Nauwkeurigere componenten met vuistregels voor precisiebewerking

Onderdelen moeten steeds preciezer kunnen worden geproduceerd. De nauwkeurigheid van verspaningsmachines hangt sterk af van verschillende factoren. Om ontwerpers en operatoren te helpen een zo hoog mogelijke nauwkeurigheid te bereiken, werkt Sirris enkele vuistregels uit.

De eisen gesteld aan hoogwaardige componenten zullen de komende jaren steeds strenger en een grotere uitdaging worden. Op het vlak van energieconsumptie, slijtagegedrag en functionele eigenschappen in het bijzonder zullen wellicht stappen nodig zijn om de volgende generatie van producten mogelijk te maken, dit tegen een gelijke of lagere productiekost. Een van de belangrijkste factoren in dit verhaal is de nauwkeurigheid waarmee componenten geproduceerd kunnen worden. Strikte toleranties en hoge oppervlaktekwaliteiten kunnen de levensduur van een component sterk verlengen, maar ook nieuwe functionele toepassingen mogelijk maken.

De nauwkeurigheid die verspaningsmachines kunnen bereiken hangt sterk af van een aantal factoren. Zo is er de inherente machinekinematica, die sterk afhankelijk is van het type machine. Daarnaast zijn er nog tal van andere factoren, zoals bijvoorbeeld de temperatuur, gereedschapsslijtage, de snijcondities, de opspanningsmethode, de nauwkeurigheid van tasters en de CAM-programmering die een sterke rol spelen, afhankelijk van het type operatie en de gewenste nauwkeurigheid. Om het ontwerpers en machineoperatoren gemakkelijker te maken om nauwkeuriger te bewerken, stelt Sirris momenteel enkele vuistregels op rond deze factoren.

Zoektocht naar de laatste micrometers

Zo is er reeds onderzoek gebeurd naar de invloed van de slijtage en de snijcondities op de dimensionele nauwkeurigheid van freesstukken. Tijdens het frezen is de afwijking ten opzichte van de ingestelde afmetingen opgemeten, alsook de snijkrachten met behulp van een XYZ-krachtentafel. Door deze resultaten te vergelijken kon worden aangetoond dat het mogelijk is om met behulp van de snijkrachten vrij nauwkeurig de doorbuiging van het gereedschap te voorspellen, en dat deze doorbuiging dominant was in de bijdrage tot de dimensionele afwijking tijdens ruwfrezen. De factoren temperatuur, machinekinematica, opspanning, nauwkeurigheid van de meettaster en CAM speelden een veel kleinere rol of waren niet toepasbaar.

Deze vaststelling heeft er toe geleid dat via een nauwkeurige berekening van de snijkrachten het mogelijk is om op voorhand de dimensionele afwijking van een stuk te voorspellen. Ook is het mogelijk om de snijparameters zodanig aan te passen dat de snijkrachten zowel lager als constanter worden, waardoor de doorbuiging sterk verlaagd kan worden. Deze manier van optimaliseren van het freesproces heeft al toegelaten om de dimensionele fout in de praktijk tot een derde terug te brengen.