Spanvorming bij metaalbewerking: Typen, voorwaarden en betekenis

Vandaag bespreken we de typen spanen (chips) die ontstaan tijdens metaalbewerking. Het bewerkingsproces hangt sterk af van de spanvorming. Eerst even herhalen: bewerken = metaalverwijdering met een gereedschap om een gewenste vorm te verkrijgen (afwerk-/half-afwerkproces). Het overtollige materiaal wordt als spaan verwijderd.

De spantypen hangen af van: werkstukmateriaal, gereedschapsmateriaal, gereedschapsafmetingen, voeding, snijsnelheid, wrijving tool-werkstuk, snijomstandigheden (temperatuur, smering, etc.). Kennis van spantypen is essentieel voor elke werktuigkundige omdat het voorspellende waarde heeft over de bewerkingscondities.

Drie hoofdtypen spanen

1. Continue spanen (Continuous chips)

Continue spanen hebben een ononderbroken segment. Ontstaan bij bewerking van duktil materiaal (aluminium, zacht staal, koper) met hoge snijsnelheid. Minimale wrijving tussen gereedschap en materiaal. Vorm door continue plastische deformatie. Gelijke dikte over de gehele lengte. Leveren doorgaans goede oppervlakteafwerking.

Gunstigste voorwaarden:

1. Duktil werkstukmateriaal
2. Grote rake-hoek (rake angle)
3. Minimale wrijving tool-werkstuk
4. Hoge snijsnelheid
5. Kleine snijdiepte
6. Goed gebruik koel-/smeermiddel
7. Gereedschap met lage wrijvingscoëfficiënt

Voordelen: hoge oppervlaktekwaliteit, lage wrijving → minder wrijvingsverlies, hogere tool-levensduur, lagere vermogensopname.

2. Ondergbroken / segmentale spanen (Discontinuous / Segmental chips)

Vormen in segmenten. Ontstaan bij bewerking van bros materiaal (gietijzer, messing) met lage snijsnelheid. Ook bij duktil materiaal met hoge wrijving. Bij duktil materiaal: slechte afwerking, langzamere bewerking. Voor bros materiaal: geschikte, gewenste spanvorm.

Gunstige voorwaarden:

1. Bros werkstukmateriaal
2. Lage snijsnelheid
3. Kleine rake-hoek
4. Grote snijdiepte

3. Continue spanen met opgebouwde rand (Continuous chips with Built-Up Edge - BUE)

Vergelijkbaar met continue spanen, maar er ontstaat een opgebouwde rand (BUE) op het gereedschapsvlak. Ontstaat bij duktil metaal met extreme wrijving. Minder glad dan zuivere continue spanen. BUE ontstaat door hoge temperatuur ten gevolge van hoge wrijvingskracht.

Factoren die BUE bevorderen:

1. Bewerking duktil metaal
2. Hoge wrijvingskracht op gereedschapsvlak
3. Hoge temperatuur tool-werkstuk
4. Gebrek aan koel-/smeermiddel

Vergelijkingstabel: Spantypen

Vandaag hebben we geleerd over spantypen bij metaalbewerking. Vragen? Reageer hieronder. Deel of abonneer voor meer technische artikelen.