Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Πλάνισμα – Πλάνη (σελ. 323-324) – ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Πλάνισμα - Πλάνη

Λύσεις στις 12 ερωτήσεις του κεφαλαίου 7: κινηματική του πλανίσματος σε οριζόντια/κατακόρυφη βραχεία πλάνη και σε τραπεζοπλάνη, έννοια του κύκλου εργασίας, δομή και κίνηση της τράπεζας στους διάφορους τύπους πλάνης, συνθήκες κατεργασίας (ενεργή/μη ενεργή/μέση ταχύτητα κοπής, κύκλοι εργασίας ανά λεπτό, διαδρομή εμβόλου/τράπεζας), κατηγορίες κοπτικών εργαλείων πλανίσματος και μέτρα ασφαλείας κατά την κατεργασία.

Κινηματική πλανίσματος σε βραχεία πλάνη

Ερώτηση: Σχεδιάστε την κινηματική του πλανίσματος σε μία οριζόντια και σε μία κατακόρυφη βραχεία πλάνη και περιγράψτε τις κινήσεις που εκτελούνται από το εργαλείο και το τεμάχιο.

Απάντηση:

• §7.1.1. «Το κοπτικό εργαλείο εκτελεί ευθύγραμμη παλινδρομική κίνηση (μπροστά-πίσω). Η κίνησή του προς τα εμπρός είναι η ενεργός κίνηση κοπής... Η πρόωση του τεμαχίου είναι κάθετη στην κατεύθυνση του κοπτικού εργαλείου και διακοπτόμενη» και «Στην κατακόρυφη βραχεία πλάνη, το κοπτικό εργαλείο εκτελεί παλινδρομική κίνηση επάνω-κάτω. Η ενεργός κίνηση κοπής... είναι η κίνηση προς τα κάτω.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στην οριζόντια βραχεία πλάνη το κοπτικό εργαλείο (μέσω του εμβόλου) εκτελεί ευθύγραμμη παλινδρομική κίνηση μπροστά-πίσω: η κίνηση προς τα εμπρός (α) είναι η ενεργός κίνηση κοπής, με την οποία αφαιρείται υλικό, ενώ η κίνηση προς τα πίσω (β) είναι η μη ενεργός κίνηση επιστροφής, χωρίς αφαίρεση υλικού· οι δύο μαζί αποτελούν τον κύκλο εργασίας. Το τεμάχιο (μέσω της τράπεζας) εκτελεί διακοπτόμενη πρόωση (γ) κάθετη στην κίνηση του εργαλείου, ένα βήμα στο τέλος κάθε κύκλου εργασίας, ενώ η κίνηση για το βάθος κοπής (δ) δίνεται με κατακόρυφη μετακίνηση της εργαλειοφόρας κεφαλής. Στην κατακόρυφη βραχεία πλάνη το κοπτικό εργαλείο εκτελεί παλινδρομική κίνηση επάνω-κάτω· η ενεργός κίνηση κοπής είναι η κίνηση προς τα κάτω, ενώ η διακοπτόμενη πρόωση του τεμαχίου παραμένει, όπως και στην οριζόντια πλάνη, στο οριζόντιο επίπεδο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Οριζόντια: εργαλείο μπρος-πίσω (ενεργή/μη ενεργή), τεμάχιο διακοπτόμενη πρόωση κάθετα· Κατακόρυφη: εργαλείο πάνω-κάτω (ενεργή προς τα κάτω), πρόωση τεμαχίου οριζόντια

Ορισμός κύκλου εργασίας

Ερώτηση: Τι είναι κύκλος εργασίας στο πλάνισμα;

Απάντηση:

• §7.1.1. «Η κίνησή του προς τα εμπρός είναι η ενεργός κίνηση κοπής... ενώ με τη κίνησή του προς τα πίσω δεν αφαιρεί υλικό, αλλά επιστρέφει στην αρχική του θέση. Οι δύο αυτές κινήσεις του κοπτικού εργαλείου αποτελούν και τον κύκλο εργασίας.»

Σύνοψη: Κύκλος εργασίας στο πλάνισμα ονομάζεται το σύνολο των δύο διαδοχικών κινήσεων του κοπτικού εργαλείου (ή του τεμαχίου, στην τραπεζοπλάνη): της ενεργού κίνησης κοπής, κατά την οποία αφαιρείται υλικό, και της μη ενεργού κίνησης επιστροφής στην αρχική θέση, κατά την οποία δεν αφαιρείται υλικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κύκλος εργασίας = ενεργή κίνηση κοπής + μη ενεργή κίνηση επιστροφής

Μετακίνηση τράπεζας στην οριζόντια βραχεία πλάνη

Ερώτηση: Πώς μετακινείται η τράπεζα στην οριζόντια βραχεία πλάνη;

Απάντηση:

• §7.2.1. «Η τράπεζα χρησιμοποιείται για την πρόσδεση του κατεργαζόμενου τεμαχίου. Είναι προσαρμοσμένη σε εγκάρσιο φορείο και μπορεί, μέσω της ανύψωσης του εγκάρσιου φορείου, να μετακινηθεί κατακόρυφα ή οριζόντια... με τη βοήθεια του μηχανισμού πρόωσης.»

Σύνοψη: Η τράπεζα είναι προσαρμοσμένη σε εγκάρσιο φορείο και μπορεί, μέσω της ανύψωσης του εγκάρσιου φορείου, να μετακινηθεί κατακόρυφα ή οριζόντια (κάθετα στην παλινδρομική κίνηση του κοπτικού εργαλείου), με τη βοήθεια του μηχανισμού πρόωσης της τράπεζας, ο οποίος της δίνει διακοπτόμενη κίνηση στο τέλος κάθε κύκλου εργασίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Τράπεζα σε εγκάρσιο φορείο → κατακόρυφη/οριζόντια μετακίνηση μέσω μηχανισμού πρόωσης

Διαφορά οριζόντιας - κατακόρυφης βραχείας πλάνης

Ερώτηση: Ποια η διαφορά της οριζόντιας με την κατακόρυφη βραχεία πλάνη;

Απάντηση:

• §7.2.2. «Η κατακόρυφη βραχεία πλάνη είναι παρόμοια με την οριζόντια βραχεία πλάνη, εκτός από την τράπεζα, που είναι κυκλική και όχι διαμήκης... Η τράπεζα μπορεί να μετακινηθεί οριζόντια και κατακόρυφα και να περιστραφεί. Η περιστροφική πρόωση της τράπεζας... δίδεται στο τέλος κάθε κύκλου εργασίας.»

Σύνοψη: Στην κατακόρυφη βραχεία πλάνη το κοπτικό εργαλείο εκτελεί παλινδρομική κίνηση επάνω-κάτω (αντί για μπροστά-πίσω στην οριζόντια) και η τράπεζα είναι κυκλική, όχι διαμήκης όπως στην οριζόντια πλάνη· επιπλέον μπορεί να περιστραφεί, δίνοντας περιστροφική πρόωση στο τέλος κάθε κύκλου εργασίας, ενώ στην οριζόντια πλάνη η πρόωση της τράπεζας είναι ευθύγραμμη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κατακόρυφη: εργαλείο πάνω-κάτω, τράπεζα κυκλική με περιστροφική πρόωση· Οριζόντια: εργαλείο μπρος-πίσω, τράπεζα διαμήκης

Προϊόντα κατακόρυφης βραχείας πλάνης

Ερώτηση: Αναφέρατε ενδεικτικά προϊόντα πλανίσματος με κατακόρυφη βραχεία πλάνη.

Απάντηση:

• §7.2.2. «Με την κατακόρυφη βραχεία πλάνη κατεργάζονται τεμάχια με πολύπλοκη εσωτερική διαμόρφωση, όπως εσωτερικά αυλάκια, σφηνόδρομοι, οδοντώσεις, κ.λπ.»

Σύνοψη: Με την κατακόρυφη βραχεία πλάνη κατεργάζονται τεμάχια με πολύπλοκη εσωτερική διαμόρφωση, όπως εσωτερικά αυλάκια, σφηνόδρομοι και οδοντώσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Εσωτερικά αυλάκια, σφηνόδρομοι, οδοντώσεις

Χαρακτηριστικά τραπεζοπλάνης

Ερώτηση: Ποια τα κύρια χαρακτηριστικά μιας τραπεζοπλάνης;

Απάντηση:

• §7.2.3. «Η τραπεζοπλάνη χρησιμοποιείται για μεγάλου μήκους επίπεδα τεμάχια. Το μήκος πλανίσματος σε τραπεζοπλάνες είναι από 1 έως και επάνω από 20 μέτρα» και «Ο κύριος μηχανισμός μετάδοσης της παλινδρομικής κίνησης τοποθετείται στο κρεβάτι της εργαλειομηχανής και προσδίδει την παλινδρομική κίνηση στην τράπεζα.»

Σύνοψη: Η τραπεζοπλάνη χρησιμοποιείται για μεγάλου μήκους επίπεδα τεμάχια (μήκος πλανίσματος από 1 έως και πάνω από 20 μέτρα). Η κύρια παλινδρομική κίνηση κοπής δίνεται από την τράπεζα (όχι από το εργαλείο), μέσω μηχανισμού (συνήθως οδοντωτοί τροχοί) τοποθετημένου στο κρεβάτι της εργαλειομηχανής· η τράπεζα ολισθαίνει στους ολισθητήρες του κρεβατιού και έχει σχισμές τύπου Τ για την έδραση του τεμαχίου. Η εργαλειοφόρα κεφαλή, με τον εργαλειοδέτη, μετακινείται οριζόντια στο εγκάρσιο φορείο για την πρόωση, ενώ η κατακόρυφη μετακίνηση του εγκάρσιου φορείου (μέσω ατράκτων, στηριζόμενου σε στήλες) δίνει το βάθος κοπής. Σε μεγάλες εργαλειομηχανές υπάρχουν δύο εργαλειοφόρες κεφαλές και συχνά δύο πλευρικοί εργαλειοδέτες για κάθετες επιφάνειες. Ογκώδη τεμάχια πλανίζονται σε τραπεζοπλάνη ανοικτής πλευράς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μεγάλα τεμάχια (1-20+ m)· κίνηση κοπής από την τράπεζα· μηχανισμός στο κρεβάτι· εργαλειοφόρα κεφαλή στο εγκάρσιο φορείο

Κινηματική πλανίσματος σε τραπεζοπλάνη

Ερώτηση: Σχεδιάστε την κινηματική του πλανίσματος σε μία τραπεζοπλάνη και περιγράψτε τις κινήσεις που εκτελούνται.

Απάντηση:

• §7.1.2. «Η βασική διαφορά του πλανίσματος σε τραπεζοπλάνη με το πλάνισμα σε βραχεία πλάνη είναι ότι η κύρια παλινδρομική κίνηση κοπής δίδεται από το κατεργαζόμενο τεμάχιο... Η πρόωση του κοπτικού εργαλείου είναι διακοπτόμενη... και κάθετη στην κίνηση του τεμαχίου (μπροστά-πίσω). Η προς τα πίσω κίνηση του τεμαχίου είναι η ενεργός κίνηση κοπής.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στην τραπεζοπλάνη η κύρια παλινδρομική κίνηση κοπής (μπροστά-πίσω) δίνεται από το ίδιο το κατεργαζόμενο τεμάχιο, μέσω της τράπεζας, και όχι από το κοπτικό εργαλείο: η κίνηση της τράπεζας προς τα πίσω (α) είναι η ενεργός κίνηση κοπής, ενώ η κίνηση προς τα εμπρός (β) είναι η μη ενεργός κίνηση επιστροφής. Το κοπτικό εργαλείο εκτελεί τη διακοπτόμενη πρόωση (γ), κάθετη στην κίνηση της τράπεζας, ένα βήμα στο τέλος κάθε κύκλου εργασίας, ενώ η κίνηση για το βάθος κοπής (δ) δίνεται με κατακόρυφη μετακίνηση του εγκάρσιου φορείου/εργαλειοδέτη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Τραπεζοπλάνη: ενεργή κίνηση κοπής = κίνηση τράπεζας (τεμαχίου) προς τα πίσω· εργαλείο κάνει τη διακοπτόμενη πρόωση

Τύποι ταχύτητας κοπής στην πλάνη

Ερώτηση: Από ποιους τύπους δίδονται η ενεργή και η μη-ενεργή ταχύτητα κοπής στην πλάνη;

Απάντηση:

• §7.3.1. «Οι δυο αυτές ταχύτητες κοπής uεν και uμη-εν δίδονται σε [m/min] από τους παρακάτω τύπους: uεν = L/tεν, uμη-εν = L/tμη-εν (7.1). Όπου: L είναι η διαδρομή του εμβόλου ή της τράπεζας σε [m], tεν είναι ο χρόνος μίας ενεργούς κίνησης... και tμη-εν είναι ο χρόνος μίας μη ενεργούς κίνησης.»

Σύνοψη: Η ενεργή ταχύτητα κοπής δίνεται από τον τύπο uεν = L/tεν και η μη-ενεργή ταχύτητα κοπής (ταχύτητα επιστροφής) από τον τύπο uμη-εν = L/tμη-εν, όπου L η διαδρομή του εμβόλου (στη βραχεία πλάνη) ή της τράπεζας (στην τραπεζοπλάνη) σε [m], tεν ο χρόνος μίας ενεργούς κίνησης σε [min] και tμη-εν ο χρόνος μίας μη ενεργούς κίνησης σε [min].

Κριτήρια αξιολόγησης:

• uεν = L/tεν, uμη-εν = L/tμη-εν

Υπολογισμός κύκλων εργασίας ανά λεπτό

Ερώτηση: Πώς υπολογίζονται οι κύκλοι εργασίας ανά λεπτό;

Απάντηση:

• §7.3.2. «Οι κύκλοι εργασίας ή η συχνότητα παλινδρομήσεων n μπορούν να εκλεγούν (πίνακας 7.2) ή να υπολογιστούν από τη σχέση: n = uμ / 2L (7.3). Όπου L είναι η διαδρομή του εμβόλου ή της τράπεζας, σε [m] και uμ είναι η μέση ταχύτητα κοπής σε [m/min].»

Σύνοψη: Οι κύκλοι εργασίας ανά λεπτό (συχνότητα παλινδρομήσεων) n υπολογίζονται από τη σχέση n = uμ/(2·L), όπου uμ είναι η μέση ταχύτητα κοπής σε [m/min] και L η διαδρομή του εμβόλου ή της τράπεζας σε [m]· εναλλακτικά, μπορούν να επιλεγούν απευθείας από πίνακα (πίνακας 7.2).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• n = uμ / (2·L)

Υπολογισμός διαδρομής εμβόλου/τράπεζας

Ερώτηση: Πώς υπολογίζεται το μήκος διαδρομής του εμβόλου ή της τράπεζας;

Απάντηση:

• §7.3.3. «Η διαδρομή του εμβόλου ή της τράπεζας L... είναι το μήκος του κατεργαζόμενου τεμαχίου I και τα μήκη I1 και Ι2 για την προσέγγιση και απομάκρυνση του εργαλείου από το τεμάχιο... Δηλαδή, L = I + I1 +Ι2. Γενικά, εκλέγεται το I1 γύρω στα 20 mm και το Ι2 γύρω στα 10 mm.»

Σύνοψη: Η διαδρομή L του εμβόλου ή της τράπεζας υπολογίζεται ως L = l + l1 + l2, όπου l είναι το μήκος του κατεργαζόμενου τεμαχίου, l1 η απόσταση προσέγγισης του εργαλείου στο τεμάχιο (περίπου 20 mm) και l2 η απόσταση απομάκρυνσης του εργαλείου από το τεμάχιο (περίπου 10 mm).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• L = l + l1 + l2 (l1≈20 mm, l2≈10 mm)

Κατηγορίες εργαλείων πλανίσματος

Ερώτηση: Ποιες είναι οι βασικές κατηγορίες των εργαλείων πλανίσματος και ποια τα χαρακτηριστικά τους;

Απάντηση:

• §7.4.1. «Διακρίνονται, όπως όλα τα κοπτικά εργαλεία, σε εργαλεία εκχόνδρισης και αποπεράτωσης, ενώ υπάρχουν και ειδικής μορφής εργαλεία» και «Τα εργαλεία εκχόνδρισης χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση μεγάλης ποσότητας μετάλλου σε μικρό χρόνο... πρέπει η γωνία κόψης τους να είναι ισχυρή... Αντίθετα, τα εργαλεία αποπεράτωσης καταπονούνται λιγότερο... και οι γωνίες κόψης τους είναι πιο κάθετες και μυτερές.»

Σύνοψη: Οι βασικές κατηγορίες κοπτικών εργαλείων πλανίσματος (μίας κύριας κόψης, όπως και στην τόρνευση) είναι τρεις: τα εργαλεία εκχόνδρισης, που χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση μεγάλης ποσότητας μετάλλου σε μικρό χρόνο και έχουν ισχυρή γωνία κόψης ώστε να αντέχουν τις μεγάλες διατομές αποβλίττων και δυνάμεις καταπόνησης· τα εργαλεία αποπεράτωσης, που καταπονούνται λιγότερο (μικρή αφαίρεση μετάλλου) και έχουν πιο κάθετες και μυτερές γωνίες κόψης, ώστε να δίνουν καλή ποιότητα επιφάνειας· και τα ειδικής μορφής εργαλεία, που χρησιμοποιούνται κυρίως για πλάνισμα αυλακιών ή γωνιών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Εκχόνδρισης (ισχυρή γωνία), αποπεράτωσης (κάθετη/μυτερή γωνία), ειδικής μορφής (αυλάκια/γωνίες)

Μέτρα ασφαλείας κατά το πλάνισμα

Ερώτηση: Ποια μέτρα ασφαλείας πρέπει να λαμβάνονται για την αποφυγή ατυχημάτων κατά το πλάνισμα;

Απάντηση:

• §7.6. «1. Πριν την εκκίνηση της εργαλειομηχανής, πρέπει να γίνουν προσεκτικοί χειρωνακτικοί χειρισμοί... 2. Τα γρέζια πρέπει να απομακρύνονται μόνο με άγκιστρο και βούρτσα. 3. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίδεται κατά την εκτόξευση των γρεζιών... 4. Η μέτρηση του τεμαχίου θα πρέπει να γίνεται, μόνο αφού η εργαλειομηχανή σταματήσει εντελώς.»

Σύνοψη: Τα μέτρα ασφαλείας κατά το πλάνισμα είναι: (1) πριν την εκκίνηση της εργαλειομηχανής, να γίνονται προσεκτικοί χειρωνακτικοί χειρισμοί ώστε το έμβολο και η τράπεζα να μην προσκρούσουν πουθενά, με χρήση προστατευτικού καλύμματος γύρω από το έμβολο αν χρειάζεται· (2) τα γρέζια να απομακρύνονται μόνο με άγκιστρο και βούρτσα· (3) ιδιαίτερη προσοχή κατά την εκτόξευση των γρεζιών — ο χειριστής δεν πρέπει να παρακολουθεί το κοπτικό εργαλείο από κοντά κατά την κοπή ούτε να πλησιάζει το χέρι του στο εργαλείο· (4) η μέτρηση του τεμαχίου να γίνεται μόνο αφού η εργαλειομηχανή σταματήσει εντελώς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Προσοχή σε πρόσκρουση εμβόλου/τράπεζας· γρέζια μόνο με άγκιστρο/βούρτσα· προσοχή στην εκτόξευση γρεζιών· μέτρηση μόνο με τη μηχανή σταματημένη