Bussen behoren tot de meest voorkomende en toch uitdagende componenten bij precisiebewerking. Deze cilindrische dunwandige onderdelen vereisen een uniforme wanddikte om correct te kunnen functioneren. Elke variatie veroorzaakt ongelijkmatig lagercontact, voortijdige slijtage en montageproblemen. Toch worstelen veel machinisten met bussen die perfect in de machine passen, maar na het losmaken onaanvaardbare wandvariaties vertonen. De boosdoener is bijna altijd klemvervorming. Als u begrijpt hoe u dunwandige bussen vasthoudt zonder ze te vervormen, onderscheidt u winkels die consistente, betrouwbare onderdelen produceren van bedrijven die rondheidsproblemen najagen.
De fysica van de vervorming van dunne wandbussen is eenvoudig. Een bus met een wanddikte van 0,050 inch heeft zeer weinig radiale stijfheid. Wanneer een klauwplaat met drie klauwen zijn buitendiameter vastdraait, passen de klauwen puntbelastingen toe. De bus buigt elastisch af in een drielobbige vorm. De machinist boort de binnendiameter terwijl het onderdeel vervormd is. Nadat de spanklauwen loskomen, veert de bus weer rond. De binnendiameter heeft nu echter drie hoge punten die overeenkomen met de oorspronkelijke kaakposities. De wanddikte varieert precies met de hoeveelheid doorbuiging. Hetzelfde effect treedt op bij het klemmen op de binnendiameter en het draaien van de buitendiameter. De oplossing is om op een manier te klemmen die een uniforme, lage spanningskracht over de hele omtrek uitoefent.
Een van de meest effectieve technieken voor het opspannen van dunwandige bussen is het gebruik van een spantang of een expanderende doorn. Een potklauwplaat is een armatuur met een taps toelopende interne boring en een stalen spantang met sleuven. Wanneer de spantang in de tapsheid wordt getrokken, zet hij gelijkmatig uit tegen de binnendiameter van de bus. De uitzettingskracht wordt over de volledige omtrek verdeeld, niet op afzonderlijke punten. Goed ontworpen potklauwplaten kunnen bussen met wanddiktes tot 0,020 inch vasthouden zonder meetbare vervorming. De sleutel is om de uitzettingsweg te beperken tot slechts 0,001 of 0,002 inch buiten de diameter van de rustende onderdelen. Zelfs een paar duizendsten te veel uitzetten zal nog steeds dunne wanden vervormen. Verstelbare potklauwplaten met een stopschroef om de slag te beperken hebben de voorkeur.
Voor het draaien van de buitendiameter werkt een spreiddoorn volgens hetzelfde principe. De doorn heeft een taps toelopende centrale as en een gespleten stalen of urethaanhuls. Terwijl de as in de huls wordt getrokken, zet de huls radiaal uit tegen de binnendiameter van de bus. Het contact is continu rond de omtrek. Veel winkels maken hun eigen expanderende doornen van 4140 staal, warmtebehandeld en geslepen. Een set verwisselbare hulzen maakt het mogelijk verschillende busmaten te hanteren. De doorn wordt tussen de middelpunten of in een spankop gemonteerd, en de bus schuift op de expanderende huls. Een trekstang of schroef zorgt voor de uitzetting. Deze methode levert een uitstekende concentriciteit op omdat de doorn op dezelfde as centreert als de draaibankspindel.
Zachte kaken zijn voor veel winkels een toegankelijker alternatief. Standaard spanklauwen kunnen worden bewerkt zodat ze passen bij de contour van de bus, maar dit alleen lost het probleem van de puntbelasting niet op. De oplossing is om een set taartbekken te gebruiken. Dit zijn zachte kaken die met een grote boog zijn bewerkt, meestal elk 120 graden, en vervolgens radiaal worden doorgesneden vanaf de buitenrand, bijna tot aan de montageschroef. Wanneer ze worden vastgedraaid, buigt elke taartbek lichtjes, waardoor de klemkracht over een groter gebied wordt verdeeld. Voor de beste resultaten moet de machinaal bewerkte diameter van de taartbekken exact hetzelfde zijn als de buitendiameter van de bus. Het opruwen van de bus met zware sneden vereist meer klemkracht. Nabewerkingspassen moeten worden uitgevoerd met verminderde spandruk. Veel moderne CNC-draaibanken maken programmeerbare spandruk mogelijk, die kan worden ingesteld op een lage waarde, ongeveer 50 tot 100 PSI, voor het afwerken van sneden.
Een andere krachtige methode is het axiaal klemmen in combinatie met een opofferingsvulmiddel. In plaats van op de buswand te klemmen, wordt het onderdeel tussen twee frontplaten gehouden die de bus van begin tot eind samendrukken. Een vulmateriaal, zoals een legering met een laag smeltpunt, was of zelfs bevroren ijs, vult de binnenkant van de bus. Het vulmiddel biedt interne ondersteuning tijdens de bewerking. Na de bewerking wordt het vulmiddel gesmolten of uitgewassen. Deze techniek is gebruikelijk voor bussen met extreem dunne wanden met een wanddikte van minder dan 0,010 inch. Het vulmiddel voorkomt dat het onderdeel bekneld raakt of trilt. De axiale klemkracht, uitgeoefend door zachte ringen, vervormt de cilindrische wand niet omdat de kracht evenwijdig is aan de as van de boring.
Voor bussen gemaakt van materialen die reageren op cryogene of thermische technieken, biedt krimppassing een vervormingsvrije klemmethode. De bus wordt gekoeld in vloeibare stikstof, waardoor de diameter kleiner wordt. Een bijpassende doorn of spankop bij kamertemperatuur is iets groter dan de ID van de koude bus. De bus wordt op de doorn geschoven en warmt op. Terwijl het uitzet, grijpt het de doorn met een uniforme radiale kracht vast. De bewerking verloopt zonder geconcentreerde klempunten. Na het snijden wordt het geheel opnieuw gekoeld om het onderdeel los te laten. Deze methode vereist een gecontroleerde omgeving, maar levert een uitzonderlijke wanduniformiteit op.
Tijdens het proces zijn metingen ook essentieel voor de controle van de wanddikte van de bussen. Een binnenmeter of luchtmeter die wordt gebruikt terwijl het onderdeel nog is vastgeklemd, geeft een onjuiste waarde. De werkelijke wanddiktevariatie verschijnt pas na het losmaken. De beste praktijk is om een veersnede te maken: een zeer lichte doorgang, een snedediepte van 0,002 tot 0,004 inch, waarbij de spandruk wordt verlaagd tot het minimum dat nodig is om het onderdeel te roteren. Deze laatste snede verwijdert het vervormde oppervlak dat is achtergelaten door zwaardere voorbewerkingsgangen. De veersnede moet worden gevolgd door een tweede meting nadat het onderdeel volledig vrij is. Winkels die deze technieken beheersen, houden routinematig de variatie in de wanddikte van de bus onder de totale indicatorwaarde van minder dan 0,0003 inch. Hun minder ervaren tegenhangers blijven onderdelen weggooien, in de overtuiging dat dunne wanden onmogelijk te bewerken zijn. De waarheid is dat dunne muren niet het probleem zijn. Ongepast vastklemmen is dat wel. Kies voor een uniform werkstuk met lage spanning en volledige omtrek, zodat de uniformiteit van de wanddikte van de bus volledig controleerbaar wordt.
