Alt du trenger å vite om: Borehode

/

Et borehode, også kalt utboringshode, (eng.: boring head) er en meget nyttig, nesten uunnværlig, innretning og tilleggsutstyr til enhver vertikal fres.

Et borehode med tilhørende verktøysett.

Et borehode med tilhørende verktøysett.

I all hovedsak er det en måte å transformere en fres om til en “omvendt dreiebenk”, i den forstand at det gjør maskinen i stand til å lage sirkulære former, men arbeidsstykket står fortsatt stille mens verktøyet beveger seg. Forskjellen er at verktøyet som benyttes er en ‘single point cutter‘, vanligvis i form av en borestang (eng.: boring bar).

14D520_AS01.jpg

Et verktøy som i utgangspunktet er beregnet til innvendig dreiing er ypperlig for bruk i et borehode siden det vanligvis har to viktige egenskaper; stor endeklaring og høy spissvinkel. Med andre ord er det formet slik at det presenterer kuttpunktet sitt ut og vekk fra kroppen. Når det kommer til borestenger beregnet for bruk i borehoder er det ikke uvanlig at de har null endeklaring, d.v.s. at de er flate i bunnen, som ofte kan være en fordel.

Borehoder er ypperlig for å lage store hull som må ha en eksakt dimensjon (innvendig boring), forstørre eksisterende hull, forbedre overflatefinheten på hull og lignende. Når man bruker et borehode er det vanlig å finne senter av operasjonen som skal utføres, for så å låse X og Y aksene og mate i Z. Avhengig av operasjonen er det mulig å bruke spindelmating, men det er anbefalt å flytte Z-aksen i steden, for økt stivhet og resultat.

borehode-n.png

Det kan også brukes til det motsatte, å lage sirkulære protruderende aksler (utvendig boring), som ellers ikke ville vært mulig å lage uten et rundmatingsbord eller sirkulær interpolering på en CNC-maskin.

utv_bore2.png

Her stilles verktøyet til riktig diameter og mates nedover, på samme måte som innvendig boring, men - avhenging av verktøyet - må spindelrotasjonen snus, som om vi dreier på “baksiden“ av kjoksen i en dreiebenk.

Typiske operasjoner for borehoder:

operasjoner.png

Et borehode har et par deler hvis funksjon ikke nødvendigvis er videre opplagt. Kunnskap om disse er nødvendig for flere av operasjonene over. Borehoder kommer i ulike grader av kompleksitet.

De er essensielt delt opp i to deler: snekkehuset (kroppen) og sleiden (eng.: body & slide). De er festet sammen med et svalehalespor (eng.: dovetail) og en justeringsskrue som endrer diameteren på kuttet.

VHU 36-n.png

Hovedskruen (eng.: quick setting spindle) er hovedsakelig en grovinnstilling og brukes til å endre diameter raskt. En omdreining her flytter vanligvis sleiden flere millimeter av gangen. Finjustering gjøres med snekkeskruen på siden som er delt opp i hundredels millimetere. Normalt sett er denne oppgitt for diameteren på arbeidsstykket, ikke bevegelsen av sleiden, slik at hvis man flytter skruen én gradering øker man diameteren med 0,01mm, med andre ord flytter sleiden seg 0,005mm. Dette er oppgitt på hodet. Pilene indikerer hvilken retning som flytter sleiden en spesifikk vei.

Bildet over er av et mer avansert borehode, ofte kalt et automatisk borehode eller universalt borehode (eng.: universal boring head, facing & boring head). Det har den funksjonen at det kan mates radialt mens verktøyet roterer, slik at man kan plane eller lage radiale spor i bunnen eller andre steder langsmed hullet eller akselen.

finjustering.jpg

Her ser vi snekkeskruen for finjustering (eng.: fine setting spindle, worm with scale), låseskruen som låser sleiden (eng.: clamping screw, arrest screw), strammeskruer for gib’en (en bit som ligger mellom de to delene i svalehalesporet for å justere slarken, jeg vet ikke om den har noe godt norsk navn) (eng.: slide tension, gib adjust screw), og strammeskruene for å feste verktøyet. Verktøyhullene er vanligvis Ø16 H7.

Det er viktig at verktøyet peker i den retningen man planlegger å mate sleiden, med kuttepunktet/kuttesiden så parallell som mulig med sleiden. Et par grader fra eller til spiller liten rolle, men et stort avvik vil endre både kutteferdighetene, og overenstemmelsen mellom justeringsskrue og faktisk mål.

gib_hovedskrue.jpg

Hovedskruen og gib’en, samt verktøyhullet i siden som gjør det mulig å montere verktøy stikkende rett ut for maksimal rekkevidde.

endestopper.jpg

Over ser vi baksiden der vi finner de to endestoppene (eng.: feed dogs, stops), som avbryter automatisk radiell mating, og kan stilles etter ønsket diameter. En for hver vei. I midten finner vi utløseren (eng.: fixed pin) som endestoppene treffer slik at motstanden blir så stor at clutchen løser ut. Det er en oljenippel på hver side for å smøre sleiden.

Nå kommer vi til hjertet av det universale borehodet:

clutch.jpg

For å aktivere radiell mating må clutchpinnen presses ned i clutchsporet, slik at den aktiveres. Dette kan gjøres med en flat skrutrekker eller lignende. Ringen som pinnen sitter i (eng.: holding ring) roterer fritt. Under sitter materingen (eng.: scale ring) med et spor som clutchpinnen rir i når matingen er aktivert. Denne er koblet til finjusteringsskruen.

Materingen har vanligvis et par ulike valg for matehastigheter, under ser vi 0, 2, 4 og 6, som representerer hundredels millimetere økning i diamater per revolusjon. Her er borehodet stilt inn til 0,06mm/rev mating. 0 betyr at borehodet ikke vil mate, selv om clutchen er lagt inn. Matehastigehten stilles inn ved å vri på matejustering-ringen med det røde indikasjonmerket.

matesjustering.jpg

I clutchringen er det en settskrue som justerer clutchstyrken, altså hvor mye last som skal til før clutchen utløser og stopper matingen. Den har også et hull for håndtak som man er nødt til enten å holde selv eller hvile inntil en stasjonær del av maskinen. Når spindelen igangsettes og håndtaket holdes igjen vil de tre ringene stå stille mens resten av hodet roterer og mater utover til man slipper håndtaket, eller; til endestoppen treffes eller verktøyet overbelastes, begge ting som vil belaste clutchen slik at den løser ut.

Enda mer feinschmecker borehoder som også kan mate aksialt, og begge to samtidig (slik at man kan bore koner!) eksisterer fra produsenter som f.eks. Wohlhaupter.

person-thinking-with-question-mark-questioning-man1.png

Ingen borehoder kommer med skala, så vidt jeg vet. Det eksisterer digitale borehoder som gir deg enkel avlesning av diameter, men disse er ikke til bruk i manuelle maskiner, stort sett.

Så, hvordan setter man borehodet til å kutte riktig diameter?

Det er hovedsakelig to måter å finne dimensjonene sine:

Den første og enkleste er rett og slett å ta et kutt og måle, for så å justere videre derfra.

Den andre er som følger:

  1. Finn en kant på arbeidstykket, eller på et stykke offermateriale

  2. Sett spindel-senter på denne kanten

  3. Null avlesningen på fresen

  4. Flytt kanten bort fra senter lik radien til ønsket kutt

  5. Juster borehodet til verktøyet berører kanten

  6. Et voilá!

På bildet helt øverst i innlegget er det avbildet et borehode med litt tilleggsutstyr. Dette kan kombineres for å utføre en rekke oppgaver:

eksempler.png

Og hvis man føler seg riktig freidig kan man kombinere verktøy som f.eks slik:

eksempler2.png

Borehoder bør ikke kjøres over 1000 RPM, spesielt ikke hvis sleiden er skrudd langt til en side. Dette kan skape vibrasjoner som gir dårligere nøyaktighet og finish. Større hoder bør ikke kjøres over 600. Når det er sagt, her er noen anbefalte skjæredata:

boring head cut data.png

Men ta dette som EKSTREMT veiledende, og ikke som en fasit! Utover det gjelder skjærehastigheter som ellers for materiale og verktøygrad.

Kuttdybde bør ikke overstige 4mm med en mating på 0,06mm/rev (hverken aksialt eller radialt). Men dette avhenger voldsomt av utstikk, materiale, oppspenning, applikasjon, o.s.v. Som en tommelfingerregel kan kuttdybde økes når mating senkes. Det viktige er at lasten blir lik.

Dersom verktøyet vibrerer (sperrer) anbefales det å senke skjærehastigheten eller øke matingen.

Det er hensiktsmessig å ikke ta for tynne kutt hvis det kan unngås (med mindre det er et finkutt selvsagt). Dersom det benyttes skjær med høy spissvinkel kan en kuttdybde som er større enn neseradien bidra til å stabilisere verktøyet.

Boring og gjenging av hull til siktemontasjer

/

Jeg har tatt en liten pause fra å jobbe med de obligatoriske oppgavene for å jobbe på et annet prosjekt som jeg har hintet til tidligere (som jeg skal fortelle mer om senere) og for å jobbe på min nye rifle som det nå er på tide å snakke litt om. Ervervstillatelsen er snart i boks og våpenet begynner å bli ferdig.

Det eneste som gjenstår er å profilere og montere løpet og lakkere et par deler.

Våpenet er basert på en gammel andre-verdenskrig Mauser Kar98k (karabin, modell 1898, kort) som var gjort om til jaktvåpen. Denne fikk jeg kjøpt relativt billig fra et dødsbo. Den var i litt sliten stand så det ene førte til det andre og jeg har nå lagt betydelige ressurser og tid inn i våpenet. Det er på ingen måte noe klassisk stil over dette, jeg har "sporterized the shit out of it", men den er nå veldig justerbar og vil gå godt.

En av de mange tingene jeg måtte fikse var hullene til siktemontasjene i låsekassen. De var hverken på linje eller i senter og er noe jeg mistenker er blitt gjort på hobby-rommet hjemme, så dette måtte ordens opp i.

Å bore og gjenge disse hullene var tilfeldigvis også en obligatorisk oppgave, så da slo jeg to fluer i en smekk!

Når man skal montere siktemidler på en rifle har man hovedsaklig to muligheter; baser eller skinne.

På bildet over ser man separate baser (øverst) og hel skinne (nederst). Baser gir litt mer plass til å komme til mekanismen om noe skulle kile seg eller man skal fylle magasinet eller man av andre grunner må pirke inni der, men man kan stort sett bare ha kikkertsikte på dem. Skinne er mer fleksibel i hva man kan sette på som siktemiddel, samt at det er mer rigid og stiver opp låsekassen. Skinne er også enklere å bygge inn MOA i, mer om det senere.

Baser kommer stort sett i Weaver-systemet, mens skinner stort sett, men ikke nødvendigvis, finnes i Picatinny-systemet.

Forskjellen mellom disse systemene er hovedsaklig avstanden mellom gropene i skinnen. Begge systemene bygger på den samme idèen og profilen er så godt som identisk. Weaver kom først (ca. 1930) og var forgjengeren til Picatinny som er en modernisert versjon og er NATO-standard: MIL-STD-1913 som ble adoptert i 1995.

Navnet Picatinny kommer fra anlegget Picatinny Arsenal i New Jersey, USA. Weaver kommer fra oppfinneren William Ralph Weaver.

wb0105-Specs2.jpg
Æsj, tusendels tommer, jeg vet, men det er en amerikansk standard og dette var det beste jeg fant.

Æsj, tusendels tommer, jeg vet, men det er en amerikansk standard og dette var det beste jeg fant.

Som vi kan se på spesifikasjonene over er distansen mellom gropene på skinnen standardisert i Picatinny-systemet og dette mønsteret strekker seg vanligvis over hele eller store deler av skinnen. Weaver bygger som sagt på de samme systemet, men avstanden mellom rillene er ikke konstant og det er ofte kun absolutt nødvendig antall riller. Stort sett vil ting laget for Weaver-systemet passe Picatinny-systemet, men ikke omvendt.

Til min rifle kjøpte jeg en Picatinny blank, d.v.s. en skinne uten hull og uten form for låsekassen. Dette måtte jeg gjøre selv og det var en lærerik prosess.

Typisk Weaver-skinne.

Både baser og skinner bruker ofte (ihvertfall på rifler) den samme avstanden mellom de to hullene foran og bak, men det er mange ulike låsekasser så avstanden mellom de fremre og bakre hullene er ikke standardisert. Derfor var det kjekt med en blank.

Bildet til venstre viser de relevante proporsjonene for å montere baser eller skinne.

Anbefalte avstander for Mauser M98 er:

A: 22mm  B: 102,4mm  C: 12,7mm

Dette varierer litt, men det er veldig vanlig slik jeg har forstått at bakre base har hullavstand 12,7mm som er 1/2 tomme og fremre hullavstand 21,8mm som er nærme 7/8 tomme, men ikke helt. 7/8 tomme er 22,2mm. Jeg brukte ihvertfall:

A: 21,8mm  B: 102,4mm  C: 12,7mm

Siden jeg lager både hullene i låsekassen og skinnen kan jeg egentlig velge fritt selv avstander og slikt, men jeg liker jo standarder, så jeg prøvde å bruke noe som var vanlig.

Først måtte jeg fjerne de gamle hullene, men hvordan fjerner man et hull? Jeg måtte sveise dem igjen. Så jeg forsenket dem lett for å komme dypere ned i hullet og fylle det bedre når jeg skulle sveise. Deretter tok jeg med meg låsekassen og en liten propanbrenner ned til sveiserommet. Jeg varmet opp materialet rundt hullet for å assistere stålet å binde seg med låsekassen. Jeg brukte en metall-limpistol, bedre kjent som MIG, og fylte hullene.

Noen av hullene var gjennomgående, så for å spare meg for litt filing, og spesielt for å beskytte gjengene i front der løpet skrus fast, så dreiet jeg en innvendig gjengebeskytter. En bit med messing med samme gjenger som pipa. Det er viktig at den er laget av et annet materiale enn det jeg skal sveise med, ellers hadde jo den også blitt sveiset fast. Man ser den såvidt i bildet under. Jeg laget også en for de bakre hullene.

Jeg festet så låsekassen min i en fikstur jeg har laget for å arbeide på M98-låsekasser. Den skrus fast med de originale skjefteskruene, samt en blokk på toppen dersom den må sitte knallhardt fast.

Disse låsekassene er kjent for å være litt kinkige å bore i ettersom de er svært harde noen steder og bløtere andre steder, samt en kombinasjon av dette lag-vis slik at man kan plutselig støte på hardt stål mens man borer gjennom, men de er stort sett hardest utenpå og mykere i kjernen. Jeg hadde nå sveiset igjen hullene og skulle bore igjennom det jeg hadde fylt på av stål, så det var relativt mykt. Men et problem oppstod da jeg skulle bore et av hullene til bakre base fordi det nye hullet mitt var delvis i den sveisede delen og delvis i den originale låsekassen, så boret begynte å vandre litt i løpet av boringen da det traff den hardere låsekassen. Jeg måtte bore opp dette hullet med gradvis økende diameter på boret for å minke belastningen på hvert bor slik at det mistet tendensen til å vandre. Jeg skulle M4 gjenger i hullene så jeg boret opp med 3,3mm bor. Å lage gjengene var også en utfordring p.g.a. det harde materialet, men med forsiktighet og litt tålmodighet gikk det til slutt, men det var nervepirrende å gjenge så hardt materiale med så skjør tapp. 

Man ser godt skillet i materialet der det er sveiset, men denne låsekassen skal ha Cerakote på seg, så det vil ikke synes.

Da var hullene i boks, fine og rette. Så var det over til skinnen.

Jeg begynte med å frese av den nederste flaten som øyensynlig har holdt biten fast da den ble laget i en CNC-maskin.

Deretter freste jeg ut sideprofilen og basene. Etter dette boret jeg hullene i baseseksjonene.

Nå fulgte den vanskelige delen. Låsekassen er rund, og skinnen må ha en radius i basene som tilsvarer radien til låsekassen. Og radien til låsekassen er ulik foran og bak. Vi hadde heller ikke kulepinnefreser i riktig dimensjon til å frese dem ut, så da måtte jeg ty til andre metoder.

Dersom man trenger å frese et langsgående spor med en konkav radius kan man ta en vanlig pinnefres eller planfres og vinkle hele fresehodet slik at man bare kutter med den ene siden som nå vil generere en radius slik:

Fra fresens normale 90° posisjon i forhold til bordet kan man vinkle den slik at en radius blir produsert. Radien vil starte slak, (stor radius) og gradvis tilnærme seg fresens radiale størrelse ved 180°.

Vi kan regne ut vinkelen på fresen for ønsket radius, og jeg forsøkte å kalkulere dette, men jeg fant ikke så mye informasjon om det, og det jeg fant fikk jeg ikke til å stemme. Under er en samling av de ressurser jeg fant:

Hovedsaklig fant jeg gamle referanser fra amerikanske lærebøker som jeg tror omhandler større planfreser og "fly-cutters" og lignende, men det virker som hovedprinsippet er: 

Men dette funker bare selvsagt når fresens radius er mindre enn ønsket radius. Det virker enkelt nok, men jeg fikk ikke helt dette til å stemme, selv om svarene jeg fikk var stort innenfor +/- 5° av det jeg faktisk trengte.

Jeg endte opp med å gjøre det i 1:1 skala og lagde en helt rund analog for fresen jeg skulle bruke, altså en 22mm dia sylinder som jeg spente opp i fresehodet og la den nedpå noen baser jeg fikk låne, som var laget for Mauser-låsekassen jeg jobbet med. Jeg stilte vinkelen på fresehodet til det så riktig ut mellom sylinderen og kontroll-basen.

Det er viktig å nevne at ved å gjøre det på denne måten oppnår man ikke en perfekt radius, men en tilnærming av en radius. Den faktiske formen på sporet blir lett ovalt siden en sirkel bikket på siden blir en oval profil (se bildene over for illustrasjon).

Det er også viktig å nevne at når man lager disse sporene i siktebaser er det fordelaktig å lage radien litt mindre enn låsekassen, isteden for litt større, for da oppnår man to kontaktpunkter, en på hver side, i stedet for at skinnen hviler på midten av radien og vil få en tendens til å vugge.

Det er i dette steget man legger inn MOA, dersom man ønsker det. MOA er forkortelse for "Minute Of Angle" og en grad delt inn i 60 "minutter", altså er 1 MOA =  1/60°.

1 MOA tilsvarer ca 30mm på 100 meter.

MOA legges inn i skinner og andre montasjer for å øke rekkevidden til våpenet med en kikkert. Når man skyter på veldig lange hold må man sikte høyere og høyere for å kompensere for kulebanen. Noen kikkerter har ikke nok justeringsmuligheter til å stille siktene rett på ved lange hold, så derfor kan man bygge inn MOA i montasjen for å øke rekkevidden.

Man bygger inn dette ved å heve den bakre delen av skinnen eller senke den fremre. Poenget er ihvertfall at at siktet skal peke rett frem når munningen er løftet litt. Den vanligste verdien her er 20 MOA som da er 0,6 meter på 100 meter, 1,2m på 200m o.s.v.

Jeg har ikke bygget inn noe MOA i skinnen min, den har altså 0 MOA, men jeg har MIL-dots i kikkerten min som gjør at jeg kan flytte siktepunktet mitt på retikkelen, i stedet for å stille trådkorset. MIL er en militær variant av MOA som bruker milliradianer i stedet for 1/60 grader. 1 MIL = ca. 90mm på 100 meter.

Det eneste som gjenstod da var å forsenke hullene til skruene. Vi hadde ikke en forsenker som var liten nok (8mm) til å gå ned i hullene mellom rillene jeg hadde frest ut, så jeg måtte slipe min egen 45° forsenker ut av et ødelagt 8mm senterbor. 

Jeg monterte delehodet på plansliperen i en 45° vinkel og roterte senterboret for å slipe riktig vinkel på det på en symmetrisk måte.

Skinnen montert! Jeg er veldig fornøyd med resultatet og gleder meg til å prøve børsa i sin helhet om ikke lenge.

Plombering av Krag-Jørgensen

/

November har vært en relativt travel måned med mye diverse arbeid på verkstedet. Jeg holder på med mange prosjekter samtidig, men ingen av dem er fullført enda så jeg har ikke hatt voldsomt mye å skrive om selv om jeg har hatt nok å ta tak i.

Vi har nå etterhvert som det har passert litt tid hatt flere våpen inne som vi har klådd på, noe som selvsagt er den beste måten å opparbeide seg erfaring med yrket på; hands-on klåing. Tidligere i måneden utførte klassen i sin helhet service på titalls skiskyttervåpen fra lokale utøvere, noe som var veldig lærerikt og svært aktuelt med tanke på landet vi bor i.

Denne uken har klassen fått inn en del våpen som skal deaktiveres for diverse kunder der fortjenesten går til klassekassen. En god mulighet for oss å spare litt penger til turer og slikt.

Det ble min oppgave å deaktivere en M1894 Krag-Jørgensen rifle. Dette er en norsk-designet og produsert rifle som ble adoptert av blandt annet USA i 1892 og Danmark i 1889, begge disse nasjonene før Norge adopterte den i 1894. Den danske versjonen differerer betydelig fra den amerikanske og norske versjonen.

Våpenet er spesielt kjent for sitt særegne magasin som ligger pakket under og rundt boltsystemet. Det har en luke på siden man legger patronene i for så å lukke luken, hvilket legger press på systemet og mater patronene opp og inn i mekanismen. Magasinet er kjent for å ta lenger tid å fylle enn på lignende rifler fra den tiden, men er lett å etterfylle og dette kan gjøres uten å åpne sluttstykket.

Våpenet ble designet av Ole Herman Johannes Krag, kaptein i det norske forsvaret og direktør på Kongsberg våpenfabrikk, sammen med børsemaker Erik Jørgensen og ble patentert i 1892.

Våpenet har historisk verdi, spesielt i Norge, og ble mye brukt til jakt på midten av 1900-tallet og utover.

Deaktivering av våpen er en nokså normal oppgave og innebærer at våpenet og dets vitale deler gjøres fullstendig ubukelige. Dette gjøres etter regelverk og graden av plombering varierer mellom våpentyper. Et helautomatisk gevær krever en god del mer destruksjon enn en glattløpet hagle for eksempel. Trikset er da selvsagt å forsøke å utføre disse inngrepene på en så usynlig måte som mulig, samt opprettholde våpenets mekaniske funksjon så godt det går (det er jo litt artig å kunne dra i ladearmer og slikt).

Dette våpenet klassifiserer som et langt repetèrvåpen og krever følgende modifikasjoner:

Minimum 50% av støtbunnen (tuppen av sluttstykkehodet) fjernes i en 45° vinkel og tennstempelhullet sveises igjen.

Tennstempelet fjernes eller avkortes. I dette tilfellet slipte jeg det ned.

Det finnes flere alternativer her, men løpet skal i hvertfall på diverse vis perforeres eller åpnes. Dette er oppgitt i regelverket om utførelse. Jeg valgte å bore 6 hull innenfor den første tredjedelen av løpets lengde der hullenes diameter er lik kaliberet.

For våpen der løpet er festet til rammen, i dette tilfellet skrudd fast, skal et gjennomgående hull bores gjennom låskasse og kammer og en herdet stålstav sveises fast slik at demontering av pipe ikke er mulig. Hullet og stålbiten skal være minst 50% av kammerets diameter. Jeg la den litt under senterlinjen for å skjule sveisemerkene på utsiden.

Ved å senke den litt gjemmes mesteparten  av denne sveisen under treverket i skjeftet. Så lenge det ikke er mulig å putte en patron inn i kammeret, og det gjør det nå ikke.

Det er noen flere punkter, men de er uaktuelle for meg siden de omhandler avtagbare magasiner og lyddempere, der ingen av delene finnes på dette våpenet.

Det var det hele, et stykk ferdig plombert Krag-Jørgensen. Inngrepene ble så godt som usynlig så det er jeg fornøyd med, håper kunden blir fornøyd.

Ellers har jeg fått innvilget en våpensøknad, så mer info om rifla jeg jobber på nå som skal bli min kommer senere. Andre skoleoppgaver kommer også etterhvert, samt andre gøyale prosjekter og eksperimenter jeg holder på med. Stay tuned!

Dreiestålholder

/

En av de første obligatoriske læreplan-oppgavene var å produsere en enkel dreiestålholder. Dette er hovedsaklig en freseøvelse, og det gir mening å begynne med noe sånt, i og med at det slik jeg forstår det er ytterst få elever fra TIP VG1 som har hatt opplæring i fresemaskin, og de som har det har vanligvis ikke hatt mye tid til å øve seg på fresing.

Av de jeg har snakket med, som inkluderer både mine gamle medelever samt mine nye klassekamerater og andre som har gått TIP så er ikke fresen prioritert pensum, blir sett på som for vanskelig eller en hellig maskin som ikke skal røres. Det syns jeg er veldig trist siden det er en meget viktig og integral del av maskinopplæringen og et ekstremt nyttig verktøy. Ikke er det spesielt vanskelig heller, det gjelder bare å tenkte seg om og holde tunga rett i munnen. Det kan bli vanskelig hvis man skal begynne å lage heliske tannhjul og sånne ting, men grunnopplæringen innen fres er på ingen måte rocket science.

Vi skulle ihvertfall lage en dreiestålholder til hurtigstål, som er en blokk med et spor og noen skruer som holder på plass dreieskjæret når man dreier:

DSC_0672_v2.jpg

En grei oppgave for å bli kjent med maskinene på verkstedet og friske opp fresekunnskapene.

s-l225.jpg

Som sagt tar det tid å venne seg til nytt verksted, og det oppbevaringsstedet for metall jeg så i hadde ikke det nødvendige råstålet, så jeg satte i gang å frese ut et adekvat arbeidsstykke fra en stor kloss med stål. Dette viste seg var unødvendig da jeg ble opplyst om hvor vi hadde firkantstål.

Som vi ser på tegningen skal holderen bli 24,5mm begge veier. Å bruke 25 x 25 millimeter firkantstål byr på noen problemer. Stålet kommer ikke helt firkantet, men med kraftig avrundede hjørner, og når det kun skal fjærnes en halv millimeter er det ikke nok til å rette opp kantene. Men læreren sa det ikke var kritisk at hjørnene ble nokså avrundet, jeg syns bare det er verdt å påpeke at det er viktig å starte med et stort nok utganspunkt i alle dimensjoner til å ende opp med det tegningen viser.

Toleranser og overflatefinhet var ikke oppgitt så det ble en oppgave i seg selv å se hvor korrekte mål og god finish jeg fikk til.

Jeg tenkte det var en god idé å rette og rense sidene så jeg planfreste en side og snudde arbeidsstykket 90° og freste den andre siden. Slik hadde jeg gode referanseflater for videre bearbeiding. Jeg flyttet ikke på noe eller indekserte maskinen på nytt da jeg snudde stykket, slik oppnår jeg to teoretisk like kutt og opprettholder den kvadratiske formen til stykket.

DSC_0627.jpg

Jeg endte opp med en endring i tykkelse på 0,1 mm over lengden av stykket; hva det kommer av er vanskeligå si, kan ha vært spon under en side eller dårlige parallellklosser. Jeg spente stykket godt fast og hamret det ned for å sikre god kontakt med støtten, men allikevel ble det et merkverdig avvik her.

Det spilte uansett liten rolle siden jeg nå som sagt hadde to gode referanseflater for videre arbeid. Jeg freste raskt de to andre sidene bare for å få vekk fabrikkbelegget og få et bedre grep i stikka, samt å preparere siden for sporet.

Jeg freste så ut sporet; jeg må innrømme at jeg måtte gjøre dette to ganger siden jeg ikke la merke til at en side, som man kan se på tegningen, er 7mm. Jeg overså dette og antok bare at sporet skulle være midt på. Det virker som uansett hvor mange ganger det blir banket inn i hodene våres i løpet av skolegangen at det er viktig å lese oppgaveteksten nøye gjør man fremdeles slike glipper.

Men jeg tok meg heldigvis i det ganske kjapt og begynte på nytt. Sporet skulle være 10,2mm, et snodig tall, både dypt og bredt. Til dette brukte jeg en 8mm pinnefres.

DSC_0629.jpg

Dersom man bruker en fres som er nøyaktig det målet man skal ha kan kuttet bli litt for stort siden fresen kan hoppe litt eller vandre eller på andre måter ta av litt for mye. Det er bedre å ta dette i flere operasjoner.

Her lærte jeg noe nytt om med- og motfresing. Et tema jeg ikke har snakket så mye om før.

Motfresing er når arbeidsstykket mates i motsatt retning av fresens rotasjonsretning slik at de jobber mot hverandre. Sponet vil starte tynt og gradvis øke i tykkelse mot kuttets slutt.

Motfresing.png

 

Medfresing er når arbeidstykket mates i samme retning som fresens rotasjonsretning slik at de jobber med hverandre. Sponet vil starte tykt og gradvis synke i tykkelse mot kuttets slutt.

Medfresing.png

Motfresing er stort sett betraktet som den trygge metoden å frese på, siden arbeidskreftene jobber mot hverandre og hjelper hverandre til å kutte. Medfesing blir sett på som en utrygg fresemetode, men den kan fint brukes. Det nye jeg lærte om dette var at medfresing ofte gir bedre overflate rett ut av maskinen enn motfresing. Det farlige met medfresing er hvis kuttdybden og/eller matehastigheten er stor eller det er slakk i ledeskruen så kan verktøyet grave seg inn i arbeidstykket og bli ødelagt, ødelegge arbeidsstykket, eller i værste fall sende arbeidsstykket flyvende av gårde hvis oppspenningen er dårlig. Med motfresing vil dette ikke kunne skje.

Så for å få korrekte mål og fine overflater startet jeg med et 8mm spor ned til korrekt dybde, litt lenger enn 7mm inn fra en side. Jeg gikk ned 1mm av gangen. Jeg kunne tatt mer, men jeg valgte å ikke belaste verktøyet unødvendig mye. Deretter freste jeg hver side separat til nær korrekte mål og medfreste den siste biten som var igjen på hver side for en god finish.

DSC_0631.jpg

Etter at dette var gjort var det over til plansliperen for å... planslipe sidene.

DSC_0632.jpg

Plansliper er en maskin jeg ikke har vært så veldig mye borti før. Vi hadde en på skolen i fjor, men den var i ustand. Jeg kjenner til grunnprinsippene, men jeg har aldri brukt den ordentlig før.

Det viste seg å ikke være noe hokus pokus det heller. Det viktigste er at, som i alle maskiner, at arbeidsstykket er skikkelig spent fast. Planslipere bruker vanligvis et elektromagnetisk bord for å gjøre fast det som skal slipes. Dersom det som skal slipes har liten overflate eller lite kontant med bordet kan det fyke av gårde hvis man mater litt fort og dypt.

For sikkerhetsskyld la jeg en solid stålkloss på den siden av arbeidsstykket som slipesteinen dytter på.

Når arbeidssykket er lagt på plass skrur man på strømmen og det sitter bom fast. Så kan maskinen skrus på, høyden stilles inn og så beveges bordet frem og tilbake under slipehjulet mens bordet mates inn eller ut.

DSC_0633.jpg

Plansliping gir en meget pen overflate syns nå jeg, og etterpå kreves det relativt lite arbeid for å blankslipe og polere delen. Det produserer også en meget rett flate.

Jeg brukte plansliperen til å ta arbeidsstykket ned til korrekte dimensjoner. Jeg gikk litt for nærme eksakte mål her og havnet litt på undersiden av målene etter pussing og polering, så det er lurt å legge på en tidel eller så for sluttpussen.

DSC_0637.jpg

Etter litt pussing rettet jeg sidene med en solid pinnefres og tok stykket ned til korrekt lengde.

DSC_0638.jpg

Etter dette kunne jeg bore hullene til set-skruene og gjenge disse. M6 skruer krever 5mm gjengebor, ingen overraskelser her.

Til slutt våtslipte jeg holderen med 600 og 1200 papir og polerte den.

DSC_0639.jpg
DSC_0640.jpg

Ferdig og klar til å brukes! Jeg endte opp med mål på +/- 0,1mm og ganske fin overflate. Resultatet ble ganske pent og jeg er nokså fornøyd.

Jeg kunne ha fått en enda bedre overflate her og der, det er fremdeles noen veldig små hakk og riper. Noe av det stammer fra oppspenningen i stikken til fresen da jeg skulle bore hullene til skruene, men selv om jeg renset stikkekjevene og var påpasselig med holderen og behandlet den forsiktig etter sluttpussen var kjevene såpass 'ødelagt' at de ble noen merker.

Men funksjonelt er den tipp topp.

Parallellklemme

/

Etter å ha holdt på i flere måneder er jeg endelig ferdig med parallellklemmen jeg fikk som ekstraoppgave. Det er flere grunner til at det tok så langtid. For det første var det en omfattende oppgave med mange ulike prosesser, noen som jeg måtte lære meg før jeg kunne fortsette. For det andre så har jeg mye annet å holde på med og det har rett og slett ikke vært nok dager med verksted-tid til å bli ferdig.

Men nå er jeg endelig ferdig og kan fortelle litt om veien dit.

Jeg begynte med et stykke 20x20mm stål som jeg planfreste ned til 18x18mm. Toleransene mine var på 0,1mm, men jeg forsøkte som jeg ofte gjør å se hvor nøyaktig jeg kunne få det.

Jeg spente det opp i stikken og freste den ene siden rett, deretter vred jeg stykket 90° og freste den neste siden. Jeg brukte så disse sidene som referansesider da jeg freste de to andre sidene og dermed hele biten ned til korrekt tykkelse. Jeg var i stand til å oppnå en presisjon på +/- 0,02mm her, og det er jeg ganske fornøyd med.

Planfresen gav ikke en fin overflate, så jeg byttet ut de fem skjærene som viste seg å være ganske slitne og senket matehastigheten til litt over halvparten av det den stod på. Så vidt jeg husker benyttet jeg omdreiningstall på rundt 1000 r/min og matehastighet på ca. 250 mm/min. Dette gav en pen overflatefinhet.

Jeg målte så rettheten og parallelliteten og kom frem til at stykket er litt vridd, men det er innenfor toleranser så det gjør ikke noe. Tall på stykket er hundredeler. Stykket skal uansett deles i to, så da blir ujevnhetene "halvert".

Men før jeg kunne begynne med fresingen jeg gjorde i bildene over måtte jeg reparere fresen, eller rettere sagt det digitale avlesersystemet. Det var i ustand og gav ikke pålitelige utslag.

Skruene til sleide-festet var brukket og avleseren som skal sitte statisk på fresen var løs, samt at sleiden på aksebordet var slarkete, så vi tok av alt, renset det og byttet ut skruene.

Mye bedre.

Deretter kappet jeg arbeidsstykket i to og freste sidene like.

Jeg freste dem her ned til korrekt lengde, dvs. 110mm, med ganske imponerende +/-0,01 mm avvik. I etterpåklokskapens navn hadde det vært en fordel å la det være igjen litt materiale siden endene skulle files runde, men det endte opp med å ikke bli et stort problem.

Da stykkene var innenfor korrekte dimensjoner brukte jeg høyderissemåler, rissepenn, linjal og skyvelære for å risse dato- og reveranselinjer.

Med hovedfreseoperasjonene utført filte jeg endene runde. Jeg grovslipte stykkene med slipemaskin og gjorde resten med flatfil og smergel.

Jeg sjekket ofte med radielære og passet på å holde filen rett. Jeg brukte også filen med smergel i mellom for å få en solid flate mot stykket slik at ikke kantene ble ulikt slitt i forhold til midt på stykket som kan oppstå dersom man bruker smergel for seg selv siden det kan strekke seg.

Deretter kom en litt komplisert operasjon. Andre enden av stykkene skal ha en 22,2° vinkel. Her brukte jeg en ganske nøyaktig vinkelmåler for grovkappet.

Jeg hadde allerede risset referanselinjer, så jeg visste hvor vinkelen skulle starte og stoppe på de to sidene. Da jeg kom nærme målene freste jeg ned til jeg nådde en av de to referanselinjene, enten den på toppen eller den på enden og vinklet stykket litt anderledes. Jeg brukte den siden som var korrekt til å rekalibrere fresehodet og gjorde et kutt for å teste vinkelen. Var det enda litt å gå på banket jeg forsiktig på stykket for å endre vinkelen og rekalibrerte stykket igjen for så å ta et nytt kutt. Det finnes nok en mer eksakt måte å gjøre det på, men vi har ikke skrustikker som kan vinkles i 2 akser, så da måtte jeg gjøre det manuelt. Jeg kunne også vinklet selve fresehodet, noe jeg gjør i en senere operasjon, men det hadde blitt enda mer arbeid å få korrekt vinkel.

Jeg ble ganske fornøyd med resultatet.

Jeg boret hull i stykkene som skruene skal gå gjennom og gjenget disse med M10 gjengtapper.

Her benyttet jeg en pinol/senterspiss for å påse at gjengetappen sto rett. Det fungerte veldig bra.

DSC_0943.jpg

Når det er sagt så ble ikke hullene helt korrekt overfor hverandre. Jeg hadde stykkene oppå hverandre i stikken i søylebormaskinen slik at hullene skulle bli på nøyaktig samme sted. 

Men boringen min var tydeligvis litt ute av senter og jeg hadde dem plassert SAMME VEI slik at når jeg snudde det ene stykket rundt får å skru dem sammen ble feilen åpenbar... Så jeg lagde to nye stykker.

Det var ergerlig å starte så godt som helt på nytt, men jeg kunne ikke leve med slikt slett arbeid hengende over meg.

Denne gangen var jeg ekstra nøye med plasseringen av hullene og jeg boret de to stykkene hver for seg. Da ble det bra.

De vinklede endene skulle files runde med en radius på 5mm. Personlig syns jeg det ser bedre ut som det gjør, men jeg fulgte tegningene.

Det eneste som da gjensto å gjøre med selve klemmene var å frese V-sporet som skal holde klemmen sentrert og gi bedre grep om det som klemmes sammen, samt de skrå sporene på sidene.

For å frese V-sporet brukte jeg en 3mm pinnefres med en collet-kjoks og vinklet fresehodet 45°.

For å vinkle fresehodet løsnet jeg de fire boltene som holder det fast som på bildet under.

Jeg byttet ut fresekjoksen til en collet kjoks. Colleter, eller halser, er utbyttbare kjoksstykker med ulike indre diameter for å sette fast mange typer verktøy eller arbeidsstykker. Når man strammer kjoksen presses colleten sammen og griper og sentrerer verktøyet.

For å bytte collet-holderen skrur vi ut trekkstangen som går gjennom fresehodet ved å skru opp mutteren som strammer den på toppen.

Deretter setter vi inn pinnefresen og strammer med kjoksnøkkelen.

Pinnefresen stakk litt langt ut, men det måtte bli sånn for at kjokshodet skulle gå klar av arbeidsstykket.

V-sporet skulle være 3mm bredt, som vil si at med en 45° vinkel blir kuttet 1,5mm dypt. Jeg freste opp sporene i flere passeringer for ikke å skade pinnefresen siden den var så liten og stakk så langt ut.

På sidene brukte jeg en 4mm pinnefres siden enderadiusen på sporet skulle være 2mm. For å frese disse sidene måtte jeg bruke midten av pinnefresen, som fungerte greit, men ikke optimalt. Hadde jeg hatt V-blokker hadde jeg spent opp stykket anderledes for å kunne heve stykket loddrett opp i fresen i endene for å lage et renere kutt, men etter litt opprensking med fil ble resultatet helt OK.

Skruene var relativt enkle å lage, men det å dreie gjengene var noe jeg måtte lære meg for dette prosjektet og det var en liten utfordring, men det ble gjenger av det til slutt og hvordan har jeg dekket i mitt forrige innlegg.

Jeg dreide så tynne ting at hardmetallskjæret til dreiebenken ikke kunne brukes siden benken ikke går fort nok til å oppnå riktig skjærehastighet. Så jeg slipte mitt eget hurtigstålskjær.

Jeg forsøkte å bruke litt kjølevæske på en mer... manuell måte og resultatet ble forsåvidt greit, men det var ikke verdt bryet, spesielt med tanke på at hodet skal serrateres og resten gjenges.

Jeg serraterte med toppsleiden og meget lav matehastighet med trykkluft som blåste ut sponet. Da ble resultatet meget bedre enn tidligere forsøk.

Jeg slipte et nytt formskjær, 3mm bredt med en radius på 1,5, i hurtigstål for å kutte frisporene til gjengene.

Deretter avfaset jeg endene.

Til slutt dreiet jeg gjengene

Badabing badabom, det tok sin tid, men jeg har lært masse.

Og ikke det at jeg ikke visste dette fra før, men dette prosjektet har virkelig gitt meg viktig lærdom:

Stopp. Tenk. Tenk litt mer. Utfør.