Beitelradius keuze bij langdraaien

Het is alweer even geleden dat ik over langdraaien geschreven heb. Door het stukje over nadraaien van gisteren moest ik toch weer even aan onze langdraai draaiautomaten denken.

Langdraaiautomaten werken, bijna per definitie, met een kleine voeding, en produceren eigenlijk altijd gladde onderdelen. Als er tenminste aan een aantal randvoorwaarden voldaan wordt. En ééntje daarvan is scherp gereedschap, met een kleine neusradius. En dan zijn we gelijk weer helemaal terug bij het stukje van gisteren.

Hoe komt de voeding bij langdraaien zo klein?
Bij langdraaien wordt het product in één keer naar de gewenste diameter gedraaid. De snedediepte is dus vaak (relatief) groot. En de langdraai machines zijn wel snel, maar niet erg sterk. Door toename van de specifieke snijkracht bij een kleinere spaandikte wordt de vereiste snijkracht nog groter, en moet de voeding nog minder worden. Hierdoor ontstaat er pas een evenwicht tussen de beschikbare kracht van de machine en de benodigde snijkracht bij kleine voedingen. Als de beitel scheef staat wordt de effectieve snijkant langer, en de effectieve voeding (nog) kleiner. Hierdoor kan het evenwicht nog verder naar een nóg kleinere voeding verschuiven. Bij een beitel met een grote neusradius staat de snijdende punt van de beitel feitelijk onder een hoek ten opzichtte van de snij richting. Hierdoor wordt de spaan dunner, de specifieke snijkracht hoger, en verschuift het evenwicht naar een nog kleinere voeding. Dat schiet dus niet echt op. Bovendien drukt de ronde beitelpunt het product meer opzij, terwijl een langdraaier toch bedoeld om uitbuigen van het product te vermijden. De langdraai automaat kan de dwarskracht opvangen met de geleidebus. Deze is daar voor, maar hoe meer dwarskracht de geleidbus op moet vangen, des te groter de wrijvingsweerstand wordt, en des te minder energie er over blijft voor de feitelijke verspaning.
Eigenlijk weet ik helemaal niet veel argumenten VÓÓR het gebruik van een grote neusradius bij automatendraaiwerk.

Automatisch of niet?

Vandaag had ik weer eens een leuk gesprek met een conculega over draaimachines. Wat is nu het verschil tussen een draaiautomaat en een gewone draaimachine? We zetten in principe de zelfde soort machine in, en mijn conculega vond het vreemd dat ik een lagere prijs calculeerde dan hij gedaan had. Maar ook tussen 'bijna de zelfde machines'zijn natuurlijk verschillen. En dat zit niet alleen in de opties en in de accessoires, maar deels ook in het werkproces. Het belangrijkste verschil bleek onze automatische stafaanvoer te zijn. Die maakt een eenvoudiger werkproces voor serie draaiwerk mogelijk. Staven materiaal van 3 meter lengte worden op de stafaanvoer gelegd, en als de ene staf opgedraaid is pakt de machine, met hulp van de stafaanvoer, de volgende. Het betrof een eenvoudig product, met vrij ruime toleranties. Het betreffende draaideel heeft een vrij korte stuktijd, en een staf is dus ook snel op gedraaid. Als er dan niemand op hoeft te letten of de draaimachine stil staat, en er nauwelijks tijd nodig is om met de volgende staf te laden en door te draaien scheelt dat dus tijd. We draaien dus meer producten per uur. Omdat de machine makkelijk meer uren per dag draait wordt het uurtarief (terug rekenend vanuit een dag tarief) dus lager. Meer producten per uur bij een lager tarief levert dus goedkopere producten op.

Mijn conculega leek enigszins teleurgesteld dat wij deze onderdelen niet op een meer geavanceerde draai automaat zouden maken. Maar de nieuwere, snellere draaimachines hebben ook meer mogelijkheden. En een overeenkomstig hoger tarief. (Ook dat tarief is overigens relatief gunstig, door de toepassing van een zelfde laadmagazijn.) En zo wordt de snelheidswinst van de geavanceerde draaiautomaat in dit geval teniet gedaan door een hoger uurtarief. Want wij proberen, waar mogelijk, altijd het werk op de meest passende machine te maken. En dat is niet per definitie de mooiste of nieuwste draaiautomaat.

De draad kwijt?

Een groot deel van de gaten die we moeten maken moet daarna van een schroefdraad voorzien worden. En dat proces is door de komst van de CNC draaimachines aanzienlijk veranderd.
Vroeger was er op een draaiautomaat maar één manier om een inwendige schroefdraad te maken, en dat was tappen. (Een tap is, heel simpel gezegd, een bout met snijkanten).
Tappen heeft het voordeel dat het een eenvoudig proces is: Maak het gat op maat, de tap er met de juiste spoed in, en als de diepte bereikt is kan de tap er weer uitgedraaid worden.
Op een draaiautomaat had dat simpele proces wel veel impact: de machine moest opeens verschillende toeren kunnen draaien, en ook nog eens de spil om kunnen keren.
Het bepalen van de spoed op een curven gestuurde draaiautomaat, en het moment van afremmen en omkeren gaat met zoveel onzekerheden gepaard dat de ‘flexibel’ op de machine gemonteerd dient te worden (in een verende tapkop), en bij contact met het materiaal zijn eigen weg moet zoeken. Dit heeft soms een onzuiver begin van de draad tot gevolg.
Maar het alternatief, draadsnijden met een beitel, was technisch niet te realiseren op een curvengestuurde draaiautomaat. Voor de uitwendige schroefdraden waren er draadstreel inrichtingen. Voor een inwendige schroefdraad hadden we zoiets niet, maar dat was ook niet nodig, want er waren toch tappen?

Bij CNC gestuurde draaiautomaten gebruiken we nog steeds tappen. Want je moet er toch niet aan denken dat je een M2,5 of M3 met een beitel moet snijden. De moderne machines kunnen vaak wel nauwkeurig de tap het gat in en uit sturen, waardoor de draad zuiverder wordt, en het gereedschap langer meegaat. En voor de iets grotere draden is het vaak mogelijk om de draad inwendig te snijden, waardoor ook meer ‘exotische’ spoed en diameter combinaties, waar geen tappen voor te koop zijn, gemaakt kunnen worden. Als de klant maar een passtuk aanlevert, want kalibers zijn vaak ook niet verkrijgbaar.

Eigenwijsheid is ook wijsheid, II

De bekendste draaiautomaten komen uit Duitsland. De Duitsers staan bekend als een gezagsgetrouw, ijverig volk, met respect voor orde en regels. En de Duitsers zijn goed in techniek. Het gevolg is dus ook dat Duitse machines haast te mooi zijn om waar te zijn, en daardoor, in mijn beleving, ook vaak kwetsbaar. Er zijn (of beter, er waren ooit) uitzonderingen.

Een goede Duitse technicus, laten we hem Herman noemen, vond de draaiautomaten waar hij bij zijn baas, een gerenommeerd fabrikant van deze machines, aan werkte kennelijk te ingewikkeld. Hij verzon een briljante, eenvoudige, basis constructie. Hiermee wist hij bijna onverwoestbare machines te bouwen. En het mooiste was dat onderdelen in ruime mate uitwisselbaar waren. Daardoor hoefden niet alle hulpstukken per machine en per product apart aangeschaft of gemaakt te worden. Kennelijk vond dit in de ogen van zijn baas geen genade, want Herman is voor zichzelf begonnen.

Het bedrijf van Herman heeft enige decennia bestaan, en is groot en toonaangevend geworden. Helaas is er nooit een goede opvolger gekomen, dus na het verscheiden van Herman werden de machines ingewikkelder, en het marktaandeel kleiner. Uiteindelijk hebben de nazaten van zijn oude baas het bedrijf van Herman een jaar of tien geleden ingelijfd. Als ultieme wraak maken ze nu erg ingewikkelde en onoverzichtelijke machines die de achternaam van Herman dragen.
Simpele, degelijke, Duitse draaiautomaten zijn er niet meer.

De Franse techniek is ook bij vlagen briljant vooruitstrevend en gezond eigenzinnig. Ik denk hierbij aan André Citroen, die onder andere als eerste voorwielaandrijving toe wist te passen. De Fransen hebben er ook een eigen slag van om machines te bouwen. Dat is de Franse slag, wat helaas niet echt een aanbeveling is.

Betrouwbare draaimachines komen tegenwoordig van ver weg, net als, bijvoorbeeld, auto’s en electronica.

(de blog 'automatendraaiwerk' bellefde gisteren zijn 50e editie, daarom heb ik een stukje uit de begintijd een beetje aangepast en opnieuw geplaatst).

Eigenwijsheid is ook wijsheid

Een ‘normale’CNC draaibank lijkt eigenlijk best veel opeen gewone draaibank. Zelfs een meersleden ‘gewone’CNC machine of draaiautomaat lijkt gewoon op een draaibank, of, als de machine een tweede spindel heeft, op twee draaibanken. Een langdraai automaat is echter maar met moeite een draaibank te herkennen. Niet de gereedschappen bewegen in langs (Z) richting, maar het product, en de gereedschappen ‘zitten er anders ’. Omdat alles automatisch moet gaan is er in meerdere gereedschaphouders voorzien. Dat is het eerste verschil met de draaibank die we van de technische school kennen. En al die gereedschappen bewegen automatisch in de cyclus waarin één automaten-draai-werkstuk wordt gemaakt.

Dat automatiseren is door de technici in de loop der tijd op totaal verschillende manieren opgelost, en dat komt omdat er verschillende soorten techneuten zijn. Techneuten komen zowel lui als ijverig voor, en er zijn briljante en belabberde techneuten.
Een goede technicus is (minstens) een beetje eigenwijs, waardoor hij met nieuwe oplossingen komt. En dan hangt het van zijn aanpak af hoe het uitpakt:

Een slechte, luie technicus is niet zo’n probleem, die maakt niets, dus ook geen schade.
Een slechte, ijverige technicus is een ramp, want hij zal de ene na de andere slecht werkende constructie verzinnen. Een ijverige, goed technicus maakt alles (te) mooi en daardoor (te) ingewikkeld. Hij zal zijn constructies goed, en volgens de regels, doorrekenen, waardoor er (precies) voldoende sterkte of snelheid op de kritische plekken voorhanden is. Met als gevolg weinig reserve, en een apparaat wat op wonderbaarlijk vernuftige wijze zijn taak verricht, en een goede kans heeft op een korte levensduur.
Het ideaal is, mijns inziens, een goede, luie technicus. Die zal een oplossing verzinnen die goed werkt, en met minimale inspanning in bedrijf gehouden kan worden.

Zo zijn er in de loop der jaren heel veel verschillende draaiautomaten ontwikkeld, en hoewel er best wel enige standaard bouwwijzen en oplossingen algemeen geaccepteerd zijn, is er nog steeds ruimte voor eigenwijzen, en gaan de ontwikkelingen van draaiautomaten, en dus van automatendraaiwerk door.

Aan de rol, 3, over inwendig draadrollen.

Het wordt (nog) een beetje lastiger bij het rollen van inwendige schroefdraden.
Heel vaak is de diameter van de schroefdraad klein ten opzichte van afmetingen van het (draai) werkstuk, Dus het materiaal kan zich niet in de lengte verplaatsen, daarvoor is de invloed van de roltap gewoon te klein. Dus moet het gat nauwkeurig genoeg zijn. Bij een te klein gat zal de roltap breken, en bij een te groot gat houd je geen volwaardig schroefdraad over. Voor een M4 of M5 heb je ongeveer + en – 0,03 mm tolerantie ruimte. Bij kleinere schroefdraden evenredig minder (bij M1,4 + en – 0,01). Zeker in lastige materialen zal een boor deze nauwkeurigheid niet in één keer kunnen maken, of lang volhouden. Dan is de meest voor de hand liggende oplossing om het gat, voor het roltappen, te ruimen. En helaas is ruimen één van de meest tijdrovende verspanende bewerkingen. Een heel groot voordeel van het roltappen, de tijdwinst, wordt bij kleine diameters dus al meer dan gecompenseerd door de gewenste uitgangsnauwkeurigheid van het toekomstige draadgat. Daarnaast is er ook een extra gereedschapspositie nodig voorde ruimer. En die zijn,zeker bij een wat complexer product, meestal schaars op een draaiautomaat.
Bij grotere draaddiameters wil roltappen nog wel eens misgaan omdat voor deze bewerking vrij veel koppel nodig is. Niet iedere machine is zo sterk. De klassieke draai automaten en revolverbanken, waar je het gewenste toerental bereiken door van een motor met vast toerental via een ‘versnellingsbak’ of poelies en riemen de overbrenging verhouding in te stellen is dit meestal geen probleem. Op die draaimachines ruil je snelheid in tegen koppel, en dat gaat goed. Maar een machine met een continu variabel toerental kan in de lage toerentallen zomaar koppel te kort komen voor het roltappen.
In het automatendraaiwerk is roltappen een welkome aanvulling op de fabricage methoden, maar het ken ook wat beperkingen.

aan de rol, deel 2

Ik zou vandaag ingaan op de nadelen van het profielrollen op de draaiautomaat.

Zoals één van onze grootste filosofen ooit gezegd schijnt te hebben: Elk nadeel heb zijn voordeel.En zo heeft ook ieder voordeel meestal wel een nadeel tegenover zich staan. En zelfs het zo makkelijke, snelle en veelzijdige profielrollen heeft nadelen. (Ik noem het hier profielrollen, om zo in één moeite gladrollen (glad is ook een profiel) en schroefdraadrollen tte kunnen benoemen).
Het materiaal wordt alleen maar verplaatst. De wet van behoud van massa geldt, dus er komt niets bij (dat lukt in verspanende processen ook niet), en er wordt geen materiaal weggenomen (dat is juist het kenmerk van een verspanende bewerking). Het werkstuk moet dus precies aan de maat zijn. Een passing van 8h6 gladrollen houdt in dat je ook feitelijk maar 0,008 mm tolerantie ruimte voor het rollen hebt. Als je het werkstuk meer gaat verdichten moet het materiaal toch ergens heem en kunnen er fluctuaties in de lengtematen optreden.

Voor schroefdraad geldt dus het zelfde. In praktijk heb je ongeveer de tolerantie die voor de flankenmaat van de te rollen schroefdraad geldt. Voor M10 heb je bijvoorbeeld ca. + en- 0,05 mm ‘de ruimte’. Daarom is draadrollen zo’n mooie techniek om te combineren met langdraaien. Op een langdraaier kun je lange, slanke, producten draaien met ongeveer de nauwkeurigheid van het uitgangsmateriaal. Maar als de diameter eenmaal afgedraaid is ontbreekt de steun van de geleidebus, en is draadsnijden meestal niet meer goed mogelijk. Draadrollen biedt dan niet alleen uitkomst, maar ook alle voordelen die aan het proces eigen zijn (een sterkere, gladdere, nauwkeuriger schroefdraad dan een gesneden draad.) Het zelfde geldt voor gladgerolde oppervlakken.
En zo is draadrollen in het automatendraaiwerk eigenlijk een ondergewaardeerde techniek. Het is ook een beetje een 'don't try this at home techniek, gewoon omdat de benodigde rolkoppen of draadrolmachines niet echt goedkoop zijn, en vaak maar een beperkt inzetbereik hebben. Ons 'beperkte' assortiment rolkoppen bedraagt ook al zo'n 7 stuks.

Morgen deel 3, over inwendig draadrollen.

Meer meer meer meer,

Bij het starten van deze Blog heb ik een aantal typen draaiautomaten besproken, en tenminste één type is helemaal overgeslagen. Dat is de meerspindel draai automaat. En dat komt voort uit onbekendheid met deze machines. En die onbekendheid is een bewuste keuze.

Ik vertelde gisteren over het uitsterven van de curven gestuurde draaiautomaat in ons bedrijf. Echt uitgestorven is dit type nog niet, maar als er een rode lijst zou zijn, zou de curven gestuurde draai automaat daar bij ons met stip bovenaan op staan.

Bij grotere series zou een CNC meerspindel draaiautomaat eerder een aantrekkelijke optie zijn dan een curven gestuurde draaiautomaat. Niet dat een meerspindel nu heel flexibel is. Daarom hebben wij gekozen éénspindel CNC draai automaten, en voor meerdere machines per type.

Heel gemiddeld genomen kan een 6 spindel ongeveer 4 keer zo snel zijn als een eenspindel draaiautomaat. Maar dan kun je maar één type product tegelijk maken. Terwijl je op meerdere machines gewoon verschillende dingen tegelijk kunt doen als je series minder groot is. En de langere insteltijd voor een zesspindel blijft bij kleinere series. Zes keer zoveel tangen verwisselen, zes materiaal aanvoeren afstellen, alles moet in veelvoud. Dan is een meerspindel niet altijd sneller klaar. Terwijl je op vier één spillige automaten vier keer het zelfde draaideeltje kunt maken, of vier verschillende draaiwerkstukken. Of je kunt één machine langere tijd continu laten draaien, terwijl je een meerspil vaker moet onderbreken en omstellen om niet met hele grote tussenvoorraden opgescheept te zitten.
Nu is deze redenering wel beperkt tot onze kleine draaiautomaten, want ik denk wel dat één zesspil veel minder vloeroppervlak in beslag neemt dan, bijvoorbeeld 4 stuks Miyano BNJ42SY. Aan de andere kant weet ik niet of er zesppillers zijn met Y as, en een C as op hoofd en overname spil.

Eigenlijk zijn de meeste van onze machines twee spillige draai automaten, want vaak kan op de overname spindel compleet en onafhankelijk van de hoofdspil verder bewerkt worden. En dat scheelt ook op de stuktijd. Alleen als je zo redeneert hebben wij toch ‘een beetje’ meerspillers.

Voorjaars schoonmaak

Op dit moment is iemand bezig om de onderdelen kast door te lopen. In deze kast bewaren wij de specifieke gereedschappen die wij per product gemaakt (of ingekocht) hebben.
En dan zie je wel wat voor impact de CNC techniek op het automatendraaien gehad heeft. En nou was die kast een paar jaar geleden ook al eens helemaal doorgelopen om ruimte te maken.

Om te beginnen komen er natuurlijk steeds meer curven vrij, van curven gestuurde draaiautomaten die we niet meer hebben, of, als ze er nog staan, steeds minder gebruiken. En profiel gereedschappen zijn overbodig geworden, want met een CNC gestuurde machine kun je vrijwel iedere vorm maken. De beitel legt dan wel een langere weg af, maar door de hogere snijwaarden van hardmetaal is het product toch sneller klaar.

Curven maken was een vak apart, en dus ook een vakman apart. En als de curve dan eenmaal gemaakt was en proefgedraaid had moest deze, voor een lange serie, gelijk weer van de machine om gehard te worden. Waarna er vaak iets net niet meer paste, of de klant het product wijzigde. Het omslagpunt voor de keuze tussen CNC en curvengestuurd is heel sterk naar de CNC draaiautomaat toegeschoven.
Met het verdwijnen van de curven gestuurde draaiautomaat moest ook onze gereedschapmaker iets anders gaan doen.

Ook zijn er veel opspanmalletjes voor extra bewerkingen overbodig geworden. Tegenwoordig gebeuren deze bewerkingen, zoals platte kanten frezen, sleuven maken, dwarsgaten boren etc. in een moeite door op de draaiautomaat. Dat kan tot en met markeren toe, we zijn nu bezig om de naam van de klant in een productje te graveren.

En zo komt een werkstukje, dat voorheen misschien wel drie of vier bewerkingen onderging, nu in één keer van de machine. Door met veredelde materialen te werken kan soms zelfs een thermische behandeling overgeslagen worden. We hebben tegenwoordig echt veel krachtiger, veelzijdiger en nauwkeuriger machines. Maar niet alles kan in één keer kant en klaar van de machine komen. Zo willen galvanische bewerking op de draaiautomaat nog niet lukken. Zelfs ontvetten is lastig.

Over veelzijdig en meerzijdig

Voor de klassieke, curven gestuurde, draai automaten waren allerlei hulpgereedschappen ontwikkeld, die je op een gewone draaimachine niet zo snel tegen zult komen. Bij enkele stuks lonen de instelkosten gewoon niet ten opzichte van de draaitijd die weer terug te winnen is. Maar bij grotere series draaiwerk is een goed uitgeruste draaiautomaat al snel in het voordeel.

Eén van die handige hulpmiddeltjes in de automatendraaierij is een meerkant inrichting. Deze wordt, de naam zegt het al voor ‘meerkant slaan’. En dat is geen lijfstraf ofzo, want die zijn in de moderne arbeidsverhoudingen al lang taboe.
Meerkant slaan, of meerkant draaien, is een verbluffend simpele techniek om platte kanten op een draai werkstuk te maken. Ik zal u niet met de wiskundige details vermoeien, al is het maar omdat ik ze echt niet kan reproduceren. Het beginsel snap ik wel, en ik zal dat zo goed mogelijk uitleggen.

Als het gereedschap precies even snel draait als het werkstuk, zullen het product en het gereedschap elkaar altijd op het zelfde punt tegenkomen. Als het gereedschap en grote schijf is, waarvan de hoofd as parallel aan de hoofdspil van de machine loopt kunnen uit deze schijf gereedschap puntjes (bijvoorbeeld beitelplaatjes ) uitsteken. Als we nu ook nog zorgen dat de draairichting tegengesteld is, dan draaien de twee aangrenzende zijden van het ‘gereedschap wiel’ en het werkstuk dus beiden (bijvoorbeeld) van boven naar beneden.

Nu zou je zeggen dat er dus geen snijsnelheid is, en er dus ook geen materiaal afgenomen kan worden. En daar zit nu een van de truken: het gereedschapwiel heeft een andere (meestal grotere) diameter dan het te draaien werkstuk. Dus hebben beiden een andere omtreksnelheid, en is er snelheidsverschil.
Als de beide assen exact het zelfde toerental draaien is het zo mogelijk de omtrek van het gereedschapwiel in het werkstuk ‘af te drukken’. Op deze manier werden (en worden mischien nog steeds) dus schroefdraden gefreesd. Omdat ieder freeskantje een eigen snijspoor had waren deze schroefdraden vaak wat minder fraai om te zien.

Maar als het gereedschap wiel voldoende groter is, zal de afbeelding ietsjes op een platte kant lijken. Als de platte kant maar kort genoeg is zal de afwijking minimaal zijn.

Tot zover is het vrij simpel.

De wiskunde som die ik niet na kan doen toont aan dat de geslagen platte kant ‘platter’ wordt als het gereedschap twee keer zo hard draait als het werkstuk. Dat moet u dan maar van mij geloven.

Met één slagbeiteltje op het wiel maak je dan dus twee platte kanten, en met twee vier, met drie zes enzovoorts. En dat met een toerental en voeding die de voor draaien gebruikelijke waarden benaderen. Dat gaat echt vele malen sneller dan voor ieder vlak stoppen en plat frezen.

Bij de curven gestuurde draaiautomaten werden de gereedschappen middels tandwielen en/of tandriempjes uit de hoofdspil aangedreven, en was de synchronisatie exact. Tegenwoordig zorgt de CNC sturing voor de toerental verhouding, en is het ook mogelijk om met twee slagbeiteltjes 6 kant of 8 kant te maken.

Het procédé vraagt wel volkomen spelingvrije koppeling tussen de twee draaiende spillen, en in de meeste gevallen is de inzet beperkt tot makkelijke snijdbare materialen, zoals messing en aluminium. In staal zal meestal de gereedschapslijtage erg groot worden, door het stoterige van deze manier van verspanen.

Kennis delen

Kennis delen over snede opdelen

Draaien is een heel praktisch beroep, toch is het soms handig om ook wat van de theorie te weten. En een klein beetje van de theoretische kennis wil ik vandaag met de lezers delen. Het gaat over snede opdeling. Deze keer dus een onderwerp dat niet bij het langdraaien thuishoort.

Als een product naar een flink kleinere diameter afgedraaid moet worden lijkt het het simpelst om dat gewoon in één keer te doen. Grote stappen, gauw thuis. Maar aan deze doelgerichte werkwijze zitten wat nadelen, waardoor ze minder doeltreffend is dan ze aanvankelijk lijkt.

Om te beginnen kan de beitel zo diep het materiaal in moeten dat de snijkant niet lang genoeg is. Maar het is lonend om nog wat langer na te denken over de juiste snede opdeling.
De meeste materialen hebben een optimale verhouding tussen snedediepte en voeding (voeding, ook wel aanzet genoemd is de afstand die het gereedschap beitel tijdens een omwenteling aflegt, hierbij doet het er niet toe of het werkstuk of juist het gereedschap draait.

Om maar wat getallen te noemen: staal 37 breekt het beste als de verhouding 5:1 is, aluminium bij een verhouding 6:1, net als RVS304. Als je dit gegeven meeneemt is het zelfs bij het draaien met kunststoffen soms mogelijk dat je in plaats van lange spanen opeens een soort poedersneeuw kunt maken. Helaas kan ik voor kunststoffen geen getallen noemen, omdat die vaak per batch verschillen. Dat geldt voor alle materialen in enige mate, dus het is vaak een kwestie van uitproberen voor het beste resultaat.

Er komt echter nog meer bij kijken om de snede opdeling optimaal te krijgen. Als het product (of het gereedschap) ver uitsteekt gaat het bij de maximale snedediepte doorbuigen. Door de beweging levert dat trillingsproblemen op. De weestand tegen doorbuigen vermindert exponentieel met zowel toenemende uitsteeklengte als de afnemende diameter. Als er veel materiaal afgedraaid moet worden is het dus meestal nodig om de snedediepte en dus ook de voeding per snede aan te passen.

Ook zijn het beschikbare vermogen en het koppel van de machine beperkende factoren. Als de snedediepte in opeenvolgende sneden minder wordt kan de snijsnelheid vaak omhoog, omdat de machine bij kleinere sneden minder koppel nodig heeft, en dat koppel kan de machine meestal allen bij lage toerentallen leveren.

Al deze mogelijkheden om de bewerkings snelheden te variëren hadden de klassieke curven gestuurde draaiautomaten niet. En dat is de reden dat zelfs een universele CNC draaimachine, mits goed geprogrammeerd, bij de wat grotere producten, vaak sneller is dan een curvengestuurde draaiautomaat. Maar om deze mogelijkheden te benutten komt er wel wat rekenwerk bij kijken. De CAM programmaas en machine betsturingen die ik ken werken met een vaste snede diepte en voeding als ze aan snede opdeling beginnen, en komen zo bij kleinere diameters in de problemen.
Het loont echt om bij grotere series CNC automatendraaiwerk de optimale snede opdeling uit te rekenen en met de hand, regel voor regel, te programmeren.

Volgende keer zal ik proberen wat minder technisch te zijn.

Over kortdraai automaten

In mijn vorige overpeinzing heb ik wat geprobeerd te vertellen over de langdraai automaat. Naar mijn bescheiden mening (en ik vind dat een ieder recht heeft op mijn eigen mening, daarom houd ik ook dit weblog bij) is dat toch nu wel de meest pure draaiautomaat. In ieder geval voor onderdelen tot ongeveer 20 mm diameter. In het verleden waren langdraai automaten erg bewerkelijk om in te stellen, al was het maar vanwege de complexere curvenset die gemaakt en berekend moest worden. Maar sinds de CNC techniek ons als draaiers het leven veraangenaamt is een langdraaiautomaat ook voor kleine series in te zetten.

Maar wat doen we dan met alle andere producten? Die maken we op een ander type machine, die ik voor het gemak maar kort draaiautomaat zal noemen. Daarbij ga ik even voorbij aan alle andere manieren die er zijn om (CNC) draaimachines in te delen.

De meeste automatische draaimachines zijn afgeleid van (of gewoon opgepimpte) universele CNC draaimachines. En er zijn ook heel compacte automatische draai machientjes die gewoon een uitgeklede langdraai automaat zijn. Als de geleidebus er uit wordt gehaald en de hoofdspil overeenkomstei ver naar voren wordt gebracht is het nieuwe ontwerp klaar. (Bijna ?) net zo snel als zijn langdraai broertje, maar minder beperkt wat het te gebruiken materiaal betreft. En helaas minder goed inzetbaar als het onderdeel langer dan breed is. En omdat bijna alle materiaal in kleine diameters met een h9 (of h11) passing te koop is, is het voordeel van de onafhankelijkheid van de materiaal diameter maar uiterst betrekkelijk.

Zijn er dan echt geen ‘echte kortdraai automaten’. Jawel hoor, maar ze zijn uiterst zeldzaam. Zelfs in onze eigen automatendraaierij staat er (nog) maar één . De overige kortdraai automaten zijn aangepaste universele cnc draai machines.

De echte draai automaat onderscheid zich door een compacte bouw, en de mogelijkheid om producten zo complet mogelijk te bewerken. Bij voorkeur met meerdere gereedschappen tegelijk in bewerking. Voor simpele producten (die bijvoorbeeld vanaf één kant helemaal compleet gemaakt kunnen worden) volstaat een daartoe uitgeruste universele CNC draai machine. Maar zodra er een onafhankelijk werkende overname spil en aangedreven gereedschappen bij komen mogen we (nogmaals, naar mijn eigen bescheiden mening) wel van een draai automaat spreken. Onze eerste machine die aan deze beschrijving voldeed was helaas nog wat ‘onvolwassen’. Maar inmiddels is de techniek zoveel verder dat wij nu een machine hebben waar we wel blij mee zijn. CNC kortdraai automaten, ze zijn er dus wel.

de Revolver Revolutie!

De revolver was op vele terreinen het begin van de een omwenteling, een revolte of revolutie.

In de popmuziek was Revolver het album van de Beatles dat de Beach Boys inspireerde tot Pet Sounds. Dit meesterwerk was voor de Beatles weer aanleiding om Sgt. Pepper te maken, waarmee een omwenteling in de popmuziek gestalte kreeg, die met Revolver al ingezet was.

De ‘ontginning’ van Noord Amerika, zeg maar de verovering op de indianen (en op concurrerende immigranten) , en zo de opbouw van de Verenigde Staten, leunt ook voor een groot deel op het succes van een revolver. Nadat Samuel Colt het pistool van een ronddraaiende trommel had voorzien, die na ieder schot gelijk een nieuwe patroon voor de loop bracht , was het wapen na steeds schietklaar (zolang het magazijn niet leeggeschoten was tenminste).

Op draaimachines heeft de revolver geen patronen paraat, maar draaigereedschappen die direct achter elkaar ingezet worden.
Voor eenvoudig moertje zijn tenminste een centerboor, een boor en een tap nodig, die alledrie in het hart van het te maken product moeten staan.
In plaats van handmatig wisselen is het voor serie productie heel aangenaam als het volgende gereedschap direct klaar staat.
Zo kreeg eerst de (handbediende) revolverbank, en later de draaiautomaat, één revolverslede. Deze was voor alle bewerkingen aan het centrale gat. Daarnaast waren nog drie of vier gereedschapdragers (sleden) die aan de buitenzijde van het product werkzaam waren heel gebruikelijk.

Naarmate de machine meer bewegingsvrijheid kreeg (de oude revolver ging alleen maar heen en weer langs wat wij nu de Z-as noemen) verdwenen de zij sleden, en kwamen ook de buiten gereedschappen op de enkele gereedschapdrager terecht. Soms bevinden de gereedschappen zich naast elkaar, dan is het een lineair slede. Dit heeft zowel voordelen als beperkingen. Maar meestal zitten de gereedschappen op een revolver.