Wat is een bewerkte as?
Een bewerkte as is een cilindrisch of rond onderdeel dat de overdracht van roterende beweging en kracht vergemakkelijkt. Deze zijn zeer nuttig in verschillende toepassingen, waaronder auto’s en vliegtuigen. Op maat gemaakte assen worden gemaakt in staven die lineaire bewegingen ondergaan die nodig zijn voor de nauwkeurigheid van machines. Beide soorten assen moeten binnen nauwe grenzen worden gemaakt. Ze moeten speciale belastingen kunnen dragen en efficiënt werken onder zware omstandigheden.
De productie van schachten heeft een lange historische achtergrond. Het vroegste bewijs komt uit Persepolis, Iran, waar machines metalen staven tot schachten vormden. Dit proces is in de loop der eeuwen geëvolueerd. Het voldoet aan de behoeften van industrieën zoals de auto-industrie, lucht- en ruimtevaart en machinebouw. Vandaag de dag worden diverse assen voor verschillende toepassingen geproduceerd met behulp van de huidige technieken en materialen.
Machinaal bewerkte assen gebruiken rotatiekracht en geven een koppel af dat een soepele werking en efficiëntie in machines mogelijk maakt. Op maat gemaakte assen zorgen voor de beste lineaire beweging. Dit voorkomt problemen zoals uitlopen. Beide typen zijn cruciaal. Ze verbeteren de prestaties en functionaliteit van machines. Ze zijn dus essentieel op veel gebieden.
Verwerking van op maat gemaakte assen
Aangepaste assen hebben drie belangrijke voordelen. Ze hebben precieze afmetingen, nauwkeurigheid en een superieure oppervlakteafwerking. Het proces begint met het bepalen waarvoor de as gebruikt gaat worden. Dit omvat de omstandigheden waaraan de as zal worden blootgesteld en de projectvereisten. Dit is om ervoor te zorgen dat elke as nauwkeurig is en werkt zoals nodig.
Materiaalkeuze
De materiaalkeuze is cruciaal. Aluminium, koolstofvezel, staal en kunststof zijn materialen die voor andere doeleinden worden gebruikt. In de industrie gebruikt men bijvoorbeeld staal omdat het uitdagend is. Aluminium wordt vooral gebruikt in recreatievoertuigen omdat het licht is.
Ontwerp en programmering
In de ontwerpfase moeten het materiaal, de diameter en de lengte van de as worden vastgesteld. Vervolgens wordt een gedetailleerde blauwdruk gemaakt in CAD-software. Na dit bewerkingsproces wordt CAM-software geprogrammeerd om gereedschapsbanen en een CNC-programma (G-code) te genereren.
Snijden en vormen
Dit materiaal wordt in vorm gezaagd met zagen of lasers voordat het op maat wordt bewerkt met CNC-frezen. Bij ruw bewerken wordt het materiaal in kleinere stukken gezaagd en met een freesmachine in vorm gedraaid.
Machine instellen
Om een CNC machine in te stellen, moet je onder andere een geschikt machinetype kiezen – een frees of draaibank, het werkstuk voorbereiden en snijgereedschappen selecteren. Het heeft te maken met het vastzetten van onderdelen met opspanmiddelen en het gebruik van scherpe snijgereedschappen zodat er precisie is.
Bewerkingsproces van de as
CNC draaien gaat goed om met cilindrische onderdelen. Het is ideaal voor het maken van assen op maat. Het moet ook zorgvuldig worden gecontroleerd en geïnspecteerd. Deze moeten de kwaliteit waarborgen.
Warmtebehandeling
Er zijn verschillende soorten warmtebehandelingsprocessen. Hameren zorgt ervoor dat de as bestand is tegen temperatuur- en omgevingsveranderingen tijdens het gebruik.
Oppervlakteafwerking
Het oppervlak van de assen kan worden verbeterd door middel van parelstralen, anodiseren of passiveren. Als dit wordt gedaan, zullen ze hun doel beter dienen en er altijd goed uitzien. Dit wordt ook gedaan door galvaniseren. De methoden voldoen aan de specificaties die vereist zijn voor verschillende toepassingen.
Inspectie en kwaliteitscontrole
Om alle aangepaste assen te meten, worden micrometers, meters, schuifmaten enzovoort gebruikt om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de gewenste toleranties.
Verpakking
Tot slot worden de assen zorgvuldig verpakt. Het doel is om schade tijdens het transport te voorkomen. Ze moeten intact hun bestemming bereiken voor gebruik in verschillende toepassingen.
Verscheidenheden en toepassingen van bewerkte assen
Holle assen
Holle assen hebben een gat of ruimte in het midden, waardoor vloeistof, draad en andere elementen snel kunnen passeren, waardoor ze toegankelijker zijn voor gewichtsgevoelige toepassingen zoals raceauto’s en vliegtuigen. Ze zijn lichter dan massieve assen van dezelfde grootte. Ze spelen ook een belangrijke rol in transportsystemen, pompen en medische apparatuur. Hun lagere gewicht helpt de auto- en luchtvaartindustrie. Het verbetert de prestaties en de brandstofefficiëntie.
Schroefdraadassen
Draadassen hebben binnen- of buitenschroefdraad die overeenkomt met tegenhangers zoals moeren. Assen met schroefdraad zijn bijvoorbeeld het beste als assemblage vaak nodig is of demontage vaak voorkomt bij elektrische werkzaamheden of loodgieterswerk. Spindels met schroefdraad, loodschroeven en bevestigingsapparaten maken ook op de juiste manier gebruik van assen met schroefdraad. Voor mechanische assemblages moeten de afstellingen echter nauwkeurig zijn. En fittingen moeten veilig zijn.
Assen met sleutel
Assen met een spiebaan hebben een unieke insnijding die tandwielen, riemschijven of tandwielen op hun plaats houdt. Eenmaal geïnstalleerd op assen met spiebanen, voorkomt de spiebaan dat onderdelen draaien of van hun plaats glijden. Dergelijke situaties vereisen apparatuur met een hoog koppel, zoals motoren en pompen. Industriële motoren kunnen bijvoorbeeld assen met spiebanen hebben die de tandwielen intact houden. Dit zorgt voor een soepele en betrouwbare krachtoverbrenging.
Splinesassen
Splines-assen hebben groeven die splines worden genoemd en die precies passen op bijpassende splines op onderdelen zoals poelies of tandwielen. Een goede passing laat de kracht soepel door deze onderdelen stromen. Dit is nuttig voor de positionering en het koppel. In autotransmissies bijvoorbeeld moeten alle onderdelen samen bewegen. Dit komt door splinesassen. Dit zorgt voor een efficiënte krachtoverbrenging. Deze worden onder andere gebruikt in de auto-industrie en in industriële en ruimtevaarttoepassingen.
Conische assen
Conische assen worden dunner in de lengte. Deze vorm zorgt voor een stevige grip voor onderdelen zoals riemschijven, tandwielen en naven van autowielen. Deze assen zijn vaak voorzien van een spiebaan of zo gemaakt dat ze taps toelopen, zodat de onderdelen goed vast blijven zitten. Bovendien vergemakkelijkt het conische ontwerp ook de demontage en montage van verschillende onderdelen. Dit helpt vervangingen of onderhoudswerkzaamheden te vereenvoudigen. In een wielnaaf voor auto’s bijvoorbeeld zorgt een conische as voor een goede passing, waardoor het wiel stevig en stabiel blijft.
Massieve assen
Massieve assen zijn als kleine staven staal of aluminium die zijn uitgerekt tot lange staven. Ze zijn eenvoudig maar stevig. Ze kunnen dus gebruikt worden in toepassingen met een laag vermogen of lage snelheid. Hiertoe behoren handgereedschappen voor huishoudelijke apparaten en kleine machines. Door hun stevige structuur zijn ze zeer duurzaam bij gebruik in verschillende mechanische systemen.
Getrapte assen
Getrapte assen hebben meerdere diameters in de lengte, waardoor er onder andere lagers, tandwielen en riemschijven in passen. Dankzij deze eigenschap kunnen stukken gemakkelijk overgaan van het ene maatbereik naar het andere. Hierdoor worden ze veel gebruikt in krachtoverbrengingssystemen. De getrapte configuratie vergroot de veelzijdigheid en maakt complexe mechanische assemblages mogelijk.
Zuigerassen
Deze zuigeraangedreven zuigers bewegen heen en weer door cilinderwanden om beweging te genereren. Beweging die ontstaat door grote, zware voorwerpen die langs de stang omhoog of omlaag glijden is typisch voor dit geval. Het ontwerp van de zuigeras is robuust. Hij kan de zware krachten van dit gebruik aan. Het levert dus betrouwbare prestaties.
Wormassen
In de wormas zitten wormvormige schijven. Ze kunnen draaien op een axiale lijn parallel aan hun beweging binnen de wormruimte. Voedselverwerkers moeten efficiënt en duurzaam zijn. Wormassen zijn ook geschikte aandrijfmechanismen voor de meeste ventilatoren. De unieke vorm zorgt voor een soepele bewegingsoverdracht. Dit vermindert verspillende wrijving in mechanische systemen.
Tandwielassen
Deze krachtoverbrengingen zijn essentieel in auto’s en andere apparaten waar tandwielen een belangrijke rol spelen. Je kunt kiezen voor handgeschakelde of automatische versnellingsbakken. Hierdoor kunnen ze lange afstanden afleggen bij hoge snelheden zonder te slijten.
Precisie asproductietechnieken
CNC Draaimachine
De CNC draaimachine is zeer snel voor het bewerken van cilindrisch gedraaide onderdelen. De machine draait rond de kopspil en boort door het materiaal met een vast snijgereedschap dat wordt vastgehouden door een revolverslede. De machine is belangrijk omdat hij elke gewenste diameter en oppervlakteafwerking kan leveren. De machine is geliefd bij de productie van grote volumes omdat het gespecialiseerde gereedschap materiaal uit de draaiende as snijdt.
CNC-freesmachine
Dit proces maakt gebruik van een roterende frees om elementen zoals splines, vlakke vlakken en spiebanen te creëren. Het vormt de stilstaande as in de gewenste vorm en grootte. Het gereedschap kan een roterend meerpuntsgereedschap of een frees zijn. Het past in een adapterhouder op de freeskop of revolverslede van een CNC-machine. De freessneden zijn altijd nauwkeurig en recht op de stationaire as.
CNC Slijpmachines
Om ervoor te zorgen dat bewerkte assen glad zijn, wrijft CNC slijpen ze tegen ronddraaiende slijpschijven of schijven. Dit garandeert dat de afgewerkte producten voldoen aan de maattoleranties en de gespecificeerde afmetingen. Op maat gemaakte aandrijfassen die op deze manier worden gebouwd, moeten vaste toleranties en afmetingen hebben zodat ze goed functioneren. Dit leidt tot een afwerking van goede kwaliteit.
CNC Boormachine
Met CNC-boormachines worden ook groeven in verschillende diametrische afmetingen in assen gemaakt; deze groeven kunnen dieper gaan, afhankelijk van het beoogde gebruik. Met zijn lage kosten en eenvoud vormt het goed gaten en kanalen in aangepaste assen.
Elektrische ontladingsbewerkingen (EDM)
Elektriciteit wordt gebruikt om een deel of het geheel van een werkstuk uit metaal te verwijderen. Hierdoor ontstaan kleine deeltjes, componenten genaamd, in metalen zoals staal, koper of aluminium. Dit proces wordt EDM genoemd. Het maakt expertise in het maken van ingewikkelde vormen nutteloos. Dit komt omdat het zonder speciale kennis van fabricageontwerpregels kan. In plaats daarvan is alleen een basiskennis van wiskunde nodig, waaronder goniometrie. Dit wordt gebruikt bij het maken van kleine vormen op massieve assen.
Materialen voor het bewerken van asonderdelen
Diverse materialen met unieke eigenschappen maken precisieassen die voldoen aan specifieke toepassingsbehoeften. Deze moeten operationele eisen aankunnen omdat ze solide en duurzaam moeten zijn.
Aluminium
Omdat aluminium licht van gewicht is en bestand tegen corrosie, kan het gemakkelijk worden bewerkt. Het is bijvoorbeeld ideaal voor toepassingen met een laag gewicht, zoals high-performance en lucht- en ruimtevaart. Een voorbeeld hiervan zijn raceauto’s, waar vaak aluminium aandrijfassen worden gebruikt om het gewicht te verminderen en de acceleratie te verbeteren.
Roestvrij staal
Roestvast staal is ideaal voor omstandigheden die blootstaan aan water of corrosieve elementen en is zeer corrosiebestendig. De rangen 304 en 316 komen vaak voor in chemische fabrieken en op zee en roesten niet snel wanneer ze worden blootgesteld aan zware omstandigheden.
Koolstofstaal
Koolstofstaal kan ook een warmtebehandeling ondergaan voor extra hardheid omdat het een uitstekende treksterkte en bewerkbaarheid heeft. Voor pomp- en motorassen worden voornamelijk koolstofarme staalsoorten gebruikt. De kwaliteit 1045 is beroemd voor deze twee toepassingen. Koolstofarme staalsoorten bieden een goede sterkte. Dit maakt ze kosteneffectief. Staal met een hoog koolstofgehalte biedt nog meer sterkte.
Titanium
Het staat bekend om zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding en corrosiebestendigheid. Titanium wordt ook gebruikt in de ruimtevaart. Het heeft extreme sterkte nodig omdat het hoge prestaties levert. Titanium maakt aangepaste assen; dit betekent dat ze bestand zijn tegen stress voordat ze breken.
Gelegeerd staal
Dit materiaal is sterk, zoals 4140 of 4340 legeringen, en wordt gebruikt onder zware omstandigheden met hoge temperaturen. Meestal bevestigen bouwers ze aan grote industriële motoren en machinestructuren. Dergelijke staalsoorten kunnen molybdeen, chroom en nikkel bevatten. Deze elementen verhogen de slijtvastheid.
Nikkel legeringen
Bij hoge temperaturen en met een uitstekende weerstand tegen corrosie zijn nikkellegeringen zoals Inconel 600 & 800 betrouwbaar. Ze worden gebruikt voor turbineassen en andere veeleisende toepassingen. Ze kunnen zelfs onder zware omstandigheden worden gebruikt en behouden nog steeds hun eigenschappen.
Composietmaterialen
Geavanceerde composietmaterialen zoals koolstofvezel hebben prestatieracen populair gemaakt. Deze combineren de kwaliteiten van hoge sterkte en lichtgewicht perfect. Sommige van deze materialen zijn ideaal als het nodig is om het gewicht aanzienlijk te verminderen. Dit zijn geweldige vervangers voor metalen; ze komen van pas als traditionele materialen het laten afweten.
Oppervlaktebehandeling voor aangepaste assen
Passiveren
Passiveren wordt gebruikt om de roestvrijstalen as te verbeteren. Door dit type as te reinigen met zuur worden vrij ijzer en andere verontreinigingen verwijderd. Dit vormt een passieve oxidelaag die de corrosiebestendigheid verbetert.
Anodiseren
Anodiseren biedt de beste oplossing voor aluminium assen, waardoor ze een hard oppervlak krijgen dat bestand is tegen corrosie. Anodiseren verbetert ook de esthetische aantrekkingskracht, vooral bij het gebruik van decoratieve kleurstoffen.
Galvanisch verzinken
Galvaniseren voegt een dunne zink-, nikkel- of goudlaag toe aan het oppervlak. Hierdoor is het zeer goed bestand tegen slijtage en corrosie.
Parelstralen
Parelstralen gebruikt stalen kralen onder hoge druk of fijne glasdeeltjes om het oppervlak te reinigen. Het zorgt ervoor dat het er schoon, dof of satijnachtig uitziet.
Polijsten
Deze methode verwijdert alle inkepingen en krassen door schuren. Dit voorkomt vervuiling en oxidatie. Het verbetert ook de corrosiebestendigheid en het reflectievermogen.
Verchromen
Dit type as is dun verchroomd, wat resulteert in een hogere hardheid en weerstand tegen roestvorming. Het heeft een glanzende maar taaie coating die bestand is tegen ruwe omgevingen, waaronder scenario’s voor continu gebruik.
Tips voor de productie van asonderdelen
Om de verwachte belastingen en koppels te kunnen weerstaan, moet je ervoor zorgen dat de asonderdelen betrouwbaar en nauwkeurig zijn. Met behulp van dit proces kun je het geschikte materiaal en de diameter van de as kiezen om defecten tijdens het gebruik te voorkomen.
Materiaal as
Het geschikte materiaal moet worden gekozen op basis van onder andere sterkte, temperatuur en corrosiebestendigheid. Gebruikelijke materialen zijn roestvrij staal, koolstof, legeringen en aluminium. De materiaalkeuze moet overeenstemmen met de projectvereisten en het budget.
Lengte en diameter van de as bepalen
Door de lengte en diameter van een as aan te passen aan de vereisten van de toepassing, voorkom je doorbuiging en trillingen. Kies een dwarsdoorsnedevorm die bestand is tegen belasting.
Oppervlaktebehandeling
Een geschikte oppervlakteafwerking verbetert de duurzaamheid van de as. Voorbeelden van deze afwerkingen zijn anodisatie of poedercoating. Ze verhogen de weerstand tegen corrosie, slijtage en wrijving.
Kwaliteitscontrole bij asbewerking
Als het om functionele assen gaat, is kwaliteitscontrole van cruciaal belang. Regelmatige inspecties en testen controleren de afmetingen, materiaaleigenschappen en oppervlakteafwerking. Sommige methoden omvatten coördinaatmetingen en oppervlakteruwheid- en hardheidstesten. Ze zorgen ook voor traceerbaarheid en naleving van regels door grondige documentatie.
Stressanalyse
Het uitvoeren van stressanalyses onthult gebieden die gevoelig zijn voor hoge spanningen en algemene faalpunten. Engineering software modelleert dit met behulp van optimalisatietechnieken.
Asuitlijning
Precisiegereedschap en de juiste technieken kunnen worden gebruikt om de juiste uitlijning te bereiken. Houd rekening met de omgeving zodat er minder trillingen zijn, waardoor ook de slijtage afneemt.
Conclusie
Bewerkte assen spelen een centrale rol in moderne machines en zorgen voor een soepele werking en hoge prestaties. Dankzij de nauwkeurige productie en strenge kwaliteitscontrole voldoen deze onderdelen aan strenge industrienormen.
Werk samen met ons aan geavanceerde bewerkingstechnologie voor assen van topkwaliteit die zijn afgestemd op uw specifieke behoeften. Laten we samen innovatie stimuleren.
