Tillverkningstekniker

Question 1

Vilka är de skärande bearbetningsmetoderna

Answer 1

Svarvning: Plan- alt längssvarvning, Kan även vara kombination av båda

Fräsning: mycket likt svarvning, Bra till spår. Skäreggen är på sidorna

Borrning: Skäreggen är där nere

Question 2

Vilka olika motorer använd vid svarvning

Answer 2

Spindel: Denna är horisontellt

Karussellsvarv: Används vid större arbetsstycken. Denna är vertikal

Question 3

Vad är en chuck (svarvning)

Answer 3

Den som håller i arbetsstycket

Question 4

Vad är en dubb (svarvning)

Answer 4

Den piggen som stabiliserar arbetsstycket

Question 5

Beskriv positiv resp negativ spånvinkel

Answer 5

Negativ spånvinkel går över 90° så att spånan enklare kan brytas av dock krävs oftast mer kraft här

Positiv spånvinkel går under 90° minera kraft krävs då verktyget blir ‘vassare’ risk får långa spånor dock. Sliter mer på verktyget

Question 6

vad är lösegg?

Answer 6

Oönskad ansamling av material på egget. kan lösas av att ändra hastighet eller matning (adhesiv nötning)

Question 7

vad är spånbrytare?

Answer 7

lite profil på skäret som bryter av spånorna

Question 8

vad heter förslitningen som sker på spånsidan av egget?

Answer 8

Gropförslitning: Diffusion mellanspåna och verktyg

Question 9

vad heter förslitningen som sker på släppningssidan av egget?

Answer 9

Fasförslitning: Abrasiv nötning särskilt från hårda partiklar i grundmaterialet

Question 10

Plastisk deformation

Answer 10

Hög belastning i kombination med för segt (mjukt) verktyg

Question 11

Urflisning

Answer 11

Hög belastning men för sprött verktyg, oftare i fräsning eller andraintermittenta förlopp.
Utmattning

Question 12

Motfräsning resp medfräsning jämför

Answer 12

Motfräsning : Mjukare islag dock ger glidningen högt slitage och dåliga ytor. Risk för fastkletad spåna

Medfräsning : Mycket jämnare yta med bättre kraftbild. Dock mycket hårda islag

Question 13

Vad är en upprymmare

Answer 13

Ser ut som en borr men har istället skäreggen på sidorna för att gör hålet större efter borrning

Question 14

vad är en brotsch

Answer 14

Har skäregg på flera sidor för att åstadkomma bättre toleranser och finare ytor

Question 15

för och nackdelar med hårdsvarvning

Answer 15

Fördelar
* Avverkningshastighet är normalt högre
* ”Punktformigt” verktyg - Kan enklare (mer flexibelt)
bearbeta komplexa konturer
* Flera operationer i en uppspänning
* Enklare omhändertagande av spånor

Nackdelar
* dyra verktyg

Question 16

Vad är Formändring

Answer 16

Det avser den effektiva töjningen betecknas phi

Question 17

Vad är Formändringsmotståndet

Answer 17

Materialets inre motstånd mot förändring, beteknas kf

Question 18

Jämför varm- och kallbearbetning

Answer 18

mindre deformationsmotstånd vid varmbearbetning, dock blir ytan och toleranserna mycket sämre

Lättare och smörja kallt dock kan man göra mer komplexa former vid varmbearbetning

Kallbearbetningen ger deformationshårdnande vilket höjer hållfastheten

Question 19

vad är valsning

Answer 19

När man för materialet genom rullande valsar kan göras både varmt och kallt

Reversibelt valsverk går det fram och tillbaka

Question 20

Fördelar och nackdelar med klena valsar?

Answer 20

Fördelar:
* Mindre kontaktyta
– Lägre kraft krävs för att skapa visst yttryck p g a mindre area
– Mindre friktion p g a mindre area mindre tillskott till yttrycket
dvs ökande processverkningsgrad pga
W y = W i + W s + W fr
* Billigare valsar vid given materialhårdhet

Nackdelar:
* Utböjning
– Minskas med stödvalsar
– Kompenseras för i princip fullt ut med bombering
* Risk för geometriska fel ökar (vågighet hos plåtyta)

Question 21

Vad kan man använda för att kunna använda klena valsar

Answer 21

Stödvalsar för att stabilisera
Beteckningar:
- Utan stödvalsar: Duovalsverk
- Två stödvalsar: Kvartovalsverk

Question 22

vad är bombering?

Answer 22

Gör valsarna utböjda där de normalt böjs in så att det kompenseras

Question 23

varmsmidning

Answer 23

Vanligast
För stål T=1100-1250°C ger austenit
Inget deformationshårdnande, rekristallisation
Oxiderade / grova ytor

Question 24

halv-varmsmidning

Answer 24

Litet eller inget deformationshårdnande
Ej austenit, vanligen vid 600-800°C
Långsam (oftast ingen) rekristallisation under bearbetningen
Oxider bildas ej (eller i mkt mindre utsträckning än varm-bearbetning)

Question 25

Kallsmidning

Answer 25

Vid rumstemperatur
Deformationshårnande
Fina ytor och bättre noggrannhet
Endast för enkla och små detaljer

Question 26

Friformssmidning

Answer 26

Enkla, öppna verktyg

Stukning: Bearbetning i axiell led av kuts t ex

Räckning: Bearbetning i tvärriktningen, Stegvis bearbetning

▪ Grov tolerans – mkt stor arbetsmån
▪ Billiga, hållbara verktyg
▪ Även ekonomisk för korta serier (1-10 st detaljer)
▪ Viss flexibiltet (jämfört med sänksmide som har riktning på
pressningen eller slagen som utförs)
▪ Även för mkt stora detaljer
▪ Många slag, lång tid per detalj om komplexare geom.

Question 27

Sänksmide

Answer 27

• Dyrare verktyg – två delar, kallas sänken
• Utgår t ex från rund kuts (andra former kan förekomma)
• Oftast varmbearbetning – komplexare former
• Släppningsvinkel (5-10)
• Kan kräva flera olika ”tempon” – egentligen olika
  verktyg(sdelar)
• Skäggbildning (avlägsnas ofta i en sista del i verktyget)
• Nära slutformen, men viss slutbearbetning krävs nästan
  alltid (”arbetsmån” på vissa ytor)
• Lämplig främst från längre serie (fler tillverkade detaljer)
  p g a verktygskostnad (verktyget unikt och kostar mkt)

Question 28

dragning

Answer 28

✓ Främst av tråd men även av rör
✓ Görs alltid i kallt tillstånd
Syften:
* Areareduktion
* Dimensionstolerans
* Förbättrad yta
* Ökad hållfasthet - kallbearbetning

Question 29

Tråddragning

Answer 29

Area-reduktionen => ökad trådhastighet
Dragning görs i steg om man vill nå en stor reduktion
- Detta p g a att man drar i tråden: Gör man en för tunn tråd i ett steg krävs för stor kraft och den går av!
- Löses praktiskt på olika sätt

Question 30

Strängpressning (Extrusion)

Answer 30

• Uppvärmning, Aluminium ca 450 grader, stål ca
  1100 grader
• Mycket höga krafter. Begränsningar avseende
  storlek på detaljens tvärsnitt
• Jämna godstjocklekar och symmetri att föredra
• Relativt billiga verktyg, speciellt vid öppna
  profiler
• Strängpressning = Extrusion
• Profiler sträcks något efter själva pressningen
• Uppvisar hög andel inhomogen deformation
• Verktygsingång ej konisk - Man erhåller istället
  en dödzon;
• Mot denna erhålls en inre friktion,
• Kan liknas vid dragning (friktion mot verktyg)
• Man har också friktion mot containerväggen

Question 31

Klippande bearb. i en processkedja

Answer 31

• Sker ofta ”i samband med” formning av plåt
• Före formning:
  – För att få korrekt ämnesdimension och ibland form
  – T ex håltagning före bockning:
• Mkt enklare och billigare före då plåten kan ligga plant
• Bockningen påverkar (normalt) inte hålen
• Efter formning: Vid mer komplex formning och hålens/kanternas position läggs i
  relationen till formen

Indelning:
* Klippning – (raka) kanter
* Stansning – sluten kontur

Question 32

Ytans utseende av klippning

Answer 32

*Vakant : Orsak: plastisk deformation, Beroende på att klippspaltenorsakar ett böjande moment på plåten
*blankzon: Orsak: Verktygets glidning, ofta repig
*brottzon: ofta prickig
*grad:Material deformeras över dynkant, Graden bildas genom friktionskrafter mellanarbetsstycke och verktyg

Question 33

Dragpressning

Answer 33

• Speciellt lämpligt för formning av enkla gärna cirkulär-symmetriska detaljer
• Plåttjockleksreduktion relativt liten
• Tillhållartrycket relativt lågt
• Tillhållaren skall förhindra veckbildning
• Kan göras i flera steg för att erhålla tillräckligt djup
• Som de flesta plåtformningsoperationer – i kallt tillstånd!

Vid stor rondelldiameter D i förhållande till stämpeldiameter d
får man risk för brott eftersom:
➢ Den totala kraften som behövs för att undvika veckbildning blir hög
➢ Detta ger sträckning i ”koppen”, främst i botten nära radien

Question 34

vad gör ‘ironing’?

Answer 34

• Skapar jämn tjocklek
• Ökar djupet
• Extra viktigt med smörjning och ytfinish
  hos verktygen
• Används på burkar o likn

Question 35

Sträckpressning

Answer 35

• Hög tillhållarkraft
• Plåttjockleksreduktion (sträckning i hela den pressade
  delen av plåten)
• Risk för brott
• Relativt grunda detaljer
• Hela plåten plasticeras
   Komplexa ytor kan formas, verktyget blir i princip ”avbildande”

Question 36

Feltyper vid pressning

Answer 36

• Kantsprickor
• Veckbildningar
• Öronbildning
• Apelsinyta

Question 37

Bockning

Answer 37

Bocka istället för att
forma - billigare!
(och mindre risk för problem)

Vanliga bockningsmetoder
* V-bockning
– Fribockning (Luftbockning) →
– Präglingsbockning
* Även finns metoder som U-
bockning, rullformning mm

”Bottenslag”
Genomplasticering ger minskad återfjädring
Man ”smider” till materialet i deformationszonen
i figuren. Minskar/avlägsnar dragspänningar.

Question 38

gjutning varmsprickor

Answer 38

Termiska spänningar
kan ge upphov till
sprickor på varm
komponent, speciellt
med geometriska
låsningar och ojämn
godstjocklek.

Question 39

gjutjärn

Answer 39

Gråjärn
Billigt, bra värmeledning och vibrationsdämpning
Segjärn
Bättre mekaniska egenskaper
Kompaktgrafitjärn
Relativt bra värmeledning och vibrationsdämpning, men starkare än
gråjärn
ADI Bra slitagemotstånd, hög hållfasthet men känsligt för defekter

Question 40

Bilderna nedan visar olika defekter som man hittat i en del av konsolen med konsolen i
med större godstjocklek. Vad är det här för typ av defekter och varför har de bildats?

Answer 40

Bilderna visar mikrosugningar eller sugningsporer. Den högra bildan kan eventuellt
klassificeras som en makrosugning.
De uppstår främst för att metallen krymper när den stelnar. Eftersom smalare sektioner i
komponenten ofta kyls snabbare i formen kan de då stelna först. Därefter kan ny smälta
inte flyta fram till de tjockare delarna när de stelnar. Smältan räcker alltså inte till att fylla
formen med stelnad metall pga densitetskillnaden mellan smälta och stelnad metall. Det
kan även leda till sjunkningar i komponentens yta

Question 41

Beskriv tre typer av åtgärder kan man vidta för att förbättra gjutkvaliteten!

Answer 41

Man kan konstruera om komponenten så att den får en jämnare godstjocklek.
Man kan ändra gjutsystemet så att smältan fylls på i den tjockare delen som stelnar sist,
eller så att stelningen riktas från den ”bortre” delen av komponenten mot inloppet
Man kan komplettera gjutsystemet med en matare nära den tjocka delen av komponenten.
Mataren fylls av smälta när formen fylls och förblir i smält fas när de smalare sektionerna
stelnar eftersom mataren är relativt tjockväggig. Smälta kan sedan rinna tillbaka från
mataren till formen när den tjockare delen av komponenten stelnar.
När man utformat någon av dessa ändringar kan man simulera avgjutning och stelning för
att säkerställa att det fungerar

Question 42

Konsolen är sandgjuten trots att aluminium kan gjutas i permanenta formar med bra
kvalitet. Vilka fördelar har sandgjutning?

Answer 42

Sandgjutning har framför allt en relativt låg formkostnad och är lämplig när det inte är så
stora seriestorlekar.

Question 43

Vilken gjutmetod har man använt för att gjuta konsolen?
Insjunkningarna vid de svarta pilarna är en del av motiveringen, vad beror de på?

Answer 43

Aluminium har en låg smälttemperatur och lämpar sig för kokillgjutning i en permanent
form, speciellt vid stora serier. Intrycken kommer från utstötare som använts för att trycka
ut detaljen ur formen efter avgjutning

Question 44

Ribborna som är inringade med svart förstyvar komponenten, men de kan också vara bra
för gjutprocessen. Hur kan de hjälpa till att ge en bra kvalitet hos gjutgodset?

Answer 44

Ribborna hjälper smältan att flyta ut i den tunna ytan mellan dem och fylla formen innan
smältan stelnar.

Question 45

Det finns en risk att det bildas defekter i det tjocka godset. Vilken typ av defekter skulle
kunna bildas?
Motivera kort!

Answer 45

Smältan krymper vid stelningen och i tjocka partier finns det en stor risk för krympporer
eller sugningar om det inte finns smälta som kan fylla på när det stelnar , makro- eller
mikrosugningar.
I gjutet aluminium kan det också bildas gasporer, men det beror mer på hur smältan
behandlas och är inte så kopplat till tjockt gods

Question 46

Om konsolen tillverkades i gjutjärn istället skulle risken för defekter i det tjocka godset
minska, även om den inte försvinner. Varför minskar risken?

Answer 46

När gjutjärn stelnar sker en expansion då grafiten bildas som kompenserar för
krympningen av metallfasen. Som helhet blir krympningen mycket mindre.

Question 47

nämn några gjuttekniker till många komponenter

Answer 47

För att få hög ytjämnhet behöver bromsdetaljen gjutas i en permanent form vilket också
är rimligt ur kostnadssynpunkt med den här seriestorleken. Aluminium har en låg
smältpunkt jämfört med t.ex. gjutjärn vilket också gör att permanenta formar (kokill)
fungerar bra.
Tekniken kan vara gravitationsgjutning, lågtryckskokill eller pressgjutning. Pressgjutning
är bra när man har tunnväggigt gods. Squeez casting är mest för att få defekter i mer
tjockväggigt gods och inte så troligt

Question 48

nämn några gjuttekniker till få komponenter

Answer 48

Det blir dyrt att göra en permanent form med en så liten seriestorlek och sandgjutning ger
mer ojämna ytor. Vaxursmältning/precisionsgjutning använder en modell i vax som inte
är alltför dyr vid små seriestorlekar och ger samtidigt en hög ytjämnhet.

Question 49

Beskriv kort skillnaden mellan en aluminiumlegering
för gjutning och smidd (vanlig) aluminium

Answer 49

Aluminium som skall gjutas är alltid legerad med Si (kisel) upp mot den eutektiska
sammansättningen med 12% Si. Det ger ett partikelhärdat eutektikum. Dessa gjutna
legeringar har sämre duktilitet än smidd aluminium.

Question 50

När man gjuter en järnbaslegering så använder man nästan alltid gjutjärn och inte gjutstål.
Det beror inte på att legeringen i sig har bättre egenskaper utan på att man har lättare att få
en bra produkt just vid gjutning.
Vad är gjutjärn och vad är det hos gjutjärn som gör att det får en bra gjutbarhet?
Du kan behöva diskutera sammansättning, stelnande struktur och annat, men du behöver
inte diskutera olika typer av gjutjärn

Answer 50

Gjutjärn är en legering med Fe, närmare 4% C och ca 2 % Si. Kisel stabiliserar feritfasen
och gör så att grafit kan bildas i stället för en mycket stor andel spröd cementit. Grafit har
en lägre densitet än järnet och när det bildas blir det en kompensation för krympningen
hos stelnande ferrit vilket gör att legeringen som helhet inte krymper så mycket och inte
bildar så mycket porer.
Kolhalten sänker smälttemperaturen jämfört med stål så smältan blir lättare att hantera.
Smältan har en låg viskositet och inte alltför lätt att bilda besvärliga oxider.
Olika typer av gjutjärn har olika fördelning av grafit i strukturen som t.ex. fjäll eller
noduler

Question 51

En utmaning när man gjuter aluminium är att det lätt bildas porer i materialet. Det
motverkar man
* När man tar fram och hanterar smältan
* När man utformar gjutformen
* I speciella gjutmetoder som skall ge aluminium med bra kvalitet
Beskriv var för sig vad man gör ur dessa tre aspekter för att minska risken för porer när
man gjuter aluminium.

Answer 51

När man skall ta fram en aluminiumsmälta är det viktigt att hålla den fri från vatten och
luft. Det Al som skall smältas får gärna förvaras varmt. När det är smält pumpas det
genom ledningar fram till gjutformen utan turbulens eller kontakt med luft. Skyddsgas i
slutna ugnar är också bra.
Gjutformen skall som alltid utformas så att smältan inte blandas med luft i nedlopp eller
gjutkanaler, alltså avsmalnande nedlopp och en begränsad flödeshastighet. Man kan
kompensera för krympning med matare på lämpliga ställen.
Lågtryckskokill och squeeze casting är exempel på gjutmetoder där smältan trycks upp i
gjutformen underifrån med kontrollerad flödeshastighet och med ett visst tryck för att
motverka porbildning under stelnandet

Question 52

Beskriv två olika gjuttekniker som bägge skall ge starka komponenter med hela ytor

Answer 52

Det bildas lätt både krymp- och
gasporer vid gjutning av aluminium vilket påverkar valet.
Precisionsgjutning ger en jämn yta och kan vara lämpligt om det är en liten seriestorlek
eftersom man slipper kostnaden för en permanent form.
Lågtryckskokill och squeeze casting är bägge metoder som motverkar att det bildas porer i
materialet genom att kontrollera flödeshastigheten under fyllningen och, framför allt för
squeeze casting, hålla ett tryck på komponenten under stelnandet. Däremot bör det vara
större seriestorlekar eftersom formen blir dyrare.
Mindre lämpliga metoder är sandgjutning som ger en skrovlig yta och
gravitationsgjutning som har lättare att ge turbulent flöde under fyllningen.
Pressgjutning kan fungera, men det kan vara svårt att undvika porbildning

Question 53

När man gjuter aluminium finns det flera typer av defekter som kan bildas i materialet.
Beskriv kort tre defekter och vad man kan göra för att motverka att de bildas

Answer 53

Gasporositeter bildas eftersom lösligheten för t.ex. väte minskar med temperaturen i
smältan, och från smält till fast fas. Vätet kan komma från fukt vid förvaring och andra
gaser från inblandning av luft under fyllning. Torr förvaring av tackor och pumpning av
smälta samt fyllning av formen utan turbulens motverkar.
Krympporer kan bildas eftersom den stelnade metallens densitet är lägre än smältan,
speciellt om gjutsystemet inte kan mata smält metall till de delar som stelnar sist.
Motverkas med simulering av stelnandet för att få ett bra gjutsystem samt t.ex. placering
av matare i formen.
Föroreningselement som t.ex. Fe och Mn kan bilda försprödande partiklar i strukturen
som försämrar de mekaniska egenskaperna. Det krävs en noggrann sortering av skrot när
man tar fram smältan för att hålla nere halten av föroreningar

Question 54

Gjutna komponenter behöver nästan alltid utformas med en släppning. Vad är en
släppning och varför behövs den?

Answer 54

Släppning är en vinkel på ytan som gör att en sandform kan dras ur en modell, eller
gjutgods ur en permanent form.

Question 55

Beskriv en gjutmetod där produkten inte behöver ha några släppningar!
OBS! Du skall beskriva metodens alla steg, inte bara varför den inte behöver några
släppningar.

Answer 55

Vaxursmältning/precisionsgjutning kan göras utan smältning. Ett träd med modeller i vax
doppas i en slurry som härdas till en keramisk form. Det smälta vaxet tappas ur formen
innan metalsmältan slås i. Efter gjutning slås formen sönder. Inte i något skede drar man
isär modell/form/komponent så därför behövs ingen släppning

Question 56

Aluminiumlegeringar för gjutning skiljer sig från aluminium i smidda produkter på några
sätt. Beskriv kort vad som karaktäriserar aluminiumlegeringar till gjutna komponenter,
t.ex. typisk sammansättning, struktur och något om egenskaper!

Answer 56

Aluminium som skall gjutas är legerat med Si i en smälta med nära eutektisk
sammansättning stelnar med ett litet stelningsintervall. Små Si-partiklar i en eutektisk
struktur bidrar till hållfastheten, men materialet har sämre duktilitet än smitt Al.
Föroreningar kan bilda spröda inneslutningar så återvunnet skrot måste sorteras noggrant.