Brotsjing av kammer

Den siste oppgaven som omfatter løpsemnet mitt er å brotsje kammeret. Kammeret er den delen av løpet patronen blir dyttet inn i under lading og der den hviler når den er klar til å bli avfyrt.

Det er for meg en smule forvirrende å bruke ordet "brotsjing" om en operasjon som egentlig ikke er brotsjing. På engelsk heter operasjonen "reaming", som på norsk blir "rømming", men jeg hører ikke dette bli brukt ofte og det er teknisk sett korrekt ettersom brotsjing (eng: "broaching") er en helt annen, men allikevel lignende prosess.

For å klare opp i denne forvirrelsen er brotsjing en sponskjærende bearbeidingsmetode som brukes for å kutte meget presise former på steder man ikke kommer til med fres eller andre verktøy. Det er en meget effektiv og relativt billig prosess. Brotsjing brukes for eksempel til å lage firkantede hull i plater eller kilespor i tannhjul og lignende.

Det finnes hovedsaklig to typer brotsjing; lineær brotsjing og roterende brotsjing.

 

Lineær brotsjing

Lineær brotsjing er i bunn og grunn å presse og dra en stang med gradvis økende tenner over/gjennom arbeidsstykket slik at det former et spor/form. Det etterlater en profil i arbeidsstykket som er lik brotsjen.

Dette funker mye på samme måte som en en-tanns-brotsj eller skraper bare et den kutter hele sporet i en passering og ikke flere passeringer med økende kuttdybde. Kuttdybden er "bygget inn".

Maskinstyrt brotsj.

Manuell klassisk brotsj.

Brotsjer kommer i mange former. Lineære brotsjer krever at hele brotsjen kan passere gjennom arbeidsstyket i sin helhet.

PiercingHardtofindJanenschia-small.gif

 

Roterende brotsjing

Roterende brotsjer fungerer ved å "viggle" en profil gjennom et hull slik at den gradvis kutter seg gjennom og etterlater profilen. Om det er arbeidstykket som beveger seg eller brotsjen er ikke så viktig, og det avhenger veldig av produskjonsmetoden og maskinen. Enten så roterer spindelen og viggler brotsjen eller så roterer brotsjen og arbeidssykket mens spindelen står stille slik at arbeidsstykket viggler brotsjen i spindelen.

En roterende brotsj der spindelen roterer.

En roterende brotsj der brotsjen roterer med arbeidsstykket.

Brotsjen er vanligvis vinklet 1° og viggles rundt for å flytte det kuttende hjørnet.

Roterende brotsjhoder har en konkav flate i enden for å lage en skarp postiv kuttekant. Det er også kuttet frivinkel inn i hver side slik at de høyere delene av brotsjehodet ikke tar borti sidene av det brotsjede hullet og hindrer den i å fungere når den kommer lenger inn i arbeidsstykket.

Roterende brotsjer brukes ofte når hull med rare former skal lages men brotsjen ikke kan gå gjennom hele arbeidsstykket, som f.eks. interne sekskantede skruehoder.

Rømming

Nå for å skrive om det jeg egentlig skulle ta for meg. Rømming brukes for å lage hull som er presise og med god overflatefinhet. Vanlige bor er ikke alltid nøyaktig nok eller vandrer for mye for å bli nøyaktig og lager ofte dårlige overflater inni hullet. Der kommer rømming inn. Det er også en sponskjærende bearbeidingsmetode som lager fine og nøyaktige hull. Rømming kan kun gjøres med roterende, og derav runde, verktøy.

Ikke minst brukes de til å kutte interne profiler på arbeidstykker, mye på samme måte som profilskjær i dreiebenken, men i motsetning til de kuttter de profilen aksialt og ikke radialt. De brukes ofte til å lage svakt koniske hull til kiler eller låsepinner, men også som sluttprosesser for å rense opp borede hull og lignende.

I mitt fagfelt brukes rømmere når man skal lage et kammer, som er det dette innlegget opprinnelig handlet om. Disse rømmerne er sterkt profilert og svært nøyaktige.

De har samme form som det kaliberet og patronen man skal kammre løpet til. Hvorfor det er blitt vanlig å kalle dette for kammerbrotsjer vet jeg ikke. Det var vel for flaut og snakke om rømme hele tiden.

chamber-reaming-dscf1333.jpg

 

Rømming av kammer

Som sagt er kammeret der patronen hviler når den er klar til å bli avfyrt. Det er viktig at kammeret er riktig størrelse både i diameter og dybde. Når patronen avfyres skapes det et enormt trykk i hylsen som gjør at messingen ekspanderer og tetter kammeret slik at den eneste veien kruttgassene og kreftene kan bevege seg er fremover slik at det driver kulen gjennom løpet.

Messingen i hylsen er tynnere lenger fremme slik at den ekspanderer lettere og tykkere helt bakerst for å tåle kreftene i overgangen mellom kammeret og slyttstykket.

For lite kammer fører til at våpenet ikke mater ordentlig, mens for stort kammer kan føre til en drøss med forskjellige feil slik som hylsedeformering, sprekker og hylseseparasjon.

Et godt kammer er selvsagt innenfor toleranser for kaliberet, men det viktigste er nok patronspillet (eng: "headspace") som er avstanden fra den delen av patronen som hindrer videre bevegelse fremover og sluttstykkehodet.

Headspace måles på forskjellige måter, men i riflepatroner er det hovedsaklig fra et sted på hylseskulder til sluttstykkehode.

Headspace måles og sjekkes med eksakte målebiter i stål (kammertolker) som er formet til å passe i kammeret og de kommer i to (eller tre) typer, "GO" og "NO-GO" som viser til om kammeret er OK eller ikke. Hvis sluttstykket går i lås når GO tolken er satt inn er patronspillet over minimalt tillatt avvik og hvis sluttstykket ikke går i lås når NO-GO tolken er satt inn er patronspillet under maksimalt tillatt avvik.

Her er de to tolkene jeg brukte. Løpet skulle kammres i 6,5 x 55 SM. Tolkene er da spesifikt designet til dette kaliberet og kan ikke brukes for å sjekke noe annet enn dette. Den høyre tolken på bildet har litt rødt på seg og betyr at dette er NO-GO tolken.

I ordentlige løpsemner er det selvsagt et "hull" gjennom som man rømmer opp, men dette var en solid stålstang så jeg måtte bore opp mitt eget "løp". Boret som ble brukt var et langt 6,5mm bor.

Dette er rømmeren for kaliberet jeg skal kammre til. Som vi kan se har den profilen til patronen. Helt foran er den helt rund og blank og noen rømmere har en roterende del her og denne funker som pilot og sentrerer rømmeren korrekt.

Rømmeren er godt festet i en rømmekjoks som er spesiell fordi den er frittflytende. Friheten til kjoksen kan justeres og strammes, men den er bevegelig slik at rømmeren blir selv-sentrerende. Hvis vi ikke bruker en slik kan rømmeren knekke eller hullet kan bli usentrert.

Hovedsleiden låses fast på vangene og fungerer som en dødstopp og referansepunkt for bakdokka. Når man rømmer kjører man på svært lav hastighet, ca rundt 100 RPM eller lavere, dette for å ikke skape stor friksjon og varme. Rømming kan også gjøres for hånd.

Bakdokka føres frem til hovedsleiden til den stopper og rømmeren oljes og føres forsiktig inn i løpet. Matingen skal være slik at den ikke presses inn for hardt, men den skal heller ikke subbe. Man kjenner at den biter litt, men man skal ikke tvinge den inn.

Når den tas ut snurrer vi bakdokka en halv runde rundt og skyver bakdokka bakover til rømmeren er ute. Dette gjøres slik at vi ved å føre den tilbake vet ganske nøyaktig hvor langt det er til rømmeren engasjerer arbeidstykket igjen, vi vil ikke bli overrasket her ettersom vi kan bli utålmodig og føre rømmeren for fort og hardt inn. Ved å bruke hovedsleiden som referansepunkt vil vi alltid havne i nærheten av der vi kuttet sist.

Spon blåses av både rømmer og hull og ny olje påføres.

Etterhvert kan vi begynne å teste med tolkene.

På dette tidspunktet skrur vi på låsekassen og tester med sluttstykket. Vi kan måle avstanden mellom løpet og låsekassen med føleblad og slik vet vi hvor mye dypere vi må rømme. Det spiller ingen rolle hvilken av tolkene vi bruker så lenge vi er konsekvente og kalkulerer korrekt i forhold til om det skal gå eller ikke når vi prøver.

Når vi er fornøyde med kammeret rent dimensjonelt kan vi bevege oss over til sluttfasen.

Når kammeret er korrekt vil patronens hode og kropp virke som det går litt langt inn i kammeret, men dette er normalt. Vi kan file en fas eller kurve i åpningen til kammeret så lenge hele kroppen er støttet i kammeret.

Dette er for å sikre pålitelig og god mating.

Deretter pusses kammeret lett slik at det blir blankt og glatt.

Dette er for å sikre god og pålitelig ekstraksjon. Kammeret pusses kun frem til starten av skulderen.

All done. Patronen kammret godt og pålitelig. Dette var en oppgave jeg var en smule redd for å gjøre siden det var den siste oppgaven med løpet som krevde maskinering, men det gikk bra og jeg lærte mye av det.

Toleranser og pasninger

Toleranser

I denne høyt industrialiserte verden der forskjellige firmaer produserer og leverer deler til andre produsenter av alt mellom himmel og jord, er det viktig at man kan stole på at ting passer sammen.

18363588_ml-1-.jpg

Når man produserer en del er det svært vanskelig å opprettholde teoretiske presisjonsmål slik den ble designet. Noe som er f.eks "10mm" er i realiteten ikke 10mm, men 10,01 eller 9,98 millimeter. I mange tilfeller vil dette være akseptabelt presist, og dette varierer voldsomt etter hva bruksområdet på den produserte delen er. Vi kan jobbe oss mot nøyaktig 10mm til vi blir grønne i trynet, så på ett eller annet tidspunkt må vi bare si oss fornøyd med delen og si at det er nærme nok.

fuck-yeah-close-enough.jpg

Disse verdiene er oppgitt av tegningen eller designeren/ingeniøren..

Toleranser kan oppgis på forskjellige måter:

 

Lik bilateral toleranse oppgis med et +/- tegn og indikerer at den angitte toleransen gjelder i begge retninger slik at det totale tillatte avviket her er 0,2.

 

 

Ulik bilateral toleranse oppgis ved at tillatt avvik angis for hver retning. Dette brukes når toleransene er ulike i hver retning. Tegningen viser her et totalt tillatt avvik på 0,3.

 

 

Unilateral toleranse betyr at dimensjonen kun har toleranse i en retning og indikerer som oftest at dette målet absolutt ikke kan være over/under det som er angitt. Tegningen viser et totalt tillatt avvik på 0,1, med ingen mulighet for å overstige 40.

 

 

Grensemål indikerer absolutt maksimalt avvik på dimensjonen og oppgis ved tall som har toleransen "bygget inn". Tegningen viser her et spillerom på 0,3 der dimensjonen kan havne hvor som helst inni.

 

På tegningen under er det oppgitt dimensjoner med individuelle bilaterale toleranser.

Legg merke til at dette kan skape følgefeil og ifølge tegningen vil hele delen ha en total lengde på 110 +/- 0,4. Dersom det er viktig at delens totale lengde blir 110 +/- 0,1 må dette oppgis.

Toleranser oppgis noen ganger slik:

Toleransetype indikerer i hvilken dimensjon eller på hvilken måte toleransen gjelder.

Dersom ikke annet er oppgit gjelder like bilaterale toleranser for tillatt avvik og retning.

Materialtilstandsymbol indikerer hvordan toleransen skal gjelde. MMC (Maximum Material Condition) betyr at at vi skal ha mest mulig materiale i delen og vil bety at det er ønskelig at utvendige mål (lengder, tykkelser, o.s.v.) lener seg mot den positive toleransen og innvendige mål lener seg mot den negative toleransen (hull, spor, o.s.v.). LMC (Least Material Condition) er det motsatte og brukes f.eks hvis en del er designet til å bli ødelagt ved et gitt trykk som en såkalt "shear pin" eller lignende.

Datoreferansene indikerer fra hvilke referanselinjer toleransene gjelder.

 

I eksempelet over vil posisjonen av (la oss si et hull) ha et tillat avvik fra den oppgitte posisjonen (som ikke står her) på 0,125 i en radius fra punktet med utgangspunkt i referanselinje A, B og C med fokus på at hullet havner på den side av punktet som gir tykkest gods til endene av delen.

Forskjellige måter å målsette en del med ulike resultater av total toleranse.

Tillatt avvik i total lengde, fra øverst til nederst:

+/- 0,05

+/- 0,2 om ikke annet er oppgitt

+/- 0,1

Toleranser og angivelse av riktige grensemål i forhold til bruksområdet er viktig siden prisen på å produsere delen øker dramatisk når presisjonen øker:

 

Pasninger

Grenser på hull og stag (ISO 286-2)

En pasning er forholdet mellom et hull og et stag eller andre deler som skal passe inn i hverandre. ISO 286-2 er en standardisert måte å utregne grensemål for forskjellige pasninger.

De deles opp i 3 typer: klaringspasning (clearance fit), mellompasning (transition fit), presspasning (interference fit).

Stor bokstav refererer til toleransetypen til hullet og liten bokstav refererer til toleransetypen til staget.

preferred-fit-hole.png

Klaringspasning - Denne pasningen har klaring mellom hull og stag i hele toleranseområdet. Den største toleransen til staget er mindre enn den minste toleransen til hullet.

Mellompasning - Denne pasningen kan både ha klaring og lett press, ettersom hvor en ligger i toleranseområdet. Den minste toleransen til staget er innenfor toleransene til hullet.

Presspasning - Denne pasningen har press mellom hull og stag i hele toleranseområdet. Den minste toleransen til staget er større enn den største toleransen til hullet.

En H7/f7 pasning som i eksempelet til venstre ville vært en klaringspasning.

Standarden og tabellene er ofte delt i to, en for hull og en for stag. Når en pasning lages etter standarden for hull skal (som man kan se på tabellen øverst) hullet aldri være mindre enn basismålet. Det vil si at toleransene for hull er unilaterale i positiv retning, de kan være større en basismålet, men aldri mindre. Det er alltid størrelsen av staget som bestemmer pasningen, og omvendt dersom man følger standarden for stag.

Et hull med basisdiameter på 20mm som følger toleransegrad H7 vil altså ha toleranser på +0,021.