naar top
Menu
Logo Print

RUIMEN BESTE OPLOSSING BIJ AFWERKING VAN GATEN

Additive manufacturing zorgt voor groei in het ruimen

Als het op zeer hoge nauwkeurigheden en oppervlakte-afwerking van gaten aankomt, blijft ruimen vaak de beste oplossing. Dat heeft alles te maken met de opbouw van de ruimers, die veel meer snijkanten hebben dan een boor. Het is echter niet alleen het ruimgereedschap dat de kwaliteit van het gat bepaalt.


NAUWKEURIGE AFWERKING

Ruimen is een CNC-technologie die toegepast wordt om de kwaliteit van gaten te verhogen. De volledige omtrek van een ruimgereedschap bestaat uit snijkanten. Deze zijn zeer precies geslepen. Doordat ze gehard zijn, vertonen ze niet direct na gebruik een maatafwijking. Hier staat wel als nadeel tegenover dat de standtijd van de ruimers relatief kort is. Men wil immers voorkomen dat er maatafwijkingen ontstaan als gevolg van gereedschapsslijtage. Naast de bewerkingstijd is dit de factor die ervoor zorgt dat ruimen een vrij kostbare bewerking is. Vergeleken met boren heeft ruimen als belangrijk voordeel dat vrijwel alle maten gefreesde gaten nauwkeurig nabewerkt kunnen worden, en men dus niet beperkt wordt door de diepte-diameterverhouding van 10:1, die gangbaar is voor boren. Door de hoge kosten en door de verbeterde kwaliteit van boren en kotteren, wordt het ruimen tegenwoordig minder ingezet bij serieproductie. Een nieuwe markt die voor groei kan zorgen, is additive manufacturing. Deze near-net-shapeproducten moeten worden nabewerkt, zeker de gaten. Sommige gereedschapsfabrikanten verwachten dat dit tot een nieuwe groei in het ruimen kan leiden.

GOEDE BORING HET STARTPUNT

Het ruimen wordt vaak bij enkelstukprecisiecomponenten gebruikt om een exacte rondheid en maatvoering van het gat te bewerkstelligen. Het gaat altijd om ISO-passingen. Door een gat te ruimen ontstaat een perfecte rondheid, en wordt het oppervlak glad. Ruimen moet niet worden gezien als een oplossing voor slecht geboorde gaten. Hoe beter de uitgangskwaliteit van een gat, hoe sneller, en dus goedkoper, het ruimen zal verlopen. Probeer te voorkomen dat er onnodig veel materiaal moet worden weggehaald met de ruimer; probeer de diameter al zo goed mogelijk te benaderen. Te veel materiaal weghalen gaat ten koste van zowel de kwaliteit als de tolerantie van het gat. Hetzelfde geldt als er onvoldoende toegift over is. Dat lijkt misschien vreemd, maar als er te weinig materiaal aan de gatwand over is om weg te halen, zal de ruimer sneller slijtage vertonen. Hoe groot de toegift moet zijn, hangt af van de diameter, het materiaal en de oppervlakteafwerking. Een factor met invloed op de rondheid van het gat, is de verdeling van de spaangroeven. Omdat bij een extreem ongelijke verdeling er geen tanden diametraal tegenover elkaar staan, is de rondheid van het gat beter. Goede koelsmering zorgt voor een langere standtijd van het gereedschap, en uiteindelijk ook voor een hogere nauwkeurigheid van het gat. Herslijpen van ruimers kan, maar het is wel belangrijk dat dit precies gebeurt.


SNELSTAAL OF ANDER MATERIAAL
 

Ruimers zijn verkrijgbaar in snelstaal (HSS), kobaltgelegeerd snelstaal (HSS-E) en volhardmetaal (VHM) en Cermet. Cermet is een gecementeerd hardmetaal, eigenlijk de combinatie van keramiek met hardmetaal. Het is nog slijtvaster dan hardmetaal, wat juist bij ruimers een pluspunt is. Omdat er voor elke gatmaat een specifieke ruimer nodig is, zijn er steeds meer gereedschapsfabrikanten die modulaire systemen aanbieden. Op een standaardschacht kan een specifieke ruimkop worden geplaatst. Die systemen zijn flexibel, en door de snelkoppelingen kunnen de ruimgereedschappen snel en eenvoudig gewisseld worden. Belangrijk bij dergelijk systeem is wel hoe stabiel de kop op de schacht zit. De nieuwste interfaces zorgen voor een trillingsvrije montage op het lichaam. Dit is juist bij dit type van gereedschap belangrijk, want het gaat immers om een precisiebewerking. Nieuwe snelwisselsystemen bieden als voordeel dat na het afstellen van de schacht de rondlooponnauwkeurigheid van de ruimer gelijk blijft als de kop gewisseld wordt. De ruimer hoeft na het wisselen dus niet opnieuw afgesteld te worden. Tegenover de flexibiliteit staat echter dat de ruimers met verwisselbare kop iets minder nauwkeurig zijn dan de monolithische ruimers. De traditionele ruimers met cilindrische schacht die uit één materiaal worden geslepen, zijn voor absolute precisie het meest geschikte gereedschap. Gebruikers moeten hier dus de afweging maken tussen kosten en kwaliteit.


VOL MATERIAAL OF HARDGESOLDEERDE TIPS?

Een variant op de monolithische schachtruimer is de ruimer waarbij op de cilindrische schacht snijkanten van een ander materiaal worden gesoldeerd. Vaak zijn dit hardgesoldeerde tips, of worden er Cermettips op de schacht geplaatst. De achilleshiel van een dergelijk systeem is dat de uitzettingscoëfficiënt van de gebruikte materialen sterk verschilt. De stalen schacht waarop de snijtips zijn gesoldeerd, zet onder invloed van warmte drie keer zo snel uit als de hardmetalen snijkanten. Thermische veranderingen in de machine kunnen dan voor ongewenste onnauwkeurigheden zorgen tijdens de bewerking. Daarnaast kan de combinatie van hardmetaal en staal tot schade bij het herslijpen leiden, omdat de slijpschijven beschadigd raken. Een nieuwe ontwikkeling om dit tegen te gaan, is het vervangen van de hardmetalen tips door één hardmetaalschijf en een gesoldeerde verbinding. Juist deze verbinding is ongevoelig voor de temperatuurinvloeden tijdens de bewerking, terwijl het herslijpen makkelijker wordt.

GEREEDSCHAPSHOUDER

Zoals bij elke precisiebewerking in de verspaning, zorgen trillingen voor een dramatische verslechtering van het eindresultaat. Daarom is de gereedschapshouder ook bij ruimers van grote invloed op de kwaliteit van het gat. Hoe stabieler de ruimer in de houder zit, hoe beter het eindresultaat zal zijn. De nieuwste generatie hydraulische spantanghouder is geschikt. Dezz spantanghouders halen een rondloopnauwkeurigheid die in de nauwkeurigheid van de krimphouders zeer dicht benadert, terwijl de inzetbaarheid meer flexibiliteit biedt en er geen aanvullende apparatuur nodig is. De nieuwe hydraulische houders hebben daarnaast betere dempende eigenschappen en zorgen ervoor dat het gereedschap niet uit de houder kan komen. Precies de twee zaken die ruimen nodig heeft. ?