Alt du trenger å vite om: Delehode

/

Et delehode er et instrument som brukes for å rotere eller sette et arbeidsstykke i en spesifikk vinkel og fordele flere fresinger jevnt rundt arbeidsstykket.

I industrielle CNC-freser i dag er det stort sett fresen selv som beveger seg rundt og sørger for vinkler, men i mer tradisjonell fresing er et delehode et meget nyttig verktøy.

Den har vanligvis en kjoks som sentrerer arbeidsstykket, som er viktig siden det skal rotere.

Det har en hovedindeks-skive (A) med 24 hull, slik at det kan frese mange forskjellige relative vinkler.

24 kan deles på 2,3,4,6,8,12 og 24 som gir vinklene 180°,120°,90°,60°,45°,30° og 15° respektivt.

360° / 24 = 15° som er den minste vinkelen oppnåelig ved bruk av kun hovedindeks-skiven.

Hvis man vil lage en typisk heksagonal bolt, for eksempel, som har 6 sider ville man delt 24 på 6 som er 4. Det vil si at hovedindeks-skiven skal flyttes 4 hakk for hver passering med fresen. Da ender du opp med 6 60° sider.

For å sikre en god, rett og solid oppspenning låses chucken med låsepinnen (B) som går inn i hovedindeks-skivens respektive hull.

Dersom man trenger en vinkel utenfor det hovedskiven kan tilby må det benyttes indirekte deling og dersom låsepinnen ikke kan brukes kan chucken låses med en friksjonslås (C).

Selve hodet kan også endre vinkel for å fasilitere andre måter å frese på / mer komplekse operasjoner eller kombinerte vinkler (eng.: compound angles).

For å sette hodet i en annen vinkel løsnes bolt D og E. Deretter kan man lese av ønsket vinkel på vinkelmåleren (F). OBS! Når boltene strammes igjen for å låse fast hodet kommer gradskiven til å vise noe feil vinkel siden den blir trukket nedover når man strammer igjen, så for å oppnå riktig vinkel sett alltid den ønskede vinkelen 0,25 - 0,5 mm til høyre for null. Dette er dog et eldre delehode, og mer moderne utforminger har ikke dette problemet, der låsingen går aksialt gjennom instrumentet og ikke radialt.

Dersom man ønsker å rotere chucken fritt uten å vri på håndtaket må man sette den i "fri" som kan gjøres ved å bruke spak G. For å gjøre det må man løsne mutter H.

 

For å oppnå vinkler mindre enn 15° eller andre vinkler som ikke kan gjøres med hovedskiven bruker man deleskiven (I) som instrumentet arver sitt navn fra.

Deleskiven har ringer med ulike antall hull, dette er for å kunne indeksere brøker. Instrumentet leveres vanligvis med mer en én deleskive med forskjellige antall ringer. En ring blir beskrevet med det antall hull den har, f.eks. ring 20 har 20 hull. Ringene representerer vanlige (og uvanlige) nevnere i brøker.

40 omdreininger med håndtaket (J) = 1 omdreining av chucken = 360°
1 omdreining med håndtaket = 360° / 40 = 9°

Når håndtaket dreies 1 gang dreier chucken 9°
Hvis håndtaket dreies 1/9 omdreining dreier chucken 1°

Dersom man vil oppnå en vinkel på 42° kan man gjøre slik:

bleh.png

Det vil si 4 hele omdreininger og 2 hull på ring 3. Det finnes ingen ring med 3 hull så vi kan forstørre brøken til 20/30 og flytte 20 hull på ring 30. Vi kan stille håndtaket og stopperen inn på riktig ring ved å løsne bolt K. Vi kan også forstørre brøken med andre tall for å få en nevner som samsvarer med en ring vi har på delehodet, f. eks. 22 som blir 44 hull på ring 66.

Det samme gjelder dersom et antall fresinger skal utføres likt rundt et arbeidsstykke, men ikke gir et pent tall i grader, som f.eks. en 7-kant. En 7-kant har en vinkel mellom flatene på ca. 51,43°. Så istedet for å dele med grader, kan vi dele antall totale omdreininger (40) på antall ønskede vinkler (7):

407.png

Det nærmeste, lavere, runde tall som lar seg dele på 7 er 35. 35/7 er 5, altså kreves det 5 hele rotasjoner. Resten blir telleren minus dette tallet, 40-35=5, så resten blir 5 syv-deler. Deretter må vi øke brøken igjen, som i det tidligere eksempelet, siden vi ikke har noen ring med 7 hull. Det er ihvertfall ikke vanlig tror jeg. Så gang teller å nevner med samme tall slik at vi får f.eks 10 hull på ring 14, eller 15 hull på ring 21.

Dermed er det bare å benytte delesaksen M og L.

Flytt saksen så det er 21 hull ledig (figur 1). Sett håndtakslåsen i det første hullet slik at det er 20 hull igjen. Ta den ut og drei så håndtaket 4 hele ganger rundt pluss 20 hull slik at du ender opp på den andre enden av saksen (figur 2). Skyv så saksen rundt (figur 3) og gjenta operasjonen for ytterligere 42°.

delefigur3-4-5.gif

Ressurser hentet fra www.fagteori.dk

Prosjekt til fordypning

/

Som prosjekt til fordypning har jeg og noen klassekamerater bestemt oss for å lage en robot arm som kan styres med en fjernkontroll.

Mer spesifikt skal det bli en elektrisk drevet mekanisk artikulerende gripeklo, styrt av en Arduino Mega og kontrollert trådløst med en PlayStation 3 kontroll.

Under er en interaktiv 3D modell av en grov prototype idé.

Arduino Mega

Den blir styrt via en Arduino Mega, som er en programmerbar mikrokontroller med inn- og utganger som enkelt kan kobles til. Mye brukt for prototyping og hobbyprosjekter.

Kommer tilbake til dette i mer detalj på et senere tidspunkt.

Den drives av lavgirede elektriske motorer som denne:

Jeg har denne uken jobbet med å teste ut forskjellige utforminger på robotarmen og prototyping.

Det var i utgangspunktet meningen å lage selve armen i metall, for eksempel aluminium, men det er også en mulighet og 3D printe armen. Det er noe av det jeg har gjort denne uken og resultatet kan du se under.

Dette er en test av motorfestet til armen og er gjort for å finne ut hva som er den beste måten å montere motoren på og hvordan vi skal koble sammen leddene i armen. I bildet over ser man et kulelager, men det er et trykklager og ikke et aksialt lager. De er der slik at vi kan stramme sammen leddene godt men allikevel beholde lav friksjon mellom delene av armen.

For å lage den korrekte passformen i delen til motoren konsulterte jeg disse tegningene fra fabrikanten:

motor.jpg

Arm-delen er designet slik at den kan printes ut i 3 deler og skrus sammen ettersom 3D printeren vi har ikke er stor nok til å printe ut hele armen i en del.

Men det vekker jo spørsmålet om det ikke er bedre å lage den i aluminium som opprinnelig tenkt. Tiden vil vise.

Prosjektering av ny oppgave

/

Jeg har hatt som tilleggsoppgave en liten periode nå å produsere et gjengeadapter til et styrestag i en bil. Jeg ble denne uken ferdig med å tegne delen i SolidWorks og fikk printet ut tekniske tegninger for den.

Det er en type bolt som skrues på en M14 gjenget stang som går over til M16X1mm gjenger på utsiden.

Her er de tekniske tegningene printet ut i A1 og hengt opp på veggen for enkel konsultering. Når gjenstår det bare å skrive en arbeidsplan for produksjonen og så kan jeg sette i gang.

Det kommer til å inngå hovedsaklig dreiing og fresing, samt boring og gjenging, så dette er en oppgave som inkorporerer mye av det vi har lært til nå.

Jeg gleder meg til å sette i gang med denne oppgaven og se om jeg klarer å løse den.

Fresing

/

Nå har jeg endelig begynt å få smake litt på fresing. Og det smaker godt.

Fresing er en annen veldig grunnleggend bearbeidingsmetode for metall og andre materialer. Det er som dreiing en sponskjærende operasjon som brukes hovedsaklig for å gjøre sider på et arbeidsstykke rette eller lage groper og andre detaljer på overflater eller skjære intrikate former ut av et stykke, men dette er stort sett overlatt til CNC maskiner nå til dags. CNC (Computer Numerical Control) er maskiner som kan lage mer komplekse former i materialet siden arbeidsstykket (eller fresen) kan bevege seg på 2 eller flere akser samtidig, noe de mer tradisjonelle fresemaskinene vi har tilgang til ikke er i stand til.

CNC

Man kan allikevel få gjort nokså mye med en mer primitiv maskin, og det er stort sett fantasien og tid som setter grenser her, dog mange operasjoner er svært vanskelig å utføre om man skulle gjort de på en vanlig fres. De KAN teknisk sett bevege seg på 2 eller fler akser på en gang, men ikke med automatisk mating, og å gjøre det manuelt er svært vanskelig.

Her prøver jeg å planfrese en bit som skal bli en gjengeskinne som vi arbeider på for øyeblikket. Spesifikasjonene blir ikke helt som på tegningen ettersom jeg litt etter litt lærer meg the "do's and dont's" rundt fresing, men jeg har fått målene på skinnen til å bli nokså eksakt, dog noen millimeter feil, men pytt pytt. Stykket vi startet med er for øvrig bare et hår tykkere enn dimensjonene på tegningene, og det er i utgangspunktet ikke ment for å freses, så det blir det det blir.

Jeg bruker en klokkeskivemåler med en oppløsning på 10 mikrometer. Jeg fører det fastspente stykket frem og tilbake og leser av avviket på måleren som forteller meg om stykket er spent fast vannrett eller ikke. Dette gjøres både i X og Y aksen.

Når man er fornøyd kan man frese av det som trengs. Her er det viktig å huske formelen for skjærehastighet og mating.

Når man freser må man også gange med antall tenner på fresen når man skal finne Vf

Det finnes mange typer freser og måter å frese på, her et utvalg av de vanligste.

Pinnefresen jeg bruker er ikke optimal for planfresing, men planfresene vi har er litt i ustand. Den lager ikke den beste overflatefinheten og jeg er nødt til å bearbeide overflaten for hånd etterpå, derfor lar jeg det være litt materiale til overs som jeg kan ta vekk manuelt.

I ettertid så jeg at jeg godt kunne latt det være enda litt ekstra materiale til overs ettersom overflateruheten ble mer enn 20 mikrometer, så jeg fikk ikke helt vekk fresemerkene uten å slipe ned stykket for mye.

Fresing er meget nyttig og mye brukt innen maskinering og jeg kommer nok til å komme tilbake til dette flere ganger senere.

Målrettet læring.

/

Denne uken har vi fortsatt temaet fra forrige uke og begynt på et nytt prosjekt som involverer motor.

Vi har blitt delt opp i grupper på 2 som hver har fått en Meec gressklippermotor som vi skal demontere, dokumentere og sette sammen igjen. Dette er delvis for å lære hvordan en forbrenningsmotor fungerer, men også for å lære gode vaner ved mekking på ting og tang, og for å forberede en til å arbeide effektivt og organisert når man kommer ut i arbeidslivet.

En Meec General Power Engine. 1 sylindret 4-takts bensinmotor.

Vi skal lage en plan med mål for hva vi skal oppnå med prosjektet. Å skru motoren fra hverandre og sammen igjen slik at den fungerer er jo essensielt, men også dokumentere de forskjellige delene og kunne forklare funksjonen til en motor og hva de forskjellige delene gjør, etc. etc.

Forgasseren

Om man setter den korrekt sammen og får den til å fungere igjen er jo det vel og bra, men vi lærer som sagt å jobbe organisert og holde orden på ting, noe som gjør store forskjeller senere.

Det var ikke lett å få av svinghjulet.

Organisert!

Vi har lagt alt på ark med beskrivelse av hva delen er og hvor den skal. Dette sparer oss mye hodebry når vi skal sette den sammen igjen, samt at det gjør det enklere å dokumentere oppbyggelsen av motoren i ettertid.

Ventilvipper til luft- og bensintilførsel.

Spenningsgenerator / spole som skaper gnisten i tennpluggen når magnetene i svinghjulet nedenfor passerer den.

Et absolutt spennende prosjekt, jeg liker alt som er mekanisk, men jeg er ikke spesielt interessert i motor. Mine medelever er overbegeistret, hvilket er forståelig. Det er planlagt at vi skal bruke 3 uker på dette prosjektet, så vi får se om vi får det til til slutt. Det blir spennende.