Tentamen i TMPT 04
Produktionsteknik för Im3
Datum 2014-04-25 kl 08-12
Sal: T1
Provkod: TEN A
Antal ingående uppgifter: 6 st.
Antal sidor: 8 st.
Jourh. lärare: Stefan Björklund
Telefon:
013-281174
Besökstider: ca 15.00 och 17.00
Kursadministration:
Madeleine Peukert, 285856,
[email protected]
Hjälpmedel: Endast räknedosa
Maxpoäng: 45/36p
(Kursreg. efter/före 2012)
Betygsgränser: 20/16, 28/22 och 36/29p
1. MÄTTEKNIK
(5p)
1a. Ge ett exempel på hur man med ett enkelt mätdon ska kunna (1p)
spåra huruvida ett hål är ovalt eller inte!!
1b. Ge exempel på minst en annan parameter än temperatur som (1p)
skall kontrolleras/styras i ett konstantrum/mätrum.
1c. Ge exempel på en typ av mätdon/måtutrustning som kan an- (2p)
vändas för måttkontroll i en produtkionslina mellan två olika
bearbetningssteg exempelvis. Motivera!
1d. Förklara funktionen hos ett släpnålsinstrument.
(1p)
2. PLASTISK BEARBETNING
(12p)
2a. Vad menas med en metalls kristallstruktur? Exemplifiera!
(1p)
2b. Varför bör/kan man inte utnyttja en klassisk dragprovkurva
när man räknar på plastiska bearbetningsoperationer?
(1p)
2c. vad menas med begreppet anisotropi?
(1p)
2d. Ange två omständigheter som spelar in på för valet om en
(1p)
detalj skall smidas fram genom friformsmide eller sänksmide.
2e. Beskriv principen för sträckpressning!
2f.
(1p)
Vid strängpressning av ett triangulärt liksidigt rör med sidan (4p)
12mm och godstjockleken 2mm överallt utgår man från ett
aluminiumgöt med en diameter på 280mm och en längd av
640mm. Friktionen mot containerväggen, , har uppmätts
till 0.22 och dödzonen som skapas av materialet är 145mm
lång. Arbetsmaterialets kf-kurva kan tecknas som kf=98+102
N/mm2. Hur stor kraft måste maskinen minst kunna leverera
om man endast vill ta ut 60% av full kapacitet och hur lång
profil får man ut ur ett ämne?
2g. Vid en valsningsoperation varmvalsas ett ämne ner från ut(3p)
gångsdimensionerna 3000x1000x150 (lxbxh) till en höjd på
60mm i ett stick. Materialets kf-kurva kan tecknas kf=840.31
N/mm2. Materialet breddas under valsningsförloppet till en
bredd på 1042mm. Valsverket som används är ett kvartovalsverk där stödvalsarna har en diameter på 1450mm och där
arbetsvalsarnas diameter är 700mm. Valsverket körs med ett
varvtal på 24rpm. Kan detta göras i ett valsverk som har ett
maximalt tillgängligt vridmoment på 2.5MJ och en maximal
användbar effekt på 5MW?
3. KLIPPANDE BEARBETNING
(4p)
3a. Hur skapas blankzonen vid en klippningsoperation?
(1p)
3b. Hur skapas brottzonen vid en klippningsoperation?
(1p)
3c. Vid utstansning av en triangulär ram i 3mm tjock stålplåt,
triangeln är likbent med basen 100mm och höjden 33mm
där bredden på ramen är 10mm överallt, vill man ha reda
på hur stor kraft som åtgår för att slå ut detaljen i ett komplettverktyg. Man har av materialtillverkaren fått reda på
stålets skärhållfasthet, ksk, är 612N/mm2. Hur stor klippkraft går åt?
(2p)
4. SKÄRANDE BEARBETNING
(12p)
4a. Varför är det viktigt att ett verktygsmaterial vid skärande be- (1p)
arbetning har en viss seghet och inte är ”stenhårt”?
4b. Vad menas med en ”revolver” vid svarvning?
(1p)
4c. Beskriv en tidsberoende förslitning på ett skärverktyg!
(1p)
4d. Vad menas med upprymning? Varför gör man det?
(1p)
4e. Vid en svarvningsoperation skall ett rör med en diameter på
200mm svarvas upp invändigt från en utgångsdiameter på
122mm till en färdigdiameter på 160mm. Detta sker genom
en grovbearbetningsoperation som sedan följs av en finbearbetningsoperation med 1mm:s skärdjup. Röret är 300mm
långt och det kan svarvas hela vägen. Data för verktygen
som används till grov- resp finbearbetningen finns i den
(4p)
nedan angivna tabellen. Materialets kc-kurva har bestämts
till kc=1927hD-0.3 N/mm2.
Bearbetningen utförs i en NC-svarv med en maximal effekt
på 20kW och en timkostnad, Km, på 674 kr/h. Den icke
spånskäranade tiden, tun, är 2min/detalj och verktygsbytestiden, tb, är 1.5min. Skärprover visar att taylorexponenten,
, är 0.28 och att en punkt på Taylorkurvan kan skrivas som
vc15=234m/min. Hur lång tid tar svarvningsoperationen om
maximala skärdata ska användas?
Verktyg
grov
fin
4 f.
Fcmax N
4400
2600
rmm
1.2
0.8
Kv kr/egg
57:80
72:25
 grader
95
93
Ra m
inget
1.0
Ur en 2m lång kvadratisk stång med sidan 50mm vill
(4p)
man planfräsa fram en 2m lång L-balk genom att fräsa
två skär med ett axiellt skärdjup, ap, på 6mm. Uppfräsningen kommer att vara 25mm bred. Planfräsen är en
hörnfräs med en diameter på 40mm där skäreggarna,
z=5, gentemot arbetsmaterialet kan beskrivas med hjälp
av =0.22 och vc15=221m/min (Dessa data är taget från
Taylorkurvan). Verktygskostnaden för fräsen, Kv, är
76:40 kr/egg och den tål en maximal medelbelastning,
Fcm, på 4.5 kN.
Fleroperationsmaskinen som används kan leverera ett
moment på 95Nm och en effekt på 15kW, den har en
timkostnad, Km, på 875kr/h.
Arbetsmaterialet är ett höglegerat aluminiummaterial
vars kc-kurva kan tecknas kcm=995hm-0.4N/mm2. Den
icke produktiva maskintiden, tun, är 1.8min och verktygsbytestiden, tb, är 2.4min. Bestäm den absolut
kortaste maskintiden för att göra en detalj!!
5.
ÖVRIGA BEARBETNINGSMETODER
5a. Hur arbetar ett högtrycksaggregat vid vattenskärning?
(3p)
(1p)
5b. Varför måste ett gnistningsförlopp avbrytas med en ”paustid” (1p)
efter varje ”brinntid”?
5c. Hur alstras elektronstrålen vid elektronstrålebearbetning?
(1p)
6.
ROBOTTEKNIK (Kursreg. 2012 el. senare)
(9p)
6a. Industrirobotar
Robotarmar av så kallad parallell typ kan idag köpas ute
på marknaden.
(2p)
-Vad innebär begreppet ”parallellrobotar”?
-Vilka huvudsakliga fördelar ger konceptet i tillverkningssammanhang?
-Förklara kort varför man erhåller fördelarna med konceptet?
6b. Robotgripdon
Gripdonskonstruktionen i nedanstående figur benämns ofta
dubbelgripdon och sådana används ofta i maskinbetjäningstillämpningar. Förklara varför?
Figur: Dubbelgripdon
(1p)
6c. Robotprogrammering
(1p)
Vilken är den principiellt största nackdelen med teach-in-programmering? Vilken är förklaringen till att denna metod har
varit den vanligast förekommande och förtfarande är en
vanlig programmeringsmetod?
6d. Robotens uppbyggnad
(2p)
En robot består av ettt antal länkar som är kopplade till var- (0.5p)
andra med så kallade leder. Vilka är de vanligaste ledtyperna?
Hur är den vanligaste handledstypen för sex-axliga industrirobotarmar uppbyggd? Börtja med kopplingen till länk 3 och
använd Yaw, Pitch roll för att beskriva hela handledens
konfiguration!
(1.5p)
6e. Robotnoggrannhet
Vilka är konsekvenserna av att industrirobotarmar har begränsad positioneringsnoggrannhet?
(0.5p)
6f. Robotsäkerhet
Definiera eller förklara begreppet ”Produktionsstopp” som
finns inom industrirobottekniken när ämnet säkerhet och
industrirobotar behandlas? ”Skyddsstopp” och ”nödstopp”
är andra typer av stopp som behandlas i när det gäller
säkerhetssammanhang.
(1.5p)
6g. Definition
Vad innebär Tool Center Point (TCP-funktionen)?
(1p)
Lycka till!!
Peter & Lars