Skjærehastighet og omdreiningstall

Vi bruker symbolet $v_c$ på skjærehastigheten, og vi måler den i meter per minutt (m/min). Den ideelle skjærehastigheten varierer fra metall til metall. For eksempel vil noen typer stål ha en ideell skjærehastighet på 80 m/min. Det betyr at i løpet av ett minutt vil vi få et 80 meter langt spon når vi dreier med denne skjærehastigheten. Den ideelle skjærehastigheten for ulike materialer kan vi finne i tabeller.

Problemet er at når vi stiller inn hastigheten på dreiebenken, kan vi ikke stille inn skjærehastigheten direkte. På dreiebenken stiller vi inn omdreiningstallet, dvs. antall hele omdreininger arbeidsstykket gjør per minutt, som har benevningen omdr/min. Omdreiningstallet har symbolet $n$ (for "number", antall)

For å finne riktig omdreiningstall for et bestemt materiale med en bestemt størrelse (diameter), kan vi bruke et såkalt nomogram eller en turtallsskive. Her skal vi regne ut omdreiningstallet ved hjelp av formelen for skjærehastigheten $v_c$ når arbeidsstykket vårt har en diameter på $d$ mm.

$v_c=\frac{\pi ·d·n}{1000}$

Dette er en formel som gir oss skjærehastigheten i meter per minutt (m/min). Vi ønsker å regne ut omdreiningstallet $n$. Da kan vi snu på denne formelen, se videoen nedenfor.

Resultatet blir

$n=\frac{1000·v_c}{\pi ·d}$

Først skal vi bli litt bedre kjent med begrepene skjærehastighet om omdreiningstall. Nedenfor finner du et interaktivt GeoGebra-ark som simulerer en dreibenk. Du kan dra i glideren for å endre omdreiningstallet $n$ til dreiebenken.

Nedenfor finner du en simulering av en dreiebenk. I dreiebenken har vi montert et arbeidsstykke der vi allerede har dreiet ned diameteren til halvparten på deler av arbeidsstykket. Du kan slå av og på dreiebenken og justere omdreiningstallet i simuleringen.

Aktiviteter til simuleringen

1. Sett glideren for omdreiningstallet $n$ til 30 omdr/min i den interaktive simuleringen over.
   
2. Start dreiebenken. Observer at arbeidsstykket roterer.
   
   Forklar at du kan finne omdreiningstallet $n$ ved å telle antall omdreininger arbeidsstykket gjør i løpet av ett minutt. Kontroller at omdreiingstallet virkelig er 30 omdr/min.
   
3. Vil de to blå punktene på arbeidsstykket ha samme omdreiningstall?
   
4. Hvilke omdreiningstall er det mulig å få på dreiebenken i simuleringen?
   
5. Forklar hvorfor det ytterste punktet på arbeidsstykket går fortere enn det innerste punktet.
   
6. Hvor lang tid bruker arbeidsstykket på én omdreining når omdreiningstallet $n$ er 30 omdr/min?
   
7. Regn ut hvor langt hvert av de to punktene går på én omdreining.
   
8. Regn ut hastigheten for hvert av de to blå punktene. Dette blir det samme som skjærehastigheten for hvert punkt.
   
9. Vi antar at skjærehastigheten for det ytterste punktet fra den forrige oppgaven er den ideelle skjærehastigheten for materialet. Hva må omdreiningstallet $n$ være for at vi skal få ideell skjærehastighet, dersom vi skal dreie på den delen av arbeidsstykket med den minste diameteren (ved det innerste punktet)?

Regn ut hva omdreiningstallet $n$ for dreiebenken blir når arbeidsstykket vårt i stål har en diameter $d$ på 30 mm og den ideelle skjærehastigheten $v_c$ for stål er 30 m/min. Du kan sjekke svaret i kalkulatoren nedenfor.

Nedenfor kan du regne ut omdreiningstallet $n$ ved ulike skjærehastigheter $v_c$ og ulike diametre $d$ på arbeidsstykket. Tallene gjelder ved dreiing med hurtigstål og en mating (mm/r) på 0,3

Hartvigsen, H., Lorentzen, R., Michelsen, K. & Seljevoll, S. (2006). Verkstedshåndboka. Oslo: Gyldendal.