Άσκηση 1: Να υπολογιστεί η μέση τραχύτητα R a της κατανομής του σχήματος..

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΕΙΣ στο μάθημα Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.) Άσκηση 1: Να υπολογιστεί η μέση τραχύτητα R a της κατανομής του σχήματος.. Λ Υ Σ Η y α Λόγω ομοιότητας των τριγώνων ισχύει ότι : εφφ = = = y = x (1) x α Εξ ορισμού η κεντρική γραμμή CL χωρίζει την κατανομή σε ίσα εμβαδά, δηλαδή ισχύει: a a x y = a = x y () Βάσει των σχέσεων (1) και (), έχουμε; a a a = x y = x x = x x = και y = x = = a a a Μήκος ολοκλήρωσης L = a + x = a + = (1 + ) L 1 1 Ra = y dx = L L 0 1 a (1 + a a ) a 3a ( E + E ) = + a = = 0,878a 1 (1 + )

2 Άσκηση : Ανοχές - Συναρμογές Δίδεται η συναρμογή 45 F8/h7. Να γίνει γραφική παράσταση της συναρμογής, να προσδιορισθεί το είδος της (ως προς τον βαθμό ελευθερίας της σχετικής κίνησης άξονα τρήματος) και να δοθούν οι οριακές διαστάσεις 1 (= περνά) και (= δεν περνά) των ελεγκτήρων [Α] και [Β] που χρησιμοποιούνται για τον ποιοτικό έλεγχο της συναρμογής αυτής. ΛΥΣΗ Χ μ =Β μ - Α ε = 64-(-5)= 89 μm Χ ε =Β ε - Α μ = 5-0 = 5 μm συναρμογή ελεύθερη Άσκηση 3: Τόρνευση Δυνάμεις κατά Kienzle Με βάση τη μέθοδο του Kienzle να γίνει ο υπολογισμός των δυνάμεων που εμφανίζονται κατά την ορθογωνική κοπή άξονα από ανθρακούχο χάλυβα St 50 διαμέτρου 100mm με εργαλείο από σκληρομέταλλο, με βάθος κοπής mm, ταχύτητα κοπής 110m/min και πρόωση 0, mm/στρ. ΛΥΣΗ Με βάση τα δεδομένα και από την ταχύτητα κοπής έχουμε ότι οι στροφές της ατράκτου θα είναι: Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

3 3 π D n 1000 uk uk = n = = = 350, 31rpm 1000 π D 3, Γνωρίζοντας ότι έχουμε ορθογωνική κοπή και ότι η γωνιά τοποθέτησης του εργαλείου είναι κ=90 ο τότε sinκ=1 και b = a = mm και h = s = 0.mm. Επομένως το εμβαδόν του αποβλίττου είναι A = b h = 0.4mm. Με βάση τη σελίδα 189 του βιβλίου* εκλέγω τις γωνίες ελευθερίας και αποβλίττου οι οποίες είναι: α = 8 ο και γ = 10 ο. Από τον πίνακα.3/σελ 198* εκλέγουμε τις σταθερές k 1 και (1-ζ) για τον τύπο του Kienzle. Έχουμε k 1 = 190 dan/mm και (1-ζ) = 0,74 για χάλυβα St 50. Για να υπολογίσουμε τη δύναμη, την κύρια συνιστώσα παίρνουμε κατευθείαν τον τύπο: (1 ζ ) 0,74 FH = k s A = k sbh = bk1h = 199 0, = 10,96 11daN Για να κάνουμε διόρθωση της δύναμης παίρνουμε τους συντελεστές: Κ γ = 0,88, Κ u = 0.99 (από το γράφημα), Κ ε = 1 και Κ φ = 1,4. Άρα F Hδ = 0,88 x 0.99 x 1 x 1.4 x 11 = dan Για τις άλλες δυνάμεις έχουμε (ενδεικτικά) από τους λόγους: F F H A 10 = = 5 FH 10 και = = 4 F.5 V F A = F H / = 73,79 dan και F A = F V /4 = 36,89 dan Σημείωση: 1 dan 1 kp Άσκηση 4: Διάτρηση Σε πολυάτρακτο δράπανο (βλέπε το επόμενο σχήμα) γίνεται ταυτόχρονη διάνοιξη 4 οπών σε πλάκα από κράμα μαγνησίου σε βάθος l = 50 mm. Χρησιμοποιούνται όμοια τρυπάνια με D=10 mm ενώ οι άξονες περιστρέφονται με n= 800 rpm και κοινή πρόωση s = 0, mm/rev. Ζητούνται: (α) Ο ρυθμός αποβολής υλικού. (β) Ο καθαρός χρόνος κατεργασίας. (γ) Η ροπή σε κάθε άξονα του δράπανου. (δ) Η απαιτούμενη ισχύς της Ε/Μ (η Ε/Μ = 0.8). Για τα κράματα μαγνησίου δίδεται εδική ενέργεια κοπής w c = 0,5 W.sec/mm 3. Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

4 ΛΥΣΗ 4 (α) Για τον ρυθμό αποβολής υλικού από τη θεωρία * [σελ. 81 βιβλ. Πετρόπουλου] έχουμε ότι για την μια οπή πd sn Θ = 3 [ cm / min] όπου s η πρόωση 0.mm/περ., n οι στροφές της ατράκτου 800rpm και D η διάμετρος της οπής 10mm. Άρα έχουμε Θ = π = 1, cm 3 / min Βέβαια ο ρυθμός αυτός είναι για την μια οπή. Για την περίπτωσή μας που έχουμε τέσσερεις είναι Θολ = 4Θ = 50,8 cm 3 /min (β) Ο καθαρός χρόνος κατεργασίας είναι κοινός και για τις τέσσερεις οπές μια και κατεργάζονται ταυτόχρονα και είναι ο λόγος του μήκους κατεργασίας προς την ταχύτητα πρόωσης (σελ. 311), δηλαδή t = L/(sn) όπου L = l D/(tan(ω/)) = /(tan60 ο ) = 55.88mm Άρα t = / (0.x800) = 55.88/160 = 0,349 min ή 0.95 sec (δ) Για να βρούμε την απαιτούμενη ισχύ θα πρέπει να βρούμε την ισχύ που χρειάζεται το τρυπάνι για κάθε οπή και στη συνέχεια για το σύνολο της κατεργασίας. Για κάθε οπή ισχύει ότι P = w c x Θ x 10 3 / 60 = 0,5 x 1,57 x 10 3 / 60 = 0,10475 kw Άρα P ολ = 4 x 0,10475 = 0,419kW και η ισχύς της Ε/Μ P E/M = / 0.8 = kw (γ) Για κάθε άξονα ισχύει P = Μ n /97410 M = dan.cm Σημείωση : * Η αναφορά στις ασκήσεις 4 & 5 γίνεται με βάση το βιβλίο Π. Πετρόπουλος, Μηχανουργική τεχνολογία, Τόμος ο, Εκδόσεις Ζήτη. Προφανώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλοι παρόμοιοι Πίνακες. Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

5 Άσκηση 5: Κατάστρωση φασεολόγιου 5 Διαθέτουμε ράβδο από μαλακό χάλυβα διαστάσεων Φ 34 mm και μήκους L= 150 mm. Ζητείται η κατασκευή του εξαρτήματος του σχήματος σε συμβατικό τόρνο. Καταστρώστε το κατάλληλο φασεολόγιο. Για τον τόρνο που θα χρησιμοποιηθεί δίδονται το διάγραμμα ταχυτήτων και ο πίνακας των διατιθεμένων προώσεων (βλέπε τα σχήματα που ακολουθούν) Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

6 Ενδεικτική λύση Ένα τυπικό φασεολόγιο δίδεται στη συνέχεια. (α) 6 Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

7 7 (β) Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)

8 8 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ: Τυπολόγιο τόρνευσης Πάχος αποβλήτου: h = s sin k Πλάτος αποβλήτου: b = a / sin k Σχέση Kienzle : F H = k 1 h 1-z b Ισχύς κοπής: {οι δυνάμεις εκφράζονται σε [dan] και οι ταχύτητες σε [m/min]} Κατεργασίες Αποβολής Υλικού & Ε/Μ CNC (Ε εξαμ.)