Sammanställning av borrtest - 3 Utvärdering av borrar

3 Utvärdering av borrar

4.2 Sammanställning av borrtest

Sammanställda data från borrtesterna presenteras i detta avsnitt. De faktorer som studerades kring borrtesten var axialkraft, håldiametrar, förslitningar, och spånor. Tabell 4 visar en sammanfattning av borrarnas prestation. I tabellen går det att för varje borr utläsa hur många hål den klarade av att borra, om den havererade och i sådant fall på vilket sätt samt medelvärden för axialkraft vid ingrepp och under borrning. Borr A, B, C och D gick alla sönder. Skärdata var för Borr A över maximalt rekommenderade. Vid haveriet hade borrkronan på borren blivit intrasslad i spånor vilket gjort att borrkronan mosats. Borr B, C och D hade alla tre borrkroppar som bröts av.

Tabell 4 - Sammanfattning av borrarnas prestation från testerna

Hål borrade Haveri? Haverityp Axialkraft medel

borrning/ingrepp

Figur 30 visar i ett stapeldiagram medelvärdet av axialkraften vid ingrepp och kontinuerlig borrning för varje borr. Borrarna visas längs x-axeln och den vänstra stapeln representerar medelvärdet vid borrning och den högra vid ingrepp. Borr A hade högst axialkraft både vid ingrepp och borrning. Lägst axialkraft vid både borrning och ingrepp hade Borr F nära följt av Borr D.

Figur 30 - Medelvärdet för axialkraft vid ingrepp och borrning

Förutom medelvärdet har axialkraftens utveckling för varje borr sammanställts i grafer. I Figur 31 visas en graf för axialkraft, samtliga grafer finns i Bilagan. Enligt graferna går det ej att se antydan till borrbrott eller haveri vilket skulle kunna förväntas. Det är något det höga skärdata kan ha orsakat. I alla grafer förutom den för Borr A kan man se att borrarna börjar med en högre axialkraft som sedan snabbt sjunker. Trenden för samtliga kurvor är svagt nedåtgående. Borr B har mellan hål 35 och 57 en tydlig sänkning i axialkraft för både ingreppet och borrningen. Anledningen är ej känd då ingenting ändrades från hål 34 till 35 och 57 till 58, se Figur 31. Kraften återgick sedan till tidigare nivå.

Figur 31 - Axialkraftens variation vid ingrepp och borrning

Figur 32 - 38 visar resultaten från mätningarna av diametrarna. Var uppmärksam på att de är i olika skalor. Varje borr har en graf med två kurvor, den ena för medelvärdet av de uppmätta diametrarna på den övre delen av hålet “upp_medel” och den andra för medelvärdet av de uppmätta diametrarna på den nedre delen av hålet “ner_medel”. Toleransen som valdes var ± 0,3 mm vilket med en diameter på 12,2 mm innebär att allt mellan 11,9 och 12,5 mm är acceptabelt. Ingen av borrarna ligger utanför de gränserna. Den borr som var närmast en toleransgräns var Borr E precis i

början. Både Borr E och F gav större mätvärden de första hålen för att sedan stabilisera sig kring en mindre diameter.

Graferna visar inga tecken på att de borrar som gick sönder är på väg att göra det eftersom alla kurvor visar stabila trender. Det är enbart Borr A som visar en snabb minskning på hål 11 vilket är det hålet som spånstockningen skedde i. Utöver det påvisar graferna och kurvorna olika trender. En del visar en ökande diametertrend, som till exempel kurvan upp_medel för Borr D och C. Resterande kurvor visar en minskande trend av diametern.

Figur 32 - Håldiametrarna för Borr A

Figur 33 - Håldiametrarna för Borr B

Figur 34 - Håldiametrarna för Borr C

Figur 35 - Håldiametrarna för Borr D

Figur 36 - Håldiametrarna för Borr E

Figur 37 - Håldiametrarna för Borr F

Figur 38 - Håldiametrarna för Borr G

Borrtesterna stoppades stundtals för att fotografera borrarna och deras förslitning. Därefter granskades varenda bild där observationerna sammanställdes i ett dokument. Tabell 5 visar sammanställningen av borrbilderna. För varje borr finns vilka förslitningstyper som kunde ses efter att ha studerat bilderna. I tabellen finns även dokumenterat vid vilket hål den första uppkomsten av varje förslitningstyp påträffades. Borr A gick sönder väldigt tidigt och därför kunde inte många observationer göras. För Borr B gick det redan efter första hålet att se skador på borrkroppen, vilket kan tyda på att spånbortgången för den borren inte fungerade under rådande testförhållanden.

Utöver den borren var det enbart Borr F som också fick skador på borrkroppen, men ej i samma utsträckning.

Löseggsbildning som sedan ledde till urflisning var ett genomgående fenomen för samtliga borrar.

Borr F visade flest cykler med löseggsbildning som byggdes upp och gick av. Den som visade minst frekvent löseggsbildning var Borr E. Värt att tänka på då är att bilderna togs med intervall och det är därför omöjligt att säga vad som skedde mellan. De observationer som redovisats är enbart av det som kunnat ses utifrån bildstudie. Borr D visade ingen märkbar skillnad.

Tabell 5 - Sammanställning av förslitningar på borrarna och när de påträffades

Förslitningstyper Vid hål

Borr A fasförslitning 2: fasförslitning Borr B fasförslitning, löseggsbildning,

urflisning, skador på borrkropp 1: skador på kroppen

20: fasförslitning på skäreggen 60: löseggsbildning

100: löseggsbildning har lossnat och skapat urflisning

Borr C löseggsbildning, urflisning 1: löseggsbildning

3: urflisning efter löseggsbildning

Borr D ingen skillnad ingen skillnad

Borr E löseggsbildning, fasförslitning,

urflisning 60: fasförslitning och lite löseggsbildning 200: urflisning pga. löseggsbildning syns Lite löseggsbildning som försvinner och byggs upp kontinuerligt

Borr F löseggsbildning, urflisning, skador

på borrkropp 1: löseggsbildning

3: urflisning efter löseggsbildning 20: stor urflisning

170: mycket urflisning

280: skrapmärken på borrkroppen

Löseggsbildning och urflisning kommer och går kontinuerligt

Borr G löseggsbildning, urflisning,

fasförslitning 4: löseggsbildning

20: löseggsbildning har lossnat och skapat urflisning

220: fasförslitning på borrtippen 340: mycket urflisning på skäreggen Löseggsbildning byggs upp och försvinner kontinuerligt

I Figur 39 visas urflisningen för Borr F som var tydligare än på någon annan borr. Därefter visas i Figur 40 och Figur 41 bilder med löseggsbildning från två olika vyer. Det som blänker i Figur 41 är löseggsbildningen. I Figur 40 markerar ringen löseggsbildningen.

Figur 39 - Urflisning på Borr F, markerat med pil

Figur 40 - Löseggsbildning från sidovy, markerat med ring

Figur 41 - - Löseggsbildning sett ovanifrån, markerat med pil

De insamlade spånorna dokumenterades i en spånkarta, se Figur 42. Den översta raden visar Borr A, C och D då de inte fick så många spånhögar. Därefter visas borrarna sorterade efter antalet borrade hål i stigande ordning. Den första högen för varje borr visar spånor insamlade efter hål 1 till 3, förutom för Borr A som enbart har en hög. Vidare så visas spånor för hål 4 till 20, 21 till 40 och fortsatt för var tjugonde hål. Borr B började med mycket smala korta ingångsspånor som sedan blev längre för att återigen bli korta innan borren gick av. För Borr E var ingångsspånorna långa i jämförelse med resten och de små spånorna fick efter ca 80 hål flärpar som var tunna och liknade en söndertrasad spåna. Sådana flärpar dök även upp hos Borr G men då något tidigare. Borr F hade ingångsspånor som blev längre och ungefär kring hål 200 började förlora sin jämna form.

Figur 42 - Visar spånor i ordningen 1-3, 4-20 och därefter för vart tjugonde hål fram till det att testet avslutades

5 Diskussion

I detta kapitel kommer diskussion kring resultaten att föras. Statistiken och sammanställningarna från nuläget kommer att kommenteras utifrån vad DM behöver uppmärksamma och varför baserat på resultaten. De omfattande analyserna från borrtesten kommer att tas upp och resoneras kring angående observationerna. Till exempel vad resultaten innebär för varje borr i jämförelserna mellan dem samt för frågeställningen. Det reflekteras även kring en eventuell standardiserings påverkan.

Av resultaten från nulägesanalysen utlästes att DM nästan redan standardiserat sitt utbud då hela 69% av löstoppsborrarna består av ett fabrikat. Det framstår då som att det redan finns ett fabrikat som föredras på DM. Det finns en gemensam funktion på motorbearbetningen som hjälper till med verktyg. Upp till ett visst belopp är beredare på varje avdelning själva ansvariga för att välja hur de vill hantera verktygen vilket kan vara anledning till att det finns fler fabrikat. Det framgår ej om någon har försökt förespråka ett fabrikat mer än de andra, men att döma av statistiken verkar det vara ett fabrikat som föredras. Det fabrikatet visade sig även stå för 77% av avvikelserna. Med tanke på att de borrarna dominerar utbudet är det inte oväntat, men det är fortfarande viktigt att försäkra sig om att det inte beror på att borrarna inte fungerar så som det är tänkt. Mer intressant är det fabrikat på DM som enbart utgör 2% men trots det står för näst flest avvikelser på 11%.

Kostnaderna visades variera mycket för borrkropparna. En studie på priserna per fabrikat gjordes ej, men det finns möjligheter att vidare undersöka det i dokumentet som genererades vid intresse från DM. Ofta beror en högre kostnad på att designen på borren var komplicerad, men det måste inte alltid stämma. Sedan finns det säkerligen borrar vars komplexitet är densamma men kostnaderna skiljer sig för att de är av olika fabrikat. Då är det värt att tillsammans med resultaten över borrens prestanda jämföra och se hur mycket det går att höja kvalitén eller sänka kostnaderna.

Förutom att priserna varierade mycket gjorde även antalet borrade millimeter under en borrs livslängd det. Några sticker ut och borrade betydligt mer än andra. Det är verktyg som gjorde djupa eller genomgående hål i motorblocken. Beredare och operatörer på DM har väldigt bra koll på livslängderna. När det skiljer sig mellan hur mycket verktygen borrar börjar det funderas kring om deras fulla potential verkligen utnyttjas. Då är det viktigt att reflektera över situationer då livslängderna måste justeras efter andra faktorer. Till exempel optimering av verktygsbyten för att minimera tidsförlusten som går åt vid sådana oundvikliga operationer. Vid sådana fall kan livslängden på ett verktyg behöva sänkas. Andra tillfällen kan vara bearbetning i olika material som sliter olika mycket på verktyget, finns inte tillräckligt sofistikerade system som kan anpassa livslängden efter materialvariationen måste det göras manuellt. Då justeras oftast livslängden med någon säkerhetsmarginal eftersom ett havererat verktyg kan leda till kassation mm.

Något som skulle kunna vara en stor fördel för DM är om det enkelt skulle gå att se statistik över hur borrar av olika fabrikat presterar och andras upplevelser och erfarenheter kring dem. Det är därför stödfunktionen finns men samtidigt har också beredare frihet att välja fabrikat och leverantör till en viss grad. Utifrån leverantörsstudien var alla positivt inställda till frågorna som ställdes. Därför behövs en djupare analys kring vad de faktiskt kan erbjuda och till vilken grad de kan förse med verktyg. Det kommer troligtvis alltid finnas vissa gap som en leverantör inte kan fylla när det kommer till speciallösningar och då behöver de kompletteras på andra håll.

Borrtestet undersökte fyra parametrar (axialkraft, förslitning, håldiameter och spånor), men även antalet hål som borrades var en faktor som måste tas hänsyn till. Borr A utförde 11 hål innan det havererade. Att just den borren skulle haverera tidigt gentemot de andra borrarna var ett väntat resultat. Eftersom skärdata som användes var över dess rekommenderade värden. Borr B lyckades

förslitning på borrkronan förrän efter hål 20. Vid hål 60 upptäcktes löseggsbildning och sedan efter hål 100 urflisning på skäreggen, vilket möjligtvis har lett till haveriet vid hål 101. Något som även bör nämnas är att spånorna orsakade betydande skador på borrkroppen, vilket kan vara en bidragande faktor till haveriet. Då bilderna uppvisade slitage redan efter första hålet och som blev tydligare på fotografierna vid de senare hålen.

Borr C och D gjorde 40 respektive 41 hål. Borr C visade redan efter första hålet löseggsbildning samt slitage på borrkronans spets. Efter tredje hålet lossnade löseggen och skapade en urflisning.

Lösseggsbildningen och urflisningen fortsatte sedan avverka varandra tills verktyget havererade efter hål 40. På Borr D syntes inga tydliga förslitningar som det har gjort på de andra borrarna. Därför går det inte heller att länka någon förslitning till haveriet efter hål 41.

Borr E avverkade 340 hål utan att haverera. På den uppkom fasförslitningar, löseggsbildning och urflisning. Däremot inte i samma utsträckning som de andra borrarna. Att borren inte blir lika sliten under processen kan ha varit en bidragande faktor till att den har klarat 340 hål. Borr F och G har borrat 340 respektive 356 hål utan att haverera. Det som skiljer dem från Borr E är att de har visat betydligt fler cykler av löseggsbildning som har resulterat i urflisning på verktygens skäreggar. Borr F har även skador på borrkroppen.

Något som är värt att notera är att storlekarna på förslitningarna inte mättes, utan de jämfördes enbart visuellt mellan de olika borrarna. Efter antalet borrade hål per borr och efter jämförelse av förslitningsbilder på borrarna så går det inte att säga att en borr har havererat pga. slitage. Detta då 3 av 7 borrar har borrat 340 respektive 356 hål utan att haverera trots att borrarna är slitna. Slitage kan vara en faktor till att 4 av borrarna har havererat, men det är inte den enda faktorn.

Axialkrafterna för borrcyklerna kan ses i Bilagan. I graferna utläses att axialkrafterna håller sig på en jämn nivå med något högre krafter under de första hålen. Ur dem går det ej att förutspå när borren är på väg mot ett haveri. Extra tydligt är det för Borr A, B, C och D som alla havererar, men krafterna i graferna håller sig på samma jämna nivå under de sista cyklerna som de gjort i de tidigare borrcyklar.

Anledningen till att ingen skillnad i axialkraften uppstod vid borrcyklarna innan haveri av Borr A, B, C och D kan vara den höga skärdata som användes. Den skärdata som användes kan ha gjort att processen mot borrhaveri har gått för fort att förändring har skett mellan två hål. Därför har en ökning i axialkraft inte kunnat ses. Ett annat alternativ skulle kunna vara att något oförutsett skett under testet som inte har kunnat observeras.

Det går däremot att jämföra krafterna för borrarna sinsemellan. Ur graferna går det att se att Borr A genererade högst krafter, vilket kan förklaras av att skärdata som användes var över den rekommenderade för just den borren. Borr F genererade lägst krafter i genomsnitt och var en av tre borrar som inte havererade. Däremot genererade Borr D den näst lägsta kraften men ändå lyckades den endast borra 41 hål, vilket kan jämföras med Borr C som genererade näst högst krafter och borrade 40 hål. Anledningen till att Borr D endast borrade 41 hål kan bero på andra faktorer. Utifrån enbart axialkrafterna går det i detta borrtest därför inte att dra en slutsats om att de är orsaken till borrhaveri.

Spånorna som samlats in kontinuerligt under borrprocessen ser alla olika ut. Varje borr ger sina egna karaktäristiska spånor och de i sig förändras också med antalet hål som borrats. De insamlade ingångsspånorna från Borr A är inte långa, men de är kompakta vilket kan tyda på försvårad spånavgång. Färgen på spånorna var likadana som de spånor från andra borrar och därför var skärvätskeflödet bra nog för att kyla ned processen under bearbetning.

Några av de första spånorna från Borr B hade inga likheter mot spånorna från de andra borrarna, de var platta trådar som lätt kan fastna på borren. Att de är platta innebär utifrån litteraturstudien att de är underkända spånor. Dessa sorter av spånor är svårare att hantera av anledningen att de lättare kan fastna på borren och skapa spånstockning som kan leda till haveri. Tecken på spånstockning kan

tydligt ses på ingångsspånor från borrcykeln hål 80-100. De är inte långa, men ojämna och krokiga.

Vid de tidigare hålen (40-60) förekom spånor som hade formen av ett kommatecken mer frekvent.

Något som är värt att notera är att vid detta stadie minskade axialkraften till hälften av det den var innan. Därför är det möjligt att det finns korrelation mellan den lägre axialkraften och att spånorna ser bättre ut. Hårdheten i materialet är densamma som hårdheten på andra testbitar. Något som gör den halverade axialkraften mer intressant är att runt hål 60 ökade kraften igen till det värde den hade innan halveringen och behöll dessa värden fram till haveriet vid hål 101. Samtidigt som spånorna började bli långa och krokiga. Det går inte att svara på hur den lägre axialkraften uppstod, men det är en intressant aspekt att arbeta vidare på.

Borr C och D borrade för lite för att kunna dra konkreta slutsatser, men i allmänhet hade de godkända spånor som under de sista hålen visade tendenser till att bli underkända. Borr E hade genom alla borrcyklar jämna ingångsspånor som inte visade tecken på spånstockning. Andra spånor som samlades in var i allmänhet av den typen som visar bra spånavgång under borrningsprocessen.

Mot slutet av borrcyklerna började dock spånorna få en del fransar och vissa bröts inte ordentligt vilket skapade längre spånor. Spånorna från Borr F och G visade många likheter. Båda hade ingångsspånor som var ojämna och som med antalet borrade hål blev längre och krokigare. De andra spånorna som samlades in var dock av typen som är godkända. Skillnaden mellan borrarnas spånor var dock att de från Borr F var av den längre och smalare typen, medan Borr G var bredare och kortare.

Den sista parametern som togs till hänsyn var måtten på håldiametrarna. Alla hål som mättes var inom det nominella värdet med de bilaterala toleranserna 12,2 mm 0,3 mm. Däremot visade mätningen av håldiametrarna som presenterades i 4.2 Sammanställning av borrtest att de övre diametrarna på de flesta borrar var större än de nedre. Eftersom det enbart borrades 15 mm djupa hål är det betydelsefullt att reflektera kring hur formen på hålen blir ifall djupare hål borras. Ett möjligt utfall är att det blir tydligare att vissa borrar kanske har större tendens att borra konformade hål istället för cylindriska. Något som bör tas i beaktning är att värdena i graferna är medelvärdet för de övre och undre håldiametrarna, som mättes tre gånger förhand med en invändig tre-punkts mikrometer. Det innebär att den mänskliga faktorn måste tas hänsyn till och viss mätosäkerhet infinner sig.

Vid en eventuell standardisering finns en del aspekter att fundera kring. Vilka borrar som har bäst prestanda har varit en del att upplysa om i detta projekt. Men det finns självklart mer än bara prestandan hos ett verktyg. Några fördelar som ses med att standardisera är framför allt att det möjliggör en stor kostnadssänkning. I den aspekten finns det parametrar som måste vägas mot varandra. En borr eller ett fabrikat kan vara billigast men den presterar dåligt och kräver mer underhåll, verktygsbyten oftare, etc. vilket i sig kan leda till ökade kostnader ändå. Dessutom är prioriteringen inom SPS högre för kvalitet än kostnad.

Att standardisera kan även leda till att kvalitén på borrarna och bearbetningen höjs då samarbetet med leverantören kan ha positiv effekt på det. Även samarbetet mellan avdelningarna kan komma att bli bättre eftersom de har samma leverantör. Då kanske även intresset att sinsemellan diskutera erfarenheter ökar. Det i sin tur kan leda till bättre insyn på vad som testats och hur det fungerar. En stor nackdel med att standardisera är beroendet av en leverantör. Om det går dåligt för leverantören eller de har svårt att leverera blir påverkan stor. Förutom det begränsas alternativen till det utbud de har och deras kapacitet att leverera de lösningar och volymer som efterfrågas.

För att kunna ge en bättre bild av leverantörerna så behöver även de som inte intervjuats i detta projekt undersökas. Dessutom behövs ytterligare analyser och diskussioner med respektive leverantör för att se till att samarbetet blir fördelaktigt. En lösning för att inte göra sig beroende av en leverantör kan vara att begränsa utbudet. Antingen kan det finnas ett antal leverantörer att välja

undersöka utbudet hos de andra rekommenderade leverantörer finnas. Något som också behöver hanteras vid en standardisering är de övriga fabrikaten som redan finns integrerade. Antingen så kan de medvetet fasas ut successivt eller så byts de ut när processen görs om eller verktyget inte längre håller måttet.

6 Slutsats

Resultaten från nulägesanalysen visade att fem fabrikat används på DM med en stor majoritet av Fabrikat 1 på 69%. Vid analys av avvikelser framkom även att Fabrikat 5 som enbart står för 2% av alla löstoppsborrar bidrar med näst flest avvikelser. Detta tyder på att det skulle gynna DM att ha bredare samarbete mellan avdelningar vid val av verktyg för att kunna undvika verktyg som historiskt

In document Utvärdering av löstoppsborrars prestanda: Som ett led i Scanias standardiseringsarbete ienlighet med SPS (Page 38-52)