Lehren und Vorrichtungen: Hauptunterschiede und ihre Auswirkungen auf die Fertigung

Vorrichtungen und Halterungen bedürfen oft einer Klarstellung, aber diese beiden spielen im Fertigungsprozess unterschiedliche Rollen. Vorrichtungen sind Vorrichtungen, die Schneidwerkzeuge während sich wiederholender Vorgänge halten oder führen. Vorrichtungen halten nicht notwendigerweise das Schneidwerkzeug, sondern sorgen dafür, dass das Werkstück während des Prozesses in einer festen Ausrichtung gehalten wird. Sie sind stille Partner in der Produktion, denn sie sind der Inbegriff von Präzision und Effizienz in der Welt der Technik. Ihre Fähigkeit, den Produktionsprozess erheblich zu beschleunigen, macht sie zu einem wichtigen Bestandteil der Fertigung.

Dieser Artikel bietet aufschlussreiche Informationen darüber, wie Vorrichtungen Ihre technischen Projekte verbessern und Ihnen die Genauigkeit und Produktivität bieten können, die Sie benötigen, um in der heutigen Produktion an der Spitze zu bleiben.

Jigs und Fixtures verstehen

Für einige maschinelle Bearbeitungen sind keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich, um sie zu fixieren. Bei solchen Maschinen, wie z. B. Drehmaschinen, wird das Werkstück im Spannfutter fixiert. Wenn es sich jedoch um komplexe Maschinen handelt, benötigen sie eine gewisse Führung und genaue Positionierung. Daher wird eine Werkzeugführungsvorrichtung, eine so genannte Vorrichtung, benötigt, und ein Werkzeug zur Positionierung des Werkstücks wird als Spannvorrichtung verwendet. Normalerweise bauen die Hersteller Vorrichtungen für bestimmte Bauteile. Ihr Ziel ist es, die Zeit zu verkürzen, die zum Aufspannen eines Werkstücks benötigt wird, um die Wiederholbarkeit zu gewährleisten. Die gebräuchlichste Art von Vorrichtungen ist eine Bohrvorrichtung, die den Bohrer an die Stelle führt, an der er ein Loch bohren soll.

Ebenso bieten Vorrichtungen Stabilität und Orientierung der Werkstücke während des Arbeitsprozesses. Dies gilt beispielsweise für Schweiß-, Montage- oder Prüfvorgänge.

Diese beiden Werkzeuge rationalisieren die Produktion und sorgen für Austauschbarkeit, indem sie die festgelegten Toleranzen einhalten. Sie verbinden die Toleranzen des Schneidwerkzeugs und des Werkstücks, wodurch die Notwendigkeit des Einrichtens jedes Teils entfällt. Daher eignen sie sich hervorragend für die Massenproduktion von identischen und austauschbaren Teilen.

Mit dem Fortschritt der Technologie, der Automatisierung und der computergesteuerten Maschinen (CNC) können Vorrichtungen jedoch überflüssig werden, da die Zahnwege digital programmiert und im Speicher der Maschine gespeichert sind. Bei den Vorrichtungen dienen der in der Maschine eingespannte Block oder der Schraubstock auf der Werkbank als Vorrichtungen.

Arten von Vorrichtungen und Halterungen

Die Hersteller schneidern verschiedene Arten von Vorrichtungen auf bestimmte Verfahren und Anwendungen zu. Ihr Verständnis ist entscheidend, um eine gute Wahl für die richtige Aufgabe zu treffen.

Vorrichtungen

Normalerweise werden Vorrichtungen für eine bestimmte Aufgabe maßgeschneidert entwickelt. Dies gewährleistet Wiederholbarkeit und Genauigkeit in der Produktion. Die am häufigsten verwendeten Vorrichtungen sind die folgenden:

Schablone Jig

Dies sind die einfachsten Arten von Vorrichtungen. Die Platte dient als Schablone mit zwei Löchern. Die Schablone wird auf das Werkstück aufgesetzt. Der Bediener führt den Bohrer durch diese Löcher in Richtung des Werkstücks und bohrt. Anschließend bohrt der Bediener die Löcher an der gleichen Stelle wie auf der Schablone, mit der gleichen Größe und Form. Schablonenvorrichtungen verbessern die Effizienz des Bohrprozesses, indem sie die Möglichkeit von Fehlern und Nacharbeit durch genaue Führung verringern.

Platte Schablone

Durch die Unterstützung mit Buchsen auf der Schablone ist eine Plattenschablone eine verbesserte Schablonenschablone. Sie funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip. Der einzige Unterschied ist, dass die gebohrten Löcher etwas größer sind und ein hohes Maß an Präzision zwischen ihren Abständen erfordern.

Winkel-Plattenschablone

Wie der Name schon sagt, ist es ideal, um das Werkstück in einem Winkel abzustützen. Wird normalerweise zum Bohren von schräg stehenden Löchern verwendet.

Durchmesser Jig

Sie ermöglicht das Bohren von runden Werkstücken, die mit anderen Vorrichtungen nur schwer zu befestigen sind. Zum Beispiel, um radiale Löcher in ein zylindrisches oder kugelförmiges Werkstück zu bohren.

Kanal-Jig

Diese Vorrichtung hat einen kanalartigen Querschnitt. Das Werkstück wird in der Rinne befestigt und durch Drehen eines Rändelknopfes gesichert. Die Bohrbuchse führt dann das Werkzeug während des Betriebs.

Blattschablone

Die Blattvorrichtung verfügt über ein klappbares Blatt oder eine Platte, die ein müheloses Be- und Entladen des Werkstücks ermöglicht. Das klappbare Blatt umschließt das Werkstück nicht vollständig.

Ringschablone

Das Werkstück ist stationär auf dem Bohrkörper eingespannt, während die Bohrbuchsen die Bohrungen führen. Geeignet zum Bohren von Löchern in kreisförmige Flanschteile

Box Jig

Eine Bohrlehre hat ein kastenförmiges Bauteil, in dem das Werkstück eng eingeschlossen ist. Je nachdem, welche Seite der Vorrichtung dem Werkzeug zugewandt ist, kann der Bediener das Werkstück aus verschiedenen Winkeln in einer einzigen Einstellung bohren oder bearbeiten.

Universalvorrichtungen

Diese Vorrichtungen sind vielseitig und können an unterschiedliche Werkstücke angepasst werden. Sie können verschiedene Formen und Größen aufnehmen und sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet.

Einrichtungsgegenstände

Das Hauptziel besteht darin, eine genaue Positionierung der Werkstücke während des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten. Die Vorrichtungen verhindern, dass Werkstücke unerwartet vom Arbeitstisch wegfliegen, was Fehler reduziert und die Sicherheit der Arbeiter erhöht. Außerdem können die Bediener sie in jedem beliebigen Winkel positionieren, so dass Tätigkeiten in mehreren Richtungen möglich sind.

Drehbare Vorrichtungen

Sie werden in der Regel an der Maschinenspindel oder einer Planscheibe befestigt. Typischerweise sind Drehvorrichtungen hilfreich für kompliziertere Teile, die auf Drehbänke oder Drehmaschinen. Sie bieten Stabilität und Orientierung und eignen sich für Arbeiten, die eine Drehung des Werkstücks um eine zentrale Achse erfordern.

Fräsvorrichtungen

Sie werden in der Regel an der Nase der Maschinenspindel befestigt und mit Hilfe von Befestigungsmitteln gesichert. Der Tisch wird in die richtige Position um den Fräser gebracht. Die Werkstücke werden daher vor Beginn der Arbeit auf die Spannvorrichtung gelegt und fest eingespannt.

Bohrvorrichtungen

Manchmal können Bohrvorrichtungen anstelle von oder zusätzlich zu Lehren verwendet werden. Sie bestehen aus einer Bohrung und einer Hülse.

Räumvorrichtungen

Die Teile werden durch Räumvorrichtungen fest an ihrem Platz gehalten, während sie von Räummaschinen geformt werden. Mit dieser Technik werden häufig Keilnuten, Löcher und andere spezielle Formen in Werkstücke eingebracht.

Vorrichtungen zum Schleifen

Sie unterstützen die Arbeit während der Schleifprozess. Einfache oder konische Spindeln werden beim Rundschleifen für die Außenflächenbearbeitung verwendet. Das Werkstück wird auf dem Dorn unter Ausnutzung der Bohrung fixiert und gehalten, so dass die Außenfläche korrekt und konzentrisch zur Bohrung bearbeitet werden kann. Das Innenschleiffutter dient als Spannvorrichtung.

Bohrvorrichtungen

Die Konstruktion der Vorrichtung umfasst alle wesentlichen Merkmale des Vorrichtungsbaus. Bohrvorrichtungen halten das Werkstück sicher fest, um eine genaue Ausrichtung während der Bohrarbeiten zu gewährleisten. Die Einbindung in grundlegende Prozesse ermöglicht eine vereinfachte Struktur.

Gewindeschneidvorrichtungen

Hält die Werkstücke in Position, um die Innengewinde auf gebohrte Löcher. Diese Beschläge sind für unregelmäßige Formen oder unausgewogene Teile erforderlich, insbesondere wenn sie ein großes Gewindeschneiden an den Teilen erfordern.

Schweissvorrichtungen

Bietet verschiedenen geschweißten Objekten Unterstützung und hält sie in Position, um Verformungen zu vermeiden. Es wird eine leichte Einspannung verwendet, die jedoch weit vom Schweißbereich entfernt sein muss. Damit die Vorrichtung den Schweißbelastungen standhalten kann, muss sie sehr steif und stark sein.

Montagevorrichtungen

Montagevorrichtungen werden verwendet, um verschiedene Komponenten während der Montage in der richtigen Position zu halten.

Reitstockbefestigungen

Unterstützt lange und schlanke Werkstücke während des Schleifvorgangs. Durch das Hinzufügen von zusätzlicher Stabilität und Unterstützung verhindern diese Beschläge, dass sich das Werkstück verbiegt oder durchbiegt. Geeignet für Rundschleifarbeiten an Spindeln, langen Wellen und anderen langen Bauteilen.

Vorteile der Verwendung von Vorrichtungen im Maschinenbau

Gesteigerte Produktivität

Der Zeitaufwand für das Markieren, Messen und Spannen von Werkstücken für jeden Arbeitsgang wird durch den Einsatz von Vorrichtungen erheblich verringert. Durch die Verringerung des Bedarfs an manuellen Einstellungen kann die Geschwindigkeit des gesamten Herstellungs- und Prüfprozesses erhöht werden. Vorrichtungen beschleunigen die Produktion und erhöhen den Durchsatz, da sie ein schnelles und zuverlässiges Einrichten und Positionieren von Werkzeugen und Werkstücken ermöglichen.

Verbesserte Sicherheit

Vorrichtungen senken das Unfallrisiko, indem sie eine sichere und stabile Plattform für die Arbeit bieten. Wenn z. B. repetitive, manuell ausgeführte Arbeiten zu Langeweile und Ermüdung führen würden, steigt die Unfallwahrscheinlichkeit.

Kostenreduzierung

Eine Steigerung der Produktivität bei gleichzeitiger Minimierung von Fehlern senkt letztlich die Produktionskosten. Dies ist eine wünschenswerte Alternative für Hersteller, die versuchen, ihren Betrieb zu rationalisieren.

Erhöhte Genauigkeit und Präzision

Durch die Bereitstellung einer sicheren und stabilen Plattform ist eine konsistente Arbeit gewährleistet. Dieses Maß an Genauigkeit ist bei einigen Vorgängen sehr wichtig, bei denen schon eine kleine Abweichung schwerwiegende Folgen haben kann. Beispiele hierfür sind die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie.

Reduzierter Abfall

Vorrichtungen helfen bei der Minimierung von Fehlern und Fehlausrichtungen, die zu Materialverschwendung führen können, indem sie Schneidinstrumente und Werkstücke während des Verfahrens präzise führen.

Reduzierte Arbeit

Diese Technik automatisiert die Produktion, indem sie den Durchsatz erhöht und die Anzahl der Zyklen, die gemessen, entschieden und manipuliert werden müssen, verringert.

Vielseitigkeit und Flexibilität

Einige Vorrichtungen sind vielseitig einsetzbar und ermöglichen es dem Bediener, viele Werkstücke ohne spezielle Werkzeuge zu bearbeiten. Dies ist sehr wichtig für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien.

Einige vorgeschlagene Konstruktionselemente verbessern die allgemeine Funktionsweise von Vorrichtungen. Im Folgenden werden einige entscheidende Konstruktionsfaktoren genannt.

Um ein Höchstmaß an Präzision zu erreichen, müssen die Maschinenvorrichtungen genau positioniert werden. Das Einspannen der Vorrichtung ist daher unerlässlich. Da eine übermäßige Einschränkung zu ungenauen Angaben führen könnte, wäre es besser, wenn Sie dies verhindern könnten.

Wann immer möglich, sollten Vorrichtungen für die einhändige Bedienung konzipiert werden. So kann sich der Bediener mit einer Hand an der Vorrichtung festhalten und mit der anderen Hand das Teil positionieren oder fixieren.

Überlegungen zur Konstruktion von Vorrichtungen und Halterungen

1. Das für eine Vorrichtung verwendete Material muss sorgfältig ausgewählt werden. Beispielsweise muss eine Vorrichtung, die für mehrere Teile verwendet wird, aus einem robusten Material wie gehärtetem Stahl bestehen. Polymere und Holz sind Beispiele für Ersatzmaterialien.

2. Erstellen Sie eine Vorrichtung, die das Teil während der sekundären Arbeitsgänge halten kann, ohne dass menschliche Hilfe erforderlich ist.

3. Führen Sie bei der Erstellung eines Entwurfs so wenige Schritte wie möglich aus. Dies verkürzt die Zykluszeiten und wiederholt Bewegungen, die Ermüdung verursachen.

4. Berücksichtigen Sie die Integration der Vorrichtung in den gesamten Fertigungsprozess.

5. Wählen Sie Geometrien, die auf Ausrichtungsfehler aufmerksam machen. Dies kann die Zahl der Arbeitsunfälle verringern.

6. Geeignete Ausstoßkomponenten sind einzubauen, um das Werkstück nach dem Prozess bei Bedarf auszustoßen.

Anwendungen

Schweißen

Vorrichtungen sind ideal, um Werkstücke bei Prozessen mit hohen Temperaturen wie dem Schweißen zusammen und in der richtigen Position zu halten. Sie verhindern Bewegungen und gewährleisten die Genauigkeit der Schweißnähte.

Montage

Vorrichtungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung von Präzision und Genauigkeit während dieses Prozesses. Sie richten die Teile genau aus und sorgen dafür, dass sie perfekt zusammenpassen. Dies ist bei hochvolumigen Montagelinien von Vorteil.

Inspektion

Vorrichtungen ermöglichen genaue Messungen, indem sie für eine korrekte Ausrichtung der Teile sorgen. Vorrichtungen können auch bei der Führung von Prüfwerkzeugen wie Lehren oder Tastern helfen.

Metallbearbeitung

Vorgänge wie Fräsen und Bohren werden mit Hilfe von Vorrichtungen durchgeführt. Sie sorgen dafür, dass Konsistenz und Genauigkeit während des gesamten Prozesses gewährleistet sind.

Holzbearbeitung

Werkzeuge wie Sägen und Oberfräsen werden mit Hilfe von Vorrichtungen geführt, damit sie richtig schneiden und Löcher oder Verbindungen herstellen können. Bei Prozessen wie dem Schleifen oder Verkleben werden die Holzteile mit Vorrichtungen ausgerichtet und gesichert.

Medizinische Geräte

Empfindliche medizinische Geräte müssen bei der Montage genau positioniert werden. So wird sichergestellt, dass sie ihren genauen Spezifikationen entsprechen.

Schmuckherstellung

Beim Einsetzen von Steinen müssen die Schmuckstücke oft an ihrem Platz gehalten werden. Die richtige Tiefe und Ausrichtung muss während des Prozesses erreicht werden, damit das Teil wie erwartet herauskommt.

Neuerungen

In der modernen Fertigung haben sich die Vorrichtungen weiterentwickelt, um der Forderung nach höherer Produktivität nachzukommen. Einige davon sind:

Automatisierte und CNC-gesteuerte Vorrichtungen

Die Bediener integrieren sie in automatisierte Produktlinien wie Roboterarme und andere Maschinen. Sie können sich automatisch anpassen, um präzise Einstellungen vorzunehmen und menschliche Fehler zu reduzieren. So unterstützen sie die Wiederholbarkeit von Vorgängen.

Intelligente und IoT-fähige Vorrichtungen

Die Echtzeitüberwachung von Faktoren wie Ausrichtung, Temperatur und Druck wird durch die Integration von Sensoren und Internet-of-Things-Technologien in Vorrichtungen ermöglicht. Dies hilft bei der Produktkontrolle und Wartung.

3D-gedruckte Vorrichtungen und Halterungen

3D printing facilitates possible changes while designing. Some can also be produced quickly if they are suited for certain activities.

Ergonomic and Human-Centric Design

Innovations have led to the design of jigs and fixtures that are easier to adjust and operate, reducing risks and injuries experienced during work.

Combining Technologies

Hybrid fixtures and jigs can carry out multiple functions, minimizing the need for different setups. They use different materials to balance the weight and strengths.

Eco-Friendly Design

Climate consideration is an important aspect of recent technology. The use of recycled or eco-friendly materials in the manufacturing of jigs and fixtures is indisputable.

Schlussfolgerung

Jigs and fixtures are the backbone of productivity, and their role in ensuring product quality is undeniable. They help production stay competitive and ensure processes are reliable. With advancements in technology, they will continue to play a vital role in the industry to meet new opportunities and challenges.