Skärande bearbetning

Question 1

Definera:

• Skärhastighet
• Matning
• Skärdjup
• Spåntjocklek
• Spånarea

Answer 1

Skärhastighet- den hastighet som verktyget upplever, v_c [längd/tidsenhet]

Matning- Hastigheten som man matar fram skärverktyget med, f [mm/varv]

Skärdjup- hur djupt man skär a_p [mm]

Spåntjocklek- tjockleken på spånan h_D [mm]

Spånarea- arean på spånet man skär bort A_D [mm^2]

Question 2

Vad menas med specifika skärkraften?

Answer 2

Den per mm^2 spånarea verkande skärkraften benämns specifika skärkraften och betecknas kc med enheten N/mm^2. Med kännedom om dess storlek, kan man beräkna hur stor volym material som kan överföras i spånform per effektenhet. Beräknas kc=Fc/AD.

Question 3

Förklara spånvinkel och ställvinkel

Answer 3

Spånvinkeln är vinkeln mellan spånytan och normalen till arbetsstycket, kan vara positiv och negativ. Ställvinkeln är huvudskärets vinkel med matningsriktningen. (Se föreläsning 1 skärande bearbetning för bild)

Question 4

Vad påverkar ytfinheten?

Answer 4

Teoretiskt: matningen, nosradien

Praktiskt: vibrationer, påsvetsningar(löseggsbildning)

Question 5

Vad är lösegg och hur bildas det?

Answer 5

Anhopning av material på skäreggen. Bildas vid låg temp och vc. Trycket (kc) ökar när temperaturen är låg och lågt vc leder till att spånans hastighet är låg på egget. Detta gör att del av spånan kan “svetsas” fast på eggen.

Question 6

Vad är de vanligaste svarvoperationerna?

Answer 6

Question 7

Varför behövs Spånbrytning? Hur åstadkommer man spånbrytning?

Answer 7

Utan spånbrytning skapas långa spån som kan leda till driftavbrott(dåligt ekonomiskt) , skador på operatör eller maskin.

Spånbrytning fås genom att förse verktygen med spånbrytare som kröker spånan så att den bryts antingen mot verktyget eller arbetsstycket.

Question 8

Hur uppstår värmebildning vid skärande bearbetning? Vad påverkas av värmen?

Answer 8

Värmebildning uppstår av kraftig deformation och friktion.

80% av värmeenergin går till spånan, 10% till verktyget, 10% till arbetsstycket.

Värme påverkar verktygsförslitnigen, dimensionsnoggrannhet, sänker skärkraften.

Question 9

Vad menas med ett materials skärbarhet?

Answer 9

Ett materials skärbarhet innebär goda egenskaper med hänsyn till god ytkvalitet, acceptabel spånform, erforderliga skärkrafter, materialets tendens till förslitning på verktyget.

Question 10

Vad för egenskaper ska verktygsmaterialet ha?

Answer 10

Skärmaterialet ska

• Vara hårdare än arbetsstycket
• Ha högt förslitningsmotstånd
• Ha god seghet
• Ha goda högtemperaturegenskaper
• Ha god eggskärpa

Question 11

Hårdmetall är vanligt verktygsmaterial, vad har det för beståndsdelar och vilka egenskaper påverkar de?

Answer 11

Wolframkarbider(WC, hårdfas) ger slitstyrka. Kobolt(Co, bindemedel) ger seghet. Ytterligare beståndsdel kan vara t.ex titankarbider(TiC) som ger hög temperaturstabilitet.

Question 12

Vad är verktygsförslitningens styrbara orsaker?

Answer 12

• Material i verktyg och arbetsstycke
• Skärhastighet och övriga skärdata
• Kylning

Högre v_c ger högre avverkningstid(fler detaljer per timme) men samtidigt mer förslitning. Detta leder till optimeringsproblem där samband mellan v_c och förslitning krävs för att lösa. Sambandet fås via Taylors ekvation.

Question 13

Vad finns det för förslitningsmekanismer?

Answer 13

Question 14

Vad finns det för förslitningstyper (på skäret)?

Answer 14

Gropförslitning- Diffusion mellan spåna och verktyg.

Fasförslitning- Abrasiv nötning, särskilt från från hårda partiklar i grundmaterialet.

Plastisk deformation- Hög belastning i kombination med för segt(mjukt) verktyg.

Urflisning- Hög belastning men för sprött verktyg, oftare i fräsning eller andra intermittenta förlopp.

Kolla bok s.236 eller föreläsning 3

Question 15

Vad är utslitningstiden?

Answer 15

Den tiden då verktygets fasförslitning nått ett visst värde. Efter denna punkt anses verktyget inte kunna prestera rätt toleranser. Benämns T_c.

Question 16

Vad är Taylors ekvation?

Answer 16

v_c*T_c^alfa=C

alfa är en konstant som fås ut genom utslitningstest, C är en konstant.

Typiska värden på konstaner

v_c*T_c^0,25=700

Question 17

Hur räknar man ut maskinkostnaden per producerad enhet?

Answer 17

C_m=K_m*t_m/60 [kr/detalj]

K_m= Maskintimkostnad [sek/h]

t_m= Maskintid i minuter [min]

t_m=t_s+t_un

t_s=skärtid i ingrepp

t_un=Upp- och nedtagning av detalj(spindelbytestid, verktygsväxling)

Question 18

Hur räknar man ut verktygskostanden per byte och per detalj?

Answer 18

Per byte:

K_v=A_e+(t_b*K_m)/60

A_e=Anskaffningskostnad för verktyg [sek/egg]

t_b=Bytestiden för skäregg [min]

Per detalj:

C_v=K_v*t_s/T_c

Question 19

Hur räknar man ut totala bearbetningskostnaden per detalj?

Answer 19

C_B=C_v+C_m [kr/detalj]

Question 20

Vad ska man tänka på vid val av skärdata? (matning, skärdjup, skärhastighet)

Answer 20

Matning och skärdjup påverkar förslitningen men inte lika mycket som skärhastigheten.

Skärdjupet bestäms utifrån arbetsmån och max belastning och effekt.

Matningen bestäms utifrån ytfinhet och max belastning och effekt.

Question 21

Vad är med- och motfräsning?

Answer 21

Question 22

Vad är brotschning?

Answer 22

Brotch är ett borrverktyg som ger goda dimensionstoleranser

• 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

Question 23

Vad avses med borrning?

Answer 23

Metoder att ta upp rotationssymetriska(runda) hål i ett material.

Question 24

Hur defineras plan- och valsfräsning?

Answer 24

Planfräsning-spindeln är vinkelrät mot fräsytan

Valsfräsning-spindeln är parallell mot fräsytan

Question 25

Vad är nackdelarna med borrning?

Answer 25

Dålig spåntransport, axiella kraften kan lätt/snabbt bli sned vid förslitning.

Question 26

Vilka olika verktygsmaterial används vanligen?

Vilka är de viktigaste egenskaperna?

Answer 26

Material:

• Verktygsstål
• Snabbstål
• Hårdmetall
• Keramiska
• Diamant
• Kubisk bor-nitrid

Egenskaper:

• Seghet
• Slitstyrka
• (Varmhårdhet)