Skärande bearbetning Flashcards
Vad alstrar värme vid skärande bearbetning?
Värme uppstår pga deformation av materialet och friktion mellan verktyget och arbetsstycket.
Var alstras värmen vid skärande bearbetning?
Värmen alstras i och runt skjuvplanet, samt vid verktygets kontaktytor (spånsida och släppningssida).
Vad är och vad orsakar lösegg?
Lösegg är ansamlingen av material på spånsidan.
Det orsakas redan vid relativt låga-medelhöga temperaturer och skärhastigheter då materialet har kletning/svetsnings tendens. Samtidigt är trycket högt och hastigheten på spånen låg vilket gör att material kan fastna på skäret.
Vilka problem kan lösegg skapa och hur kan man minska uppkomsten?
Lösegg kan ge en adhesiv förslitning av skär och material kan fastna på ytan hos arbetsstycke (försämrar då ytfinheten). Den påsvetsade löseggen ”omsätts” regelbundet/snabbt.
Uppkomsten kan minskas genom att förändra temperaturen med högre v_c eller kylning. Det är också möjligt att sänka skärhastigheten.
Vilken påverkan har spånvinkeln hos verktyget på huvudskärkraften vid skärande bearbetning?
Vid mer negativ spånvinkel erhålls kraftigare deformation (mer skjuvning) vilket ökar kraften då den kraft som fås är ett resultat just av denna deformation. På motsvarande sätt fås lägre kraft vid mer positiv spånvinkel.
Vad kan vara orsaken till en ojämn yta vid plansvarvning med konstant varvtal?
Skärhastigheten beror på varvtalet (piDn). Om hastigheten är högst längst ut och går mot noll i centrum kan detta ge en ojämn yta då lösegg blir ett fenomen som påverkar ytan. Lösegg är skärhastighetsberoende på just detta sätt.
Uppträder normalt inte vid riktigt låga eller vid höga skärhastigheter.
Vilka fyra faktorer kan skärbarhet delas upp i?
Skärkrafter: Hur mycket kraft som krävs för att skära materialet. Skärkraften påverkar energiförbrukning och stabiliteten i bearbetningsprocessen.
Ytjämnhet: Hur slät och fin ytan blir efter bearbetning. Ytjämnheten påverkar kvalitén på den färdiga komponenten.
Spånbildning: Hur spån formas och transporteras bort under bearbetning. Spånbildning påverkar processens effektivitet och risken för stopp eller skador.
Verktygsförslitning: Hur snabbt verktyget slits ut eller förlorar skärförmåga. Verktygsförslitningen påverkar verktygskostnader och processens kontinuitet.
Hur påverkas skärbarhetens fyra faktorer av värme?
Skärkraft: Skärkraften minskar när temperaturen höjs då arbetsmaterialet mjuknar och deformationshårdnar mindre.
Ytjämnhet: Höga temperaturer kan orsaka plastiskdeformation vilket gör att ytjämheten blir försämrad.
Spånbildning: Värme påverkar hur spån formas och transporteras. Vid högre temperatur blir spånen långa och mer sammanhängande. Vid extrem värme kan spån fastna på verktyget, detta ökar friktion och leder till dålig spånavgång.
Verktygsförslitning: Vid värme ökar diffusionen vilket leder till gropförslitning. Även verktygsmaterialet mjuknar vilket gör att adhesiv förslitning uppstår vilket skadar ytan på komponenten.
Verktygsmaterialets viktigaste egenskaper
- Hårdhet: verktygsmaterialet måste vara hårdare än arbetsmaterialet för att kunna hålla ett förslitningsmotstånd, bör behålla sin hårdhet vid högre temperaturer.
- Seghet: kunna motstå sprickor och brott vid plötsliga påfrestningar (klara hög belastning) som stötar, viktigt för bearbetning av hårda och spröda material då det skyddar mot urflisning vid hög mataning eller fräsning.
- Slitstyrka: kunna motstå nötning och förslitning under bearbetning, viktigt vid bearbetning av abrasiva material som gjutjärn.
- Värmebeständighet: verktygsmaterialet måste tåla höga temperaturer utan att mjukna eller deformeras, viktigt vid bearbetning i höga hastigheter där värmealstring förekommer.
Urflisning (chipping)
Små bitar av ett verktygs skäregg eller arbetsmaterial bryts loss under skärande bearbetning. Det kan orsaka försämrad bearbetningskvalitet, ökad förslitning av verktyget och i vissa fall leda till verktygshaveri. Kan exempelvis ske vid för hög belastning.
Vilka verktygsmaterial finns det?
Hård metall (det idag vanligaste skärmaterialet)
Snabbstål
Ren Keramik
Polykristallin Diamant PCD
Kubisk bornitrid (CBN)
Hårdmetall - egenskaper (Verktygsmaterial)
Vanligaste skärmetallen. Egenskaperna kan styras med innehållet.
Hårdmetall är en ”komposit” av pulver som innehåller Wolframkarbid, WC, och Kobolt, Co. WC är hårdfasen och ger slitstyrka, Co, är ett bindemedel/en bindemetall som ger seghet. Mha olika proportioner fås den kombination hårdhet/seghet som önskas.
Snabbstål - egenskaper (Verktygsmaterial)
High-speed steel (HSS). Stålet härdas med höga halter av bl a Wolfram, W, som bildar karbider. Används för att tillverka bl a spiralborrar, men även vissa fräsar och svarvverktyg.
Ren keramik - egenskaper (Verktygsmaterial)
Tål höga temperaturer. Används till bl a gjutjärn men även s k högtemperaturs legeringar. Materialet är relativt sprött och är sällan förekommande i fräsar eller intermittent bearbetning.
Polykristallin Diamant PCD – egenskaper (Verktygsmaterial)
Har syntetiska korn i metallbindemedlet. Diamant är mycket resistent mot nötning då det är hårt och slitstarkt. Det funkar ej som skärmatrial för stål då reaktionen med kol vid höga temperaturer gör att diamanten bryts ner.
