Issuu

Boren en verzinken

VSP01

Boren en verzinken Inhoudsopgave Introductie 2 Theorie van boren en verzinken 3 Boormachines 3 Spiraalboren 6 Standtijd, snijsnelheid, aanzet en toerental Spannen 17 Centeren 18 Verzinken 19 Samenvatting 21 Video 22 Begrippen 23 Theorie-opdrachten 24 Praktijkopdrachten 26 Evaluatie en reﬂectie 32 Checklist 32 Zelftoets 32 Diagnostische eindtoets 35

Illustratieverantwoording Technisch tekenwerk F. Hessels, Almere-Stad Foto’s www.made-in-europe.nu @ blz. 2 Shutterstock @ 3, 4b, 4o, 5, 6b, 7b, 9o, 10b, 10o, 12b, 17b, 17o, 18b, 19b, 19o, 20, Smazka.ru @ blz. 12o Seco Tools AB @ blz. 11 Over ThiemeMeulenhoff ThiemeMeulenhoff ontwikkelt zich van educatieve uitgeverij tot een learning design company. We brengen content, leerontwerp en technologie samen. Met onze groeiende expertise, ervaring en leeroplossingen zijn we een partner voor scholen bij het vernieuwen en verbeteren van onderwijs. Zo kunnen we samen beter recht doen aan de verschillen tussen lerenden en scholen en ervoor zorgen dat leren steeds persoonlijker, effectiever en efﬁciënter wordt. Samen leren vernieuwen. www.thiememeulenhoff.nl ISBN 9789006000000 Eerste druk, eerste oplage, 2018 © ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2017 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot de uitgever te wenden. Voor meer informatie over het gebruik van muziek, ﬁlm en het maken van kopieën in het onderwijs zie www.auteursrechtenonderwijs.nl. De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden. Deze uitgave is volledig CO2-neutraal geproduceerd. Het voor deze uitgave gebruikte papier is voorzien van het FSC®-keurmerk. Dit betekent dat de bosbouw voor het gebruikte papier op een verantwoorde wijze heeft plaatsgevonden.

TECHNIEK 2018

Introductie DAF Trucks motoren-afdeling Ger Ewalts is productie engineer bij DAF in Eindhoven. Hij houdt zich voornamelijk bezig met de coördinatie en de toepassing van de gereedschappen in de motoren-afdeling. Hij legt uit hoe belangrijk boren in het productieproces is. In elk motorblok worden 27 gaten geboord en aangezien er ongeveer 32 000 motoren per jaar afgeleverd worden zijn dat meer dan 800 000 gaten per jaar! Het motorblok zit bovendien in een kritische productielijn die zeven dagen per week en 24 uur per dag doordraait, dus er mag geen storing of uitval optreden. Een stilstand in de motorenproductie betekent stilstand in de truckassemblage.

Figuur 1 Motoren-afdeling DAF

Oriënterende vragen • Welke aspecten van boren zou Ger Ewalts moeten bewaken om te zorgen dat er geen verstoringen in het productieproces optreden? • Hoeveel boren zou de motoren-afdeling per jaar verslijten? Bron: metaalmagazine.nl

1 2

Boren en verzinken

Theorie van boren en verzinken Kernvragen • Hoe vindt de verspaning bij boren plaats? • Wat is de invloed van het te boren materiaal op de geometrie van de boor? • Hoe bepalen we in de praktijk de keuze van een boormachine? • Welk toerental stel je in op de machine bij centeren, boren en verzinken? • Hoe slijp je een spiraalboor; verzinkboor en centerboor? • Waarom centeren of verzinken we? Bij boren maak je een rond gat met een draaiend snijgereedschap: de boor. De boor bepaalt de diameter van het gat. Het boren van gaten kan in verschillende patronen, diameters en dieptes. In geboorde gaten worden vaak bouten geplaatst, om verschillende machineonderdelen met elkaar te verbinden.

Figuur 2 Segmenten met geboorde gaten

Boormachines Boormachines kom je in verschillende uitvoeringen tegen. Welke boormachine je moet gebruiken hangt af van de boordiameter, de plaats en de omvang van het werkstuk.

1 3

TECHNIEK 2018

Tafelboormachine De tafelboormachine is een kleine kolomboormachine, die met een voetplaat op een tafel of werkbank staat.

Figuur 3 Tafelboormachine

Een tafelboormachine heeft vaak een werkstuktafel die je in hoogte kunt verstellen. Je gebruikt een tafelboormachine voor het boren van gaten tot 13 mm. Het werkstuk klem je in een machineklem, die je op de voetplaat of werkstuktafel monteert. Kolomboormachine De kolomboormachine is een grotere uitvoering van de tafelboormachine. De machine staat met zijn voetplaat op de vloer of op een fundatie. De werkstuktafel en het boorgedeelte zijn aan een lange kolom gemonteerd.

Figuur 4 Kolomboormachine

1 4

Boren en verzinken

Je gebruikt een kolomboormachine voor het boren van gaten tot ongeveer 60 mm. Op de voetplaat, die is uitgevoerd met T-gleuven, kun je grote producten opspannen. De werkstuktafel kun je langs de kolom op en neer verplaatsen en om zijn verticale as draaien. Je draait de werkstuktafel rond de kolom weg als je grote werkstukken op de voetplaat wilt spannen. Radiaalboormachine Met een radiaalboormachine boor je gaten in grote werkstukken. Je kunt de boorkop verplaatsen langs een horizontale arm. Deze arm kun je in zijn geheel rondom een dikke kolom verplaatsen. De arm kan verticaal op en neer bewegen langs de kolom.

Figuur 5 Radiaalboormachine

Handboormachine Als het te bewerken product zo groot is dat je het niet op een vaste boormachine kunt opspannen, moet je een handboormachine gebruiken. Om toch nauwkeurig te kunnen werken kun je een magneetboormachine gebruiken.

1 5

TECHNIEK 2018

Figuur 6 Magneetboormachine

Spiraalboren Spiraalboren zijn boren waarbij de spanen via een spiraalvormige groef uit het gat worden afgevoerd. Dit is de meest voorkomende soort boor en het meest gebruikte verspanende gereedschap. Ze worden gemaakt van: • snelstaal (HSS - afkorting voor High Speed Steel); • hardmetaal. Een spiraalboor bestaat uit: • het boorlichaam; • de schacht; • de boorpunt.

geleidingsrand spaangroef

cilindrische schacht

hulpvrijloopvlak

Boorlichaam In het boorlichaam zitten spaangroeven, waardoor de spanen worden afgevoerd.

d 1 = d -0,02 0,08 mm

100 mm

Figuur 7 Spiraalboor

Aan de omtrek van het boorlichaam zitten geleidingsranden, die de boor door het boorgat leiden. De hulpvrijloopvlakken verminderen de wrijving van de boor in het gat. Om de wrijving verder te verminderen wordt de diameter van de boor naar de schacht toe iets kleiner (d ≥ d1).

1 6

Boren en verzinken

Schacht Je klemt een spiraalboor met zijn schacht in de spankop of boorspil van de boormachine. Spiraalboren komen voor met een cilindrische schacht of een conische schacht.

a cilindrische schacht

b conische schacht

Figuur 8 Verschillende schachten

Boren met een diameter tot 13 mm hebben meestal een cilindrische schacht. Deze boren klem je in een zelfcentrerende boorhouder. Boren met een grotere diameter hebben een conische schacht (mc, morse-conus). Deze boren plaats je direct in de boorspil. Bij kolomboormachines is de opname mc3. Soms moet je hiervoor een verloophuls van 3 - 2 of 3 - 1 gebruiken. Aan het einde van de conus zit een uitdrijďŹ‚ip, waarmee je de boor met een conusuitdrijver uit de hoofdspil verwijdert.

5 1

3 4

a zelfcentrerende boorhouder

b boor geklemd via verloophuls

c conusuitdrijver

Figuur 9 Klemmen en uitdrijven van boren

Legenda: 1. boorspil 2. verloophuls 3. boor met conische schacht 4. zelfcentrerende boorhouder voor boren met cilindrische schacht 5. verloophuls, uitwendig mc 3 en inwendig mc 2 6. verloophuls, uitwendig mc 2 en inwendig mc 1

1 7

TECHNIEK 2018

Boorpunt Aan de punt van de spiraalboor zijn twee vlakken geslepen, waardoor de boor kan verspanen. Door de aangeslepen punthoek en de spiraalgroeven ontstaan een spaanhoek γ, een wighoek β en een vrijloophoek α.

spiraalhoek

γ spaanhoek β wighoek α vrijloophoek

Figuur 10 Hoeken aan een spiraalboor

Bij het verspanen van harde materialen moet de spaanhoek kleiner zijn dan bij zachte materialen. De grootte van de spaanhoek is gelijk aan de spiraalhoek van de spaangroef. Je kunt de spaanhoek veranderen door de punthoek aan te passen.

Figuur 11 Invloed van de punthoek op de spaanhoek

Er zijn verschillende combinaties van spiraalhoek en punthoek mogelijk. Daardoor is er voor elk materiaal of elke groep materialen een geschikte boor te vinden. Zie tabel 1.

1 8

Boren en verzinken

Tabel 1 Verschillende spiraalboren

uitvoering:

speciďŹ ek voor het boren van: ongelegeerd staal met Rm van max. 900 N/mm

20 - 30o 118o

corrosievast staal en mangaanstaal

10o 130o

zachte aluminium- en koperlegeringen 30 - 40o 140o

koper-zinklegeringen

12o 118o

marmer, leisteen 12o 80o

Het materiaal dat tussen de spaangroeven overblijft, noem je de ziel of kern van de boor. De zieldikte bepaalt de sterkte van de boor, maar ook de lengte van de dwarssnijkant. Door de grote negatieve spaanhoek verspaant de dwarssnijkant erg slecht. Bij het boren van grote gaten kun je daarom beter eerst voorboren met een kleinere boor.

Figuur 12 Spiraalboren met zichtbare dwarssnijkant

Je kunt de verspaningssnelheid opvoeren door boren te gebruiken die zijn voorzien van een coating. Hierdoor wordt de slijtvastheid beter. Coatings van

1 9

TECHNIEK 2018

TiN, CrN en TiAlN worden veel toegepast. De boren zijn uitgevoerd zoals gangbare HSS spiraalboren, maar de kleur is anders.

Figuur 13 Gecoate en normale HSS-boor

Als aan het oppervlak en de rondheid van het gat hoge eisen worden gesteld, kun je een drielippenboor gebruiken.

Figuur 14 Drielippenboor

Een drielippenboor heeft drie snijkanten, waardoor het oppervlak en de rondheid van het gat beter zijn (vergeleken met een spiraalboor). De beste kwaliteit en maatvoering krijg je door het gat na het boren te ruimen. Hardmetaalboren Volhardmetalen boren worden het meest gebruikt. Je kunt ze herkennen aan het kleurverschil van de schacht en het boorlichaam. Er zijn ook boren waarbij op de snijkanten van de boorpunt hardmetalen snijplaatjes zijn gemonteerd. Het boorlichaam en de schacht zijn dan in HSS uitgevoerd. Bij opsteekboren is de gehele boorpunt van hardmetaal gemaakt. Als de boor stomp is wordt alleen de boorpunt vervangen. Hardmetaalboren hebben vaak een inwendig koelkanaal, waardoor je een optimale koeling krijgt. Elke leverancier heeft zijn eigen speciďŹ eke uitvoeringen.

1 10

Boren en verzinken

Tabel 2 Verschillende uitvoeringen van hardmetaal boren

type

inzetbaarheid

volhardmetalen boren

productiviteit: - hoge voedingen en snijsnelheden; - uitstekende gattoleranties; - voor toepassingen met een goede stabiliteit; - voor alle werkstukmaterialen.

Kroonboren

ﬂexibiliteit: - vervangbare hardmetalen kronen; - geometrieën voor verschillende werkstukmaterialen; - niet herslijpbaar; - verschillende kroondiameters per boorlichaam.

Snijplaatboren

kostenefﬁciënt: - hardmetaalkwaliteiten voor alle werkstukmaterialen; - vierkante snijplaten voor lage kosten per geboord gat; - boren, axiaal verspanen, kruisende gaten, onregelmatige intredevlakken en uittredevlakken, kotteren; - hoge toepassingsveiligheid.

1 11

TECHNIEK 2018

De verspaningscapaciteit van hardmetaalboren is veel groter dan die van HSSspiraalboren. Bij boren met een inwendig koelkanaal is de verspaningscapaciteit het grootst.

Figuur 15 Opsteekboor met inwendige koeling

Standtijd, snijsnelheid, aanzet en toerental De standtijd bepaalt de snijsnelheid waarmee je bij het boren mag verspanen. De snijsnelheid is het uitgangspunt voor het toerental en omgekeerd.

Praktijkvoorbeeld In het praktijklokaal kijkt Freek beteuterd naar de boor die hij net heeft gebruikt. De boorpunt is blauw aangelopen en de snijvlakken beschadigt. En dat na één gat geboord te hebben. ‘Hoe kan dat nou?’ denkt hij. ‘Toerental niet goed? Die moet in elk geval geslepen worden’.

Figuur 16 Beschadigde boor

1 12

Boren en verzinken

Standtijd De standtijd is de tijd tussen twee slijpbeurten, waarin een boor goed verspaant. Voor een boor hanteren we de tijd die nodig is voor een totaal geboorde lengte van 2000 mm. Snijsnelheid De standtijd of gebruiksduur bepaalt de snijsnelheid en aanzet bij het boren. De snijsnelheid wordt uitgedrukt in m/min. Deze is afhankelijk van het productmateriaal waarin je moet boren. De aanzet wordt uitgedrukt in mm/ omw. De snijsnelheid en aanzet (of voeding) zijn af te lezen in de tabellen van een borenfabrikant. Tabel 3 Aanbevolen snijsnelheid en aanzet voor HSS-boren

materiaal

boormiddellijn (mm) snij snelheid (m/min)

gietijzer < 210 HB

25 - 40

0,06

0,12

gietijzer > 210 HB

20 - 30

0,05

nodulair gietijzer

15 - 25

ongelegeerd staal ongelegeerd staal C35

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0,10

0,12

0,18

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

25 - 35

0,05

0,11

0,15

0,20

0,25

0,35

0,45

0,50

0,60

25 - 35

0,05

0,10

0,13

0,18

0,22

0,30

0,40

0,45

0,55

aanzet (mm/omw.)

gelegeerd staal

15 - 25

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

gietstaal

20 - 35

0,05

0,11

0,15

0,20

0,25

0,35

0,45

0,50

0,60

mangaanstaal (Âą 13 % Mn)

3-5

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

corrosievast staal (aust. AISI serie 300)

10 - 15

0,03

0,06

0,10

0,13

0,15

0,18

0,21

0,25

0,30

0,35

corrosievast staal (ferriet mart. IASI serie 400)

15 - 20

0,04

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

koper

60 - 120

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

CuZn-legeringen

60 - 90

0,08

0,15

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,70

0,80

CuNi18Zn22

25 - 35

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

CuSn-legeringen

25 - 35

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

aluminium AlMg3

80 - 150

0,06

0,12

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

aluminium AlCuMgPb

25 - 40

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

thermoplastische kunststof (PVC)

25 - 40

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

thermohardende kunststof (bakeliet)

30 - 35

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

Voor hardmetaalboren is de toelaatbare snijsnelheid veel hoger dan voor HSSboren.

1 13

TECHNIEK 2018

Tabel 4 Aanbevolen snijsnelheid en aanzet bij boren met hardmetaal

ISO

Snijsnelheid vc (m/ min)

Voeding f in mm/omw

Uitwendig gekoeld

Inwendig gekoeld

ø2

ø4

ø6

ø8

ø10

ø12

ø14

ø16

Zacht koolstofstaal (≤ 450 N/mm2)

140

180

0,11

0,15

0,19

0,25

0,30

0,33

0,38

0,40

Automatenstaal 2 (400 - 700 N/mm )

130

160

0,11

0,15

0,19

0,25

0,30

0,33

0,38

0,40

Normaal staal (450 - 550 N/mm2)

130

160

0,11

0,15

0,19

0,25

0,30

0,33

0,38

0,40

Laaggelegeerd staal (550 - 700 N/ 2 mm )

100

130

0.10

0,14

0,17

0,23

0,28

0,30

0,35

0,37

Gereedschapstaal 2 (700 - 900 N/mm )

100

130

0.10

0,14

0,17

0,23

0,28

0,30

0,35

0,37

Gereedschapstaal (900 - 1200 N/ 2 mm )

100

0,08

0,12

0,15

0,20

0,24

0,26

0,30

0,32

Gehard staal (≥ 2 1200N/mm )

0,06

0,10

0,12

0,16

0,19

0,21

0,24

0,26

RVS A (zacht)

0,07

0,11

0,14

0,17

0,21

0,23

0,26

0,28

RVS A-D (medium bewerkbaar)

0,07

0,11

0,14

0,17

0,21

0,23

0,26

0,28

RVS A-D (slecht bewerkbaar)

0,06

0,09

0,11

0,14

0,16

0,18

0,21

0,23

RVS A-D (zeer moeilijk bewerkbaar)

0,05

0,06

0,08

0,11

0,13

0,15

0,17

0,18

Gietijzer (grijs)

110

140

0,14

0,20

0,26

O,34

0,41

0,44

0,51

0,54

Gietijzer (smeedbaar en nodulair)

100

120

0,12

0,18

0,23

0,30

0,36

0,39

0,45

0,48

Gietijzer (gelegeerd en nodulair)

100

120

0,12

0,18

0,23

0,30

0,36

0,39

0,45

0,48

Gietijzer (hooggelegeerd)

0,07

0,10

0,13

0,17

0,20

0,22

0,26

0,27

Al-legeringen (laag Si-gehalte)

160

260

0,14

0,19

0,28

0,32

0,38

0,42

0,48

0,51

Al-legeringen (hoog Si-gehalte)

160

260

0,14

0,19

0,28

0,32

0,38

0,42

0,48

0,51

Cu-legeringen

240

255

0,14

0,19

0,28

0,32

0,38

0,42

0,48

0,51

Materiaalsoort

Aanzet De aanzet is de diepteverplaatsing van de boor per omwenteling. De aanzet wordt uitgedrukt in mm/omw en is afhankelijk van de boordiameter. Je leest de aanzet af in tabellen. Op de boormachine moet je in plaats van de aanzet soms de aanzetsnelheid instellen. De aanzetsnelheid bereken je met de formule: a¼f n Met: a = aanzetsnelheid in mm/min; f = aanzet in mm/omw; n = toerental in min-1.

1 14

Boren en verzinken

Toerental aﬂezen in boornomogram In de tabellen zie je een aantal waarden voor de snijsnelheid. Deze snijsnelheid moet je omzetten in een toerental dat je op de boormachine kunt instellen. Als je de snijsnelheid hebt afgelezen en de boordiameter kent, kun je het toerental bepalen met een boornomogram.

20 000 min -1 10 000

5 0,2

0,5

1,0

2,0

5 000 4 000 3 000 n

2 000 1 500 1 000 900 800 700 600 500 400 300

voorbeeld: boor ø 10 v = 90 m/min n = 3 000 min-1

200 100 10

boormiddellijn ,0 ,0 ,0 ,0 ø 6 ø 80,0 ø3 ø4 ø 1 ,0 3 ø 16,0 ø 210,0 ø 5,0 ø 20,0 ø 30,0 ø 40,0 ø 50,0 ø6 mm00,0 ø1

40 50 60 v

80 100 90

150 200

m/min 500 300

Figuur 17 Boornomogram

Praktijkvoorbeeld: Boren met een HSS-boor Gegeven: Je wilt met een HSS-boor een gat van 10 mm boren in koper. Gevraagd: Bepaal het toerental. Oplossing: Uit tabel 3 volgt een snijsnelheid van 90 m/min (middelen tussen 60 en 120). Ga in het boornomogram bij van 90 m/min verticaal omhoog, tot je bij de lijn van boordiameter 10 komt. Ga van hieruit naar links. Je leest een toerental van 3000 min-1 af.

Praktijkvoorbeeld: Boren in koper Gegeven: Je wilt met een uitwendig gekoelde hardmetalen boor een gat van 10 mm boren in koper. Gevraagd: Bepaal het toerental.

1 15

TECHNIEK 2018

Oplossing: Uit tabel 4 lees je een snijsnelheid van 240 m/min af. Ga in het boornomogram verticaal omhoog, tot je bij de lijn van boordiameter 10 komt. Ga vanuit hier naar links. Je leest een toerental van ongeveer 7500 min-1 af.

Berekenen toerental Als de snijsnelheid en de boordiameter bekend zijn, kun je het toerental berekenen met de formule: d n v ¼ 1000

Met: v = snijsnelheid in m/min; d = boordiameter in mm; n = toerental in min-1.

Praktijkvoorbeeld: Boren met een hardmetalen boor met inwendige koelkanalen Gegeven: Je wilt een gat van 16 mm boren in gereedschapstaal met een treksterkte Rm = 800 N/mm2. Je gebruikt een hardmetalen boor met inwendige koelkanalen. Gevraagd: Bereken het toerental, de aanzet en de aanzetsnelheid. Oplossing: Uit tabel 4 lees je een snijsnelheid van 130 m/min af. Toerental: 1 130 n ¼ 1000 16 ¼ 2588 min

Aanzet: De aanzet lees je af uit de tabel: 0,37 mm/omw. Aanzetsnelheid: 0; 37 2588 ¼ 958 mm/min

1 16

Boren en verzinken

Spannen Kleine werkstukken klem je bij voorkeur in een machineklem. Voor seriewerk kun je snelklemmen gebruiken.

Figuur 18 Boren met een machineklem

Grotere werkstukken span je op met spanplaten.

Figuur 19 Spannen met spanplaten

1 17

TECHNIEK 2018

Centeren Je kunt eerst een centergat boren om te voorkomen dat de spiraalboor bij het begin van de boorcyclus verloopt.

Figuur 20 Centerboor

Centerboren kun je aan beide kanten gebruiken. Ze hebben een tophoek van 60Â°. Sommige centerboren boren behalve het centergat ook een verzonken kant van 120Â°. o

120 60 o

d2 d2

a onbeschermd centergat

b beschermd centergat

Figuur 21 Centergaten

1 18

Boren en verzinken

Verzinken Verzinken doe je om de kop van een bout of schroef net onder het oppervlak van een constructie te monteren. Je gebruikt hiervoor een verzinkboor. Met de kegelverzinkboor verzink je de gaten voor schroeven met een tapse overgang van kop naar steel.

Figuur 22 Verzinkboren

Figuur 23 Afbramen met verzinkboor

Voor het afbramen gebruik je een kegelverzinkboor met een punthoek van 60Â°.

1 19

TECHNIEK 2018

Voor het verzinken van boutgaten voor bouten met een cilindrische kop (zoals binnenzeskantbouten), gebruik je een penverzinkboor.

Figuur 24 Penverzinkboren

1 20

Boren en verzinken

Samenvatting Bij boren bepaalt de boor de uiteindelijke diameter van het gat. Je kunt boren met een: • tafelboormachine; • kolomboormachine; • radiaalboormachine; • handboormachine. Een spiraalboor wordt gemaakt van snelstaal (HSS) of hardmetaal. De HSS-boor bestaat uit: • het boorlichaam; • de schacht; • de boorpunt. Spiraalboren met een diameter tussen 1 en 13 mm hebben meestal een cilindrische schacht. Grotere boren hebben een conische schacht. De diameter van het boorlichaam wordt iets kleiner naar de schacht toe (d ≥ d1). Door de aangeslepen punthoek en de spiraalgroeven ontstaan de volgende hoeken.

spiraalhoek

γ spaanhoek β wighoek α vrijloophoek

Figuur 25 Hoeken aan een spiraalboor

De zieldikte bepaalt de sterkte van de boor. Door een negatieve spaanhoek verspaant de dwarssnijkant erg slecht. Daarom moet je bij het boren van grote gaten eerst voorboren met een kleinere boor. Met een drielippenboor bereik je een betere oppervlaktekwaliteit en rondheid, vergeleken met een spiraalboor. Hardmetalen boren zijn er in drie uitvoeringen: • volhardmetalen boren; • boren met hardmetalen snijplaatjes; • boren met een verwisselbare hardmetalen kop.

1 21

TECHNIEK 2018

De snijsnelheid voor boren lees je af uit tabellen van de leverancier. Het toerental lees je af uit een graﬁek of boornomogram, of je berekent het toerental met de formule: d n v ¼ 1000

Met: v = snijsnelheid in m/min; d = boordiameter in mm; -1 n = toerental in min . De aanzetsnelheid bereken je met de formule: a¼f n Met: a = aanzetsnelheid in mm/min; f = aanzet in mm/omw; n = toerental in min-1. Afhankelijk van de grootte klem je het werkstuk in een machineklem of een op spanplaat. Je boort eerst een centergat om te voorkomen dat de spiraalboor bij het begin van de boorcyclus verloopt. Je verzinkt een boutgat om de kop van een bout of schroef weg te werken. Je gebruikt hiervoor een verzinkboor. Er zijn: • kegelverzinkboren, • penverzinkboren. • speciale verzinkboren Om af te bramen zijn er kegelverzinkboren met een tophoek van 60°.

Video Bekijk de video over het boren van kleine gaten: https://www.youtube.com/watch?v=oENNFS4q8BI Bekijk de video over het boren met een kolomboormachine: https://www.youtube.com/watch?v=V-cnwuxxTe8 Bekijk de video over boren en verzinken: https://www.youtube.com/watch?v=xwfeP3aPpIo

1 22

Boren en verzinken

Begrippen Aanzet

Diepteverplaatsing van de boor per omwenteling.

Boorlichaam

Deel van de spiraalboor waarin de spaangroeven zitten.

Boornomogram

GraďŹ ek die relatie tussen diameter, toerental en snijsnelheid weergeeft.

Drielippenboor

Spiraalboor met drie snijkanten.

HSS

Afkorting voor 'High Speed Steel' (snelstaal).

Kolomboormachine

Boormachine die met een voetplaat op de vloer of op een fundatie staat.

Radiaalboormachine

Boormachine voor het boren van gaten in grote werkstukken.

Schacht

Deel van de spiraalboor dat in de spankop of boorspil van de boormachine wordt geklemd.

Standtijd

De standtijd is de tijd tussen twee slijpbeurten, waarin een boor goed verspaant.

Tafelboormachine

Kleine kolomboormachine die met een voetplaat op een tafel of werkbank staat.

Ziel

Materiaal van de boor dat tussen de spaangroeven zit.

1 23

TECHNIEK 2018

Theorie-opdrachten 1

Noem drie factoren die bepalen op welk type boormachine je een gat boort. 1 2 3

De boor in de ﬁguur bestaat uit een aantal genummerde onderdelen. Schrijf de namen van de onderdelen achter de nummers: 1 2 3 4 5

2 3

d 1 = d -0,02 0,08 mm

5 Figuur 26

In de werkplaats werk je met een boormachine met een opname mc3 in de boorspil. Welke hulpstukken uit de ﬁguur gebruik je voor de toepassingen? Kruis aan in de tabel.

Toepassing

Spannen van boren met een cilindrische schacht Spannen van een boor van ø14 mm met mc1 Spannen van een boor van ø30 mm met mc3 Spannen van een boor van ø18 mm met mc2

1 24

Theorie-opdrachten

3-2

3-1

mc 3

2-1

Figuur 27

Welk gereedschap gebruik je voor het verwijderen van een verloophuls mc2-1 uit een verloophuls mc3-2?

Om het boutgat in ďŹ guur 28 te maken, gebruik je a een centerboor. b een penverzinkboor. c een drielippenboor. d een kegelverzinkboor.

Figuur 28 Boutgat

1 25

TECHNIEK 2018

Praktijkopdrachten 1

Je moet 16 gaten van Ă¸25 mm boren in een product. Welke boormachine gebruik je? a tafelboormachine b kolomboormachine c radiaalboormachine d magneetboormachine

120 600

Figuur 29 Te boren product

Waarom heb je in opdracht 1 voor dit type boormachine gekozen?

Je moet 12 gaten boren in de ďŹ‚enzen van een HEA-ligger met een lengte van 12 meter. Welke boormachine gebruik je? a tafelboormachine b kolomboormachine c radiaalboormachine d magneetboormachine

Waarom heb je in opdracht 3 voor dit type boormachine gekozen?

1 26

Praktijkopdrachten

In de onderstaande ﬁguur staat d1 ¼ d 0;02 0;08 mm. a Wat betekent deze aanduiding?

Waarom is diameter d1 kleiner dan d?

2 3

d 1 = d -0,02 0,08 mm

5 Figuur 30

Omdat de dwarssnijkant slecht verspaant, is het zinvol om deze zo klein mogelijk te maken. Waarom kan dit niet onbeperkt?

Zet een streep door de foute antwoorden: Als je bij het boren kiest voor een kortere standtijd, kun je boren met een hoger/ lager toerental of een hogere/lagere aanzet.

Bepaal de aanbevolen snijsnelheid en aanzet voor het boren in verschillende materialen met een HSS-boor. Gebruik hiervoor de tabel met Aanbevolen snijsnelheid en aanzet voor HSS-boren. Vul de volgende tabel verder in.

materiaalsoort

boordiameter (mm)

snijsnelheid (m/min)

S235

C35

AISI300

messing

brons

PVC

gietijzer ≥ 210 HB

aanzet (mm/omw)

0,15

1 27

TECHNIEK 2018

Tabel 5 aanbevolen snijsnelheid en aanzet voor HSS-boren materiaal

boormiddellijn (mm) snij snelheid (m/min)

aanzet (mm/omw.)

gietijzer < 210 HB

25 - 40

0,06

0,12

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

gietijzer > 210 HB

20 - 30

0,05

0,10

0,12

0,18

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

nodulair gietijzer

15 - 25

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

ongelegeerd staal

25 - 35

0,05

0,11

0,15

0,20

0,25

0,35

0,45

0,50

0,60

ongelegeerd staal

25 - 35

0,05

0,10

0,13

0,18

0,22

0,30

0,40

0,45

0,55

gelegeerd staal

15 - 25

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

gietstaal

20 - 35

0,05

0,11

0,15

0,20

0,25

0,35

0,45

0,50

0,60

mangaanstaal (Âą

3-5

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

10 - 15

0,03

0,06

0,10

0,13

0,15

0,18

0,21

0,25

0,30

0,35

15 - 20

0,04

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

koper

60 - 120

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

CuZn-legeringen

60 - 90

0,08

0,15

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,70

0,80

CuNi18Zn22

25 - 35

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

CuSn-legeringen

25 - 35

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

aluminium AlMg3

80 - 150

0,06

0,12

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

aluminium

25 - 40

0,05

0,08

0,12

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

25 - 40

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

30 - 35

0,08

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

C35

13 % Mn) corrosievast staal (aust. AISI serie 300) corrosievast staal (ferriet mart. IASI serie 400)

AlCuMgPb thermoplastische kunststof (PVC) thermohardende kunststof (bakeliet)

1 28

Praktijkopdrachten

Bereken het toerental dat je op de boormachine moet instellen, voor het boren van een gat van ø20 mm in gietijzer ≥ 210 HB.

Bereken de aanzet in m/min voor het boren van een gat van ø30 mm in S235. Gebruik je antwoorden uit opdracht 9. Als een berekening niet mogelijk is, kun je het toerental ook bepalen met het onderstaande boornomogram.

20 000 min -1 10 000

5 0,2

0,5

1,0

2,0

5 000 4 000 3 000 n

2 000 1 500 1 000 900 800 700 600 500 400 300

voorbeeld: boor ø 10 v = 90 m/min n = 3 000 min-1

200 100 10

boormiddellijn ,0 ,0 ,0 ,0 ø 6 ø 80,0 ø3 ø4 ø 1 ,0 3 ø 116,0 ø 0,0 ø 25,0 ø 20,0 ø 30,0 ø 40,0 ø 50,0 ø6 mm00,0 ø1

40 50 60 v

80 100 90

Figuur 31 Boornomogram

1 29

150 200

m/min 500 300

TECHNIEK 2018

Op een radiaalboormachine kun je de volgende toerentallen instellen: 40, 100, 160, 250, 400, 600, 1000, 1200, 1600 en 2000 min-1. Bepaal het toerental en de aanzetsnelheid voor het boren van een gat van Ă¸16 mm in hooggelegeerd gietijzer. Je gebruikt een hardmetalen boor die uitwendig wordt gekoeld.

Bij het verspanen van harde materialen moet de spaanhoek kleiner zijn dan bij zachte materialen. Is dit ook te zien in de onderstaande tabel? Waarom wel/ niet?

Tabel 6 Verschillende spiraalboren uitvoering:

speciďŹ ek voor het boren van: ongelegeerd staal met Rm van max. 900 N/mm2

20 - 30o 118o

corrosievast staal en mangaanstaal

10o 130o

zachte aluminium- en koperlegeringen

30 - 40o 140

koper-zinklegeringen

12o o

118

marmer, leisteen

12o 80

1 30

Praktijkopdrachten

Welke verspanende bewerking lijkt het meest op boren, als je kijkt naar het gereedschap? a draaien b frezen c zagen d kotteren

Welke verschillen zijn er tussen boren en inwendig draaien, als je kijkt naar de snijbeweging en de maatvoering?

1 31

TECHNIEK 2018

Evaluatie en reﬂectie Checklist Hierna zie je een checklist met de onderwerpen die aan de orde zijn geweest. Geef aan welke onderwerpen je goed beheerst en welke je nog beter moet bestuderen. Je kunt: het principe van boren uitleggen. de onderdelen van een spiraalboor noemen. de inspanmogelijkheden voor spiraalboren noemen. de juiste boormachine kiezen voor een bepaalde toepassing. uitleggen wat de invloed van de spiraalhoek is op de spaanhoek. uitleggen waarom je bij het boren van zachte materialen een boor met een andere spiraalhoek neemt dan bij het boren in harde materialen. de verschillende gatvormen bij boren noemen. verschillende soorten hardmetalen boren noemen. de snijsnelheid en aanzet voor HSS-boren bepalen met behulp van tabellen. de snijsnelheid en aanzet voor hardmetalen boren bepalen met behulp van tabellen. het in te stellen toerental voor boren berekenen en bepalen met een boornomogram. de aanzetsnelheid berekenen. uitleggen waarom je een centergat boort. het doel van verzinken noemen. de toepassingsmogelijkheden van verschillende verzinkboren noemen. opspanmethoden van te boren werkstukken aangeven.

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

Zelftoets Test jezelf, maak de zelftoets. Twijfel je over het antwoord, zoek dan in de theorie de uitleg en eventueel een praktijkvoorbeeld op. Kijk je antwoorden van de zelftoets na met behulp van de antwoorden aan het einde van deze zelftoets. 1

Bij a b c d

boren wordt de uiteindelijke diameter van het gat bepaald door de boor. de boormachine. het toerental. de aanzet.

Hoe heet de rechtlijnige beweging die een spiraalboor maakt tijdens het boren? a de snedediepte b de snijsnelheid c de aanzet d de standtijd

1 32

Praktijkopdrachten

Hoe noem je de snijkanten in de ďŹ guur? a A: dwarssnijkant, B: hulpsnijkant, C: wigsnijkant b A: hulpsnijkant, B: hoofdsnijkant, C: dwarssnijkant c A: wigsnijkant, B: dwarssnijkant, C: hulpsnijkant d A: hoofdsnijkant, B: hulpsnijkant, C: dwarssnijkant A

C B Figuur 32 Snijkanten spiraalboor

Bij boren met verschillende spiraalhoeken verschilt ook de grootte van een andere hoek. Welke hoek is dat? a spaanhoek b wighoek c vrijloophoek d hulpsnijhoek

Welke boormachine gebruik je, als je in de bak van een graafmachine gaten moet boren met verschillende diameters? a radiaalboormachine b kolomboormachine c tafelboormachine d magneetboormachine

Je wilt gaten van Ă¸12 mm boren in RVS, met een snijsnelheid van 100 m/min. Je gebruikt een hardmetalen boor. Wat is het maximale toerental? a 314 min-1 b 1200 min-1 c 2654 min-1 d 3768 min-1

In een tabel van een borenleverancier lees je dat je mag boren met een aanzet van 0,5 mm/omw. Het ingestelde toerental op de boormachine is 1000 min-1. Hoe groot is de maximale aanzetsnelheid in m/min? a 200 m/min b 62,8 m/min c 2,0 m/min d 0,5 m/min

1 33

TECHNIEK 2018

Voor het verzinken van het gat in de ďŹ guur gebruik je a een kegelverzinkboor. b een penverzinkboor. c een centerboor. d een drielippenboor.

Figuur 33 Verzonken gat

Centeren doe je a om de aanzetkracht bij boren te verminderen. b om te voorkomen dat de boor verloopt. c om ervoor te zorgen dat het gat een goede rondheid heeft. d om braamvorming te voorkomen.

Bij a b c d

welk type boor mag je de hoogste snijsnelheid toepassen? Een HSS-boor. Een gecoate spiraalboor. Een hardmetalen boor met inwendig koelkanaal. Een boor met hardmetalen opzetkop.

1 34

Praktijkopdrachten

Diagnostische eindtoets Geen onderdeel van het lesmateriaal maar beschikbaar bij de docent.

1 35

B boorlichaam 6 boornomogram 15 D drielippenboor H HSS

K kolomboormachine

R radiaalboormachine

S schacht 7 standtijd 13 T tafelboormachine Z ziel

1 37