Doelstellingen

Na het voltooien van deze module bent u in staat om:

• Een boormachine (drill press) te identificeren.
• De veiligheidsregels te begrijpen en toe te passen.
• Het benodigde gereedschap (tooling) te benoemen en te beschrijven.
• Het reamen van een gat te beschrijven.
• De boorprocedure stap voor stap uit te leggen.
• Zowel handmatige als machinegestuurde (power feed) tapprocedures te beschrijven.
• De procedure voor het afdresseren van een schijf (grinding wheel) te beschrijven.

Beschrijving

Boormachines, of drill presses, worden primair gebruikt om cilindrische gaten in een werkstuk te booren of te vergroten. Hoewel booren de hoofdbewerking is, kunnen ook operaties als reamen, afzetten (countersinking), inboren (counterboren) en tappen worden uitgevoerd.

De vloermodel-boormachine die in de studentenwerkplaats wordt gebruikt, is een veelvoorkomende machine die zowel in thuishobby- als industriële werkplaatsen te vinden is. Deze boormachine bestaat uit vier hoofdgroepen: de kop (head), de tafel (table), de kolom (column) en de voet (base).

• De kop bevat de motor en het variabele versnellingsmechanisme dat de spil (spindle) aandrijft.
• De spil is gehuisvest in de kwijl (quill), die handmatig of automatisch omhoog en omlaag kan worden bewogen.
• De tafel is op de kolom gemonteerd en ondersteunt het werkstuk. Deze kan op de kolom worden verhoogd of verlaagd, afhankelijk van de bewerkingsbehoefte.
• De kolom is de ruggengraat van de machine; kop en voet zijn eraan bevestigd en hij fungeert als geleiding voor de tafel.
• De gegoten ijzeren voet is het draagende lid van de hele structuur.

Veiligheid

1. Wees vertrouwd met de locatie van de start- en stopschakelaars.
2. Houd de boormachinetafel vrij van los gereedschap en materialen.
3. Zorg dat alle boorbotten scherp zijn en dat spannen (chucks) in goede staat verkeren. Gebruik geen stomme botten, beschadigde tangen of bussen.
4. Verwijder nooit spaanderijen met de hand van de tafel. Gebruik borstels of andere geschikte hulpmiddelen.
5. Voer nooit onderhoud uit zonder de netstekker te hebben gezogen.
6. Steek de spansleutel (chuck key) pas in het span als de machine volledig stilstaat.
7. Riemen en katrollen moeten te allen tijde afgeschermd zijn. Rapporteer versleten riemen onmiddellijk aan de instructeur.
8. Alle werkstukken moeten vóór het starten in een boorbank of met klemmen worden bevestigd.
9. Beweegt het werkstuk in de bank of klem:
   • Probeer het niet met de hand vast te houden.
   • Draai de bank of klem niet harder aan terwijl de machine draait.
   • Schakel de stroom uit en wacht tot de machine volledig stilstaat voordat u nakinstelt.
10. Gebruik de juiste toertoer en boortype voor het te bewerken materiaal.
11. Bij het spannen van een boorbot: plaatst deze tot de volle diepte en gecentreerd in het span.
12. Voorkom dat de boorbot de tafel raakt door een vrijheidsblok (clearance block) te gebruiken en de voerstoot (feed stroke) correct in te stellen.
13. Voer de boorbot altijd langzaam in het werkstuk. Bij diepe gaten: haal de boor regelmatig terug om spaan te verwijderen (peck drilling).
14. Schakel de stroom uit en wacht tot stilstand voordat u de machine verlaat.
15. Rapporteer onveilige situaties of bewegingen onmiddellijk aan de instructeur.
16. Houd de boormachine te allen tijde schoon en netjes.

Procedures

Een succesvolle bediening vereist kennis van de machine en de gewenste bewerking. Volg deze stappen bij het booren van een gat:

1. Markeer de gatpositie met twee kruisende lijnen. Gebruik een centrumpoinçon (center punch) om een inkeping te maken voor de boortop.
2. Selecteer de juiste boorbot op basis van de benodigde diameter.
3. Kies een centrumboor (center drill) van de juiste afmeting.
4. Selecteer een geschikt snijolie of koelvloeistof.
5. Bevestig het werkstuk stevig op de tafel.
6. Bepaal de juiste toertoer (RPM) rekening houdend met: botdiameter, materiaal en boordiepte.
7. Gebruik een onderbroken voer (peck drilling) om spaan te breken.
8. Gaat het om gaten groter dan 3/8 inch (≈9,5 mm)? Boor dan eerst een proefgat (pilot hole). Vergroot in stappen van maximaal 1/4 inch (≈6,35 mm).
9. Maak de machine en omgeving schoon na afloop.

Let op: Starre regels zijn niet altijd praktisch; factoren als materiaal, gereedschap en opstelling beïnvloeden snelheid en voer. De bovenstaande richtlijnen, gecombineerd met kennis van het gereedschap, bieden een solide basis.

Gereedschap (Tooling)

Spiraalboorbotten (Twist Drills)

Een spiraalboorbot is een puntig snijgereedschap voor cilindrische gaten. De helicale kanalen (flutes) voeren de spaan af. Dit is de meest voorkomende boorbot, maar er bestaan vele varianten voor specifieke doeleinden. Een spiraalboorbot bestaat uit drie hoofdonderdelen:

• De staart (shank): het deel dat in de spil wordt gespannen. De kracht wordt hierovergebracht. Stalen zijn recht (straight) of getaperd (tapered). Recht staartbotten zitten in een wrijvingspan; glijding kan optreden, vooral bij grote diameters (>1/2 inch). Getaperde staartbotten bieden meer koppel met minder glijding.
• De romp (body): bezit meestal twee kanalen voor spaanafvoer. Deze zijn geen snijranden en mogen niet voor zijdeling snijden worden gebruikt (als een frees).
• De punt (point): voert de daadwerkelijke snijactie uit en produceert de spaan. De punt is aan het uiteinde van de bot afgeschoven.

Geboorde gaten zijn doorgaans tot 1% groter dan de botdiameter. De nauwkeurigheid hangt af van: botdiameter, scherpte van de punt, nauwkeurigheid van het span, spilstevigheid, machinekracht en werkstukopspanning. Alle gaten moeten beginnen met een centrumpoinçon, centrumboor, of beide.

Spiraalboorbot Formaten

• Nummermaten: #80 (0,0135 inch) tot #1 (0,228 inch)
• Lettermaten: A (0,234 inch) tot Z (0,413 inch)
• Breukmaten: 1/64 inch (0,0156 inch) opwaarts in 64sten van een inch

Reamen van een Gat

Een reamer is een precisiesnijgereedschap om een gat op een exacte diameter te brengen (tolerantie ±0,001 inch). Omdat boorbotten licht overtolerante gaten produceren, worden reamers gebruikt waar precisie vereist is. Reamers hebben weinig tot geen snijwerking op hun punt; een proefgat (pilot hole) is daarom vereist.

Algemene Richtlijnen

• Boor een proefgat dat iets kleiner is dan de einddiameter.
• Start het gat iets ondermaats.
• Drijf de reamer met een lage, constante snelheid.

1. De snijsnelheid voor reamen is ongeveer 1/3 van de boorsnelheid voor hetzelfde materiaal.
2. Laat voor reamen ca. 0,010 inch (0,25 mm) overstand op gaten tot 1/2 inch, en ca. 0,020 inch (0,5 mm) op grotere gaten.
3. Draai een reamer nooit in omgekeerde richting.
4. Gebruik de juiste snijvloeistof voor het materiaal.
5. Haal de reamer af en toe uit het gat om spaan te verwijderen; dit voorkomt galling (aantasting) van de precisie-oppervlakte.
6. Stop de machine nooit met de reamer nog in het gat.
7. Maak de reamer schoon en bewaar hem op de juiste plek.

Afzetten (Countersinks)

Afzetten is het aanbrengen van een kegelvormige verbreking bovenaan een gat voor een inspringende zitplaats voor platikopschroeven of het verwijderen van graten. De kegelvormige snijter moet perfect gecentreerd zijn boven het bestaande gat en wordt gedraaid met ca. 1/3 van de boorsnelheid.

Inboren (Counterbores)

Inboren is het cilindrisch vergroten van een gat over een deel van de diepte. Een inboorkop lijkt op een boorbot maar heeft in plaats van een punt een kleinere diameter pilootgedeelte dat in een voorgeboord gat past. Hierdoor moet de inboorkop perfect gecentreerd zijn. Toepassing: voor boutkoppen, stift of cilinderkopschroeven die vlak moeten liggen.

Tappen

Een tap (gewindeboor) snijt binnengewinden in een cilindrisch gat. De kanalen (flutes) voeren de snijactie uit en voeren spaan af. De meest voorkomende typen:

1. Opzetap (taper tap): start het gewinde. De eerste 6+ draadgangen zijn getaperd.
2. Tussenap (plug tap): algemeen gebruik; 3-5 getaperde draadgangen. Laatste tap bij doorboorgaten.
3. Volgtap (bottoming tap): voor ondoorboorde gaten; bijna geen tapering.

Gebruik altijd snijolie bij tappen. Dreun de tap één volle draai vooruit en dan 1/4 draai terug om de spaan te breken. Gebruik altijd een taphouder (tap handle), nooit een tang of Engelse sleutel; dit beschadigt de tap en geeft ongelijke krachtverdeling, wat slechte gewinden oplevert.

Boorprocedure (Stap-voor-stap)

1. Gebruik een centrumboor om het booren te starten. Deze heeft korte kanalen en een dikke romp, is dus heel stijf en dwaalt niet. Omdat een centrumboor moeilijker snijt, gebruik snijolie.
2. Het gat is nu klaar voor de eindboorbot.
3. Bij grote gaten: boor eerst een kleiner proefgat. Dit verbetert nauwkeurigheid en levensduur van de botten.
4. Is het gat dieper dan de diameter? Gebruik koelvloeistof en haal de boor regelmatig terug.
5. Verlaag de spilsnelheid (RPM) naarmate de botdiameter toeneemt.
6. Bij een doorboorgat: zorg dat de boor na doorboren niet in de tafel boort (gebruik een vrijheidsblok of dieptestop).
7. Stel een dieptestop op de kwijl in voor de gewenste boordiepte.

Ongraten van een Gat (Deburring)

Vaak is de bovenzijde van een gat schoon, maar de onderzijde heeft graten. Verwijder deze door een ongratgereedschap (deburring tool) met matige druk langs de rand te voeren. Herhaal tot de randen niet meer scherp zijn.

Machinegestuurd Tappen (Power Feed Tapping)

Deze procedure lijkt op handmatig tappen, maar de boormachine voert de tap.

1. Zet de boormachine op lage versnelling (low gear).
2. Ontgrendel de kwijl en laat deze volledig zakken voor voldoende diepte.
3. Zet de spil op VOORUIT (FORWARD) en de snelheid op 60 RPM.
4. Voer de tap naar beneden. Zodra de tap het materiaal grijpt, voedt hij zichzelf in.
5. Bij bereiken van de diepte: keER de spilrichting direct en vloeiend om van VOORUIT naar ACHTERUIT (REVERSE). Dit haalt de tap uit het gat zonder schade aan gewinde of tap.
6. Schakel de machine uit.
7. Maak het getapte gat, de tap en de machine schoon.

Handmatig Tappen (Hand Feed Tapping)

1. Controleer of de tapmaat klopt met het geboorde gat. Een verkeerde maat laat de tap breken.
2. Plaats een centrumvinder (center finder) in het span en centreer de kwijl boven het gat.
3. Bevestig een getaperde geleiding (tapered guide) aan het span.
4. Positioneer de tap, oefen zacht druk uit met de kwijl en draai de tap.
5. Na elke 1/4 draai gewinde snijden: draai de tap iets terug.

Eenheidstoets

1. Wat is de hoofdbewerking op een boormachine?
2. Noem andere mogelijke bewerkingen op een boormachine.
3. De boormachine bestaat uit vier hoofdonderdelen. Noem ze.
4. Noem drie hoofdonderdelen van een spiraalboorbot.
5. Alle te boren gaten moeten beginnen met wat?
6. Noem drie typen spiraalboorbotformaten.
7. Wat is de snijsnelheid voor reamen?
8. Hoeveel overstand laat u voor reamen op gaten tot 1/2 inch en op grotere gaten?
9. Leg het verschil uit tussen afzetten (countersinks) en inboren (counterbores).
10. Leg het verschil uit tussen machinegestuurd tappen (power feed) en handmatig tappen (hand feed).

Bronvermelding

Dit hoofdstuk is afgeleid van de volgende bronnen:

• Drill Press afgeleid van Mechanical Engineering Tools door het Massachusetts Institute of Technology, CC:BY-NC-SA 4.0.
• Reaming afgeleid van Reaming with a Reamer door CORE-Materials, CC:BY-NC-ND.