Skärparametrarnas inverkan på ytkaraktären vid hårdfräsning. Niklas Lepa-Helgesson

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Skärparametrarnas inverkan på ytkaraktären vid hårdfräsning. Niklas Lepa-Helgesson"

Robert Samuelsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Skärparametrarnas inverkan på ytkaraktären vid hårdfräsning Niklas Lepa-Helgesson

2 Agenda Inledning Metod Genomförande av tester Resultat Slutsatser och rekommendationer Frågor

3 Inledning - Bakgrund Verktygskompetens för tillverkningsindustrin Uddeholm Tooling AB Chalmers Tekniska Högskola Fräsning direkt i härdat stål blir allt vanligare. Sänkta ledtider för verktygsframtagning. Ökad konkurrenskraft.

Tekniska Högskola Fräsning direkt i härdat stål blir

4 Inledning - Syfte 3-axlig fräsning av detalj som representerar formande verktyg. För att erhålla bästa möjliga yta efter fräsning. Hur skall fräsningen utföras? Viktiga parametrar? Vad påverkar resultatet?

5 Metod Litteraturstudie Fastställa viktiga parametrar och faktorer Ta fram testplan Genomföra tester Analysera, utvärdera testresultaten Slutligt resultat och rekommendationer

6 Material Vanadis 4 Extra 60,5HRc Caldie 60,5HRc

7 Verktyg Solid fullradie pinnfräs, D=10mm

8 Fräsmaskin Modig MD axlar 15000rpm ISO 40 S.V.P TNC 415P

9 Fräsmaskin

10 Mätning - Ytjämnhet Wyko RST Plus Optisk 10x objektiv Wyko Vision Replikor

11 Mätning - Restspänningar Xstress 3000 Röntgendiffraktion Icke förstörande Kräver etsning

12 Mätning - Verktygsförslitning Nikon Optiphot-100 Digitalkamera Mätmodul 5x förstoring

13 Programvaror Pro Engineer CAD/CAM Användes för att ta fram ritning på detaljen samt för att bereda bearbetningen Modde 7 Statistisk försöksplanering Användes för att ta fram testplaner och som verktyg vid analys av resultaten.

bearbetningen Modde 7 Statistisk försöksplanering

14 Genomförande av grundtester Faktorer att variera Faktorer Material Nivå 1 Caldie Nivå 2 Vanadis4Extra Kylning Av På Riktning Rakt Kurva Ingreppssätt Medfräsning Motfräsning Konstanta parametrar Max Vc = 200m/min Parameter Varvtal (n) Tandmatning (f z ) Antal skäreggar (z) Matning (f) Axiellt skärdjup (a p ) Radiellt skärdjup (a e ) Värde 6366 rpm 0.15 mm mm/min 0.2 mm 0.15 mm

parametrar Max Vc = 200m/min Parameter Varvtal (n) Tandmatning (f z ) Antal skäreggar (z)

15 Genomförande av tester Mjukvaran Modde 7 användes för generering av testplan Testnummer Material Riktning Ingreppssätt Kylning Test1 Caldie Rakt Medfräsning På Test2 Vanadis4E Rakt Medfräsning Av Test3 Vanadis4E Kurva Motfräsning Av Test4 Caldie Kurva Motfräsning På Test5 Vanadis4E Kurva Medfräsning På Test6 Caldie Kurva Medfräsning Av Test7 Caldie Rakt Motfräsning Av Test8 Vanadis4E Rakt Motfräsning På

Test3 Vanadis4E Kurva Motfräsning Av Test4 Caldie Kurva Motfräsning På Test5 Vanadis4E Kurva

16 Responser Verktygsförslitning, maximal fasförslitning Ytjämnhet Restspänningar Ytjämnhet Restspänningar

17 Resultat - Ytjämnhet Ra Rz Rq Rt Testnummer Ra200u Ra170u Ra100u Ra000 Ra100n Ra170n Ra200n RaBäst Test Test Test Test Test Test Test Test Ra-medelvärde (nm) Mätpunkt

1047 1036 857 497 Test5 715 499 738 1243 735 382 567 340 Test6 797 684 1110 1072 780 837 657 732 Test7 517 558 711 802

18 Resultat - Ytjämnhet Scaled & Centered Coefficients for Rz200u (Extended) nm Rik(Rakt) Rik(Kurva) Mat(Caldie) Mat(Vanadis4E) Kyl(På) Kyl(Av) + Raka bearbetningsvägar + Medfräsning + Vanadis 4 Extra? Kylning På/Av

19 Resultat - Restspänningar Test2 + Vanadis 4 Extra + Kylning? Ingreppssätt? Riktning Stress / MPa Test2_Upp_Stress_Phi: 0.0 Test2_Ner_Stress_Phi: 0.0 Test2_Topp_Stress_Phi: 0.0 mm

Riktning Stress / MPa -400-500 -600-700 -800-900 -1000 0 0.

20 Resultat - Verktygsförslitning Utan kylning 24,6µm Med kylning 67,3µm - Kylning påverkar negativt - Om kylning används orsakar detta i genomsnitt att verktygsförslitningen ökar med en faktor 4. Och i extremfallet med en faktor 7,5

21 Slutsatser Grundtest Raka bearbetningsvägar har konsekvent bidragit positivt till finare ytor Medfräsning ger bättre ytor I Vanadis 4 Extra materialet erhålls finast ytor och de högsta restspänningarna Kylning bidrar till kraftigt ökad verktygsförslitning Ökad skärhastighet ger bättre ytor

22 Sluttester Test 9 Minskad skärbredd från 0,15mm till 0,1mm. Minskad tandmatning från 0,15mm till 0,1mm. Ra-värde (nm) Test2 Test9 200 Resultat Bra ytjämnhet Normala restspänningar, -461 till -971 Mpa Verktygsförslitning 39,85 µm pga att bearbetningstiden ökade från 65,8 min till 148 min Vibrationer på ner sidan Punkt

23 Sluttester Test Maximala skärhastigheten ökades från 200m/min till 300m/min. Ra-värde (nm) Test2 Test10 Resultat 300 Sämre ytjämnhet Normala restspänningar, -558 till -618 Mpa Punkt Verktygsförslitning 34,45 µm, något över medelvärdet för de torra körningarna. Jämnare resultat

24 Slutsatser Rak bearbetningsriktning är den faktor som har störst positiv inverkan på ytfinheten Medfräsning är att föredra för att erhålla fina ytor I Vanadis 4 Extra erhålls de bästa ytorna För hög skärhastighet ger sämre men förutsägbara ytor Tryckrestspänningar som var som störst i ytan. Kylning bör undvikas för att minimera verktygsförslitningen

25 Frågor?

Relevanta dokument

UDDEHOLM RAMAX LH. Uddeholm Ramax LH ingår i Uddeholm Stainless Concept.

UDDEHOLM RAMAX LH. Uddeholm Ramax LH ingår i Uddeholm Stainless Concept. UDDEHOLM RAMAX LH LYFTER STANDARDEN TILL EN HÖGRE NIVÅ Uddeholm Ramax LH är ett förstklassigt hållarstål, som möter de högt ställda kraven inom verktygsindustrin. Uddeholm Ramax LH erbjuder utmärkt bearbetbarhet