Koneistusta

Hyväksi havaitut rakentelukikat ja vinkkejä materiaalien hankkimisesta. Raketteihin sopivia osia löytyy mitä uskomattomimmista paikoista!
Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Koneistusta

Post by Cumulus » 28 December 2008 16:58:49

Hei,

Löytyisiköhän täältä ketään sorvaustaitoista henkilöä sorvaamaan teräksestä suutinta piirroksen mukaan pientä korvausta vastaan.
Itselläni ei ole mahdollisuutta päästä käyttämään sorvia ja yksittäiskappaleen tilaaminen suoraan koneistusfirmoilta maksaa älyttömästi (500euroa).

Suutin on tulossa Cumulus 09 projektirakettiin ja on pituudeltaan 8,5cm ja ulkohalkaisijaltaan 4,2cm ja sisähalkaisija aukon kohdalta 1,5cm.

Kiitoksia jo etukäteen.

User avatar
sampo
Site Admin
Posts: 441
Joined: 20 January 2003 12:31:32
Nimi: Sampo Niskanen
Location: Espoo
Contact:

Re: Koneistusta

Post by sampo » 28 December 2008 20:31:09

SATS:n kerhotilalla on vanha mutta toimiva sorvi, jolla pystyy metallia sorvaamaan - en tosin ole varma teräksestä. Sitä on huollettu viime aikoina, mutta sitä ei kai ole kukaan vielä käyttänyt, mutta kyllä joiltakin rakettijaoksen aktiivipoppoolta pitäisi sorvaustaitojakin löytyä.

Olisi ihan kiintoisa muutenkin kuulla minkälaisesta projektista on kyse, joko täällä foorumilla tai jossakin SATS:n rakettitapaamisessa. (Samalla kerralla voisi vaikka koittaa sorvailla tuota, itseänikin kiinnostaisi nähdä miten sitä sorvia käytetään.)
I doubt, therefore I may be.

Make_L
Posts: 265
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Koneistusta

Post by Make_L » 29 December 2008 17:35:43

Sampo veikin jo jalat suustani tietyin osin. Olisi hyvä tietää, onko kyse sellaisesta deLaval-suutinversiosta, missä polttoaineen puoleinen ja ulos tuleva osuus ovat suorapintaisia kartioita (tämä on tavallisin versio)? Silloin työ onnistuu tavallisellakin sorvilla. W.von B. käytti V2:ssa hieman käyrää muotoa, sellaisen tekeminen on vaativa projekti ja edellyttäisi CNC-laitetta. Jollain ammattikoululla sellaisenkin (CNC..) ehkä saisi teetettyä opetustyönä kohtuullisehkoin kustannuksin.
Jos materiaali on kovaa terästä, tarvitaan siihen pystyvät sorvinterät. Itse käyttäisin pulverimetallista tehtyjä paloja, mutta sellaisia ei taida kerhotiloissa olla. Niitä voi kyllä hankkia. Samoin kovaa terästä poratessa kunnon teriä (Co- tai kovametalliteriä). Varoita siis etukäteen, mikäli tulet kerhotiloihin.
Tällainen projekti on kyllä jokaisen rakettiharrastajan sydäntä lähellä.

Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Re: Koneistusta

Post by Cumulus » 30 December 2008 03:46:58

Terve,

Juurikin deLaval suorapintaisena kartiona tuli valittua suutinmalliksi lähinnä "helpon" suunnittelun ja työstön vuoksi.

Sorvi on tullut viimeksi nähtyä toiminnassa ´95 peruskoulun aikoihin, mutta pienen järkeilyn jälkeen oletin että työstäminen voisi olla mahdollista. Periaatteessahan sisäpuolen suorapintaisen kartion tekeminen onnistuisi poraamalla jaksottaisesti pieneneviä reikiä kappaleeseen ja hiomalla loput ylimääräiset palat. Varmasti joku muukin tapa löytyy mutta metallintyöstöstä täysin ymmärtämättömänä muuta menetelmää ei tule ihan heti mieleen :roll:

Mietin tuossa juuri tuota materiaalin käsiteltävyyttä ja 303 ruostumattoman teräksen sijasta olisi varmaankin sitten järkevää käyttää 12L14 terästä?
303:lla on työstettävyys arvioitu 78% B1112:een nähden ja tuolla 12L14:lla taasen 197% joten työstäminen onnistuisi hyvin helposti. Lämmönkestävyydestä nyt en speksejä löytänyt mistään, pitääpi varmaan googlettaa onko kukaan käyttänyt tuota suuttimen materiaalina. Hinnaltaankin tuo lyijyllinen teräs on vain neljäsosa 303:sta.

Itse vaikutan Kuopion suunnalla, joten ihan yllättäen en kyllä Sats:n tiloihin tupsahda. Voisi katsoa asiaa tarkemmin kunhan tapahtumakalenteri tupsahtaa satsin sivuille. Jos vaikka tuonne rakettitapaamisen yhteyteen suunnittelisi pientä sorvauspuuhaa.

Terät voisin tuoda mukanani ja jättää yleiseen käyttöön.

Edit:

Tulikin vasta nyt mieleen että kärkikartion voisi varmaankin samalla kertaa sorvata. Onnistuuko huokoisten muovien sorvaus mitenkään vai olisiko järkevämpää tehdä urosmuotti puusta ja sen päälle naarasmuotti jostakin materiaalista johon esm. uretaani ei tartu ja sillä sitten tehdä kärkikartio uretaanista tms. materiaalista.

tt
Site Admin
Posts: 638
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Koneistusta

Post by tt » 30 December 2008 10:02:43

Styroksista pystyy helposti sorvaamaan kärkikartioiden malleja tai ihan sellaisenaankin käyttökelpoisia kärkikartioita porakoneen ja karkean hiomapaperin avulla. Materiaalin pitää olla kohtuu kovaa eli ns. routalevy ei käy. Esim kylmälaukuissa ja verkonmerkeissä käytettävä kovempi styroksi on hyvää. Myös nimillä Finnfoam ja Solimate myytävä eristelevy toimii.

Tuo on hemmetin sottaista hommaa, mutta hieman harjoittelemalla jälki on varsin nättiä.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Guest

Re: Koneistusta

Post by Guest » 30 December 2008 14:21:38

Ja Teknillisen Korkeakoulun Koneosastolla on oma työstökonelaboratorio Otaniemessä
, jossa teekkarit tekevät harjoitustöitä. Ehkä tämä sopisi sellaiseksi. Kannattaa
kysyä. Etäisyys Kuopioon ei näin pienessä työssä liene ongelma, sillä kusti polkee.
Piirustus vain postiin (ja ehkä paketin lähetyskulut pankkitilille), niin eiköhän
kappale hyvällä tuurilla valmistu.
Vastaavasti saa kappaleen valmistettua ehkä lähiseudun ammattikoulussa,
kurssikeskuksessa tms, jossa on valmistukseen tarvittavat koneet.
Piirustuksen täytyy tietysti olla tehty "koneenpiirustuksen" vaatimusten mukaisesti.
................................................
:idea: jussi (entinen teekkari ja entinen teknillisen piirustuksen opettaja)

Make_L
Posts: 265
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Koneistusta

Post by Make_L » 30 December 2008 16:44:32

Suutinmateriaalin valinnassa ensisijaista on sen lämmönkesto. Työstettävyys tulee kyllä vastaan esim wolframin ja molybdeeninkin kohdalla.
Minullakin on valikoima Co-poria, mutta jos tarvitaan erikoiskoko niin tuo pois.
Materiaaleja on kovin monenlaisia, mutta matalahiilinen (low carbon) teräs on käsikirjan mukaan hyvä 625...1200 C. Samoin "High strength steels" ja erikoisseokset. Korkeammissa lämpötiloissa "carbon-carbon" (hiilikuitua hiilimatriisissa) toimii 3300 C asti.
Sten OY myy tulenkestävää terästä (W.Nr. 1.4828 taikka EN X15CrNiSi20-12) ja sitä saa pyörötankona 30-40-50-jne mm paksuisina. Luettelonsa mukaan "hyvä tulenkestävyys ilmassa n. 1000 C saakka". Ennen ostoa kannattaa soveltuvuudesta konsultoida Sten OY:n henkilökuntaa; omat kokemukseni heidän auttamishalustaan ovat todella hyvät!
Suutin voidaan myös tehdä osista, jolloin kapein kohta on vaihdettavissa. Tämän kohdan ongelmat ovatkin suurimmat.
Isoissa suuttimissa käytetään kulutuskerrosta ("ablative layer"), mutta sen kiinnitys tapahtuu korkeassa paineessa ja lämmössä, ei onnistune pienissä verstaissa.
Tavallinen grafiittitanko (molded graphite) on halpaa ja helppo työstää, mutta kuulema kuluu nopeasti. Koottavaan suuttimeen siitä voisi tehdä kertakäyttöosia. -Muut suuttimen osat eivät vastaavalle rasitukselle altistukaan.

Minua askarrutti, miksei tuoreessa (v:lta 2001) kirjassani mainittu lainkaan keraamisia materiaaleja. Olettaisi piikarbidin kestävän. Mutta: Jotkut keraamit lähes räjähtävät lämpöjännityksen särkiessä ne, tätä olen itsekin kokeillut tavallisella kaasupolttimella - ehkäpä tällä suunnalla on syy siihen, ettei niitä mainita/käytetä? ---Ja tämän löysinkin: "The graphite nozzles performed well with the least oxidizing 5600 F propellant but generally eroded severely with the other propellants. Some of the refractory-metal carbide nozzles showed outstanding erosion resistance with all three propellants, comparable to that of the best refractory-metal nozzle. However, all of these nozzles cracked as the result of thermal stresses, as did the cermets, silicon nitride, and porous sintered tungsten. Fiber-reinforced plastic nozzles as a class were the least erosion resistant materials".

Valmistus terästangon pätkästä voisi onnistua helpoimmin niin, että ensin porataan läpimenevä reikä jättäen hivenen verran hiontavaraa. Sorvin terä on kiinni liikuvassa pylkässä, mitä voi säätää viistoon (normaalisti 90 ast) jolloin saadaan työstösuunta kartiomuotoon päin. Sisäreiän puolelta voi vastaavasti avartaa reikää. Kyllä portaittain sorvaus ja portaittain porauskin onnistuu, mutta viilata saa riittävästi... Täytyy tarkistaa, miten suuri säätövara sorvissamme on. Aihion tulisi olla 3-4 cm ylipitkä, jotta se saadaan helposti = särkemättä kiinni sorvin leukoihin. Siltikin jää se hieman henkeäsalpaava vaihe, kun viimeinen sisäpuolinen avarrus tehdään ja toisen pään jo valmis ohutseinäinen kartio on se, mikä on leuoissa. Aihioita kannattaa varata riittävästi, Murphy on olemassa.

Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Re: Koneistusta

Post by Cumulus » 30 December 2008 18:48:05

Kiitokset auttavasta ja asiantuntevasta tiedosta.

Suuttimen ja moottorin koko on muuttunut ajoaineen vaihduttua ja suuttimen lopullinen sisämuoto on havainnollistettu kuvassa.
Image

Lomien jälkeen voisi työnantajalta kysäistä AutoCadiin lisenssiä ja tehdä sitten kunnon piirros lopullisesta kappaleesta sorvausta varten paperilla olevista töhryistä.

Tarvitaanko tuossa ylimääräistä molemmille puolille vai pelkästään toiselle puolelle?

Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Re: Koneistusta

Post by Cumulus » 30 December 2008 19:21:46

Make_L wrote:Minua askarrutti, miksei tuoreessa (v:lta 2001) kirjassani mainittu lainkaan keraamisia materiaaleja. Olettaisi piikarbidin kestävän. Mutta: Jotkut keraamit lähes räjähtävät lämpöjännityksen särkiessä ne, tätä olen itsekin kokeillut tavallisella kaasupolttimella - ehkäpä tällä suunnalla on syy siihen, ettei niitä mainita/käytetä? ---Ja tämän löysinkin: "The graphite nozzles performed well with the least oxidizing 5600 F propellant but generally eroded severely with the other propellants. Some of the refractory-metal carbide nozzles showed outstanding erosion resistance with all three propellants, comparable to that of the best refractory-metal nozzle. However, all of these nozzles cracked as the result of thermal stresses, as did the cermets, silicon nitride, and porous sintered tungsten. Fiber-reinforced plastic nozzles as a class were the least erosion resistant materials".
Tuo lainaus on muuten alunperin vuodelta 1966 peräisin olevasta Nasan julkaisemasta kirjasesta Performance of Rocket Nozzle Materials with Several Solid Propellants. Kokeessa on käytetty kertaluokkaa pitempiä polttoaikoja kuin harrasteraketeissa (30s), joten pitäisi oikeastaan itse testata miten 3 sekunnin poltto vaikuttaa. Jännää että etu

MK111 tomahawkin boostereissa on käytetty alusta alkaen hiilikuitu-hiilimatriisi nokkaa ja 1992 vuoden jälkeen niissä alettiin käyttämään Graphnol N3M:ää joka on tiheää grafiittia ja huomattavasti halvempaa kuin tuollainen carbon-carbon materiaali.

Performance of Rocket Nozzle Materials with Several Solid Propellants
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi. ... 015713.pdf

Development of an alternate nozzle for the Mk 111 Tomahawk booster rocket motor
http://adsabs.harvard.edu/abs/1992jpnt.confQW...W

Tuo http://ntrs.nasa.gov on muuten erittäin hyvä tietolähde kaikille raketteja harrastaville.

Make_L
Posts: 265
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Koneistusta

Post by Make_L » 30 December 2008 21:34:16

Kiitos tuosta Tomahawk-infosta. Olisi kiva tietää, kuka po. grafiittilajiketta valmistaa ja myy...

-Aihion joutuu ensin tasoittamaan, siihen (katkaisun suoruudesta riippuen) menee 1-2 mm. Kun toinen pää ja ulkopuoli on sorvattu, aihio katkaistaan ja käännetään leuoissa, jotta päästään avartamaan sen toisen pään sisäpinta. Mietiskelin vielä kirjoitettuani, miten eletään sen ohutseinäisen valmiin pään kanssa; senhän voi tietysti jättää hieman paksuseinäisemmäksi ja ohentaa sitten - mutta kovan teräksen kyllä helpoimmin sorvaisi alun perin oikeaan kokoonsa.
-Juttelin erään vanhemman kaverin kanssa, joka joskus kävi sorvarinopissa. Hän sanoi, että numeerisesti ohjatulle koneelle riittää CAD-piirustus; kone osaa ottaa siitä tarvitsemansa tiedot ja tällainen olisi mahdollisessa sarjatuotannossa se järkevin vaihtoehto. Manuaalisorvilla on tehtävä paljon säätöä ja mittaamista, mutta valmista silläkin viimein tulee.

User avatar
sampo
Site Admin
Posts: 441
Joined: 20 January 2003 12:31:32
Nimi: Sampo Niskanen
Location: Espoo
Contact:

Re: Koneistusta

Post by sampo » 30 December 2008 21:40:10

Materiaaleista ja muista kiinnostavista aiheista saattaa löytyä tietoa aRocket-sivuilta osoitteesta http://www.arocketry.net/ . Siellä on linkkejä ja viitteitä erilaisiin tietolähteisiin rakettien rakentamisesta. Sivuston ulkoasu on karmea, mutta siellä on porukkaa joka tietää mistä puhuu. Sieltä voi myös liittyä aRocket-postituslistalle, jossa keskustellaan isojen rakettien rakentamisesta varsin aktiivisesti (mm. useat X-Prize -kilpailijat), mukaanlukien juuri suuttimien materiaalikysymykset. Liityttyään voi myös selailla vanhoja viestejä arkistosta.

NTRS:ään olen tutustunut hyvinkin paljon dippatyötäni tehdessä, se on todella arvokas tietolähde edistyneemmästä rakettitekniikasta/aeronautiikasta.
I doubt, therefore I may be.

Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Re: Koneistusta

Post by Cumulus » 31 December 2008 15:58:16

Pitääpi kaivella tuosta graphnol n 3m:stä tietoa lisää ja katsoa jos jostain olisi saatavilla.
Kestää ainakin hyvin säteilyä ja lämpöä jos Iter-reaktorissakin tullaan käyttämään donitsin sisärenkaan päällysteenä. Aine on muutenkin yleisesti käytössä tokomak-reaktoreissa (Sinänsä huvittavaa sanoa yleisesti koskien laitteita, joita on vain muutama koko maailmassa).

Cumulus
Posts: 31
Joined: 28 December 2008 16:47:10
Nimi: Jarkko Airaksinen

Re: Koneistusta

Post by Cumulus » 01 January 2009 19:19:52

Turbocadia tulikin tuossa kokeiltua, mutta oma osaaminen loppui siihen, kun 2-ulotteiseista viivoista oli tarkoitus tehdä kolmiulotteinen kappale revolvella ja softa alkoi vinkumaan sekalaisista mahdottomuuksista.

Seuraavaksi sitten omalla koneella rhinon pariin :)

Image

veekakkonen
Posts: 5
Joined: 20 January 2009 20:19:30

Re: Koneistusta

Post by veekakkonen » 20 January 2009 21:14:34

Jokos on sorvaaja löytynyt? Itselläni on mahdollisuus päästä käyttämään metallisorvia ja jonkinverran kokemustakin. Materiaali onkin sitten eri asia, melkein kannattaisi grafiitista tai inconel-teräksestä tehdä, joskin inconel olisi jo helpompi valaa kuin koneistaa. Taitaa kummatkin materiaalit olla vähän kiven alla, Otaniemessä sijaitsevasta protoshopista olen joskus saanut grafiittia hankittua, mutta tuuria oli, että löytyi...

Oikeissa suuttimissa (ihan isojen poikien raketteihin asti) käytetään yleensä kuparipinnoitetta, joka moottorin käydessä kiehuu pois suojaten suuttimen varsinaista (yleensä wolframipitoista) materiaalia. Pienissä suuttimissa tämä ei taidakaan ihan helpolla onnistua. Lisäksi ajoainetta kierrätetään ennen polttokammioon syöttämistä suuttimeen koneistetuissa putkistoissa, joissa se jäähdyttää suutinta.

Sorvauksesta ehkä vielä sen verran, että tuo suutin kannattanee tehdä kahdesta osasta (kiinnitys esim. kierteistyksellä tai vaikka hitsaamalla), jotta ei tule eteen sitä klassista Murphyn tilannetta jossa koneistettavan kappaleen jokin osa lommahtaa terän tai leukojen alla :? Yksi mieleeni juolahtanut mahdollisuus olisi myös kartiomaisten osien valmistaminen pellistä (olkoon sitten vaikka rosteria) prässäämällä, ja koko hoidon hitsaaminen ja viimeistely sorvaamalla. Mahdollisuuksia ja materiaaleja löytyy, mutta maallikon on kyllä hiukan vaikea toteuttaa...

T-työstö

Re: Koneistusta

Post by T-työstö » 08 June 2009 22:58:14

Terve!

Satuin osumaan hakukoneella tänne topikkiin ja huomasin että tarvitsette sorvaria.
Minulta löytyy vantaalta pieni paja, jossa on perinteinen sorvi sekä cnc-sorvi.

Kyllä tuo tuorein kuva on tehtävissä, joskin materiaali pitäisi päättää ennenkun voin laskea tarjouksen, sillä se vaikuttaa hintaan paljon. Inconel, hastelloy tms on pahinta mahdollista materiaalia koneistaa, ja siten sen työstäminen tulee harrastajan budjetille melko pahaksi. Nuorrutusteräkset, ruostumaton, työkaluteräkset yms menevät kyllä helpommin.

Olisiko tuollaisille suuttimille montakin halukasta tilaajaa?
Kappalehinta putoaa reilusti jos niitä tarvitsee yli 10kpl.

Lisätietoja pajastani löytyy:
www.tyosto.com

Post Reply