Kobber- og nylonhammer

Kobber- og nylonhammeren blir etter det jeg har forstått betraktet som svennestykket for en elev ved TIP Vg1 og slik har det vært i lang tid. Det er en tradisjon å produsere sin egen hammer som bevis på at man har lært det mest essensielle av produksjonsteknikker.

Nå har jeg fullført min egen og jeg er ganske fornøyd med resultatet.

Jeg begynte med å grovkappe Ø20mm rundstål på båndsagen til litt over korrekt lengde før jeg rettet sidene på dreiebenken og korrigerte lengden til 250mm.

Deretter senterboret jeg begge sider slik at jeg hadde noe å sette pinolen i. Siden skaftet på hammeren skal være konisk, det vil si at det har en vinkel og blir noe kjegleformet er det vanskelig, om ikke umulig, å få et godt grep i kjoksen. Så konusen var noe av det jeg gjorde helt til slutt.

Håndtaket skulle serrateres, med andre ord et rute- eller diamantmønster som preges på overflaten og sikrer godt grep i hånden. Dette krever ganske mye trykk på arbeidsstykket så det må være spent opp med pinolen slik at det ikke blir bøyd.

Serratering, kjent som knurling på englesk.

Jeg dreiet håndtaket ned til 18mm som det skulle være for så å serratere det. Jeg eksperimenterte litt med ulike spindelhastigheter og matehastigheter, samt forskjellige mønster for å se hva som ble bra. Jeg endte opp med en relativt mild serratering som ikke er for skarp men som også går dypt nok til å gi et godt grep. En hastighet på 20-40 RPM virket optimalt og jeg benyttet den midterste mønstergrovheten.

Så vidt jeg husker brukte jeg en matehastighet på 0,4 mm/r.

Serrateringen kunne blitt noe dypere, men da jeg presset verktøyet lenger inn bøyde det seg bare lenger ut mot siden ettersom verktøyholderen gav etter og roterte. Mulig jeg kunne ha strammet denne mer, men jeg skal eksperimentere ytterligere med dette i fremtiden.

Det gjorde ikke all verdens, siden verktøyet skal ha en liten vinkel (Ca. 88-89°) slik at du får mindre kontaktflate og derfor høyere trykk og dypere kutt med mindre kraft, men det irriterte meg litt at det ikke ble helt bra. Jeg fikk i ettertid et tips om å bruke trykkluft for å holde sponet ute av veien.

 

Konusdreiing

Skaftet på hammeren skulle være konisk. Jeg har gjort en del konusdreiing allerede, som for eksempel på gjengeadapterene, men jeg har ikke gått særlig i dybden av det.

Konusdreiing brukes for å skape kjegleformer og gradvise senkninger eller økninger i diameter på et arbeidsstykke over en viss lengde.

Konisitet kan utrykkes på forskjellige måter, enten med et stigningsforhold som f.eks.  1 : 10 hvilket betyr at diameteren øker med 1mm per 10mm lengde. Konisitet kan også utrykkes i vinkel med grader, f.eks. 30°.

Det finnes flere måter å dreie konuser på, med toppsleiden, med pinolforskyver eller med konuslinjal, men de to sistnevnte er ektrautstyr til dreiebenken.


Når man dreier en konus med pinolforskyver forskyver den senterspissen i bakdokken slik at arbeidssykket blir stående på skrå mens tverrsleiden beveger seg parallellt med dreiebenken (som den alltid gjør). En spiss festes også i kjoksen og arbeidssykket spennes opp mellom disse spissene, med en arm som skrus på arbeidsstykket for å sikre at det snurrer rundt.

Måten man dreier konusen på kommer an på arbeidet. Toppsleiden kan bevege seg ca +/- 200mm og brukes hovedsaklig til kortere konuser og avfasinger mens pinolforskyver og konuslinjal brukes ved lengre konuser. Ved bruk av konuslinjal og pinolforskyver kan man også bruke maskinmating.

For å dreie en konus med toppsleiden må man vri toppsleiden til ønsket vinkel og flytte skjæret manuelt. Da står arbeidsstykket parallellt med dreiebenken og skjæret beveger seg i vinkel.


Pinolforskyver

Pinolforskyver

Et borestangshode blir brukt som pinolforskyver

Konuslinjal er et apparat som monteres foran eller bak dreiebenken langs med hovedvangene og festes til tverrsleiden slik at den beveger seg innover eller utover i en vinkel ettersom hovedsleiden mates bortover. Tverrsleiden må da koples fri slik at den kan bevege seg fritt, siden den blir styrt av konuslinjalen.

Se video under av en konuslinjal i aksjon. Den lyserosa stangen stilles til ønsket vinkel og tverrsleiden blir tvunget ut og inn ettersom hovedsleiden flytter seg.

 

Litt matematikk:

Det er flere måter å regne ut konusen på:

Denne formelen finner graden på konusen (α0):

En konus er i utgangspunktet, hvis man ser på tegningen over, et trapes, eller to rettvinklede trekanter som står mot hverandre.

Det ligger en del grunnleggende trigonometri til bunns her.

Så hvordan finner man vinkelen til en rettvinklet trekant? Det kommer ann på hvilke sider vi kjenner.  Vi kjenner to sider, den store diameteren og lengden. Med andre ord kjenner vi den motstående side og den vedliggende side. Hypotenusen er ukjent.

På dette eksempelet er a den motstående side fordi den står ovenfor vinkel α.

b er den vedliggende side fordi det er den som møter en annen side i hjørnet med vinkelen vi skal finne.

Den siste siden c er hypotenusen, men den er av null interesse for oss akkurat nå.

Hvis man vet disse sidene kan man bruke tangens for å finne vinkelen. Eller rettere sagt tan^-1. Man bruker tan for å finne sider og tan^-1 for å finne vinkler.

Når man bruker tangens deler man den motstående side på den vedliggende, så a/b.

Jeg måtte bruke toppsleiden for å lage konusen på hammeren, men hva skulle jeg stille vinkelen på? Jeg kunne finne vinkelen på konusen som var 2,2°, men hvis jeg hadde stilt toppsleiden på 2,2° hadde konusen blitt 4,4° siden den tar av materiale på "begge sider". Så ja, jeg måtte stille den på 1,1, men hvordan kom jeg frem til dette?

 

Det finnes en håndregel som sier at:

Men denne fungerer kun opp til rundt 10 grader.

 

En bedre formel (som krever kalkulator) er:

Dette er effektivt konusvinkelen delt på 2.

Jeg utførte operasjonen i flere passeringer. Gradskalaen på toppsleiden indikerer ikke finere enn 1° så å stille inn til 1,1 var en utfordring. Jeg bare tok det på øyemål, men har nå lært at dersom man ikke kan stille inn så fint som man ønsker kan man starte med å ta en litt grovere vinkel, f.eks. 1,5 og måle lengden og diameteren man forventer for så å slå forsiktig på toppsleiden så man minsker graden til man finner ønsket vinkel.

 

Deretter gjenget jeg enden som hammerhodet skal skrues på med M12 gjenger. Enden var dreiet ned til 11,95mm.

Jeg brukte en gjengebakkeholder som man setter i bakdokken på dreiebenken. Den glir fritt frem og tilbake, men parallellt med resten av benken og trees på enden. Når den har fått grep kan man enten vri den om for hånd eller starte dreiebenken på lavt turtall og holde igjen med hendene.

Snudde så skaftet rundt og boret opp det 80mm dype Ø12mm hullet som skal fjerne noe av vekten i håndtaket. Avfaset enden av håndtaket med en 2mmx45° afvasing og forsenket innsiden for å fjerne skarpe kanter etterlatt av boringen.

Da var det på tide å lage hammerhodet.

Er ikke stort å si om dette, standard dreieoperasjoner ned til gjengestørrelser, d.v.s. 11,95mm for M12 gjengene som skal på disse tuppene.

Helt innerst av roten skulle det et 3mm bredt kutt for å skape litt pusterom for det som skal skrues på og sørge for at det kommer helt inn til og flatene møter hverandre helt. Det var ikke oppgitt hvor dypt dette kuttet skulle være så jeg gikk 0,1mm dypere enn gjengene som skulle på var.

En nokså nervepirrende del av prossessen var å lage hullet som skaftet skulle trees inn i. Jeg markerte opp med rissepenn et punkt midt på hammerhodet på et tilfeldig punkt langt omkretsen. Den er sylindrisk så det spiller ingen rolle hvor jeg begynner siden det ikke er noen andre referansepunkter å ta hensyn til. Jeg kjørnet et hull og sentrerte biten i søylebormaskinen med digital avleser for å forsikre meg om at senter var der senter skulle være. Det så riktig ut så jeg boret opp hullet gradvis til jeg nådde 10,3mm som er gjengeboret til M12.

Da det kom til å gjenge opp hullet valgte jeg å bruke søylebormaskinen. Jeg nevnte i innlegget om gjengeadapterene at jeg måtte finne en mer pålitelig måte oppnå rette gjenger på, dette var løsningen. Jeg satte gjengetappen i kjoksen (slik at kjoksen grep om det sylindriske skaftet, en 3-tanns kjoks kan ikke sentrere en firkant) og dro til skikkelig med to vannpumpetenger. Deretter matet jeg tappen forsiktig ned for hånd og roterte kjoksen rundt med egne hender. Dette sikret veldig rette gjenger.

Jeg gjentok tidligere nevnte prosedyrer for å lage endestykkene, en i nylon og en i "kobber". Vi hadde ikke kobber så da ble det messing.

Disse filte jeg en 3mm radius på, på enden som det står i tegningene.

Endestykkene skrudde på perfekt etter nøysommelig gjenging og alt som gjenstod var å splinte hodet slik at det ikke roterer.

Jeg er nokså fornøyd med resultatet selv om det kunne blitt bedre på noen få punkter, nevnelig konusen på skaftet hvis enderadius ved håndtaket ble 0,1mm for liten, d.v.s jeg hadde for liten vinkel og serrateringen kunne vært dypere, men jeg har lært en hel del og fått en oppriskning i trigonometrien min.