Spoortypes bij Metaalbewerking Begrijpen: Classificatie, Oorzaken en Impact

Spoorgeneratie is onvermijdelijk bij metaalsnijden en bewerkingsprocessen. Deze sporen komen in diverse vormen en afmetingen, wat leidt tot hun classificatie. Verschillende factoren beïnvloeden de soorten sporen die ontstaan tijdens het metaalsnijden, die we hieronder bespreken.

Wat zijn sporen?

Sporen zijn materialen die van een werkstuk worden verwijderd met behulp van gereedschappen. Zij ontstaan door afschuiving tijdens bewerkingsprocedures. Het materiaal voor een snijgereedschap dat op een machine is gemonteerd, wordt onder hoge druk afgeschoven en vervormd zodra het het werkstuk bereikt. Dit vervormde materiaal neigt te breken en te stromen over het gereedschap in de vorm van een spoor om zijn gespannen toestand te verlichten.

Sommige sporen hebben een commercieel doel. Gewonden roestvrijstalen sporen worden bijvoorbeeld gebruikt voor het schrobben en reinigen van huishoudelijke gereedschappen.

Factoren die de spoortypes bepalen

De volgende factoren bepalen welke spoortypes ontstaan tijdens een bewerkingsproces:

• Het materiaal van het snijgereedschap
• De afmetingen van het gereedschap
• Het materiaal van het werkstuk
• De snijsnelheid
• De krachten die tijdens het snijden worden toegepast
• Wrijving tussen gereedschap en werkstuk
• De bewerkingsomgeving, zoals temperatuur

Typen sporen

Hieronder volgen de verschillende spoortypes bij metaalsnijden of bewerkingsprocessen:

Ongespoelde sporen (Discontinuous chips)

Deze spoortypes zijn kleine segmenten die los aan elkaar hechten en een iets grotere lengte vormen. Ze ontstaan wanneer de vervorming van de sporen beperkt is door herhaalde breuk. De segmenten vormen zich regelmatig door breuk van het metaal voor het gereedschap.

Ongespoelde sporen in duktiele materialen ontstaan doordat de hydrostatische druk nabij de snijrand trekspanning is of de afschuivingsenergie een kritiek niveau bereikt. Hoewel de vorming van dit spoor in bros materialen een goede afwerking geeft, de standtijd van het gereedschap verhoogt en minder vermogen verbruikt, kan dit in duktiele materialen leiden tot slechte afwerking en extreme gereedschapslijtage. Wel zijn kleinere sporen gemakkelijker te verwijderen.

Bij het bewerken van harde, brosse metalen zoals brons, messing en gietijzer worden ongespoelde sporen verkregen. Soms levert het snijden van duktiele metalen bij zeer lage voedingen met een kleine hoek van het snijgereedschap, hoge snelheden en hoge wrijvingskrachten aan de spoor-gereedschap interface ook deze spoortypes op.

Voordelen en nadelen van ongespoelde sporen

Voordelen (bij brosse materialen):

• Verhoogde standtijd van het gereedschap
• Goede oppervlakteafwerking
• Verminderd energieverbruik

Nadelen (bij duktiele materialen):

• Slechte oppervlakteafwerking
• Extreme slijtage van het gereedschap

Gespoelde sporen (Continuous chips)

Bij continue spoorvorming stijgt de druk op het werkstuk tot het materiaal faalt door afglijding langs het glijvlak. Metalensporen worden zonder segmenten, dus zonder breuk, gevormd. Dit type ontstaat bij bewerking van duktiel materiaal met hoge snijsnelheid en minimale wrijving tussen spoor en gereedschapsvlak. Milde staal is hiervoor een ideaal materiaal.

Voordelen van gespoelde sporen

• Betere oppervlakteafwerking bij duktiele materialen
• Laag energieverbruik
• Minder warmteontwikkeling door minimalisatie van wrijving tussen spoor en gereedschapsvlak
• Minder slijtage, wat leidt tot langere standtijd van het gereedschap

Gespoelde sporen met opgebouwde rand (Built-up edge)

Bij bewerking van duktiel materiaal met hoge wrijving aan de spoor-gereedschap interface ontstaat een continue spoor met een opgebouwde rand. Deze sporen lijken op continue sporen, maar zijn minder glad door de opgebouwde rand.

De opgebouwde rand ontstaat wanneer het spoor in opwaartse richting stroomt en hoge wrijving bestaat tussen spoor en gereedschap. Deze wrijving genereert intense warmte aan de neus van het gereedschap. Het gecomprimeerde metaal naast de gereedschapsneus las zich daaraan vast. Dit vastgelaste metaal noemen we de opgebouwde rand.

Continue sporen met opgebouwde rand ontstaan bij excessieve voeding, kleine hoek van het gereedschap, lage snijsnelheid en gebrek aan koelmiddel, wat de wrijving tussen spoor en gereedschap verhoogt.

Voordelen en nadelen van gespoelde sporen met opgebouwde rand

Voordelen:

• Het gereedschap wordt beschermd tegen schade door hoge wrijving en temperatuur
• De standtijd van het gereedschap neemt toe

Nadelen:

• Een ruwe oppervlakteafwerking
• Verandering in hoek en snijkrachten

Bekijk de onderstaande video voor meer informatie over de verschillende spoortypes bij metaalsnijden en bewerking:

Conclusie

Sporen zijn materialen die met behulp van een gereedschap van een werkstuk worden verwijderd. Ze worden herverwerkt voor andere doeleinden. Dit was het artikel over de verschillende spoortypes en hun voor- en nadelen.

Ik hoop dat je er veel aan hebt gehad. Deel dit graag met anderen. Dank voor het lezen, tot de volgende keer!