CNC-gedraaide onderdelen zijn precisieonderdelen die worden vervaardigd door metaal of kunststof in een draaiende beweging te brengen, terwijl computergestuurde snijgereedschappen materiaal afnemen om de gewenste vorm te creëren. Dit proces is met name geschikt voor assen, pennen, bussen, koppelingen, onderdelen met schroefdraad en andere rotatiesymmetrische onderdelen.
In deze handleiding behandelen we de de belangrijkste soorten CNC-gedraaide onderdelen, hoe deze worden vervaardigd en de ontwerpkenmerken die van invloed zijn op de bewerkbaarheid en kwaliteit. Als u technische vragen hebt of op maat gemaakte CNC-gedraaide onderdelen nodig hebt voor uw project, neem dan contact met ons op voor professionele ondersteuning op het gebied van engineering en productie.
Wat zijn CNC-draaionderdelen?
CNC-draaiwerkstukken zijn onderdelen die op CNC-draaibanken of draaicentra worden vervaardigd uit ronde staafmateriaal, buizen of andere cilindrische werkstukken. Het werkstuk draait rond terwijl snijgereedschappen materiaal afnemen om nauwkeurige uitwendige en inwendige vormen te creëren.
Het kan gaan om eenvoudige pennen en afstandhouders tot complexe onderdelen met verschillende diameters, inwendige boringen, schroefdraden, groeven, conische vormen en dwarsboringen. CNC-draaien is vooral efficiënt wanneer een onderdeel een overwegend ronde of rotatiesymmetrische vorm heeft.
Definitie van CNC-gedraaide onderdelen
CNC-gedraaide onderdelen zijn op maat vervaardigde onderdelen, geproduceerd door een draaibank aan te sturen met geprogrammeerde gereedschapspaden. In plaats van de machine handmatig te bedienen, regelt CNC-apparatuur automatisch de spindeldraaiing, de gereedschapsbewegingen, de snijparameters en de bewerkingsvolgordes.
Veelvoorkomende CNC-gedraaide onderdelen zijn onder meer:
- Assen en pennen
- Bussen en afstandhouders
- Hulzen en rollen
- Fittingen en koppelingen
- Onderdelen met schroefdraad
- Kleponderdelen
- Precisie-mechanische onderdelen
Afhankelijk van het type machine en het ontwerp van het onderdeel kan draaien ook worden gecombineerd met boren, uitboren, tappen, groeven maken, frezen en andere nabewerkingen.
Hoe CNC-gedraaide onderdelen worden vervaardigd
CNC-gedraaide onderdelen doorlopen doorgaans verschillende productiefasen:
- Ontwerpbeoordeling: Het CAD-model en de technische tekening worden gecontroleerd op afmetingen, toleranties, materiaal, schroefdraad, oppervlakteafwerking en andere vereisten.
- Voorbereiding van het materiaal: Er wordt een ronde staaf, buis of ander geschikt materiaal gekozen en op maat gesneden of in de machine geladen.
- Programmering: CAM-software genereert de gereedschapspaden en het bewerkingsprogramma op basis van de geometrie van het werkstuk.
- Instelling: Het werkstuk wordt vastgezet met een spankop, spantang of een ander werkstukopspansysteem, waarna de benodigde snijgereedschappen worden aangebracht.
- Draaien: De machine voert bewerkingen uit zoals vlakdraaien, buitendraaien, uitboren, groeven maken, boren en draadsnijden.
- Inspectie: Kritische afmetingen en kenmerken worden gecontroleerd om na te gaan of het afgewerkte onderdeel voldoet aan de eisen van de tekening.
Bij complexe onderdelen, aangedreven gereedschappen, subspindels of frees-draaimachines kan extra bewerkingen uitvoeren zonder het werkstuk naar een andere machine over te brengen. Dit kan de insteltijd verkorten en de positionele nauwkeurigheid verbeteren.
CNC-gedraaide onderdelen versus CNC-gefreesde onderdelen
Het belangrijkste verschil zit hem in de manier waarop de het werkstuk en het snijgereedschap bewegen.
Bij CNC-draaien draait het werkstuk rond de spil, terwijl het snijgereedschap langs het werkstuk beweegt. Hierdoor is draaien bij uitstek geschikt voor cilindrische, conische en rotatiesymmetrische onderdelen.
Bij CNC-frezen staat het werkstuk doorgaans stil, terwijl een roterend snijgereedschap langs meerdere assen beweegt. Frezen is beter geschikt voor vlakke oppervlakken, uitsparingen, gleuven, onregelmatige profielen en complexe 3D-vormen.
| Functie | CNC Draaien | CNC Frezen |
|---|---|---|
| Werkstuk | Draait | Meestal stilstaand |
| Snijgereedschap | Meestal vast ten opzichte van de rotatie van de spil | Draait |
| Het meest geschikt voor | Ronde en cilindrische onderdelen | Prismatische en complexe onderdelen |
| Typische onderdelen | Assen, pennen, bussen, koppelstukken | Behuizingen, beugels, platen |
| Gemeenschappelijke kenmerken | Diameters, binnenmaten, schroefdraden, groeven | Zakken, gleuven, gaten, contouren |
Voor sommige onderdelen zijn beide bewerkingsprocessen nodig. Bij mill-turn-bewerking kunnen draaien en frezen in één opspanning worden gecombineerd, waardoor deze methode geschikt is voor complexe onderdelen met zowel roterende als niet-roterende kenmerken.
Soorten CNC-gedraaide onderdelen
CNC-draaien wordt gebruikt voor de productie van een breed scala aan onderdelen, maar bepaalde categorieën onderdelen lenen zich bijzonder goed voor dit proces.
Assen en pennen
Assen zijn cilindrische onderdelen die vaak worden gebruikt om draaiende bewegingen over te brengen, lagers te ondersteunen of mechanische samenstellingen met elkaar te verbinden. Ze kunnen verschillende diameters, schouders, spiebanen, schroefdraad, groeven of andere kenmerken hebben.
Pinnen zijn over het algemeen kleine onderdelen die worden gebruikt voor uitlijning, positionering, bevestiging of scharniering. Voorbeelden hiervan zijn paspennen, gaffelpinnen, positioneringspennen en scharnierpennen.
CNC-draaien zorgt voor de maatvastheid die nodig is om deze onderdelen nauwkeurig te laten aansluiten op bijbehorende onderdelen.
Bussen en afstandhouders
Bussen zijn cilindrische onderdelen die worden gebruikt om wrijving te verminderen, bewegingen te geleiden of afstand te creëren tussen op elkaar aansluitende onderdelen. Ze worden doorgaans vervaardigd uit metalen of technische kunststoffen, afhankelijk van de toepassing.
Afstandhouders zorgen ervoor dat er een bepaalde afstand tussen onderdelen wordt aangehouden en zijn vaak eenvoudige cilindrische onderdelen met een centrale boring.
Omdat beide onderdelen doorgaans een rotatiesymmetrische geometrie hebben, kunnen ze met CNC-draaien efficiënt en consistent worden vervaardigd, ook met verschillende buitendiameters, binnenboringen, lengtes en toleranties.
Hulzen en rollen
Hulzen zijn holle cilindrische onderdelen die worden gebruikt voor assen, lagers, isolatie, uitlijning of mechanische bescherming. Hun prestaties hangen vaak af van nauwkeurige binnen- en buitendiameters en een gelijkmatige wanddikte.
Rollen zijn cilindrische onderdelen die zijn ontworpen om materialen en mechanismen te laten draaien of te geleiden. Hiervoor kunnen nauwkeurige specificaties gelden met betrekking tot diameter, concentriciteit, oppervlakteafwerking en lagerverbindingen.
Voor lange of smalle mouwen en rollen, werkstukopspanning, gereedschapsondersteuning en trillingsbeheersing is het van bijzonder belang om de maatvastheid te behouden.
Fittingen en koppelingen
CNC-draaien wordt op grote schaal toegepast bij de productie vloeistof-, pneumatische, hydraulische en elektrische koppelingen en aansluitingen.
Typische kenmerken zijn onder meer:
- Buiten- of binnendraad
- Zeshoekige of andere sleutelprofielen
- Precisieboringen
- Afdichtingsoppervlakken
- Verschillende diameters
Messing, roestvrij staal, aluminium, koper en technische kunststoffen worden doorgaans gekozen op basis van de vereiste sterkte, corrosiebestendigheid, geleidbaarheid en gebruiksomgeving.
Onderdelen met schroefdraad
Met CNC-draaien kunnen zowel buiten- en binnenschroefdraad voor schroeven, bouten, schroefdraad adapters, koppelingen, fittingen en andere mechanische onderdelen.
Bij gedraaide onderdelen met schroefdraad kan een nauwkeurige controle nodig zijn van:
- Draaddiameter
- Pitch
- Schroefdraaddiepte
- Discussieonderwerp
- Slag
- Oppervlakteafwerking
Bij kritische onderdelen met schroefdraad moet het bewerkingsproces worden afgestemd op de vereiste schroefdraadspecificatie en worden gecontroleerd met geschikte meetinstrumenten of inspectieapparatuur.
Kleppen en vloeistofcomponenten
CNC-draaien is zeer geschikt voor tal van klepbehuizingen, klepstelen, pluggen, zittingen, spuitmonden, adapters en andere onderdelen voor vloeistoftransport.
Deze onderdelen combineren vaak cilindrische oppervlakken met nauwkeurige boringen, schroefdraden, afdichtingsvlakken en groeven. Maatnauwkeurigheid is met name van belang wanneer het onderdeel de vloeistofstroom moet regelen of in contact komt met afdichtingen en bijbehorende onderdelen.
De materiaalkeuze hangt ook sterk af van de toepassing. Roestvrij staal, messing, aluminium, titanium en technische kunststoffen kunnen worden gebruikt afhankelijk van de vereisten op het gebied van druk, temperatuur, corrosiebestendigheid en chemische bestendigheid.
Op maat gemaakte OEM-draaiwerkstukken
Op maat gemaakte OEM-draaiwerkstukken worden vervaardigd volgens de specificaties van de klant specifieke tekeningen, CAD-bestanden, specificaties en productie-eisen in plaats van op basis van standaardontwerpen uit de schappen.
OEM-CNC-draaien is geschikt voor alles, van een kleine prototypereeks tot massaproductie. Afhankelijk van het onderdeel kan een fabrikant ook het volgende aanbieden:
- DFM en feedback op het ontwerp
- Inkoop van materialen
- Precisiedraaien
- Bewerking met aangedreven gereedschap
- Naverwerking door frezen en boren
- Oppervlakteafwerking
- Kwaliteitscontrole
- Materiaal- en inspectiedocumentatie
Bij OEM-projecten is het doel niet alleen om eenmaal een onderdeel te produceren dat aan de tekening voldoet, maar om een een stabiel en herhaalbaar proces dat gedurende het hele productieproces onderdelen van constante kwaliteit oplevert.
Algemene kenmerken van CNC-gedraaide onderdelen
CNC-gedraaide onderdelen kunnen variëren van eenvoudige cilindrische componenten tot complexe onderdelen met meerdere bewerkte kenmerken. Inzicht in de meest voorkomende kenmerken helpt ontwerpers bij het ontwerpen van onderdelen die gemakkelijker te bewerken en te controleren zijn en die consistent kunnen worden geproduceerd.
Buitenmaten
De buitendiameters behoren tot de meest fundamentele kenmerken van een gedraaid onderdeel. Met CNC-draaien kunnen één of meerdere diameters, schouders, trapvormige overgangen en taps toelopende oppervlakken over de gehele lengte van een onderdeel.
Wanneer er bij lagers, afdichtingen, bussen of bijbehorende onderdelen sprake is van meerdere diameters, moeten de maat- en geometrische toleranties daarvan duidelijk op de tekening worden aangegeven.
Binnendiameters
Interne boringen worden met boor- en uitboorgereedschap in het werkstuk aangebracht. Ze komen vaak voor in bussen, hulzen, koppelingen, assen en kleponderdelen.
Bij het ontwerpen van precisieboringen moeten ontwerpers rekening houden met de vereiste diameter, diepte, tolerantie, concentriciteit en oppervlakteafwerking. Voor zeer diepe of smalle boringen kunnen extra gereedschappen of bewerkingsstrategieën nodig zijn.
Discussies
Met CNC-draaien kunnen zowel uitwendige schroefdraden en inwendige schroefdraden voor bevestigingsmiddelen, hulpstukken, koppelingen, adapters en mechanische assemblages.
In de specificaties voor schroefdraad moeten de norm, de nominale diameter, de spoed, de klasse of tolerantie en de vereiste schroefdraaddiepte worden vermeld. Vermijd het opgeven van onnodig krappe schroefdraadtoleranties, tenzij de toepassing dit vereist.
Groeven en ondersnijdingen
Groeven worden vaak gebruikt voor borgringen, afdichtingen, O-ringen, schroefdraaduitloop en functionele speling.
Door ondersnijdingen kunnen bepaalde vormen worden bewerkt zonder dat het snijgereedschap en het werkstuk elkaar hinderen. Voor zeer smalle of diepe groeven kan echter speciaal gereedschap nodig zijn, waardoor de bewerkingstijd toeneemt.
Tapers
Taps toelopende oppervlakken veranderen geleidelijk van diameter over de lengte van het onderdeel. Ze worden vaak gebruikt in assen, hulpstukken, verbindingsstukken, gereedschapshouders en bijbehorende onderdelen.
De afschuininghoek of de relevante maateisen moeten duidelijk worden vastgelegd, zodat de fabrikant een geschikt gereedschapspad en een geschikte controlemethode kan kiezen.
Kruisgaten en excentrische elementen
Sommige gedraaide onderdelen moeten voorzien zijn van gaten of sleuven die loodrecht op de hoofdas of buiten de middellijn geplaatst.
Voor deze elementen zijn doorgaans aangedreven gereedschappen of extra frees- en boorbewerkingen nodig. Als meerdere dwarselementen in dezelfde opstelling kunnen worden bewerkt, kan het productieproces vaak worden vereenvoudigd en de positionele nauwkeurigheid worden verbeterd.
Onderdelen met nauwe toleranties
Voor bepaalde gedraaide onderdelen gelden strengere toleranties voor kritische diameters, boringen, schroefdraden of pasvlakken.
Niet elke afmeting vereist dezelfde nauwkeurigheid. Een betere aanpak is om vast te stellen functionele aspecten die rechtstreeks van invloed zijn op de montage of de prestaties en pas strengere toleranties alleen toe waar dat nodig is. Dit helpt om zowel de complexiteit van het productieproces als de kosten onder controle te houden.
Overwegingen bij het ontwerpen van CNC-gedraaide onderdelen
Bij het ontwerp van een CNC-draaibewerking moet een evenwicht worden gevonden tussen functionele eisen, bewerkingsmogelijkheden, inspectie-eisen en productiekosten. Een onderdeel dat er in CAD eenvoudig uitziet, kan duur uitvallen als de geometrie ervan buitensporig veel gereedschapswisselingen, meerdere instellingen of een ingewikkelde werkstukopspanning vereist.
Diameter en lengte
De totale diameter en lengte van een gedraaid onderdeel zijn van invloed op de keuze van de machine, de werkstukopspanning, de gereedschappen en de stabiliteit tijdens het bewerken.
Voor extreem grote diameters kan een verticale draaibank nodig zijn, terwijl zeer lange en slanke onderdelen moeilijker te bewerken kunnen zijn vanwege doorbuiging en trilling.
Vermijd waar mogelijk onnodig lange secties zonder ondersteuning en maak gebruik van geschikte ondersteuningsfuncties wanneer de toepassing dit toelaat.
Wanddikte
Dunne wanden zijn gevoeliger voor vervorming, trilling en maatafwijkingen tijdens de bewerking.
Als het ontwerp dit toelaat, moet u voldoende wanddikte aanhouden om de stijfheid te waarborgen. Wanneer dunne wanden noodzakelijk zijn, kan de fabrikant behoefte hebben aan lichtere snijgangen, speciale werkstukopspanning of extra ondersteuning om de geometrie te beschermen.
Ontwerp van gaten en boorgaten
De diameter, diepte en hoogte-breedteverhouding van het gat zijn van invloed op de keuze van het gereedschap en de stabiliteit van de bewerking.
Diepe gaten met een kleine diameter zijn over het algemeen moeilijker te boren dan korte gaten met een grotere diameter, omdat ze het risico op verbuiging van het gereedschap, problemen met de spaanafvoer en maatafwijkingen.
Ontwerpers moeten ook overwegen of een gat moet worden geboord, uitgeboord, geruimd of op een andere manier afgewerkt om de vereiste nauwkeurigheid te bereiken.
Draadontwerp
Discussies moeten aan een passende norm voldoen en voldoende schroefdraadverbinding en toegang tot het gereedschap voor betrouwbare bewerking.
Plaats schroefdraad niet te dicht bij de randen of bodems van blinde gaten, tenzij het ontwerp voorziet in voldoende ruimte rondom de schroefdraad. Geef voor kritieke toepassingen de schroefdraadnorm en -tolerantie duidelijk aan, in plaats van uit te gaan van een algemene schroefdraadaanduiding.
Groeven en ondersnijdingen
De groeven moeten voldoende breedte en diepte bieden voor het gekozen snijgereedschap.
Bij zeer smalle groeven, diepe ondersnijdingen of ongebruikelijke profielen kunnen speciale gereedschappen en extra bewerkingstijd nodig zijn. Door speling van het gereedschap en de juiste afschuining door het ontwerp kunnen deze onderdelen eenvoudiger en goedkoper worden vervaardigd.
Hoekradii en afschuiningen
Kleine hoekradii en afschuiningen kunnen de functionaliteit van het onderdeel verbeteren en scherpe randen verminderen, maar de afmetingen ervan moeten geschikt zijn voor het bewerkingsproces.
Vermijd extreem kleine inwendige radii wanneer deze functioneel niet noodzakelijk zijn. Een grotere radius die met een standaardgereedschap kan worden vervaardigd, is doorgaans gemakkelijker en sneller te bewerken.
Tolerantie-eisen
Toleranties moeten worden gebaseerd op de de daadwerkelijke functionele eisen van het onderdeel.
Het hanteren van strakke toleranties voor elke afmeting kan de bewerkingstijd, de inspectie-eisen en de productiekosten aanzienlijk verhogen, zonder dat de prestaties van het onderdeel daardoor verbeteren. Bepaal in plaats daarvan welke kenmerken cruciaal zijn, zoals lagerpassingen, afdichtingsvlakken, aansluitende diameters en precisieboringen, en leg strengere toleranties vast waar dat echt van belang is.
Eisen aan de oppervlakteafwerking
De oppervlakteafwerking is van invloed op de wrijving, de afdichting, de slijtage, het uiterlijk en de prestaties van de tegen elkaar liggende oppervlakken.
Geef een vereiste voor de oppervlakteruwheid op wanneer dit functioneel van belang is. Anders kan een standaard bewerkingsafwerking voldoende zijn. De vereiste afwerking kan worden bereikt door middel van gereedschapskeuze, snijparameters, afwerkingsbewerkingen, polijsten, slijpen of andere secundaire bewerkingen, afhankelijk van de toepassing.
Overwegingen met betrekking tot werkstukopspanning
De manier waarop een onderdeel tijdens de bewerking wordt vastgehouden, heeft een directe invloed op de nauwkeurigheid en stabiliteit.
Spantangen, spantanghouders, zachte bekken en andere werkstukopspanningsmethoden kunnen worden gekozen op basis van de diameter, vorm, het materiaal en het productievolume van het werkstuk. Ontwerpen moeten voldoende grijpoppervlak bieden en kenmerken vermijden die een stevige opspanning bemoeilijken.
Bij onderdelen die aan meerdere zijden bewerkt moeten worden, moet u overwegen of deze kunnen worden vervaardigd met behulp van hulpspillen, aangedreven gereedschappen of frees-draaibewerking om het aantal instellingen te verminderen.
Ontwerp met het oog op de produceerbaarheid bij CNC-draaien
Bij een goed ontwerp voor CNC-draaien gaat het niet alleen om het technisch haalbaar maken van de geometrie. Het gaat erom het onderdeel zo te maken dat stabiel in de bewerking, eenvoudig te controleren en voordelig te produceren.
Bij een praktische DFM-beoordeling moet het volgende worden gevraagd:
- Kunnen standaard draaigereedschappen de vereiste kenmerken bereiken?
- Is het onderdeel tijdens de bewerking stevig genoeg?
- Zijn toleranties beperkt tot kritische kenmerken?
- Kunnen er meerdere bewerkingen in één opstelling worden uitgevoerd?
- Zijn de schroefdraden, groeven en boringen zo ontworpen dat gereedschap er betrouwbaar bij kan?
- Kan het gekozen materiaal efficiënt worden bewerkt?
- Zijn de inspectie-eisen in overeenstemming met de functie van het onderdeel?
Door deze vragen vóór de productie te beantwoorden, kunnen onnodige bewerkingsstappen worden verminderd, de consistentie worden verbeterd en kostbare ontwerpwijzigingen op een later moment worden voorkomen.
Materialen voor CNC-gedraaide onderdelen
Het materiaal dat voor een CNC-gedraaid onderdeel wordt gebruikt, is van invloed op bewerkbaarheid, snijparameters, slijtage van het gereedschap, oppervlakteafwerking, maatvastheid en uiteindelijke prestaties. De juiste keuze hangt af van de mechanische, thermische, elektrische en omgevingsvereisten van het onderdeel.
Aluminium
Aluminium is een van de meest gebruikte materialen voor CNC-draaien, omdat het licht van gewicht, corrosiebestendig en uitstekend bewerkbaar. Legeringen zoals 6061 en 7075 worden op grote schaal gebruikt voor assen, behuizingen, fittingen en andere precisieonderdelen.
Dankzij de goede bewerkbaarheid is aluminium bovendien geschikt voor zowel prototypes als massaproductie.
Roestvrij staal
Roestvrij staal biedt hoge sterkte, corrosiebestendigheid en duurzaamheid, waardoor het geschikt is voor veeleisende mechanische en industriële toepassingen.
Veelgebruikte staalsoorten zoals 303, 304 en 316 worden toegepast voor fittingen, assen, koppelingen, medische onderdelen en onderdelen voor vloeistoftransport. Bij moeilijkere staalsoorten is een zorgvuldige regeling van de snijsnelheid, de aanvoersnelheid, het gereedschap en de warmteontwikkeling vereist.
Messing
Messing is zeer goed bewerkbaar en levert schone chips, een goede oppervlakteafwerking en korte cyclustijden. Het wordt op grote schaal gebruikt voor fittingen, koppelingen, kleppen, bevestigingsmiddelen en elektrische componenten.
Staalsoorten zoals C360 zijn bijzonder geschikt voor CNC-draaien op hoge snelheid.
Koper
Koper biedt uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid, waardoor het geschikt is voor elektrische connectoren, aansluitklemmen, warmteoverdrachtscomponenten en gespecialiseerde industriële onderdelen.
Vanwege de zachtheid van het materiaal en de neiging om bramen te vormen of aan snijgereedschap te kleven, zijn echter geschikte gereedschappen en snijparameters vereist.
Titanium
Titaniumlegeringen hoge sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid en uitstekende prestaties bij hoge temperaturen. Het wordt vaak gebruikt voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, de robotica en voor hoogwaardige mechanische onderdelen.
Titanium is moeilijker te draaien dan aluminium of messing vanwege de lage warmtegeleiding en de hoge snijkrachten; daarom zijn een stevige opspanning en zorgvuldig geregelde bewerkingsparameters van groot belang.
Kunststoffen
Met CNC-draaien kunnen precisieonderdelen worden vervaardigd uit een breed scala aan technische kunststoffen, waaronder POM (Delrin), nylon, PTFE, PEEK, ABS en UHMW-PE.
Van kunststof gedraaide onderdelen worden vaak gebruikt voor bussen, afstandhouders, afdichtingen, rollen, isolatoren en lichtgewicht mechanische onderdelen. Bij de materiaalkeuze moet rekening worden gehouden met slijtage, wrijving, temperatuur, chemische bestendigheid, maatvastheid en belastingsvereisten.
Secundaire bewerkingen bij CNC-draaien
Veel CNC-gedraaide onderdelen moeten na het primaire draaiproces nog verder worden bewerkt of afgewerkt. Door middel van secundaire bewerkingen kunnen functionele kenmerken worden toegevoegd, het uiterlijk worden verbeterd of de vereiste maat- en oppervlakte-eisen worden vervuld.
Frezen
Frezen voegt toe niet-rotatiegebonden kenmerken zoals vlakken, sleuven, uitsparingen, spiebanen en dwarsgaten in gedraaide onderdelen.
Met aangedreven gereedschappen op CNC-draaicentra of frees-draaimachines kunnen deze bewerkingen vaak worden uitgevoerd zonder dat het werkstuk naar een aparte machine hoeft te worden verplaatst.
Boren
Bij het boren worden axiale of dwarsgaten in gedraaide onderdelen gemaakt. Deze bewerking wordt vaak toegepast voor assen, hulpstukken, koppelingen, kleponderdelen en behuizingen.
Bij precisiegaten kan het boren worden gevolgd door uitboren, ruimen of andere nabewerkingen.
Tikken
Door te tikken wordt binnendraad in geboorde gaten voor schroeven, bevestigingsmiddelen, bevestigingsonderdelen en montage-elementen.
Er moet rekening worden gehouden met de maat van de tap, de specificaties van de schroefdraad, de diameter en de diepte van het gat, en het materiaal om betrouwbare schroefdraden te verkrijgen zonder het onderdeel te beschadigen.
Ontbramen
Bij het verspanen kunnen er kleine scherpe randen of bramen ontstaan rond gaten, groeven, schroefdraad en scheidingsvlakken. Door ontbramen worden deze ongewenste randen verwijderd om veiligheid, montage, uiterlijk en functionele prestaties.
Afhankelijk van het onderdeel kan het ontbramen handmatig of door middel van gecontroleerde mechanische processen worden uitgevoerd.
Oppervlakteafwerking
De oppervlakteafwerking kan worden verbeterd corrosiebestendigheid, slijtvastheid, uiterlijk of oppervlakte-eigenschappen.
Afhankelijk van het materiaal en de toepassing kunnen CNC-gedraaide onderdelen worden onderworpen aan anodiseren, passiveren, galvaniseren, polijsten, parelstralen, lakken of andere afwerkingsprocessen.
Warmtebehandeling
Door warmtebehandeling verandert de hardheid, sterkte, slijtvastheid of interne spanningen na of tijdens het productieproces.
Afhankelijk van het materiaal en de toepassing kunnen processen zoals gloeien, harden, ontlaten en spanningsvermindering worden toegepast. Bij precisiedraaiwerk moet tijdens de productie rekening worden gehouden met maatveranderingen na de bewerking die het gevolg zijn van warmtebehandeling.
CNC-gedraaide onderdelen voor verschillende productievolumes
Kwaliteitscontrole van CNC-gedraaide onderdelen
Kwaliteitscontrole zorgt ervoor dat CNC-gedraaide onderdelen voldoen aan de vereiste afmetingen, toleranties, materiaalspecificaties en eisen aan het oppervlak.
Maatcontrole
Cruciale aspecten zoals buitendiameters, lengtes, schouders en gatdiameters worden gecontroleerd met behulp van precisiemeetapparatuur.
Afhankelijk van de gestelde toleranties kunnen fabrikanten schuifmaten, micrometers, hoogtemeters, optische apparatuur of coördinatenmeetmachines (CMM’s) gebruiken om de afmetingen van onderdelen te controleren.
Inspectie van schroefdraad en boring
Schroefdraad en boringen moeten zorgvuldig worden gecontroleerd, omdat ze rechtstreeks van invloed zijn op montage, afdichting en pasvorm van onderdelen.
Binnen- en buitenschroefdraad kunnen worden gecontroleerd met schroefdraadkalibers, terwijl de diameter en diepte van boringen kunnen worden gecontroleerd met behulp van boorgatkalibers, plugkalibers, micrometers of CMM-inspectie.
Inspectie van de oppervlakteafwerking
De oppervlakteafwerking wordt gecontroleerd wanneer deze van invloed is op wrijving, afdichting, slijtage, uiterlijk of prestaties van onderdelen.
Een oppervlakte-ruwheidsmeter kan worden gebruikt om te controleren of aan de gespecificeerde Ra-waarden of andere eisen inzake oppervlakteafwerking wordt voldaan, met name bij precisieafdichtingen en pasvlakken.
Materiaalcertificering
De materiaalcertificering bevestigt dat het geleverde materiaal voldoet aan de gespecificeerde kwaliteit en de geldende materiaaleisen.
Voor kritieke toepassingen kan de documentatie materiaalcertificaten, smeltnummers en andere traceerbaarheidsinformatie bevatten om te verifiëren welk materiaal bij de productie is gebruikt.
Inspectierapporten
In inspectierapporten worden meetresultaten vastgelegd en wordt aangetoond dat de afgewerkte onderdelen aan de vereiste specificaties voldoen.
Afhankelijk van het project kan de documentatie het volgende omvatten: maatinspectierapporten, inspectierapporten van het eerste exemplaar, materiaalcertificaten en andere kwaliteitsdocumenten.
Toepassingen van CNC-gedraaide onderdelen
CNC-gedraaide onderdelen worden in tal van sectoren gebruikt, omdat met dit proces nauwkeurige onderdelen kunnen worden vervaardigd met consistente afmetingen en een herhaalbare kwaliteit.
Auto-onderdelen
Toepassingen in de automobielsector zijn onder meer assen, pennen, bussen, afstandsstukken, fittingen, koppelingen, kleponderdelen en bevestigingsmiddelen.
Deze onderdelen vereisen vaak een betrouwbare maatnauwkeurigheid en een constante productiekwaliteit voor gebruik in motoren, transmissies, remsystemen, brandstofsystemen en voertuigonderdelen.
Robotica-onderdelen
CNC-gedraaide onderdelen worden vaak gebruikt in robotgewrichten, assen, pennen, bussen, afstandhouders, lagerverbindingen en precisiekoppelingen.
Strakke toleranties en herhaalbaarheid zijn met name van belang wanneer onderdelen een nauwkeurige uitlijning en een soepele mechanische beweging moeten behouden.
Medische componenten
Medische CNC-gedraaide onderdelen omvatten onder meer onderdelen van chirurgische instrumenten, orthopedische onderdelen, precisieassen, verbindingsstukken, koppelingen en andere kleine draaiende onderdelen.
Afhankelijk van de toepassing kan gekozen worden voor materialen zoals roestvrij staal, titanium en technische kunststoffen van medische kwaliteit, waarbij strenge eisen worden gesteld aan maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit.
Lucht- en ruimtevaartonderdelen
Toepassingen in de lucht- en ruimtevaart vragen om lichte, sterke en uiterst betrouwbare onderdelen. CNC-draaien wordt gebruikt voor assen, pennen, bevestigingsstukken, koppelingen, bussen, bevestigingsmiddelen en andere precisieonderdelen.
Afhankelijk van de eisen van de toepassing kunnen materialen zoals aluminium, titanium, roestvrij staal en legeringen op nikkelbasis worden gebruikt.
Industriële componenten
In industriële apparatuur worden CNC-gedraaide onderdelen gebruikt voor kleppen, fittingen, assen, rollen, bussen, koppelingen, hydraulische onderdelen en mechanische onderdelen.
Het benodigde materiaal en de toleranties lopen sterk uiteen, afhankelijk van factoren zoals belasting, druk, temperatuur, slijtage en blootstelling aan corrosie.
Elektronische componenten
CNC-draaien wordt gebruikt voor de productie van kleine connectoren, aansluitklemmen, pinnen, behuizingen, afstandhouders, schroefdraadonderdelen en precisie-bevestigingsmaterialen voor elektronische apparatuur.
Messing, koper, aluminium, roestvrij staal en technische kunststoffen worden vaak gebruikt, afhankelijk van de vereiste elektrische, mechanische en maatvoeringseigenschappen.
Op maat gemaakte CNC-draaionderdelen: van prototype tot serieproductie
CNC-draaien op maat biedt een compleet productieproces vanaf van het eerste ontwerp en de prototypen tot de serieproductie. Een goed beheerd proces helpt bij het vroegtijdig opsporen van productieproblemen en het handhaven van een constante kwaliteit naarmate het productievolume toeneemt.
CAD en tekeningbeoordeling
Het proces begint met het doornemen van de 3D-CAD-bestanden en 2D-technische tekeningen.
Belangrijke eisen, zoals materiaal, afmetingen, toleranties, schroefdraad, oppervlakteafwerking, hoeveelheid en inspectie-eisen, worden gecontroleerd voordat met de bewerking wordt begonnen. Zo kunnen onduidelijke of tegenstrijdige specificaties worden opgespoord voordat ze de productie beïnvloeden.
DFM-feedback
Feedback over ‘Design for Manufacturability’ (DFM) helpt bepalen of een onderdeel kan worden efficiënt en consistent bewerkt.
Fabrikanten kunnen aanbevelingen doen voor aanpassingen aan toleranties, wanddikte, groeven, schroefdraad, toegankelijkheid voor gereedschap of andere kenmerken, wanneer deze de bewerkbaarheid kunnen verbeteren, de bewerkingstijd kunnen verkorten of de productiekosten kunnen verlagen zonder dat dit ten koste gaat van de functionaliteit van het onderdeel.
Prototypenbouw
Een prototype levert een fysiek onderdeel op voor pasvorm, werking, maatcontrole en ontwerpvalidatie vóór de volledige productie.
CNC-draaien is met name geschikt voor prototypes, omdat hetzelfde productieproces vaak later ook voor de massaproductie kan worden gebruikt, waardoor de overgang van prototype naar productie soepeler verloopt.
Opschaling van de productie
Zodra het ontwerp is goedgekeurd, kan de productie worden opgeschaald van kleine series naar grotere hoeveelheden.
De productie-efficiëntie kan worden verbeterd door middel van geoptimaliseerde programma's, speciale werkstukopspanning, staaftoevoer, geautomatiseerde inspectie en stabiele procesparameters. Het doel is om de afmetingen en kwaliteit consistent te houden naarmate de bestelhoeveelheden toenemen.
Secundaire verwerking en afwerking
Sommige gedraaide onderdelen moeten na het draaien nog verder worden bewerkt om hun uiteindelijke functionaliteit of uiterlijk te verkrijgen.
Afhankelijk van het ontwerp kunnen dit onder meer zijn frezen, boren, tappen, ontbramen, polijsten, anodiseren, galvaniseren, passiveren of warmtebehandeling. Door deze diensten via één productiepartner te bundelen, kan de productie worden vereenvoudigd en kan extra verwerking worden beperkt.
Veelgestelde vragen over CNC-gedraaide onderdelen
Wat zijn CNC-gedraaide onderdelen?
CNC-draaiwerkstukken zijn onderdelen die worden vervaardigd door metaal of kunststof in een draaiende beweging te brengen, terwijl computergestuurde snijgereedschappen materiaal verwijderen om de gewenste vorm te verkrijgen. Ze worden vaak gebruikt voor assen, pennen, bussen, koppelingen, hulzen en onderdelen met schroefdraad.
Welke materialen kunnen worden gebruikt voor CNC-gedraaide onderdelen?
Veelgebruikte materialen zijn onder meer aluminium, roestvrij staal, messing, koper, titanium, staal en technische kunststoffen zoals POM, nylon, PTFE en PEEK. Welk materiaal het meest geschikt is, hangt af van de eisen die aan het onderdeel worden gesteld op het gebied van sterkte, slijtage, temperatuur, corrosie, elektrische eigenschappen en afmetingen.
Hoe nauwkeurig zijn CNC-gedraaide onderdelen?
De haalbare nauwkeurigheid hangt af van de machine, het materiaal, de geometrie, het gereedschap, de tolerantie-eisen en het productieproces. Bij standaard CNC-draaien kunnen nauwe maattoleranties worden gerealiseerd, terwijl precisiedraaien en gecontroleerde inspectieprocessen kan worden gebruikt voor veeleisendere toepassingen.
Kunnen met CNC-draaien complexe onderdelen worden vervaardigd?
Ja. Geavanceerde CNC-draaicentra kunnen onderdelen produceren met verschillende diameters, boringen, schroefdraad, groeven, conussen, dwarsgaten en andere kenmerken. Frees-draaimachines kunnen voor complexere onderdelen ook draai- en freesbewerkingen combineren.
Kan CNC-draaien worden gebruikt voor prototypes?
Ja. CNC-draaien is geschikt voor afzonderlijke prototypes en kleine hoeveelheden omdat onderdelen rechtstreeks op basis van CAD-bestanden en tekeningen kunnen worden vervaardigd, zonder dat daarvoor speciale productiegereedschappen nodig zijn.
Wat is de minimale bestelhoeveelheid voor CNC-gedraaide onderdelen?
Er is geen algemeen geldende minimale bestelhoeveelheid. Bij CNC-draaien is het mogelijk om eenmalige prototypes, kleine series en massaproductie. De meest rendabele hoeveelheid hangt af van de insteltijd, het materiaal, de complexiteit van het onderdeel en de productie-eisen.
Hoe lang duurt het om CNC-gedraaide onderdelen te vervaardigen?
De levertijd is afhankelijk van onder meer de complexiteit, de beschikbaarheid van materialen, de hoeveelheid, de tolerantie-eisen, de afwerking en de huidige productiecapaciteit. Eenvoudige prototypes kunnen vaak veel sneller worden geproduceerd dan complexe bestellingen in grote oplagen waarvoor meerdere secundaire bewerkingen nodig zijn.
Kunnen CNC-gedraaide onderdelen een oppervlaktebehandeling ondergaan?
Ja. Afhankelijk van het materiaal en de toepassing kunnen gedraaide onderdelen worden voorzien van anodiseren, galvaniseren, passiveren, polijsten, parelstralen, lakken en andere oppervlaktebehandelingen na de bewerking.
Hoe worden CNC-gedraaide onderdelen gecontroleerd?
De inspectie kan het volgende omvatten: micrometers, schuifmaten, boringmeters, schroefdraadmeters, optische inspectie, CMM-metingen en het meten van oppervlakteruwheid. De inspectiemethode wordt gekozen op basis van de kritische afmetingen en de kwaliteitseisen van het onderdeel.
Hoe vraag ik een offerte aan voor op maat gemaakte CNC-draaionderdelen?
Geef de fabrikant uw 3D-CAD-bestand of 2D-tekening, materiaal, benodigde hoeveelheid, toleranties, oppervlakteafwerking en leveringsvoorwaarden. Voor complexe of kritieke onderdelen moeten ook de inspectie- en certificeringseisen worden opgenomen, zodat de offerte het volledige productieproces weergeeft.
