Wat is gereedschapstaal?

Gereedschapstaal is een metaallegering die uit ijzer bestaat in combinatie met hoogwaardige staalsoorten waardoor het materiaal geschikt is voor het produceren van gereedschappen. Er zijn verschillende soorten gereedschapstaal. Het verschil zit in de samenstelling van de legering. Bekende toevoegingen zijn vanadium, nikkel en molybdeen. De toevoegingen in de legering kunnen verschillen en ook het percentage van een bepaalde toevoeging kan verschillen. Dat zorgt er voor dat er in de praktijk verschillende soorten gereedschapstaal zijn.

Metallurgie
Fabrikanten van gereedschapstaal hebben kennis van eigenschappen van metalen. Dit valt onder de metallurgie. Door de kennis van metalen en hun eigenschappen kunnen ze gereedschapstaal specifieke eigenschappen geven bijvoorbeeld: slijtvast, taaiheid, hardheid en bewerkbaarheid. Ook op het gebied van de sterkte en corrosiebestendigheid kunnen eisen worden gesteld.

Gereedschappen en werktuigen
Er worden verschillende gereedschappen en werktuigen van gereedschapstaal gemaakt zoals beitels, boren en zagen. Deze materialen kunnen ook worden gebruikt voor het bewerken van metaal. In dat geval moet er ook sprake zijn van specifieke eigenschappen. Voor gereedschappen waaraan men bijzonder hoge eisen stel gebruikt men sneldraaistaal (HSS).

Waar wordt gereedschapstaal verwerkt
Gereedschapstaal wordt veel gebruikt in een gereedschapmakerlij of door instrumentmakers om werktuigen en instrumenten te maken. Dit gebeurd over het algemeen doormiddel van (CNC) draaien en frezen of eroderen (vonkverspanen). Dit zijn bewerkingen in de verspaning en worden gedaan door vakmensen zoals gereedschapmakers, instrumentmakers, werktuigbouwkundigen en allround verspaners.

CNC frezen op 3, 4, 5 of 6-assige freesbank

Frezen is een metaalbewerking die onder de verspaning valt omdat er tijdens het frezen kleine stukjes metaal (spaantjes) uit het werkstuk worden geboord doormiddel van een draaiende frees. Er wordt bij het indelen van freesbanken een keuze gemaakt tussen een conventionele freesbank en een computergestuurde freesbank. De laatste variant wordt ook wel een CNC freesbankgenoemd. Naast deze indeling worden freesbanken ook wel ingedeeld op basis van het aantal assen. De volgende opties zijn hierin gangbaar:

  • 3-assige freesbank. Deze heeft drie lineaire bewegingen. De X, de Y en de Z. De frees beweegt zich over deze assen en het product wordt alleen van bovenaf bewerkt. De frees beweegt zich verticaal, loodrecht op het werkstuk. Frezen met een 3-assige freesbank wordt toegepast op producten die van bovenaf moeten worden bewerkt.
  • 4-assige freesbank. Een freesbank met 4 assen heeft een extra roterende as. Deze extra as kan worden gebruikt om het werkstuk te verdraaien.
  • 5-assige freesbank. Deze heeft een 5e as die ook wel een B-as wordt genoemd. Deze 5de as draait de spindle kop naar links en rechts. Met deze machines kan een product van vijf verschillende kanten worden verspaand zonder het materiaal uit de freesmachine te halen.
  • 6-assige freesbank. Als men aan de freesbank nog een as toevoegt heeft men een 6-assige freesbank. Deze heeft een 6de as die ook wel de C-as wordt genoemd. Deze C-as kantelt de spindle kop van voor naar achter. Omdat een 6-assige freesbank een extra as heeft is het mogelijk om een werkstuk nog effectiever te bewerken

CNC frezen
Er zijn freesbanken met nog groter aantal assen dan een 6-assige freesbank. Het aantal assen van een freesbank bepaalt vanuit welke hoeken het werkstuk bewerkt kan worden bewerkt. Een freesbank met 6 assen kan daardoor gebruikt worden om een complexer werkstuk te maken dan een freesbank met 3 assen. Het aantal assen vraagt overigens ook wat van de persoon die de freesmachine gebruikt, oftewel de verspaner. Een verspaner (CNC frezer) zal te maken krijgen met een veel complexere machine wanneer hij of zij achter een 6-assige freesbank staat. Het schrijven van een programma voor deze machines is over het algemeen minder eenvoudig dan het schrijven van een programma voor een 3-assige freesbank.

Wat is een accuboormachine?

Een accuboormachine is een elektrisch aangedreven handgereedschap dat een accu bevat en een ronddraaiende kop waarin een boor of schroefbitje kan worden geplaatst. De accuboormachine kan worden gebruikt als schroefmachine maar is eventueel ook te gebruiken als lichte boormachine. Daardoor is de accuboormachine een breed inzetbaar elektrisch handgereedschap. Accuboormachines worden op de bouw door verschillende werknemers gebruikt zoals elektromonteurs, installatiemonteurs en natuurlijk door timmermannen. In deze tekst staat algemene informatie over de accuboormachine.

Accuboormachine of accuschroefmachine?
Op de bouw wordt het woord accuboormachine en accuschroefmachine gebruikt. Dit kan verwarrend werken want in feite bedoelt men hetzelfde elektrische handgereedschap. Soms gebruikt men ook de algemene benaming accutol. Ook dit is in feite het zelfde stuk gereedschap. Het is belangrijk te weten dat men met de aanduiding boormachine zowel een boormachine met een accu (accuboormachine) als een elektrische boormachine met lichtnetaansluiting kan bedoelen. Daarom is het belangrijk om goed duidelijk te maken of het om een accuboormachine gaat of om een elektrische boormachine met lichtnetaansluiting. Om die reden gebruiken sommige werknemers voor de accuboormachine liever de term accuschroefmachine en de boormachine die aangesloten wordt op het lichtnet wordt dan klopboor of klopboormachine genoemd.

Accu
Men moet rekening houden met het feit dat de accuboormachine haar elektrische vermogen haalt uit een accu en niet uit het netstroom. Dit zorgt er voor dat een accuboormachine vermogen verliest naarmate de accu leeg raakt. Daarom moet voor een accuboormachine regelmatig de accu worden opgeladen. Daarvoor worden bij de accuboormachine specifieke acculaders geleverd. Deze worden doormiddel van een stekker in een stop in het netstroom geplaatst. De accu zelf kan meestal onder het handvat van de accuboormachine worden geklikt om deze vervolgens in de acculader te plaatsen. Doormiddel van een lichtje/ diode wordt meestal duidelijk gemaakt hoe het is gesteld met de accu. Een volle accu wordt meestal met een groen lichtje aangeduid. Ook kan er muziek of geluid uit de acculader komen om aan te geven dat de accu is opgeladen. Dit is echter per merk en type acculader verschillend.

Accuboormachine NEN 3140
Op de bouw moet de acculader gekeurd zijn conform de NEN 3140 maar de accuboormachine hoeft zelf niet gekeurd te worden. De acculader wordt door een bevoegd persoon gekeurd conform de NEN 3140 richtlijnen. Daarbij wordt onder andere gekeken naar de kabel. Er moet geen kabelbreuk aanwezig zijn. Ook naar het veilig functioneren van de acculader wordt gekeken. Er wordt daadwerkelijk getest maar ook visueel geïnspecteerd conform de NEN 3140.

Accuboormachine voor het boren van gaten
Een accuboormachine kan men zoals de naam doet vermoeden gebruiken als boormachine. De accuboormachine moet men echter niet gebruiken voor zware boorklussen waarbij gaten in steen of beton moeten worden geboord. Voor het boren van gaten van een kleine diameter in hout, bepaalde kunststoffen en ander zacht materiaal is de accuboormachine echter wel geschikt. Voor zwaardere boorklussen kan men vaak beter een klopboormachine gebruiken.

Snelspankop
De meeste accuboormachines bevatten een snelspankop. In deze kop kan een schroefbitje worden geplaatst of een boor. De snelspankop kan worden beschouwd als een boorhouder. Achter de snelspanknop zit meestal een slipkoppeling. Daarbij is doormiddel van cijfers aangeduid wat de maximale koppel is waarmee men kan werken. Hiermee wordt duidelijk hoeveel kracht op de schroef kan worden overgedragen tijdens het schroeven. Dit koppel kan men afstellen en is afhankelijk van de afmeting van de in te draaien schroef. Ook de hardheid van de ondergrond en de hardheid van het te bevestigen onderdeel of materiaal is van belang.

Wat is een wringijzer en waar wordt dit gereedschap voor gebruikt?

Voor het aanbrengen van schroefdraad kan men een machine gebruiken maar men kan het ook met de hand doen. In dat laatste geval maakt men gebruikt van een draadtap in combinatie met een wringijzer. Een wringijzer kan eveneens worden gebruikt om een ruimer in een gat rond te draaien tot de gewenste diameter is bereikt en de juiste passing tot stand is gebracht. Een wringijzer bevat een uitsparing waarin een ruimer of handtap kan worden geplaatst. Handtappen en ruimers zijn voorzien van een schacht met een vierkante kop. Op deze kop past het wringijzer. Een wringijzer wordt loodrecht op de ruimer over de handtap geplaatst waardoor een ‘T’ ontstaat. Het verticale deel van de ‘T’ is dan de ruimer of de handtap en het horizontale deel is het wringijzer.

Verschillende soorten wringijzers
Er worden in de praktijk verschillende soorten wringijzers gehanteerd. Zo kan een wringijzer de vorm hebben van een strop metaal die voorzien is van vierkante gaten die iets conisch zijn vormgegeven. Hierdoor passen verschillende kleine tappen in deze gaten.

Een wringijzer kan ook uit een verstelbare klem bestaan. Deze bevat een gat met een vast klemblokje met een < vorm er in en een verstelbaar klemblokje met een > vorm. Door het verstelbare klemblokje aan te draaien ontstaat een ruit <>, hierin wordt de ruimer of de handtap vastgeklemd. Omdat het klemblokje verstelbaar is kunnen draadtappen en ruimers van verschillende afmetingen worden ingeklemd. Het klemblokje zelf wordt met een draaibare handgreep verplaatst zodat men de draadtap of ruimer vast kan klemmen of kan loshalen.

Tips voor het gebruiken van een wringijzer
Men moet het juiste wringijzer hanteren als men schroefdraad wil tappen. Als men een te groot wringijzer hanteert heeft men te weinig gevoel tijdens het tappen. Daardoor kan men al snel te veel kracht gaan zetten waardoor de tap uiteindelijk zal breken. Men moet bovendien een wringijzer met twee handen hanteren om er voor te zorgen dat de tap niet afbreekt. Als men één hand gebruikt voor het draadtappen met een wringijzer dan wordt veel druk aan één kant van het wringijzer uitgeoefend waardoor de tap kan afbreken.

Als men gebruik maakt van kleine draadtappers kan men ook een tapkrukje hanteren in plaats van een wringijzer. Een tapkrukje kan men met één hand gebruiken. Er zijn ook tapkrukjes die een ratelmechanisme bevatten. Die zijn geschikt voor het aanbrengen van schroefdraad in kleine gaten waar men moeilijk bij kan komen.

Wat is de rol van bewerkingsvloeistof bij verspanende technieken in de metaal?

Verspaning is een algemene term die verschillende verspanende technieken omvat in de metaalsector. Als men het woord verspanen gebruikt dan doelt men op alle bewerkingstechnieken waarbij delen van het werkstuk in de vorm van spaantjes van het werkstuk afgenomen worden om het de gewenste vorm te geven. Vaak denkt men bij verspanen aan draaien en frezen maar deze varianten zijn slechts een paar voorbeelden van verspaning. Er zijn nog veel meer verschillende soorten verspaning zoals boren, tappen, slijpen en zagen. Bij verspanen maakt men gebruik van een aantal verschillende smeermiddelen.

Smeermiddel voor het onderhoud van de machine
Over het algemeen worden verschillende vloeistoffen en vetten in de metaal gebruikt als smeermiddel. Het smeermiddel moet er voor zorgen dat de wrijving tussen verschillende delen wordt beperkt. Daardoor wordt er minder warmte gecreëerd en ontstaat er minder slijtage. Op die manier blijft het werkstuk en de constructie zo lang mogelijk bestaan en blijft deze haar sterkte behouden. Ook tijdens het verspanen maakt men gebruik van deze smeermiddelen.

De smeermiddelen worden toegepast om de machine die wordt gebruikt voor het verspanen zo lang mogelijk te behouden. De verschillende draaiende delen van de machine worden goed ingevet om te voorkomen dat deze delen te warm worden en gaan slijten. Daarbij is de juiste viscositeit van belang. Bij het bepalen van de gewenste viscositeit  dient men ook rekening te houden met de snelheid en temperatuur duur tijdens de verspaning wordt ontwikkeld. Het bepalen van het juiste smeermiddel is heel lastig. Daarom worden in de praktijk smeerschema’s gehanteerd met daarop de juiste smeermiddelen die voor de machines moeten worden gebruikt.

Smeermiddel voor het verspanen
Als men gaat verspanen maakt men gebruik van een scherp en hard gereedschap. Dit kan bijvoorbeeld een boor, beitel of zaagblad zijn. Deze harde gereedschapsdelen bewegen zich in de praktijk met een bepaalde snelheid door het uitgangsmetaal of werkstuk. Hierbij treed ook wrijving op en is de kans op slijtage van het gereedschap groot. Het doel is dat het materiaal wordt vervormd en niet het gereedschap. Daarom moet de warmte worden beperkt en afgevoerd. Ook dient men de wrijving tijdens de bewerking te verminderen. Bij het smeren van de snijgereedschappen wordt tijdens de bewerking voortdurend smeervloeistof op het werkstuk en snijgereedschap gespoten. De rol van dit smeermiddel is het koelen van gereedschap en het verminderen van de wrijving tijdens het verspaningsproces.

Voor verspanende technieken maakt men gebruik van zogenoemde snijoliën of booroliën. Snijolie of boorolie zorgt er voor dat de boor of beitel zich met minder wrijving door het uitgangsmateriaal vreet. Er zijn verschillende materialen en er zijn ook verschillende gereedschappen daarom zijn er ook verschillende soorten snijolie en boorolie. De keuze voor de juiste snijolie is bovendien ook afhankelijk van de soort machine die men gebruikt om de bewerking uit te voeren en de snelheden die worden gerealiseerd tijdens het verspanen. Ook voor snijolie en boorolie zijn duidelijke voorschriften zodat de juiste olie wordt gehanteerd tijdens het bewerkingsproces.

Wat is hardmetaal en waarvoor wordt hardmetaal in de werktuigbouwkunde gebruikt?

Hardmetaal bestaat uit ver schillende carbiden. Het metaal is samengesteld uit molybdeen, tantalium, titanium, wolfraam en is gesinterd en bevat het bindmiddel kobalt. Doormiddel van sinteren kan een zeer hard metaal ontstaan. Gesinterde  wolfraamcarbide is zo hard dat maar weinig stoffen op aarde harder zijn. Een voorbeeld van een stof die harder is dan gesinterde wolfraamcarbide is diamant. Dit is echter een zeer duur materiaal en is moeilijk vervormbaar.

Hardmetaal wordt in de werktuigbouwkunde op verschillende manieren toegepast vanwege de gunstige eigenschappen van dit materiaal. De hardheid van hardmetaal blijft behouden tot een hoge temperatuur. De temperatuur die dit metaal kan verdragen loopt tot een maximum van duizend graden Celsius. De thermische uitzetting is laag. Dit houdt in dat hardmetaal door hitte niet of nauwelijks uitzet. Harmetaal heeft daarnaast een hoge elasticiteitsmodulus, de taaiheid is echter laag.

Waarin wordt hardmetaal toegepast?
Hardmetaal wordt veel toepast in de fabricage van beitels en frezen voor de verspaning. Daarnaast wordt het gebruikt voor boren. Door de hardheid van hardmetaal is het metaal ook geschikt voor de mijnbouw en de bouw van wegen. Daarnaast wordt hardmetaal net als snelstaal gebruikt in de matrijzenbouw. Ook voor industriële snijmessen wordt hardmetaal gebruikt.