M- & TT Flashcards
Vilka är de viktigaste metoderna inom skärande bearbetning? (3st)
- Svarning
- Fräsning
- Borrning
Varför tillämpas skärande bearbetning? (3 anledningar)
För att få önskad:
- Dimensionstolerans
- Ytfinhet eller ytfunktion, (speciellt efter värmebehandling)
- Speciella geometriska element
Varför uppstår det krafter vid svarvning? (2 anledningar)
o Deformation (spånan ska bildas) o Friktion
Vad är skillnaderna på negativ & positiv spånvinkel?
Negativ:
Mer deformation > Högre energi, högre kraft
Positiv:
Vekare egg
Vilka spåntyper finns det & i vilka ämnen kan de uppstå? (4st)
- Klyvspån ex: gjutgärn
- Lamellspån ex: rostfria stål
- Skjuvspån ex: titan
- Flytspån ex: stål (låg-leg.)
Vilka olika typer av spånbrytning finns? (4st)
- Självbrytande arbetsstycket
- Mot hållaren
- Mot
- Skär med spånbrytare
Varför bildas värme vid skärande bearbetning? (2 anledningar)
Värme bildas p g a:
• Kraftig deformation
• Verktygskontakt dvs friktion
Vad påverkar värmen vid skärande bearbetning? (4 faktorer)
Värme påverkar:
- Verktygsförslitning
- Dimensionsnoggrannhet
- Sänker typiskt skärkraften
- Värme är också en faktor i bildandet av lösegg
Hur kan man motverka värmeutveckling? (1 lösning)
Med skärvätska
Vilka goda egenskaper innefattar ett materials skärbarhet? (4 st)
- God utkvalitet
- Acceptabel spånform
- Erfoderliga skärkrafter
- Materialets tendens till förslitning på verktyget
Vilka krav finns på verktygsmaterial? (5 st)
- Hårt
- God eggskärpa
- Högt förslitningsmotstånd
- God seghet
- Goda högtemperaturegenskaper
Vad består hårdmetall av?
- Wolframkarbid - ger slitstyrka
- Kobolt - ger seghet
(3. Ex Titankarbid)
Vilka förslitningstyper finns det och vad orsakas de av? 4 st
- Fasförslitning - Dominerande orsak:
Abrasiv nötning, särskilt från hårda partiklar i grundmaterialet - Gropförslitning - Dominerande orsak:
Diffusion mellan spåna och verktyg - Plastisk deformation - Dominerande orsak:
Hög belastning i kombination med för segt (mjukt) verktyg - Urflisning - Dominerande orsak:
Hög belastning men för sprött verktyg, oftare i fräsning eller andra intermittenta förlopp.
Vilka förslitningsmekanismer finns det? (5 st)
- Abrasiv förslitning
- Diffusion
- Oxidation
- Adhesiv förslitning, lösegg
- Utmattning
Vad är utslitningstid?
Utslitningstid:
• Den tid då verktygets förslitning, typiskt VB, nått ett
visst värde
• Efter denna punkt anses inte verktyget kunna
prestera rätt yta eller tolerans, ”katastrof”-förslitning
kan inträffa
• Benäms Tc [min]
Vilka typer av skärdjup finns det vid fräsning?
ap - axiellt skärdjup
ae - radiellt skärdjup
Vad är för-/nackdelarna med mot-/medfräsning?
Motfräsning: Pos: • mjukare islag Neg: • glidning ger högt slitage • dåliga ytor • ogynnsam kraftbild – lyfter arbetsstycke. • risk för fastkletad spåna
Medfräsning: Pos: • gynnsam kraftbild – pressar ned arbetsstycke. Medfräsning är att föredra maskinen är tillräckligt stabil Neg: • slagpåkänningar
Vilka övriga vertygsmaterial finns det förutom hårdmetall och när används de? (4st)
- Polykristallin Diamant PCD – Mkt resistent mot nötning, Funkar ej i stål (reaktion med kol, bryter ner)
- Kubisk bornitrid (CBN) - Tål 2000 grader C. För mkt hårda material över 48 HRC. Bearbetning i härdat stål, ”hårdsvarvning” t ex
- Ren keramik – Tål höga temperaturer
Används till bl a gjutjärn men även s.k. högtemp.legeringar. Relativt spröda (drag/böj-belastning) - Snabbstål – High-speed steel (HSS) Stål (härdas) med höga halter av bl a Wolfram. För t ex spiralborrar
Vilka nackdelar finns det med borrning?
• Vanlig spiralborr=Relativt vek konstruktion p g a
spåntransport
• Axiella kraftens riktning kan lätt/snabbt bli sned vid
förslitning (speciellt av tväreggen)
• Särskilda borrgeometrier finns för
Korta hål (mer stabila och med vändskär)
Långa hål (evakuera spånor)
Vilka två borrmetoder kan du nämna och berätta om illgubben?
Upprymmare - För att göra hål större, rundare och rakare.
- kräver förborrat hål ca 0,7*D
- läge och rundhet av det förborrade hålet kan förbättras.
- ger toleransvidd på 70 mikrometer (0,07 mm)
Brotsch -För ytterligare bättre tolerans & finare
ytor.
Brotsch
-Ger mkt runda hål
-Radiell arbetsmån mkt liten ca 0,05 mm. Dvs förborrning
till slutmått minus 0,1 mm
-ger toleransvidd på 18 mikrometer (ca 0,02 mm)
När kan man säga att hyvling är lämpligt? (3 fall)
- Då lämpligt geometriskt
- Då krav på t ex fina ytor och mkt god planhet
- Speciella verktyg för invändig bearbetning
När används slipning? (3 tillfällen)
- Krav på ytfinhet
- Storleksordningen Ra 0,1 mm - Krav på toleranser
- Storleksordningen <10mm (hundradelar) - Hårda material
Vad går energin åt till vid slipning?
- Spånan (det vi vill åt)
- Glidning (korn mot yta, ger värme)
- Plogning (deformation av kanter av slipspåret)
Vad utreder man vid processval? (3 st)
- Att processen uppfyller kraven, kan skapa geometrin etc
− Är den överhuvudtaget möjlig? - Hur väl uppfyller den kraven?
− Vilka egenskaper ger den hos komponenten…? - Kostnad
Vad påverkar val av process? (4 st)
- Lokala begränsningar:
- Tillgängliga maskiner
- Tillgängliga leverantörer
- Personal / kompetens
- Konstruktionskrav:
- Geometri-komplexitet
- Detaljstorlek
- Ytkrav
- Toleranskrav
- Materialegenskaper
- Efter (krav)
- Före (tillgängligt, lämplighet)
- Under process (påverkan) - Produktions- / Marknadskrav
- Antal totalt
- Produktionstakt
- Ledtid
=> PROCESSVAL =>
- Kostnadsberäkning
- Processmodellering
- Urvalsmetodik
=> ”Output”
- Sållning processer
- Kostnadsuppskattning
- Produktionsparametar
- Detaljens egenskaper
Vad är plastisk bearbetning?
• Formändring under yttre kraft som kvarstår efter att
kraften avlägsnats.
- Inget material avlägsnas – volymen är konstant.
- Den elastiska delen av deformationen kan ofta
försummas
Hur beräknas spänning & töjning (teknisk & sann) & lagen om konstant volym?
Teknisk spänning: s=F/A_0
Sann spänning: sigma=F/A
Teknisk töjning: e=delta_L/L_0
Sann töjning: epsilon= ln(L/L_0)
V = A_0 * L_0 = A*L
Vad avser begreppen formändring & formändringsmotstånd (hos ett material)?
Formändring:
- Avser den effektiva töjningen
- Man använder då beteckningen Φ
Formändringsmotstånd:
- Ett inre motsånd mot formändring, betecknas K_f
- Är lika med den effektiva spänning som måste påläggas (för att skapa en viss formändring Φ)
Vad innebär Deformations-hårdnande?
- Det krävs högre och högre kraft för fortsatt deformation
* Hållfastheten kan höjas
Beskriv matematisk Ludwiks ekvation
Ludwiks ekvation: k_f = K * (Φ^n)
K=styrkefaktor
n=deformationshårdnade-exponent.
= Materialparametrar.
Beskriv skillnaden mellan varm- & kallbearbetning. (11st & 10st)
Varmbearbetning:
- Lågt deformationsmotstånd
- Inget deformationshårdnande
- Deformationsmotstånd ökar med deformationshastigheten.
- Glödskal (oxider)
- Grova ytor
- Grova toleranser
- Höga termiska påkänningar på verktyg
- Måttliga mekaniska påkänningar
- Svårt att smörja
- komplexa former möjliga
- Värmekostnad
Kallbearbetning:
- Högt deformationsmotstånd
- Deformationshårdnande
- Deformationsmotstånd påverkas svagt av deformationshastigheten
- Ingen materialförlust
- Fina ytor
- Goda toleranser
- Ingen termisk påkänning på verktyg
- Höga mekaniska påkänningar
- Lätt att smörja
- Endast enklare former möjliga
Besvara följande om valsning:
- Vilken typ av material använder man valsar man?
- Vilka (två) valsmetoder finns det?
- Vilken typ av deformation betraktas det som?
- För framställning av plåt mm
- Varm eller kall
- Kan ofta betraktas som plan deformation (b1≈b0)
Vad finns det för för-/nackdelar och när används de (2) olika valsmetoderna? (3st på varje metod)
Varmvalsning
- För att reducera från tjockare dimensioner, t ex från göt/slabs (från ”plåtämnen” till grov plåt).
- För framställning av plåt, stång, balkar, profiler.
- Har varmbearbetningens olika nackdelar / fördelar (ytor t ex).
Vilka olika typer av tekniska tillämpningar används inom valsning? (5st)
- Tandemvalsverk
- 1 Valsar i följd – körs kontinuerligt i en riktning
- 2 Reducerande gap
- 3 Körs oftast från rulle till rulle (tunnplåt, band etc)
- Klena valsar
Fördelar:
2.1 Mindre kontaktyta
– Lägre kraft krävs för att skapa visst yttryck pga mindre area
– Mindre friktion pga mindre area => mindre tillskott till yttrycket
dvs ökande processverkningsgrad
2.2 Billigare valsar vid given materialhårdhet
Nackdelar:
2.3 Risk för geometriska fel ökar (vågighet hos plåtyta)
2.4Utböjning
– Minskas med stödvalsar
– Kompenseras för i princip fullt ut med bombering
- Stödvalsar
- 1 För att erhålla stabilitet => Kan alltså ha mindre arbetsvals
- Bombering
- 1 kompensera inverkan av utböjning fullt ut (går i princip inte att få bort enbart med stödvalsar)
- CVC-valsar: Continously Variable Crown
- 1 Vals-par kan förskjutas i axiell led
- 2 ”Coca-Cola-form” på valsar
- 3 För att kunna justera bombering vid varierande last
- 4 Speciellt intressant vid reversibelt valsverk
- 5 Kan ha stödvalsar
- 6 Kräver justering – planvalsning – av plåt
Vilka syften finns det med dragning? (4st)
Av vilket material utför man dragning på & i vilket tillstånd utförs det i?
1 Areareduktion
- Dimensionstolerans
- Förbättrad yta
- Ökad hållfasthet - kallbearbetning
- Främst av tråd men även av rör
- Görs alltid i kallt tillstånd
Vad leder tråddragning till & hur utför man det?
Tråddragning
- Area-reduktionen => ökad trådhastighet & längd
- Dragning görs i steg om man vill nå en stor reduktion:
- Detta pga att man drar i tråden.
- Löses praktiskt på olika sätt bl a beroende på tråddimension
Hur beräknas maximal formändring vid tråddragning ?
Φmax=η(n+1)
Vilka syften finns det med smidning? (2st)
- Ge materialet önskad form.
- Ge materialet önskad struktur (bryta ner en
rent gjuten eller valsad struktur)
Det finns (3) olika smidesmetoder som är temperaturvarierande, vilka är dessa och förklara dem.
• Varmsmidning:
- Vanligast
- För stål T=1100-1250°C ger austenit
- Inget deformationshårdnande, rekristallisation
- Oxiderade / grova ytor
• Halv-varm smidning
- Litet eller inget deformationshårdnande
- Ej austenit, vanligen vid 600-800°C
- Långsam (oftast ingen) rekristallisation under bearbetningen
- Oxider bildas ej (eller i mkt mindre utsträckning än varm-bearbetning)
• Kallsmidning
- Vid rumstemperatur
- Deformationshårnande
- Fina ytor
- Endast för enkla och små detaljer
Jämför friformsmidning & sänksmidning. Vilka fördelar har respektive metod?
• Friformsmidning
- Grov tolerans – mkt stor arbetsmån
- Billiga, hållbara verktyg
- Även ekonomisk för korta serier (1-10 st detaljer)
• Sänksmidning
- Nära en slutform
- Bättre tolerans – mindre arbetsmån (men oftast
minst 1 mm)
- Lämplig främst för längre serier (från ca 1000 st)
Förklara klippytans olika zoner och varför de uppkommer. (4 zoner)
• Vakant
- Orsak: plastisk deformation (beroende på att klippspalten orsakar ett böjande moment på plåten)
• Blankzon
- Orsak: Verktygets glidning (oftast repig)
• Brottzon
(Oftast repig)
• Grad
- Materialet deformeras över dynkant (graden bildas genom friktionskrafter mellan arbetsstycke och verktyg)
Hur går dragpressning till? Förklara eventuella för/nackdelar
https://i.imgur.com/Kjv4ZKJ.png
Vid dragpressning finns ett dragförhållande, hur är det matematiskt definierat och förklara varför det finns.
• Vid stor rondelldiameter D i förhållande till stämpeldiameter d får man risk för brott eftersom:
- Den totala kraften som behövs för att undvika veckbildning blir hög
- Detta ger sträckning i ”koppen”, främst i botten nära radien
• Dragförhållandet: β = D/d
Hur gör man om man vill dragpressa en stor detalj till en något med en betydligt mindre bottenarea? Varför gör man på detta sätt?
- Genom att dragpressa i flera steg minskar man den tillhållande arean.
- För stor tillhållande area skulle leda till brott
- I ett första steg görs en burk med för stor D och för låg höjd
- Denna sätts sedan in i ett andra verktyg och itereras tills önskad form är skapad.
Vad är Anisotropi?
Anisotropi = materialegenskaperna olika i olika riktningar, beror på valsningen.
- Vad beror tjockleksvariation vid dragpressning på? (2 orsaker)
- Vilken lösning finns det och vad gör denna lösning? (4 st)
- Beror på:
• Materialstukning kraftigast för materialet i slutet
• Anisotropi som ger öronbildning
2. Lösning = ”Ironing” • Skapar jämnare tjocklek • Ökar djupet • Viktigt med smörjning och ytfinish • Kraften dessvärre störst i slutet = risk
Hur går sträckpressning till? Förklara eventuella för/nackdelar.
https://i.imgur.com/4uGApg6.png
Vilka feltyper finns det vid pressning? (4st)
- Kantsprickor
- Plåthållartrycket har varit för högt.
Kraftiga spänningar => sprickbildning - Veckbildning
- Tillhållartrycket har varit för lågt - Öronbildning
- Materialets textur (plananisotropi) orskar denna - Apelsinyta
- Uppstår pga korntillväxt vid långt driven deformation
Vilka verktyg används för plåtformning? (4st)
https://i.imgur.com/3d08I4N.png
Vilka olika bockningsmetoder finns det (2st)
Vilka är för-/nackdelar med respektive metod?
- U-bockning
- Dyrare än V-bockning
- Alternativ kan var 2xV
- Mothåll förhindrar utböjning + utstötning
- Avstrykare lossar detalj från stans
- V-bockning (kantbockning)
• Enkla verktyg eller ”utan verktyg”
• Motsvarar fallet fri bockning (ej
prägling)
Beskriv kortfattat lödning (4 punkter)
- Bara tillsatsmaterialet smälter
- Tar bort oxider som begränsar bindning
- Lodet sugs in i spalter
- Stor kontaktyta för styrka
Beskriv kortfattat svetsning (8 punkter)
- Grundmaterialet smälter/stelnar
- Bered fog-geometri
- Rengör
- Lokal uppvärmning
- Ev. tillsatsmaterial
- Skydda smältan från oxidation
- Snabb stelning
- Värmebehandling av grundmaterialet
