TOETS PRODUCTIESYSTEMEN 1 voor WB (112403) =========================================== Datum : 28 november 2007 Tijd : 13.30 15.30 uur Plaats : Sportcentrum Kenmerk : WB07/OPM-20019 Datum : 22 november 2007 De toets dient op het bijgevoegde antwoordformulier gemaakt te worden. De vragen dienen kort en kernachtig te worden beantwoord; in feite wordt in beginsel niet meer dan een term/begrip gevraagd, of hooguit een kort zinnetje. Bij een berekening wel kort laten zien hoe je aan het eindantwoord komt. De toets bestaat uit 16 kennisvragen, die twee (2) punten per vraag opleveren en 17 reken- en inzichtvragen, die vier (4) punten waard zijn. Vul je naam, voorletter(s) en studentnummer in op het antwoordformulier. Zet ook het nummer van je projectgroep duidelijk op het formulier, omdat de toets per groep wordt nagekeken en geregistreerd. Succes. K E N N I S V R A G E N (2 punten/vraag) 01. Welke materiaalconstante is maatgevend voor de taaiheid van een metaal? 02. Staal is niet hetzelfde als ijzer. Waarin verschilt staal met name van ijzer? 03. Omschrijf in één korte zin wat onder het begrip slink wordt verstaan. 04. Noem twee groepen van productieprocessen die veel gebruikt worden om er voor te zorgen dat een werkstuk via rekristallisatie een fijnkristallijne kneedstructuur krijgt. 05. Welke materiaalconstante, die de eigenschappen van plaatmateriaal karakteriseert, is maatgevend voor de oorvorming bij dieptrekken.
2 06. Noem een bewerking, die geschikt is voor het scheiden van zeer harde en tevens nietelektrisch geleidende materialen, zoals keramiek. 07. Welk gereedschapmateriaal zal in het algemeen gebruikt worden om de nevenstaande ruimer te vervaardigen voor het ruimen van een gat van Ø 20 H7 in een blok van staal Fe 360. 08. Geef aan of met een vergroting van de spaanhoek de verspaningskracht F C groter dan wel kleiner zal worden. 09. Met welk bewerkingsproces kunnen de meest nauwkeurige maat- en oppervlaktetoleranties gerealiseerd worden? Dit proces wordt ondermeer toegepast voor de nabewerking van eindmaten. 10. Bij lasersnijden wordt met snijgas en/of beschermgas gewerkt. Wat is de functie van het snijgas bij het lasersnijden van staalplaat, zoals toegepast bij de vervaardiging van onderdelen voor jullie prototype? 11. Margarinekuipjes (bijv. de Becel-kuipjes zoals je die in de supermarkt koopt) worden in grote series uit de thermoplast polystyreen vervaardigd. Met welk vormgevingsproces zullen deze kuipjes gemaakt worden? Hint: Bedenk dat deze kuipjes een zeer geringe wanddikte hebben. 12. Bij het verspanen van metalen is de economische begrenzing van de snijsnelheid in feite de optredende slijtage. Bij het opvoeren van de snijsnelheid zal op een gegeven moment het gereedschap te snel gaan slijten. Bij het verspanen van thermoplasten zal echter een ander criterium maatgevend zijn voor de maximale snijsnelheid. Wat zal in dit geval bepalend zijn? 13. Noem de drie instelgrootheden, die onafhankelijk van elkaar, op een puntlasmachine ingesteld kunnen worden. 14. Geef in enkele woorden weer wat onder de resolutie van een meetinstrument verstaan wordt. 15. Dank zij regelsystemen met terugkoppeling worden bij numerieke besturing veel mogelijk optredende fouten automatisch gecompenseerd. Bedenk een voorbeeld van de oorzaak van een afwijking, die tijdens de bewerking op een NC-machine kan ontstaan, maar die toch niet automatisch gecompenseerd wordt. 16. Het opspannen van werkstukken moet drie hoofdfuncties vervullen. Noem deze drie. R E K E N - E N I N Z I C H T V R A G E N (4 punten/vraag) 17. Met een stalen trekstaaf wordt een trekproef uitgevoerd in het elastische gebied van het materiaal. De trekstaaf heeft een werkzame lengte van 100 mm en een cirkelvormige doorsnede met een diameter van 10 mm. De elasticiteitsmodulus van het materiaal is gelijk aan 200.000 MPa (N/mm 2 ). Als de staaf zodanig belast wordt dat de lengtevermeerdering (onder belasting) 0,100 mm bedraagt, bereken dan de hiervoor benodigde trekkracht F.
18. Bij het gieten van onderdelen ontstaat vaak een oneffenheid (braam) op het gietstuk. Bij welk van de gietprocessen, die je kent, zal deze braamvorming het minst optreden. Beargumenteer je antwoord in maximaal 5 woorden. Hint: Bedenk waardoor deze oneffenheid (braam) ontstaat. 19. Een scheepswerf wil voor de bouw van een bulktanker een bronzen (koperlegering) scheepsschroef met een diameter van 5 meter laten maken. De werf wil de schroef laten gieten en vervolgens verspanend na bewerken. Welke van de gietprocessen, die je kent, zal hiervoor het meest geschikt zijn? Geef ook aan van welk vormmateriaal de gietvorm gemaakt zal worden. 20. Voor de vervaardiging van jullie prototype hadden jullie de beschikking over blanke stalen buis met lasnaad en afmetingen Ø 25 x 2,0 mm. Dit buismateriaal wordt in grote hoeveelheden gemaakt, zonder dat er veel eisen aan de maatnauwkeurigheid en de oppervlaktekwaliteit gesteld worden. Welke fabricagemethode zou hiervoor voorafgaande aan het lassen gebruikt worden? Geef aan of dit warm of koud gebeurt. 21. Bij het vlakwalsen van een blok van L 0 x B 0 x H 0 = 2000 x 120 x 100 mm wordt de nieuwe breedte van het materiaal B 1 = 130 mm en de nieuwe dikte H 1 = 75 mm. Bereken de ware rek ε L in walsrichting. 22. Een bedrijf moet een aantal onderdelen met nevenstaande afmetingen uitstansen met een compleetstempel uit plaatmateriaal van 3 mm dik. De schuifsterkte van het werkstukmateriaal is 200 MPa (N/mm 2 ). Bereken de benodigde stanskracht F. 23. Noem drie vormgevingsprocessen voor kunststoffen, die wel geschikt zijn voor de verwerking van thermoplasten, maar niet voor de verwerking van thermoharders. 24. Gegeven is een snelstalen gereedschap, waarmee een werkstukmateriaal verspaand wordt met een snijsnelheid van v 1 = 50 m/min. De exponent uit de formule van Taylor is in de gegeven situatie gelijk aan n = 0,15. Wanneer men de standtijd van het gereedschap wil verdubbelen, bereken met welke snijsnelheid v 2 dan gewerkt moet worden. 25. Gegeven is een stalen trommel met een diameter van Ø 255 mm en een lengte van 500 mm, die in één snede op een diameter van Ø 250 mm afgedraaid moet worden. De voeding bedraagt f = 0,2 mm/omw en de snijsnelheid is v C = 125 m/min. Bereken de zuivere verspaningstijd t H. 26. In stalen bussen met een cilindrische boring (zie linker figuur) moet een spievertanding (zie rechter figuur) worden aangebracht. Het gaat om zeer grote productaantallen voor de automobielindustrie. Wat is de beste fabricagemethode om deze spievertanding te maken? 3
4 27. Vonkerosieprocessen, zoals zinkvonken en draadvonken, worden veel toegepast voor gereedschapfabricage. Noem een belangrijke reden hiervoor. Het draadvonkproces wordt vooral toegepast voor het maken van snijplaten voor ponsgereedschap. Noem twee redenen waarom draadvonken in dit geval voordelen biedt in vergelijking met zinkvonken. 28. De productiviteit van lasmethoden wordt vaak uitgedrukt in de neersmeltsnelheid (hoeveelheid neergesmolten elektrode- of toevoegmateriaal per tijdseenheid). Met welke van de behandelde lasmethoden zal de hoogste neersmeltsnelheid gehaald kunnen worden? Deze methode wordt vooral gebruikt voor het lassen van dikke platen, zoals in de scheepsbouw en de chemische apparatenbouw, alsmede voor het oplassen van complete lagen. Geef tevens aan wat de beperking van deze lasmethode is. 29. Uit een ruwheidsmeting volgt, dat het gemeten oppervlakteprofiel een keurig repeterend driehoekig profiel is (zie nevenstaande figuur) met een ruwheidshoogte R Z = 6,0 µm. Teken in de figuur op het antwoordformulier het golfprofiel en de ruwheidshoogte R Z in en bepaal de bijbehorende gemiddelde ruwheidswaarde R a. 30. Gegeven is onderstaande regel (blok) nr. 50 uit een NC-programma: N50 G01 X 50.00 Y 10.00 Z -5.00 F300 S200 M08 Betekenis van relevante woorden en adressen: G00 = IJlgang; G01 = Lineaire interpolatie; F = voedingssnelheid; S = toerental; M08 = Koelmiddel aan. Ga aan de hand van de betekenis van deze regel na voor wat voor type NCbewerkingsmachine dit programma zou kunnen zijn. (Opmerking: Er zijn meerdere goede antwoorden mogelijk). 31. De astap volgens bovenstaande figuur moet in een serie van 1000 stuks vervaardigd worden uit stafmateriaal met een diameter van Ø 30 mm. Indien de werkstukken in één opspanning, en dus op één machine, compleet gemaakt moeten kunnen worden, geef dan aan welke machine hiervoor het meest geschikt is.
32. Bij het maken van een bewerkingsplan wordt onderscheid gemaakt tussen macrowerkvoorbereiding en microwerkvoorbereiding. Noem een voorbeeld van een activiteit, die typisch deel uitmaakt van de macrowerkmethode, alsmede een karakteristiek voorbeeld van een activiteit, die onder de microwerkmethode thuis hoort. 33. Bij de vraag of een werkstuk beter op een handbediende centerdraaibank of op een NCdraaimachine vervaardigd kan worden zijn de onderstaande gegevens van toepassing: Machine Handbediend NC - Mens-machine-uurtarief ( /uur) 50,-- 75,-- - Cyclystijd van het werkstuk (min) 12,0 7,2 - Insteltijd per serie (min) 60,0 20,0 - Eenmalige programmeerkosten ( ) - 180,-- De fabricageserie wordt slechts één keer uitgevoerd. Bepaal vanaf welke seriegrootte X er beter van de handbediende op de NC-bestuurde draaimachine kan worden overgestapt. 5