Wiskunde B 2019 · Tijdvak 2/
Optimale snijsnelheid
5 pt
Vraag 6Optimale snijsnelheid
5 punten

In de metaalindustrie worden met een boormachine gaten in harde materialen geboord. De levensduur van een boor is afhankelijk van de (snij)snelheid. Rond 1900 stelde F.W. Taylor het volgende verband vast:
VTm=CV \cdot T^m = C
In een fabriek boort één boormachine 24 uur per dag dezelfde soort gaten. Het is belangrijk de snelheid van de boor goed in te stellen: een hoge snelheid betekent dat het boren van een gat minder tijd kost. Maar daar staat tegenover dat de boor sneller vervangen moet worden. Men wil berekenen bij welke snelheid VV het aantal geboorde gaten AA per 24 uur maximaal is.

Om AA uit te kunnen drukken in VV doen we de volgende aannames:

a. Het aantal gaten NN dat in één minuut geboord kan worden, is recht evenredig met de snelheid VV van de boor. Bij een snelheid van 20 m/min boort deze boor 6 gaten in één minuut.

b. Met behulp van de formule van Taylor is te berekenen na hoeveel minuten boren de boor vervangen moet worden. Voor het boorproces in deze fabriek geldt C=150C = 150 en m=0,25m = 0{,}25, dus VT0,25=150V \cdot T^{0{,}25} = 150.

c. Het vervangen van een boor kost telkens 2 minuten. De boormachine is dus maar een deel van de tijd bezig met boren. Voor dit deel dd geldt: d=TT+2d = \frac{T}{T+2}

d. Voor het aantal geboorde gaten AA per 24 uur geldt: A=1440NdA = 1440 \cdot N \cdot d

Met de aannames a, b, c en d kun je voor AA de volgende formule opstellen:
A=432V21504V4+1A = \dfrac{432V}{\dfrac{2}{150^4} \cdot V^4 + 1}

Figuur 1 bij vraag 6
Klik om te vergroten
Figuur 2 bij vraag 6
Klik om te vergroten

Leid deze formule voor AA af uit de aannames a, b, c en d.

Maak je uitwerking op papier

Upload daarna een foto voor AI-beoordeling