Einführung von Rückverfolgungsmethoden
Der CNC-Bearbeitungsprozess ist so gut wie Ihre Vorrichtungsmethode! Vorrichtungen halten das Teil fest an seinem Platz und verringern die Steifigkeit während der Bearbeitung. Eine gute Spannvorrichtung ist wichtig, um das zu bearbeitende Teil zu fixieren. Natürlich ist das Einspannen auch für die Sicherheit wichtig!
Die Bedeutung von starkem Dehnen
Wenn Sie etwas bearbeiten, ist die Steifigkeit des gesamten Vorgangs extrem wichtig. Eine geringere Steifigkeit führt zu Vibrationen und einer deutlichen Abnahme der Genauigkeit und Präzision des Bearbeitungsprozesses. Die „Steifigkeitskette“ besteht aus der Maschine selbst, dem Werkzeug, dem Werkstück und der Vorrichtung, die das Werkstück hält. Wenn sich das Teil während der Bearbeitung bewegen kann, ist es unmöglich, die in der Konstruktion oder Zeichnung festgelegten Toleranzen einzuhalten. Selbst leichte Bewegungen während der Bearbeitung führen zu einer schlechteren Genauigkeit. Wenn Sie versuchen, mehrere Teile mit einer schlechten Einrichtung zu bearbeiten, wird sich jedes Teil erheblich von den anderen unterscheiden, was zu einer geringen Präzision führt. Auch der Produktionsaufwand spielt eine Rolle bei der Wahl der Aufspannmethode. Erstens müssen Sie bei einer schlechten Einrichtung das Teil wahrscheinlich neu anfertigen. Mit einer durchdachten Lösung für die Werkstückbefestigung können Sie die Anzahl der Bearbeitungseinstellungen reduzieren. Indem Sie praktische Merkmale für die Befestigung im Teil entwerfen, können Sie den Aufwand und die Kosten für die Bearbeitung reduzieren.
Beispiel einer Metallplatte in einer Halterung während der Bearbeitung.
Und schließlich erfordert die Sicherheit eine ordnungsgemäße Einspannung. Oft ist das Teil in einer industriellen CNC-Maschine eingeschlossen, um Menschen vor herumfliegenden Gegenständen zu schützen, aber was ist, wenn das nicht der Fall ist? Wenn Teile oder Stücke eines zerbrochenen Werkzeugs herumfliegen, können schreckliche Dinge passieren. Neben der Sicherheit der Mitarbeiter müssen Sie natürlich auch an die Sicherheit der Maschine denken. Es kann zu Unfällen kommen, wenn sich ein Teil löst oder ein Werkzeug gegen etwas stößt. Das Teil muss an seinem Platz bleiben, auch unter den enormen Kräften einer CNC-Maschine. Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass die Vorrichtung dem Werkzeug nicht in die Quere kommt. Kurzum, es lohnt sich, darüber nachzudenken, wie das Material während der Bearbeitung an seinem Platz gehalten werden kann.
Was Sie bei der Nachverfolgungsmethode beachten sollten
Bestimmte Materialien sind leichter zu bearbeiten als andere. Ebenso sind bestimmte Merkmale leichter zu bearbeiten. Messing ist zum Beispiel eines der weichsten Metalle und das Abtragen von Material ist viel weniger mühsam als bei Stahl. Auch die Menge des abgetragenen Materials ist wichtig. Wenn Sie die potenzielle Belastung kennen, können Sie damit beginnen, Ihre Vorrichtungsoptionen zu verfeinern. Wenn Sie ein kleines Messingteil bearbeiten, möchten Sie vielleicht eine etwas weniger starre, aber auch weniger invasive Methode zum Halten des Teils verwenden. Bei einem großen Stahlteil benötigen Sie eine festere Befestigung. Eine weitere wichtige Überlegung ist, wo die Befestigungsmethode das Teil halten soll. Handelt es sich um einen Standardblock mit parallelen Kanten, der in einen Schraubstock eingespannt werden kann? Sollten mehrere Seiten für das Werkzeug zugänglich sein, um einen zusätzlichen Arbeitsgang zu vermeiden? Handelt es sich bei dem Teil um eine exotische Form, die eine kreative Methode erfordert, um es in der Maschine zu befestigen? Dies sind alles gute Fragen, die Sie sich bei der Auswahl einer CNC-Werkstückaufnahme stellen sollten. Schließlich sollten Sie sich überlegen, wie viele Teile Sie mit Ihrer Vorrichtung herstellen wollen. Wenn es sich um eine große Stückzahl handelt, lohnt es sich vielleicht, etwas mehr Zeit und Mühe in eine maßgeschneiderte Vorrichtung zu investieren, die viele Teile auf einmal aufnehmen kann. Wenn Sie nur wenige Teile herstellen, sollten Sie sich an eine der anderen Befestigungsmöglichkeiten halten, die wir weiter unten besprechen.
Beispiele für Einspannmethoden
Schraubstockgriff (Vise)
Wir beginnen mit dem klassischen Schraubstock für Maschinenbauer. Ein Schraubstock kann auf dem Tisch der CNC-Maschine eingespannt werden. Ein Schraubstock ist jedoch nicht für jedes Teil geeignet. Es gibt einen „Sweet Spot“ bei der Größenbestimmung, da die Größe eines Teils begrenzt ist – ein Schraubstock kann sich nur bis zu einer bestimmten Grenze öffnen. Auch die Dicke spielt eine Rolle – ein sehr dünnes Teil kann sich verziehen, wenn Sie den Schraubstock anziehen. Sie können einen Schraubstock auch nur für Teile mit parallelen Kanten verwenden. Achten Sie bei der Verwendung eines Schraubstocks darauf, dass das Teil waagerecht liegt und der Schraubstock vollständig angezogen ist. Wenn er richtig eingestellt ist, kann ein Schraubstock extrem wiederholbar und genau sein!
Beispiel für ein Teil, das in einem Schraubstock gehalten wird.
Spannfutter (weiche Backen)
Eine gute Methode zum Halten von Teilen, die fest gehalten werden müssen, aber eine unregelmäßige Form haben, sind weiche Backen. Weiche Backen bestehen aus zwei Teilen, die aus Aluminium gefräst sind. Jedes Teil ist auf einer Seite flach und gerade (um mit einer Seite des Schraubstocks übereinzustimmen) und auf der anderen Seite ist das Profil Ihres Teils eingefräst. Auf diese Weise können Sie das Teil in einem Schraubstock halten, auch wenn es rund ist oder nicht parallele Seiten hat. Jedes weiche Spannfutter wird an eine Seite des Schraubstocks geschraubt, sobald es einsatzbereit ist. Weiche Spannzangen sind nützlich, weil Aluminium schnell und einfach zu bearbeiten ist. Außerdem können Sie sie immer wieder bearbeiten, um verschiedene Teile zu bearbeiten. Weiche Spannfutter können wiederverwendet werden, wenn Sie mehrere Teile desselben Designs bearbeiten. Für größere Mengen sind weiche Spannfutter jedoch nicht gut geeignet. Sie neigen dazu, nach häufigem Gebrauch zu verschleißen. Wenn Sie Tausende von Teilen herstellen, können Sie Stahlfutter verwenden, die dem gleichen Konzept folgen, aber aus Stahl bestehen. Stahl ist jedoch viel schwieriger und zeitaufwändiger zu bearbeiten als Aluminium. Wenn Sie zu großen Produktionsmengen übergehen, kann es effizienter sein, eine Vorrichtung herzustellen, die viele Teile in einer Maschine aufnehmen kann. Mit einem dieser maschinell gefertigten Spannfutter (aus Aluminium oder Stahl) sind Sie durch die Anzahl der Schraubstöcke, die in eine Maschine passen, begrenzt.
Maschinenklammern (Stufenklammern)
Das maschinelle Einspannen ist eine häufig verwendete Methode, um Werkstücke beim manuellen Fräsen zu halten. Dieses Spannsystem nutzt die T-Nuten auf dem Bett einer Maschine. Sie sind eine äußerst robuste Art, das Werkstück zu halten und eine weitere effektive Lösung für das Halten von CNC-Werkstücken. Es gibt jedoch einige Nachteile, die andere Spannvorrichtungen zu einer besseren Wahl machen. Maschinenspanner können zeitaufwendig sein, obwohl sie an verschiedene Teile angepasst werden können (solange Sie eine ebene Fläche zum Einspannen haben). Sie sind nicht so einfach wieder zu verwenden wie andere Werkstückhalterungen. Wenn Sie die Klemme einmal gelöst haben, bleibt sie nicht mehr an der gleichen Stelle. Sie müssen dann die Einrichtung für das nächste Teil neu konfigurieren. Maschinenzwingen eignen sich gut zum Festhalten großer zu bearbeitender Bleche und zum Einspannen von Vorrichtungsplatten.
Maschinenklammern, mit denen dieser Metallblock befestigt wird.
Halterungen (Montageplatten)
Montageplatten können zur Befestigung einer Vielzahl von Teilen verwendet werden, die eine CNC-Bearbeitung erfordern. Man kann sie auch Werkzeugplatten nennen. Sie sind aus Aluminium oder Stahl gefertigt und haben ein Raster aus Löchern. Einige dieser Löcher sind für Passstifte, andere haben ein Gewinde für Bolzen. Befestigungsplatten sind aufgrund ihrer Wiederholbarkeit eine sehr nützliche Methode zum Halten von Werkstücken; jedes Loch hat eine bekannte Position und wird sich nicht mehr bewegen, sobald die Platte installiert ist. Die Löcher für Passstifte sind nützlich, um die Vorrichtung oder Komponente auf der Platte zu platzieren. Die Gewindelöcher sind gut geeignet, um die Vorrichtung oder Komponente festzuschrauben.
Eine Montageplatte mit gleichmäßig verteilten Löchern.
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, eine Befestigungsplatte zu verwenden. Eine Methode besteht darin, Schraubenlöcher in das Teil einzubringen. Diese Art der Befestigung ermöglicht den Zugang zu mehreren Seiten des Werkstücks und die Bearbeitung interessanter Geometrien oder Oberflächen. Sie erfordert jedoch eine Nachbearbeitung, um die Befestigungslöcher zu entfernen. Eine andere Methode besteht darin, eine maßgeschneiderte Vorrichtung zu entwerfen, die das Teil hält. Diese Vorrichtung befestigen Sie dann an der Spannplatte. Auf diese Weise profitieren Sie von den Aufnahmeeigenschaften der Spannplatte. Vorrichtungsplatten schützen auch den Tisch der CNC-Maschine vor dem Werkzeug. Es gibt viele Möglichkeiten für Muttern, Schrauben und andere Werkzeuge, die mit einer Spannplatte verwendet werden können. Machen Sie sich also auf die Suche!
Erweiterte Anwendungen
Die bisher besprochenen CNC-Vorrichtungsmethoden eignen sich hervorragend für eine Standard-3-Achsen-CNC-Fräsmaschine. Diese Maschinen haben viele Möglichkeiten und mit kreativen Vorrichtungen kann man viele verschiedene Geometrien bearbeiten. Allerdings sind den Möglichkeiten einer 3-Achsen-Maschine auch einige Grenzen gesetzt. Vielleicht möchten Sie etwas Komplexeres auf einer 4- oder 5-Achsen-Maschine bearbeiten. Die 5-Achsen-Werkstückbefestigung ist eine ganz andere Geschichte. Durch den zusätzlichen Bewegungsbereich hat die Maschine viel mehr Zugriff auf das Werkstück. Mehr Achsen bedeuten mehr Spaß, aber auch mehr Absturzgefahr! Achten Sie besonders darauf, dass Sie Zugang zu mehreren Oberflächen haben. Außerdem müssen Sie um das Werkstück und den Maschinentisch herum Platz lassen, damit sich die Fräswerkzeuge frei bewegen können.
Beispiel für fortschrittliche Vorrichtungen, wenn eine CNC-Maschine über 3 Achsen hinausgeht.
Ich hoffe, dieser Artikel hat Sie zumindest davon überzeugt, Ihrer CNC-Vorrichtungslösung Aufmerksamkeit zu schenken. Ihr Werkstück kann das Design des Teils beeinflussen und umgekehrt (schließlich gehen Konstruktion und Fertigung Hand in Hand). Das Einspannen des Teils ist auch wichtig für Präzision, Genauigkeit und Sicherheit! Sie können also den Fertigungsaufwand erheblich reduzieren, wenn Sie Ihr Werkstück so konstruieren, dass es sich während der Bearbeitung leicht einspannen lässt. Wenn Sie diesen Artikel interessant fanden, können Sie ihn gerne auf LinkedIn teilen!
