VERKO 1
VERKO Skärande bearbetning
SKÄRANDE BEARBETNING VO 10/15 Kvalitetsverktyg &
maskintillbehör till lågpris www.otdtools.se Tribologiska slitageanalyser Denna artikel förklarar samspelet mellan det skurna spånet och verktyget med hjälp av tribologiska teorier, vilket är ett relativt nytt område för analys av belastningar vid metallbearbetning. Inom tribologin studeras hur ytor som är i kontakt med varandra interagerar vid vissa temperaturer och tryck. Teorier gällande verktygsslitage I en metallbearbetningsoperation deformerar ett verktyg arbetsstyckets material och får det att skäras bort i form av spånor. Denna deformeringsprocess alstrar värme och tryck vars belastningar så småningom orsakar att verktyget slits ut eller går sönder. Enligt traditionell slitageteori är verktygsskador ett resultat av friktion mellan spån och verktyg, vilka är i kontakt men inte fästade vid varandra. Enligt senare forskning om mekanismerna vid verktygsskador har dock fastställts att de tryck och temperaturer som genereras vid metallbearbetning, särskilt de som genereras vid bearbetning av högpresterande arbetsmaterial, är sådana att de traditionella slitageteorierna inte fullt ut kan beskriva vad som händer vid kontakten mellan spån och verktyg. Tribologisk forskning har visat att skärprocessen inte bara handlar om en enda skärning och efterföljande åtskiljning av spånor från verktyget. Faktum är att även sekundär och tertiär kontakt och åtskiljning uppstår. Spånet skärs bort och vidhäftas spånytan och skärs sedan igen innan det slutligen glider av verktyget. Den viktigaste slitagemekanismen är den upprepade skärningen och inte friktionen. Figurerna 1 och 2 illustrerar metallbearbetningsprocessen som den beskrivs av tribologin. Figur 1 visar den preliminära deformationen av arbetsstyckets material i zon 5. Zon 3 är separationszonen, även kallad stagnationspunkten eftersom den relativa rörelsen hos arbetsstyckets material och verktyget i detta område är i princip noll. Första skärningen sker i den primära skärzonen 1, där materialet skärs av och spånet formas. Därefter, i den sekundära skärzonen 2, är spånet i kontakt med spånytan. Det höga trycket gör att spånet vidhäftar verktygets spånyta. 24 www.verko.se Figur 2 Figur 2 visar tydligare förloppet i zon 2. I zon A trycker arbetsstyckets material mot skäreggen med extrem kraft och börjar fastna mot verktyget. I zon B vidhäftar materialet spånytan. I zon C förs spånet bort från spånytan och glider över den, varvid kontakten mellan spånet och verktyget avslutas. Figur 1 visar även sekundär skärning på verktygets flank i zon 4. Samma skärnings- och vidhäftningssekvens som i zon 2 på spånytan sker även på flanken. Sekvensen i zon 4 som producerar flankslitage är mer förutsägbar än spånyteslitaget i zon 2, och är relativt oskadlig. I vissa material kan dock skärning på flankytan resultera i ythärdning eller härdning av arbetsstycket vilket kan skada det skärande verktyget och arbetsstycket. Figur 1
VERKO Plåt - formande bearbetning
VERKO Legoarbeten - ledig kapacitet
VERKO Konstruktion - Maskinbyggnad
VERKO Materialhantering
VERKO Ytbehandling
VERKO Miljö
VERKO Reparationer - renoveringar - VERKOBÖRSEN
VERKO Begagnade maskiner
VERKO Nätregistret
VERKO Mässor, konferenser och evenemang