Het bereiken van een gladde boringafwerking in een lagerhuis is van cruciaal belang voor een goede lagerpassing, behoud van smering en levensduur tegen vermoeiing. De vereisten voor oppervlakteruwheid vereisen vaak 0,8 micron Ra of beter, vooral voor precisielagers. Twee veel voorkomende bewerkingsprocessen strijden om deze toepassing: kotteren en ruimen. Elk heeft sterke en zwakke punten, maar de optimale oppervlakteruwheid hangt sterk af van de specifieke combinatie van snijparameters, gereedschapsgeometrie en machineomstandigheden. Door te begrijpen hoe deze parameters moeten worden aangepast voor kotteren versus ruimen, kunnen CNC-werkplaatsen consistent lagerboringen produceren die aan de specificaties voldoen of deze zelfs overtreffen, zonder toevlucht te hoeven nemen tot dure secundaire bewerkingen zoals honen of slijpen.
Bij kotteren wordt gebruik gemaakt van een enkelpunts snijgereedschap om een bestaand gat te vergroten. Het belangrijkste voordeel van lagerhuisboringen is de verstelbaarheid. Een kotterbaar kan gereedschapslijtage of diametervariaties compenseren door eenvoudigweg het gereedschap te compenseren. Kotteren blinkt ook uit in het corrigeren van gatenpositie en rechtheidsproblemen die zijn ontstaan door eerdere bewerkingen. Het bereiken van fijne oppervlakteafwerkingen met kotteren is echter een uitdaging, omdat een enkelpuntsgereedschap een spiraalvormig patroon op de boorwand achterlaat. De voedingssnelheid bepaalt de afstand tussen deze spiraalvormige ruggen. Om een gladde afwerking te bereiken, moet de voeding laag zijn, doorgaans tussen 0,002 en 0,006 inch per omwenteling voor het afwerken van sneden. Maar lage voedingssnelheden verlengen de cyclustijd en kunnen de vorming van snijkanten in aluminium of gomachtige materialen bevorderen.
De belangrijkste parametercombinatie voor het fijnkotteren van lagerhuizen is een scherpe wisselplaat met hoge positieve spaanhoek en een kleine neusradius, gecombineerd met een hoge snijsnelheid en een zeer lage voeding. Voor stalen behuizingen produceert een snelheid van 400 tot 600 voet per minuut met een voeding van 0,002 tot 0,003 inch per omwenteling oppervlakteafwerkingen in het Ra-bereik van 0,6 tot 0,8 micron. De snedediepte voor afwerking moet ondiep zijn, tussen 0,005 en 0,015 inch. Diepere sneden genereren meer warmte en doorbuiging, waardoor de afwerking afneemt. De stijfheid van het gereedschap is van het grootste belang. Een kotterbaar met een verhouding tussen lengte en diameter groter dan vier op één zal klapperen, waardoor een golvend, onaanvaardbaar oppervlak overblijft. Voor diepe lagerboringen is een hardmetalen of zware metalen staaf met trillingsdemping vereist.
Ruimen vergt een andere aanpak. Een ruimer is een snijgereedschap met meerdere tanden met afgeschuinde snijranden gevolgd door polijstpads. In plaats van een enkele spiraal te snijden, verwijdert een ruimer een dunne laag materiaal terwijl de polijstpads de boorwand samendrukken en glad maken. Deze actie kan uitzonderlijk fijne afwerkingen opleveren, vaak onder 0,4 micron Ra, met de juiste parameters. Het nadeel is dat ruimers gereedschappen met een vaste diameter zijn. Ze kunnen een verkeerde uitlijning of de juiste gatpositie niet compenseren. Als het voorgeboorde gat niet recht of goed gecentreerd is, zal de ruimer het bestaande gat volgen, waardoor een gladde maar onnauwkeurige boring ontstaat.
De optimale parametercombinatie voor het ruimen van lagerhuizen begint met de juiste hoeveelheid materiaalafname. Te weinig voorraad, minder dan 0,003 inch, en de polijstpads kunnen niet voldoende druk ontwikkelen om het oppervlak glad te maken. Te veel papier, meer dan 0,015 inch, overbelast de snijkanten en veroorzaakt klapperen of te grote gaten. De ideale ruimruimte voor de meeste materialen voor lagerbehuizingen is een diameter van 0,005 tot 0,010 inch. De snijsnelheid voor ruimen is doorgaans lager dan voor kotteren. Voor staal werkt een snelheid van 100 tot 150 voet per minuut goed. Hogere snelheden genereren warmte die de ruimer uitzet en te grote gaten produceert. Voedingssnelheden voor ruimen zijn hoger dan voor nakotteren, gewoonlijk 0,008 tot 0,012 inch per omwenteling. Deze hogere voeding grijpt alle snijkanten tegelijkertijd aan, waardoor de belasting wordt verdeeld en een gladdere afwerking ontstaat.
De koelmiddelstrategie verschilt tussen de twee processen. Het kotteren profiteert van hogedrukkoelmiddel dat op de snijkant is gericht om spanen te breken en de hitte te verminderen. Voor het ruimen is overvloedig koelmiddel onder lage druk nodig om de spanen door de spaankamers te spoelen. Spaanders die zich in de groeven van een ruimer ophopen, zullen de boring beschadigen en de oppervlakteafwerking ruïneren. Bij blinde lagerboringen is ruimen vaak onpraktisch, omdat spanen er niet naar voren uit kunnen komen. Bij het kotteren kunnen blinde boringen gemakkelijk worden verwerkt met koelvloeistof of luchtstroom.
Materiaalspecifieke parameters zijn ook van belang. In grijs gietijzer produceert het boren met een CBN-wisselplaat met een snelheid van 800 tot 1200 voet per minuut en een voeding van 0,004 inch per omwenteling uitstekende afwerkingen omdat het grafiet in ijzer als een vast smeermiddel werkt. Voor het ruimen van gietijzer is een hardmetalen ruimer nodig met een hellingshoek van nul om afbrokkelen van de randen te voorkomen. Voor aluminium lagerhuizen kan het boren met een gepolijste, scherpe PCD-wisselplaat bij hoge snelheden boven 2000 voet per minuut een spiegelafwerking bereiken. Het ruimen van aluminium is lastig omdat aluminium de neiging heeft om aan de randen van de ruimer te lassen. Een gecoate ruimer met gepolijste groeven en royale koelvloeistof is essentieel.
Praktische ervaringen op de werkvloer wijzen op een eenvoudige selectieregel. Voor boringen in lagerbehuizingen die een strakke positioneringsnauwkeurigheid en een fijne afwerking vereisen, heeft kotteren de voorkeur. De mogelijkheid om de diameter aan te passen en de gatpositie te corrigeren weegt zwaarder dan de iets langere cyclustijd. Voor productie van grote volumes waarbij het voorgeruimde gat al nauwkeurig en recht is, levert ruimen snellere cyclustijden en consistentere afwerkingen op met lagere gereedschapskosten per gat. Veel winkels gebruiken beide processen achter elkaar. Ze boren voorbewerkt tot op 0,010 inch, boren vervolgens af tot op 0,005 inch en ruimen uiteindelijk tot de uiteindelijke maat en afwerking. Deze combinatie maakt gebruik van de nauwkeurigheid van kotteren en de oppervlakteafwerkingskracht van ruimen. Het resultaat is een lagerhuisboring die voldoet aan de printvereisten voor elke afmeting en elke oppervlakteafwerking. Bij parameteroptimalisatie gaat het niet om het kiezen van het ene proces boven het andere. Het gaat erom elk proces af te stemmen op zijn specifieke rol in de boorafwerkingsvolgorde.
