Verspaning van hooggelegeerd staal op grote draaibanken
Hooggelegeerd staal, ook wel High-Alloy Steel, wordt toegepast bij zware belasting en wanneer hoge eisen gelden voor legering, slijtvastheid en betrouwbaarheid. Denk aan grote assen, draadeinden, pennen en andere componenten voor machines en installaties. De eigenschappen die hooggelegeerd staal geschikt maken voor deze toepassingen, zorgen tegelijkertijd voor extra uitdagingen tijdens de verspaning. Bij grote werkstukken vragen warmteontwikkeling, gereedschapskeuze en maatnauwkeurigheid aandacht. Een verkeerde instelling kan leiden tot versnelde gereedschapsslijtage, afwijkende toleranties of een onvoldoende oppervlaktekwaliteit. Lees waar u bij de verspaning van hooggelegeerd staal op grote draaibanken rekening mee moet houden.
Waarom is hooggelegeerd staal lastig te verspanen?
Hooggelegeerd staal biedt veel weerstand tegen vervorming. Dat is een belangrijke eigenschap van het uiteindelijke onderdeel, maar zorgt tijdens het verspanen voor hogere krachten op het gereedschap en werkstuk. Ook kan de temperatuur in de snijzone snel oplopen. Bij grote diameters en lange werkstukken wordt het bovendien lastiger om het proces over de volledige lengte stabiel te houden. Materiaaleigenschappen, opspanning, snedediepte, voeding en snijsnelheid moeten daarom goed op elkaar worden afgestemd om trillingen, overmatige slijtage en maatverschillen te voorkomen.
Warmte-inbreng tijdens het draaien beheersen
Tijdens het draaien ontstaat warmte door de vervorming van het materiaal en de wrijving tussen het snijgereedschap, de spaan en het werkstuk. Bij hooggelegeerd staal kan die warmteontwikkeling aanzienlijk zijn. Wanneer een groot werkstuk plaatselijk sterk opwarmt, zet het materiaal uit. Wordt tijdens die toestand een eindmaat aangehouden, dan kan het onderdeel na afkoeling buiten de gewenste tolerantie vallen.
De warmtehuishouding moet daarom gedurende het volledige proces worden meegenomen. Een passende combinatie van snijsnelheid, voeding en snedediepte helpt om de warmteontwikkeling beheersbaar te houden. Ook de inzet van koelsmeermiddelen en de manier waarop spanen worden afgevoerd spelen hierin een rol. Bij lange bewerkingstijden is het daarnaast belangrijk rekening te houden met temperatuurverschillen die tijdens het proces in het werkstuk kunnen ontstaan.
Het juiste gereedschap voor hooggelegeerd staal
De gereedschapskeuze heeft veel invloed op het proces en de kwaliteit. Een snijplaat die uitstekend presteert in een relatief zachte staalsoort is niet altijd geschikt voor hooggelegeerd staal. Onder andere de hardheid en taaiheid van het materiaal, de gewenste verspaningscondities en het type bewerking bepalen welke gereedschapsgeometrie en snijplaatkwaliteit nodig zijn. Ook de bewerkingsfase telt mee. Tijdens voorbewerken wilt u relatief veel materiaal gecontroleerd kunnen verwijderen. Bij nabewerken ligt de nadruk juist sterker op maatvoering en oppervlaktekwaliteit. Gereedschap moet daarom worden afgestemd op de specifieke bewerking.
Maatnauwkeurigheid bij grote werkstukken
Hoe groter en langer het werkstuk, hoe meer factoren invloed kunnen hebben op de uiteindelijke maatvoering. Naast thermische uitzetting kunnen bijvoorbeeld opspanning, doorbuiging, snijkrachten en trillingen voor afwijkingen zorgen. Vooral bij lange assen of andere slanke componenten kan een kleine afwijking tijdens het verspanen over de volledige lengte merkbaar worden.
Een stijve en stabiele opspanning is daarom essentieel. Afhankelijk van de afmetingen en vorm van het onderdeel kan extra ondersteuning nodig zijn om doorbuiging te beperken. Tussentijds meten maakt het mogelijk om afwijkingen vroeg te herkennen en waar nodig de bewerkingsparameters aan te passen. Bij kritische toleranties is het bovendien verstandig om rekening te houden met de temperatuur van het onderdeel op het moment van meten.
Grote draaibanken vragen om een stabiel proces
De afmetingen van de draaibank moeten uiteraard passen bij het werkstuk, maar capaciteit alleen is niet voldoende. Het machinepark moet ook voldoende stabiliteit en nauwkeurigheid bieden voor het materiaal en de vereiste toleranties. Bij zware verspaning komen immers aanzienlijke krachten vrij. Speling, trillingen of onvoldoende ondersteuning kunnen direct terugkomen in het eindresultaat.
Daarom begint een betrouwbare bewerking al voordat de machine wordt gestart. Materiaal, afmetingen, toleranties, oppervlakte-eisen en eventuele vervolgbewerkingen moeten vooraf duidelijk zijn. Op basis daarvan kan een geschikte bewerkingsstrategie worden bepaald. Zeker bij specials en kleine series is die voorbereiding belangrijk, omdat er vaak weinig ruimte is om materiaal, tijd of kostbare werkstukken verloren te laten gaan.
Maak kennis met Hetraco
Bij onderdelen voor zware industriële toepassingen komt meer kijken dan uitsluitend de verspaning. Hetraco heeft ruime praktijkervaring met het verspanen en produceren van specials voor industriële toepassingen. Met een eigen machinepark bij de Dutch Bolting Company, technische kennis en korte lijnen kunnen we snel schakelen bij complexe onderdelen, kleine series en spoedvraagstukken. Neem contact met ons op. We bekijken uw technische vraag en denken mee over een passende oplossing.