Skärande bearbetning FL2

Vilken pil motsvarar primär-, sekundär- och tertiär deformationszon?

Beskriv primär deformationzon

Här deformeras arbetsmaterialet och avskiljs som en spåna. Denna zon kallas även skjuvzon eftersom materialet skjuvas

Beskriv sekundär deformatioszon

Här glider och deformeras spånan mot skärverktygets spånyta

Beskriv tertiär deformationszon

Här genereras ny materialyta samtidigt som arbetstycket glider och deformeras mot skärverktygets släppningsyta

Vad innebär en stor spånstukning?

En stor spånstukning innebär ett besvärligt bearbetningsförhållande med avseende på spånbrytning och höga belastningar på skäreggen.

Vi önskar så låg spånstuktning som möjligt. Stor spånstukning innebär större effektbehov och skärslitage.
Större positiv spånvinkel ger mindre spånstukning och därmed ett gynsammare bearbetningsförhållande med avseende på spånbrytning och belastningar på skäreggen.

Även ett mindre medelfriktionstalet mellan skär och arbetstycke minskar spånstukningen. Man kan sänka medelfriktionstalet genom att tillföra skärvätska och därmed få gynsammare bearbetningsförhållanden.

Negativ spånvinkel + stora friktionskrafter = ökad spånstukning

Beskriv skjuvplan och skjuvplansvinkel

Skjuvplan: Gränslinjen mellan spånan och arbetstycket skiljer det plastiskt deformerade materialet från det plastiskt odeformerade materialet. Vid skjuvplanet ändras alltså materialets riktning och fart plötsligt från skarhastighet vc till spånhastighet vch.

Skjuvplansvinkeln: Den vinkeln som skjuvplanet bildar mot skärhastigheten

Hur påverkar skjuvplansvinkeln?

Större skjuvplansvinkel ger mindre spånstukning och mindre energiåtgång, lättare bearbetning

Mindre skjuvplansvinkel ger svårare bearbetning

Så stor skjuvplansvinkel eftersträvas MEN! detta ger ett mindre eggvinkel vilket innebär ett svagt verktyg.

Stämmer det att medelskjuvningen i skjuvplanet vid skärande bearbetning är betydligt högre än vid dragprovning

ja

Spånstukningen kan utryckas som?

Medelskjuvninggen i skjuvplanet

Vad bestäms deformationsgraden av och vad innebär det?

skjuvplansvinkeln
Större deformationsgrad innebär högre energiåtgång då större skärkrafter behövs.
Mer värme genereras så effektförlusten blir större, men mer värme leder också till
ogynsamma arbetsförhållanden för både verktyg och arbetstycke.
För verktyget innebär det verktygs mjukning och slitage, för arbetstycket kan det innebära toleransfel.

Man eftersträvas så låg deformationsgrad som möjligt vid bearbetning

Vilka typer av spånformer finns?

Rakt spån
Olika typer av skruv- och spiralspån
Brytspån

Varför strävar man efter spånkontroll?

-Undvika skador på operatör, arbetsstycke, verktyg och maskin
-Undvika produktionsstopp
-Undvika problem med spånevakuering

Vilka kan vara orsakerna till dålig spånkontroll?

• Matningen är för låg

• Skärdjupet är för lågt

• Nosradien är för låg

• För liten ställvinkel

Vad kan mycket korta spånor bero på och vilka konsekvenser ger det

Mycket korta spånor orsakar ofta kortare skärlivslängd på grund av för hög spånbelastning på skäreggen

Orsaker

• Matning är för hög

• ställvinkeln är för hög

• för liten nosradie

Vilka 3 kategorier påverkar spånformen?

• Arbetsmaterial

• verktyg

• skärdata

Vilken bokstav har huvudgruppen: stål?

P

Vilken bokstav har huvudgruppen: Rostfritt stål?

M

Vilken bokstav har huvudgruppen: Gjutjärn?

K

Vilken bokstav har huvudgruppen: Aluminium?

N

Vilken bokstav har huvudgruppen: Varmhållfasta legeringar?

S

Vilken bokstav har huvudgruppen: Härdat stål?

H

Vilken grupp bearbetas här?

Stål (P)

Hur är skärande bearbetningen av stål?

Spånbildningen är relativt lätt, oftast fås kontinuerliga, jämna långa spånor där spånkontrollen är enkel.
Bearbetningen kräver medel effekt

• Ferrit är mjukt och kletar

• Cementit och perlit är hård och sliter

• Stål med lågkolhalt är kletande och kräver vassa skäreggar

• Stål med hög kolhalt är sprödare
  
  

Vilka legeringämnen bildar karbider som är hårda och sliter på skäreverktyget?

• Krom (Cr)

• Molybden (Mo)

• Vanadin (V)

• Volfram (W)

• Titan (Ti)

Vad har legeringsämnet bly för egenskaper?

Bly (Pb) är smörjande och ger mindre friktion och bättre spånbrytning

Vilken grupp bearbetas här?

Rostfritt stål (M)

Hur är skärande bearbetningen av rostfritt stål?

• Rostfrittståll ger ofta långa lammellä’ra spånor.

• Spånbrytningen varierar beroende på legeringselementen

• Generrelt 5 ggr mer krävande än vanligt stål
  pga dålig värmeledning & självhärdning i skjuvzonen
  

Vilken grupp bearbetas här?

Gjutjärn (K)

Hur är skärande bearbetningen av gjutjärn?

• Gråjärn ger nästan pulverliknande spånor

• Segjärn påminner om stålets spånbildning

• Normalt krävs låg maskineffekt

Vilken grupp bearbetas här?

Aluminium (A)

Hur är skärande bearbetningen av Aluminium?

• Aluminium är mjuk och kletande, därför behövs vassa skäreggar, problemet kan även minskas med skärvätskor

• Lättbearbetad och låg maskineffekt

• Sammansvetsade långa spånor

• Halter över 12% med kisel ger bättre spånkontroll men höga Si halter sliter på verktyget

Vilken grupp bearbetas här?

Varmhållfasta legeringar (S)

Hur är skärande bearbetningen av Varmhållfasta legeringar?

• Komplicerad spånkontroll

• Hög effekt krävs

Vilken grupp bearbetas här?

Härdat stål (H)

Hur är skärande bearbetningen av Härdat stål?

• Medelgod spånkontroll

• Hög effekt krävs

• Högt tryck och hög temperatur vid spånbildningen

• Negativ spånvinkel kr’

Hur påverkar skärdjupet spånformen?

Låga skärdjup: spiral formade spånor (fin svarvning)
Stort skärdjup: kommaformade spånor (grovsvarvning)

Hur påverkar spånflödets riktning av ställvinkeln?

• Stor ställvinkel riktar spåret mot arbetsverktyget

• Liten ställvinkel riktar spånet mot arbetstycket

Nämn 4 olika spåntyper med hänsyn till spånbildningsförloppet och för vilka material de är vanligt vid bearbetning

• Flytspån (stål)

• Skjuvspån (rostfritt stål)

• Lamellspån (rostfritt stål)

• Klyvspån (gjutgärn)

Beskriv Flytspån

• Uppträder vid höga skärhastighetet

• Likformigt deformerade spånor

• Inga sprödhetsfenomen

Beskriv lamellspån

• Lamellspåna erhålls om arbetsmaterialets hållfasthet minskar i samband med deformationen i skjuvplanet

• Erhålls även om strukturen varierar i olika delar av spånen

Beskriv skjuvspånet

• Består av element som först fullständigt avskiljs i skjuvplanet med därefter åter delvis svetsats samman

Beskriv klyvspån

• Erhålls vid bearbetning av spröda material med ojämn struktur eller inneslutningar

• Brottet kan ske längs korngränsen eller tvärs över, alltid i oförutsägbar riktning

Vilka siffror tillhör vilken spåntyp

1. Flytspån

2. Lamellspån

3. Skjuvspån

4. Klyvspåna

Vilka spånformer eftersträvas?

Generrelt gäller att vi alltid ska eftersträva korta kommaformade spånor vid bearbetning

Vad innebär "Kort kommaformade” spånor

• Mindre effekt går till spånbrytning

• Mindre påkänningar på skäreggen

• Lätta att leda bort

Vad innebär mycket korta hoprullade spånor?

• Hög effekt åtgår till spånbrytning

• Hög belastning på skäreggen

• Risk för utböjning och vibration

Vad innebär långa flytspånor?

• Mycket svåra att avleda

• Kan repa och skada arbetstycke eller verktygen

Vilka faktorer bidrar till spånans krökning och “curl”

• Olika hastigheter på spånans ytor

• Olika temperaturer på spånans ytor

• Olika svalningshastigheter på spånans ytor

• Krökningsradien ökar med positiv spånvinkel

Vad innebär självbrytning och för vilka material

• Materialet i kombination med spånanskrökning gör att spånorna bryts när de lossnar från skäret

• Gäller för sprödare material

Vad innebär “brytning mot verktyget”

• Spånan kröker sig kring verktyget tills den kommer i kontakt med skäret eller verktygshållaren.

• Trycket gör att den går av

Vad innebär “brytning mot arbetstycket”

• Spånan går av när den kommer i kontakt mot den bearbetade ytan

• Ger dålig ytjämnhet

• kan vara lämpligt vid grovbearbetning

Vad begränsar maximal matning?

Nosradien

Vad begränsar minimal matning?

Eggradien

Vad begränsar minimal skärdjup?

nosradien

Vad begränsar maximal skärdjup?

Skärens längd

Vilken metod bör användas för att få det “perfekta” spånet

• Maximera skärdjupet

• ställ sedan in matningen

Hur fungerar en inbyggd spånbrytare?

• Ökar krökningsradien

• Riktar spånan mot verktyget eller arbetstycket