Zur Sicherung der Werkstücke sollten bei der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen CNC-Vorrichtungen eingebaut werden. Beim Zusammenbau des Werkstücks muss bestimmt werden, wo es in Bezug auf das Werkzeug in einer Werkzeugmaschine richtig positioniert werden soll. Wenn ein Werkstück nicht ordnungsgemäß gespannt wird, wirkt sich dies direkt auf die Genauigkeit aus CNC-Bearbeitung für diesen Teil. In diesem Artikel beschreiben wir verschiedene Arten von CNC-Vorrichtungen, ihre Konstruktionsprinzipien und Anwendungen.
Was is CNC-Vorrichtung?
Unter CNC-Spannvorrichtungen versteht man alle Zusatzeinrichtungen, die an Werkzeugmaschinen bei mechanischen Fertigungsprozessen eingesetzt werden und dazu dienen, ein Bearbeitungsobjekt so zu fixieren, dass es für die Bearbeitung oder Inspektion eine geeignete Position einnimmt und den Prozessanforderungen entspricht. Es wird oft als Vorrichtung bezeichnet. Vorrichtungen sind so konzipiert, dass sie eine genaue Positionierung und Stabilität der Werkstücke während der gesamten Bearbeitungsvorgänge gewährleisten.
Die am häufigsten verwendeten Materialien für die Herstellung von CNC-Vorrichtungen
Die am häufigsten für die Herstellung von CNC-Vorrichtungen verwendeten Materialien sind:
Stahl
Stahl kann zur Herstellung robuster Vorrichtungen mit guter Steifigkeit wie hochfester Stahl oder rostfreier Stahl verwendet werden, der häufig schwere Lasten tragen kann und dennoch stabilen Halt und Halt bietet.
Aluminium Alloy
Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch gute Zerspanbarkeitseigenschaften gepaart mit geringem Gewicht aus und finden daher breite Anwendungsbereiche bei der Konstruktion maßgeschneiderter Werkzeuge; Sie bieten außerdem die für Spannsysteme erforderliche Festigkeit und Steifigkeit, jedoch bei geringerem Gewicht, was die Handhabung bei Einrichtungsvorgängen erleichtert.
Kompositmaterialien
Verbundwerkstoffe vereinen verschiedene Vorteile, die sich aus der Verwendung verschiedener Bestandteile in einer Struktur ergeben, sodass kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe hohe Festigkeiten bei gleichzeitig geringem Gewicht aufweisen. Diese können unter anderem in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden, wo das Leistungsniveau bestimmten Anforderungen entsprechen muss.
Kunststoffe
Kunststoffe wie Polyurethan, Nylon usw. können bei der Herstellung von leichten Haltern oder solchen verwendet werden, die aufgrund der Verschleißfestigkeitseigenschaften dieser Substanzen sowie der chemischen Stabilität unter bestimmten Arbeitsbedingungen keine großen Anforderungen an die Steifigkeit stellen.
Titanlegierung
Titanlegierungen weisen hervorragende Korrosionsbeständigkeitseigenschaften in Kombination mit hohen Festigkeiten auf und ermöglichen so ihren Einsatz als spezielle Materialien für Umgebungsbefestigungen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder bei medizinischen Geräteanwendungen.
Bei der Auswahl der Materialien für eine Vorrichtung ist es wichtig, Faktoren wie Werkstückmaterial, Prozessanforderungen, Arbeitsbedingungen und Kosten zu berücksichtigen, damit das ausgewählte Material stabile, zuverlässige Klemm- und Stützfunktionen bietet.
Arten von CNC-Vorrichtungen
Vorrichtungen für Werkzeugmaschinen gibt es in vielen Formen mit unterschiedlichen Namen. Aus Gründen der Design-, Produktions- und Verwaltungsfreundlichkeit werden sie üblicherweise nach bestimmten Merkmalen klassifiziert.
Klassifizierung nach allgemeinen Merkmalen von Vorrichtungen
Gemäß dieser Klassifizierungsmethode werden häufig fünf Arten von Klemmen verwendet: allgemeine Halterung, spezielle Halterung, einstellbare Halterung, Kombinationshalterung und automatische Linienhalterung. Es zeigt die gemeinsamen Merkmale der Vorrichtungen verschiedener Produktionstypen und bildet so die Hauptgrundlage für die Auswahl einer Vorrichtung.
Allgemeiner Spielplan
Allgemeine Vorrichtung bedeutet, dass ihre Struktur und Größe mit einer gewissen Vielseitigkeit normalisiert wurden, wie z. B. ein selbstzentrierendes Dreibackenfutter; einfachwirkendes Vierbackenfutter; Schraubstock; Universalteilkopf; Mittelrahmen; elektromagnetisches Spannfutter usw.
Es ist vielseitig einsetzbar und kann verschiedene Werkstücke innerhalb eines bestimmten Formbereichs ohne Anpassung oder geringfügige Anpassung spannen.
Der Einsatz dieser Art von Vorrichtung kann die Vorbereitungszeit für die Produktion verkürzen und die Anzahl der Vorrichtungsarten reduzieren, wodurch die Kosten gesenkt werden. Die Genauigkeit bei der Bearbeitung ist nicht hoch, die Produktivität ist ebenfalls niedrig und komplex geformte Werkstücke können nicht so festgehalten werden, dass sie für die Einzelstück- und Kleinserienfertigung geeignet sind.
Besondere Vorrichtung
Unter Spezialvorrichtungen versteht man solche, die nur nach spezifischen Anforderungen für den Bearbeitungsprozess eines bestimmten Werkstücks hergestellt werden.
Seine Merkmale liegen in einer starken Relevanz, aber keiner Universalität. In Unternehmen, die große Mengen stabiler Produkte herstellen, werden viele verschiedene Spezialvorrichtungen benötigt, die eine höhere Produktivität bei gleichzeitig besserer Endbearbeitungspräzision ermöglichen könnten.
Die Herstellungszeit für den Konstruktionszyklus, die durch Spezialvorrichtungen verbraucht wird, ist lang, da die Anpassungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit dieser Geräte unter den Bedingungen der modernen Mehrsorten-Mittelserienproduktion vor Herausforderungen steht.
Einstellbar Armaturen
Die verstellbare Halterung ist neu, um die üblichen und speziellen Klemmmängel zu beseitigen. und es werden nur einzelne Positionierungselemente und Spannelemente an der Originalvorrichtung für unterschiedliche Arten und Größen von Werkstücken ausgetauscht.
Gruppe von Vorrichtungen
Es handelt sich um eine Vorrichtung, die auf der Gruppenprozesstechnologie basiert und auf eine Gruppe von Teilen mit ähnlichen Formen abzielt. Man nennt es auch universelle Grundteile in Kombination mit austauschbaren verstellbaren Elementen, die das gleiche Aussehen wie verstellbare Klemmen haben, aber eindeutigere Verwendungszwecke, wissenschaftliche Designkonzepte, vernünftige Strukturen und einfache Anpassungen als diese aufweisen.
Kombinationsgerät
Kombinationsklemme bezieht sich auf eine modulare Klemme, die kommerzialisiert wurde. Standardmäßige modulare Komponenten zeichnen sich durch hohe Genauigkeit und Verschleißfestigkeit aus und können zu verschiedenen Vorrichtungen zusammengebaut werden. Nach der Verwendung kann die Vorrichtung zerlegt werden, so dass neue Vorrichtungen gebaut werden können.
Der Einsatz von Kombinationsspannvorrichtungen kann die Vorbereitungszeit für die Produktion verkürzen, die Wiederverwendungszeit von Bauteilen verkürzen und die Anzahl spezieller Spannvorrichtungen reduzieren. Daher gilt die kombinierte Vorrichtung bei Einzelstück-, Kleinserien- und Mehrvariantenfertigung oder CNC-Bearbeitung als die wirtschaftlichere Lösung.
Automatische Linienbefestigung
Bei automatischen Linienvorrichtungen handelt es sich in der Regel um feste Vorrichtungen (ähnlich Spezialvorrichtungen) oder um bewegliche Vorrichtungen (die sich während des Gebrauchs mit dem Werkstück bewegen und das Werkstück von einer Station zur nächsten entlang der automatischen Linienarbeitsstation zur Bearbeitung transportieren).
Klassifizierung anhand von Werkzeugmaschinen für Vorrichtungen
Fräsen Vorrichtungen
Diese sind in der Regel mit Fräsmaschinen verbunden und sollen das Werkstück bei Hochgeschwindigkeitsfräsvorgängen stabilisieren, die komplexe Schnittwege ermöglichen.
Drehung Vorrichtungen
Sie werden in Drehmaschinen verwendet und sind so konzipiert, dass sie das Werkstück während der Drehung sicher halten, um so das präzise Schneiden verschiedener Formen wie Zylinder zu ermöglichen.
Schleifvorrichtungen
Speziell für Schleifprozesse entwickelt, bei denen es den zu bearbeitenden Gegenstand festhält und gleichzeitig die für die Oberflächenbearbeitung erforderliche Steifigkeit und Präzision gewährleistet.
Schweißvorrichtungen
Diese Arten von Vorrichtungen wurden mit dem Ziel entwickelt, die Teile während des Schweißens relativ zueinander ruhig zu halten und so Maßänderungen aufgrund von Hitze zu verhindern.
Entwerfen für CNC-Vorrichtungen
Um das gewünschte Maß an Effektivität und Effizienz zu erreichen, sollten bei der Konstruktion von CNC-Vorrichtungen bestimmte Dinge berücksichtigt werden.
- Genauigkeit und Präzision
Eines der Hauptziele von CNC-Vorrichtungen besteht darin, Werkstücke während des Bearbeitungsprozesses sicher in Position zu halten, damit sie mit der erforderlichen Genauigkeit bearbeitet werden können.
- Barierrefreiheit
Durch die Schaffung leicht zugänglicher Bereiche an den Vorrichtungen und anderen ergonomischen Funktionen können Arbeitsabläufe beschleunigt und manuelle Eingriffe reduziert werden.
- Modularität und Vielseitigkeit
Die Flexibilität kann verbessert werden, wenn man modulare Vorrichtungen entwirft, die unterschiedliche Größen oder Geometrien von Werkstücken aufnehmen können und sie so anpassbar machen, dass sie an jede Art und Form eines Werkstücks angepasst werden können.
- Steifigkeit und Stabilität
Bei der Konstruktion einer Vorrichtung, die für die CNC-Bearbeitung vorgesehen ist, sollte die Steifigkeit berücksichtigt werden, da solche Maschinen hohe Schnittkräfte sowie Vibrationskräfte erzeugen, die bei unsachgemäßer Steuerung zu Ungenauigkeiten führen können. Daher muss es dieser dynamischen Belastung während seiner gesamten Lebensdauer standhalten, ohne sich zu verbiegen oder zu verdrehen.
- Datumskontrolle und Ausrichtung
Konstrukteure müssen sicher sein, dass ihre Teile auch nach vielen Versuchen immer fehlerfrei herauskommen. Sie sollten danach streben, die Wiederholbarkeit bei der Einrichtung zu gewährleisten und daher über genaue Ausrichtungsmerkmale wie Dübellöcher, Präzisions-Positionierungsstifte und Bezugsflächen unter anderem zu verfügen.
Vorteile der Verwendung von CNC-Vorrichtungen
Höhere Präzision
Die wiederholte Positionierung einer Komponente dank der Verwendung einer CNC-Vorrichtung führt zu einer genauen Maschinendimensionierung, wodurch im Laufe der Zeit eine bessere Präzision bei der Teileherstellung erreicht wird.
Mehr Effizienz
Die Beschleunigung von Rüstvorgängen ist eine Sache, die diese Geräte am besten können, da sie Werkstücke sicher festhalten, wodurch menschliche Eingriffe drastisch reduziert werden und gleichzeitig mehr Zeit für andere Vorgänge gespart wird, wodurch das Produktivitätsniveau in einer bestimmten Fertigungsumgebung insgesamt gesteigert wird.
Bessere Qualitätskontrolle
CNC-Vorrichtungen gewährleisten Stabilität während des gesamten Herstellungsprozesses und führen so zu hervorragenden Oberflächengüten, engen Toleranzen und weniger Ausschuss durch Ausschussmaterial, was wiederum zu einem insgesamt qualitativ hochwertigen Produktionsniveau führt.
Flexibilität
Die Fähigkeit von CNC-Vorrichtungen, unterschiedliche Werkstückgrößen und -formen zu handhaben, ist ein Pluspunkt, wenn es um Vielseitigkeit geht, da dies schnelle Umrüst- oder Rüstzeiten bei Massenproduktionsläufen ermöglicht, bei denen die Komponenten von einer Charge zur anderen stark variieren können, wodurch sich der Betriebsaufwand verringert Ausfallzeiten erheblich.
Kostenbewusst
Durch die Optimierung von Maschinenvorschüben und -geschwindigkeiten in Verbindung mit einer genauen Positionierung wird nicht nur die Produktion gesenkt, sondern auch die Materialkosten gesenkt, da weniger Ausschuss entsteht und so die Rentabilität steigt.
Fazit
CNC-Vorrichtungen sind Werkzeuge, die in der Fertigungsindustrie zur wiederholten Herstellung desselben Teils oder zum Zusammenbau vieler Teile verwendet werden. Dieser Leitfaden enthält nützliche Informationen zu Arten und Verwendungsmöglichkeiten von CNC-Vorrichtungen. Wenn Ihr Unternehmen zuverlässige CNC-Bearbeitungsdienstleistungen benötigt, wenden Sie sich bitte an Easiahome.
