VERSPANINGSTECHNIEKEN Algemene basisvorming Wat is metaalverspaning? Door middel van een bepaald verspaningsgereedschap wordt materiaal van een werkstuk verwijderd, totdat men de gewenste vorm of dikte ervan bereikt. Waarom is een goede verspaningstechniek belangrijk? Metaalverspaning vormt een deel van het productieproces. Het al dan niet efficiënt produceren kan het verschil tussen winst en verlies uitmaken. De tijd die voor een productie beschikbaar is, moet zo goed mogelijk benut worden. Waarom zijn goede snijgereedschappen belangrijk? Efficiëntere bewerkingen geven een hoger rendement. De kostprijs van een verspaningsgereedschap maakt slechts enkele procenten uit van de kostprijs van een werkstuk. Willy Cochet Pagina 1
Basisfactoren van de metaalverspaning Geometrie van gereedschappen Veronderstel een wigvormig gereedschap. Vrijloophoek α Als er toch contact is tussen deze 2 vlakken (vrijloopvlak en werkstukoppervlak) kan er beschadiging van het reeds bewerkte werkstukoppervlak zijn, evenals extra wrijving. Wighoek β De wighoek bepaalt de sterkte van de beitelwig. Spaanhoek ϒ Deze hoek beïnvloedt de spaanvorming het meest. Willy Cochet Pagina 2
Werkstukmateriaal Essentiële voorwaarden voor het efficiënt kunnen verspanen zijn: het gereedschapsmateriaal is harder dan het werkstukmateriaal het gereedschap heeft een snijkant De verschillende groepen van materialen met bijhorende kleurencode: Materiaaleigenschappen Elk van de materialen van de groepen P, M, K, N, S en H hebben hun typische eigenschappen ten aanzien van spaanvorming. Specifieke snijkracht De specifieke snijkracht (k c1 ) kan worden beschouwd als een materiaalconstante en wordt uitgedrukt in N/mm². De volgende waarden zijn enkel geldig voor een spaandikte van 1 mm. P-materialen: 1350-2000 N/mm² M-materialen: 1750-2150 N/mm² K-materialen: 1150-1470 N/mm² N-materialen: ± 700 N/mm² P-materialen: 1450-3300 N/mm² H-materialen: ± 2900 N/mm² Willy Cochet Pagina 3
Positieve en negatieve snijwerking Warmte afvoeren Om een spaan van het werkstuk af te snijden is er veel energie nodig. Deze energie is afkomstig van het machine-vermogen. Het machinevermogen wordt in het proces grotendeels in warmte omgezet. In het ideale geval zou de spaan het grootste gedeelte van de warmte moeten afvoeren terwijl hij het snijgebied verlaat. Spanen zouden heet moeten zijn zodat er zo min mogelijk warmte bij de wisselplaat en het werkstuk achterblijft. Het gereedschap moet goed gekozen worden zodat er een goede warmteafvoer is via de spanen. Belangrijkste factoren bij metaalverspaning Vorming van de spanen Instelhoek en spaanbelasting Willy Cochet Pagina 4
De dwarsdoorsnede van een gesneden spaan wordt in hoge mate bepaald door de instelhoek. Hierdoor is deze van invloed op de grootte en richting van de spanen. Vorm van de snijkant De vorm en punthoek van wisselplaten verschillen aanzienlijk van de kleinste van 35 tot en met de ronde wisselplaat. Hiertussen bestaan er ook nog vierkante, driehoekige en ruitvormige wisselplaten. Vragen Wat is de functie van de vrijloophoek? Het contact tussen het vrijloopvlak en werkstuk verminderen Het contact tussen het vrijloopvlak en werkstuk vermeerderen Een betere spaanafvoer bekomen Veronderstel dat ons werkstukmateriaal tot de oranje groep behoort. Wat is het soort spanen dat dan gevormd zal worden? Lange spanen Onderbroken spanen Korte spanen Willy Cochet Pagina 5
Gereedschapskeuze Factoren die de keuze van een gereedschap beïnvloeden In principe snijdt een snijgereedschap in metaal omdat het scherper en harder dan het werkstuk is. De situatie van de hoge productiviteit van tegenwoordig is echter complexer. Het gereedschap voor een bewerking wordt op basis van verschillende factoren geselecteerd en toegepast. Wisselplaten Eisen waaraan de wisselplaat moet voldoen Een bewerking begint bij de snijkant. Hier ontmoeten het werkstuk- en gereedschapsmateriaal elkaar voor de spaan-vorming, met als einddoel een bewerkt werkstuk. Om het materiaal te kunnen snijden moet het gereedschapsmateriaal harder zijn dan het materiaal dat het moet verspanen, vooral bij de hoge temperatuur die dan ontstaat. De combinatie van het gereedschapsmateriaal en de snijgeometrie vormt de wisselplaat. Elk bewerkingsproces valt of staat met de snijkant en de manier waarop die wordt toegepast. Willy Cochet Pagina 6