Hard draaien

Harddraaien is een zeer nauwkeurig bewerkingsproces voor het afwerken van geharde materialen boven 45 HRC.

Het werkstuk draait in een CNC-gestuurd opspanapparaat terwijl een extreem slijtvast snijmateriaal - meestal CBN (cubic boron nitride) of keramiek - het oppervlak bewerkt. Dit resulteert in slijpkwaliteit in slechts één bewerkingsstap.

In tegenstelling tot slijpen biedt harddraaien een aanzienlijk grotere flexibiliteit voor geometrie, omdat vlakke, interne, externe en schroefdraadoppervlakken kunnen worden bewerkt in één opspanbewerking. De procesketen wordt verkort, het energieverbruik wordt verlaagd en droog bewerken is ook mogelijk. Dit maakt het proces bijzonder rendabel voor complexe rotatiesymmetrische componenten met hoge eisen op het gebied van maatnauwkeurigheid, vormnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit.

Harddraaien wordt gebruikt voor geharde staalsoorten en speciale legeringen met hardheden tussen 45 en 68 HRC. Typische materialen zijn:

• Draagstalen: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1..7131)
  
• Gereedschapsstalen: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
  
• Kwaliteitsstalen: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
  
• Nikkel- en titaanlegeringen: Inconel 718, Ti-6Al-4V
  
• Hardgecoate oppervlakken: TiN, CrN, AlTiN
  

CBN-snijplaten worden gebruikt wanneer hardheden boven 55 HRC worden bereikt, evenals keramische snijmaterialen (Al₂O₃ + TiC) voor toepassingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen.

Geoptimaliseerde snijwaarden, spaanhoeken en koelstrategieën resulteren in slijtagearme processen met consistente oppervlaktekwaliteiten. Afhankelijk van het materiaal liggen de snijsnelheden tussen 100 - 200 m/min, met voedingssnelheden van 0,05 - 0,15 mm/omw en snededieptes van 0,1 - 0,3 mm.

Dankzij ultramoderne CNC-harddraaicentra met hydrostatische geleidingen, precisiegeslepen opspantechnologie en temperatuurstabiele machinebedden kunnen nu nauwkeurigheden worden bereikt die voorheen alleen voorbehouden waren aan slijpprocessen.

• Dimensionale toleranties: tot ± 0,005 mm
  
• Vorm- en positietoleranties: volgens ISO 1101
  
• Ruwheid oppervlak: Ra = 0,2 - 0,4 µm
  

Inline meetsystemen en SPC-gestuurde procesbewaking garanderen deze waarden ook voor serieproductie.

Met name voor geharde functionele oppervlakken zoals lager- of afdichtingspunten, maakt harddraaien een constante kwaliteit over lange productietijden mogelijk.
Extra voordelen worden geboden door temperatuurgecompenseerde meetsystemen, die automatisch gereedschapslijtage corrigeren en maatnauwkeurigheid over hele batches garanderen.

Harddraaien is voordelig wanneer hoge oppervlaktekwaliteit en maatnauwkeurigheid vereist zijn voor geharde onderdelen, maar traditioneel slijpen te tijdrovend zou zijn. Het vermindert procesketens, omdat vlakken, uitwendig draaien, draadsnijden en fijnbewerking worden gecombineerd in één opspanproces. Dit elimineert opspantijden, instelkosten en secundaire slijpprocessen, waardoor de productie sneller, flexibeler en energiezuiniger wordt.

Typische toepassingssectoren:

• Automotive & drive technology: klepzittingen, synchronisatieringen, tandwielen
  
• lagers: Binnen- en buitenringen, loopbanen
  
• Gereedschap- en matrijzenbouw: Inzetstukken, geleidepennen, matrijzen
  
• Mechanische techniek:assen, koppelingsonderdelen, zuigergeleiders
  
• Energie- & turbinetechnologie: Hoogbelaste rotor- en lageronderdelen
  

Harddraaien combineert de precisie van slijpen met de productiviteit van verspanen - ideaal voor serieproductie van geharde precisieonderdelen.

De kwaliteitsborging is meerfasig en digitaal traceerbaar. Elk onderdeel wordt gecontroleerd volgens ISO 4287 (ruwheid), ISO 1101 (vorm & positie) en DIN 50150 (hardheidsmeting).

Het volgende wordt gebruikt:

• 3D coördinaten meetmachines (bijv. Zeiss Contura)
  
• Optische meetsystemen voor inline controle van contour en concentriciteit
  
• Ruwheids- en hardheidsmeters met SPC-aansluiting
  
• CAQ-systemen met automatische herleidbaarheid volgens EN 10204-3.1
  

De resultaten worden live in het productieproces gedocumenteerd, waardoor reproduceerbare seriekwaliteit wordt gegarandeerd. In combinatie met IATF 16949-conforme processen maakt dit volledige controleerbaarheid mogelijk - cruciaal voor industrieën met hoge eisen aan documentatie, veiligheid en traceerbaarheid.