Hoe kies je een dood centrum en een levend centrum voor draaibanken?

Je moet een as draaien. Je weet dat je ondersteuning nodig hebt voor de spil. Maar als je het verkeerde center pakt, verpest je de afwerking of verbrand je je werkstuk. Je moet het juiste gereedschap kiezen voor de specifieke klus.

U moet een Live center kiezen voor algemeen CNC draaien en hogesnelheidsbewerkingen om wrijving en warmteontwikkeling te voorkomen. U moet een Dead Center kiezen voor slijpen of draaien met lage snelheid en hoge precisie, waarbij de rondloop vrijwel nul moet zijn. De keuze hangt volledig af van uw behoefte aan snelheid versus uw behoefte aan extreme nauwkeurigheid.

Veel operators vernielen dode centers door ze op hoge toerentallen te laten draaien. Anderen ruïneren precisieklussen door een goedkoop levend centrum met losse lagers te gebruiken. Ik wil je helpen deze kostbare fouten te voorkomen.

Wat zijn de belangrijkste functionele verschillen tussen een dood centrum en een levend centrum?

Je hebt ze allebei in handen. De ene draait, de andere is massief. Maar begrijpt u hoe dit mechanische verschil uw bewerkingsproces verandert?

Een levend centrum heeft interne lagers en de punt draait mee met je werkstuk. Een dead center is een massief, enkel stuk staal dat stil blijft staan terwijl het werkstuk ertegenaan draait. Dit structurele verschil bepaalt hun wrijvingsniveau, snelheidsmogelijkheden en potentiële nauwkeurigheid.

Het belangrijkste verschil zit hem in de structuur en de beweging.

A Live centrum¹ is een complexe assemblage. Het heeft een voorste conus die contact maakt met je onderdeel. In de behuizing zitten rollagers. Dankzij deze lagers draait de voorste conus synchroon met je werkstuk. Omdat de punt met het werkstuk meedraait, is er bijna geen glijwrijving tussen het midden en het gat in het midden. Dit ontwerp is perfect voor snijsnelheden. Lagers zijn echter niet perfect. Ze hebben kleine spelingen. Hierdoor ontstaat een kleine radiale uitloop. Dit betekent dat de punt licht kan wiebelen, wat de rotatienauwkeurigheid beïnvloedt. We gebruiken deze lagers meestal voor voorbewerking of semi-afwerking waarbij snelheid belangrijker is dan perfectie op microniveau.

A Dood centrum² is eenvoudig. Het is een solide, geïntegreerde stijve structuur. Het beweegt niet. Het blijft gefixeerd in de kop. Uw werkstuk draait rond, maar het center niet. Dit zorgt voor een "statisch contact". Omdat er geen bewegende delen zijn, wiebelt het lager niet. De stijfheid is ongelooflijk hoog. Het biedt de best mogelijke positioneernauwkeurigheid. Metaal dat op metaal draait, veroorzaakt echter wrijving. Dit vereist smering.

Hier volgt een eenvoudig overzicht van de verschillen:

Wat zijn de risico's van thermische uitzetting en wrijving bij het gebruik van een dood centrum?

Een dood center is stijf, maar creëert warmte. Als je deze warmte negeert, zal je werkstuk snel kapot gaan.

Het grootste risico is thermische uitzetting door wrijving. Als het werkstuk tegen het vaste dode punt in draait, wordt er warmte opgebouwd, waardoor het werkstuk 0,4-0,6 mm kan uitzetten. Door deze uitzetting wordt het werkstuk tegen het middelpunt gedrukt, waardoor de as krom kan trekken of de machinelagers beschadigd kunnen raken.

Als je een dood middelpunt gebruikt, wrijf je in feite twee stukken metaal onder druk tegen elkaar. Zelfs met smeermiddel is wrijving onvermijdelijk. Dit creëert een gevaarlijke cyclus voor je onderdeel.

De cyclus van mislukking
Eerst roteert het onderdeel tegen de stationaire punt. Wrijving genereert warmte. Metaal zet uit wanneer het heet is. Op een lange as is dit thermische uitzetting³ kan aanzienlijk zijn, soms meer dan 0,5 mm. Omdat de losse kop geblokkeerd is, kan het groeiende deel nergens heen. Het duwt harder tegen het dode punt. Deze verhoogde druk creëert meer wrijving en meer warmte.

Gevolgen van hitte
Als je hier niet in slaagt, zijn de resultaten slecht.

• Pijnlijk: De punt zal zichzelf aan het werkstuk vastlassen.
• Vervorming: De slanke schacht zal buigen of knikken omdat er in wordt geknepen.
• Veiligheidsrisico's: In ernstige gevallen kan de druk van het gereedschap in combinatie met de uitzetting het onderdeel uit de machine laten springen.

Hoe ermee omgaan
U moet een smeermiddel onder hoge druk⁴ zoals molybdeendisulfidevet. Gewone olie draait te snel weg. Ook moet je de toerentallen laag houden. Je kunt een dood centrum niet op 3000 RPM laten draaien. Voor rondslijpen is dit minder een probleem omdat er constant koelvloeistof stroomt. Maar op een draaibank moet je de machine misschien stoppen, de druk op de spindel iets verminderen en opnieuw smeren om de uitzetting op te vangen.

Waarom kiezen voor een draaibank met een draaicentrum boven een dood centrum?

CNC machines draaien snel. Een massief center kan de moderne productiesnelheden eenvoudigweg niet bijhouden zonder schade te veroorzaken.

U kiest een levend centrum voor CNC-draaibanken om met hoge snelheid te kunnen snijden zonder oververhitting. De roterende lagers elimineren de wrijving die dode centers doet verbranden, waardoor een efficiënte productie, een langere levensduur van het gereedschap en consistente maatvastheid tijdens lange runs mogelijk zijn.

Er zijn vier specifieke redenen waarom de industrie ze verkiest voor CNC-werk.

1. Wrijving en thermische vervorming verminderen⁵
   CNC-draaibanken draaien vaak uren zonder te stoppen. Een levend centrum roteert met het werkstuk mee. Dit stopt effectief wrijvingsopbouw. Het voorkomt dat het werkstuk opwarmt en in de lengte groeit. Dit zorgt ervoor dat uw schouderlengtes consistent blijven van het eerste onderdeel tot het laatste onderdeel van de batch.

2. Aanpassen aan hoog toerental
   Modern CNC draaien maakt gebruik van gecoate hardmetalen beitelplaatjes. Deze gereedschappen presteren het best bij hoge oppervlaktesnelheden. Een dood centrum beperkt je toerental. Met een levend centrum kun je werken met de optimale snelheid voor de wisselplaat. Als je met een dood center op hoge snelheden draait, zal de punt binnen enkele minuten vernield zijn. Een levend centrum draait vrij rond, waardoor slijtage en ablatie worden verminderd.

3. De levensduur van het middengat verlengen⁶
   We verplaatsen onderdelen vaak tussen machines. We draaien het misschien op een draaibank en verplaatsen het dan naar een slijpmachine. Het gat in het midden moet perfect blijven. Een levend centrum maakt gebruik van rollend contact. Het wrijft niet. Het centrum wordt niet ovaal en er ontstaan geen groeven in het gat. Dit zorgt ervoor dat het gat in het midden nauwkeurig blijft voor secundaire bewerkingen.

4. Trillingen verminderen en stabiliteit verbeteren
   Bij werkstukken met slanke assen absorbeert de lagerstructuur van het live center sommige snijtrillingen. Het werkt als een demper. Dit verbetert de stabiliteit van het bewerkingsproces en vermindert de uitloop van het werkstuk, wat leidt tot een betere oppervlakteafwerking.

Wat is de invloed van het werkstukgewicht op de levensduur van centrumlagers?

Levende centra vertrouwen op lagers. Net als alle lagers hebben ze een belastingslimiet. Overbelasting leidt tot een catastrofale storing.

Het gewicht van het werkstuk verkort direct de levensduur van het lager als het de radiale belastingswaarde van het centrum overschrijdt. Zware onderdelen oefenen een enorme druk uit op de loopbanen, wat voortijdige vermoeidheid, oververhitting en uiteindelijk vastlopen van het actieve centrum veroorzaakt, wat het werkstuk kan ruïneren.

Ik heb te maken met klanten variërend van kleine werkplaatsen tot enorme staalfabrieken. We hebben het vaak over het "gewicht". Je kunt een standaard center niet gebruiken om een zware wals vast te houden.

Inzicht in Belasting⁷
Een levend centrum verwerkt twee krachten.

• Axiale belasting: De kracht van de spilkop die in het werkstuk drukt.
• Radiale belasting: Het gewicht van het werkstuk dat naar beneden drukt.
  Standaard live centers zijn ontworpen voor axiale belasting. Ze kunnen goed worden geduwd in. Ze zijn minder goed in het vasthouden van zware gewichten op.

Defecte lagers⁸
Als je een zware as op een klein levend centrum zet, hebben de interne lagers daaronder te lijden. De kogels of rollen drukken in de loopbanen. Dit wordt brinelling genoemd. Het geeft een hobbelig, knarsend gevoel als je er met de hand aan draait. Bovendien versterken ongelijkmatige of vrijdragende belastingen deze spanning. De lagers zullen warm worden en vastlopen. Als het lager vastloopt terwijl de draaibank op 1000 tpm draait, stopt de middelste punt, maar blijft het onderdeel bewegen. Dit gutst het onderdeel onmiddellijk uit en breekt je snijgereedschap.

Levensduur berekenen
Ingenieurs gebruiken de L10-levensduurfactor om het falen van lagers te voorspellen. Deze berekening houdt rekening met gewicht en toerental. Als je de belasting verdubbelt, halveer je niet alleen de levensduur, maar verkort je deze aanzienlijk. Voor onze heavy-duty klanten raden we centers aan met extra rijen lagers of "Bull Nose" stijlen. Controleer altijd het maximale gewicht van de fabrikant. Het is goedkoper om een center voor zwaar gebruik te kopen dan om een as van 2 ton te slopen.

Conclusie

Live centers zijn de standaard voor snel en efficiënt CNC-draaien. Dode centers blijven de koning van de nauwkeurigheid voor slijpen en werk met lage snelheden. Kies op basis van uw behoefte aan snelheid versus precisie.