Afdekplaten scheuren bij het zetten
Een metaalwerkplaats maakt een serie van 60 afdekplaten van 1,5 mm sendzimir verzinkt staal, elk 400 bij 300 mm, met aan beide langs zijden een omgezette rand van 25 mm. Het zetten gebeurt op een handzethank met stempelradius 2 mm. Na tien stuks scheuren de hoeken van de omgezette rand ongeveer 8 mm in. De klant eist een buitenmaat van 400 ± 0,5 mm en geen scherpe randen. De werkplaats heeft een kantbank, een kolomboor, een lasersnijder tot 2 mm en een hoeklasmachine. De calculatie is gemaakt op 60 stuks; elke afgekeurde plaat kost ongeveer € 18 aan materiaal en tijd. De bedrijfsleider wil de serie ongewijzigd doorzetten omdat het tekenwerk al is goedgekeurd, en stelt voor de scheuren later dicht te lassen en weg te slijpen. De eerste platen zijn al naar de klant gestuurd als monster.
1. Moet de werkplaats de serie ongewijzigd doorzetten, of eerst het ontwerp aanpassen? Onderbouw je keuze met twee technische argumenten en beschrijf de aanpassing aan het product zo concreet mogelijk.
Read the worked answer
Niet doorzetten: de fout is systematisch, dus alle 50 resterende platen scheuren op dezelfde plek.
Argument 1 – geometrie. De scheuren zitten precies in de hoek waar twee zettingen samenkomen. Daar wordt het materiaal in twee richtingen uitgerekt en is er geen ontlasting (bend relief). Met r/t = 2 / 1,5 ≈ 1,3 zit je bovendien aan de scherpe kant voor verzinkt staal.
Argument 2 – lassen is geen oplossing. Bij het lassen verdampt de zinklaag plaatselijk, waardoor juist daar corrosie ontstaat; de las moet ook nog worden geslepen en het warmte-inbrengen vervormt de maat 400 ± 0,5 mm. Elke las kost meer tijd dan een nieuwe, goede plaat.
Aanpassing: snijd in de vlakke plaat een hoekuitsparing van minimaal t + r ≈ 3,5 mm op elke plaats waar twee zettingen elkaar raken, verhoog de inwendige radius naar 3 mm en leg de zetlijn bij voorkeur onder 45° met de walsrichting. Laat de lasersnijder de uitsparingen meteen meenemen in de uitslag.
2. Bereken de vlakke lengte van de plaat in de lengterichting (buitenmaat 400 mm met twee randen van 25 mm). Gebruik BA = 0,01745 × hoek × (r + k × t) met hoek = 90°, r = 2 mm, t = 1,5 mm en k = 0,44.
Read the worked answer
Stap 1 – buigtoeslag per zetting: BA = 0,01745 × 90 × (2 + 0,44 × 1,5) = 1,5705 × (2 + 0,66) = 1,5705 × 2,66 ≈ 4,18 mm.
Stap 2 – correctie per zetting (bend deduction): BD = 2 × (r + t) − BA = 2 × 3,5 − 4,18 = 7,0 − 4,18 = 2,82 mm.
Stap 3 – vlakke lengte: plaat = 400 + 25 + 25 − 2 × 2,82 = 450 − 5,64 = 444,4 mm.
Controle: de twee rechte delen tussen de zettingen zijn samen 400 − 2 × 3,5 = 393 mm, de twee flenzen elk 25 − 3,5 = 21,5 mm, plus 2 × 4,18 mm toeslag: 393 + 43 + 8,36 ≈ 444,4 mm. Klopt. Rond af op 444,5 mm en laat de lasersnijder die maat aanhouden; na de eerste plaat meet je de buitenmaat na om de aanname k = 0,44 te verifiëren.
3. Noem twee controles die je op het eerste aangepaste stuk uitvoert voordat je de overige platen maakt, en leg uit waarom juist die twee.
Read the worked answer
Maatcontrole op de buitenmaat 400 ± 0,5 mm en de flenshoogte 25 mm, op drie plaatsen langs de plaat gemeten met een schuifmaat. Reden: een fout in de vlakke uitslag of in de aangenomen k-factor is systematisch; die fout herhaalt zich op alle 50 platen en is achteraf niet meer te corrigeren zonder nieuw plaatmateriaal.
Visuele controle op scheurvorming met een loep (10×) in beide hoeken, plus controle op scherpe randen. Reden: de scheur ontstond pas na het zetten en is met het blote oog soms nauwelijks te zien; als de uitsparing te klein is gekozen, zie je dat alleen op het eerste stuk. Een plaat die hier goed doorkomt, is representatief voor de rest van de serie.
Praktisch: keur het eerste stuk goed, leg het apart als referentie en meet daarna elke 10e plaat. Zo zie je gereedschapsslijtage of materiaalvariatie in de serie op tijd.