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Engineer On a Disk

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Copyright © 1993-2001, Hugh Jack

email: jackh@gvsu.edu phone: (616) 771-6755 fax: (616) 336-7215

Copyright © 1993-2001, Hugh Jack

page 2

 

1. TABLE OF CONTENTS

 

TABLE OF CONTENTS..........................................................................................................

2

BASIC MANUFACTURING...................................................................................................

7

INTRODUCTION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- 7

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- 8

MANUFACTURING COST ESTIMATING...........................................................................

9

COSTS ESTIMATES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- 9

COGS (COST OF GOODS SOLD) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

14

VALUE ENGINEERING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

14

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

14

BASIC CUTTING TOOLS ....................................................................................................

15

CUTTING SPEEDS, FEEDS, TOOLS AND TIMES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

15

HIGH SPEED MACHINING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

16

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

17

CUTTING THEORY..............................................................................................................

17

CHIP FORMATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

17

THE MECHANISM OF CUTTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

18

POWER CONSUMED IN CUTTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

25

PRACTICE QUESTIONS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

31

TEMPERATURES IN CUTTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

39

TOOL WEAR - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

39

CUTTING TOOL MATERIALS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

41

TOOL LIFE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

43

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

51

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

52

SAWS .....................................................................................................................................

55

SPEEDS AND FEEDS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

56

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

56

DRILLING..............................................................................................................................

57

TYPES OF DRILL PRESSES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

57

TYPICAL DRILL PRESS OPERATIONS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

57

TYPICAL DRILL BITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

59

DRILLING PROCESS PARAMETERS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

66

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

68

LATHES .................................................................................................................................

71

INTRODUCTION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

71

OPERATIONS ON A LATHE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

72

LATHE TOOLBITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

75

FEEDS AND SPEEDS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

83

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

86

MILLING................................................................................................................................

92

INTRODUCTION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

92

FEEDS AND SPEEDS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

97

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

103

GRINDING...........................................................................................................................

106

page 3

 

OPERATIONS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

106

MACHINE TYPES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

106

GRINDING WHEELS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

108

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

110

SURFACES ..........................................................................................................................

111

MEASURES OF ROUGHNESS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

112

METHODS OF MEASURING SURFACE ROUGHNESS - - - - - - - - - - - - - - -

115

OTHER SYSTEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

121

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

124

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

134

METROLOGY .....................................................................................................................

143

INTRODUCTION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

143

DEFINITIONS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

143

STANDARDS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

144

INSTRUMENTS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

147

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

155

GAUGE BLOCKS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

171

MEASURING APARATUS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

196

ASSEMBLY .........................................................................................................................

203

THE BASICS OF FITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

203

C.S.A. B97-1 1963 LIMITS AND FITS(REWORK) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

205

CSA MODIFIED FITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

210

CSA LIMITS AND FITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

211

THE I.S.O. SYSTEM - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

214

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

214

WELDING/SOLDERING/BRAZING .................................................................................

216

ADHESIVE BONDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

217

ARC WELDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

217

GAS WELDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

219

SOLDERING AND BRAZING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

220

TITANIUM WELDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

221

PLASTIC WELDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

223

EXPLOSIVE WELDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

229

AESTHETIC FINISHING....................................................................................................

233

CLEANING AND DEGREASING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

233

PAINTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

233

COATINGS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

238

MARKING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

238

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

240

METALLURGICAL TREATMENTS .................................................................................

241

HEAT TREATING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

241

ION NITRIDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

241

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

241

CASTING .............................................................................................................................

243

SAND CASTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

244

SINGLE USE MOLD TECHNIQUES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

249

page 4

 

MULTIPLE USE MOLD TECHNIQUES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

255

OTHER TOPICS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

261

Design of Castings - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

262

REFERENECES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

263

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

263

MOLDING............................................................................................................................

267

REACTION INJECTION MOLDING (RIM) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

268

INJECTION MOLDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

274

EXTRUSION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

283

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

285

ROLLING AND BENDING ................................................................................................

287

BASIC THEORY - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

287

SHEET ROLLING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

289

SHAPE ROLLING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

290

BENDING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

290

SHEET METAL FABRICATION .......................................................................................

294

SHEET METAL PROPERTIES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

294

SHEARING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

294

DEEP DRAWING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

296

SPINNING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

297

MAGNETIC PULSE FORMING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

297

HYDROFORMING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

299

SUPERPLASTIC FORMING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

302

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

306

FORGING (to be expanded) .................................................................................................

310

PROCESSES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

310

EXTRUSION AND DRAWING ..........................................................................................

310

DIE EXTRUSION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

310

HYDROSTATIC EXTRUSION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

311

DRAWING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

311

EQUIPMENT - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

311

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

311

ELECTROFORMING ..........................................................................................................

311

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

313

COMPOSITE MANUFACTURING....................................................................................

314

FIBER REINFORCED PLASTICS (FRP) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

314

COMPOSITE MANUFACTURING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

325

POWDERED METALLURGY............................................................................................

339

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

341

ABRASIVE JET MACHINING (AJM) ...............................................................................

342

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

346

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

346

HIGH PRESSURE JET CUTTING......................................................................................

346

ABRASIVE WATERJET CUTTING (AWJ) ......................................................................

349

ULTRA SONIC MACHINING (USM) ...............................................................................

354

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

367

page 5

 

ELECTRIC DISCHARGE MACHINING (EDM)...............................................................

369

WIRE EDM - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

372

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

375

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

375

ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM) ...................................................................

375

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

385

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

385

ELECTRON BEAM MACHINING.....................................................................................

387

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

393

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

394

ION IMPLANTATION ........................................................................................................

394

THIN LAYER DEPOSITION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

397

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

397

ELECTROSTATIC SPRAYING .........................................................................................

398

ELECTROSTATIC ATOMIZATION METHOD - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

398

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

401

AIR-PLASMA CUTTING ...................................................................................................

401

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

404

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

404

LASER CUTTING ...............................................................................................................

405

LASERS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

405

LASER CUTTING - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

413

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

420

RAPID PROTOTYPING......................................................................................................

421

STL FILE FORMAT - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

421

STEREOLITHOGRAPHY - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

424

BONDED POWDERS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

433

SELECTIVE LASER SINTERING (SLS) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

435

SOLID GROUND CURING (SGC) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

438

FUSED DEPOSITION MODELLING (FDM) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

440

LAMINATE OBJECT MODELING (LOM) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

443

DIRECT SHELL PRODUCTION CASTING (DSPC) - - - - - - - - - - - - - - - - - -

447

BALLISTIC PARTICLE MANUFACTURING (BPM) - - - - - - - - - - - - - - - - - -

449

COMPARISONS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

451

AKNOWLEDGEMENTS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

452

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

452

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

454

PROCESS PLANNING........................................................................................................

455

TECHNOLOGY DRIVEN FEATURES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

456

MOST SIGNIFICANT FEATURE FIRST - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

456

DATABASE METHODS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

467

MANUFACTURING VOLUMES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

468

STANDARD PARTS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

469

PRACTICE PROBLEMS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

469

REFERENCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

477

page 6

Reference Information