Bij draaibewerkingen heeft de snijdiepte een directe invloed op de bewerkingsefficiëntie, de oppervlaktekwaliteit en de levensduur van het gereedschap. Tijdens het draaien op een draaibank worden problemen zoals trillingen, maatafwijkingen, snelle gereedschapslijtage en ruwe oppervlakken vaak veroorzaakt door onjuiste instellingen van de snijdiepte. Verschillende materialen, snijgereedschappen en bewerkingsfasen vereisen verschillende snijdieptes. Een verstandige aanpassing van de parameters kan de bewerkingsstabiliteit verbeteren en tegelijkertijd de productiekosten verlagen.
Wat is de snijdiepte bij draaien?
Bij draaien wordt meestal de dikte van het materiaal aangegeven dat door het snijgereedschap in één bewerking wordt verwijderd. Dit wordt ook wel de snijdiepte genoemd.
De berekeningsmethode is relatief eenvoudig:
- Snijdiepte = (Oorspronkelijke diameter − Einddiameter) ÷ 2
- Een hogere waarde verwijdert meer materiaal in één keer.
- Een kleinere waarde levert fijnere bewerkingsresultaten op.
Als bijvoorbeeld de oorspronkelijke diameter van het werkstuk 60 mm is en de uiteindelijke diameter 56 mm, dan is de snijdiepte 2 mm.
Een grotere snijdiepte is niet altijd beter. Een te grote snijdiepte verhoogt de belasting van de machine en kan gemakkelijk trillingen of gereedschapsbreuk veroorzaken. Als de snijdiepte te klein is, neemt de bewerkingsefficiëntie af en kan wrijvingssnijden optreden, wat de oppervlaktekwaliteit negatief beïnvloedt.
Hoe kies je de juiste snijdiepte voor voorbewerken en afwerken?
Voorbewerking en nabewerking maken gebruik van zeer verschillende parameters, omdat de bewerkingsdoelen totaal verschillend zijn.
Ruwe bewerking Snijdiepte
Het voornaamste doel van voordraaien is het snel verwijderen van materiaal, daarom wordt er meestal een grotere snijdiepte gekozen.
Veelvoorkomende bereiken zijn onder andere:
- Zacht staal: 2 mm–5 mm
- Gietijzer: 3 mm–8 mm
- Aluminiumlegering: 2 mm–6 mm
Bij voorbewerking verbetert een grotere snijdiepte de productiviteit. Als de machine echter onvoldoende stijf is of het werkstuk niet goed vastgeklemd zit, moet deze parameter worden verlaagd.
Voorbewerken wordt meestal gecombineerd met een hogere aanvoersnelheid om de algehele bewerkingsefficiëntie te verbeteren.
Nabewerking Snijdiepte
Bij nabewerking ligt de nadruk meer op maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit, waardoor de snijdiepte doorgaans veel kleiner is.
Veelvoorkomende bereiken zijn onder andere:
- Standaard afwerking draaien: 0.2 mm–0.5 mm
- Zeer nauwkeurige onderdelen: 0.05 mm–0.2 mm
- Spiegelafwerking: geringere diepte dankzij hogesnelheidsslijpen.
Als de snijdiepte tijdens de afwerking te groot is, kunnen er gereedschapssporen en maatafwijkingen ontstaan, waardoor de oppervlaktekwaliteit afneemt.
Veel CNC-draaibanken beschikken ook over een semi-afwerkingsfase om maatafwijkingen die na de voorbewerking zijn ontstaan te corrigeren en de stabiliteit tijdens de nabewerking te verbeteren.
Snijdiepte selecteren voor verschillende materialen
Verschillende materialen hebben verschillende hardheidsniveaus, dus de snijdiepte moet daarop worden aangepast.
Koolstofstaal en 45-staal
Gewoon koolstofstaal heeft goede bewerkbaarheid en kan gebruikt worden voor middelgrote tot grote snijdiepten.
Typische instellingen:
- Grof draaien: 2 mm–4 mm
- Nabewerking: 0.2 mm–0.5 mm
Staal 45 wordt veel gebruikt in de machinebouw. Met de juiste snijgereedschappen kan het door de meeste machines efficiënt worden verwerkt.
Bewerking van roestvrij staal
Roestvrij staal is gevoelig voor randverharding en werkverharding.
Bij het bewerken van roestvrij staal:
- De zaagdiepte mag niet te klein zijn.
- Herhaaldelijk wrijven tussen het gereedschap en het werkstuk moet worden vermeden.
- Een stabiele, continue snede moet worden gehandhaafd.
Veel ervaren machinisten geven de voorkeur aan iets diepere en snellere snijparameters voor het bewerken van roestvrij staal.
Bewerking van aluminiumlegeringen:
Aluminium heeft een lage snijweerstand en maakt grotere snijdiepten en hogere spindelsnelheden mogelijk.
De bewerkingseigenschappen omvatten:
- Gemakkelijke spaanafvoer
- Hoge bewerkingsefficiëntie
- Betere oppervlakteafwerking
Bij sommige voorbewerkingsprocessen van aluminium kan de snijdiepte meer dan 5 mm bedragen.
Materialen met hoge hardheid
Gehard staal en legeringen met een hoge hardheid stellen hogere eisen aan snijgereedschappen.
Aanbevelingen voor de bewerking omvatten:
- Verlaag de zaagdiepte
- Verlaag de toevoersnelheid
- Regel de snijwarmte.
Bij veel geharde onderdelen kan de nabewerkingsdiepte slechts ongeveer 0.1 mm bedragen.
Belangrijke factoren die de snijdiepte beïnvloeden
De snijdiepte is geen vaste waarde. Deze moet worden aangepast aan de feitelijke bewerkingsomstandigheden.
Machinestijfheid
Grote CNC-draaibanken hebben doorgaans een hoge stijfheid en kunnen zwaardere snijbelastingen aan. Kleine draaibanken of versleten machines zijn minder geschikt voor zware bewerkingen omdat er dan gemakkelijk trillingen kunnen optreden.
Type gereedschap
Verschillende gereedschappen hebben verschillende snijcapaciteiten.
Bijvoorbeeld:
- Hardmetalen wisselplaatjes zijn geschikt voor zware snijwerkzaamheden.
- Gereedschap van snelstaal is beter geschikt voor lichtere sneden.
- CBN-gereedschap is geschikt voor geharde materialen.
Grotere radius van de gereedschapsneus maakt over het algemeen dieper snijden mogelijk.
Werkstukklemconditie
Lange en slanke assen kunnen gemakkelijk gaan trillen als de klemming niet stabiel genoeg is.
In deze situatie:
- De zaagdiepte moet worden verlaagd.
- De toevoersnelheid moet worden verlaagd.
- Een achtersteun of vaste steun kan nodig zijn.
Anders kunnen er taps toelopende vormen en golvingen in het oppervlak ontstaan.
Spaanverwijdering en koeling
Naarmate de snijdiepte toeneemt, neemt ook het spaanvolume toe.
Slechte spaanafvoer kan de volgende gevolgen hebben:
- Chipverstrengeling
- Krassen op het oppervlak
- Snelle temperatuurstijging van het gereedschap
Het juiste gebruik van koelvloeistof kan de bewerkingsstabiliteit aanzienlijk verbeteren.
Veelvoorkomende problemen bij het instellen van de zaagdiepte
Veel bewerkingsfouten zijn direct gerelateerd aan een onjuiste keuze van de snijdiepte.
Als de zaagdiepte te groot is:
- De spindelbelasting neemt toe.
- Het wordt waarschijnlijker dat er gekletst wordt.
- Het risico op gereedschapsbreuk neemt toe.
- De oppervlaktekwaliteit neemt af.
Als de zaagdiepte te klein is:
- De bewerkingsefficiëntie wordt zeer laag.
- Wrijvingssnijden kan optreden.
- Roestvrij staal kan hard worden.
- Er kan sprake zijn van oppervlakkige vlekken.
Een ander veelvoorkomend probleem is een slechte afstemming van de parameters. Snijdiepte, spindelsnelheid en voeding moeten op elkaar afgestemd zijn. Het aanpassen van slechts één parameter kan leiden tot instabiele bewerkingsomstandigheden.
