Onderdelen die nauw moeten passen, goed moeten afdichten of nauwkeurig moeten worden uitgelijnd, hebben vaak een nauwkeurige conus nodig. Zelfs een klein foutje kan ervoor zorgen dat een onderdeel niet goed of niet zoals bedoeld past. Conisch draaien is een belangrijk proces voor het maken van onderdelen met schuine oppervlakken. In deze gids wordt conisch draaien stap voor stap uitgelegd, zodat u soepele, nauwkeurige resultaten kunt behalen en dure fouten kunt vermijden.
Conisch draaien wordt veel gebruikt in assen, machineonderdelen en geassembleerde onderdelen. Het is ook een veelgebruikt proces bij CNC-draaibanken. In de volgende paragrafen bekijken we hoe conisch draaien werkt en welke methode het beste is voor uw behoeften.
Wat is conisch draaien in de verspaning?
Conisch draaien is het snijden van een oppervlak dat geleidelijk in diameter verandert over de lengte van een rond werkstuk. Het vormt een kegelvorm met behulp van een draaibank. De conus kan zich aan de buitenkant (extern) of aan de binnenkant (intern) van het onderdeel bevinden. De hoek en lengte van de conus zijn gebaseerd op waar het onderdeel voor gebruikt wordt.
Deze methode wordt vaak gebruikt als onderdelen precies moeten passen of uitgelijnd moeten worden, zoals assen, pennen of gereedschapshouders. Tapers kunnen worden gesneden met handmatige of CNC-draaibanken. Elk type machine heeft zijn eigen manier om de snede in te stellen en te controleren.
Tappen zijn handig omdat ze het gemakkelijker maken om onderdelen te plaatsen en vast te zetten. Ze zijn zelfcentrerend, zorgen voor een goede passing en houden stevig onder druk. Conische draad in gereedschap zorgt voor een snelle en herhaalbare montage. In loodgieters- of gasleidingen helpt tapse schroefdraad om sterke afdichtingen te vormen.
Hoe werkt conisch draaien?
Conisch draaien werkt door het snijgereedschap onder een hoek ten opzichte van de as van het werkstuk te bewegen terwijl het onderdeel in de draaibank ronddraait. Door deze hoekbeweging verandert de diameter geleidelijk over de lengte.
Het proces begint met het vastzetten van het werkstuk in de klauwplaat of tussen de centers. Vervolgens stelt de machinist de conische hoek in. Dit kan met de compoundsteun, een conusbevestiging of door de losse kop te verstellen. Op CNC-draaibanken wordt de conische hoek direct in het programma ingevoerd.
Nadat de opstelling klaar is, verwijderen grove zaagsneden het meeste overtollige materiaal. Lichtere afwerkingssneden brengen het onderdeel vervolgens op zijn uiteindelijke grootte. De nauwkeurigheid wordt gecontroleerd met gereedschappen zoals micrometers, schuifmaten of conische meters. Een soepele voedingssnelheid, scherpe snijkanten en de juiste spindelsnelheid helpen bij het produceren van een schoon en precies oppervlak.
Geometrie van een conus
Bij conisch draaien gaat het niet alleen om het snijden van materiaal. Het gaat om het vormen van het werkstuk naar een specifieke en nauwkeurige vorm. Om dit goed te kunnen doen, moet je de basisgeometrie achter elke conus begrijpen.
Conische hoek en de meting ervan
De conische hoek is de hoek tussen het conische oppervlak en de as van het werkstuk. Deze is meestal klein en wordt gemeten in graden. Gebruikelijke meetinstrumenten zijn een sinusstaaf, een gradenboog of een conusmeter.
De meeste tapers zijn symmetrisch, wat betekent dat de hoek aan beide zijden gelijk is. Als een onderdeel bijvoorbeeld een totale ingesloten hoek van 10° heeft, is elke zijde 5° van de as.
Uitleg over de conusverhouding
De conusverhouding beschrijft hoeveel de diameter verandert over een bepaalde lengte. Het wordt geschreven als een verhouding, zoals 1:20. Dit betekent dat voor elke 20 mm (of inch) lengte, de diameter met 1 mm (of inch) verandert.
Deze verhouding bepaalt of een taper steil of geleidelijk is. Een steile conus, zoals 1:10, wordt gebruikt voor snelle montage of eenvoudig losmaken. Een ondiepe conus, zoals 1:50, is beter voor nauwkeurige uitlijning.
Wiskundige formule voor conisch draaien
Hier is de basisformule voor taps toelopen:
Conus = (D - d) / L
Waar:
- D = Grote diameter
- d = Kleine diameter
- L = Lengte van de conus
De hoek in graden vinden:
Hoek = arctangens[(D - d) / (2 × L)].
Deze berekeningen zijn nuttig voor zowel het instellen van de snede als het controleren van het afgewerkte onderdeel. Ze zijn ook belangrijk voor het programmeren van CNC-machines met hoge nauwkeurigheid.
Soorten tapse draaimethoden
Er zijn verschillende manieren om een conus te maken op een draaibank. Elke methode is geschikt voor verschillende onderdeellengtes, hoeken en nauwkeurigheidseisen. Hier wordt uitgelegd hoe elke methode werkt en wanneer deze moet worden gebruikt.
Vorm Gereedschap Methode
Bij deze methode wordt een snijgereedschap gebruikt dat zo is geslepen dat het exact overeenkomt met de conische hoek. Het gereedschap wordt rechtstreeks in een rechte lijn in het roterende werkstuk gevoerd. Omdat het gereedschap de conische vorm al heeft, wordt het schuine oppervlak in één werkgang geproduceerd.
Voordelen:
- Zeer snel voor kleine onderdelen en korte tapers.
- Eenvoudige installatie met minimale aanpassingen.
Beperkingen:
- Alleen praktisch voor korte tapse sneden omdat de hele tapse snede in één keer moet worden gevormd.
- Creëert hoge snijkrachten, waardoor het werkstuk of gereedschap kan doorbuigen.
- Kan de kwaliteit van de oppervlakteafwerking verminderen en de levensduur van het gereedschap verkorten door zware belasting.
Geschikt voor:
Kleine conische secties, afschuiningen en de productie in grote volumes van korte tapse snijkanten.
Methode voor het combineren van voeders
Bij deze methode worden zowel de langsaanzet (langs de as) als de dwarsaanzet (naar de as toe) tegelijkertijd gebruikt. De gecombineerde beweging verplaatst het gereedschap diagonaal, waardoor de conus ontstaat.
Voordelen:
- Kan worden gebruikt voor zowel korte als middellange tapers.
- Maakt flexibele aanpassing van de conische hoek mogelijk door de voedingssnelheid te veranderen.
Beperkingen:
- Moeilijk handmatig te besturen omdat het coördineren van beide feeds een uitdaging is.
- Niet gebruikelijk op handmatige draaibanken, maar veel gebruikt in CNC-draaien waar het gereedschapspad nauwkeurig geprogrammeerd kan worden.
Geschikt voor:
CNC-draaibankbewerkingen, waarbij software de diagonale beweging van het gereedschap nauwkeurig kan coördineren.
Samengestelde rustmethode
Dit is een van de meest gebruikte technieken voor handmatige draaibanken. De compoundsteun wordt gedraaid (gezwenkt) tot de gewenste conische hoek. De operator gebruikt dan het handwiel van de samengestelde steun om het gereedschap langs die ingestelde hoek te voeren terwijl het werkstuk draait.
Voordelen:
- Goed voor korte en precieze tapers.
- Eenvoudig in te stellen en hoeken aan te passen.
- Biedt goede controle over de oppervlakteafwerking.
Beperkingen:
- De beperkte slag van de compoundsteun maakt hem ongeschikt voor lange tapers.
- Langzamer dan sommige andere methoden voor grotere onderdelen.
Geschikt voor:
Korte tapse snijkanten, zoals gebruikt in gereedschapshouders, centerboren en kleine uitlijningselementen.
Methode voor conisch draaien
Bij deze methode wordt een speciaal hulpstuk voor conisch draaien op de draaibank gemonteerd. Het hulpstuk geleidt de gereedschapshouder onder een vooraf ingestelde hoek terwijl de slede in een rechte lijn langs het draaibankbed beweegt.
Voordelen:
- Ideaal voor lange tapers omdat de slede niet wordt beperkt in haar bewegingen.
- Houdt de losse kop in de normale positie, zodat uitlijnproblemen worden voorkomen.
- Produceert hoge nauwkeurigheid met minimale instelfouten.
Beperkingen:
- Vereist een speciaal hulpstuk, dat mogelijk niet op alle draaibanken beschikbaar is.
- Iets meer tijd nodig voor het instellen in vergelijking met de compound rustmethode.
Geschikt voor:
Lange en precieze tapmaten, vooral bij productiewerk of bij gebruik van tussencenteropstellingen.
Methode voor het instellen van de losse kop
Bij deze methode wordt de spilkop zijwaarts verschoven met een berekende hoeveelheid, waardoor het werkstuk onder een kleine hoek komt te zitten ten opzichte van de as van de draaibank. Een rechte voeding langs de slede produceert dan een conus.
Voordelen:
- Eenvoudig in te stellen op basisdraaibanken zonder hulpstukken.
- Werkt goed voor ondiepe, lange taps.
Beperkingen:
- Alleen geschikt voor uitwendige tapse assen tussen de centers.
- Kan niet worden gebruikt voor interne tapers.
- Door de losse kop een beetje uit te lijnen, kunnen de centers na verloop van tijd ongelijkmatig slijten.
Geschikt voor:
Lange, geleidelijke conussen in assen of spindels als er geen andere apparatuur voor conisch draaien beschikbaar is.
Gereedschapsselectie voor conisch draaien
Het juiste gereedschap maakt conisch draaien soepeler, sneller en nauwkeuriger. Slechte gereedschapkeuzes leiden tot klapperen, ruwe afwerking en verkeerde hoeken. Hier is waar je je op moet concentreren.
Het juiste snijgereedschap kiezen
Gebruik een eenpuntsdraaigereedschap voor de meeste conische klussen. Dit geeft een betere controle over de snede en de hoek. Voor korte, steile tapse snedes kan een vormgereedschap ook werken.
Zorg ervoor dat het gereedschap stevig en scherp is. Kies een gereedschap dat past bij de conische hoek en de instelmethode. Hardmetalen gereedschap is goed voor harde materialen en snellere sneden, terwijl gereedschap van snelstaal (HSS) goed werkt voor algemeen gebruik en lagere snelheden.
Gereedschap geometrie en vrije ruimte
Gebruik gereedschap met de juiste zij- en achterhoeken. Dit helpt om soepel te snijden zonder over het oppervlak te wrijven.
Laat voldoende speling tussen het gereedschap en het werkstuk om wrijving te voorkomen, vooral langs de conus. Gebruik een neusradius die overeenkomt met de afwerking die je wilt. Een kleine radius geeft een scherpere punt, maar kan klapperen veroorzaken. Een grotere radius verbetert de afwerking, maar vereist meer controle.
Materiaal Overwegingen
Het materiaal van het werkstuk beïnvloedt de keuze van het gereedschap en de snijcondities.
- Gebruik voor zachte metalen zoals aluminium of messing scherpe gereedschappen en hogere snelheden.
- Gebruik voor harder staal of roestvast staal gecoat hardmetalen gereedschap met lagere snelheden.
- Als het onderdeel lang of flexibel is, gebruik dan een middensteun of volgsteun om doorbuiging te verminderen.
Beste praktijken voor conisch draaien
Goed conisch draaien is afhankelijk van solide instellingen, stabiele snedes en consistente inspectie. Deze best practices helpen fouten te voorkomen, tijd te besparen en de oppervlakteafwerking te verbeteren.
Werkstuk vasthouden en centreren
Zet het werkstuk stevig vast. Gebruik een klauwplaat voor korte stukken en een center voor lange tappen. Controleer altijd op uitloop voordat je gaat zagen.
Als u de achteraanslagmethode gebruikt, lijn de centers dan zorgvuldig uit. Onjuiste uitlijning leidt tot ongelijkmatige sneden en conusafwijkingen. Ondersteun bij lange werkstukken met een steun of volgsteun om buigen of trillen te verminderen.
Aanbevelingen voor snelheid, voeding en snijdiepte
Begin met gematigde snijsnelheden, afhankelijk van het materiaal. Gebruik voor staal 80-150 SFM. Voor aluminium kun je hoger gaan tot 400 SFM.
Gebruik een lichtere voeding voor nabewerken, ongeveer 0,05 tot 0,1 mm/omw. Verhoog de voeding voor opruwen tot 0,2-0,3 mm/omw. De zaagdiepte moet overeenkomen met het gereedschap en de stijfheid - meestal 0,2-1,0 mm voor opruwen en minder dan 0,2 mm voor afwerking.
Vermijd diepe zaagsneden in één werkgang. Meerdere lichte passages verminderen klapperen en geven een betere controle.
Conische fouten en gereedschapsslijtage voorkomen
Let op tekenen van klapperen, doorbuiging van het gereedschap of ongelijkmatige oppervlakken. Dit komt vaak door bot gereedschap, slechte instellingen of onjuiste snelheden.
Houd het gereedschap scherp en vervang het voordat de rand slijt. Bot gereedschap verhoogt de hitte en veroorzaakt ruwe afwerkingen. Controleer regelmatig de uitlijning van het gereedschap - als de gereedschapspunt niet in het midden zit, zal de conus niet goed zijn.
Ruim de spanen altijd op en controleer de conische hoek tussen de metingen door. Consistent meten helpt om fouten in een vroeg stadium op te sporen.
Toepassingen van conische onderdelen
Conische onderdelen komen overal voor in de precisietechniek. Door hun vorm kunnen onderdelen beter worden uitgelijnd, vergrendeld of uit elkaar gehaald. Dit zijn de belangrijkste gebieden waar ze worden gebruikt.
Onderdelen voor bewerkingsmachines
Machinespindels, gereedschapshouders en gereedschapshouders hebben vaak precisietappen. Voorbeelden zijn Morse, Jacobs en CAT tapers. Deze zorgen ervoor dat gereedschap stevig vastzit en toch gemakkelijk te verwijderen is. De tap zorgt voor een nauwkeurige uitlijning tussen het gereedschap en de spindel, waardoor trillingen worden verminderd en de bewerkingsnauwkeurigheid wordt verbeterd.
Automobiel- en ruimtevaarttoepassingen
In auto's, vrachtwagens en vliegtuigen worden tapse assen en pennen gebruikt voor het verbinden van wielen, tandwielen en propellers. Ze brengen koppel over zonder te slippen en kunnen zware belastingen aan. Kegellagers bijvoorbeeld ondersteunen zowel radiale als axiale krachten, waardoor ze ideaal zijn voor hoge snelheden of hoge belastingen.
Medische hulpmiddelen en gereedschapssystemen
Chirurgisch gereedschap, tandheelkundige handstukken en orthopedische implantaten maken vaak gebruik van tapers voor nauwkeurige, veilige verbindingen. In gereedschapssystemen vertrouwen snel verwisselbare houders en adapters op tapers om de uitlijning te behouden bij herhaald gebruik. Deze ontwerpen maken snelle assemblage mogelijk en zorgen tegelijkertijd voor stabiliteit en nauwkeurigheid tijdens het gebruik.
Conclusie
Conisch draaien is een belangrijk draaibankproces dat wordt gebruikt om onderdelen met wisselende diameters te maken. Het ondersteunt nauwe passingen, soepele assemblages en nauwkeurige uitlijning in veel industrieën. Er zijn verschillende methodes om conisch te draaien, en elke methode is geschikt voor verschillende producttypes en nauwkeurigheidseisen. Door de juiste instellingen, snijgereedschappen en bewerkingsparameters te kiezen, kunt u schone, nauwkeurige tapse producten maken met minder nabewerking.
Hulp nodig bij het bewerken van conische precisieonderdelen? Wij ondersteunen conisch draaien op maat met snelle doorlooptijden en krappe toleranties. Neem nu contact met ons op voor een gratis offerte voor je volgende project.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
