Draaien in de Bewerking: Definitie, Typen en Belangrijkste Operaties

Wat is Draaien?

Draaien is een bewerkingsproces waarbij een snijgereedschap, typisch een niet-draaiend gereedschap, een helicaal gereedschapspad beschrijft door min of meer lineair te bewegen terwijl het werkstuk draait.

Meestal is de term "draaien" gereserveerd voor het genereren van uiterlijke oppervlakken door deze snijactie, terwijl deze essentiële snijactie, wanneer toegepast op interne oppervlakken, "boren" genoemd wordt.

Dus de term "draaien en boren" categoriseert de grotere familie van processen die bekend zijn als draaien. Het snijden van vlakken op het werkstuk, ofwel met een draai- of boorgereedschap, heet "vlakken", en kan in elke categorie als subset worden ingedeeld.

Draaien kan handmatig worden gedaan, met een conventionele draaibank die vaak continue operator toezicht vereist, of met een geautomatiseerde draaibank die dat niet doet. Tegenwoordig is de meest voorkomende soort van deze automatisering computer numerieke controle, beter bekend als CNC.

Bij het draaien wordt het werkstuk (bijv. hout, metaal, kunststof of steen) gedraaid en een snijgereedschap in 1, 2 of 3 assen bewogen om precieze diameters en diepten te creëren. Draaien kan zowel aan de buitenkant van de cilinder als aan de binnenkant (ook wel boren genoemd) worden gedaan om tubulaire componenten met diverse geometrieën te produceren.

Hoewel het zeldzaam is vandaag de dag, konden vroege draaibanken zelfs gebruikt worden om complexe geometrische figuren te maken, zelfs de Platonische lichamen; hoewel sinds de komst van CNC het ongebruikelijk is geworden om niet-gecomputeriseerde gereedschappadcontrole voor dit doel te gebruiken.

De draaiprocessen worden typisch uitgevoerd op een draaibank, wat beschouwd wordt als de oudste van de machinegereedschappen en van verschillende typen kan zijn, zoals recht draaien, kegel draaien, profiel draaien, of uiterlijke afsteping.

Met dit draaiproces kunnen verschillende materiaalvormen zoals recht, kegelvormig, gebogen, of afgestepte werkstukken worden geproduceerd. Bij het draaien wordt doorgaans enkelpuntsnijden gebruikt. Elke groep werkstukmaterialen heeft een optimale set gereedschapshoeken die door de jaren heen zijn ontwikkeld.

De afvalmetaalstukjes van draaioperaties worden in Noord-Amerika "chips" genoemd, of "swarf" in Groot-Brittannië. In sommige gebieden worden ze als "turnings" bekend.

Draaiproces

Draaien is een vorm van bewerking, een materiaalverwijderingsproces, dat gebruikt wordt om rotatieonderdelen te creëren door ongewild materiaal af te snijden. Het draaiproces vereist een draaimachine of draaibank, werkstuk, spanner en snijgereedschap.

Het werkstuk is een stuk voorgevormd materiaal dat aan de spanner bevestigd is, die zelf aan de draaimachine bevestigd is, en mag met hoge snelheden draaien. Het mes is typisch een enkelpuntsnijgereedschap dat ook in de machine bevestigd is, hoewel sommige operaties gebruikmaken van meerpuntsgereedschappen.

Het snijgereedschap voedt zich in het draaiende werkstuk en snijdt materiaal af in de vorm van kleine spanjes om de gewenste vorm te creëren.

Draaien wordt gebruikt om rotatie-, typisch as-symmetrische, onderdelen te produceren die veel kenmerken hebben, zoals gaten, afstepen, draadgangen, kegels, diverse diameterstappen, en zelfs gecontourde oppervlakken. Onderdelen die volledig door draaien geproduceerd worden, omvatten vaak componenten die in beperkte hoeveelheden gebruikt worden, misschien voor prototypes, zoals op maat ontworpenassen en bevestigingsmiddelen.

Draaien wordt ook vaak als secundair proces gebruikt om kenmerken toe te voegen of te verfijnen aan onderdelen die met een ander proces geproduceerd zijn. Vanwege de hoge toleranties en oppervlakteafwerkingen die draaien kan bieden, is het ideaal voor het toevoegen van precisie rotatiekenmerken aan een deel waarvan de basisvorm al is gevormd.

Draaioperaties

Draaien is de meest voorkomende draaibankbewerkingsoperatie. Tijdens het draaiproces verwijdert een snijgereedschap materiaal van de uiterlijke diameter van een draaiend werkstuk. Het hoofddoel van draaien is om de werkstukdiameter te reduceren tot de gewenste afmeting. Er zijn twee typen draaioperaties: ruw en afwerk.

Er kunnen diverse operaties op het werkstuk worden uitgevoerd tijdens de procescyclus om de gewenste vorm van het deel te verkrijgen. Deze operaties kunnen worden geclassificeerd als extern of intern.

Externe operaties veranderen de buitendiameter van het deel, terwijl interne operaties de binnendiameter veranderen. De volgende operaties worden elk gedefinieerd door het type mes dat wordt gebruikt en het pad dat deze mes aflegt om materiaal van het werkstuk te verwijderen.

Specifieke Draaioperaties (Extern)

• Draaien. Een enkelpunts draaimes beweegt axieel, langs de kant van het werkstuk, verwijderd materiaal om verschillende kenmerken te vormen, waaronder stappen, kegels, affasen en contouren. Deze kenmerken worden typisch gefreesd met een kleine radiale instootdiepte en er worden meerdere passen gemaakt tot de einddiameter bereikt is.
• Kegel Draaien. Kegel draaien produceert een cilindrische vorm die geleidelijk in diameter afneemt van het ene uiteinde naar het andere.
• Hard Draaien. Hard draaien is een type draaien dat op materialen met een Rockwell C-hardheid groter dan 45 wordt uitgevoerd. Het wordt typisch uitgevoerd nadat het werkstuk warmtebehandeld is. Het proces is bedoeld om traditionele slijpoperaties te vervangen of te beperken. Hard draaien, wanneer toegepast voor puur materiaalverwijdering, concurreert gunstig met ruw slijpen. Toegepast voor afwerking waar vorm en afmeting kritiek zijn, is slijpen superieur.
• Vlakken. Een enkelpunts draaimes beweegt radiaal, langs het einde van het werkstuk, verwijdert een dunne laag materiaal om een glad vlak oppervlak te bieden. De diepte van het vlak, typisch zeer klein, kan in één pas worden gefreesd of bereikt worden door te frezen met een kleinere axiële instootdiepte en meerdere passen te maken.
• Afsnijden. Vergelijkbaar met afstepen, beweegt een enkelpunts afsnijgereedschap radiaal, in de kant van het werkstuk, en gaat door tot het centrum of de binnendiameter van het werkstuk bereikt is, dus het deel afsnijden of afsnijden van een sectie van het werkstuk.
• Afstepen. Een enkelpunts draaimes beweegt radiaal, in de kant van het werkstuk, snijdt een afsteeping gelijk aan de breedte van het snijgereedschap. Meerdere sneden kunnen worden gemaakt om afstepen groter dan de gereedschapsbreedte te vormen en speciale vormgereedschappen kunnen worden gebruikt om afstepen van wisselende geometrieën te creëren.

Niet-specifieke Operaties (Intern)

• Uitboren. Een boorgereedschap treedt het werkstuk axieel binnen en snijdt langs een intern oppervlak om verschillende kenmerken te vormen, zoals stappen, kegels, affasen en contouren. Het boorgereedschap is een enkelpuntsnijgereedschap, dat kan worden ingesteld om de gewenste diameter te snijden door een verstelbare boorkop te gebruiken. Uitboren wordt veelvuldig uitgevoerd na het boren van een gat om de diameter te vergroten of nauwkeurigere afmetingen te verkrijgen.
• Boren. Het wordt gebruikt om materiaal van de binnenkant van een werkstuk te verwijderen. Dit proces gebruikt standaard boorbits die stationair in de staartstock of gereedschaptoren van de draaibank worden gehouden. Het proces kan door afzonderlijk beschikbare boormachines worden gedaan.
• Knurling. Het snijden van een getand patroon op het oppervlak van een deel om te gebruiken als handgreep of als visuele verbetering met een speciaal knurlingsgereedschap.
• Reamen. De maatafwerkingsoperatie die een kleine hoeveelheid metaal uit een al geboord gat verwijdert. Het wordt gedaan voor het maken van interne gaten met zeer nauwkeurige diameters. Bijvoorbeeld, een 6mm gat wordt gemaakt door te boren met een 5,98mm boor en vervolgens te reamen tot nauwkeurige afmetingen.
• Draadschnijden. Een enkelpunts draadschnijder, typisch met een 60-graden puntige neus, beweegt axieel, langs de kant van het werkstuk, snijdt draadgangen in het uiterlijke oppervlak. De draadgangen kunnen tot een gespecificeerde lengte en pitch worden gesneden en kunnen meerdere passen vereisen om te worden gevormd.
• Polygonaal Draaien. Waarbij niet-circulaire vormgegeven worden zonder de rotatie van het grondstof te onderbreken.

Snijparameters

Bij het draaien worden de snelheid en beweging van het snijgereedschap gespecificeerd door verschillende parameters. Deze parameters worden voor elke operatie geselecteerd op basis van werkstukmateriaal, gereedschapsmateriaal, gereedschapsgrootte, en meer.

• Snijvoeding – De afstand die het snijgereedschap of werkstuk aflegt tijdens één omwenteling van de spindle, gemeten in inches per omwenteling (IPR). In sommige operaties voedt het gereedschap in het werkstuk en in anderen voedt het werkstuk in het gereedschap. Voor een meerpuntsgereedschap is de snijvoeding ook gelijk aan de voeding per tand, gemeten in inches per tand (IPT), vermenigvuldigd met het aantal tanden op het snijgereedschap.
• Snijsnelheid – De snelheid van het werkstukoppervlak ten opzichte van de snijde van het snijgereedschap tijdens een snede, gemeten in oppervlakte voet per minuut (SFM).
• Spindelsnelheid – De rotatiesnelheid van de spindle en het werkstuk in omwentelingen per minuut (RPM). De spindelsnelheid is gelijk aan de snijsnelheid gedeeld door de omtrek van het werkstuk waar de snede wordt gemaakt. Om een constante snijsnelheid te handhaven, moet de spindelsnelheid varieren op basis van de diameter van de snede. Als de spindelsnelheid constant gehouden wordt, zal de snijsnelheid variëren.
• Voedsnelheid – De snelheid van de beweging van het snijgereedschap ten opzichte van het werkstuk tijdens het maken van een snede. De voedsnelheid wordt gemeten in inches per minuut (IPM) en is het product van de snijvoeding (IPR) en de spindelsnelheid (RPM).
• Axiële instootdiepte – De diepte van het gereedschap langs de as van het werkstuk tijdens een snede, zoals bij een vlakoperatie. Een grote axiële instootdiepte vereist een lage voedsnelheid, anders zal dit leiden tot een hoge belasting op het gereedschap en de gereedschapslevensduur verkorten. Daarom wordt een kenmerk typisch in meerdere passen gefreesd terwijl het gereedschap naar de gespecificeerde axiële instootdiepte voor elke pas beweegt.
• Radiale instootdiepte – De diepte van het gereedschap langs de straal van het werkstuk tijdens een snede, zoals bij een draai- of booroperatie. Een grote radiale instootdiepte vereist een lage voedsnelheid, anders zal dit resulteren in een hoge belasting op het gereedschap en de gereedschapslevensduur verkorten. Daarom wordt een kenmerk vaak in meerdere stappen gefreesd terwijl het gereedschap op de radiale instootdiepte overgaat.

Tooling

De diverse hoeken, vormen en maten van een enkelpuntsnijgereedschap staan direct in verband met het resulterende oppervlak van een werkstuk tijdens bewerkingsoperaties. Er zijn verschillende soorten hoeken zoals rakehoek, zijrakehoek, snijdehoek, vrijheidshoek, neusradius die bestaan en kunnen verschillen in relatie tot het werkstuk.

Er zijn ook veel vormen van enkelpuntsnijgereedschappen zoals V-vormig en vierkant. Een speciaal gereedschaphouder wordt meestal gebruikt om het snijgereedschap tijdens de operatie op zijn plaats te houden.

Veelgestelde Vragen.

Draaien is een bewerkingsproces waarbij een snijgereedschap, typisch een niet-draaiend gereedschap, een helicaal gereedschapspad beschrijft door min of meer lineair te bewegen terwijl het werkstuk draait.

Draaien is een vorm van bewerking, een materiaalverwijderingsproces, dat gebruikt wordt om rotatieonderdelen te creëren door ongewild materiaal af te snijden. Het draaiproces vereist een draaimachine of draaibank, werkstuk, spanner en snijgereedschap.