Home / Processen
Van draad tot afgewerkt onderdeel
Hoe een bevestigingsmiddel op tekening wordt geproduceerd
Acht stappen brengen een rol draad naar een verpakte partij speciale bouten. Welke daarvan uw onderdeel nodig heeft, en in welke volgorde, bepaalt de productieroute, het gereedschap en wie kan offreren.
De onderstaande capaciteiten zijn typische bereiken. De fabriek die offreert, bevestigt wat bij uw onderdeel past.
De productievolgorde
Een koudgestuikte bout doorloopt elke rij. Een verspaand maatwerkdeel slaat de eerste drie over en start vanaf staaf. De laatste kolom is wat uw tekening of offerteaanvraag moet zeggen, zodat de fabriek die stap kan plannen.
Veeg de tabel opzij om alle kolommen te zien.
| Stap | Wat er gebeurt | Typische capaciteit | Wat de tekening moet vermelden |
|---|---|---|---|
| Voorbereiding van de draad | De rol wordt getrokken tot de blankdiameter en, voor gelegeerde sterkteklassen, bolgloeid, zodat hij zonder scheuren kan worden gestuikt. | Draadkwaliteiten zoals 10B21, 10B33, SCM435 of 1022, gekozen op basis van de sterkteklasse | Sterkteklasse of materiaalkwaliteit, niet de draadkwaliteit, tenzij uw klant er een voorschrijft |
| Koudstuiken | De draad wordt afgeschoven en in één tot zes matrijsstations bij kamertemperatuur tot kop, schacht en verlaagde delen gevormd. | Ongeveer M2 tot M20, lengte tot circa 10 x d. Meer stations maken complexere koppen mogelijk | Kopvorm en afmetingen, radius onder de kop, soort inkeping, elke schachtverlaging |
| Trimmen en puntvormen | Zeskant- of flenskoppen worden op maat getrimd, en het uiteinde wordt gepunt of afgeschuind voor de montage. | Vaak gedaan op de stuikmachine of op een aparte trimmer | Puntvorm (afgeschuind, hondepunt, kegel) en tolerantie op de sleutelwijdte van de kop |
| Draadrollen | Vlakke of cilindrische rolgereedschappen verplaatsen het metaal tot de draadvorm. Er wordt geen materiaal verwijderd. | Metrische en unified draad, toleranties klasse 6g of 2A als standaard, 4h of 3A op verzoek | Draadmaat, spoed, klasse, draadlengte b en elke eis voor draad tot aan de kop |
| Nabewerking door verspanen | Dwarsgaten, groeven, sleuven, geslepen schouders of nauwe diameters die een stuikmachine niet kan houden. | Boren, draaien of slijpen op transfermachines of draaibanken | Alleen de kenmerken die dit nodig hebben, met hun toleranties |
| Warmtebehandeling | Harden en ontlaten voor klasse 8.8 en hoger, inzetharden voor zelftappende schroeven. | Doorloopovens met maasband voor volume, batchovens voor kleine series | Sterkteklasse, of hardheidsbereik met de plaats van de meting |
| Oppervlakteafwerking | Galvaniseren, zinklamel, fosfateren met olie of passiveren, aangebracht na de warmtebehandeling. | Meestal uitbesteed of op een aparte lijn uitgevoerd | Afwerkingsnorm, laagdikte of corrosie-uren, en uitbakken als er waterstofrisico is |
| Sorteren en inspectie | Optisch of met wervelstromen sorteren op gemengde onderdelen en scheuren, daarna steekproef per batch. | Maat-, mechanische en coatingcontroles volgens het afgesproken plan | Inspectiedocumenten en elke eis voor 100 procent sorteren |
Koudstuiken
Een stuikmachine schuift een stuk van de draad af en duwt het bij kamertemperatuur door een reeks matrijzen. Een machine met twee slagen maakt eenvoudige koppen. Een machine met meerdere stations voert de blank door vier tot zes stations en kan in één cyclus een verlaagde schacht extruderen, een flens opstuiken en een inkeping stampen.
De grens is hoeveel metaal in de kop kan worden verzameld zonder dat het afgesneden stuk knikt. Koppen tot ongeveer twee en een half keer de draaddiameter worden in enkele slagen gevormd. Grotere koppen vragen meer stations, warmvormen of warmsmeden. De opbrengst is snelheid: een machine maakt onderdelen in fracties van een seconde met vrijwel geen afval, dus de stuksprijs bij volume is de laagste van alle productieroutes.
Wat het kost, is gereedschap. Matrijzen en stempels worden per onderdeelnummer gemaakt en kosten weken. Koudstuiken, verspanen en warmsmeden vergelijkt de routes op kosten, en gereedschapskosten en blankgrootte behandelt wat de matrijsrekening bepaalt.
Ontwerpnotities voor gestuikte onderdelen
- Radius onder de kopGeef de grootste radius die de verbinding toelaat. Een scherpe hoek is een spanningsverhoger en slijt de matrijs.
- KophoogteStandaard kophoogtes worden in minder slagen gevormd. Een dunne, brede kop vraagt extra stations.
- InkepingsdiepteEen diepe inkeping in een lage kop laat te weinig wand over en kan scheuren bij het stuiken of aanhalen.
- TolerantiesGestuikte diameters houden doorgaans enkele honderdsten van een millimeter. Nauwere passingen gaan naar een slijp- of draaistap.
Draadrollen versus draadsnijden
Bijna elk gestuikt bevestigingsmiddel heeft een gerolde draad. Snijden is bewaard voor gevallen die rollen niet haalt. Het verschil telt het meest bij onderdelen die trillingen of wisselende belasting ondergaan.
| Gerolde draad | Gesneden draad | |
|---|---|---|
| Hoe het wordt gevormd | Metaal verplaatst door rolgereedschap, de vezel volgt de draad | Metaal verwijderd door een enkelpuntsbeitel, tap of snijplaat, de vezel wordt doorgesneden |
| Vermoeiing | Hoger, vooral als na de warmtebehandeling gerold | Lager in de draadvoet |
| Blankdiameter | Ongeveer de steekdiameter, dus minder materiaal per onderdeel | Volledige buitendiameter |
| Cyclustijd | Seconden per onderdeel | Langer, vooral bij grove spoed |
| Waar het past | De meeste bouten en schroeven in volume, tot grote diameters | Prototypes, zeer grote of korte draden, speciale vormen zoals ACME |
Metrische draad volgt de toleranties van ISO 965 en unified draad ASME B1.1. Achtergrond over de methoden: threading (manufacturing). De afweging tussen kosten en sterkte uitgebreider: draadrollen versus draadsnijden.
CNC-draaien en langdraaien (Swiss-type)
Wanneer het volume laag is, de kop te groot is om te vormen, het materiaal slecht koud te vormen is of een diameter nauwer gehouden moet worden dan een stuikmachine kan, wordt het onderdeel uit staaf gedraaid. De meeste gedraaide bevestigingsmiddelen krijgen nog steeds een gerolde draad, gesneden met een opzetstuk op de draaibank of met een aparte rolmachine, zodat ze het vermoeiingsvoordeel behouden.
Langdraaibanken (Swiss-type) nemen kleine diameters en lange, slanke onderdelen: microschroeven, pennen en pasbouten onder ongeveer M6. Conventionele draaibanken dekken grotere draadeinden en bouten tot de staafcapaciteit. Titanium, nikkellegeringen en grote diameters worden meestal gedraaid.
Warmtebehandeling
Stalen bouten van klasse 8.8, 10.9 en 12.9 worden gehard en ontlaten om de sterkte en hardheid te bereiken die ISO 898-1 voor de klasse voorschrijft. De ovenatmosfeer moet worden beheerst, omdat een ontkoolde oppervlaktelaag zachter is dan de kern en de draad verzwakt. ISO 898-1 beperkt de diepte van die laag.
Zelftappende en zelfborende schroeven worden juist inzetgehard, wat een harde huid over een taaiere kern geeft. Bouten van roestvast staal A2 en A4 worden helemaal niet gehard. Hun sterkte in klasse 70 en 80 komt van koudvervorming. Harden, ontlaten en ontkoling legt uit welke controles u kunt vragen.
Welke kenmerken de productieroute veranderen
Lees de tekening kenmerk voor kenmerk. Eén kenmerk dat een stuikmachine niet kan maken, voegt een nabewerking toe. Meerdere kenmerken kunnen het hele onderdeel naar verspanen verplaatsen.
Veeg de tabel opzij om alle kolommen te zien.
| Kenmerk op de tekening | Kan een stuikmachine het vormen? | Wat er meestal gebeurt |
|---|---|---|
| Zeskant-, flens-, knop- of bolle kop | Ja | Gevormd en getrimd op de stuikmachine |
| Inbus-, Torx- of Phillips-inkeping | Ja | Gestampt tijdens het stuiken. Veiligheidsaandrijvingen vragen een eigen stempel |
| Verlaagde schacht of geëxtrudeerd deel | Ja, binnen de extrusieverhouding | Gevormd in een extra station |
| Schouder op ongeveer ±0.02 mm gehouden | Niet direct | Overmaats gestuikt, daarna gedraaid of geslepen |
| Dwarsgat of sleuf | Nee | Geboord of gefreesd als tweede bewerking |
| Uitsparing of groef voor een borgring | Gedeeltelijk | Gerold of gedraaid na het stuiken |
| Volledige draad tot aan de kop | Niet door rollen | Een korte uitloop van ongeveer 2 tot 3 spoedwaarden blijft, tenzij de draad wordt gesneden |
| Kop groter dan ongeveer 2.5 x d | Moeilijk | Extra stations, warmsmeden of verspanen uit staaf |
De vier routes naast elkaar, met typische maat- en volumebereiken, staan op de startpagina.
De afwerking komt als laatste
De coating komt na de warmtebehandeling en verandert de draad. Galvanisch zink volgens ISO 4042, zinklamel volgens ISO 10683 en thermisch verzinken volgens ISO 10684 voegen elk een andere laagdikte toe, dus de draadtoeslag moet vóór het rollen worden gepland, niet erna.
Bij onderdelen met hoge sterkte bepaalt de keuze van de coating ook het waterstofrisico. Waterstofbrosheid in bouten behandelt wanneer uitbakken verplicht is. De kant van de sterkteklasse in die keuze staat op de materialenpagina.
Hoe wij dit gebruiken bij het matchen
Wij lezen uw tekening eerst op de productieroute: gestuikt, verspaand en gerold, alleen verspaand of warm gesmeed. Daarna controleren wij maat, sterkteklasse en de nabewerkingen, en geven wij de offerteaanvraag door aan maximaal 3 fabrikanten die die route bij uw volume draaien. U hoort binnen 24 werkuren van ons.
Vragen over processen
Sectorspecifieke documentatie en onderdelen staan op de sectorenpagina.
Is een gerolde draad sterker dan een gesneden draad?
Bij vermoeiing wel. Rollen drukt de draadvoet samen en houdt de vezelrichting intact, zodat gerolde draden wisselende belasting beter dragen. De statische treksterkte wordt vooral bepaald door het materiaal en de warmtebehandeling. Rollen na de warmtebehandeling geeft de grootste winst in vermoeiing, maar is zwaarder voor het gereedschap.
Waarom heeft een gestuikt onderdeel een minimale afname nodig?
Elk onderdeel heeft eigen matrijzen en stempels nodig, en een stuikmachine wordt ingesteld voor een hele rol. Onder enkele duizenden stuks bepalen het instellen en het gereedschap de prijs, en daarom worden kleine series meestal uit staaf verspaand en gerold.
Wanneer is warmtebehandeling nodig?
Voor stalen bouten van ISO 898-1 klasse 8.8 en hoger maken harden en ontlaten deel uit van de klasse. Klasse 4.6 tot 5.8 bereiken hun eigenschappen uit het staal en de koudvervorming. Zelftappende schroeven worden inzetgehard, zodat de draad zijn eigen tegendraad kan snijden.
Kan galvaniseren een bout met hoge sterkte verzwakken?
Galvaniseren kan waterstof binnenbrengen, en onderdelen boven ongeveer 320 HV, zoals klasse 10.9 en 12.9, lopen risico op vertraagde breuk. ISO 4042 beschrijft de maatregelen, waaronder uitbakken kort na het galvaniseren. Zinklamelcoatings volgens ISO 10683 vermijden de elektrolytische stap.