Avverkande bearbetning Flashcards
Vad går avverkande bearbetning ut på?
Att avverka material för att få önskad form
Vilka är fördelarna med avverkande bearbetning?
- Många material kan bearbetas
- Stor variation av form och geometri
- Goda toleranser
- God ytfinhet
Keramer kan vara svåra at skära i - hur kan man istället avverka material från dessa?
Genom slipning
Vilka är nackdelarna med avverkande bearbetning?
- Slöseri med material - flisor kan dock återvinnas
* Tidskrävande
Efter vilka processer vill man ofta använda avverkande bearbetning?
Gjutning och bulkdeformation
Vilka är de tre vanligaste bearbetningsmetoderna?
- Fräsning (milling)
- Svarva (turning)
- Borra (drilling)
Vad är skillnaden mellan svarvning och fräsning?
I svarvning roterar arbetsstycket. I fräsning roterar verktyget.
Vad går borra ut på?
Att skapa runda hål mha ett roterande verktyg
Skärverktyget måste ha två viktiga egenskaper. Vilka är dessa?
- Vara hårdare en arbetsmaterialet
* Klara höga temperaturer
Vad innebär “rake face” och “flank face”?
Rake face - kontakt med flisor, vinkeln avgör åt vilket håll flisorna kommer flöda.
Flank face - avståndet mellan nytt material och verktyget. Skyddar ny yta mot abrasion
Var sker den sekundära skjuvzonen och hur uppstår det?
Detta sker i “flank face” när flisor glider mot ytan. Detta skapar friktion och effekten ökar ju mer friktion som uppstår.
Vilka typer av flisformationer kan uppkomma?
- Icke-kontinuerliga flisor
- Kontinuerliga flisor
- Kontinuerliga flisor med uppbyggda kanter
- Sågtandade flisor
Berätta om icke-kontinuerliga flisor
- Sker i spröda material vid låg hastighet
- Flisor delas in i segment som släpper från varandra
- Ger en irreguljär textur
- Främjas av hög friktion mellan material-verktyg och vis snabbmatning - djup skärning.
Berätta om kontinuerliga flisor
- Vid duktila material under hög skärhastighet, låg matning och djup skärning.
- skapas då långa kontinuerliga flisor
- Ger god ytfinhet
- Ibland kan de dock bli för långa och snärjer in sig i verktyget - undviks mha “chip breakers”
Berätta om kontinuerliga flisor med uppbyggda kanter
- I duktila material under låg-medel skärhastighet
- Flisor kan lägga sig framför rake face nära skärkanten
- Sker cykliskt - formas - växer - instabilt - faller av
- Ibland stannar det kvar på rake face och nöter ner verktyget
- Ibland kan delar stanna kvar som bäddas in i den nya ytan –> sänker ytfinhet
Berätta om sågtandade flisor
- Sågtandade flisor
- Vid kombination av höga skjuvtöjningar med låga skjuvtöjningar
- sker i svårbearbetade metaller vid högre hastigheter
- Vanligt vid hög hastighet
Höga skärtemperaturer kan leda till problem - vilka?
- Reducerar livslängd
- Varma flisor är farligt
- Felaktigheter på ytan genom termiska expansioner
Vad är principen för svarvning?
- En-punkts-skär tar bort material
* Rör sig linjärt och parallellt mot arbetsmaterialet
Vad är skillnaden mellan generering och formning när det kommer till avverkande bearbetning?
Generering - form beror på verktygets bana
Formning - form beror på verktygets form
Vad går arborrning ut på?
- Svarva ut ett existerande hål till ett ännu större
Vad går fräsning ut på?
Cylindriskt verktyg som roterar över ytan, sker vinkelrätt mot ytan.
Det finns två olika huvudfräsmetoder - vilka är de?
Vinkelrät fräsning och planfräsning
Vad är vinkelrät fräsning?
- Verktygets axel vinkelrätt mot arbetsmaterialet
- Skär av kanter på utsidan vinkelrätt mot skären
- Finns både uppfräsning och nedfräsning
Vad är planfräsning?
- Skäraren vinkelrätt mot ytan
* Bearbetar kanten och insidan av skäret
Vad är skillnaden på uppfräsning och nedfräsning?
Uppfräsning - flisor börjar tunna och ökar i tjocklek.
Nedfräsning - flisor börjar tjocka och minskar i tjocklek
Flislängden kortare i nedfräsning än i uppfräsning. Detta leder till att det krävs mindre arbete för varje volym material som ska skäras. Leder till ökad livslängd på verktyg. I uppfräsning tenderar arbetsmaterialet också att lyftas upp.
Vad är skillnaden på formning (shaping) och hyvling (planing)?
I formning rör sig verktyget och i hyvling rör sig arbetsmaterialet
Beskriv driftning (broaching) och dess för- och nackdelar
- Fler-skär-verktyg
- Linjär rörelse längs ytan
- intern eller externt
Fördelar: - Goda toleranser
- God ytfinhet
- Stor variation av former
Nackdelar: - Dyrt
På vilka olika sätt kan externa gängor göras?
- Svarvning
- Gänggjutning
- Fräsning eller slipning
Hur kan interna gängor göras?
- Tappar
- kollapsbara tabbar - sänker produktionstid
Vilken är den vanligaste metoden för att göra gängor?
Gängrullning
På vilka olika sätt kan ett verktyg gå sönder?
- Sprickbildning - utmattning, spricker, kan leda till sprött brott
- Temperatur - mjuknar materialet och leder till deformation
- Nednötning - nötning leder så formen tappas och leder till liknande brott som om det berodde på temperatur
Vilka två egenskaper vill man studera på ett skärverktyg?
- Geometri
* Material
För vilka av de olika sätten ett verktyg kan gå sönder på klassar man det som att det har gått sönder för tidigt?
- Temperatur och sprickor
- nednötning sägs att det gjort sin livslängd
Vilka konsekvenser kan det leda till om verktyget går sönder och hur kan man åtgärda för att detta inte ska hända?
- Ytan tar skada –> ombearbetning
- Anpassa miljön för optimala förhållanden
- Byt verktyget i tid
Nednötning kan ske på olika platser på verktyget - vilka?
Rake face och flank face
Vilka tre typer av nednötning kan uppstå?
- Kraternötning
- Flanknötning
- Nose radius wear
Vad är kraternötning?
- skapar kavitet på rake face när flisor glider mot ytan
* Sker vi höga spänningar och temperaturer
Vad är flanknötning?
- när ny yta glider mot flank face
- i extrema förhållanden kan detta ske i skärkanten - sker när orginalytan är mer hård och abrasiv än den nya
- kan bero på CW eller tidigare behandlingar (ex från sandkorn)
Nose radius wear
Sker vid “näsan” som leder in i skärkanten
Vilka mekanismer bidrar till verktygets nednötning?
- Abrasion
- Adhesion
- Diffusion
- kemiska reaktioner
- Plastisk deformation
Beskriv nötningsmekanism abrasion
Hårda, grova partiklar slipar ner materialet. Kan ske i flank och krater nötning
Beskriv nötningsmekanism adhesion
När två metaller tvingas mot varandra under högt tryck och värme kan de svetsas ihop. Vanligt mellan flisa och rake face. Partiklarna slits bort under rörelsen och nöter ner ytan.
Beskriv nötningsmekanism diffusion
utbyte av atomer pga hög temperatur och nära kontakt. Detta leder till utarmning av verktygets hårda yta –> blir enklare utsatt för abrasion och adhesion. En av de största orsakerna till kraternötning
Beskriv nötningsmekanism kemiska reaktioner
hög temp och rena ytor kan leda till kemiska reaktioner. Kan leda till oxidation av rake face vilket mjuknar materialet och slits bort. Nytt material oxideras sedan igen.
Beskriv nötningsmekanism plastisk deformation
Vi hög kraft och temperatur. Exponerar för abrasion och leder till flank wear.
Beskriv de 3 olika stegen innan brott för ett verktyg
- Tröskelperiod - kant nöts ner mycket fort
- Stadigt tillstånd - nötning sker linjärt
- Nötning ökar igen. Här är temperaturerna höga. Fortsätter detta sker brott pga höga temperaturer.
Vilka faktorer accelererar nötning?
- Hårt material
- Snabba hastigheter
- Stort bearbetningsdjup
Vilka 3 egenskaper är mycket viktiga på ett verktyg för att undvika brott?
- Seghet - för att undvika sprickor
- Varm hårdhet - bibehålla hårdhet vid hög temp
- Nötningsbeständighet - viktigaste egenskapen
Vad kan för långa och strängliknande flisor leda till?
- Förstöra ytfinhet
En skärfluid fungerar som en kylare och en smörjare. Vad bidrar detta till?
Kylare: * minska temp * leda bort värme * öka livslängden Smörjare: * minska friktion *minska temperatur * minska värmeenergi i skjuvzon
Hur påverkar användandet av en skärfluid arbetsmaterialet?
- tvättar
- minskar temp
- minskar skärkrafter
- ökar toleransstabilitet
- ökar ytfinhet
Vilka geometriska faktorer påverkar ytfinheten?
- Metod
- Skärverktygets geometri - nose radius är viktigast
- Matning
Vilken yta bidrar en liten nose radius till?
Grov yta
Bidrar snabb eller långsam matning till finast yta?
Långsam
Det är inte möjligt att få en ideal ytfinhet utan det beror på en mängd olika faktorer mellan verktyget och ytan - vilka är dessa? Vad beror dessa faktorer på (2 saker)?
- Uppbyggnadseffekten (kontinuerliga flisor med uppbyggda kanter)
- Skador på yta kan göra att flisor åker tillbaka och skadar
- Vi duktila material kan det slitas av
- Sprickor kan leda till ojämn yta
- Friktion mellan ytor
Dessa faktorer beror på skärhastighet och rake angle
Vilka faktorer bidrar till ytfinhet?
Geometri
Material
Vibrationer
Vibrationer kan vara ett problem vid bearbetning - hur kan detta motverkas?
- lägg till styvhet och dämpning
- arbeta inte i resonansfrekvenser
- minska matning och arbetsdjup
- ändra skärdesign för att minska krafter
Om man får välja mellan matningshastighet och skärhastighet - vilken är viktigast att prioritera?
Matningshastighet
Vilka designmål bör man ha vid avverkande bearbetning?
- minimera mängden delar som behöver bearbetas
- basera toleranser på vad som behövs
- undvik skarpa hörn, kanter och punkter
- Undvik djupa hål
- Generera inte finare yta än vad som krävs
- producera enligt ISO
- bearbeta ej för tunna delar
- undvik underskärning
- Välj bra material
- designa så det behöver spännas in en gång endast
- designa så standardverktyg används
Vad går slipning ut på?
Abrasiva partiklar nöter bort material.
Vad är skillnaden mellan slipning och fräsning?
- Abrasiva partiklar mycket mindre än fräsens skär
- Skärhastighet är mycket högre
- kornen är slumpvis orienterade och har i genomsnitt en mycket mer negativ rake angle
- sliphjulet slipar sig själv
- Mycket lågt skärdjup
Bör man ha stora eller små korn vid slipning av hårt material?
Små
Vad avgör ytfinheten vid slipning?
Kornstorleken
Temperaturer kan orsakas vid slipning på grund av friktion. Vad kan detta leda till?
- Ytan bränns
- Ytan kan oxidera
- Yta kan spricka
- Ytan kan bli mjuk och förstöra strukturer
Vilka 3 faktorer orsakar hjulnednötning vid slipning?
- Kornsprickning
- Attritous wear
- Bindningsfel
Vad är kornsprickning vid slipning?
Större korn lossnar men sitter kvar. Bildar ny skärkant som kan förstöra ytan. Kan bero på sprödhet
Vad är attritous weart vid slipning?
Kornen blir matta men sitter fortfarande kvar –> friktion och tempökning. Orsakas av hög friktion, diffusion och kemiska reaktioner
Vad är bindningsfel vid slipning?
enskilda korn dras ut från bindmaterialet –> överdriven skärning.
Det finns 3 olika steg för nednötning vid slipning - vilka är dessa och berätta snabbt om dem.
- Kornen vassa och nötning acceleras pga kornsprickning. 2. Nötningshast. konstant - här sker det attrious wear med lite kornsprickning och bindningsfel
- korn blir matta och mängden töjning och glidning ökar. Ökar temperaturerna och sänker slipkvaliteten.
Hur kan man motverka höga temperaturer vid slipning?
Genom fluider.
