller tenner, må utgangspunktet for matingshastigheten vf være hvor stor matingen skal være per tann, hvor mange tenner fresen har, og hvor stort omdreiningstallet skal være. Tannmating: vz = mm/Z Formel: vf = vz • Z • n mm/minutt På mindre, enkle fresemaskiner er matingen omdreiningsavhengig, og matingen angis da som mm/r med symbolet 5. Ved boring angis matingen som borets forflytning i mm/r med symbolet 5. Ved sliping angis matingen på forskjellige måter avhengig av hvilken form for sliping som gjøres. For rundsliping brukes mating i mm/r av arbeidsstykket (5). Ved plansliping foregår matingen i to retninger. Sidematingen kan angis som m/minutt eller som mm/slag. Bormatingen eller arbeidsstykkets hastighet kan angis som antall slag/minutt, eller som forflytning i m/minutt.

Arbeidsplanet Arbeidsplanet (se figur 4.1) er et tenkt plan som inneholder skjærehastighetens og matingshastighetens vektorer. Planet legges gjennom et tenkt punkt på

vektøyeggen. 147

Kuttdybden og inngrepsmålet Kuttdybden (a) er dybden eller bredden av hovedeggens inngrep målt normalt på arbeidsplanet. Inngrepsmålet (e) er størrelsen på verktøyets inngrep per slag, kutt eller omdreining målt normalt på matingsretningen i arbeidsplanet.

Figur 4.2

Kuttdybden (a) og inngrepsmålet (e) ved fresing med endeplanfres

Spontykkelsen (7^) Spontykkelsen er den teoretiske tykkelsen av en spon før kutt (se figur 4.3)

Spontykkelsen varierer og bestemmes av matingen (s) (vz) og skjæreverktøyets innstillingsvinkel (k).

Formel: h} - s ■ sin

k

mm

Sponbredden Sponbredden er den teoretiske bredden av en spon før kutt (se figur 4.3)

Sponbredden varierer og bestemmes av kuttdybden og skjæreverktøyets innstillingsvinkel (k). Formel: b\ 148

a

—---- mm sin k

Figur 4.3 s = mating i mm/r a = kuttdybde b\ = sponbredde hx = spontykkelse A = sponareal k = innstillingsvinkel

Slankhetsgrad (slankhetsforhold) (G) Forholdet mellom sponbredden (bI) og spontykkelsen (hf) før kutt kalles slankhetsgraden (G).

c i G = — Formel: 149

Tenker vi oss forskjellige dreiestål i inngrep, alle med samme kuttdybde (a) og mating (5), men med forskjellig innstillingsvinkel (k), vil den laveste slankhetsgraden (G) være på det stålet som har størst innstillingsvinkel. Det vil si at vi får den laveste slankhetsgraden når innstillingsvinkelen er 90°. Som vi skal se senere, har slankhetsgraden innvirkning på effektforbruket.

Sponarealet (?1) Sponarealet (A) er det teoretiske arealet av den sponen som fjernes, sett normalt på skjæreretningen. Se figur 4.3.

Formel: A — Ved dreiing vil også sponarealet være produktet av mating (5) og kuttdybde (a).

Formel: A — s • a mm2

Sponvolumet (Vt) Sponvolumet er et uttrykk for den sponmengden som fjernes fra arbeidsstykket per tidsenhet. Sponvolumet er produktet av sponarealet (X) og

skjærehastigheten (v) når skjæreverktøyet har en skjæreegg. Sponvolum ved dreiing:

Formel: Vt = A • v cmVminutt

Ved fresing vil sponvolumet være produktet av matingshastigheten i mm/minutt (vf), kuttdybden (a) og inngrepsmålet (e). Sponvolum ved fresing:

Vf • a • c Formel: V. = ---------- cmVminutt 1000 Ved boring vil sponvolumet være produktet av hullets areal ( ^4 ‘), matingen (5) og omdreiningstallet (zi), det vil si det utborede volumet i løpet av ett minutt. Sponvolum ved boring:

Formel:

K =

I formel

=

it -

d1 • s ■ n

4-1000 d•v■s

4

cr H

=

d-vs

4

,

.

cm/mmutt

1000 • v ---TT ' d

Spesifikk avvirkning (gs) For å vurdere utnyttelsen av den tilførte effekten (P i kW) er det praktisk å undersøke det sponvolumet som avvirkes med en ytelsesenhet i løpet av en 150

viss tid, det vil si det sponvolumet i cm3 som avvirkes pr. kW i løpet av for eksempel ett minutt. Sponvolum per tidsenhet per ytelsesenhet kaller vi spesifikk avvirkning.

Formel: qs

Pt

cm3 min • kW

Totalavvirkning (V) Det samlede sponvolum som avvirkes i løpet av skjæreverktøyets inngrepstid (r), kalles totalavvirkning:

Formel: V - Vt • t cm3 Som vi skal se under kapitlet om valg av skjæredata, kan vi utnytte maskinens maksimale effekt på flere måter, men med vidt forskjellig avvirkning som resultat. Det er derfor viktig å kontrollere sponvolumet og den spesifikke avvirkningen.

Repetisj onsoppgaver 1 Formelen for beregning av skjærehastighet er: v = Hvilken betydning har d og n i denne formelen?

(m/minutt)

2 Matingshastigheten kan oppgis på flere måter med forskjellig benevning. Sett opp de forskjellige symbolene for matingshastighet med benevning, og angi hvor og når disse brukes. 3 Lag en skisse av et dreiestål i inngrep, og tegn inn matingsretning, skjærehastighetens retning, primærbevegelsen og arbeidsplanet.

4 Lag en skisse som viser hva du forstår med inngrepsmål og kuttdybde ved fresing. 5 a) Hvordan er sammenhengen mellom spontykkelse og mating ved dreiing? b) Hvordan er sammenhengen mellom kuttdybde og sponbredde ved dreiing?

6 Hva forstår du med: a) totalavvirkning? b) spesifikk avvirkning? c) sponvolum?7 7 Hvordan varierer slankhetsgraden G med dreiestålets innstillingsvinkel og kuttdybde?

151

5 Bearbeidingsdata

Hva er nødvendige bearbeidingsdata? En trenet maskinoperatør bestemmer bearbeidingsdata ut fra sitt kjennskap til den maskinen og det verktøyet han betjener. Det vil si at maskinarbeideren innstiller skjærehastighet, mating og kuttdybde på grunnlag av den erfaringen vedkommende har. Operatøren finner fram nødvendig skjære- og måleverktøy etter behov, og skifter skjæreverktøyet når resultatet synsmessig avviker fra det normale. Ved større bedrifter er det vanlig at alt verktøy som skal brukes til en jobb, ligger klart i et verktøybur, eller bringes til den aktuelle maskinen før jobben. Verktøybruken er da bestemt av en planlegger, som ofte har fastsatt tider for verktøyskifte på grunnlag av bestemte skjæredata. Bedriftens ønskemål er en produksjon som gir et rimelig overskudd. Ved utarbeiding av anbud er det derfor av stor betydning at planleggerne planlegger på en slik måte at planene kan følges tidsmessig, men selvfølgelig til konkurransedyktig pris.

Valg av bearbeidingsdata I det foregående er det gitt en grov oversikt over noen av de viktigste verktøymaskinene, de eggmaterialene som brukes, og det vanligste skjæreverktøyet for de aktuelle verktøymaskinene. Skjæreverktøyets vinkler er også behandlet. Viktige definisjoner er berørt, og det er viktig at disse læres.

Det er umulig å bestemme bearbeidingsdata som til enhver tid gir en maksimal utnyttelse av en verktøymaskin. Likevel er det av stor betydning at den som skal planlegge en produksjon, har god kjennskap til det produksjonsutstyret det skal planlegges for. For å få en mer rasjonell utnyttelse av det eksisterende produksjonsutstyret er det også viktig å kjenne til de forholdene som påvirker skjæreforløpet, og hvordan disse kan forandres. 152

I en kort framstilling av et svært omfattende emne er det umulig å behandle alt like inngående. I det etterfølgende vil det derfor bli lagt størst vekt på sponskjærende formgiving med skjæreverktøy med bare én skjæreegg, det vil si dreiing. Effektberegning ved fresing vil også bli kort gjennomgått. De fleste skjæredata kan bestemmes ved hjelp av nomogrammer og/eller tabeller, men det er likevel svært viktig at den som skal bruke disse hjelpemidlene, kjenner til de forholdene som ligger til grunn for utarbeidingen av disse. Uten et godt teoretisk kjennskap til disse forholdene, helst kombinert med praktisk erfaring, vil det være vanskelig å bedømme de dataene som framgår av tabeller og nomogrammer. Til tross for ” riktige” beregninger eller riktig bruk av tabeller/nomogrammer, vil det ofte være nødvendig å forandre de dataene som brukes. Det krever kjennskap til de forholdene som påvirker skjæreforløpet, slik at en forandring vil føre til et bedre resultat.

Beregning av effekt ved dreiing Fra fysikken er vi kjent med at effekt er definert som arbeid/tid, eller som kraft ganger hastighet: P = — (W) eller P = F-v (W) t

A = arbeid i joule (J) t - tid i sekunder (s) F = kraft i newton (N)

v = hastighet i m/sekund (m/s)

Skal disse formlene kunne brukes, må vi altså kjenne til det arbeidet som skal utføres, og tiden, eller de kreftene som virker under avsponingen, og den hastigheten som avsponing skjer med. Å bestemme avsponing etter fysikkens definisjon av arbeid er umulig, vi må derfor kjenne den hastigheten som avsponingen skjer med, og de kreftene som virker på skjæreverktøyet. På et skjæreverktøy (dreiestål) i inngrep virker tre forskjellige krefter: Fh = hovedskjærkraft Fp = passivkraft Fm = matingskraft

Sammen utgjør disse kreftene resultantkraften Fr. Hovedskjærkraften (F^ er resultantkraftens (Fr) komponent i skjæreretningen og kalles oftest for effektkraften.

Passivkraften (Fp), eller tilsettingskraften, er resultantkraftens komponent normalt på arbeidsplanet. Denne kraften forsøker å skyve verktøyet vekk fra arbeidsstykket, eller arbeidsstykket vekk fra verktøyet.

153

Figur 5.1

Krefter på skjæreverktøy i inngrep

Matingskraften (Fm) er resultantkraftens komponent i matingsretningen, og virker på eggen i motsatt retning av matingsretningen.

Fm er normalt mellom 20 og 30 % av Fh. Tenker vi over hvilken virkning disse kreftene har på effektforbruket, kommer vi fram til følgende: Passivkraften har ingen virkning, fordi den ikke har noen hastighet under avsponingen. Matingskraften må ha liten virkning på effektforbruket, fordi denne kraften beveger seg med liten hastighet i forhold til skjærehastigheten. Eksempel 1: Hvis skjærehastigheten (v) ved en vilkårlig dreieoperasjon er 120 m/minutt, noe som ved en diameter (d) på 200 mm svarer til et omdreiningstall (n) på ca. 190 omdreininger/minutt, vil matingshastigheten i m/sekund være ca. 0,0015 (m/sekund) når matingen er 0,5 mm/omdreining. Dette framkommer slik: „ „ 100-v 1000-120 Omdreiningstall n = --------- = -------------- = 190 IT - d 7T- 200

Matingshastighet m/sekund = ------------ = 0,0015 1000 • 60 Dette tilsier at matingskraften må være 1/0,0015 = 666,66 N før den krever en effekt på en -1 - watt.

Tar vi utgangspunkt i en matingseffekt på 1 watt i eksemplet over, vil effekten til hovedskjærkraften utgjøre: (Bruker Fm 25 % av Fh og beregner den nyttige effekten (Pn)). 154

Fm = ^h/4 = Fh = 666 • 4 = 2664 N

2664 ’120 = 5328 W = 5,33 kW 60 Konklusjon: Ved effektberegning er det bare hovedskjærkraftens komponent som bør brukes. Pn = Fh • v/60 =

I eksemplet foran er verdiene valgt. Dette gjør vi for å vise at det ved beregning av effekt bare er nødvendig å kjenne til hovedskjærkraftens størrelse. Eksemplet viser bare den effekten som går med til selve avsponingen, det vil si den nyttige effekten (Pn). Ved beregninger er det nødvendig å ta hensyn til maskinens mekaniske virkningsgrad (77), fordi det er drivmotorens effekt (Pt) som må brukes som utgangspunkt. Formelen for effekt blir da: (W) = p

77-60

—5122— (kw) 77-60-1000

I eksemplet ble den nyttige effekten (Pn) beregnet til 5,35 kW. Skal den tilførte effekten (Pt) beregnes, blir den: = 533 77 • 60 • 1000 77

Vanlig virkningsgrad 0,7 gir: 5,33 Pt = —— = 7,61 kW 0,7

Faktorer som virker på hovedskjærkraften Hovedskjærkraftens størrelse er avhengig av flere faktorer:

1) 2) 3) 4) 5)

Materialet som bearbeides Sponarealet - størrelse og form Skjærehastigheten Skjæreverktøyets sponvinkel Andre forhold

1) Materialet som bearbeides

Materialenes styrkeegenskaper er forskjellige (materiallære - strekkfasthet), og vi må derfor innføre en materialfaktor. Den finnes i tabeller og betegnes som materialkonstant (figur 5.2). Symbolet for den er: KsH(N/mm2) Denne gjelder bare når sponarealet har et kvadratisk tverrsnitt på 1 • 1 mm2. 155

2) Sponarealets form og størrelse

Avviker sponarealets form fra dette (1-1 mm2), uttrykkes sammenhengen mellom Å^sl.j ogspontykkelsen slik:

Æs = ks h} z

1 1 (N/mm2) Ai2

= spesifikk skjærkraft = spontykkelse = spontykkelseseksponent

Spontykkelseseksponenten (z) er avhengig av materialet i arbeidsstykket og varierer mellom 0,14 og 0,5. Se figur 5.2.

Den spesifikke skjærkraften (Æs) er definert som forholdet mellom hovedskjærkraft (Fh) og sponareal (A): Spesifikk skjærkraft: ks = (N/mm2)

Materialfaktor Ks !. N/mm2

St. 50 ................ St. 70 ................ Ck. 45 ...............

520 720 670

0,26 0,30 0,14

1990 2260 2220

Ck. 60 ............... 16MnCr5 ........... 18CrNi6............. 42CrMo4 ........... SjG 26........... HB

770 770 630 730 200

0,18 0,26 0,30 0,26 0,26

2130 2100 2260 2500 1160

Figur 5.2

i

Materiale

Spontykkelses­ eksponent z

*sl-l

Strekkfasthet N/mm2

Dette gir:

Materialfaktor og spontykkelsesekponent

Eksempel 2: Det forutsettes nå at 7,61 kW i eksempel 1 er maksimal effekt, og at en ny avsponing skjer med en mating (5) på 0,4 mm/omdreining. Arbeidsstykket er St. 50. 156

På grunnlag av dette kan maksimal kuttdybde (a) eller sponbredde (bf) bestemmes. Skjærehastigheten (v) = 120 m/minutt - gir maksimal hovedskjærkraft (Fh) = 2664 N (eksempel 1). Fra tabell: = 1990 N/mm2 z = 0,26 Innstillingsvinkel

k

= 90° gir A] = 5.

Utregning av kuttdybde (sponbredde): _ Ksx.x-bx-hx Fh-hxz U ~ ---------- => 6] = ------

A/

Vr*

2664 • 0,4°-26 = ---------------- = 2,637 mm = 2,64 mm 1990-0,4 Dette gir sponareal: 2,‘64 • 0,4 = 1,056 mm2

Slankhetsforhold G - — = hx

0,4

= 6,6

Figur 5.3 Hovedskjærkraften som funksjon av sponarealet ved forskjellig slankhetsgrad. Materialet er St. 50

Brukes en annen innstillingsvinkel, for eksempel k = 60°, blir slankhetsforholdet større, og dermed stiger hovedskjærkraften. Vi bruker samme mating (5) og kuttdybde (a). Beregning: a 2,64

Slankhetsforhold (G)

sin 60 _ sin 60 sin 60 • 5 sin 60 • 0,4

Slankhetsforhold (G): G = —

hx

0,346

157

Dette gir: _ KsX.rA _ 1990-3,04-0,346 _ Pk —------------ — ------------------------- — Z/JO 1> h/ 0,346°-26 Dette gir et nødvendig effektbehov på 7,88 kW.

Økes sponarealet, vil også behovet for effekt øke.

Hovedskjærkraften øker proporsjonalt med kuttdybden, men mindre enn direkte proporsjonalt med matingen. Det vil si at skal sponarealet økes, er det mest gunstig å øke matingen (5).

3) Skjærehastigheten

Hovedskjærkraften reduseres med stigende skjærehastighet. Reduksjonen er imidlertid liten for de skjærehastighetene som vanligvis benyttes. Virkningen er størst for lav skjærehastighet, og for praktisk bruk er det vanlig å overse denne virkningen.

4) Skjæreverktøyets sponvinkel

Her kan en grovt si at en økning av sponvinkelen med 1° (y + 1°) vil redusere hovedskjærkraften med 1 %. Omvendt vil en reduksjon av sponvinkelen med 1° (y-l°) gi en økning i hovedskjærkraften med 1 %. Se formel 24 i formelsamlingen. Pilene på figur 5.4 viser den resulterende skjærkraftens (Fh) retning avhengig av sponvinkelen.

Figur 5.4 Når sponvinkelen øker, synker Fh, men faren for brudd i eggen øker. Ved å bruke en negativ sponvinkel økes Fh, men faren for brudd minker

158

5) Andre forhold

Andre forhold som virker på hovedskjærkraften, er for eksempel slitasje på skjæreverktøyet, men dette er vanskelig å beregne da det henger nøye sammen med graden av slitasje. Eggmaterialet har også innvirkning på hovedskjærkraften, men dette er det vanlig å se bort fra. En kan imidlertid regne med at ved svært høye skjærehastigheter vil keramikk gi ca. 10 % mindre hovedskjærkraft enn hardmetall. Arbeidsstykkets form vil også virke inn på hovedskjærkraften. Hovedskjærkraften er størst ved innvendig dreiing, og minst ved utvendig dreiing. Dette forholdet skyldes sponstukingen, og en kan regne med en økning i hovedskjærkraften på ca. 20 % fra utvendig til innvendig bearbeiding.

Bestemmelse av mating på grunnlag av krav til overflateruhet (7?a) Svært mange arbeidsstykker har spesifiserte krav til overflateruhet (Rd ^im). Den overflateprofilen som vi får ved en dreieoperasjon, kan sies å være avhengig av skjæreverktøyets neseradius (r) og matingen (5).

Figur 5.5

Overflateruhet. Ra forandres avhengig av mating og neseradius

Denne profilen kalles for teoretisk profildybde (ÆtC0r.k og kan beregnes etter formelen: s2

Æteor =------- 1000 Nm 8■r /?tcor = teoretisk profildybde i jim. 5 = mating i mm/omdreining r = skjæreverktøyets neseradius i mm

Formelen kan brukes til direkte å beregne nødvendig mating i forhold til overflatekravet i R.d. Den vil da ikke gi matinger med større overflatefinhet enn Æa-kravet. 159

Skjæreverktøy av hardmetall har standardiserte neseradier: 0,2 - 0,4 - 0,5 - 0,8 -1 -1,2 -1,5 -1,6 - 2 - 2,4 - 3,2 - 4 (mm).

Bruker vi data fra eksempel 2 og velger et skjæreverktøy med en neseradius på 1,2 mm, vil den teoretiske overflateruheten bli (s = 0,4 mm/omdreining): s2 0 42 - --------- 1000 = —------ 1000 = 16 Lim teo 8- r 8-1,2 En bør imidlertid, der dette er mulig, bruke tabeller til valg av matinger. Disse tabellene bygger på forsøk og gir høyere verdier for mating enn det vi vil få ved å bruke formelen.

Q

Beregningseksempel ved dreiing Du er ansatt på planleggingskontoret ved en bedrift. Bedriften skal legge inn anbud på en større jobb, og du får i oppdrag å beregne en liten del av denne jobben. Oppgaven din (se figur 5.6): 50 like aksler skal dreies. Emnemålene er: lengde 750 mm, diameter (d) 300 mm. Disse emnene skal dreies ned til en diameter på 278 ±01 mm, i en lengde på 650 mm. Overflateruheten skal være 6,3 fim (7?a). Materialet er St. 50. Bestem inngrepstiden på skjæreverktøyet.

For å bestemme nødvendige bearbeidingsdata må nødvendige maskindata innhentes. Maskinen som en bestemmer seg for å bruke, har følgende data av interesse for deg: 160

Motoreffekt: (Pt) = 21,45 kW Virkningsgrad (17) = 0,7 Omdreiningstall (n): trinnløst fra 0 - 1500 omdreininger/minutt Mating: (5) 0 - 4 mm/omdreininger i sprang på 0,05 mm/omdreininger (0,05 0,1 - 0,15 osv.) Maskinens stabilitet er god. Skjærehastigheten (v) velges til 100 m/minutt.

Beregning: Bestem først maksimal hovedskjærkraft (Fh): ^h-v

Effekt: P{ =

6O-17-1OOO

Pt • 60 - 77 • 1000 v

TT r 21,45-60-0,7-1000 Hovedskjærkraft: Fh = ------- ——------------ = 9009 Fh = 9000 N

Maksimal hovedskjærkraft = 9000 N Matingen (5) beregnes ut fra kravet til overflateruhet (Æa = 6,3 gm), og det

skjæreverktøy som skal brukes. Her velger en å bruke et skjæreverktøy med neseradius (r) på 1,6 mm. Innstillingsvinkelen settes til 90° (k = 90°). Teoretisk profildybde: Ra =-------- 1000

8-r

Mating: / fla-8-r V 1000

6,3-8-1,6 1000

= 0,2893

s = h\ = 0,3 mm/omdreining

Spesifikk skjærkraft (kf) - kuttdybde (a) Når k = 90°, er s = . Dermed kan ks beregnes. K$ j.} finner du av tabellen på figur 5.2 til 1990

N/mm2. Samme sted finner du spontykkelseseksponenten (z) = 0,26. 6. Tilvirkningstekn. 1. Bm.

161

Spesifikk skjærkraft: k =

s

K

s1 1- =

h/

1990

- = 2721,4 dvs. 2721,4 N/mm2 O,30’26

Æs = — (A = 5 • d) A

Kuttdybde: Fh 9000 « = ------ = ------------ ~ 11 ks •5 2721 ■ 0,3 a = 11 mm, dvs. diameterreduksjon 11 • 2 = 22 mm.

Arbeidsstykkets diameter skulle reduseres fra 300 mm til 278 mm, det vil si en diameterreduksjon på 22 mm - altså lik det som ifølge beregningen kunne fjernes i ett kutt. Selv om det her beregningsmessig lar seg gjøre å ta hele diameterreduksjonen i ett kutt, vil en neppe gjøre det i praktisk bearbeiding. En vil da foretrekke å kjøre minst to kutt - grovkutt og finkutt. Det kan være flere grunner til dette, men hovedgrunnen er at en ved et lite kutt til slutt vil ha en større garanti for at en overholder kravene til arbeidsstykkets form. Arbeidsstykker med store nøyaktighetskrav må sluttbearbeides med finkutt. Det er inngrepstiden (t) som skal bestemmes i beregningseksemplet over. Det betyr at du skal bestemme den tiden som går med til avsponingen - den tiden som skjæreverktøyet må være i inngrep.

Først må maskinens omdreiningstall bestemmes:

Skjærehastigheten (v) = 100 m/minutt. Diameter før kutt (t/) = 300 mm.

Formel for skjærehastighet 7T- d • n

V = --------------

1000

Dvs. 100 • 1000 = 106,15 r/minutt 77-300 Inngrepstiden (r) kan beregnes slik: v • 1000

n = ----------d

L t = ----- minutt 5•n t = inngrepstid i minutt L = dreielengde i mm

5 = mating i mm/r n - omdreiningstall i r/minutt Inngrepstid for ett arbeidsstykke: 650 0,3 • 106

.

t = ------------ = 20,44 minutt

162

Det betyr at dreietiden for hver av de 50 akslene vil være ca. 20 minutter og 44 sekunder. For 50 aksler vil inngrepstiden dermed bli: 20,44 ■ 50 = 1022 minutter eller 17 timer og 2 minutter (17 timer).

I tillegg til den beregnede inngrepstiden kommer tiden til rigging av maskinen, skifte av arbeidsstykker, måling, tilbakesveiving av sleider, kontroll og skifte av skjæreverktøy osv. Hvor lang tid det går med til dette, er vanskelig å si. Men legger en alt dette sammen, vil inngrepstiden, avhengig av arbeidsstykkets form og størrelse, neppe overstige 20 - 40 % av den totale arbeidstiden på et arbeidsstykke. Løs repetisjonsoppgave 1 FAKTORER SOM PÅVIRKER DREIEOPERASJONEN Valg av vendeskjær og skjæredata

FORUTSETNINGER/VALG

KOMMENTARER

ARBEIDETS FORUTSETNINGER

1

Maskintimekostnader

2

Seriestørrelse

3

Line-behov

Hvor viktig er optimering eller framskaffing av skjæredata?

BEARBE1DINGENS TEKNISKE FORUTSETNINGER

4

Materiale

Skjærbarhet, sponavgang (sponbildekarakter) Ujevn enhetsoverflate Hard overflate (glødeskall)

5

Dreieoperasjonen

Diameterdreiing, plandreiing, profildreiing, innvendig dreiing.

6

Arbeidstegningens krav

Toleranser, hulkiler (radier), overflateruhet, ansatser, profiler

7

Maksimum og minimum arbeidsmonn

Emnets form kontra ferdig produkt 163

FORUTSETNINGER/VALG

KOMMENTARER

8

Arbeidsstykkets, verktøyets og oppspenningens stabilitet

Fare for utbøying, vibrasjoner/sperringer

9

Maskinens effekt og stabilitet (kondisjon)

Virkningsgrad, ”dødgang” i lagre og sleider, fare for vibrasjoner og skjærebrudd

10

Maskintype

11

Andre forutsetninger for operasjonen

Manuell eller programstyrt (CNC) Automatisert verktøyog/eller emnebytting PLS-roboter og lignende For eksempel samtidige operasjoner som låser skjæredataene

PRIMÆRE VALG

12

Neseradius

Overflateruhet, eggstyrke, sponbryting

13

Innstillingsvinkel

Arbeidstegning, bearbeiding, stabilitet og sponbryting

14

Vendeskjærsform

Sterkeste form, begrensninger, som for eksempel innstillingsvinkel, muligheten for å komme til ved eventuell kopiering

15

Antall kutt og kuttdybde

Dreiemonn, stabilitet, overflateruhet, sponavgang, store kuttdybder (få kutt)

16

Vendeskjærets størrelse

Skjærekantlengde (kuttdybde, innstillingsvinkel), styrke

164

FORUTSETNINGER/VALG 17

Skjærevæske/-olje eller ikke?

KOMMENTARER Toleranser, eggtemperatur, sponavgang/-transport, sponbryting

SEKUNDÆRE VALG

18

Hardmetallkvalitet

Materiale, kuttdybde, skjærevæske, mating, skjærehastighet, vendeskjær

19

Mating

Materiale, hardmetalltype, kuttdybde, skjærehastighet, vendeskjær

20

Skjærehastighet under mating

Materiale, hardmetalltype, effekt,, kuttdybde, mating, vendeskjær

21

Valg av vendeskjær

Vendeskjærets formstyrke, vendeskjærets størrelse-kuttdybde, innstillingsvinkel, styrke. Grunngeometri-styrke i spissen på skjæret. Overflateruhetskrav, minste hulkilsradius, arbeidsstykkets stabilitet. Hardmetallsort (-type), styrke mot gropslitasje, seighet. Kontroller også i sponbryterdiagrammet (fra leverandørene) at vendeskjæret gir god sponbryting ved de valgte skjæredata.

165

Oppsettet foran antyder sammenhengen mellom avgjørelsene som fører fram til en maksimal utnyttelse av dreieoperasjonen.

For en erfaren tekniker vil det om mulig være naturlig å gå direkte inn i senere steg i beslutningsprosessen, og derfor kan den forannevnte oppstillingen virke for komplisert. Alt er avhengig av teknikerens tidligere utdannelse og praktiske erfaring. De følgende oppgavene vil også være til nytte for den "erfarne” verkstedmannen som kan prøve systematikken. I ”erfaringen” ligger nemlig faren for at noe kan bli oversett.

Beregning av effekt ved fresing Ved fresing er det ofte maskinens tilgjengelige effekt som bestemmer den maksimale avsponingen. o

A bestemme skjæredata ved fresing pa grunnlag av tilgjengelig effekt er noe mer komplisert enn ved dreiing, men diverse tabeller gjør problemet en del lettere å løse. På samme måte som for dreiing finnes det også for fresing nomogrammer eller datablad hvor nødvendige skjæredata kan framskaffes på en relativt enkel måte. Vi vil i det etterfølgende likevel gå raskt gjennom beregningsmåten, slik at problemene belyses noe grundigere. Beregningen omfatter bare endeplanfresing. Formel for effekt-endeplanfresing: Pn = ^sm e a (watt) (nettoeffekt) 60-1000 ksm = midlere spesifikk skjærkraft N/mm2 e = inngrepsmålet i mm (fresebredden) a = kuttdybden i mm vf = matingshastighet i mm/minutt

Faktorer som påvirker midlere spesifikk skjærkraft (Æsm) ksm påvirkes av flere forhold (husk ks ved dreiing): Materialet i arbeidsstykket

Tabellen på figur 5.7 viser midlere spesifikk skjærkraft for noen materialer. Tabellen gjelder bare for midlere spontykkelse hm = 0,2 mm og sponvinkel -7°. Brukes annen midlere spontykkelse (/znl) og sponvinkel, må en korrigere. 166

Materialtyper

Ulegert karbonstål C 0,15 % C 0,35 % C 0,70 %

Hardhet

/f nsm

HB

N/mm2

125 150 250

2750 3000 3300

Lavlegert stål

glødet herdet

125-200 200-450

3200 3900

Høylegert stål

glødet herdet

150-250 250-500

3500 3500

Rustfritt

ferrittisk, austenittisk austenittisk

175-225 150-200

3600 3900

Stålstøpejern

ulegert lavlegert høylegert

225 150-250 150-300

2600 2800 3200

kortsponende langsponende

>50 HRC 110-145 200-250

6750 2200 2000

Ekstra hardt stål Adusergods

Grått støpejern

SjG.OO - SjG.20 SjG.25 - SjG.30 SjG.35 - SjG.40

Kulegrafitt ferrittisk (nodulært støpejern) perlittisk KokilIherdet støpejern

1400 1700 1900 125-200 200-300

HRC

1500 2250 4750

Figur 5.7 Spesifikk skjærkraft ksm ved midlere spontykkelse hm = 0,2rnrn ogsponvinkel (y) = -7. For andresponvinkler må det korrigeres. Spontykkelsen (/im)/fresens plassering

Da spontykkelsen ved fresing varierer ("kommaformet” spon), må en beregne eller finne den midlere spontykkelsen i tabeller. Formel for midlere spontykkelse:

360 • v2 • e 7T • cp • d innstillingsvinkel mating i mm/tann eller skjær freseinngrepets vinkel i grader inngrepsmål eller fresebredde fresens diameter i mm .

nm = sin k

vz cp e d

= = = = -

k----------------- (mm)

I eksemplet som følger, vil det bli brukt tabeller for å bestemme hm . 167

Midlere spontykkelser (hm) mm e/D

0,05 0,1

1/10 2/10 3/10 4/10 1/2 6/10 7/10 8/10 9/10 1/1

0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,08 0,08 0,07

0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

Mating per skjær (vz mm) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,19 0,19 0,19 0,19 0,18 0,18 0,17 0,16 0,15 0,12

For innstillingsvinkel For innstillingsvinkel For innstillingsvinkel Figur 5.8

0,29 0,29 0,28 0,28 0,28 0,27 0,26 0,25 0,23 0,18

0,38 0,38 0,38 0,37 0,37 0,36 0,35 0,33 0,31 0,24

0,58 0,57 0,56 0,56 0,55 0,53 0,52 0,49 0,46 0,37

1,0

0,77 0,76 0,75 0,74 0,74 0,71 0,70 0,66 0,62 0,49

0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,89 0,87 0,82 0,77 0,61

= 90° øker ovenstående verdier 4 % k = 60° minker ovenstående verdier 10 % k = 40° minker ovenstående verdier 25 % k

Planfresing med sentralt plassert fres og

Midlere spontykkelse r

e/D

1/20 1/10 2/10 3/10 4/10 1/2 6/10 7/10 8/10 9/10 1/1

0,48 0,48 0,47 0,47 0,46 0,44 0,43 0,41 0,39 0,31

0,8

(^m)

0,1 0,02 0,03 0,04 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,06

0,04 0,06 0,09 0,10 0,12 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14 0,13

0,09 0,13 0,17 0,21 0,24 0,25 0,27 0,28 0,29 0,28 0,25

0,11 0,16 0,22 0,26 0,30 0,32 0,34 0,36 0,36 0,36 0,32

0,13 0,19 0,26 0,31 0,35 0,38 0,41 0,43 0,43 0,43 0,38

- 75°

mm

Mating per skjær (vz mm) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,07 0,10 0,13 0,16 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,21 0,19

k

0,18 0,26 0,34 0,42 0,47 0,50 0,54 0,57 0,58 0,57 0,50

1,0

0,22 0,32 0,43 0,52 0,59 0,63 0,68 0,71 0,72 0,71 0,63

For innstillingsvinkel * = 75° minker ovenstående verdier 4% For innstillingsvinkel k = 60° minker ovenstående verdier 14 % For innstillingsvinkel k - 45° minker ovenstående verdier 30 % Figur 5.9 Planfresing med sideforskyvning, fres ifølge skissen og eller skive- og hjørnefreser med k = 90°

168

k

= 90°

For å bestemme midlere spontykkelse (/im) brukes figur 5.8 og 5.9. Figur 5.8 gjelder når fresen er plassert sentrisk på arbeidsstykket. Arbeidsstykkets totale bredde blir da lik inngrepsmålet e. Innstillingsvinkelen (k) = 75°. Figur 5.9 gjelder når fresen er sideforskjøvet i forhold til arbeidsstykket. Innstillingsvinkelen (k) = 90°. Før den midlere spontykkelsen bestemmes, må forholdet mellom inngrepsmål og fresediameter (e/D} bestemmes.

Når den midlere spontykkelsen er bestemt, må den midlere spesifikke skjærkraften (£sm) beregnes ved hjelp av en korreksjonsfaktor (/h). Figur 5.10 viser korreksjonsfaktorer avhengig av middelspontykkelse.

Formel for beregning av midlere spesifikk skjærkraft: ^sm

/h ’ ^-sm (0,2)

Æsm er også avhengig av fresens geometri. Figur 5.7 viser ksm for en del materialer når sponvinkelen (y) er -7°. ksm reduseres med 1,5 % for hver grad som sponvinkelen øker. ksm øker med 1,5 % for hver grad som sponvinkelen reduseres.

(Se beregningseksempel punkt 3.)

Midlere spontykkelser hm mm

Korreksjons­ faktor /h

0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

1,50 1,23 1,10 1,00 0,94 0,89 0,85 0,81

Formel: ksm - fh • ksmhm

0,79 076 q 72 g’gg

ksmhm(02) fas fra figur 5.7 og eventuelt korrigering for sponvinkelen

Figur 5.10

0,66 0,64 0,62 Korreksjonsfaktor (fh ) for midlere spontykkelser

169

Beregningseksempel for effektbehov ved fresing Forutsetninger:

Et arbeidsstykke med bredde 150 mm skal overfreses i ett kutt med en endeplanfres med diameter (D) = 200 mm. Dette gir inngrepsmål (e) lik arbeidsstykkets bredde. Materialet er SIS 1550 (c = 0,35 %) Skjærehastigheten (v) = 120 m/minutt Kuttdybde (a) = 6 mm Tannmatingen (vz) = 0,3 mm/skjær Maskinens virkningsgrad (17) - 0,5 Fresens innstillingsvinkel (k) = 75° Fresens sponvinkel (y) = +2° Fresens tannantall (Z) = 12 Framgangsmåte:

1: Bestem midlere spontykkelse hm .

150 _ F5 D 200 10 Ut fra figur 5.8 bestemmes hm = 0,25 - 0,26 ved mating vz = 0,3. Innstillingsvinkel (k) = 75° slik at korreksjon for innstillingsvinkel ikke er nødvendig. e

_

2: Bestem midlere spesifikk skjærkraft Zcsm .

Fra figur 5.7 er ksm (02) = 3000 N/mm2 3: Korriger ksm for sponvinkel (y).

Figur 5.7 gjelder for sponvinkel (y) = —7°, mens den fresen som er valgt, har sponvinkel (y) = +2°. ksm reduseres med ca. 1,5 % per grad økning av sponvinkelen.

Det vil si ksm = 3000 • 3111

,?)n1,5^ = 2600 N/mm2

1UU

4: Korriger Æsm for midlere spontykkelse hm .

Fra figur 5.10 finnes korreksjonsfaktor (/h) 0,94. Æsm = 0,94 2600 = 2444 N/mm2. (Se formel 29 i formelsamlingen.) 5: Nødvendig effekt kan nå beregnes.

Først beregnes omdreiningstallet (/?) 1000 • v

n = ----------7i • d

170

1000 • 120 77’200

191 r/minutt

Matingshastigheten (vf) i mm/minutt beregnes:

vf = n • z • vz = 690 mm/minutt. e ’ A ’ vf ‘ ^sm 60 • 1000 • Tj

150-6-690-2444 50 590 watt = 50,6 kW 60 • 1000 • p Nødvendig effektbehov er ca 50 kW.

NB! Nomogram for valg av skjæredata ved fresing på side 238.

Overflateruhet ved fresing (planfresing) Kravet til overflatebeskaffenhet ved fresing er ofte et viktig kriterium. Innvirkning på overflateruheten har maskinens tilstand (kondisjon), fresens konstruksjon og skjæregeometri, valgte skjæredata og arbeidsstykkets geometri og oppspenning. En frest overflate vil oppvise avvik i ruheten. Det vil si at overflaten med jevne mellomrom enten viser ”topper” eller ”bunner” i overflateprofilen. Dette kan skyldes kast i fresekroppen, eller det kan skyldes at de enkelte freseskjærene ikke står likt i forhold til hverandre i aksial retning. Overflateruheten måles i R.d, som er et mål for den midlere overflateprofilen. Ved fresing vil denne verdien i svært mange tilfeller si for lite om overflatens profil. Dette fordi til dels store "topper” eller "bunner” i profilen ikke inkluderes i målingen.

Planfas på freseskjæret forbedrer overflateruheten Hvis hvert freseskjær utstyres med planfas, som er parallell med den freste overflaten, vil dette forbedre den freste overflaten. Dette gjøres vanligvis. Figur 5.11 viser forskjellen på skjær med neseradius og skjær med planfas.

Figur 5.11 En frest flates overflateprofil etter bearbeiding med hjørneradius - respektive planfasskjær

171

Planfasens bredde og innbyrdes forhold Er matingen i mm/omdreining mindre enn planfasens bredde, vil den bearbeidede overflaten bestemmes av den skjærfasen som ligger lavest. Plasseringen av de øvrige skjærene betyr da mindre. Dette forholdet gjelder ofte for mindre freser med få skjær. Med rimelige matinger (mindre enn planfasens bredde i mm/omdreining) vil disse fresene gi en god overflateruhet til tross for store forskjeller i freseskjærenes innbyrdes forhold i aksial retning. Generelt kan en altså si at planfasens bredde bør være så stor som mulig, men ikke så stor at bearbeidingsforløpet forstyrres med for eksempel sperring. Det blir dermed arbeidsoperasjonens følsomhet for vibrasjoner som bestemmer bredden på planfasen. Kravet om at flere skjærfaser skal ligge i samme plan, øker med økende mating per omdreining. Er for eksempel matingen i mm/omdreining fire ganger planfasens bredde, må minst hver fjerde skjærfas ligge i samme plan. (De må også ligge lavest.) Se figur 5.12. Avvik fra dette vises direkte i den bearbeidede overflatens ruhet ved at profildybden blir like stor som aksialkastet til de skjærfasene som bestemmer overflaten (figur 5.12). Er fordelingen av de laveste skjærfasene ujevn, kan også overflaten bli svært ujevn. Dette kommer av at skjærfaser med til dels store aksiale avvik fra de laveste også kan forme deler av overflaten (figur 5.12). Det er derfor svært viktig at store freser med vendeskjærsplater blir kontrollert og justert ved skifte eller snuing av vendeskjær.

Figur 5.12

Fres med forskjellig fordeling av freseskjærene

Om bruk av nomogrammer Fra side 238 er det innlagt nomogrammer for valg av bearbeidingsdata ved dreiing og fresing. Alle nomogrammer bygger på den spesifikke skjærkraften ks0 4. Dette er egentlig den spesifikke skjærkraften med en mating på 0,4 mm/omdreining. Verdien for Æs0 4 finnes i tabeller og nomogrammer. 172

Skjærdatablad Fra side 244 er det et svært beskjedent utvalg skjærdatablad fra Sandvik Coromant. Dette er enkle hjelpemidler for valg av skjærdata. I boka har vi bare skjærdatablad for dreiing, men tilsvarende datablad finnes for fresing, boring og sliping. Mekaniske Verksteders Landsforening utgir publikasjoner med skjærdatagrunnlag for de nevnte bearbeidingsformene.

Repetisj onsoppgaver Effektberegning dreiing

1 Et dreiestål i inngrep har en innstillingsvinkel (k) på 60°. Kuttdybden (a) er 10 mm, og matingen (5) er 0,6 mm/omdreining. Materialet som bearbeides, er av typen 42CrMo4 (NS 13343-05). Neseradien (r) på skjæreverktøyet er 1,7 mm. Skjærehastigheten er under avsponingen 90 m/minutt. a) Hvor stor er sponavvirkningen i cm3/minutt? b) Hvor stor er effekten som går med til avsponingen (Pn) (beregning og nomogram)? c) Hvor stor blir overflateruheten (R.d {cor)? d) Hva kunne du tenke deg å gjøre for å øke avsponingen, uten at du fikk et større behov for effekt? Begrunn svaret med en kort tekst og bevis ved regning at det du sier, er riktig. e) Foreta også en kontrollregning på den spesifikke avvirkningen. Virkningsgraden på maskinen er 0,7. Løs gruppeoppgavene 6 til 17

173

6 Verktøy slitasje og eggvarighet

Økonomien ved en bearbeidingsprosess er i stor grad avhengig av det skjæreverktøyet som brukes. Skjæreverktøyet blir utsatt for store påkjenninger under inngrepet, og dette fører til slitasje. Slitasjen på verktøyeggen fører igjen til en dårligere avsponing, og dermed blir kvaliteten på produktet forringet.

Typer av slitasje De vanligste formene for slitasje er: a) friflateslitasje (VB) (faseslitasje) b) gropslitasje (KT) c) utflising eller avbryting d) deformasjon av skjæreeggen C

Figur 6.1 a) friflateslitasje (VB) b) gropslitasje (KT) c) utflising d) deformasjon

174

Spon og skjæreverktøy er under avsponingen i kontinuerlig kontakt med hverandre. Trykket som sponen øver mot verktøyet samtidig som det hele tiden beveger seg, fører til at harde partikler fra arbeidsstykket river med seg partikler fra skjæreverktøyet. Denne formen for slitasje fører i første omgang til det som kalles gropslitasje og friflateslitasje.

a) Friflateslitasje (figur 6.2a) forårsakes av at skjærets friflate trykkes mot arbeidsstykket. Denne formen for slitasje kommer i første rekke av for høy skjærehastighet. Frivinkelens størrelse og matingen har også innvirkning, sammen med materialet i skjæreverktøyet og arbeidsstykket. Det er vanlig å definere en tillatt friflateslitasje som kriterium for verktøyskifte. b) Gropslitasje har stort sett de samme årsakene som friflateslitasje, men hovedårsaken til denne formen for slitasje er størrelsen på matingen. Gropslitasjen oppstår ved at sponen trykker mot skjærets overflate og ”river" ned mikropartikler fra denne. Oksidasjon og høy temperatur er også medvirkende årsaker. Gropslitasje oppstår oftest ved bearbeiding av langsponende materiale. Gropslitasje kan, hvis gropa blir stor nok. føre til direkte brudd av skjæreeggen.

c) Utflising eller avbryting av eggen (figur 6.2c) oppstår når skjæreeggen er for hard og sprø for det aktuelle materialet som bearbeides, eller når skjæreeggen utsettes for store temperaturvariasjoner. Dette siste vil være tilfellet om kjølevæske ikke tilføres kontinuerlig i tilstrekkelige mengder ved bruk av hardmetall. Bearbeiding med hardmetall vil derfor ofte foregå uten tilførsel av kjøle-/ skjærevæske. d) Deformasjon (figur 6.2d) oppstår når skjæreeggen samtidig utsettes for høy temperatur og stor belastning.

Figur 6.2 a) friflateslitasje (VB) b) gropslitasje (KT) c) utflising d) deformasjon

175

Pressveising mellom skjær og spon Ved de store trykkene og temperaturene som oppstår under sponskjæringen, blir sponens underside bløt, og kontakten mellom verktøy og spon blir meget god. Kontaktflatene er dessuten svært rene. Dette fører til at eggmaterialet og sponen i noen grad vil kaldsveise seg til hverandre, noe en alltid må regne med ved stålbearbeiding. Dermed brytes partikler løs med jevne mellomrom, og tar samtidig med seg deler av eggen. Dette problemet er særlig stort i det såkalte løseggområdet (figur 6.4), da det her kan være fare for total nedbryting av eggen med én gang. (For lave skjærehastigheter i stålbearbeiding fører raskt til verktøybrekkasje på et hardmetallverktøy.)

Arbeidsstykke Figur 6.3 Løsegg festet til verktøyet samtidig som deler av denne fester seg til arbeidsstykke og til spon (B og A). Arbeidsstykkets overflate blir ru

Figur 6.4 Friflateslitasjen etter 30 minutters inngrepstid som funksjon av skjærehastigheten. Materiale: CK 53 N (seigherdingsstål) Verktøy: P30, y= 10° Sponarealet: a ■ s = 2 ■ 0,315 mm2

176

Om problemet med verktøyslitasje er det skrevet bindsterke verk, og mange har brukt - og bruker fortsatt - mye av sin tid på dette problemet, så en må ikke undervurdere viktigheten av dette området, selv om det her får en svært liten plass. En av dem som er best kjent for sitt arbeid med dette, er amerikaneren F. W. Taylor. Han offentliggjorde i 1906 en ligning som viste sammenhengen mellom eggvarighet og skjærehastighet: Taylors ligning: v • Tn = CT

Her er:

v = skjærehastighet i m/minutt T = eggvarighet i minutter n = eggvarighetseksponenten som bestemmes ved forsøk CT= konstant

Ved stålbearbeiding kan en regne med disse verdiene for n: n = 0,5 - 0,7 for keramikk n = 0,2 - 0,4 for hardmetall n = 0,1 - 0,2 for hurtigstål

Hva er eggvarighet? Eggvarigheten er definert som den tiden et skjæreverktøy kan være i inngrep til det når en på forhånd definert slitasje (standtid).

Figur 6.5

Måling av slitasje

177

For en maskinarbeider som hele tiden står ved sin maskin og iakttar prosessen, vil skjæreverktøyet være utslitt når verktøyet brekker, eller kravet til det ferdige arbeisstykket ikke lenger oppfylles. Vedkommende ser når verktøyet må skiftes. Etter hvert som produksjonen automatiseres og kravet til det ferdige produktet stadig øker, vil det være for sent å skifte verktøy når resultatet er synbart dårlig. En grense for tillatt slitasje må defineres, og verktøyet må skiftes når denne grensen er nådd. Som slitasjekriterium er det vanlig å fastsette en tillatt friflateslitasje (VB), (figur 6.5 side 177.)

Faktorer som virker inn på verktøyslitasjen Skjærehastigheten For det samme materialet, med de samme bearbeidingsbetingelsene for øvrig, vil eggvarigheten synke ved økende skjærehastighet.

Spontykkelse og sponbredde Ved bearbeiding i det samme materialet med samme skjærehastighet vil eggvarigheten reduseres hvis spontykkelsen økes (sponarealet det samme). Eggvarigheten vil også reduseres om sponbredden økes, men ikke så mye som når spontykkelsen økes. Av dette kan en også slutte at eggvarighet reduseres når sponarealet øker.

Materialet i arbeidsstykket Her er det gjort mange forsøk på å finne en sammenheng mellom de forskjellige materialer og eggvarighet. Det som synes helt klart, er at materialer med stor styrke og hardhet har en større slitende virkning enn såkalte bløte materialer. Faren for direkte verktøybrekkasje øker også med materialets hardhet. Videre er det klart at materialer som inneholder karbider og andre svært harde partikler, har en sterkt slipende virkning. Materialer som er legert med fosfor, svovel og bly, har derimot en god virkning på eggvarigheten.

Utforming av verktøyeggen Verktøyeggens innvirkning på eggvarigheten avtar etter hvert som eggvinkelen (/3) reduseres. På den andre siden vil avsponingen gå lettere når sponvinkelen og hovedeggens frivinkel økes. Her må en imidlertid forsøke en avveining mellom de fordelene og ulempene som oppstår. Faren for direkte brudd på eggen øker når eggvinkelen reduseres, mens

178

friflateslitasjens virkning er mindre når vinkelen på hovedeggens frivinkel er stor. Friflateslitasjen øker også mot stålets nese.

Når det gjelder de forskjellige virkningene på eggvarigheten, er det her ikke foretatt noen eksakt vurdering av de forskjellige årsakene mot hverandre.

DET KAN IMIDLERTID SLÅS FAST AT: Skjærehastighetens virkning er atskillig større enn matingens virkning, som igjen har større virkning enn kuttdybden.

Taylors diagram Taylors ligning kan framstilles grafisk som en rett linje i dobbel logaritmisk skala (figur 6.6). Her nøyer vi oss med et enkelt Taylor-diagram som viser sammenhengen mellom eggvarighet (T), skjærehastighet (v) og sponarealet (A). Linjene merket med 60, 30, 15 og 7,5 min er såkalte eggvarighetslinjer, og de representerer den tiden et skjæreverktøy av hardmetall (P 30) kan være i arbeid før den fastlagte friflateslitasjen når en grense på 0,5 mm (VB = 0,5). Materialet i arbeidsstykket er St. 50, skjæreverktøyets sponvinkel (y) er 6°, og innstillingsvinkelen er 90° (k = 90). v i min

Slitasjekriterie VB = 0,5

Sponareal A i mm2

Figur 6.6 Skjærehastigheten (v) som funksjon av sponareal (A) i dobbel logaritmisk skala. Materialet er St. 42, og verktøyet er hardmetall P 30

179

Bruk av diagrammet I beregningseksemplet for dreiing side 160 skal inngrepstiden på skjæreverktøyet bestemmes. Med de skjæredata som ble brukt i eksemplet, ble den totale inngrepstiden beregnet til 17 timer. I løpet av denne inngrepstiden er det nødvendig å skifte skjæreverktøy flere ganger. Diagrammet har slitasjekriteriet VB = 0,5, noe som er vanlig. Skjæredata fra beregningseksemplet: Mating (v) = 0,3 mm. Kuttdybde («) = 11 mm. Skjærehastigheten (v) = 100 m/minutt. Dette gir sponarealet A = a • 5 = 0,3 • 11 = 3,3 mm2 Framgangsmåte ved bruk av Taylor-diagrammet:

En loddrett linje trekkes fra sponarealet (3,3 mm2) til skjæringspunktet med eggvarighetslinjen for 60 minutter. Fra dette punktet trekkes en vannrett linje til aksen for skjærehastighet, og skjærer denne ved ca. 135 m/minutt (v60). Denne skjærehastigheten (135 m/minutt) vil altså gi en standtid på 60 minutter når slitasjekriteriet er VB = 0,5.

Da skjærehastigheten i beregningseksemplet bare var 100 m/minutt, må Taylors ligning brukes for å finne standtiden T2.

Taylors ligning v • F" = CT Kaller vi skjærehastigheten Vj og standtiden vi finner i diagrammet 1\ , og skjærehastighet og standtid fra beregningseksemplet for v2 og T2, kan ligningen skrives slik: V1-T7 = v2-T'f

For hardmetall i stål settes eggvarighetseksponenten (zz) til 0,3, (side 177).

135-6O0-3 = 163 minutter V 100 Dreietiden for hver aksel var 20,44 minutter. Dette betyr at det må skiftes skjæreverktøy etter: T-> = M -------------

Antall aksler per skjær = -y- =

= 7,97

Det vil si: Skjæreverktøyet skiftes etter 8 (7) aksler. 180

Til slutt foretar vi en beregning av sponavvirkningen (Vt) og den spesifikke avvirkningen (gs) med data fra beregningseksemplet side 160.

Vt = A • v (cm3/minutt) Vt = 0,3’11 100 = 330 cm3/minutt. qs =

(cm3/minutt kW)

q. = --------- = 15,38 cm3/minutt kW

21,45 Total avvirkning per aksel (V):

V = Vt • t cm3 V = 330-20,44 = 6745,2 cm3

Beregningseksempel dreiing Et arbeidsstykke av St. 50 skal bearbeides over en lengde på 650 mm. Diameteren på emnet er 450 mm. Ferdig skal diameteren være 428 ± 0,1 mm. Kravet til overflateruhet er satt til /?a3,2/am. En regner med å kjøre ett grovkutt og ett finkutt. Matingen ved grovkjøring settes til 0,8 mm/ omdreining. Til finkuttet beregnes en kuttdybde på 1 mm. Skjærehastigheten ved grovdreiingen skal være 130 m/minutt. Skjærehastigheten ved findreiingen skal være 200 m/minutt. Opplysninger:

Maskin: motoreffekt 50 kW, virkningsgrad 0,75, omdreiningstall fra 10 til 1500 omdreininger/minutt trinnløst, mating fra 0,1 til 3 mm/omdreining i sprang på 0,05 mm/omdreining. Skjæreverktøy: hardmetall P30, innstillingsvinkel: 75° for grovdreiing. Hardmetall P20, innstillingsvinkel 90° til findreiing. Sponvinkel er 6° for begge dreieoperasjoner. Slitasjekriterium er VB = 0,5 som oppnås etter 15 minutter ved en skjærehastighet på 160 m/minutt, eggvarighetseksponenten er 0,3.

Oppgave: Beregn nødvendig effektforbruk ved grovdreiingen Beregn dreietiden ved grovdreiingskuttet Beregn standtid ved grovdreiingen Skulle det dreies mange slike arbeidsstykker, hvor mange vil en kunne dreie mellom hvert verktøyskifte? e) Beregn maksimal mating ved findreiingskuttet når findreierstålets neseradius er 1 mm. f) Hvor lang er dreietiden til sammen for de to kuttene?

a) b) c) d)

181

g) Hvor stor er sponavvirkningen for grovkuttet? h) Hvor stort er slankhetsforholdet for grovkuttet? i) Hvor stor er den spesifikke avvirkningen?

Forslag til løsning:

a) Nødvendig effektforbruk? Gitt: Innstillingsvinkel: k= 75° Mating: s = 0,8 mm/omdreining D-d 450 - 430 ,n Kuttdybde: a = ? 2 =10 mm Virkningsgrad: 7/ = 0,75 Skjærehastighet: v= 130 m/minutt

Verdier fra figur 5.2 (side 156) Materialkonstant for St. 50: Ks tt = 1990 N/mm2 Spontykkelseseksponent: z = 0,26

Beregning:

Teoretisk spontykkelse før kutt: A] = 5 • sin k h} = 0,8-sin 75° /?! = 0,77 mm Teoretisk sponbredde før kutt:

sin

k

sin 75 6, = 10,35 mm Spesifikk skjærkraft: 1 ■ 1

he 1990 = 2130 N/mm2 0,77°-26

182

Hovedskjærkraft: = ks-A = ^h-v

P{ = 2130-0,8-10------------

60-0,75 Px = 49226 W - 49,2 kW

Svar: Nødvendig effektforbruk P, = 49,2 kW.

b) Dreietid for grovkuttet?

Gitt: Emnediameter : d - 450 mm Skjærehastighet: v = 130 m/minutt Mating : 5 = 0,8 mm/omdreining Dreielengde : L - 650 mm Beregning:

Skjærehastighet: tt - d ■ n v — --------------

1000 Antall omdreininger:

1000-v zz = ---------TT ■ d

Dreietid per kutt: L L • tt- d t = ------ = -------------n■s 1000 • v • 5

650-77-450 1000- 130-0,8 t = 8,8 minutter

t = --------------------

Svar: Dreietiden for grovkuttet er 8 minutter 48 sekunder.

183

c) Standtid ved grovdreiing? Gitt/avlest av tabeller/diagram:

Tillatt friflateslitasje: Standtid: Skjærehastighet: Eggvarighetseksponent:

VB = 0,5 T] = 15 minutter Vj = 160 m/minutt n = 0,3

Beregning:

Taylors ligning:

Vi-T? = v2-^ ”Ny” standtid: T2 = Z

vx-T\ v2

160- 150'3 130 T2 = 30 minutter T2 = \3I

Svar: Skjæreverktøyet vil ha en standtid på 30 minutter ved skjærehastighet v ~ 130 m/minutt.

d) Antall arbeidsstykker før verktøyskifte? Gitt: Standtid på skjæreverktøyet: Dreietid per kutt/del:

T2 = 30 minutter t = 8,8 minutter

Beregning:

Antall arbeidsstykker per verktøy: Antall =

t

* .. = ----30 Antall 8,8 Antall = 3,4 Svar: Skjæreverktøyet må skiftes etter hvert tredje arbeidsstykke.

184

e) Maksimal mating ved findreiing? Gitt: Overflateruhet: R.d = 3,2 gm Mating i sprang på 0,05 mm/omdreining Velger neseradius på stålet: r = 1,0 mm

Beregning: Overflateruhet: s2

8•r

Mating: 5

= V Ka • 8-r

3,2 Q ------ • 8 • r 1000 s = 0,16 mm/omdreining

5

Svar: Velger mating s = 0,15 mm!omdreining på grunn av sprangvarianten.

f) Dreietid for de to kuttene? Gitt: Mating ved dreiingen: Skjærehastighet: Arbeidsstykkets diameter: Tid ved grovdreiing: Dreielengde:

= 0,15 mm/omdreining v2 = 200 m/minutt d{ = 430 mm rgrOv = 8,8 minutt L = 650 mm 5

Beregning: Total dreietid: 6ot

^grov "f 6in

6 ot

^grov +

L ' TT - df v2•1000 • s

6ot

650- 7T-430 200-1000-0,15 38 minutter 8,8 +

6ot

=

Svar: Den totale dreietiden blir 38 minutter.

185

g) Sponavvirkningen ved grovdreiing?

Gitt: Mating: Kuttdybde: Skjærehastighet:

= 0,8 mm/omdreining = 10 mm = 130 m/minutt

5 a

v

Beregning:

Sponavvirkning per minutt: = A•v Vt = s ■ a - v Vt = 0,8-10-130 Vt = 1040 cmVminutt

Svar: Sponavvirkningen er 1040 cm3/minutt.

h) Slankhetsforholdet ved grovdreiing?

Gitt: Teoretisk spontykkelse før kutt: A[ = 0,77 mm Teoretisk sponbredde før kutt: = 10,35 mm

Beregning: Slankhetsforhold: a

_

£>i

_

sin

k

(j — ---- — ----------h! 5 • sin k

10,35 0,77 G = 13,4 „ _

(/

—

--------------

Svar: Slankhetsforholdet er 13,4 ved grovdreiingen.

i) Spesifikk avvirkning?

Gitt (beregnet i a og g): Pt = 49,2 kW Vt = 1040 cm-Vminutt Beregning: Vt 1040 qs = ----- = ------- = 21,3 cnT/minutt kW

Pt

49,2

Svar: Spesifikk avvirkning er 21,13 cm3/minutt kW

186

Y telsesdiagrammer o

A beregne seg fram til maksimal utnyttelse av maskinens effekt er tidkrevende og kanskje noe tungvint. For å lette denne operasjonen kan vi lage eller ta i bruk såkalte ytelsesdiagrammer.

Vi vet at effektbehovet stiger med økende skjærehastighet og med økende sponareal. Foretar vi et tilstrekkelig antall beregninger med varierende skjærehastighet og sponareal (G hele tiden den samme), vil vi kunne tegne et enkelt effektdiagram.

Figur 6.7 viser et enkelt diagram, men med et svært begrenset gyldighetsområde. Det er jo som kjent ikke bare skjærehastighet og sponareal som har innvirkning på effektbehovet. Effektbehovet påvirkes også av: — materialet i arbeidsstykket - spontykkelsen — sponbredden - sponvinkelen — innstillingsvinkelen

Figur 6.7 Maskinlinjene (effektlinjene) viser sammenhengen mellom ytelse, skjærehastighet, og sponareal. Verdier for skjærehastighet og sponareal etter maskinlinjene gir full utnyttelse av maskinens effekt. Materialet er stål med Rm - 500 FUmm2 . Slankhetsgraden er 5, og sponvinkelen er 6°. (Rutenettet er dobbelt logaritmisk)

187

Skal vi bruke diagrammer av denne typen, må vi altså lage mange forskjellige diagrammer, noe som også er gjort. Nebb, Aker, Kongsberg Våpenfabrikk og Kværner har laget produksjonsdiagrammer under fellesbetegnelsen NAKK. Disse diagrammene inneholder også verktøylinjer, slik at en ved valg av skjæredata også samtidig får med verktøyets standtid.

I stedet for mange enkle diagrammer er det laget diagrammer som har korreksjoner for de forskjellige faktorene som har innvirkning på effektbehovet. Disse diagrammene bygger på ks 0 4 (Æs 0 4 = ks med mating på 0,4 mm/omdreining), og finnes i mange forskjellige varianter. Enkelte skjæreverktøyprodusenter har også utarbeidet tabeller til bruk for bestemmelse av skjæredata. De er enklere å bruke enn et diagram eller nomogram.

Produksjonsdiagram Tidligere er det vist diagrammer for eggvarighet (verktøylinjer) og for maskineffekt (maskinlinjer). Begge typer diagrammer er tegnet i dobbel logaritmisk skala som funksjon av skjærehastighet og sponareal (figur 6.6 og 6.7). Føres verktøylinjene og maskinlinjene inn i samme diagram, vil linjene skjære hverandre (figur 6.8).

Hovedskjærkraft Fh

Dersom en har gitt et sponareal, kan en av diagrammet finne den skjærehastigheten som i kombinasjon med sponarealet gir den kostnadsmessig beste eggvarighet. Faller dette punktet til venstre for maskinlinjen, er nødvendig motoreffekt mindre enn den som ef tilgjengelig. Faller punktet til høyre for maskinlinjen, må skjærehastigheten senkes fordi tilgjengelig motoreffekt er mindre enn den som er nødvendig. Dette betyr i praksis at vi i området til venstre for maskinlinjen kan kjøre etter

Figur 6.8

188

Produksjonsdiagram

verktøylinjen, mens vi i området til høyre for maskinlinjen må kjøre etter maskinlinjen (figur 6.8a). Følgelig vil vi ikke ha bruk for verktøylinjen over skjæringspunktet, eller maskinlinjen til høyre. Det diagrammet som kommer fram på denne måten, kalles for et produksjonsdiagram. I produksjonsdiagrammet kan en legge inn en linje (i skala) for hovedskjærkraften, og tegne inn en øvre grense for sponarealet (figur 6.8b). Denne grensen bestemmes av maskinens stivhet og stabilitet. En kan også legge inn en nedre grense for skjærehastighet begrenset av området for løseggdannelse.

Bearbeidingsøkonomi Økonomisk eggvarighet For å bestemme økonomiske bearbeidingsdata er det vanlig å ta utgangspunkt i såkalt økonomisk eggvarighet. Den økonomiske eggvarigheten påvirkes av flere faktorer: a) Maskinkostnaden (Cm): Under dette kommer avskriving og vedlikehold, rente av kapital og arbeidslønn. Disse kostnadene uttrykkes i kr/time. Det fører til redusert kostnad på hver enkelt detalj ved økende avsponingshastighet (figur 6.9). b) Verktøykostnaden (Ct): Under dette kommer innkjøp av verktøyholdere, fresekropper, bor og vendeskjærsplater, og dessuten byttetid. Vektøykostnaden uttrykkes i kr/skjæreeggsats. Dette fører til at verktøykostnaden stiger med økende avsponingshastighet (figur 6.9).

c) Faste kostnader (Cf): Under dette kommer for eksempel lokalleie og belysning, altså kostnader som ikke påvirkes av avsponingshastigheten.

Kostnader

C

- v Skjærehastighet

Figur 6.9

Skjærehastigheten påvirker kostnadene

189

Som det framgår av figur 6.9, vii verktøykostnaden øke med økende skjærehastighet, fordi eggvarigheten reduseres. Samtidig viser kurven for maskinkostnader at disse synker når skjærehastigheten øker. De faste kostnadene påvirkes ikke av skjærehastigheten. Legger vi disse kurvene sammen, vil vi få kurven merket Ct + Cm + Cf. Kurvens laveste punkt er da å betrakte som den mest økonomiske skjærehastigheten (vc). Til denne skjærehastigheten svarer en bestemt eggvarighet - økonomisk eggvarighet Tc . Kjenner vi nå eggvarigheten uavhengig av skjærehastigheten, kan vi bestemme Tc.

Formel for økonomisk eggvarighet:

= stigningsforholdet -~ Ct = verktøykostnad/skjæreeggsats Cm = maskinkostnad/minutt

n

Figur 6.10 Taylor-konstanten. Beregning av eggvarighetseksponent

Stigningsforholdet n - " tilsvarer eggvarighetseksponenten i Taylors ligning (n bestemmes ved forsøk.)

Eksempel: Av Taylor-diagrammet på figur 6.6 finner vi at under bestemte forhold vil en skjærehastighet på 200 m/minutt gi en utslitingstid på ca. 60 minutter når sponarealet er 1 mm2, n settes til 0,3. Taylors konstant CT = 200 • 600,3 = 683. Velges en annen skjærehastighet, 400 m/minutt, kan vi bestemme ny utslitingstid:

Trekker vi en rett linje gjennom disse punktene, måler vi x = 13 mm og y - 42,5 mm, som gir ~ 0,3 (figur 6.11). 190

Figur 6.11

Beregning av eggvarighetseksponent

Beregningseksempel Beregning av økonomisk eggvarighet Tc .

Verktøykostnader: Vendeskjærsholder: kr 900,Tåler 400 vendeskjærsplater av tre kanter. Holderpris per plate: 3 .y^y = kr 0,75 Pris per vendeskjærsplate: kr 30,Pris per skjær: = kr 10,00 Byttekostnader per skjær: Byttetid 1 minutt. Maskinleie: kr 300 per time. Maskmleie per minutt: -^y- = kr5,Pris: = kr 5,00 Byttekostnader: 1 minutt å kr 5,Verktøykostnad Ct = kr 15,75

15,75 = 7,5 minutter 5

191

Sammenlign med Taylor-diagrammet på side 179. Hva er skjærehastigheten her hvis sponarealet fortsatt er 1 mm2? Økonomisk skjærehastighet ve kan beregnes: CT = 683. v • Tn = CT

683 . vP = ------- = 373 m/minutt e 7,50-3 Hvordan stemmer det med figur 6.6? Løs gruppeoppgave 18.

192

7 Numerisk styring — en elementær redegjørelse

Hva er numerisk styring? Du er ute og kjører bil på landeveien og nærmer deg en tettbebyggelse. Før du kommer inn i tettbebyggelsen, ser du et veiskilt med den numeriske informasjonen 50. Skiltet med dette tallet har en helt spesiell utforming, som for deg som sjåfør betyr at du skal redusere hastigheten til 50 kilometer per time. Du registrerte dette skiltet, informasjonen går til "gassbeinet” som reduserer trykket på gasspedalen (du må kanskje bremse). Øynene følger samtidig nålen på hastighetsmåleren og registrerer hastigheten. Når nålen når 50, fortsetter du i denne hastigheten til en ny numerisk informasjon forteller deg at du kan forandre farten.

Eksemplet virker kanskje noe søkt, men det illustrerer numerisk styring på en god måte. Tallet 50 står på hvit bunn omgitt av en rød sirkel. Denne skiltformen vet du har noe med hastighet å gjøre. Tallet på skiltet forteller deg hvor stor hastigheten kan være. Et firkantet, hvitt skilt med en svart ramme, også med tall, gir deg automatisk en annen informasjon. Det forteller deg hvilken vei du kjører på, hjernen din registrerer dette, men du forandrer ikke hastigheten. Det som har skjedd i hendelsesforløpet foran er: Øynene har lest en numerisk informasjon i en spesiell kode. Øynene er informasjonslesere. Hjernen har mottatt en informasjon, og behandler denne. Hjernen er informasjonsbehandler. Hjernen sammenligner skiltets opplysning med bilens hastighetsmåler. Den er sammenligner. Er bilens hastighet den samme som den mottatte informasjon, får ”gassbeinet” beskjed om at alt er i orden. Hvis hastigheten er for høy i forhold til informasjonen, vil ”gassbeinet” automatisk redusere hastigheten. Beinet foretar en omstilling av hastigheten. Som en følge av dette reduseres motorens hastighet inntil hastighetsmåleren - det målende organet - viser riktig hastighet. Dette registreres av øynene, men behandlingen av informasjonen skjer i hjernen ved sammenligning av informasjonen fra skiltet og hastighetsmåleren. Du som sjåfør vil ikke umiddelbart få noen ny informasjon, og fortsetter i samme hastighet til du på en eller annen måte får en ny informasjon. En verktøymaskin sies å være numerisk styrt når den er anordnet slik at deler av eller hele arbeidsprogrammet kan utføres automatisk etter informasjon 7. Tilvirkningstckn. 1. Bm.

193

gitt i form av tall. Styresystemene kan inndeles i et stort antall typer, men ser en på den prinsipielle oppbygningen, vil en todeling av systemene være tilstrekkelig.

1) Systemer med åpen kontrollsløyfe (figur 7.1) 2) Systemer med lukket kontrollsløyfe (figur 7.2)

Systemer med åpen kontrollsløyfe Sendes et signal fra et ordregivende organ til et utførende organ, om for eksempel en sleidebevegelse, forutsettes det at denne bevegelsen utføres uten at den blir kontrollert. Det forutsettes dermed at det utførende organet (matingsmotoren - stegmotoren eller servomotoren) utfører bevegelsen i overensstemmelse med det mottatte signalet.

Systemer med lukket kontrollsløyfe I disse systemene kontrolleres utførelsen av en gitt ordre ved at sleidens posisjon hele tiden måles og sammenlignes med den gitte ordren (øyet ser på hastighetsmåleren).

194

Punkt-til-punkt-styring De første NC (Numeric Control) -maskinene var bormaskiner, og hadde følgelig ikke behov for å bli styrt etter bestemte baner, da bearbeidingen begrenset seg til bestemte punkter. Veien under forflytningen fra punkt til punkt hadde altså ingen betydning. y-

Figur 7.3

Punkt-til-punkt styring. Ingen bearbeiding under forflytningen

Rettlinjestyring Ved fresing kreves det at en bearbeiding kan skje under forflytningen. Dette betyr da at forflytningen skjer en bestemt vei med en bestemt hastighet. Rettlinjestyring oppfyller dette kravet, men fortsatt bare i rette "linjer”. (Det finnes rettlinjestyringer som kan forflytte to akser samtidig med samme hastighet, med ca. 45° vinkel i forhold til X- og V-akse som resultat.)

y

4

Figur 7.4

3

Rettlinjestyring. Bearbeiding foregår under forflytningen

195

Banestyring (kurvelinjestyring) Ved denne styringen forflyttes verktøyet under bearbeidingen i to eller flere koordinater samtidig, slik at den ønskede kurven beskrives i planet eller rommet. Det finnes også banestyringer som bare har to koordinater, mens den tredje kan beskrive en rett linje. (En dreiebenk krever ikke mer enn banestyring i to koordinater.)

Figur 7.5 Banestyring. Bearbeiding foregår under forflytning, som kan skje på flere akser samtidig

Absolutte og inkrementelle systemer I et absolutt system angis veiinformasjonen i absolutte verdier. Det vil si at avstanden som verktøyet skal bevege seg i, alltid regnes fra et bestemt utgangspunkt. Dette utgangspunktet kan være et vilkårlig valgt punkt 0 punkt utenfor arbeidsstykket - eller det kan være et bestemt punkt på detaljen som bearbeides. (Tenk basislinje ved målsetting av tegninger.) Se figur 7.6.

I et inkrementelt system angis verktøyets eller maskinsleidens bevegelse som avstanden mellom start- og stoppunkt for en bevegelse. Se figur 7.7.

Figur 7.6 Koordinatangivelse i et absolutt Figur 7.7 Koordinatangivelse i et system (basislinje målsetting) inkrementelt system (kjedemålsetting)

196

Analoge og digitale systemer Disse systemene henviser til den måten en angir sleidenes eller verktøyets forflytningslengde. Med det analoge prinsippet uttrykkes forflytningslengden med måletallet for en annen størrelse, med en størrelse som forandres i overensstemmelse med forflytningslengden. En målelengde kan for eksempel uttrykkes gjennom elektrisk spenning gitt av et organ som er ordnet på en slik måte at spenningen varierer analogt med variasjonene i forflytningslengden (figur 7.8). Den analoge metoden kan sies å være et system med lukket kontrollsløyfe. Den digitale metoden (figur 7.9) innebærer at en skaffer seg opplysning om en avstand gjennom det antall enhetsavstander (1/1000 mrh) som avstanden inneholder. Oversikten over bevegelsens lengde kan da eksempelvis oppnås ved at maskinbordet eller sleiden er utstyrt med anordninger som gir en puls for hver tusendels millimeter som bordet beveger seg.

Figur 7.8 Analogt system a) maskinsleid b) børsteholder c) motstandstråd (erverdi) d) børverdi med hjelp av stigemotstand e) strømkilde f) sammenligner g) motor

Figur 7.9 Digitalt system a) maskinsleid b) lyskilde, fotocelle c) gitterstav d) regneverk e) motor

Det er relativt vanlig at begge systemene anvendes i samme styresystem. Det informasjonsbærende systemet (det som mottar informasjonen - programmet og viderebefordrer informasjon til verktøystillende organer) kan da for eksempel arbeide digitalt, mens det målende organet arbeider analogt.

Fortid/nåtid/framtid Fra den første numeriske styringsenheten for verktøymaskiner så dagens lys i 1950-årene og fram til begynnelsen av 1980-årene, har den elektroniske utviklingen gått med stormskritt, og det første ruvende NC-styringsskapet 197

er skrumpet, inn til den lille boksen som i dag rommer en CNC-styring (CNC = Computer Numeric Control).

Fram til midten av 1970-årene hadde utviklingen på styringssiden små konsekvenser for maskinoperatørens og programmererens arbeidssituasjon, men dette endret seg mye da CNC-styringen ble introdusert. Maskinoperatøren kunne da selv rette feil i det programmet som var lest inn i styringen, uten at programmereren, som for NC-styringen, måtte lage et nytt og korrigert hullbånd. Fra CNC-styringen ble innført og fram til begynnelsen av 1980-årene har en vært vitne til visse forbedringer og endringer av styringenes programmeringsog bruksegenskaper, men for de aller fleste styringene ville riktig utnyttelse innebære at programmet på forhånd var laget av en programmerer og deretter overført til styringen via et hullbånd (eller magnetbånd). For de aller fleste bedriftene som har tatt i bruk numerisk styrte maskiner, har dette innebåret at de har måttet bygge opp en organisasjon rundt disse verktøymaskinene, hvor den spesialopplærte programmereren var uunnværlig og hadde en sentral posisjon.

Flere fabrikanter har forsøkt å utvikle numeriske styringer hvor programmeringen effektivt kunne utføres på selve styringen av maskinoperatøren, men dette har ofte gått ut over effektiviteten og ikke minst sikkerheten. Testingen av programmet i selve maskinen for å unngå senere maskinhavarier, opptok unødig maskintid.

Da en innførte dialogprogrammerte styringer og høyt utviklet ”meny”teknikk i begynnelsen av 1980-årene, gjorde en dette for å overlate programmeringsarbeidet til maskinoperatøren. Dialog mellom styring og operatør innebærer at samspillet mellom styringens datakraft og operatørens informasjon om spesielle arbeidsbetingelser, verktøy, materiale og arbeidsstykkets form gir et ferdig partprogram på betydelig kortere tid enn ved konvensjonell partprogrammering. Programmeringsarbeidet foregår ved at styringen "stiller spørsmål” på skjermen i norsk klartekst, og operatøren "svarer” ved å velge ut fra en ”meny” av svar som presenteres på skjermen. Et konvensjonelt partprogram må vanligvis kontrolleres ved en fysisk testing i selve verktøymaskinen, mens et dialogprogrammert program testes ved grafisk uttegning på styringens skjerm hvor blant annet alle verktøybaner tegnes ut i forhold til arbeidsstykkets kontur. Er arbeidsstykket stort i forhold til skjermens størrelse, kan en velge uttegning av en mindre del av arbeidsstykket. Eventuelle feil i programmet lar seg svært enkelt korrigere ved å anvende dialogteknikken. Skjæredata (mating, kuttdybde og skjærehastighet) bestemmes automatisk av styringen etter at operatøren har angitt materialkvalitet i arbeidsstykket, og dessuten tegningens spesifiserte krav til overflatefinhet. Gjennombruddet for dialogprogrammering kom etter at en stor japansk fabrikant av verktøymaskiner introduserte sine dialogstyringer for 198

dreiebenker og maskineringssentre. Styringen er primært beregnet på at maskinoperatøren lett og sikkert kan foreta all progammering selv. Det er også mulig, her som ved programmering av en "vanlig” CNC-styring, å benytte en progammeringssimulator og deretter overføre det ferdige programmet til den enkelte verktøymaskin. Denne overføringen kan for eksempel skje via en fiberoptisk kabel, eller ved hjelp av magnetbånd, som ved andre styringssystemer. Både dialogstyring og et vanlig CNCstyringssystem kan knyttes til større dataassisterte konstruksjons- og produksjonssystemer (DAK/DAP). Mye tyder på at den ovenfornevnte teknikken, med et antall numerisk styrte verktøymaskiner innordnet i et DAK/DAP-system vil bli et svært viktig produksjonssystem også for norske brukere. For de aller fleste bedrifter vil imidlertid denne formen for produksjonsteknikk enda en stund høre framtiden til.

Dialogstyringer vil for mange være en enkel måte å innføre teknikken med styring av verktøymaskiner på. Bedrifter som allerede har en maskinpark eller enkeltmaskiner med en konvensjonell CNC-styring vil imidlertid med fordel i mange år enda være tjent med å utbygge dette systemet videre. Dialogstyringen er kommet for å bli, men den vil høyst sannsynlig ikke dominere markedet for maskinstyringer i den nærmeste framtid.

Programmeringsspråkets oppbygning Maskiner med dialogprogrammering vil nok etter hvert overta mer og mer av maskinparken i industrien, men i de nærmeste årene vil fortsatt de ”vanlige” numerisk kontrollerte maskinene være i flertall. Disse maskinene krever at informasjonen som er nødvendig for å få maskinen til å arbeide, blir gitt på en spesiell måte - etter bestemte regler. Slike regler for en numerisk kontrollert maskin kalles for maskinens dataformat.

Instruksjonene i arbeidsprogrammet blir bygd opp av tegn, ord og blokker. Tegnene består enten av bokstaver, tall, skilletegn eller spesialtegn.

Et ord består av ett eller flere tegn, som til sammen utgjør informasjonen for en funksjon. En blokk består av ett eller flere ord, som inneholder ordrer som i prinsippet skal utføres samtidig. Ordrene trenger likevel ikke å påbegynnes samtidig. Rekkefølgen mellom ulike programmerbare hendinger i en blokk er ikke alltid den samme for alle maskiner. Rekkefølgen er beskrevet i programmeringsrettledningen for den aktuelle maskinen. 199

Blokken blir avsluttet med et spesielt sluttegn. Blokksluttegnet mater fram en ny linje når programmet blir skrevet ut i klartekst. Hver blokk står derfor på en egen linje i programutskriften.

Når vi har matet inn en blokk i styresystemet, blir den lagret i et minne i styresystemet. Minnet er oppdelt på en slik måte at hver kodebokstav har sitt eget rom. Innholdet i disse minnerommene blir først forandret når en skriver inn ny informasjon. Vi trenger derfor til vanlig ikke å gjenta informasjon som skal stå ved lag fra blokk til blokk. Adressering

Med adressering mener vi den måten tallinformasjonen i programmet blir ledet til riktig funksjonsenhet i NC-maskinen på. Den mest vanlige adresseringsmetoden er kodeadressering. Kodeadressering (husk veiskiltet!)

Ved kodeadressering blir hvert ord i blokken innledet med en kodebokstav som kopler inn tallinformasjonen etter bokstaven til riktig funksjonsenhet. Hver funksjonsenhet har sin karakteristiske kodebokstav. Kodebokstavene har stort sett samme betydning i de fleste moderne NCmaskinene. Noen vanlige kodebokstaver og deres betydning:

F

G

Matingshastighet - verktøyets bevegelseshastighet ved bearbeidingen. Forberedende funksjon - en tosifret kode forteller hvilken måte maskinen skal arbeide på.

Eksempler på G-koder:

G00 G01 G02

G03 G90 G91 G92

M

Posisjonering (punktstyring) med hurtiggang Bevegelse med programmert matingshastighet lineært fra start- til sluttpunkt Bevegelse med programmert matingshastighet med urviseren langs en sirkelbue Bevegelse med programmert matingshastighet mot urviseren langs en sirkelbue Veiinformasjonen vil bli gitt i absolutte mål Veiinformasjonen vil bli gitt inkrementelt Flytting av styresystemets koordinatsystem Hjelpefunksjon som inneholder ulike instruksjoner både til styresystemet og til verktøymaskinen. Den består til vanlig av en tosifret kode på samme måten som G-funksjonen.

Eksempler på M-koder: M00 200

Programmet stoppes - NC-maskinen må startes igjen med startknappen

M02 M03 M04 M05 M30

Angir at bearbeidingsprogrammet er slutt og stopper verktøymaskinen helt Spindelstart med rotasjon med urviseren Spindelstart med rotasjon mot urviseren Spindelstopp Programslutt (M02) og tilbakespoling av hullbåndet

N

Blokknummeret er ikke avgjørende for hvordan NC-maskinen skal arbeide, men bør være med for å lette arbeidet for programmerere og operatøren. I CNC-maskiner må vi som regel ha med blokknummeret ettersom blokken oftest blir utført i nummerorden.

S

Spindelhastigheten blir programmert enten i antall omdreininger per minutt, eller med en tallkode der hvert kodeord står for et bestemt omdreiningstall.

T

Programmeringen av et verktøynummer innebærer som regel at en instruksjon stoppes på grunn av en automatisk eller manuell verktøysøking med etterfølgende innkopling av et nytt bearbeidende verktøy.

X,Y,Z Veiinformasjonen inneholder opplysninger om bevegelsesstrekningen. Hvis NC-maskinen blir programmert inkrementelt, skrives bevegelsesstrekningen inn direkte under hver koordinat. Hvis programmeringen skjer absolutt, skal koordinatene til sluttpunktet oppgis.

For detaljerte opplysninger om kodebokstaver og programmering er det nødvendig å bruke programmeringsrettledningen for den aktuelle NC-CNCmaskinen.

Informasj onsbærere (se figur 7.1 og 7.2) Programinformasjonen på programmeringsblanketten blir i de fleste tilfellene overført til styresystemet ved hjelp av en informasjonsbærer: hullbånd, magnetbånd eller hullkort.

Den mest vanlige typen hullbånd i NC-teknikken består av en 25 mm bred ugjennomskinnelig papir- eller plastremse. Hullbåndet har en langsgående rad med matingshull som brukes når båndet skal dras fram gjennom stansen og leseren. I åtte langsgående rader, som vi kaller spor, kan vi stanse hull i båndet. Alle tegn (bokstaver, tall, skilletegn og spesialtegn) som skal overføres til hullbåndet, gis en spesiell hullkombinasjon i en rad på tvers av hullbåndet. 201

Det finnes to ulike systemer for å oversette tegn til hullkombinasjoner på hullbåndet: EIA-koden og ISO-koden. Moderne styresystemer kan som regel koples om fra den ene koden til den andre. Visse CNC-systemer gjør omkoplingen automatisk, mens andre styresystemer må koples om manuelt. Det er lett å skille mellom bånd som er stanset etter den ene eller den andre koden. I EIA-koden består alle tegn av et ulikt antall hull på hver tverrad, mens tegnene i ISOkoden har et likt antall hull på hver tverrad. Dette kan vi utnytte når vi skal kontrollere lesingen av hullbåndet.

Hvis tallet på avleste hull på grunn av en feil er et oddetall når vi har en ISO-kode (eller et likt tall ved en EIA-kode), må innlesingen stoppes og operatøren varsles.

Stansing av hullbånd Den informasjonen vi har skrevet på programmeringsblanketten, blir overført til et hullbånd når vi renskriver programmet på en skrivemaskin som har utstyr for stansing av hullbånd. Slike maskiner pleier også å være utstyrt med en båndleser slik at vi kan få utskrift av innholdet på et hullbånd. De kan også gi en kopi av et bånd. Vi kan bruke redigeringstegn for å få en mer lettlest programutskrift ettersom NC-maskiner til vanlig ikke leser slike tegn. Dersom programmeringen er gjort ved hjelp av en datamaskin, gir datamaskinen samtidig med utskriften av programmet et hullbånd med programinstruksjonene. Overføring av arbeidsprogrammet (innmating av data) til styresystemet kan gjøres på ulike måter, men det mest vanlige er å bruke hullbånd til overføringen. Vi kan også gjøre datainnmatingen helt manuell ved å mate inn programinformasjonen blokkvis på tastaturet på styrepanelet. En stor datamaskin kan også lagre mange arbeidsprogrammer og på kommando overføre et program til styresystemet på NC-maskinen. Innmatingen av data kan gjøres på ulike måter, avhengig av om styresystemet har muligheter for å lagre programmet i et minne.

I styresystemer med programminne (et minne som kan lagre et helt arbeidsprogram) mater vi hele programmet inn i minnet før vi setter i gang bearbeidingsmaskinen. Ved bearbeidingen tas blokker av programmet ut av minnet, og ordrene settes i verk etter hvert. I CNC-systemer har en ofte muligheter til å endre innholdet i programminnet fra styrepanelet. Dette letter prøvekjøringen av nye programmer. Når en har prøvd ut og rettet programmet, kan en overføre innholdet i programminnet til informasjonsbæreren for arkivering. Det kan så tas fram når programmet skal brukes igjen. 202

Hvis styresystemet ikke har programminne, kan en bare mate inn programmet med én blokk om gangen, enten manuelt eller med informasjonsbæreren. Ved automatisk kjøring leser styresystemet en blokk fra informasjonsbæreren og setter i gang arbeidet etter denne informasjonen. Når arbeidet som denne blokken gav instruks om er satt i gang, leser styresystemet den neste blokken og så videre. Hvis vi vil endre på arbeidsprogrammet, må vi endre på innholdet i informasjonsbæreren. (Hvis det er et hullbånd, må vi stanse et nytt bånd.)

Styringspanel Maskin

Overordnet datamaskin

Hullbåndleser

Figur 7.10

Arbeidsorganisering ved bruk av NC-maskiner Organiseringen av forarbeidet og måten å gjennomføre tilvirkingen i NCmaskinene på, er forskjellig i de forskjellige industrigreiner, avhengig av ulikheter i maskinparken og ulikheter i organisasjon og sammensetning av personalet. Det er umulig å gi en generell beskrivelse av arbeidsgangen for all bruk av NC-maskiner. Beskrivelsene i dette avsnittet er derfor bare et eksempel på hvordan en kan organisere arbeidet. 203

Når vi skal begynne tilvirkingen av en detalj, finnes det noen forutsetninger som er gitt. Disse vil styre arbeidsgangen ved planlegging og utføring av arbeidet. Først og fremst er det jo materialet, utseendet og kvaliteten på detaljen som vi må ta hensyn til når vi skal velge tilvirkingsmåte, men også tilgangen til maskiner og verktøy har avgjørende betydning. Det første trinnet i planleggingen av tilvirkingen består i at vi velger en tilvirkingsmetode som oppfyller de mål- og kvalitetskravene vi stiller. Vi må også velge en tilvirkingsmetode som gir den nødvendige kvaliteten til lavest mulig kostnad. Når vi har valgt metoden, må vi bestemme hvilken eller hvilke maskintyper detaljen skal lages i.

Arbeidsstykket må få et koordinatsystem som passer til den NC-maskinen vi har valgt. Vi bør bestemme koordinatsystemet slik at arbeidsstykket og NC-maskinen får de samme koordinatretningene når arbeidsstykket er fastspent i maskinen. Dette gjør programmeringen enklere, ettersom en verktøybevegelse, for eksempel langs x-aksen, også flytter verktøyet langs x-aksen til arbeidsstykket. Hvis bearbeidingen skal foregå i flere NCmaskiner, kan det hende at vi må legge koordinatretningene forskjellig for de forskjellige bearbeidingstilfellene. Når vi har bestemt retningene til koordinatsystemet, sørger vi for å gjøre om målene til koordinatverdier i koordinatsystemet. I noen tilfeller bør vi endre målsettingen slik at vi ikke blander sammen seriemål og basislinjemål. Det vanskeliggjør ofte programmeringen fordi vi må regne om koordinatverdiene samtidig som vi skriver instruksjonene i maskinens programspråk.

Valg av verktøy og bearbeidingsdata Hvis detaljen skal lages i en sponskjærende NC-maskin, som for eksempel en boremaskin, en dreiebenk eller en fresemaskin, bør vi velge passende bearbeidingsverktøy før vi bestemmer de andre bearbeidingsdataene. Ved valget av verktøy må vi ta hensyn til en mengde ulike faktorer, men det viktigste er kanskje å gjøre bearbeidingstiden så kort som mulig. Dette gjelder særlig når det er snakk om grovbearbeiding. Til finbearbeiding velger vi helst slitesterke verktøy for at målavvikene på de ferdige detaljene skal bli så små som mulig. For andre maskiner enn de sponskjærende, for eksempel platebearbeidingsmaskiner, har vi som regel ingen alternative verktøy. Vi må altså bruke det utstyret NC-maskinen har. Det er viktig å notere seg nøyaktig alt det verktøyet som skal inngå i bearbeidingen, slik at det blir lett for den som skal klargjøre maskinen for arbeidet å finne og montere det riktige verktøyet.

Når vi har gjort disse forberedelsene, er det tid for å velge bearbeidingsdata. Dette bør gjøres mer nøyaktig enn når vi forbereder bearbeiding i manuelt styrte maskiner. Grunnen til dette er at en mindre justering av programmerte 204

bearbeidingsdata kan gjøres relativt enkelt, mens store forandringer ofte er mer kompliserte å utføre. Den forholdsvis grove bearbeidingsbeskrivelsen vi har gitt til nå, bør nå gis en detaljutforming som helst bør være så fint detaljert at hver enkelt verktøybevegelse er fastlagt. Jo mer detaljert bearbeidingsbeskrivelsen er, desto lettere blir det å oversette beskrivelsen til NC-språket.

Instruksjoner i klartekst og maskinspråk svarer nemlig direkte til hverandre.

Forberedelsesarbeidet fram til dette punktet pleier vi å kalle arbeidsklargjøring. Vi må utføre den samme typen arbeidsklargjøring før en ny arbeidsoperasjon settes i gang også i vanlige maskiner, men som før nevnt stilles det større krav til nøyaktighet og detaljrikdom i arbeidsklargjøringen for NC-maskiner.

Overføring til programspråk NC-maskinens arbeid skal beskrives trinn for trinn i maskinens programmeringsspråk. Vi bruker nå den arbeidsklargjøringen vi har laget, som en detaljert beskrivelse i klartekst av maskinens arbeid, og oversetter dette til det språket NC-maskinens styresystem kan ta imot og forstå. Automatiske verktøyvalg, verktøyets bevegelsesretninger og bevegelsesstrekninger, bearbeidingshastighet og andre instruksjoner overføres til ord og blokker på en programmeringsblankett etter regler som gjelder for den NC-maskinen som skal programmeres.

Ved programmeringen kan vi i stedet for den beskrevne manuelle metoden ta datamaskiner til hjelp. Vi beskriver da tegningen til datamaskinen og gir de bearbeidingsdata vi ønsker. Deretter oversetter datamaskinen bearbeidingen til NC-maskinens programspråk. Dette er en raskere metode enn manuell programmering. Når vi har overført hele bearbeidingsprogrammet som bokstaver og tall til programmeringsblanketten, skal instruksjonene mates inn i styresystemet. Dette kan vi ofte gjøre manuelt med trykknapper på panelet til styresystemet. Men det er nokså tidkrevende, og som regel ønsker vi å mate inn instruksjonene på en raskere måte. Til vanlig bruker vi et hullbånd for å mate inn arbeidsprogrammet i styresystemet til NC-maskinen.

De programinstruksjonene vi har skrevet på programmeringsblanketten, skal nå overføres til et hullbånd. Dette gjøres når hullbåndet blir stanset. Tegn på programmeringsblanketten skrives med en skrivemaskin som er koplet til en stansemaskin for hullbånd. Samtidig som vi skriver tegn på papir, blir tegnets hullkombinasjon stanset på hullbåndet. Når vi har overført hele programmet til hullbåndet, plasserer vi dette i leseapparatet i styresystemet. Programinstruksjonene kan da leses av, lagres og brukes ved bearbeidingen. 205

Rigging av NC-maskinen Før vi kan starte bearbeidingen, må vi utstyre maskinen med nødvendig verktøy og festeanordninger for arbeidsstykkene. Dette arbeidet kaller vi å rigge maskinen. Vi har beskrevet riggingen i forbindelse med programmeringen. Vi må følge denne beskrivelsen for å kunne bruke programmet til bearbeidingen. Riggingsbeskrivelsen angir hvilke verktøy som skal brukes, og hvordan de skal plasseres i verktøymagasinet. Den angir også hvordan festeanordningen skal plasseres i maskinen.

Utprøving av programmet Når programmet er matet inn i styresystemet og maskinen rigget, må vi teste bearbeidingen hvis det gjelder et nytt program. Vi utfører testingen ved å kjøre programmet blokk for blokk, og for hver blokk observerer vi bearbeidingen og finjusterer bearbeidingsdata. Vi kontrollerer også om bearbeidingsmålene blir korrekte. Vi skriver opp alle korrigeringene for å overføre dem til et nytt hullbånd. Hvis vi har et CNC-styresystem, kan vi endre programmet i minnet til styresystemet uten å gå veien om hullbåndet først. Vi prøvekjører så det korrigerte programmet på nytt og gjentar hele prosedyren helt til bearbeidingen skjer helt tilfredsstillende.

Vi beholder hullbåndet etter at bearbeidingen er fullført, for eventuell senere bruk. Hvis vi har CNC-styresystemer, endrer vi aldri det opprinnelige hullbåndet, men utfører rettingene i styresystemets minne. Vi bør derfor la styresystemet stanse et nytt hullbånd som svarer til det endelige programmet etter innkjøringen ved bruk av NC-maskiner.

Bearbeiding i NC-maskin Når maskinen er rigget og programmet prøvekjørt, kan vi starte produksjonen i NC-maskinen. Maskinen kommer da til å gjenta programmet hver gang vi gir den en startordre. Bearbeidingen bør overvåkes slik at maskinen kan stoppes i tilfelle et verktøy skulle gå i stykker, eller når verktøyet blir så slitt at det bør skiftes ut. Vi bør også kontrollere målene etter bearbeiding for å oppdage eventuelle avvik på grunn av at verktøyet blir slitt eller andre årsaker. Mindre måleavvik kan vi fjerne ved å mate inn en verktøykompensering. Når vi kompenserer, gir vi styresystemet beskjed om hvor store måleavvik vi har fått. Styresystemet forandrer da på bevegelsesinstruksjonene i programmet slik at måleavviket elimineres.

Deling av arbeidsoppgaver Konstruktøren

Arbeidsoppgavene til konstruktøren endres egentlig ikke ved at en går over fra konvensjonelle maskiner til NC-maskiner, men NC-maskinene gir konstruktøren muligheter til å lage mer innviklede detaljer uten at

206

tilvirkningskostnadene økes kraftig. Konstruktøren bør likevel forsøke å endre på konstruksjonene slik at tilvirkingen av detaljene kan foregå i samme tempo eller i samme oppspenning, og at maskintiden blir utnyttet til bearbeiding i så stor utstrekning som mulig. Programmereren

Programmererens arbeidsoppgaver er arbeidsklargjøringen og oversettingen av programmet til maskinspråk. Programmereren pleier også å delta når nye programmer prøvekjøres, slik at han raskt kan gjennomføre de nødvendige endringene i programmet. Verktøystilleren

Verktøystilleren har til vanlig som oppgave å rigge NC-maskinen og forberede bearbeidingen på andre måter. Verktøystilleren kan av og til også montere verktøyet i holdere før det plasseres i maskinenes verktøymagasin. Av og til må verktøystilleren også være instruktør for å hjelpe operatøren med å løse problemer som gjelder bearbeidingen. Operatøren

Operatøren skal passe på og overvåke bearbeidingen i NC-maskinen ved all normal kjøring og gjøre nødvendige kontrollmålinger. Operatøren skal gi NC-maskinen kompenseringsverdier for å holde målene på den bearbeidede detaljen innenfor det tillatte toleranseområdet. Ellers skal han se til at kvaliteten på detaljen fyller de kravene som blir stilt. Operatøren skal også bytte ut slitt eller ødelagt verktøy, og ved slike tilfeller kompensere styresystemet for målene til det nye verktøyet.

Operatøren deltar til vanlig i prøvekjøring av nye programmer for sammen med programmereren å foreta de korrigeringene som kreves for å få best mulig bearbeiding. Etter maskinbearbeidingen av arbeidsstykkene foretar operatøren ofte en enkel målekontroll og/eller justering som grading, pussing og lignende.

Denne oppregningen av de ansatte og oppdelingen av arbeidsoppgaver som vi har foretatt her, er bare ett eksempel på arbeidsorganisering. Det finnes mange måter å gjøre dette på, og hver måte har sine fordeler.

Repetisj onsoppgaver 1 Lag en enkel skisse som viser forskjellen på et system med en åpen kontrollsløyfe og et system med lukket kontrollsløyfe. 2 Hva forstår du med: a) punkt-til-punkt-styring? b) rettlinjestyring? c) banestyring? 207

3 Hva er forskjellen på et absolutt og et inkrementelt system? 4 Hva skiller analoge og digitale systemer? 5 Hva er fordelen med en CNC-styrt maskin framfor en NC-styrt maskin?

6 Hvordan foregår programmeringen av en dialogprogrammerbar styring?

7 Forklar hva du forstår med kodeadressering. 8 Informasjonsbæreren i en NC-styring er oftest et hullbånd. Hullbåndene er laget etter ett av to systemer. Hvilke systemer, og hva er forskjellen på dem?

208

8 Diverse

Skjæreoljer - kjøle- og smøremiddel Sponskjærende bearbeiding utføres enten tørt eller ved at det tilføres en skjærevæske. Dette kan bli gjort på en tilfeldig måte ved for eksempel bruk av en håndkanne eller et kjøleanlegg som er montert på maskinen. SkjæreoljenZ-væsken har til oppgave å senke temperaturen, minske skjærekreftene, lette sponavgangen og transportere sponen vekk fra skjærestedet. Skjæreoljen kan også reagere kjemisk med materialet slik at det tilføres et korrosjonshindrende sjikt (hinne) til overflaten. Vi kan skille mellom tre typer skjæreoljer: de som har en kjølende effekt, de som har en smørende effekt, og de som inneholder stoffer som reagerer kjemisk med materialer. Eksempler på dette er rent vann, fete oljer og væsker tilsatt svovelsammensetninger. Ved kraftig kjøling kan vi øke skjæreverktøyets standtid ved blant annet å holde temperaturen nede, smøre skjærestedet og fjerne spon. Dette vil igjen virke inn på overflatefinheten og målene på arbeidsstykket.

En har vist stor interesse for skjærevæskenes kjemiske virkning. Når spon glir over skjæreverktøyeggen, og sponlamellene under skyving glir mot hverandre, får vi et område der temperaturen stiger på grunn av friksjonsvarmen. Skjæreoljene reagerer raskt med det oppvarmede materialet. Sammenføyninger som vi normalt regner med blir laget mellom flatene som glir mot hverandre under høyt trykk, vil gi lav strekkfasthet i materialet. Resultatet av dette er at vi får en mindre kraft som må overvinnes i bevegelsesretningen, og mindre oppriving av overflaten på arbeidsstykket.

Skjærevæsker som anvendes som smøremiddel, inneholder grafitt, molybdendisulfid eller andre kjemikalier, slik at glidebevegelsen skjer med så lav friksjonskoeffisient som mulig.

Det er viktig å ta forholdsregler ved bruk av skjæreoljer som benyttes ved for eksempel dreiing, boring, fresing og sliping. Som før nevnt, er 209

hovedoppgaven for skjærevæsken å kjøle av verktøyet og arbeidsstykket, redusere friksjonen ved smøring og å fjerne spon og metallpartikler.

Kravene til kjøle- og smøreegenskapene varierer en god del fra arbeidsprosess til arbeidsprosess. Det finnes derfor flere typer av skjærevæsker som dekker de ulike behovene. De fire hovedtypene av skjærevæsker er: 1) vannfrie skjærevæsker på mineraloljebasis 2) emulgerbare skjærevæsker (blanding av vann og olje) 3) syntetiske skjærevæsker (vann med tilsetningsstoffer) 4) vannfrie skjærevæsker med organiske løsningsmidler

Innholdet av helsefarlige stoffer varierer etter hvilken type skjæreolje som må anvendes. Helserisiko kan oppstå ved hudkontakt, innånding eller svelging. En bør være oppmerksom på at skjærevæsker som er brukt en tid, kan inneholde metaller fra arbeidsstykkene, for eksempel krom og nikkel, som i seg selv kan føre til eksem. I vannfrie skjærevæsker på mineraloljebasis er hovedbestanddelene rene mineraloljer. De inneholder ofte også organiske klor-, svovel- eller fosforforbindelser. Disse kan ved høy temperatur gjennomgå en kjemisk reaksjon, slik at det dannes spaltningsprodukter som kan være helsefarlige. I de emulgerende skjærevæskene er hovedinnholdet de samme stoffene som i vannfrie skjæreoljer, men utblandet i vann. I tillegg er emulgerbare skjærevæsker ofte tilsatt stoffer for å hindre bakterievekst i kjølekarene. De kan også inneholde rusthindrende midler, deriblant aminer og nitritt.

Ved flere arbeidsprosesser har vi brukt syntetiske skjærevæsker. Slike skjærevæsker består hovedsakelig av vann tilsatt overflateaktive stoffer, rusthindrende midler og bakteriedrepende stoffer. Alkoholaminer og glykoler er mye brukt som overflateaktive stoffer. Rusthindrende midler kan være natriumnitritt, men dette stoffet er nå som oftest erstattet med andre midler på grunn av kreftfaren. Med syntetiske skjærevæsker unngår vi som oftest de helsemessige problemene som er knyttet til mineraloljene.

En type skjæreolje som nesten ikke blir brukt nå, er vannfrie skjærevæsker med organiske løsningsmidler, fordi disse er klorholdige. Vi kan få mye løsningsmiddeldamp, slik at vi, når disse spaltes, kan få helsefarlige gasser (fosgen og saltsyre) ved oppvarming eller ved bruk av åpen flamme. Oversikt over skjærevæsker som er tillatt benyttet i Norge, kan en få ved å henvende seg til Yrkeshygienisk institutt i Oslo. Her finnes et kartotek over helsefarlige stoffer, som inneholder analyse av produktene og navnet på leverandøren.

210

Vedlikehold av maskiner og teknisk utstyr Systematisk vedlikeholdsarbeid har vært et forsømt område i industrien. Tusenvis av kroner kunne vært spart ved å bruke bedriftenes vedlikeholdsplaner. Utstyret som anvendes i industrien, er kostbart å anskaffe, og det er enda dyrere hvis det blir stående i timer, dager og kanskje måneder før det kommer i produksjon igjen, på grunn av dårlig systematisk vedlikehold, eller mangel på dette. Det er viktig å videreutvikle vedlikeholdet, og at personell som driver med vedlikehold i bedriftene, får mulighet til å innføre praktiske og rasjonelle metoder (rutiner) for vedlikehold. Det er viktig at det blir gitt en oversikt over de prinsippene som ligger til grunn for automatisk produksjonsutstyr, og over de hjelpemidlene en har til rådighet, for å finne feil på utstyret. Etter at maskinene/utstyret er bestilt, er det vanlig at maskinene testes hos maskinleverandøren før forsendelse, slik at eventuelle feil eller mangler kan justeres. Deretter monteres utstyret/maskinen hos kunden. Etter installasjonstesten kan eventuelle transportskader oppdages i god tid før garantitiden går ut. Deretter bør maskinen kontrolleres igjen. Senere kontrolleres maskinen med jevne mellomrom. Det en bør etterstrebe ved disse testene, er kortere innkjøringstid og lavere feilfrekvenser.

Maskintestene kan inndeles i grupper: Grunndata (geometrisk måling, spindelturtall, matingshastighet) Ytelse (tomgangseffekt, vibrasjoner, utbygging) Nøyaktighet (posisjoneringsnøyaktighet, lineær interpolasjon, termisk stabilitet) Miljøtest (støynivå) Bearbeidingstest (for eksempel NAS-testdel, produksjonsdel ved bruk av numerisk styrte maskiner) Øvrige tester (for eksempel funksjonstest av faste rutiner, kontroll av NC-systemet) Etter at testene er utført, inndeles maskinene i tre kategorier: god, normal og dårlig. Testingen av maskiner og utstyr koster mye, og en må regne med å ha kostbart utstyr. Ved for eksempel testing av maskiner i en bedrift som har mange numerisk styrte maskiner, regner en med at en trenger prøveutstyr for ca. 1/2 million kroner, og at en maskintest vil koste minst 20-25 000 kroner. Selv om utstyret til testing og selve testingen virker kostbart, er det likevel en billig investering, når en vet hva det koster når maskiner og utstyr står.

Systematisk vedlikehold bør innbefatte forskrifter, bruksanvisninger, instruksjoner, loggbøker for føring av vedlikeholdet, oversikt og kartotek eller inventarlister over de enkelte anleggene, maskinene eller andre enheter som er ved bedriften. Det bør også finnes en tidsplan for ettersyn, smøringer

211

og andre serviceoppdrag som utføres. Et skjema for systematisk vedlikehold bør inneholde tidspunkt for daglige, ukentlige, månedlige eller årlige ettersyn. Den tiden en maskin går før ettersyn eller hovedreparasjoner, er basert på registrerte brukstimer eller kalendertid. Ved hver maskinenhet bør det finnes reparasjonsforskrifter (deltegning) og delelister. Det er viktig at det finnes standardtidér for ettersyn som er rutiner, slik at de som steller med innkjøp og planlegging av produksjonsdeler og -utstyr, kan skaffe dette til riktig tid, og at deler også blir skaffet til veie. De fleste leverandørene av utstyr og maskiner har i dag muligheter for å levere de nødvendige underlagene for bruk, ettersyn, vedlikehold og reparasjon av det utstyret de har levert. Dette kan for eksempel være håndbøker eller leverandørkataloger.

Systematisk vedlikehold gjør det mulig å føre en statistikk/oversikt over hvilke feil som oppstår, når de oppstår og så videre, slik at eventuelle faste rutiner kan gjøres bedre, enten ved å forkorte eller forlenge periodene for ettersyn. Dette vil også kunne gi oss en oversikt over tidene som benyttes til vedlikehold eller reparasjoner.

Datamaskinorienterte planleggingsmetoder I den mekaniske industrien foregår det en rask utvikling. Datateknikken er tatt i bruk som hjelpemiddel ved konstruksjon og produksjon. Det ser ut til å gå mot en større bruk av datateknikken i produksjonsprosessen fra idé/kundekontakt til det ferdige produktet. Dataassistert produksjonsplanlegging (DAP) er det riktige å bruke når vi snakker om planlegging/produksjonsforberedelser. Dataassistert konstruksjon (DAK) er en betegnelse for alle aktiviteter innen produksjonen som bruker datamaskiner som hjelpemiddel. Produksjonen er fortsatt ikke kommet i gang. Dataassistert produksjon er også: - material- og produksjonsstyring (MPS) - verktøymaskinstyring (NC, CNC) - overordnet styring av produksjonsprosesser (sannstyring) - part-programdistribusjon (DNC) - integrert tilvirking (celler) — automatisk håndtering (robot) - overvåkingssystemer (håndtering, utstyr, prosess, kvalitet) — automatisk måling — automatisk montasje - automatisk transport og lager

Et viktig moment i tilvirkningsstyringen er planlegging. Vi snakker om prosess- og operasjonsplanlegging. Prosessplanlegging er å utarbeide en beskrivelse for hvordan arbeidsstykket skal bearbeides. Det er viktig at vi får 212

Figur 8.1

Prosessplanlegging ved hjelp av EDB

fastlagt nødvendige arbeidsoperasjoner og rekkefølgen av disse fra råemne til ferdig produkt. I prosessplanleggingen inngår valg av maskiner, spesialutstyr og grove tids- og kostnadsoverslag (beregninger). Prosessplanleggingen er viktig for detaljert termin- og belastningsplanlegging. 213

Operasjonsplanleggingen har tilknytning til prosessplanleggingen. Operasjonsplanleggingen er en detaljert beskrivelse av hvordan arbeidet (prosessen) skal utføres. Hver operasjon planlegges i detalj med deloperasjoner og kuttsekvenser. Det velges oppspenningsmåte/-metode, jigger/fiksturer, verktøy og skjæredata. Til slutt gjøres nøyaktige tids- og kostnadsberegninger.

Hvis planleggingen skal foregå manuelt, må planleggeren ta utganspunkt i arbeidstegningen og ordredata. Planleggeren må benytte sin erfaring og kunnskap til å bestemme prosess, operasjoner, nødvendig produksjonsutstyr og -underlag. Alle opplysninger og data fører planleggeren inn i egne bedriftsstandardiserte skjema. Skjemaene skal gi en detaljert beskrivelse av hvordan arbeidsstykket skal produseres. Denne formen for planlegging stiller store krav til planleggeren. Vedkommende må ha god kjennskap til bedriftens maskinpark og hver enkelt maskins kapasitet (stand, dyktighet, dugelighet). Videre må planleggeren ha kjennskap til bearbeidingsmetoder og tidsberegningsunderlag, og dessuten til bedriftens menneskeressurser. Som vi ser, er det mange ting å passe på ved manuell planlegging, så det er ikke så rart at en har syslet med tanken på å automatisere dette arbeidet. Innledningsvis beskrev vi dataassistert produksjonsplanlegging (DAP). Det er til nå utviklet systemer som er mer eller mindre automatiske. En ren automatisering er vanskelig med de mange forskjellige forholdene en har i den mekaniske industrien, med et rikt variert spekter av deler, mange ulike operasjoner, maskiner og bearbeidingsmetoder. Grovt sett ligger det to planleggingsprinsipper til grunn for disse systemene: 1 Variantplanlegging: Generering av nye prosess- og operasjonsplaner blir basert på eksisterende planer eller deler av slike planer (moduler). Stikkord her er standardisert planleggingsprosedyre, gruppeteknologi og klassifisering. Planleggingsprosessen kan bestemmes ut fra standardplaner, eller ved søking og gjenfinning av planer som er like eller ligner den som skal lages. 2 Generativ (forplantnings) planlegging: Generering av nye prosess- og operasjonsplaner fra grunnen av basert på informasjon om arbeidsstykket, maskinpark, verktøy osv. lagret i databasen. Stikkord her er fleksibel planleggingsprosedyre. Planleggingsprosessen bestemmes ved at en vurderer de foreløpige resultatene, enten generert automatisk av systemet, eller i dialog mellom bruker og system.

Figur 8.2 viser skisser av skjermbilder av forskjellige beslutningssteg i operasjonsplanleggingen. Selve operasjonsplanen kan vises på en annen del av skjermen, eller den kan hentes fram etter hvert beslutningssteg, eller etter behov.

214

Råemne

Innmating av arbeidsstykkedata

Ferdig detalj

Omspenning

Figur 8.2

Beslutningssteg i operasjonsplanleggingen

Det er gjennomført undersøkelser i Vest-Tyskland som kartlegger planleggingsystemers anvendelsesområde og automatiseringsgrad. Som det framgår av figur 8.3, brukes datamaskin ved dreiing når en skal planlegge maskinprosessene. Utviklingen av dataassistert produksjonsplanlegging er foreløpig på begynnerstadiet. Av utviklingstendenser kan vi nevne: Interaktive systemer:

hvor brukeren er sterkt med under hele prosesseringsfasen. Brukervennlighet:

Systemene blir stadig mer brukerorienterte og lettforståelige med et minimum av restriksjoner. Vi kan altså snakke om en fleksibel og brukervennlig kommunikasjon mellom maskin og operatør. Dette gjøres for å motivere brukerne. 215

Figur 8.3 a) Figur 8.3 viser i hvilken grad delaktiviteter i planleggingen er i bruk. Undersøkelsen viste i hvilken grad en hadde full, delvis eller ingen automatisk dataterminering. Resultatet er vist på figur 8.3 b

CD

ro "O p ro E ro OT

Figur 8.3 b

216

>

w CD C 'C CD

ro ot CD J? S ro

CD

O

CD CD != ro 5 C CD

CD

CD Q

S ro P OT

CD V) p Q.

■o CD

OT

CD CD £ O ro -Q

O O s 2

ro o

ro ro TD CD

CD

æ

1 CU

II

CT

233

å

B e re g n in g av s p e s ifik k a v v irk n in g (fo rh o ld e t m e llo m s p o n a v v irk n in g o g tilfø rt e ffe k t)

B e re g n in g av s p o n v o lu m ved b o rin g

B e re g n in g av s p o n v o lu m ved e n d e p la n fre s in g

B e re g n in g av s p o n v o lu m (s p o n a v v irk n in g )

B e re g n in g av s p o n a re a l fo r b e s te m m e s p o n v o lu m ve d d re iin g

234

Fv

t

A

4—•

ch

• o -c \O U

r? • 60

•

'

1000

V

= e ffe k t = tid = k ra ft = h a stig h e t

= tilfø rt e ffe k t, m o to re ffe k t = h o v e d s k jæ rk ra ft = skjæ re h a stig h e t = m e k a n is k v irk n in g s g ra d

m /m in

N

W

z É

p

v

Fh

P(

P n = n y ttig e ffe k t F h = h o v e d s k jæ rk ra ft v = skjæ re h a stig h e t

F v

t

A = a rb e id

P

= v e rk tø y e ts in n g re p s tid

cm 3 cm 3/m in m in

c

Fh

t

V = to ta la v v irk n in g V , = s p o n v o lu m

Z c

20

=

oo

cu

p

r-

=

=

>

II

P

II

p

> > —> JZ

I

E

B e re g n in g av tilfø r t e ffe k t (m o to re ffe k t) ve d d re iin g

B e re g n in g av n y ttig e ffe k t (d e n som m e d g å r til selve a v s p o n in g e n ) ved d re iin g , n å r h o v e d s k jæ rk ra ft og s k jæ re h a s tig h e t e r k je n t

E ffe k tfo rm le r: fy s ik k

B e re g n in g av to ta la v v irk n in g i lø p e t av in n g re p s tid e n

1

rt r1

z.

sta n t

E i

neseradius

R teor = te o re tis k p ro fild y b d e s = m a tin g r = s k jæ re v e rk tø y e ts

skal b ru k e s

&

100(

lyn

= m a te ria lk o n s ta n t fra ta b e ll y m = s p o n v in k e l fra ta b e ll y n = s p o n v in k e l på s k jæ re v e rk tø y som 1

z

•

1

k5

k s i . i Tm = b e re g n e t m a te ria lk o n ­

z S S T5 -o

r

|

E c

•

lyn ' E c

—8

.

mm2

N

C lIX V -O 111

C*

U V O lV llllllV

11 Jf

i

fo rh o ld til ru h e ts k ra v

n e se ra d iu s B e s te m m e ls e av m a k s im a l m a tin g

B e s te m m e ls e av te o re tis k p ro fild y b d e p .g .a . m a tin g og

m a te ria lk o n s ta n t n å r s p o n v in k e le n e tte r ta b e lle n a v v ik e r fra den s p o n v in k e l som ska l b ru k e s

U l

F o rm e l 22 og 23 m å o fte k o m b in e re s

k s ifø lg e d e fin is jo n b ru k e s til b e re g n in g av s p e s ifik k s k jæ rk ra ft o g h o v e d s k jæ rk ra ft.

N /m m 2

mm

B e re g n in g av s p e s ifik k s k jæ rk ra ft n å r s p o n ty k k e ls e n (m a tin g : s = h t når k = 90) e r k je n t K s [. ] o g z fin n e s i ta b e lle r

N /m m 2 N /m m 2

i

=

ksi

F h = h o v e d s k jæ rk ra ft A = sp o n a re a l

k s = s p e s ifik k s k jæ rk ra ft

nent

k s = s p e s ifik k s k jæ rk ra ft K s । . । = m a te ria lk o n s ta n t h, = s p o n ty k k e ls e z = s p o n ty k k e ls e s e k s p o -

u a

Rteor.

lym

il

•

u-
1.0 6-20

Goda arbetsbetingelser

R1P (315)

H20 (315)

H20 (R4)

—

Dåliga arbetsbetingelser

315 (RIP)

H20 (R4)

R4

-

Operation

Matning (s) mm/r Skardjup (a) mm

Skårdata COROMANT kvaliteter Matning (s)

H20, R4

315 (R1P ')

Skardjup (a) mm 5 7 Nettoeffektåtgång kW

Skardjup (a) mm 12 3 Nettoeffektåtgång kW

4

Skarhastighet (v) m/min

3

mm/varv

Skarhastighet (v) m/min

0.1

36

11

1,5

2

30

1

0.2

18

1

1

1.5

2

15

1

2

0.3

13

11

1.5

2

8

1

2

10

0.4 0.5

0.6 0.8

1.0 1.2 1.5 Eflektberåkningarna baseras på 6° positiv spånvinkel och 75° stallvinkel. Tabellen ovan galler for en livslangd av ca 15 min/skarkant och material med hårdhet HB. ca. 350

') For R1P: hdj angiven skårhastighet och darmed effektbehovet med c:a 10%

Skargeometri:

HM 152-Sv

Anm.:

Positiv skårgeometri rekommenderas utom vid tyngre bearbetning. Stallvinkel 60-45° fdrdelaktigare. Rekommenderade skartyper: -PUN, KNUX, -NMM, -NMG, -NUN, -NMA (de senare for tyngre bearbetning).

Mycket små skardjup och matningar skall undvikas. Kylvåtska måste anvåndas rikligt. Reducera skårhastigheten c:a 30% vid intermittent bearbetning. Viktigt med så stabil uppspanning som mbjligt.

51

249

Stikkord

adhesjonskraften 17 aluminiumsoksid 90 analogvisende 26 automatiseringsgrad 217 basislinje 196 bevegelig organ 184 biegg 94 bifriflate 94 blokk 199,200 bore-og gjengeenheter 74 boring 69 CNC 197, 198 corundum 90 DAK 199,212 DAP 199,212 dataassistert (DAK/DAP) 212 dataformat 199 deformasjon av eggen 175 dialogprogrammering 199 dialogteknikk 199 diamant 85 digitalvisende 25 dimensjonsstyring 34 DNC 212

effekt 153 effektdiagram 187 egglinjaler 21 eggvarighet (T) 174, 177 eggvarighetseksponent (/?) 177 eggvinkel (0) 92-93, 94, 129 EIA-kode 202 elektroniske måleinstrumenter 34 endeplanfresing 65 250

faseslitasje (VB) 175 faste kostnader (Cf) 189 forflytningslengde 197 friflate 94 friflateslitasje (VB) 175 frivinkel 93,94,129 frivinkel (aE) biegg 94 frivinkel (a) hovedegg 94 F.W. Taylor 177 følgebrille 60 gamma coating 89 generativ planlegging 214 gjengetolk 20 gjengesaks 57,58 grenselære 19,20 gropslitasje (KT) 175 haketolk 19,20 hardhet 85,119-120 hardmetall 86 helningsvinkel Å 94 hovedegg 94 hovedskjærkraft Fh 153,154 hovedsleid 56 hullbånd 194 hullkort 194 H-verdi 40 indeksbord 73,75 indikerende måleutstyr 14, 22 informasjonsbærer 194 informasjonsbehov 194 informasjonsleser 194 inngrepsmål 148, 166 innstillingsvinkel 43 innstillingsvinkel (iq) biegg 94

innstillingsvinkel (k) hovedegg 94, 107 installasjonstester 211 interferens 41 ISO-kode — vendeskjær 98 ISO-kode — vendeskjærsholder 100 kalibreringsgrad 16 kalkyleberegning 217 keramisk 84,89 kjølevæske 209 kodebokstaver 200 konflatesliping 131 konuser 19,57 konuslinjal 57,59 konustolker 20 koordinat 196 korreksjonsfaktor fh 169 kryssbord 9 kuttdybde 149 ^s0,4

NAKK 188 NC 193 neseradius 94 nomogram 86 nonieskala 22

172

ledeskrue 56 lengdeindikator 29 lengdeutvidelseskoeffisient lukket kontrollsløyfe 194 lysbølgelengder 41 lyskilde 21 lysspalte 21 løsegg 176

motfresing 66 MPS 212 måleklokke 23 målelaboratorium 44 målelupe 35,36 målemaskin 42 målende organ 194 måleprotokoll 45 måleresultat 45 målerom 17,44 måleskrue 4 måleur 29

17,45

maler 21 maskinkostnad (Cm) 189 maskinlinje 187, 188 maskintester 211 materialfaktor Æsl.] 155 mating — dreiing 55,147,149 mating — fresing 65, 147 matingskraft Fm 153, 154 medfresing 66 merkefarge — hardmetall 88 metalloksider 85 meterprototyp 13 middelverdi 46 midlere spontykkelse hm 167 mikrokator 31 mikrometer 24 montasjeplanlegging 217

oliversliping 131 operasjonsplanlegging 214 oppspenning 60 optisk 35 overflatenormal 39 overflateprofil 39 overflateruhet 39, 159 overflateruhetsmåling 39

parallellitet 24 parallellitetsfeil 24 passbiter 14, 18 passbitkombinasjon 16 passivkraft Fp 153, 154 periferifresing 65 pinoldokk/bakdokk 57,59 planfas 107,108 pneumatisk 33 pressveising 176 profildybde (Fa) (Fmaks) 39, 159 profilprojektor 38 produksjonsdiagram 188 prosessplanlegging 212,213 39,159 Fmaks 39,159 radiuslære 24 relativ hastighet 146 resultantkraft FT 154 revolverhode 64 Ra

251

sannstyring 212 sammenligner 194 silisiumkarbid 90 sinter 86 sinterfremstilt 86 sinusbord 43 skjærbrudd 176 skjærdatablad 238-249 skjærebevegelse — dreiing 55 skjærebevegelse — fresing 65 skjæredata 153 skjærehastighet 146 skjæreolje, typer av 209 skjæreverktøy 84 skjærkraft 155 skyvelære 22 slankhetsgrad 149, 157 slipelære 21 slipemiddel 90,91 sliping 75 slitasjekriterium 177, 178, 179 spesifikk skjærkraft ks 156 spindeldokk 56 spiropointsliping 131 spiralvinkel 130 spissvinkel (e) 94, 130 sponareal 150 sponavgang 96,97 sponbredde b} 148 sponbryter 96,97 sponbrytingsområde 97 sponflate 94 spontykkelse h} 148 spontykkelseseksponent z 156 sponvinkel (y) 93, 94, 106, 107, 129 standardavvik 46 standtid 180 stellitt 84 stikkmål 27 struktur 120 støpejernssliping 131 støttebrille 60 supportsleid/verktøysleid/ toppsleid 56,57 sylinderflatesliping 131 systematisk vedlikehold 211

252

tannmating 147, 167 tannstang 29,56 Taylors konstant 177 Taylor-diagram 179 Taylors ligning 177 Taylors prinsipp 19 teleskopstikkmål 28 titankarbid 89 tolker 19,20 totalsliping 79 trådkors 37 tråd- og platelære 21 tverrsleid 56 universalfresemaskin 66 utflising av eggen 175

variantplanlegging 214 vendeskjær 96 verkstedmikroskop 37 verktøyholder 57,59 verktøykostnad (Ct) 189 verktøylinjer 188 verktøystillende organ 194 vippeindikator 29,30 virkningsgrad 155 ytelsesdiagram

187

økonomisk eggvarighet (Te) økonomisk skjærehastighet (Ve) 190

åpen kontrollsløyfe

194

189