Plastisk bearbetning Flashcards
Sänksmide (230114) (3p)
Vid sänksmide bildas normalt ett s.k. skägg. Vad är ett ”skägg” i detta sammanhang? Förklara varför detta i princip är nödvändigt. (Eller går det att smida utan skägg?) Förklara även varför man inte kan låta skägget slippa ut allt för lätt.
Skägg är material som ”sluppit” ur mellan verktygshalvorna – avlägsnas med ”klippning”. Volymen före och efter smidningen är densamma. För att garantera god formfyllnad ser man till att ha ett materialöverskott. Detta måste ta vägen någonstans och det är det som bildar skägget.
Om det slipper ut för lätt - skulle det innebära att materialet ej fyller formen. Särskilt i slutet av förloppet är det viktigt
att få bra tryck i formen (fylla alla små hörn i sänket), varför man oftast ger ”skäggbanan” låg höjd eller med hinder i materialets ”deformationsväg”.
Smide utan skäggbildning (är ovanligt) kräver mkt god volymkontroll, (bearbeta, svarva arbetsstycket t ex, och gör det kallt - ingen termisk volymändring. Oftast i så fall mkt symmetriska detaljer).
Plåtformning - Bockning (230114) (3p)
Vad är “återfjädring” i plåtbockning? Vad är det som orsakar återfjädringen och hur är detta kopplat till materialegenskaperna?
“Återfjädring” är fenomenet när den kvarvarande elastiska delen av det deformerade materialet tillåts återgå till sitt grundtillstånd! Den resulterande bockningsvinkeln som återstår när spänningen lättas blir då mindre på grund av detta. Hur stor återfjädringen blir beror helt på elasticitetsmodulen och sträckgränsen för plåten eftersom detta dikterar hur stor den elastiska motresponsen blir!
Återfjädring sker egentligen vid all form av smide/plastisk bearbetning, men den blir extra påtaglig vid bockning eftersom stora delar av materialet ännu inte plasticerat.
Plåtformning (200118) (3p)
Vad innebär tillverkningsmetoderna “Sträckpressning” och “Dragpressning”? Vad finns det för likheter och skillnader mellan metoderna?
Båda de plastiska tillverkningsmetoderna går ut på att en stans pressas mot en plåt eller plastskiva. Detta orsakar en kvarstående plastisk deformation. För att hålla plåten på plats används s.k tillhållare och plåten pressas av stansen ner i ett hålrum. I dragpressning används tillhållarna endast för att undvika veck, och plåten tillåts följa stanskantens kontur. I sträckpressning är plåten helt fastlåst vilket begränsar djupet på komponenterna som är möjliga att tillverka.
Sträckpressning:
- Tillhållarkraften är väsentligt högre eftersom den låser all transversell rörelse i planet.
- Högre precision kan uppnås. Eftersom plåten antar konturen av stansen kan mer komplexa arbetsstycken produceras och plåten genomplasticeras.
Dragpressning:
- Tillåter viss transversell rörelse eftersom tillhållarna bara motverkar veckbildning.
- Eftersom plåten kan “dras” med längs med stansen kan betydligt längre (djupare) komponenter produceras med denna metod jämfört med sträckpressning.
Tråddragning (240405) (4p)
a) Förklara tillverkningsmetoden: “Tråddragning”.
b) Vid plastisk bearbetning talar man ofta om arbete och hur det kan optimeras för att genomföra en produktion. Vilka ingående komponenter utgör det totala arbetet Wy i plastisk bearbetning? Nämn även hur respektive arbete går att koppla till konvinkeln i tråddragning.
a) Tråddragning är en tillverkningsmetod där en metalltråd dras genom en serie av allt mindre hål (kallade dragskivor eller dragskivor) för att reducera dess diameter och förbättra dess mekaniska egenskaper. Tråden kan även dras genom en form för att uppnå en viss geometrisk form och då kallas den formen för matris. (2p)
b) Det totala arbetet kan uttryckas: Wy = Wi + Ws + Wfr
- Wy - Totalt arbete, summan av samtliga arbeten
- Wi - Det ideala arbetet, oberoende av konvinkeln
- Ws - Skjuvarbete, ökar med konvinkeln
- Wfr - Friktionsarbete, minskar med konvinkeln
Eftersom konvinkeln är en fri variabel i beredningen av tråddragningen kan arbetet optimeras genom att hitta den konvinkeln som leder till minst arbetessumma! Genom att rita en Arbete/Konvinkel - graf kan den optimala konvinkeln avläsas. (2p)
Dragpressning (210116)
Om det sker brott (sprickbildning) vid dragpressning sker det alltid på ett speciellt ställe (på en kopp t ex). Vilket ställe avses och förklara ingående varför det sker på detta ställe. (3 p)
Sprickbildning sker längst ner i koppen mot botten av koppen. Detta beror på att under deformationen måste ett materialelement närmast periferin stukas mer i omkretsled för att få plats i koppen. Ett element längre in behöver inte stukas lika mkt för att få plats. Detta leder till att tjockleken ökar på materialet närmast periferin (pga LKV) och tjockleken på koppen blir sådan att den är tunnast mot botten. Om materialet sträcks mkt sker därför brott snabbast/lättast där det är tunnast.
Klippande bearbetning (240405) (4p)
a) Den yta som bildas vid klippning av en metall får ett karaktäristiskt utseende, med 4 avsnitt eller zoner. För dom tre nedre zonerna: Förklara hur det ser ut, och varför ytan ser ut som den gör. Benämningen på zonerna bör finnas med för full poäng. (3 p)
b) Vad är en gradsax och hur skiljer den sig från en “vanlig” sax?
a) Se “MPR095 Tenta 2024-04-05 Lösningar.pdf” för tillhörande bild!
- När den plastiska deformationen inleds uppstår mekanisk nedböjning innan klippning börjat. Detta leder till att en så kallad “Vankant” bildas.
- Därefter tränger verktyget ner i materialet och börjar bilda blankzonen. Blankzon blir blank p g a glidning mot stans när denna går ner/förbi klippta kanten.
- Spänningen ökar kontinuerligt, till slut sker brott – skapas en brottyta (materialets brotthållfasthet vid skjuvning överstigs).
- I slutskedet när brottytan bildats ligger det fortfarande
på en kraft uppifrån och materialet trycks då ut över nedre eggens
kant och skapar en skarp så kallad: “Klippgrad”. (3 p)
b) En gradsax har en lutning på det (normalt) övre saxskäret. Därmed minskas den momentana klipparean vilket leder till att trycket ökar och därför minskar kraften som behövs för att genomföra klippningen! (1 p)
Bearbetningsmetoders funktion (240113) (5p)
a) Valsning av plåt: Varför används bombering och stödvalsar vid plåtvalsning? Förklara även kort vad respektive teknologi
innebär. (2 p)
b) Strängpressning: Varför är en komponent med ihåligt tvärsnitt betydligt mycket dyrare att producera än en som inte är det? Förklara och beskriv vad som påverkar skillnaden i kostnad. (2 p)
c) Utförs strängpressning av aluminiumprofiler vanligen i varmt eller kallt tillstånd? Motivera kort. (1 p)
a) Vid valsning fås en kraft som böjer ut valsarna (som en balk). För att få en jämntjock plåt så håller stödvalsar emot utböjningen (större diameter på ”extra” valsar ovan & under arbetsvalsarna). Dessutom bomberas ofta valsar, vilket innebär att dom har något större diameter på mitten, - vid utböjning fås då en plan anliggning. (2p)
b) En hålprofil (ihåligt tvärsnitt) gör att verktyget måste vara tvådelat och mkt mer komplext, en inre del i verktyget skapar hålrummet i profilen, men denna del måste hållas fast i den yttre med bryggor (eller ekrar eller likn.). Verktygskostnaden blir därmed mycket högre.
c) Strängpressning av aluminiumprofiler utförs i princip alltid i varmt tillstånd då det är en stor och komplex deformation som ska ske (med mycket inhomogen deformation kan nämnas). (1p)
Plåtformning (240826) (6p)
a) Varför brukar man säga att återfjädring är något som märks mycket vid bockning? Jämfört med annan plastisk bearbetning alltså. Förklara kort! (1,5 p)
b) Varför får man normalt mer återfjädring i ett höghållfast stål än i ett låghållfast? (1,5 p)
c) En kopp som tillverkas med dragpressning får inte samma tjocklek överallt. Varför inte? Förklara kort. Var blir den tunnast? (3 p)
a) Vid bockning fås dragspänningar på utsida och tryckspänningar på insidan av bocken. Leder till att spänningen också är nära noll i mitten och därför inte plasticerat. Dvs en ganska stor andel av volymen deformeras enbart elastiskt, när bockningen är klar återgår spänningen och deformationen till 0 dvs återfjädrar. (1,5 p)
b) Det mer höghållfasta stålet har högre sträckgräns. Alltså krävs mer töjning (böjning eller bockning) innan plasticering börjar. Denna töjning återgår och är alltså större. Kan även visas grafiskt. (1,5p)
c) Materialet längst ut mot kanten måste stukas mkt i omkretsled för att komma in i koppen, dvs dess tjocklek ökar. Tjockleken närmast botten är i princip som före. Detta leder vid dragningen (i slutet) till att tjockleken minskas mycket i botten där den alltså är tunnast (och även sker eventuellt brott här). (3p)
