BegrippenSoort begrip: VakbegripSpaanvolume (Q)
Wat is het spaanvolume?
Het spaanvolume Q is de hoeveelheid materiaal die een bewerking per minuut wegneemt, in cm³/min, berekend uit de snijwaarden.
Elk proces heeft een eigen formule voor Q, met de snijwaarden in hun gangbare eenheden. Bij frezen is Q = ap × ae × vf / 1000, met de axiale snedediepte ap en de radiale snedebreedte ae in mm en de tafelvoeding vf in mm/min. Bij draaien is Q = vc × ap × f, met vc in m/min, ap in mm en de voeding f in mm/omw. Een frees met ap 10 mm, ae 6 mm en vf 1000 mm/min verspaant 60 cm³/min. Het getal hoort bij één snede onder vaste omstandigheden en is geen eigenschap van de machine.
Waar hangt het spaanvolume van af?
Welke Q haalbaar is, hangt af van het spilvermogen en het koppel bij het gebruikte toerental, de stijfheid van machine, spanmiddel en werkstuk, de uitsteeklengte, het gereedschap en de verspaanbaarheid van het materiaal. Het benodigde snijvermogen stijgt ongeveer evenredig met Q en met de specifieke snijkracht kc, die van het materiaal, de spaandikte en de snijkantgeometrie afhangt: bij benadering Pc ≈ Q × kc / 60 000 in kW, met Q in cm³/min en kc in N/mm². Dat is het vermogen aan de snijkant; het spilvermogen moet hoger liggen door het rendement van de aandrijving. Daarom kan dezelfde machine in aluminium een veel hogere Q halen dan in roestvast staal. Ook de spaanafvoer kan de grens leggen. Over een hele gereedschapsbaan ligt het gemiddelde spaanvolume lager dan de Q van de snede zelf, door wisselende aangrijping, insteken, terugtrekken en ijlgangen.
Hoe werkt het spaanvolume in de praktijk?
Zonder CAM wordt de voorbewerkingstijd vaak met het spaanvolume geschat: het volume tussen ruwdeel en eindvorm, gedeeld door een gemiddelde Q die bij machine, materiaal en strategie past. Dat is een calculatieafspraak, geen meting, en de uitkomst is zo goed als de gekozen Q. Voor nabewerken, boringen, schroefdraad en kleine hoekradiussen zegt volume weinig: daar bepalen oppervlak, baanlengte en het aantal kenmerken en gereedschappen de tijd. Een onderdeel met weinig volume en veel kenmerken kan met alleen een volumeschatting te laag uitvallen. Een realistische gemiddelde Q haal je het best uit eigen programma's of gemeten tijden.
Waarmee wordt het spaanvolume vaak verward?
Spaanvolume is geen verspaanbaarheid: Q is de snelheid van een bewerking, verspaanbaarheid een eigenschap van het materiaal die mee bepaalt welke Q haalbaar is. Het is ook niet het volume van de spanen in de bak: losse spanen nemen een veelvoud van het verspaande volume in, en dat telt voor spaanafvoer en afvoerkosten, niet voor de bewerkingstijd.
Veelgestelde vragen
Hoe bereken je het spaanvolume bij frezen?
Q = ap × ae × vf / 1000, in cm³/min: snedediepte maal snedebreedte in mm, maal de tafelvoeding in mm/min, gedeeld door duizend. Bij draaien is het Q = vc × ap × f, met vc in m/min en f in mm/omw.
Hoe schat je voorbewerkingstijd zonder CAM?
Deel het volume dat weg moet door een gemiddelde Q die je machine in dat materiaal haalt. Tel nabewerken, boringen en gereedschapswissels apart op. Het blijft een schatting; de kwaliteit hangt af van de Q die je kiest.
Waar haal je een realistisch spaanvolume vandaan?
Bij voorkeur uit eigen programma's: verspaand volume gedeeld door de gemeten of gesimuleerde tijd van een voorbewerking die goed liep. Snijwaarden van de gereedschapsleverancier geven de Q van één snede onder gunstige condities, geen gemiddelde over de hele baan.