Skärande bearbetning Instuderingsfrågor Flashcards
Vad alstrar värme vid skärande bearbetning? Var alstras denna värme?
Kraftig deformation främst i och runt s.k. skjuvplanet samt verktygskontakten på spånsida
och släppningssida ger friktionsvärme.
Materialdeformation sker även i friktionszonerna.
Vad är och vad orsakar lösegg? Vilka problem kan det skapa samt hur kan man minska
uppkomsten?
Ansamling material på spånsidan av skäret. Orsak=Redan vid rel låg-medelhöga temperatur
och skärhastighet har materialet kletning/påsvetsningstendens. Samtidigt är trycket relativt
högt, samt att hastigheten (på spånan egentligen) låg kan material då fastna på skäret.
Problem är att det kan ge en adhesiv förslitning av skär + mtrl kan fastna på ytan hos
arbetsstycke (försämrar då ytfinheten). Den påsvetsade löseggen ”omsätts”
regelbundet/snabbt.
Typiskt förändra temp med högre vc eller kylning. Egentligen också sänka skärhastigheten
möjligt.
Vilken påverkan har spånvinkeln hos verktyget på huvudskärkraften vid skärande
bearbetning? Ökar/minskar den och varför med förändrad spånvinkel? Var återigen noga med
att definiera vinkeln
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 spånv.
I figuren har man plansvarvat den markerade ytan med
konstant varvtal. Ytan blir inte bra på ett avsnitt i mitten. Den
blir ojämn och något ”matt”. Vad är orsaken till detta?
Förklara varför det uppstått just där det gjort!
Skärhastigheten beror på varvtalet (piDn). Dvs
hastigheten har varit högst längs ut och gått mot noll i centrum. Lösegg är ett
fenomen som påverkar ytan och är skärhastighetsberoende på just detta sätt.
Uppträder inte vid riktigt låga elle vid höga skärhastigheter normalt.
Skärbarhet brukar delas in i 4 faktorer (skärkrafter är en faktor). Diskutera hur värme borde
kunna påverka 2 av dessa faktorer inom skärbarhet. Positivt och/eller negativt
Verktygsförslitning: påverkas i huvudsak negativt då t ex diffusion som ger gropförslitning
ökar samt även abrasiv nötning ökar då verktygsmaterialet mjuknar av den högre värmen
(olika v-mtrl olika känsliga dock).
Skärkrafter: bör gå ner då temperaturen ökar (materialet mjuknar &/ deformationshårdnar
mindre).
(Spånbildning och ytor kan också påverkas
Betrakta två olika material:
− Ett gjutjärn av det hårdare slaget. Det är som de flesta gjutjärn mycket sprött (jämfört med de
flesta metaller åtminstone).
− Ett låglegerat aluminium, innehåller alltså i princip bara aluminium. Detta är segt och kan
sägas bete sig ”kletande” vid bearbetning.
Redogör för/resonera kring respektive materials skärbarhet. I detta bör ingå vilket av materialen som
är bäst ur respektive aspekt.
Skärbarhetens fyra delar: Skärkraft, ytfinhet, spånbildning och förslitning
* (se nedan) =”bäst skärbarhet”
GJ Al
Skärkraft Kraften blir relativt hög pga
materialets hårdhet
Kraften blir klart lägre än
gjutjärnet vilket är positivt *
spånbildning Mkt kortspånande då sprött * Kan riskera att ge långa spånor
vilket är negativt (problematisk
spånbrytning/trassel etc)
ytfinhet Inga speciella problem då
materialet inte kletar * (mkt
kortspånande mtrl kan ge viss
brottyteliknande detaljyta)
Kletande tendensen ger att vi
kan få lösegg etc vilket
kommer påverka ytan på
detaljen
förslitning Snabbare förslitning än Al då
hårdare, hur mkt beror på
exakt innehåll (perlit etc)
Låg förslitning. Ren Al ”mjukt” i
förhållande till moderna
skärmaterial. * Dock: Lösegg
skulle kunna försämra (adhesiv
försl)
Diskutera hur de olika delarna inom skärbarhet påverkar ekonomin vid skärande bearbetning! Ta
dem en och en och diskutera hur ekonomin påverkas av parametern (om den är hög/låg så…).
Ekonomi är ju ett vitt och brett begrepp, men du kan t ex tänka hur det påverkar kostnaden på en detalj
Skärkrafter – om dessa är höga leder det till att större dyrare maskiner krävs. Även kan det leda till
verktygsbrott/haverier mm.
Är förslitningen stor kan man kanske inte använda lika hög skärhastighet vilket ökar kostnaden per
detalj. Eller så får man hög verktygskostnad.
Spånor – är dessa problematiska (långa, trasslande) kan det ge fler stopp i produktion, minskar
produktiviteten
Ytfinhet – försämras denna p g a lösegg kan det leda till kasserade detaljer. Generellt är hög ytfinhet
kostsamt då det kräver långsammare bearbetning.
a) Förklara varför spånor från olika material kan se olika ut. Svara genom att exemplifiera med minst
två olika spåntyper. Använd någon form av spänning och töjning för ditt resonemang.
Ex klyvspån (korta ej sammanhängande) erhålls om skjutövningen för spånbildningen är sådan
att den ligger väl bortanför brottspänningen (skjuvning). Lamellspån (sammanhängande men
med oregelbundet tvärsnitt) uppstår om deformationen är mindre än brottspänningen men över
max (ger ”midjebildning”)
b) Förklara varför det ofta behövs spånbrytning i en industriell situation (koppla till svaret i
fråga a). Ge även minst två exempel på hur spånbrytning kan gå till
Allt för långa sammanhängande spånor kan trassla in sig i maskindelar etc, problem särskilt vid
automatisering etc. Brytning med upphöjning på skär (vanligast), alternativt mot arbetsstycke
eller mot hållare.
. Redogör för minst tre förslitningstyper – var noga med att rita tydliga figurer så det framgår
var på skäret de finns. Inkludera bakomliggande förslitningsmekanismer i ditt svar.
Fasförslitning som sker på släppningssida genom nötning av hårda partiklar i grundmaterialet. I
skärmaterial som inte är tillräckligt hårt
Plastisk deformation erhålls vid mkt höga temp och hög mek belastning. Typiskt om skäret är ”för”
segt (inte så hårt)
Urflisn/Urgryning beror också på höga mekaniska påkänningar som leder till sprickbildning. Kan vara
hårda partiklar i grundmaterialet i kombination med för sprött skär.
Även kan nämnas gropförslitn (diffusion).
Vad är orsaken till Fasförslitning?
nötning (abrasiv) av hårda partiklar i arbetsmaterialet.
Vad är orsaken till gropförslitning
diffusion, dvs drivs av temperatur. Material ur verktyget diffunderar in i
spånan (”atomutbyte”) och tvärtom
Vad är orsaken till urflisning
För hög mekanisk belastning på skäreggen. Kan även vara
större inneslutningar i arbetsmaterialet eller diskontinuerliga skärförlopp.
Definiera kort vad som menas med utslitningstiden Tc. (Ingen matematiskt resonemang utan en
kort definition i ord är vad som efterfrågas).
Den tid efter då verktyget inte kan garanteras uppfylla kraven/då haveri/accelererad förslitning kan
uppstå.
Eller att man får fram det genom att utföra utslitningstest och mäter förslitningen och vid den tid då
kurvan ”sticker iväg” har man Tc.
Taylor formulerade ett samband mellan verktygets skärhastighet vc och utslitningstiden
Tc. Sambandet lyder vc Tc =C (där C och är konstanter). Förklara hur proven utförs för att
komma fram till detta samband. Rita minst ett diagram som förklarar hur sambandet kan
bestämmas
Man gör utslitningstest och mäter fasförslitning vid olika vc. Plottar. Väljer ut VB då skär anses
utslitna. Ger olika utslitningstid Tc för olika test.Talparen vc1, Tc1,…plottas t ex och C och kan bestämmas analytiskt eller grafiskt.
