Frezen of draaien: welke route is goedkoper?

Wanneer is een onderdeel een draaideel?

Een draaideel is rond om één as. Bij draaien draait het werkstuk en staat de beitel bijna stil: assen, bussen, flenzen en ringen. Wat om de hartlijn van de spil ligt, komt rond van de machine.

Houd bij het lezen van de tekening drie dingen uit elkaar. De kenmerken: diameters, een middenboring, een kraag, vier boringen op een steekcirkel, twee sleutelvlakken. De eisen: een tolerantie op de buitendiameter, coaxialiteit tussen boring en kraag, een ruwheid op het afdichtvlak. Pas daarna de bewerkingen: langsdraaien, vlakdraaien, boren, frezen.

Liggen de krappe eisen op de as, dan is het een draaideel, ook met een paar vlakken erop. Coaxialiteit haal je het makkelijkst in één opspanning; na het omspannen voor de achterkant kost dezelfde eis uitlijnen, meten en tijd.

Wat kost een rond kenmerk op een freesmachine?

Bij frezen draait het gereedschap en staat het werkstuk vast. Een buitendiameter is dan een contour, geen snede: de frees loopt in meerdere gangen rond, en elke gang is cyclustijd. Een gat tot boormaat boor je; een grotere boring wordt voorgeboord en daarna rondgefreesd of uitgekotterd.

Bij rondfrezen maken twee assen samen de cirkel, dus de rondheid hangt af van hoe goed die assen elkaar volgen. Op een draaibank maakt het draaiende werkstuk de cirkel zelf. Een krappe rondheid haal je daar met minder gangen en minder risico.

Staf of blok: wat doet het uitgangsmateriaal met de prijs?

De route kiest het uitgangsmateriaal. Een draaideel komt van ronde staf, één maat groter, met een zaagsnede en wat om vlak te draaien. Een gefreesd rond deel komt uit een gezaagd blok of plaat, met toegift op elke zijde.

Het verschil is meetkunde. Een vierkant blok om een rond deel heeft 4 gedeeld door pi keer zo veel doorsnede als staf van dezelfde maat: ruim een kwart meer materiaal, en dat gaat bijna helemaal in spanen. Die spanen betaal je twee keer: bij de inkoop en in de verspaantijd.

Bij één stuk telt dat weinig, bij een serie in een duur materiaal wordt het een regel die je wilt zien. Hoe je de toegift kiest, staat in ruwdeel bepalen.

Hoeveel opspanningen kost elke route?

Zonder aangedreven gereedschap kost een draaideel met vlakken drie opspanningen: de voorkant in de klauwplaat, omgespannen voor de achterkant, en daarna de freesmachine voor de sleutelvlakken en de steekcirkel. Drie keer instellen, twee machines, een wachtrij ertussen.

Met aangedreven gereedschap of een tegenspil vallen er opspanningen weg; bij draaifrezen is de machine gebouwd om draaien en frezen in hetzelfde werkbereik te doen. Meerdere opspanningen worden er dan een paar, of één. Meer in draaifrezen: wanneer loont één machine?.

De gefreesde route komt meestal op twee opspanningen: de bovenkant met contour en boringen, daarna omgedraaid voor de achterkant. Elke opspanning is insteltijd, en het spanmiddel moet klemmen zonder te vervormen. Zie opspanningen tellen.

Rekenvoorbeeld: dezelfde flens langs twee routes

Neem een flens van Ø 80 bij 30 mm in EN AW-6082, met een middenboring, vier boringen op een steekcirkel en twee sleutelvlakken, 25 stuks. Route A draait de flens van staf Ø 85 in twee opspanningen en freest daarna vlakken en boringen. Route B freest het hele deel uit een blok van 90 bij 90 bij 35 mm, in twee opspanningen op één machine.

De invoer: draaibank € 70 per uur, freesmachine € 85 per uur, programmeren € 80 per uur en één uur per route. Instellen en programmeren delen we door 25.

Bij 25 stuks wint route A: minder materiaal en goedkopere draaibankuren. Bij 1 stuk draait het om: € 252 tegenover € 234, omdat de eenmalige regels dan het hele bedrag dragen en route A een machine meer instelt. In dit voorbeeld is route A vanaf 4 stuks goedkoper.

Bij kunststof: welke route houdt de maat?

Technische kunststof is geen licht aluminium: wrijvingswarmte blijft in het werkstuk, en kunststof zet veel meer uit dan metaal. Per graad zet POM ongeveer 120 miljoenste van zijn maat uit, aluminium 23 miljoenste: ruim vijf keer zo veel. Een flens van Ø 80 in POM die bij het meten 10 graden te warm is, meet bijna 0,1 mm te groot; in aluminium is dat nog geen 0,02 mm.

Spankracht is het tweede risico. Een dunne ring in een klauwplaat met drie bekken wordt op drie punten ingedrukt en veert na het lossen terug: rond in de machine, niet rond op de meettafel. Uitgedraaide zachte bekken of een spantang verdelen de kracht over de omtrek.

Een rond kunststof deel met een krappe rondheid hoort dus op de draaibank en wordt pas gemeten op 20 °C, de referentietemperatuur uit ISO 1; een plat deel met kamers hoort op de freesmachine, op een vacuümtafel in plaats van in een bankschroef. De rest van de kostprijs staat in kunststof verspanen.

Hoe kies je de route voordat je rekent?

Een instant-quoteportaal kiest de route voor de klant en geeft één bedrag terug. Een CAM-pakket geeft pas een tijd als het programma af is, en dat is meestal na de offerte. Het ERP bewaart de prijs, niet waarom die route gekozen is. Alle drie verstoppen ze de keuze die de prijs het meest bepaalt.

De maakroute hangt af van de machines die je hebt: een draaibank met tegenspil maakt een ander deel goedkoop dan een werkplaats met alleen freesmachines. Die keuze is werkplaatskennis. Ze hoort zichtbaar in de calculatie, per regel en vóór het programmeren, zodat calculator, werkvoorbereider en eigenaar haar kunnen controleren.

• Is het deel grotendeels rond om één as?
• Liggen de kritische maten op de as of op vlakken?
• Welke staf of welk blok heb je nodig, en hoeveel gaat in spanen?
• Hoeveel opspanningen kost elke route?
• Heeft de draaibank aangedreven gereedschap of een tegenspil?
• Om hoeveel stuks gaat het: één, tien of honderden?
• Bij kunststof: hoe span je zonder te vervormen?