naar top
Menu
Logo Print
01/03/2018 - PETER WEBER

RUIMEN LUISTERT HEEL PRECIES

De techniek kent een heropleving

Ruimen om gaten een hoge maattolerantie te geven is een van de klassieke verspanende bewerkingen. En deze luistert nauwkeurig, want veel factoren beïnvloeden het eindresultaat. Staat ruimen aan de vooravond vaneen revival dankzij 3D-metaalprinten? In dit artikel blikken we alvast vooruit.

NAUWKEURIG GATEN AFWERKEN

ruimers
Enkele voorbeelden van ruimers

Hoewel CNC-machines steeds nauwkeuriger en stabieler worden, blijft het ruimen van passingsgaten soms noodzakelijk. Niet alleen omwille van de nauwkeurigheid, vooral om de hoge afwerkingsgraad van de wanden van zowel blinde als doorlopende gaten. Met boren is de kwaliteit altijd minder. Een gat nauwkeurig afwerken kan met volhardmetalen ruimers en verwisselbare koppen, maar ook met ruimers met indexwisselplaten, al dan niet inwendig gekoeld.

Spaanafvoer

Dit laatste is een belangrijk gegeven. Bij het ruimen speelt de koelsmeeremulsie namelijk een belangrijke rol om de spanen goed uit het gat te verwijderen. Niet alleen de manier van spoelen telt voor het eindresultaat, ook de kwaliteit van de koelsmeeremulsie mag niet worden onderschat.

  • Een te plakkerige vloeistof leidt tot onnodig snelle gereedschapsslijtage.
  • Emulsie levert een langere standtijd dan olie.
  • Te weinig of te veel snijolie zorgt ook voor problemen. En een hogere druk waarmee de emulsie in het gat wordt gepompt, kan zorgen voor het sneller breken van de spanen en daardoor een effectievere afvoer.

PROBLEMEN

Ruimen of kotteren?

Ruimen wordt soms wel eens verward met kotteren. Immers, ook kotteren is een technologie om de rondheid van een gat zuiverder te maken. Het verschil zit in de doorlooptijd en nauwkeurigheid. Kotteren is meer bedoeld voor serieproductie. Ruimen is vooral geschikt voor enkelstuks en is minder nauwkeurig dan kotteren.

Korte standtijd

Dat ruimen meer voor enkelstuks en prototypes geschikt is, heeft alles te maken met de relatief korte standtijd van de ruimgereedschappen. De volledige omtrek van het gereedschap bestaat uit geslepen en geharde snijkanten. Om een nauwkeurig gat te krijgen, mogen deze nergens slijtage vertonen. Vandaar de korte standtijd.

Corrigeren niet mogelijk

Een ander verschil is dat met kotteren een fout in de rechtheid van het gat nog wordt gecorrigeerd, bij het ruimen is dat niet mogelijk.De kwaliteit van het gat is de basis voor de uiteindelijke kwaliteit. De boring moet dus al zo dicht mogelijk de eindmaat benaderen. Met name als de voeding tijdens het ruimen verkeerd wordt gekozen, kan er een onnauwkeurigheid in de maatvoering gaan ontstaan. Een van de meest voorkomende fouten bijhet ruimen is dat het gat te groot is geboord. Als er te weinig toegift overblijft, dan zal de ruimer sneller slijtage vertonen, en wordt de diameter niet exact zoals dat precies nodig is.De voorgeboorde gaten dienen over de juiste diameter te beschikken, dit passend bij de ruimer.

Herslijpen

Ruimers moeten eveneens altijd scherp zijn. Daarom is het op regelmatige basis herslijpen aan te bevelen. Dat komt uiteindelijk dekwaliteit van de bewerking ten goede. Omdat de ruimers alleen snijden met de conischeen de schuine geleidingen, volstaat het die te herslijpen. De mate van nauwkeurigheid waarmee dit gebeurt, bepaalt de standtijd van het gereedschap en de nauwkeurigheid van het gat.

INVLOED METAALBEWERKINGSVLOEISTOFFEN

Ruimen luistert vrij nauwkeurig. Het fenomeen van spanen die zich ophopen, kan te maken hebben met een te hoge of te lage snijsnelheid of voeding, en een verkeerde druk van de koelsmeervloeistof. Zoals al aangegeven: een emulsie werkt het best bij ruimen. Het oliepercentage moet echter wel kloppen om problemen te voorkomen. Zijn beschadigingen in het asgat zichtbaar, dan kan dit veroorzaakt worden door een te geringe toegift, een gereedschapshouder die niet sterk genoeg is, een te lage voeding of een te laag olie-aandeel in het koelmiddel.

Gereedschapsbreuk

Klemt of breekt het gereedschap, dan is meestal het voorgeboorde gat te klein. Ook kan gereedschapsbreuk worden veroorzaakt door een te hoge voeding, problemen met de spaanafvoer of ongelijkmatige gereedschapsslijtage van de snijfase. Convexe en ovale gaten worden veroorzaakt door een niet voldoende stabiel opgespannen werkstuk. Een conisch gat kan dan weer worden toegeschreven aan een slechte spil- of gereedschapsuitloop, een defecte snijfase of een onnauwkeurig voorgeboord gat. Als de toegift te gering is en de snijsnelheid en voeding te laag zijn, zal een ondergedimensioneerd gat het eindresultaat zijn. Het tegenovergestelde fenomeen ontstaat indien de gereedschapsdiameter verkeerd (te groot) wordt gekozen, de snijsnelheid te hoog is, het oliepercentage in de koelvloeistof te hoog is en er sprake is van snijkantenopbouw op de snijkant van de ruimer.

Ruimers

GEREEDSCHAPSVARIANTEN

Qua gereedschapskeuze zijn er in principe drie varianten van ruimers beschikbaar, naast de keuze uit snelstaal (HSS) volhardmetaal en nog cermet (een combinatie van keramiek met hardmetalen matrix).

Modulaire opbouw

Een gereedschapsvariant is de ruimer met een modulaire opbouw, waarbij de snijkop met een nauwkeurige conische koppeling aan de schacht van het gereedschap is bevestigd. Het wisselen van de kop biedt het voordeel dat niet het volledige gereedschap vervangen hoeft te worden, maar alleen de snijkop. Desondanks ligt de rondloopnauwkeurigheid van dit type gereedschappen rond de 3 µm. Belangrijk is wel dat deze interface met de body voldoende stijfheid en rondloopnauwkeurigheid garandeert, omdat het om een precisiebewerking gaat.

Gesoldeerde tip

Een tweede variant is de schacht met daarop de gesoldeerde snijtip. Eventueel gesoldeerde cermet- of hardmetalenwisselplaten staan hoge voedingen toe, wat zich vertaalt in een hoge productiviteit. De gereedschappen met de gesoldeerde tip hebben wel als nadeel dat de verschillende materialen verschillend uitzetten door de warmte, waardoor de snijkant los kan komen te zitten. Deze ruimers zijn geschikt voor zowel staal als gietijzer en smeedbaar gietijzer. Afhankelijk van wat men precies wil, kan met een ander snijkantprofiel worden gekozen voor een agressievere voeding, juist een betere oppervlakteafwerking of een universele inzet.

Volhardmetalen ruimers

Voor ISO P- en M-materialen zijn er ook nog volhardmetalen ruimers, die tot IT7-gattolerantie gaan. Die nauwkeurigheid geldt eigenlijk voor alle drie de types van ruimers, hoewel de VHM-gereedschappen de hoogste nauwkeurigheid halen. Deze hoge nauwkeurigheid van de highfeed- en ook de highspeedruimers is te danken aan de ongelijke snijkantenverdeling en de koeling door het gereedschap. Dit laatste zorgt voor een betere afvoer vande spanen en een langere standtijd, doordat direct aan de snijkant wordt gekoeld. Deze volhardmetalen ruimers worden onder meer toegepast in de matrijzenbouw en automotive industrie.

ADDITIVE MANUFACTURING ZORGT VOOR REVIVAL

Gereedschapsfabrikanten verwachten dat de aandacht voor ruimen opnieuw zal toenemen. Door de toegenomen nauwkeurigheid van boren en CNC-frezen wordt het ruimen niet meer zo veel toegepast als vroeger.

Oppervlakteruwheid

3D-metaalprinten kan daar opnieuw verandering in brengen. Deze werkstukken moeten worden nabewerkt wil men een hoge nauwkeurigheid verkrijgen. Met name geldt dat voor gaten, omdat de oppervlakteruwheid van AM-werkstukken hoog is. Ruimen kan dan uitkomst bieden.