Soorten ruimers: inzicht in de prestaties van elk type

Soorten ruimers

De verschillende soorten ruimers omvatten handruimers, machineruimers en spanruimers voor operationeel gebruik; rechte en spiraalvormige ruimers voor verschillende groefgeometrieën; conische, schaal- en zwevende ruimers voor verschillende gatgeometrieën; verstelbare en uitzetbare ruimers voor flexibele afmetingen; en hardmetalen, HSS- en indexeerbare ruimers voor verschillende gereedschapsmaterialen en -constructies. 

Slechte interne afwerking en inconsistente boringtoleranties kunnen leiden tot montageproblemen, zelfs wanneer de rest van het onderdeel perfect is bewerkt. Voor precisie-industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, hydrauliek, automobielindustrie en gereedschapsproductie kunnen dergelijke problemen extreem kostbaar zijn. Hetzelfde geldt voor bedrijven die afhankelijk zijn van de productie van ruimers om de toleranties van IT6-IT7 te halen: zij moeten de gereedschappen feilloos selecteren. 

Verschillende soorten ruimers – een van de essentiële CNC snijgereedschappen In de precisieproductie helpen we fabrikanten in dergelijke sectoren om nauwere toleranties en stabielere assemblages te realiseren. Belangrijke overwegingen voor het type ruimgereedschap Factoren die van belang zijn bij het gebruik van CNC-bewerking zijn de bewerkingsmethode, het productievolume en het werkstukmateriaal, de geometrie van het gat en de aard van het werk. Deze factoren zijn cruciaal wanneer CNC-bewerking wordt toegepast in precisie-industrieën. 

Dit artikel gaat dieper in op de verschillende soorten ruimers en legt uit hoe de diverse ontwerpen een rol spelen bij het dimensioneren en afwerken van gaten tijdens het verspanen. 

 

Wat is een ruimer en wat is het werkingsprincipe ervan?

A ruimer bit Een roterend snijgereedschap met meerdere snijkanten wordt gebruikt om gaten (gegoten, geboord of gefreesd) iets te vergroten tot precieze diameters en een perfecte oppervlakteafwerking. Het is een nabewerking waarbij ongeveer 0.1 mm tot 0.5 mm materiaal wordt verwijderd. 

Ruimen 

Een ruimer is voorzien van gegroefde snijkanten die de wand gelijkmatig bewerken tijdens het frezen. Ruimen is een gecontroleerd bewerkingsproces waarmee oppervlakteafwerkingen tot wel Ra 0.4-1.6 µm kunnen worden bereikt.1]

Voor bedrijven die nauwe toleranties vereisen voor lagerboringen, perspassing en dergelijke assemblages, kunnen deze specificaties worden bereikt met ruimen, zelfs op productieschaal. 

 

Wat is het doel van een ruimer?

Waar wordt een ruimer voor gebruikt? Een ruimer wordt gebruikt om een ​​bestaand gat geschikt te maken voor passing, functie of montage. Afhankelijk van het type ruimer worden ze gebruikt voor onder andere auto-onderdelen zoals transmissies, gaten voor pinnen in de lucht- en ruimtevaart, boringen in lagerhuizen, centreerpunten voor mallen en armaturen, en poorten in hydraulische kleppenhuizen. 

Auto-onderdelen voor transmissie

Lagerzittingen, tandwielboringen en asgaten voor auto's vereisen nauwe toleranties. Een ruimer kan dat garanderen, evenals een gladde afwerking.  

Auto-as 

Een hardmetalen opspanruimer zou de benodigde IT6-IT7 toleranties opleveren [2] voor duizenden autotransmissiesystemen. Door de snelle slijtage is het HSS-ruimertype niet geschikt voor een dergelijke toepassing.

Luchtvaart-pengaten  

Het gereedschap helpt bij het garanderen van nauwkeurige rondheid en diameters voor bevestigingspunten van vleugels en gaten voor structurele bevestigingsmiddelen. Een machineruimer met spiraalvormige groeven en een TiAlN-coating is de beste optie voor dit type gaten. Deze is ontworpen voor het bereiken van nauwe toleranties en een effectieve spaanafvoer bij diepe gaten. Een ruimer met rechte groeven wordt vermeden vanwege problemen met vreten en spaanafvoer. 

Luchtvaart-gaatjes

Boringen in het lagerhuis  

Ruimers kunnen op betrouwbare wijze helpen bij het verkrijgen van gladde oppervlakken en nauwkeurige diameters voor boringen in behuizingen en lagerzittingen. Voor het boren van gaten in lagerhuizen is een schaalruimer de meest praktische keuze, omdat deze de gewenste oppervlakteafwerking levert tegen relatief lage gereedschapskosten per gat. Een volhardmetalen ruimer kan ook worden gebruikt, maar de hogere kosten daarvan vormen vaak een bezwaar. 

Plaatsen van deuvels in de mal/mal 

Ruimen zorgt voor de vereiste herhaalbaarheid bij boringen in opspanplaten, bussen en centreerpenopeningen.   

Gaten in de bevestigingsplaat

Met een volhardmetalen opspanruimer wordt het risico op variaties in de centreergaten geëlimineerd. Hierdoor kunnen consistente resultaten worden behaald bij elke batch. 

Aansluitingen voor hydraulisch ventielhuis 

Hydraulisch kleppenblok

Een uitstekende oppervlakteafwerking en een precieze boringgeometrie zijn cruciaal voor klepzittingen en spoelboringen. Met ruimtechnologie wordt dit bereikt voor superieure afdichtingsprestaties. Rechte ruimers met een CrN-coating zijn het meest geschikt voor deze eigenschappen. De rechte groeven verbeteren de boringgeometrie, terwijl de coating hechting op messing en roestvrijstalen klephuizen voorkomt.   

Zonder de CrN-coating is het risico op materiaalaanhechting groot en kunnen de klephuizen voortijdig slijten. 

 

Verschillende soorten ruimers

Ruimers kunnen worden ingedeeld op basis van de bedieningsmethode, de geometrie van het gat, het gereedschapsmateriaal, het ontwerp van de snijkanten en de verstelbaarheid. 

Ruimers ingedeeld naar bedieningsmethode

• Handruimers – Deze worden handmatig bediend, meestal met een tapmoersleutel. Deze optie is niet geschikt voor productiewerk. 

Handruimer

• Machineruimers – Ruimers worden aangedreven door draaibanken of CNC-machines. Daardoor zijn ze geschikt voor productiewerk, waar nauwkeurigheid en consistentie van het grootste belang zijn. 
• Ruimers opruimen – Deze productieruimer is gebruikelijk in CNC-opstellingen. Hij kenmerkt zich door een rechte spankop voor bevestiging aan de spantang of klauwplaat. 

Ruimers ingedeeld op basis van gatgeometrie

• Conische ruimers Een conische ruimer is een lang, conisch gereedschap met een taps toelopend ontwerp van de schacht tot het uiteinde. Conische ruimers zijn ideaal voor het maken van taps toelopende gaten voor penverbindingen en spindelinterfaces. 
• Shell-ruimers – Deze cilindrische snijkop is kort en dik. Hij heeft ook een holle centrale boring voor aansluiting op een as. Dankzij de vervangbare kop is deze ruimer een kosteneffectieve oplossing voor het afwerken van gaten met een grote diameter. 

Shell ruimer

• Zwevende ruimer Het belangrijkste kenmerk van dit type is een verschuifbare of veerbelaste gereedschapshouder. Het ontwerp maakt een kleine zijdelingse beweging mogelijk, waardoor een geringe uitlijningsfout tussen het gat en de spindel kan worden gecompenseerd. 

Houd er rekening mee dat als het gat en de spindel goed uitgelijnd zijn, een vaste ruimer het eenvoudigere en voordeligere gereedschap is. 

Ruimers ingedeeld naar gereedschapsmateriaal en constructie

• Hardmetalen ruimers – Hardmetalen ruimers lijken misschien een beetje op HSS-ruimers, maar de snijkanten van het hardmetalen gereedschap zijn brozer. De ruimer is relatief duurder, maar gaat langer mee. 
• HSS-ruimers Een klassieke zilverkleurige afwerking is een belangrijk kenmerk van HSS-ruimers. Deze afwerking wordt veel gebruikt bij de algemene bewerking van materialen zoals zacht staal en aluminium. Bovendien is de ruimer gemakkelijk te slijpen. 
• Indexeerbare ruimers – In de kop van het gereedschap zijn uitsparingen aangebracht voor vervangbare hardmetalen snijplaatjes. Hierdoor worden de kosten voor gereedschapsvervanging vermeden. 

Indexeerbare ruimer 

Ruimers ingedeeld op basis van het ontwerp van de spiraal.

De keuze tussen een spiraalvormige en een rechte ruimer hangt voornamelijk af van de diepte en de eisen ten aanzien van de spaanafvoer. Meer informatie over de verschillende opties vindt u hieronder. 

• Ruimer met rechte groef – De groeven van het gereedschap zijn perfect uitgelijnd langs de as. Het gereedschap is herkenbaar aan zijn symmetrische uiterlijk. Het ontwerp is eenvoudig en gangbaar. Fabrikanten gebruiken ruimers met rechte groeven voor de meeste materialen om standaard doorlopende gaten te maken. 
• Spiraalvormige ruimer Deze ruimer heeft spiraalvormig gedraaide groeven, waardoor hij op een spiraalboor lijkt. 

Spiraalvormige ruimer

Ruimers ingedeeld naar verstelbaarheid 

• Verstelbare ruimers – Verstelbare ruimers hebben vervangbare bladen rondom het lichaam. Hierdoor is de ruimergrootte eenvoudig aan te passen zonder gereedschap te hoeven wisselen. De segmenten onderscheiden het ontwerp van vaste ruimers. Dit type is het meest geschikt voor werkzaamheden met een lage productie. 
• Uitbreidingsruimers – De punt van deze ruimer heeft een schroef, die de snijbladen naar buiten duwt wanneer het gereedschap vooruit beweegt. Dit gereedschap wordt vooral gebruikt voor de productie van prototypes en voor onderhoudsprojecten. 

Welk type ruimer heeft een vierkante schacht?

Bij handruimers worden vierkante schachten gebruikt. Het gereedschap heeft een dergelijke vorm om de aansluiting op de boorkop of tapsleutel te vergemakkelijken. Omdat dit de beste manier is om een ​​handruimer van een machinale ruimer te onderscheiden, is een gereedschap met een vierkante schacht niet betrouwbaar of veilig voor machinaal gebruik. Gebruik ervan op een machine zal waarschijnlijk het gereedschap of het werkstuk beschadigen.

Onderdelen van een ruimer

De anatomie van een ruimer omvat het lichaam/de schacht, de geometrie van de groeven, de snijkanten (groeven), de afschuining en de randen. 

Hieronder vindt u meer details over de onderdelen.

• Lichaam/schacht – Dit onderdeel wordt bevestigd aan de spantang of klauwplaat van de machine. Het moet stevig zijn om slingering te voorkomen.   
• Fluit geometrie De spiraalvormige en rechte groeven bepalen de stijfheid van het gereedschap, de spaanafvoer en de algehele snijwerking. Factoren die meespelen bij het bepalen van de spiraalhoek en het aantal groeven zijn onder andere de gatgrootte en het materiaalsoort. 
• Snijrand (Goot) – Dit is een even cruciaal onderdeel van een ruimer, die materiaal van de boorwand verwijdert. De scherpte ervan bepaalt of een Ra-waarde van 3.2 of 0.4 wordt bereikt.  
• Afschuining van de geleider – Dit is de schuine punt van het gereedschap die als eerste contact maakt met het gat. De afschuining geleidt ook de instroom van de ruimer en verdeelt de snijkracht gelijkmatig. 
• Marges – Dit zijn smalle stroken materiaal langs de lengte van de groeven. Ze snijden niet in het oppervlak, maar polijsten en schuren het juist. 

 

Te overwegen ruimergeometrieën 

De afschuining, de spiraalhoek en het type snijkant zijn de meest kritische geometrische factoren voor de bewerkingsprestaties. Een verkeerde combinatie van deze variabelen kan leiden tot een slechte oppervlakteafwerking en toleranties, en de levensduur van het gereedschap verkorten. 

• scheefkromtrekken – Dit is de schuine punt van het gereedschap. Een afschuining van 45° is effectief voor de meeste algemene productiewerkzaamheden. Om de levensduur van het gereedschap te verlengen, is een langere afschuining nodig, omdat dit meer snijkanten omvat en de levensduur van het gereedschap verlengt.  Een kortere afschuining is ongewenst omdat dit de gereedschapslijtage verhoogt, met name bij productie met een hoog volume. 
• Helix Hoek – Dit is de hoek van de spiraal rond het gereedschapslichaam. Grotere spiraalhoeken worden aanbevolen om de oppervlakteafwerking te verbeteren en trillingen te minimaliseren. 
• Fluittype Rechte groeven zijn populair vanwege hun kosteneffectiviteit en brede beschikbaarheid voor het maken van doorlopende gaten.

Bij diepe boringen en blinde gaten zijn spiraalgroeven de onmisbare optie. De keuze tussen een spiraalvormige en een rechte ruimer komt in wezen neer op het produceren van doorlopende gaten versus blinde boringen.

 

Veelgebruikte materialen voor ruimers 

De belangrijkste materialen voor ruimers zijn HSS (High-Speed ​​Steel), hardmetaal en kobalt. De keuze voor een van deze ruimers voor metaalbewerking hangt af van het volume en de hardheid van het materiaal.

HSS (High-Speed ​​Steel) ruimers 

HSS-ruimers zijn het populairst voor algemene ruimwerkzaamheden. Het zijn betrouwbare ruimers voor metaalbewerking, zoals aluminium en roestvrij staal. Voordelen zoals lage aanschafkosten, betrouwbare prestaties en eenvoudig slijpen zijn te belangrijk om te negeren. In tegenstelling tot hardmetalen ruimers, barsten HSS-ruimers zelden bij het bewerken van aluminium, roestvrij staal of zacht staal. 

HSS-ruimers

Hardmetalen ruimers

Hardmetalen ruimers zijn de ideale keuze wanneer snel en slijtvast bewerken van geharde materialen vereist is. Waar HSS-ruimers snel slijten en onbevredigende resultaten opleveren, presteren hardmetalen ruimers vaak uitstekend. 

Kobalt ruimers

Deze ruimers bevatten 8% kobalt, meestal gelegeerd met HSS. Daardoor heeft de ruimer de hardheid van kobalt en de taaiheid van HSS. HSS-ruimers zijn betaalbaarder, dus ze zouden alleen vervangen moeten worden door kobaltruimers als de hardheid van het materiaal dat vereist.

 

Soorten oppervlaktecoatings voor ruimers

Merk op dat ruimers vaak gecoat zijn voor betere prestaties. Veelgebruikte oppervlaktecoatings voor ruimers zijn TiAlN (ook wel AlTiN genoemd), TiCN (titaniumcarbonitride), TiN (titaniumnitride) en CrN (chroomnitride). 

TiAlN-coating

• TiAlN (AlTiN) – Ideaal voor omgevingen met hoge temperaturen
• TiCN (titaniumcarbonitride) – Meest geschikt voor slijtvastheid 
• TiN (titaniumnitride) – Goudkleurig en bekend om zijn veelzijdige prestaties. 
• CrN (chroomnitride) – Werkt het beste met non-ferromaterialen. Biedt extra corrosiebestendigheid. Het is een perfecte coating voor aluminium, messing, koper en roestvrij staal. 

De coating moet afgestemd zijn op het materiaal. Zo niet, bijvoorbeeld TiN op roestvrij staal, dan kan het gereedschap sneller slijten en slechter presteren.

Hoe gebruik je een ruimer? 

Het gebruik van een ruimer vereist voorboren, gecontroleerde aanvoer en snelheid, correcte terugtrekking en controle op slingering. 

Stap 1: Voorboren 

Eerst wordt het gat geboord om de juiste ruimermaat te bepalen. Voor grotere boringen blijft er ongeveer 0.5 mm materiaal over, en voor kleinere boringen tot 0.3 mm. 

Stap 2: Gecontroleerde toevoer en snelheid 

Er wordt een constante aanvoer toegepast, gecombineerd met ongeveer 50% van de snelheid van de equivalente boorsnelheid. Tijdens het proces wordt snijolie of koelvloeistof gebruikt. 

 Stap 3: Correcte opname 

Een ruimer mag nooit onder belasting in omgekeerde richting worden gebruikt, omdat de snijkanten dan kunnen afbrokkelen. Hij moet worden teruggetrokken terwijl hij in de normale (voorwaartse) richting draait. 

Stap 4: Controle op uitloop

Voorafgaand aan de productie moet de rondloopnauwkeurigheid van de spindel worden gecontroleerd. Een meetklok is hiervoor een ideaal hulpmiddel. Het is raadzaam de nauwkeurigheid binnen 0.005 mm te houden om problemen met de gattoleranties te voorkomen. 

 

De juiste ruimer kiezen voor bewerking 

Bij de keuze van een ruimer spelen vier factoren een rol: de bedieningsmethode, het productievolume en het werkstukmateriaal, de geometrie van het gat en de aard van het werk. 

operatie Methode 

Een handruimer is alleen geschikt voor onderhouds- of paswerkzaamheden. Een zwevende ruimer is een betrouwbare keuze voor het corrigeren van uitlijningsfouten tussen de spindel en het gat. Kortom, het type bewerking bepaalt welke ruimer het meest geschikt is. 

Productievolume en werkstukmateriaal  

HSS slijt sneller dan hardmetalen ruimers, dus deze zouden alleen moeten worden gespecificeerd voor kleine hoeveelheden gemengde materialen. Voor grote volumes aan hardere materialen, zoals gietijzer of gehard staal, kunnen beter hardmetalen ruimers worden gebruikt. 

Gaten Geometrie

Een ruimer met rechte groeven is zeer effectief voor het maken van doorlopende gaten, een van de meest voorkomende gatvormen. Maar omdat blinde gaten een perfecte spaanafvoer vereisen, is een ruimer met spiraalgroeven de ideale keuze. Als de boring groter is, bijvoorbeeld 20 mm, levert een schaalruimer de beste resultaten op.  

Aard van het werk

Ten slotte is er nog de kwestie van de aard van het werk, met name standaard versus niet-standaard werk. Een verstelbare ruimer is een goede optie voor niet-standaard gaten of algemeen onderhoudswerk. In productieomgevingen zijn herhaalbaarheid en kwaliteit vereist, vandaar de voorkeur voor ruimers zoals HSS-ruimers met een vaste diameter. 

 

Verschil tussen ruimers, boorgereedschappen en boren 

Er bestaat vaak verwarring tussen ruimgereedschapEr zijn drie soorten gereedschap: boorgereedschap en boorbits. De drie soorten gereedschap verschillen echter in functie, hoeveelheid verwijderd materiaal, oppervlakteafwerking, toleranties en ideale toepassingen. Het verschil tussen een boor en een ruimer komt bijvoorbeeld voort uit het feit dat het ene proces het gat creëert, terwijl het andere het afwerkt. 

Deze verschillen worden weergegeven in de onderstaande vergelijkingstabel. 

Element	Ruimer	Saai gereedschap	drill Bit
Primaire functie	Werk een gat af met een nauwkeurige diameter en oppervlakteafwerking.	Een bestaand gat repareren en vergroten.	Maak een nieuw gat
Materiaal verwijderd	Ongeveer 0.1–0.5 mm	Dit varieert, maar is meestal tot enkele millimeters.	Volledige boringdiameter
Tolerantie bereikt	IT6–IT7 [2]	IT7–IT9 [2]	IT11–IT13 [2]
Oppervlaktebehandeling	Ra 0.4–1.6 µm [1]	Ra 1.6–3.2 µm [1]	Ra 6.3–12.5 µm [1]
Ideaal voor	Pengaten, perspassing, precisieassemblages	Aanpassen van de gatpositie, afwerking met één punt	Gaten ontstaan, materiaalafname

 

In Conclusie 

Hoewel ze er eenvoudig uitzien, zijn de meeste ruimers complexe gereedschappen die zeer gewaardeerd worden in de precisietechniek. Van handruimers tot op maat gemaakte HSS-ruimers, de diversiteit is enorm. ruimgereedschap Dat staat buiten kijf. Het type ruimer dat gebruikt wordt, hangt af van het materiaal, de gewenste oppervlakteafwerking, de vereiste tolerantie voor het gat, de toepassing en de bewerkingscapaciteit. 

Bij ProleanTech staat de productie van precisieruimers centraal bij een perfecte afstemming tussen gereedschap en tolerantie. We weten dat de keuze voor het juiste type ruimer het verschil kan maken tussen kostbare nabewerking en een nauwkeurige passing. 

Heeft u al bepaald welk type ruimer u wilt gebruiken? Of houdt u rekening met de geometrie en tolerantie van het gat? Wij kunnen u helpen. Neem contact op met ons engineeringteam om de perfecte ruimstrategie te bepalen of vraag een vrijblijvende offerte aan voor uw bewerkingsproject. 

Referenties 

[1] https://geomiq.com/blog/cnc-machining-surface-roughness-guide/ 

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/IT_Grade 

[3] https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b94-2-reamers 

[4] https://www.nature.com/articles/s41598-025-16424-4 

[5] https://www.customtool.com/blog/tool-coating-differences/ 

[6] https://monaghantooling.com/high-performance-reaming-for-low-surface-finish/