Verspaningsberekeningen

Uitwiskeling werktekst
Verspaningsberekeningen
De figuren hieronder tonen de beitelas van een freesmachine.
In de figuren worden volgende symbolen gebruikt:
sz is de (golf)slaglengte in mm;
vf is de aanvoer- of voedingssnelheid in m/min; deze geeft aan hoe snel je het hout door de
machine stuurt;
vc is de snijsnelheid in m/s;
n geeft het aantal omwentelingen van de freesas per minuut;
z is het aantal messen op één as;
hm is de gemiddelde dikte van de kommaspaan in mm;
a is de freesdiepte in mm;
d is de freesdiameter in mm;
n
e is de golfslagdiepte in µm.
De oppervlaktekwaliteit van het werkstuk wordt bepaald door de slaglengte sz, de golfslagdiepte e en de
gemiddelde spaandikte hm. We bekijken eerst hoe verschillende factoren de slaglengte kunnen
1
fz
vc vf

eïnvloeden, daarna doen we enkele verspaningsberekeningen en ten slotte zoeken we de meest geschikte
en veilige snijsnelheden.
Volgende formules worden gegeven:
vf 1000
sz
n
z
Uitwiskeling werktekst
hm sz
2
a
d
2
sz 1000
e
4
d
De golfslaglengte sz ontstaat als volgt: het werkstuk wordt langzaam en rechtlijnig aangevoerd met een
constante aanvoersnelheid vf. Tegelijkertijd draait het werktuig met z tanden met een bepaald aantal toeren
n per minuut.
1. Bekijk eerst de formule voor de slaglengte. In welke eenheid staat de slaglengte?
2. Vanwaar komt de factor 1000 in de formule?
3. Als je de aanvoersnelheid vf met een factor 2 verhoogt, wat gebeurt er dan met de slaglengte?
4. Welk wiskundig verband bestaat er dan tussen de slaglengte en de aanvoersnelheid?
5. Als je het toerental halveert, wat gebeurt er dan met de slaglengte?
6. Welk wiskundig verband bestaat er tussen de slaglengte en het toerental?
7. Bij vermindering van het aantal tanden (z) wordt de slaglengte dan groter of kleiner?
8. Welk verband bestaat er tussen het aantal tanden en de slaglengte?
Verspaningsberekeningen zijn vooral belangrijk voor de aankoop van machines. De aankoop hangt af van
de hardheid van het hout dat bewerkt moet worden en de frezen die gebruikt worden. Het hout mag niet
verbranden, de spaanafname (afvoer van het afval) moet vlot verlopen en de slaglengte moet zo klein
mogelijk zijn.
Stel a = 30 mm, d = 120 mm, n = 4000 toeren/min , vf = 48 m/min en z = 6.
9. Bereken de waarde voor sz, hm en e.
Voor fijn freeswerk moet de slaglengte sz liggen tussen 0,3 mm en 0,8 mm, voor ruw freeswerk mag dit
2,5 mm tot 5 mm zijn.
10. Als je het freeswerk wil verfijnen, hoe moet je dan de aanvoersnelheid, het aantal messen en het
toerental veranderen?
Bij ruw freeswerk is de gemiddelde dikte van de kommaspaan tussen 0,15 mm en 0,40 mm, bij fijn
freeswerk is dit tussen 0,015 mm tot 0,04 mm.
11. Hoe moeten a en d veranderen om dit freeswerk te verfijnen als sz hetzelfde blijft?
De snijsnelheid vc is de snelheid waarmee de messen over het hout gaan. Ze hangt af van het toerental en
de freesdiameter. We zoeken het juiste verband tussen deze drie grootheden. Stel dat vc = 60 m/s en de
diameter d = 120 mm. Bereken dan het maximale toerental.
12. Bereken eerst de afgelegde weg per omwenteling.
13. Bereken dan de afgelegde weg per minuut.
14. Bereken nu nmax .
Stel dat het toerental 6000 omw/min is en de freesdiameter 140 mm is.
15. Bereken de snijsnelheid.
16. Stel een algemene formule op voor de snijsnelheid.
Stel dat het maximale toerental 7000 omw/min is en de snijsnelheid 90 m/s.
17. Bereken de diameter van de frees.
De aanbevolen snijsnelheid hangt af van de hardheid van het hout en het aantal messen. Dit kun je aflezen
in tabellen en grafieken. De snijsnelheden bij freesgereedschappen mogen niet lager zijn dan 30 m/s en
niet hoger dan 100 m/s. Bij een snijsnelheid lager dan 30 m/s is er meer kans op terugslag en dat is niet
veilig bij handinvoer. Bij hoge snijsnelheden worden de beitels te warm en kan het hout verbranden.
De diameter is 220 mm en het toerenaantal kan variëren tussen 6000 en 8000 toeren/min.

18. Bereken de snijsnelheden.
19. Zijn ze veilig?
20. Hieronder vind je een grafiek waarin je de aanbevolen snijsnelheden kan aflezen. Vind je je
antwoorden op vraag 18 terug? Duid ze aan op de grafiek.
21. De diameter van het snijgereedschap is 140 mm en de snijsnelheid vc = 45 m/s. Lees in de grafiek het
maximale toerental af. Bereken ook de correcte waarde.(Het maximale toerental ligt in de buurt van
6100 t/min. De correcte waarde is 6138, 8 t/min. We berekenen deze waarde weer door omvorming
60000 vc
van formules: n .)
d
Uitwiskeling werktekst
3