irm13112---del-2---10.06.2015---3-timer-10062015

(1)

Hogskolen i Østfold Avdeling for ingeniorfag

EKSAMENSOPPGAVE

Fag: IRM13112, part 2 (5 stp) Teacher: Olav Aaker

Groups: Date: June 10, 2015 Time: 0900-1200

14MAS, 14MASY, 13DES

Number of assignment pages: 5 (this one Number of attachment pages: 1 included)

Results read : 1 Jul

Allowable aids: Electronic calculator, technical tables, writing tools, supplied folder of accomplished assignments/ Tillatte hjelpemidler: Elektronisk kalkulator, tekniske tabeller, skriveredskap, utdelt tnappe med utførte øvinger

THE CANDIDATE MUST CHECK THAT THE SET OF PROBLEMS IS COMPLETE/

11)

^KANDIDATEN 31,4 SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Ifyou miss any informationnecessary to solving the problems, use reasonable assumptions, and explain the reason for your assumptions

Dersom du savner opplysninger som er nødvendige for at du skal kunne løse oppgavene, gjør rimelige antagelser og begrunn disse.

Numericvalues shall be in SIunits, unless otherwise specified./

Oppgi alle svar i SI enheter hvis annet ikke er spesifisert.

Theresults from this exam is part of the final evaluation as described in the subjectdescription./

Resultatet fra denne eksamenen er en del av

sluttevalueringen ifaget, slik det er angitt ifagbeskrivelsen.

The complete set of questions is first given in Norwegian,then repeated in

english.

(2)

Oppgave 1 Noen spørsmål (20%)

Angi minst en grunn til at man bør bruke minst mulig tid på å fylle metall i støpeformen ved støping.

Hva slags problemer kan oppstå hvis Reynoldstallet er for høyt ved støping?

Hva vil det si at en del blir smidd, og ikke støpt? Nevn to ting som bør vurderes når man skal velge mellom å smi eller støpe en del som skal produseres.

Hva er sponfraskillende bearbeiding?

Hva forteller Taylors ligning noe om?

Hvis man vet turtall og effekt ved boring av et hull, hvordan man man regne ut dreiemomentet på boret?

Ser du noen likhetstrekk mellom pulvermetallurgi og støping? I tilfelle, hvilke?

Det tilføres ofte væske for å kjøle ned verktøy og deler under maskinering. Hvorfor bør bruk av slik væske minimaliseres?

Nevn to tiltak som kan redusere bruk av kjølevæske/ skjærvæske ved maskinering.

10.Nevn et argument for, og et mot, å ha best mulig overflatefinish på ferdigprodusert del.

(3)

Oppgave 2: Maskinering (40%)

1. Det skal bores et hull, 20 mm diameter og 50 mm dypt i stål. Anta at man bruker 5 Joule for å fierne 1 mm3 med stål. Hvis du ikke greier å regne regnestykkene under, forklar hvordan du mener at oppgaven bør løses.

Hullet bores på 60 sekunder, hvor stor effekt må boremaskinen yte?

Hvis boret roterer med 1500 omdreininger pr. minutt, hvilket

dreiemoment er det på boret? (bruk 1000W som effekt hvis du ikke har løsning fra (a)).

2. Taylors ligning er gitt som

Vrt = C,

der n og C er parametre, V er hastighet i meter/minutt, og T er verktøyets levetid i minutter. Anta n = 0.2 og C = 700, angi levetiden til verktøyet ved følgende verktøy — hastigheter (målt i meter/minutt) : V={250, 275, 300, 325, 350, 400}.

Oppgave 3 Teorispørsmål (30%)

Forklar hva Reynolds tall er, og hva det vil si at det er dimensjonsløst.

Hva er kontinuitetsligningen og Bernoullis ligning, og hvorfor er disse viktige ved beregning av dimensjoner på støpeformer?

Forklar hvordan MIG/ MAG sveising (GMAW) fungerer.

Navngi og beskriv 4 ulike sveisefeil.

Oppgave 4 Spørsmål fra Jotul (10%)

Hvordan får Jøtul en så fln overflateruhet uten videre etterarbeiding?

Forklar hvorfor det er nødvendig at avstanden fra smelteovnen og til der metallet blir tilført støpeformene er så kort.

(4)

Høgskolen i Østfold Avdeling for ingeniørfag

Problem 1 Some questions (20%)

Name at least one reason why metal should be poured as quickly as possible into the mold in a casting process.

What can happen if the Reynolds number is too big in a casting process?

What does it mean that a part is forged, not cast?

What is machining?

For what reason is Taylors equation used?

If you know rotational speed and power when drilling a hole, how can you calculate the torque of the drill?

Can you see any differences between powder metallurgy and casting? If so, what differences?

Frequently, liquid is used to cool tools and parts during machining. Why should use of such liquid be kept at a minimum?

Name two measures that can reduce the use of cutting fluid in machining.

10.Name one argument for, and one against, having the best possible finish on a part that is produced.

•

(5)

ø

Høgskolen i Østfold Avdeling for ingeniørfag

Problem 2: Machining (40%)

3. A hole, 20 mm diameter and 50 mm deep is to be drilled in steel. Suppose that 5 Joule is needed to removel mm3 of steel. If you are unable to do the calculations below, explain how you think the problem should be solved.

The hole is drilled in 60 seconds, how much power must be output by the drill?

If the speed of the drill is 1500 RPM, what is the torque? (use 1000W as power if you don't have the solution from (a)).

4. Taylor's equation is VT"- = C, where n og C are parameters, V is speed in meters/minute, og T is the tool life in minutes. Suppose n = 0.2 og C = 700, find the tool life at the following tool speeds ( meters/minute) : V={250, 275, 300, 325, 350, 400}.

Problem 3 Theory questions/ Teorispørsmål (30%)

Explain what Reynolds number is, and what is means that this number is dimensionless.

What are the continuity equation and the Bernoulli equation, and why are these important for calculation dimensions of cast molds?

Explail how MIG/ MAG welding (GMAW) works.

Name and describe 4 different welding errors.

Problem 4 Questions from the Jotul factory visit (10%)

How does Jøtul achieve the desired surface roughness without extra finishing work after casting?

Explain why the distance between the melting oven and the sand molds is so short.

•

(6)

ø

Attachments/ Vedlegg

Bernoulli equation:

p v²

h + —pg+—2g=Const

M.122

mgh+ pV +.-. = Const Continuity equation:

Q = A1v1= A2v2

Reynolds number:

Re = pvD rl

Power and torque:

P = w *T