Hoe kiezen tussen harddraaien en normaal rondslijpen?

Je hebt een gehard stalen onderdeel dat een perfecte afwerking nodig heeft. Je moet kiezen tussen een draaibank en een slijpmachine. De verkeerde keuze kost tijd en verpest je winstmarge.

Kies harddraaien voor complexe vormen, kleine series en milieuvriendelijk droogzagen waarbij IT5-IT6 toleranties acceptabel zijn. Kies rondslijpen voor lange, dunne assen, grote series en als je submicronprecisie of een afwerking beter dan Ra 0,2 µm nodig hebt. Harddraaien biedt een snellere instelling, terwijl slijpen zorgt voor ultieme stabiliteit.

Bij J&M Machine Tools verkopen we zowel CNC-draaibanken als cilindrische slijpmachines. We hebben geen vooroordeel. We willen gewoon dat je de juiste machine voor de klus gebruikt. In de afgelopen 12 jaar hebben we winkels in 26 landen geholpen bij deze beslissing. Dit is hoe we de keuze uitsplitsen op basis van echte productiebehoeften.

Wat is het verschil in materiaalverwijderingsmechanisme tussen harddraaien en slijpen?

Je zou kunnen denken dat ze hetzelfde doen. Maar de manier waarop ze het metaal aantasten is compleet anders en dit verandert de manier waarop je de hitte en de stress beheert.

Harddraaien gebruikt een eenpuntsgereedschap om metaal in spanen te knippen, waarbij de warmte in de spaan blijft. Slijpen gebruikt een slijpschijf om te snijden, ploegen en wrijven op het oppervlak. Draaien berust op mechanische kracht en plastische vervorming, terwijl slijpen berust op wrijving en microschuren, waarbij koelmiddel nodig is om de warmte te beheersen.

We moeten naar de fysica kijken om het verschil te begrijpen. Harddraaien werkt als traditioneel draaien, maar het materiaal is veel harder, meestal meer dan 45 HRC. We gebruiken een eenpuntssnijgereedschap, meestal Polykristallijn kubisch boornitride (PCBN)¹ of keramiek. Het gereedschap heeft een scherpe rand. Het dringt het staal binnen en verwijdert materiaal door te knippen. Dit creëert een gericht punt van plastische vervorming. De spaan breekt netjes af. Het mooie hiervan is de warmtehuishouding. Ongeveer 80% tot 90% van de warmte gaat in de spaan, waardoor het onderdeel relatief koel blijft. Hierdoor blijft de microstructuur van uw werkstuk behouden.

Slijpen is anders. Het maakt gebruik van een met hoge snelheid roterend wiel dat bestaat uit duizenden kleine slijpkorrels. Deze korrels snijden niet alleen. Ze voeren drie acties uit: snijden, ploegen en wrijven. Sommige korrels snijden in het metaal, maar anderen duwen of wrijven er alleen maar tegenaan. Deze wrijving genereert immense hitte. In tegenstelling tot draaien, dringt deze warmte graag door in het werkstuk. Je hebt bijna altijd vloedkoelmiddel nodig om thermische schade te voorkomen. Dus, hard draaien² is een "scherend" proces dat snel en koel is. Slijpen is een "schurend" proces dat langzaam, heet en precies is.

Waarom is harddraaien vaak voordeliger voor kleine series?

Kleine klussen zijn funest voor de winst als het instellen te lang duurt. Je hebt een proces nodig dat onmiddellijk spaanders begint te maken, zonder uren te spenderen aan het kalibreren van een machine of het bewerken van een wiel.

Harddraaien is goedkoper voor kleine series omdat het werkt op standaard CNC-draaibanken met korte insteltijden. Dure slijpschijven en speciale opspanning zijn niet nodig. Je kunt meerdere vormen in één opspanning bewerken, wat de bewerkingstijd verkort, en de droge spanen zijn gemakkelijker te recyclen dan slijpslib.

Geld is belangrijk in elke winkel. Bij kleine tot middelgrote series kost harddraaien bijna altijd minder. Kijk eerst naar de investering in de machine. Een CNC-draaibank kost meestal 1/3 tot 1/2 van de prijs van een rondslijpmachine. U bespaart meteen kapitaal.
Kijk ten tweede naar de opstelling. Slijpen vereist complexe kalibratie. Je moet de schijf de perfecte vorm geven en uitbalanceren. Je hebt vaak specifieke opspanning nodig voor elk onderdeel. Harddraaien maakt gebruik van standaard houders. Je wisselt een gereedschap, laadt het programma en klaar. Het wisselen duurt minuten, geen uren.

Ten derde is het proces gestroomlijnd. Met harddraaien kun je "draaien in plaats van slijpen". Je kunt de OD, ID, voorkant en groeven in één opspanning afwerken. Je hoeft het onderdeel niet naar een andere machine te verplaatsen. Dit vermindert arbeid en handlingfouten.
Denk tot slot ook aan het milieu. Harddraaien is vaak een droog proces. Je hebt geen dure koelvloeistofsystemen of afvalverwerking voor slib nodig. De droge spanen zijn schoon en gemakkelijk te recyclen. Dit maakt de hele bewerking schoner en verlaagt uw energierekening aanzienlijk in vergelijking met het energieverslindende slijpproces.

Functie	Hard Draaien	Rondslijpen
Installatietijd	Kort (minuten)	Lang (Uren)
Machinekosten	Laag (1/3 van molen)	Hoog
Koelvloeistof	Geen (droog snijden)	Essentieel (koelvloeistof)
Type afval	Schone, recyclebare chips	Giftig slib

Hoe zijn de mogelijkheden voor oppervlakteafwerking en toleranties tussen harddraaien en slijpen te vergelijken?

Je moet een specifiek getal op de blauwdruk halen. Als je de tolerantie niet haalt, is het onderdeel afval. Je moet de absolute limieten van elk machinetype kennen.

Slijpen wint het op ultieme precisie, met toleranties van IT4 en ruwheden onder Ra 0,1µm. Harddraaien bereikt IT5-IT6 en Ra 0,2-0,8µm, wat voldoende is voor de meeste transmissieonderdelen. Slijpen is de keuze voor spiegelafwerkingen, terwijl harddraaien voldoet aan de standaardbehoeften voor hoge precisie.

Dit is meestal de doorslaggevende factor voor onze topklanten. Extern rondslijpen³ is nog steeds de koning van precisie. Als je print vraagt om maattoleranties op submicronniveau (≤1μm) of IT4-kwaliteit, dan moet je slijpen. Als je een "spiegel"-afwerking nodig hebt met een ruwheid (Ra) die constant lager is dan 0,1 μm, dan moet je slijpen. De schurende aard van de schijf creëert een willekeurige, kruisvormige textuur die ongelooflijk glad is. Het proces is extreem stabiel en biedt hoge Cpk-waarden over lange productieruns.

Harddraaien is sterk verbeterd. Met een stijve machine en PCBN-gereedschappen van hoge kwaliteit kunnen we IT5- of IT6-toleranties halen. We kunnen een oppervlakteruwheid bereiken van Ra 0,2-0,8 μm. Voor 80% onderdelen, zoals tandwielen, aandrijfassen of lagerzittingen, is dit goed genoeg. Draaien laat echter een microscopische spiraalvormige voedingslijn achter op het onderdeel. Hoewel de getallen er goed uitzien, is de textuur anders.
Bovendien kan harddraaien drukspanningen op het oppervlak veroorzaken. Dit verbetert de vermoeiingslevensduur van het onderdeel, wat een verborgen bonus is. Maar voor absolute rondheid (binnen 0,5 micron) en een echte spiegelafwerking blijft slijpen de enige betrouwbare optie.

Hoe bepaal je of de geometrie van je werkstuk de voorkeur geeft aan draaien of slijpen?

De vorm van je onderdeel maakt vaak de beslissing voor je. Sommige vormen zijn onmogelijk efficiënt te slijpen, terwijl andere onmogelijk te draaien zijn zonder trillingen te veroorzaken.

Kies voor harddraaien voor complexe geometrieën met stappen, contouren en conische oppervlakken die in één bewerking bewerkt moeten worden. Kies slijpen voor lange, dunne assen (hoge lengte-diameterverhouding) of dunwandige onderdelen die gemakkelijk vervormen. Draaien gaat het beste om met profielen, terwijl slijpen uitblinkt bij rechte, stabiele cilinders.

Kijk naar de tekening van uw onderdeel. De geometrie vertelt je welke machine je moet kopen. Als het onderdeel complex is, gebruik dan harddraaien. Heeft het stappen, tapse vormen, groeven, schroefdraad of bolvormige contouren? Een draaibank kan al deze vormen maken met één doorlopende gereedschapspad. Je kunt elke contour programmeren die je maar wilt. Een slijpschijf is breed en vlak. Hij kan niet gemakkelijk in krappe hoeken komen of complexe rondingen snijden zonder een speciale, dure gevormde schijf. Draaien geeft je de flexibiliteit om complexe profielen en niet-cirkelvormige vormen zoals nokken in één keer te bewerken.

Als het onderdeel echter structureel zwak is, gebruik dan slijpen. Denk aan een lange, dunne as of een dunwandige huls. We noemen dit een hoge lengte-diameter verhouding⁴. Als je er een draaigereedschap tegenaan duwt, zal de snijkracht het onderdeel buigen. Het midden van de as zal dikker worden dan de uiteinden door de doorbuiging. Slijpen oefent heel weinig snijdruk uit. Het duwt het onderdeel niet weg. Het slijpt elke keer een rechte, getrouwe cilinder zonder dunne wanden te vervormen. Als je het onderdeel niet gemakkelijk kunt draaien of als er sterk storende oppervlakken zijn, is slijpen misschien je enige fysieke optie.

Conclusie

Kies voor harddraaien voor snelheid, milieuvriendelijke besparingen en complexe vormen in kleine series. Slijpen is beter voor lange assen, delicate dunne wanden en wanneer je absolute precisie nodig hebt voor een spiegelgladde afwerking.

---