Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

MPR095 > Skärandebearbetning > Flashcards

Skärandebearbetning Flashcards

1
Q

Viktigaste skärnings bearbetningar?

A

Svarvning, borrning, fräsning

alla metoder - avverkar material
- som blir till spånor

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Industriella applikation och frågeställningar - exempel svarvning

A

Svarvning:
Roterande detaljer med krav på noggrannhet/yta: Axlar,
lagerdetaljer, pumpdelar, motordelar, hjulupphängning etc
Generellt – rot.sym. detaljer med krav på noggrannhet/yta. Ett
exempel: Höftledsimplantat, Formen tillverkas med AM men
svarvning krävs för yta/funktion

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Industriella applikation och frågeställningar - exempel fräsning

A

Fräsning, exempel:
Plana ytor samt spår t ex tätnings- och anliggningsytor hos
motorer, pumpar, hus/kåpor mm
Kuggar
Chassin till diverse industrier, inklusive t ex vissa lap-tops
Formade ytor, turbindelar mm
Formar och formande verktyg (3D-ytor)
Frågeställningar ex:
* Mkt likt svarvning
* Val av typ av fräsverktyg och fräsmaskintyp
* T ex formar – krav på extrem noggrannhet men också mkt
hårt material

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Nämn delarna i en svarv maskin

A

Spindelmotor, rem, spindel, verktygsrevolver, dubb-docka, chuck och dubb

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

några saker som kan skapas

A

kamaxel, styraxel, ångturbin, form för tandborstar, ljushållare och urinsats

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Svarvoperationer?

A

Längssvarvning, plansvarvning, avstickning, formsvarvning, profilsvarning, gängsvarvning

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Skärdjup

A

Skärdjupet blir halva diameter-skillnaden
* För den passage man svarvar (inte hela
detaljens diameter t ex)
𝑎𝑝 = (𝐷0 − 𝐷1) /2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Skärhastighet

A

”Den hastighet som verktyget upplever”
Skärhastighet: vc = pi* Dn /1000
[m/min]
D största) diametern vid ingreppet [mm] D0 enligt fig.
n varvtalet [varv/min]

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Skärdjup och matning/varv

A

Produkten f · ap blir en area
= den area som belastar skäreggen
Arean AD = ”Nominell spånarea” = f · ap 18

Matningen per varv, f kan alltså förstås som avståndet mellan två varv

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Spånvinkel

A

Spånvinkel (γ) beskriver vinkeln mellan verktygets skäregg och spånens rörelseriktningbearbetning. Den påverkar skärkrafter, ytkvalitet och verktygslivslängd:

Positiv spånvinkel: Lättare spån, bättre yta, passar mjuka material.
Negativ spånvinkel: Starkare verktyg, klarar hårda/spröda material.
Neutral spånvinkel (0°): Balans mellan positiv och negativ vinkel.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Ställvinkel

A

Ställvinkel (κ) är vinkeln mellan verktygets huvudskäregg och arbetsstyckets yta.

Effekter av ställvinkel
90°: Ger exakta kanter, används vid hörn, men ökar skärkrafter.
45°: Minskar skärkrafter, förbättrar spånhantering och minskar vibrationer.
<45°: Bra för tunnare spån och instabila uppspänningar.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Nominella spåntjockleken hD

A

Tjockleken på nominella spånarean vinkelrätt mot skäreggen, hD = f* sinκ0

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Fc är viktigast –

A

Ger Moment runt rotationsaxeln → Effektbehov
Fc Kallas huvudskärkraft eller tangentiella kraften (men då det är den
enda kraft vi räknar på kallar vi den ofta bara ”skärkraften

Fc = AD · kc = kc · f · ap
AD = Nominella spånarean [mm2]
kc = Specifika skärkraften [N/mm2]

f matning/varv [mm/varv]
ap skärdjup [mm]

Skärkraften Fc är inte direkt proportionell mot matningen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

vad är kc?

A

skärkraft aka skärtryck

kc = k1 + k2/ hD
k1 och k2 är konstanter
* k1 beror på materialets deformationsmotstånd och k2 på friktionen

(finns exempel)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

skäreffekt och motoreffekt

A

Pc = Fc + vc / 60 Då skärhastigheten i m/min PM = Pc/eta eta = verkningsgrad maskin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Ytjämnhet
- beror även på mer okontrollerbara faktorer

A

Rt = f^2 / 8*re

  • vibrationer
  • glapp
  • påsvetsningar
  • (s.k. löseggsbildning
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Hur bildas värmeutveckling?

A

Kraftig deformation och verktygskontakt dvs friktion

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Värme påverkar:

A
  • Verktygsförslitning
  • Dimensionsnoggrannhet
  • Sänker typiskt skärkraften
  • Värme är också en faktor i bildandet av s.k. lösegg

skärvätska hjälper med kylning

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

värme påverkan skärkraft

A

I skärzonen ökar temperaturen
generellt med vc
Materialet blir mer lätt-
deformerbart
kc minskar med ökad vc och
därmed minskar Fc
33

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Lös egg pga värme

A

Vid relativt låg temperatur och vc:
-Tryck ökar vid låg temp (förra sliden)
-Spånans hastighet åt höger i fig. låg
-Spånan kan då häfta fast (svetsa fast) på eggen
-Vid riktigt låga vc och låg temp minskar denna risk (materialet kletar ej)
-Vid högre vc minskar risken då materialet inte ”hinner” fastna på verktyget

Lösegg kan påverka:
- Ytjämnhet: Löseggen lossnar & fastnar på detaljens yta
- Förslitning: Löseggen tar med sig några atomlager när den lossnar

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Ett materials skärbarhet innebär goda egenskaper med hänsyn till?

A

god ytkvalitet, erforderliga skärkrafter, acceptabel spånform, materialets tendens till förslitning på verktyg.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

skuvtöjning

A

gamma_s = x/y

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Spåntyper Materialets egenskaper, t ex

A

duktilitet avgör
hur spånan ”ser ut”:
- Hur lätt den går till brott
- Om den blir sammanhängande (ej brott)
- ”Midjebildning”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Spåntyper (korta tvärsnitt)

A

Klyvspån, Skjuvspån, Lamellspån, Flytspån

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Spånbrytnings metoder

A

Självbrytande, mot hållaren, mot arbetsstycket, skär mot spånbrytare

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Verktygsmaterial, krav…

A
  • Hårt
  • God eggskärpa
  • Högt förslitningsmotstånd
  • God seghet
  • Goda högtemperaturegenskaper
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

material och egenskaper

A

KOLSTÅL
SNABBSTÅL
HÅRDMETALL
KERAMIK
BORNITRID
DIAMANT

längre ned ökad hårdhet och längre upp ökad seghet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
28
Q

Hårdmetall
Idag den vanligaste och
viktigaste gruppen

A

Innehåll:
– Wolframkarbid, WC
Hårdfas ger slitstyrka
 – Kobolt, Co
Bindemedel ger seghet
 – Ex vis TiC,
hög temp. stabilitet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
29
Q

VERKTYGS-FÖRSLITNING

A

Faktorer med
påverkan på
förslitning

Material i verktyg och arbetsstycke
Skärhastighet och övriga skärdata
Skärvätska

Förslitnings- mekanismer/ orsaker
Abrasiv förslitning, diffusion, oxidation etc

Förslitnings
-typer
Hur yttrar sig förslitningen?
Hur ser den ut?

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
30
Q

Fasförslitning

A

Dominerande mekanism:
Abrasiv nötning, särskilt från hårda
partiklar i grundmaterialet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
31
Q

Gropförslitning

A

Dominerande mekanism:
Diffusion mellan spåna och verktyg

32
Q

Plastisk deformation

A

Dominerande orsak/mekanism:
Hög belastning i kombination med
för segt (mjukt) verktyg

33
Q

Urflisning

A

Dominerande orsak/mekanism:
Hög belastning men för sprött verktyg,
oftare i fräsning eller andra
intermittenta förlopp.
Utmattning.

34
Q

Förslitningsmekanismer

A

Abrasiv förslitning
Hårda partiklar i arbetsmaterialet “slipar/nöter” verktyget
Diffusion
Atomer “vandrar” – drivet av temperatur, verktygets kemi
förändras och kan då förvagas
Oxidation (mindre vanlig)
Kemisk reaktion med syre i luften (ökar med temp)
Adhesiv förslitning, se lösegg
Utmattning
Speciellt vid växlande last som fräsning)

35
Q

Högre vc?

A

POSITIVT:
Högre
avverkningshastighet
(fler detaljer per timme)

NEGATIVT:
Mer förslitning
Leder till ett OPTIMERINGSPROBLEM!
För att lösa detta måste vi ha matematiskt samband
mellan vc och förslitning
Detta tas fram experimentellt och kallas
Taylors ekvation

36
Q

Utslitningstid:

A
  • 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]
37
Q

taylors ekvation

A

vc = Tc ^alpha = C

38
Q

Kostnader

A

verktyg anskaffning, material, maskin, personal, lokal mm

39
Q

Utslitningstid för minimal
bearbetningskostnad

A

Tce = ((1/alpha) -1) * 60Kv/Km

40
Q

Utslitningstid för maximal
produktionshastighet

A

Tcm = ((1/alpha) -1) * tb

41
Q

Verktyg kostnad

A

Kv = Ac + tb*Km/60

42
Q

bearbetningstid

A

ts = L / F*n

43
Q

vilka slags fräsningar?

A

Planfräsning, valsfräsning, pinnfräs, skivfräs

44
Q

definitioner vid plan fräs

A

skärhastighet: (pi * D * n)/1000
bordsmatning: vf = f * n = fz * z * n
z: antal tänder
fz: tandmatning

45
Q

motfräsning för o nackdelar

A

Pos:
Mjukare islag
Neg:
Glidning ger högt slitage
Dåliga ytor
Ogynnsam kraftbild – lyfter arbetsstycke.
Risk för fastkletad spåna

46
Q

medfräsning för o nackdelar

A

Pos:
Gynnsam kraftbild – pressar ned arbetsstycke.
Yta blir jämnare.
Neg:
Slagpåkänningar

47
Q

medelspåntjocklek

A

hm = sin(ställvinkel = kappa) * 360/pi * (fz * ae) /(we * D)

48
Q

medelspåntjocklek vid val-/skivfräsning

A

hm = fz*sqrt(ae/D)

49
Q

Medel-Effektbehov vid fräsning = ?

A

Utgår från generell analys av skärande bearbetning:

Skär-arbetet (energin) Wc = Fc ∙ s
där s=bearbetad sträcka

Kraften Fc = kc ∙ AD
Wc = kc ∙ AD ∙ s
AD ∙ s är avverkad volym V
Wc = kc ∙ V

Skäreffekten blir då
Pc = kc ∙ V / t
V / t = volymavverkningshastighet = Q

Pc = kc ∙ Q

(finns exempel)

50
Q

Medel-Effektbehov vid fräsning = ? Om nu förhållandena varierar, antas gälla:

A

Pcm = kcm ∙ Qm index m avser medel

För fräsning används:
𝑘𝑐𝑚 = 𝑘1 + 𝑘2/ℎ𝑚 (hm är medelspåntjockleken)

Vad är Qm vid fräsning?
Qm = ap ∙ ae ∙ vf

Pcm = kcm ∙ ap ∙ ae ∙ vf

[N/mm2]∙[mm]∙[mm]∙[mm/min] = [Nmm/min] …mindre lämpligt

𝑃𝑐𝑚 = (𝑎𝑝 ⋅ 𝑎𝑒 ⋅ 𝑣𝑓 ⋅ 𝑘𝑐𝑚 )/ 60 ⋅ 106 KW
𝑃𝑀𝑚 = 𝑃𝑐𝑚 / 𝜂

51
Q

Borrning geometri

A

skäregg och tväregg,

52
Q

Vad kan man göra vid borrning?

A

Upprymmare
För att göra hål större, rundare och rakare

Brotsch
För ytterligare bättre tolerans & finare ytor

53
Q

Borrning

A
  • 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)
    − Långa hål (evakuera spånor)
54
Q

två slags borr

A

Upprymmare
För att göra hål större, rundare och rakare
Brotsch
För ytterligare bättre tolerans & finare
ytor

55
Q

Verktygsmaterial, önskvärda egenskaper…

A
  • Hårdare än arbetsstycket
  • Högt förslitningsmotstånd
  • God seghet
  • Goda högtemperaturegenskaper
  • God eggskärpa
56
Q

Hårdmetall

Idag den vanligaste och
viktigaste gruppen

A

 – Wolframkarbid, WC
Hårdfas ger slitstyrka
 – Kobolt, Co
Bindemedel ger seghet
 – Ex vis TiC,
hög temp. Stabilitet

57
Q

Hårdmetall

A
  • Det idag vanligaste skär-materialet
  • Egenskaper kan styras (se även förra bilden)
  • Mer intermittent, fräsning etc: Segare
  • Grovsvarvning: Större belastning – segare
  • Finsvarvning: Mindre krav på seghet, hellre hårdare,
    kan hålla längre för utslitning (ger bra yta längre)
58
Q

Snabbstål

A
  • High-speed steel (HSS)
  • Stål (härdas) med höga halter av bl a Wolfram.
  • W (mm) bildar karbider
  • För t ex spiralborrar, men även vissa fräsar och
    svarvverktyg
  • Kan ges vass egg
59
Q

Ren keramik – Ex: Al2O3, Si3N4

A
  • Tål höga temperaturer
  • Används till bl a gjutjärn men även s.k.
    högtemp.legeringar
  • Relativt spröda (drag/böj-belastning)
  • Sällan förekommande i fräsar eller
    intermittent bearbetning
60
Q

Polykristallin Diamant PCD –

A
  • Syntetiska korn i metallbindemedel
  • Mkt resistent mot nötning (abrasiv förslitning).
  • Funkar ej i stål (reaktion med kol, bryter ner)
  • Gjutaluminium, kompositer
61
Q

Kubisk bornitrid (CBN)

A
  • Det näst hårdaste materialet
  • Framställs på samma sätt som PCD
  • Tål 2000 grader C
  • För mkt hårda material över 48 HRC
  • Bearbetning i härdat stål, ”hårdsvarvning” t ex
62
Q

Användningsområden

Slipning

A
  • Krav på ytfinhet
  • Storleksordningen Ra 0,1 m
  • Krav på toleranser
  • Storleksordningen <10m (hundradelar)
  • Hårda material
  • Härdade material
  • Verktygsmaterial
  • Verktyg för skärande bearbetning
  • Keramer
63
Q

slipning

A

superfinishing, honing, mass finishing, blasting, polishing, lapping, buffing, abrasive flow machining

64
Q

processkedja slipning/grinding

A

forging/forming > machining > heat treatment > grinding/hard turn > fine-finishing

65
Q

typer av slipning

A

rundslipning, planslipning

66
Q

slipning energin

A
  • Spånan (det vi vill åt)
  • Glidning (korn mot yta, ger värme)
  • Plogning (plastisk deformation av kanter av slipspåret)
67
Q

KORNSTORLEK MÄTS I ”MESH”

A

24 mesh
Korn passerar genom standardiserad
sikt med 24 öppningar per tum
Medel-korn-storlek  17,8/S [mm]
(S=mesh-talet)

68
Q

beteckning på slipskivor
43 A 60 J6 VM (Exempel)

A

43 - tillverkarens egen
beteckning
A – Slipmedel (t ex Al-oxid)
60 - kornstorlek
J6 - grad och struktur
V - keramiskt bindemedel
M - tillverkarens egen beteckning

69
Q

SKÄRKRAFTER VID SLIPNING

A

N – Normalkraft
T – Tangentiell
* FT ger effektbehov
* Stort FN kan ge stabilitetsproblem
* Normalkraften är typiskt 2-3 ggr större än Tangentialkraften

70
Q

SKÄRPNING
Exempel skärpningsverktyg (diamantspets)

A

Något som görs för att:
* För att få fram nya fräscha slipkorn
* Skapa en profil på skivan
* Till en standardform (ursprungsform hos skiva)

Nötning – ej aktuellt (helt felaktigt) vid skärpning
Urgryning & kornsplittring lämpliga vid precisionsslipning
Urbrytning, – kan fås även vid s.k. självskärpning
31

71
Q

Rundslipning

A

Arbetsstycke och slipskiva roterar
Typiskt: - Periferihastighet arbetsstycke ≈ 20-30 m/min
- Periferihastighet skiva ≈ 1000 m/min (alltså mkt hög
skärhastighet!)

72
Q

CENTERLESSLIPNING

A
  • Arbetsstyckets sätts i rörelse av slipskiva
  • Reglerskiva bromsar arbetsstyckets rotation genom att ha en drivning med konstant rpm
  • Arbetsstycke och slipskiva roterar åt motsatt håll (rotationsriktning)
  • Slipskivan roterar snabbare än arbetsstycket och trycker ner detta
  • Stor fördel: ”Centerless” = utan dubb eller chuck - ger enkel uppspänning
  • Reglerskiva =”Mothåll”, bra för tolerans speciellt för längre arbetsstycken
73
Q

CENTERLESSLIPNING MED GENOMMATNING
(Genomgångsslipning)

A
  • Gapet minskas kontinuerligt (överdrivet ritat)
  • Reglerskiva snedställs – skapar matning
  • Mycket liten avverkning
74
Q

PROFILSLIPNING

A

Formning av profilen hos skivan: - Formas med NC/mall och diamantspets.
- Krossrulle eller diamantrulle –
lämpligt för större serier

75
Q

Hårdsvarvning -

A

En ”konkurrent” till profilslipning i härdat stål
Fördelar hårdsvarvning:
* Avverkningshastighet är normalt högre
* ”Punktformigt” verktyg - Kan enklare (mer flexibelt)
bearbeta komplexa konturer
* Flera operationer i en uppspänning
* Enklare omhändertagande av spånor

MPR095 (6 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions