Tentamen i TMPT 04
Produktionsteknik för Im3
Datum 2014-01-17 kl 14-18
Sal: ??
Provkod: TEN A
Antal ingående uppgifter: 6 st.
Antal sidor: 8 st.
Jourh. lärare: Peter Bjurstam
Telefon:
013-281173
Besökstider: ca 15.00 och 17.00
Kursadministration:
AnnaCarin Stragnefeldt, 281115,
[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 en beskrivning av hur en indirekt uppmätning av två
motvända ytor kan gå till!!
(1p)
1b. Vad menas med en passning? Hur betecknas en passning?
(1p)
1c. Exemplifiera ett fast och ett visande mätdon!
(1p)
1d. Vid en mätningsoperation med mikrometer på en serie av
detaljer får man en stor spridning av mätvärdena vid resp
mätning. Då detaljerna är tillverkade i en CNC-svarv med
ett fungerande program så bör inte skillnaden mellan de
inbördes detaljerna vara så stor. Mätningarna utförs på
samma plats och av samma operatör. Ge en trolig förklaring
till spridningen i resultaten samt ge förslag på åtgärd!
(2p)
2. PLASTISK BEARBETNING
(12p)
2a. Förklara skillnaden mellan ett plant stukprov (Kompressions- (2p)
prov!) och ett vanligt stukprov. Ange även för- och nackdelar
för de olika proven jämfört med varandra!
2b. Vad menas med en ”Cottrellatmosfär”?
(1p)
2c. Man skiljer mellan ”öppna” och ”slutna” formverktyg vid varm-(1p)
smide. Ge en trolig förklaring till att det öppna verktyget inte
utrustats med skäggspalter och skäggrum vilket det slutna
formverktyget alltid har!
2d. Beskriv utförligt hur dragning av ett rör går till!!
(1p)
2e. Vid tillverkning av hjulämnen till järnvägsvagnar så används (3p)
varmsmide i ett öppet verktyg (2 plana ytor!) där stora ämnen
med cylindrisk form, D=300mm och h=900mm, stukas till en
diameter D=1006mm och en höjd h=80 genom ett antal slag.
Frågan är hur många slag behövs? Materialet har en kf-kurva
enligt kf=112+98 N/mm2 och i pressen kan man ta ut en kraft
på maximalt 60MN.
2f.
Vid en valsningsoperation valsas ett ämne ner från utgångsdimensionerna 3000x1000x150 (lxbxh) till en slutlig höjd på
(4p)
10mm. Det hela sker genom en varmvalsning till en höjd av
13mm följt av en kallvalsning efter avsvalning till sluthöjden
10mm. Man har två identiska kvartovalsverk som båda har
en valsdiameter på 950mm och ett varvtal på 23rpm. Det
valsade materialet har en kf-kurva enligt kf=98+156 N/mm2.
Vilken är den lägsta effekten som krävs i valsverken om man
vill ha en säkerhetsfaktor på 3? Breddning förhindras i bägge
valsningsoperationerna!
3. KLIPPANDE BEARBETNING
(4p)
3a. Vid klippning av plåt har man problem med att man får en
alltför stor vankant med de aktuella inställningarna av
processen. Vad kan man göra för att minska vankanten?
Finns det några nackdelar med detta?
(2p)
3b. Vid utstansning av en rektangulär ram i 2mm tjock stålplåt,
yttermått 350x200mm och med en rambredd på 10mm, är
man inte säker på att det av pressen levererade arbetet är
tillräckligt stort. Hur stort blir arbetet om materialets skärhållfasthet, ksk, är 536N/mm2 och olinearitetsfaktorn, x. har
ett värde av 0.57?
(2p)
4. SKÄRANDE BEARBETNING
(11p)
4a. Vad menas med lösegg? Hur påverkar det resultatet?
(1p)
4b. Det finns många olika verktygsmaterial. Ett sådant är skär- (1p)
keramik eller keramiska skärmaterial. Vilken är orsaken till
det inte blivit den ”succe” som man från början trodde att det
skulle bli?
4c. Förklara skillnaden mellan en dubbelpositiv och en dubbelnegativ planfräsgeometri.
(1p)
4d. Förklara principen bakom långhålsborrning!
(1p)
4e. Från ett rektangulärrt arbetsstycke, 200x300mm, som är
30mm tjockt skall det fräsas fram två avsatser i längsled,
den ena skall vara 10mm hög och den andra 20mm, med en
bredd av 50mm. Ser man den från kortsidan ser den alltså
ut som en prispall där ”guldpositionen” är 30mm hög och
(4p)
100mm bred, ”silverpositionen blir 20mm hög och 50mm
bred och ”bronspositionen” 10 resp. 50mm (h och b!). De två
avsatserna skall fräsas ut med en planfräs med en diameter
på 150mm med ett maximalt skärdjup, ap, på 5mm. För att få
90-gradiga hörn vid avsatserna används ett verktyg som har en
ställvinkel, , på 90 grader. Arbetsmaterialet har en specifik
skärkraft enligt kc=1870hm-0.32 N/mm2.
Verktyget som används är en hårdmetallfräs som kostar 68:70
kr/skäregg (Kv) och skärtester som utförts visar att vc20=167
m/min och vc15=183m/min. Verktyget har totalt 9 skäreggar.
Statistisk historik visar att tun=2min.
Maskinen är en vertikalfräsmaskin med en maskintimkostnad,
Km, på 480kr/h och man vill inte ta ut mer än ett moment på
60Nm eller en effekt på 5kW. Hur lång tid tar operationen om
ekonomiska skärdata skall användas?
4f.
Efter fräsningen skall tre hål med en diameter på 12mm borras (3p)
utan förborrning. Samma material (kc=1870hD-0.32 N/mm2) och
i samma maskin. Hålen borras i den högre avsatsen (h=20mm)
och deras centrum är placerade 25, 100 resp. 175mm in från
kortänden på arbetsstycket. Hålen är genomgående! Borren är
en tvåskärig spiralborr med en spetvinkel, , på 118 grader tillverkad i snabbstål. Skärtester för denna snabbstålskvalitet visar
att vc20=57m/min och vc15=63m/min och verktygskostnaden
är 26:50kr/skåregg. Hur lång blir skärtiden för borrningen
med ekonomiska skärdata?
5.
ÖVRIGA BEARBETNINGSMETODER
5a. Vad menas med abrasiv vattenstråleskärning? Vilken är
skillnaden utrustningsmässigt mellan ren vattenskärning
och abrasiv vattenskärning?
(4p)
(1p)
5b. Hur uppnås den stora flexibiliteten vid laserbearbetning som (1p)
gör att utrustningen kan användas till så mycket mer än bara
laserskärning?
5c. Vilken är den fundamentala skillnaden mellan ECM (Elektro- (1p)
kemisk bearbetning!) och EDM (Gnistbearbetning!)
5d. Vad är det man vill uppnå genom att använda sig av trumling? (1p)
6.
ROBOTTEKNIK (Kursreg. 2012 el. senare)
(9p)
6a. Manipulatorer
(2p)
Vilka ledtyper är de vanligast förekommande i industrirobotar?
Hur är den vanligaste handledstypen för sex-axliga industrirobotarmar uppbyggd? Börja med kopplingen till länk 3 och
använd Yaw, Pitch Roll för att beskriva hela handledens
konfiguration!
6b. Robotgripdon
Vad innebär huvudfunktionen att ”positionera” ett arbetsstycke?
(1p)
6c. Industrirobotsystem
Ange 4 viktiga funktioner som ett robotstyrsystem har!
(2p)
6d. Säkerhet och industrirobotar
(2p)
För att uppnå en säker arbetsplats är ett grundkrav att man
skall våga stoppa produktionen. Varför skall man våga stoppa
produktionen i en industrirobotbestyckad tillverkningscell?
Ett motiv som gör att man inte vågar stoppa produktionen är
om ett stopp medför att produkten kan skadas eller förstöras.
Ange ytterligare tre motiv!
Ge en lösning där man undviker att produkten skadas eller
förstörs!
6e. Robotprogrammering
Robotprogrammeringsspråket som användes vid programmeringen av maskinbetjäningsuppgiften i kursens robotlaboration ”Maskinbetjäning med industrirobot” benämns
Inform III och där huvudmenyerna visades till höger på
programmeringsenhetens skärm när knappen ”Inform List”
tryckts in.
En funktion som finns tillgänglig i språket under menyn
IN/OUT är ”Wait until” en ingång är ”On” eller ”Off”. Varför
användes inte funktionen i stället för konstruktionen med
villkorligt hopp, ”JUMP.. IF…” (En figur av labutrustningen
visas på nästa sida!)?
(1p)
Figur:
Figuren visar en CAD-modell av laborationsstationen som
Användes i kursen.
6f. Robotstyrning
(1p)
I figuren visas en robotarm med två vridaxlar. Axel 1 kan
roteras +/- 170 grader relativt den visade positionen och
Axel 2 kan roteras +/-120 grader relativt den föregående
länken. Rita in respektive rörelsebana mellan punkten A
och punkten B, dels när positioneringsfunktionen MOVL
programmerats och dels när positioneringsfunktionen MOVJ
programmerats!
MOVL och MOVJ refererar till de kommandon som utnyttjades vid laborationen ”Maskinbetjäning med industrirobot”
i kursen.
Robotens vridcentrum
(Axel 1)
Axel 2 vridcentrum
(relativt föregående
länk)
Startposition (A)
Programmerad
position (B)
BILAGA 1:
Svarsblad till Industrirobotar fråga 6f!
Robotens vridcentrum
(Axel 1)
Programmerad
position (B)
Axel 2 vridcentrum
(relativt föregående
länk)
Startposition (A)
Lycka till!!
Peter & Lars