Spannvorrichtung vs. Vorrichtung in der CNC-Bearbeitung: Wesentliche Unterschiede & praktische Anwendung

CNC-Bearbeitung als Fertigungsprozess umfasst den Einsatz vieler Werkzeuge. Diese sind einzigartig, doch vielfältig – jedes für unterschiedliche Einsatzbereiche geeignet. Unter den vielen Werkzeugen werden zwei oft verwechselt: Spannvorrichtung (Jig) und Vorrichtung (Fixture).

Um die Verwirrung bei Jig vs. Fixture zu klären, stellt dieser Artikel die Werkzeuge vor – Typen, Unterschiede und Anwendungen. Am Ende können Sie beantworten: Wofür werden Spannvorrichtungen und Vorrichtungen verwendet? Bereit für Wissen? Los geht’s!

Was ist eine Spannvorrichtung (Jig)?

Eine Spannvorrichtung ist ein Gerät zum Sichern von Werkstück und Maschinenteil auf dem Arbeitsplatz. Sie wird an CNC-Maschinenwerkzeuge wie Drehmeißel gespannt und legt Ort und Bewegung fest. Sie führt also die Bearbeitungswerkzeuge. Spannvorrichtungen sind einzigartig: Bewegt sich die Spannvorrichtung, wird das Werkzeug stationär.

Arten von Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen sind gängige Geräte in der CNC-Bearbeitung und gibt es in verschiedenen Typen. Die gängigsten:

• Schablonenspannvorrichtungen (Template Jigs): Einfach und ideal durch ihre Genauigkeit. Auch hohes Tempo. Zerspaner nutzen sie eher für Genauigkeit als Geschwindigkeit. Sie können über oder in das Werkstück passen, werden aber meist nicht gespannt.

• Winkelplatten-Spannvorrichtungen (Angle-Plate Jigs): Ideal zum Halten von Teilen, die in einem Winkel zu ihren Montagelagern gebohrt werden sollen.

• Platten-Spannvorrichtungen (Plate Jigs): Wie Schablonenspannvorrichtungen mit gleicher Anwendung. Aber: eingebaute Klemmen halten das Werkstück.

• Klapp-Spannvorrichtungen (Leaf Jigs): Ein Scharnierblatt erleichtert Be- und Entladen. Das Blatt umgibt das Teil nicht vollständig.

Was ist eine Vorrichtung (Fixture)?

Eine Vorrichtung oder CNC-Vorrichtung ist ein weiteres beliebtes CNC-Bearbeitungswerkzeug – Agent für Stabilität, Unterstützung und Positionierung. Wie die Spannvorrichtung sichert, unterstützt oder montiert sie das Werkstück auf der CNC-Maschine.

Arten von Vorrichtungen

Die meisten Zerspaner kennen die Vorrichtungsklassifizierung nicht – daher Probleme bei der Auswahl. Die unten dargestellten Vorrichtungen basieren auf drei Kriterien: Bearbeitungsoperationen, Verwendungszweck und Energiequellen. Die Liste ist zusammengefasst. Für die Vollversion siehe unseren Artikel zu CNC-Vorrichtungen.

Vorrichtungen basierend auf der CNC-Bearbeitungsoperation

• Drehvorrichtungen (Turning Fixtures).
• Fräsvorrichtungen (Milling Fixtures).
• Bohrvorrichtungen (Drilling Fixtures).
• Bohrvorrichtungen (Boring Fixtures).
• Schleifvorrichtungen (Grinding Fixtures).

Weitere Typen basierend auf Bearbeitungsoperationen. Jede CNC-Operation, die eine Vorrichtung benötigt, trägt den Operationsnamen. Für Honen und Läppen gibt es CNC-Honvorrichtungen und CNC-Läppvorrichtungen.

Vorrichtungen basierend auf ihrem Verwendungszweck

• Universalvorrichtungen (Universal Fixtures).
• Spezialvorrichtungen (Special Fixtures).
• Montagevorrichtungen (Assembled Fixtures).
• Modulare Vorrichtungen (Modular Fixtures).
• Kombinationsvorrichtungen (Combination Fixtures).

Vorrichtungen basierend auf ihrer Energiequelle

• Manuelle Vorrichtung.
• Pneumatische Vorrichtung.
• Hydraulische Vorrichtung.
• Elektrische Vorrichtung.
• Magnetische Vorrichtung.
• Vakuumvorrichtung.

Sie können auch dieses Video-Tutorial zu Spannvorrichtungen und Vorrichtungen ansehen:

Unterschiede zwischen Spannvorrichtung und Vorrichtung

Für Neulinge in der Werkstückspannung oder CNC-Bearbeitung allgemein können Spannvorrichtung und Vorrichtung sehr verwirrend sein. Beide Werkzeuge sind ähnlich und fördern Produktivität und Effizienz. Doch sie funktionieren unterschiedlich. Hier die hervorgehobenen Unterschiede:

Hauptfunktion

Der Hauptunterschied liegt in der Hauptfunktion. Eine Spannvorrichtung führt das Schneidwerkzeug an einer vordefinierten Position am Werkstück. Sie unterstützt und positioniert das Teil. Die Vorrichtung hingegen sichert, unterstützt und positioniert nur das Werkstück. Sie führt das Maschinenteil nicht.

Komplexität

Beim Vergleich: Spannvorrichtungen sind einfacher zu bedienen. Vorrichtungen erfordern vom Zerspaner gewisse Fertigkeiten.

Gewicht

Spannvorrichtungen sind leichter als Vorrichtungen. Vorrichtungen sind schwerer, da sie großen Schnittkräften und Vibrationen standhalten müssen.

Ob an der Maschine befestigt

Spannvorrichtungen können je nach Arbeitstyp gehalten oder auf dem Tisch fixiert werden. Bei schweren Arbeiten benötigen sie keine zusätzlichen Geräte, evtl. Klemmen. Vorrichtungen erfordern jedoch Spannung und Zubehör für bessere Funktion.

Design

Spannvorrichtungen sind in ihrer Konstruktion komplexer als Vorrichtungen.

Ob sie mit dem Werkzeug in Kontakt kommen

Vorrichtungen müssen nicht mit dem Maschinenteil in Kontakt kommen – ihr Design passt zum Teil. Eine Spannvorrichtung muss mit dem Werkzeug in Kontakt kommen, um Winkel und Position genau einzustellen.

Warum sind Spannvorrichtung und Vorrichtung wichtig für die Bearbeitung?

Beide sind in der CNC-Bearbeitung sehr wichtig, da ihre Vorteile breite Anwendung finden. Folgend Anwendungen und Vorteile:

Anwendung von Spannvorrichtung und Vorrichtung

Beide sichern grundsätzlich Werkstück und Maschinenteile. Doch Unterschiede: Vorrichtungen eignen sich für Drehen, Fräsen, Schleifen, Nutenziehen und andere mehrdimensionale Operationen. Spannvorrichtungen für Aufbohren, Gewindeschneiden, Bohren, Reiben und andere eindimensionale Operationen.

Vorteile der Verwendung von Spannvorrichtungen und Vorrichtungen

Viele Vorteile beim Einsatz in jeder Bearbeitungsoperation. Die wichtigsten:

• Bessere Produktivität und Effizienz. Da beide Werkzeuge die Werkstückausrichtung eliminieren, wird die Leerlaufzeit der Maschine reduziert – Produktivität und Effizienz steigen.

• Senkung der Fertigungskosten. Ihr Einsatz senkt Produktkosten bei gesteigerter Produktivität und Qualität. Wir haben einen Artikel zu CNC-Bearbeitungskosten – schauen Sie rein.

• Qualitätsverbesserung. Sie beseitigen die Notwendigkeit, Teile manuell während der Operation auszurichten. Damit entfällt menschliches Fehlerpotenzial – Qualität steigt.

• Einfache Herstellung komplexer und schwerer Werkzeuge. Sie ermöglichen Zerspanern, schwere und komplex geformte Teile leicht zu fertigen – weil sie das Werkstück starr halten.

• Verbesserte Sicherheit. Da Spannvorrichtung und Vorrichtung direkt am Werkstück und der Maschine beteiligt sind, eliminieren sie menschliche Beteiligung – Sicherheit steigt.

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Wie man Spannvorrichtungen und Vorrichtungen herstellt

CNC-Bearbeitung und 3D-Druck sind die zwei Hauptwege zur Herstellung von Spannvorrichtungen und Vorrichtungen. Beide hängen stark von Komplexität, Stückzahl und Schwierigkeit ab. Was Sie wissen müssen:

Design

Vor dem Design einer Spannvorrichtung oder Vorrichtung müssen Sie Folgendes kennen:

• Bauteil studieren.
• Lageelemente studieren.
• Maschinentypt und -kapazität kennen.
• Be- und Entladeanordnung kennen.
• Spannanordnung kennen.
• Antriebs- und Sicherheitsvorrichtungen studieren.
• Freiraum zwischen Spannvorrichtung/Vorrichtung und Komponenten kennen.
• Auswurfeinrichtungen, Tischbefestigung und Indexiervorrichtung studieren.

Materialien für Spannvorrichtungen und Vorrichtungen

Die Materialwahl hängt von Anwendung und Bearbeitungsanforderungen ab. Verwendete Materialien:

• Stahl (Edelstahl, gehärtet, Hartmetall, Baustahl, HSS).
• Gusseisen.
• Gehärtetes Aluminium.
• Kunststoff: Delrin, Nylon, PC.
• Bronze.

Fertigung

Spannvorrichtungen und Vorrichtungen werden auf zwei Wegen gefertigt: CNC-Bearbeitung und 3D-Druck. Jede Methode ist einzigartig und hängt von Materialtyp und Bearbeitungsanforderungen ab.

3D-Druck

Von beiden Wegen wird 3D-Druck häufiger genutzt und hat viele Vorteile gegenüber CNC-Bearbeitung. Er ist günstiger, schneller und bietet Herstellern die Flexibilität, Designs neu zu optimieren.

3D-gedruckte Spannvorrichtungen und Vorrichtungen erlauben höhere Designkomplexität ohne Kostenzuwachs. Hersteller können zusätzliche Funktionen integrieren, um Leistung zu verbessern. Schritte für 3D-Druck:

• Dimensionsgenauigkeit der Spannvorrichtungen/Vorrichtungen prüfen – mit Messtechnik.
• Rippen und Radien zur Steigerung der Steifigkeit nutzen.
• Haltbarkeit durch Metalleinsatzgewinde erhöhen.
• Schrauben und Klemmen lockern, um Verzug nach Nachbearbeitung zu vermeiden.

CNC-Bearbeitung

Bei CNC-Bearbeitung müssen Sie beim Designplan Spanabfall berücksichtigen. Daher lassen Hersteller Spalten in der Spannvorrichtung/Vorrichtung, um Gratbildung vorzubeugen, ohne das Werkzeug zu beeinträchtigen. Aber: Nuten und Taschen minimieren, die Späne aufnehmen und zu Keilen auswachsen können.

Nach Fertigstellung müssen Spannvorrichtung und Vorrichtung auf Form und Funktion validiert werden. Beides wird mit dem CAD-Modell verglichen – ob die gefertigten Abmessungen dem CAD-Modell entsprechen. Eine validierte, dimensionsrichtige Spannvorrichtung/Vorrichtung arbeitet ohne Kippen, Biegen oder Verschieben.

Fazit

Eines der häufigsten Argumente in CNC-Fertigungsprozessen ist Jig vs. Fixture. Beide Werkzeuge sind verwirrend, besonders für Einsteiger. In diesem Artikel lernten Sie beide Werkzeuge, ihre Typen, Anwendungen und Fertigung kennen. Nach der Lektüre verstehen Sie die Unterschiede und wie Sie sie für reibungslosere Abläufe einsetzen.

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FAQ

Spannvorrichtung und Vorrichtung sind Werkstückhaltesysteme in Bearbeitungsoperationen als Stützmittel. Sie sichern, unterstützen oder montieren ein Werkstück korrekt an den Teilen einer CNC-Maschine. Sie sind sehr wichtig, da sie reibungslosere Fertigungsabläufe, Produktivität und weitere Vorteile ermöglichen.

Ihr Hauptunterschied liegt in der Hauptfunktion. Eine Spannvorrichtung führt das Maschinenteil, z. B. einen Fräser, während es arbeitet. Eine Vorrichtung nicht. Sie sichert, unterstützt und stabilisiert nur das Werkstück. Bei einer Vorrichtung bewegt sich das Werkzeug nicht, wenn sich das Werkstück bewegt. Bei der Spannvorrichtung bewegt sich das Werkzeug mit.