Lehren vs. Vorrichtungen: Wichtige Unterschiede und Design-Einblicke für Fertigungsexzellenz

Lehren vs. Vorrichtungen: Was ist der Unterschied?

Lehren vs. Vorrichtungen – was ist der Unterschied? Es gibt zwei Hauptinstrumente, die in Massenproduktionsprozessen verwendet werden: Lehren und Vorrichtungen. Es ist üblich, dass Menschen die beiden Begriffe fälschlicherweise als Synonyme verwenden, doch sie erfüllen tatsächlich unterschiedliche Funktionen.

Lehren führen das Schneidwerkzeug an eine bestimmte, vorher festgelegte Stelle am Werkstück. Ein Werkstück wird mit Hilfe von Vorrichtungen gestützt und positioniert. Im Gegensatz zu einer Lehre halten Vorrichtungen das Werkzeug nicht an einer Stelle am Werkstück.

Im Vergleich zu Vorrichtungen sind Lehren kompakter und benötigen weniger Gewicht, um stabil zu bleiben, wenn sie hohen Schnitt- und Vibrationskräften ausgesetzt sind. Im Gegensatz zu Vorrichtungen können Lehren je nach Aufgabe in der Hand gehalten oder an einem Tisch befestigt werden und benötigen keine zusätzlichen Werkzeuge.

Warum sind Lehren und Vorrichtungen in der CNC-Bearbeitung wichtig?

Die sorgfältige Auswahl von Lehren und Vorrichtungen verbessert die Wirtschaftlichkeit des Fertigungsprozesses erheblich, indem sie reibungslose Abläufe, vereinfachte Produktion und schnelle Prozessübergänge ermöglicht. Lehren und Vorrichtungen helfen, die Einschränkungen der CNC-Maschine bei der Bearbeitung eines Teils auszugleichen. Sie sind so konzipiert, dass sie eine sichere Befestigung gewährleisten und die Zuverlässigkeit der Teillage während des Bearbeitungsprozesses aufrechterhalten. Im Folgenden werden die verschiedenen Rollen von Werkzeugen und Vorrichtungen für die kundenspezifische CNC-Bearbeitung beschrieben:

1. Teilhalten (Part Holding)

Ein primärer Zweck von Lehren und Vorrichtungen ist die sichere Befestigung des Teils während des Bearbeitungsprozesses. Sie sind maßgeschneidert, um das jeweilige zu bearbeitende Teil zu passen. Sie bieten maßgeschneidertes Teilhalten, wann immer ein Teil in einem bestimmten Winkel gehalten oder an einer bestimmten Form gespannt werden muss.

Zuverlässiges maßgeschneidertes Spannen ist entscheidend, um unerwünschte Ungenauigkeiten durch Rattern und Werkzeugauszug zu verhindern. Beispiele für als Teilhaltevorrichtungen verwendete Vorrichtungen sind Schraubstöcke, Futter, Spitzen, Fräsvorrichtungen und verschiedene Halteplatten.

2. Teileschutz (Parts Protection)

Eine Rolle von Lehren und Vorrichtungen ist der Schutz des Werkstücks während der Bearbeitung. Sie sind eine große Hilfe bei der Aufrechterhaltung der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit und des richtigen Rundlaufs.

Hülsen-, Buchsen- und Maskiervorrichtungen werden häufig für kundenspezifische Teile entwickelt, bei denen die Oberflächenbeschaffenheit kontrolliert wird. Dies geschieht, um die Oberfläche des fertigen Teils vor Metallspänen/Span von verschiedenen Bearbeitungsprozessen für das Werkstück zu schützen. Darüber hinaus sind maßgeschneiderte Bearbeitungszentren speziell darauf ausgelegt, kundenspezifische Teile mit engen Vorgaben zum Gesamtlauf auszuführen.

3. Lagekontrolle / Fehlersicherheit (Location Control / Fool Proofing)

Lehren und Vorrichtungen sind essenziell für die Aufrechterhaltung von Maß- und Lagegenauigkeit. Sie halten das Werkstück während des Bearbeitungsprozesses an der richtigen Position und Ausrichtung. Aus diesen Gründen machen Vorrichtungen eine praktische Möglichkeit, Fehlersicherheit (Fool Proofing) in einen Prozess zu integrieren, um Fehler durch menschliche Faktoren zu minimieren.

Vorrichtungen kontrollieren Lage, Orientierung und Stabilität, indem sie die Freiheitsgrade des Werkstücks einschränken. Dies wird durch die Verwendung von Stiften, Spannern, Ebenen und Befestigungselementen beim Design der benötigten Vorrichtung erreicht. Ebenen bieten Halt für das Teil, Spanner ermöglichen verstellbare Befestigung bei gleichzeitiger Zugänglichkeit für Demontage, und Stifte bieten präzise Lagekontrolle für spezifische Merkmale.

Bei der kundenspezifischen Teilebearbeitung werden Merkmale wie Bohrungen und Nuten an einer bestimmten Stelle kontrolliert, wo die Bearbeitung aufgrund von Spannbeschränkungen schwierig sein könnte, und deshalb werden Vorrichtungen entwickelt. Vorrichtungen sind der zuverlässigste Weg, schwierige Teilmerkmale zu bearbeiten.

4. Teilekonsistenz (Part Consistency)

Vorrichtungen ermöglichen die Bearbeitung mehrerer kundenspezifischer Teile bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung ihrer Qualität. Sie stellen sicher, dass die Qualität von Teil zu Teil konsistent ist. Beispiele für Merkmalskontrollen, die Konsistenz erfordern, sind Ebenheit, Parallelität, Senkrechtigkeit.

5. Rüstzeitreduzierung (Set up Reduction)

Vorrichtungen sind ein hervorragender Weg, den mühsamen Prozess der Inspektion beim Beladen eines Teils zu eliminieren. Eine für ein spezifisches Teil entwickelte Vorrichtung macht den gesamten CNC-Prozess zu einer Plug-and-Play-Operation. Die Arbeit des Bedieners besteht nur darin, das Werkstück teilweise zu laden, da alle notwendigen Lagekontrollen und Teilreferenzierungen bereits in der Vorrichtung verwaltet werden. Viele CNC-Bearbeitungsfertiger tun dies in ihrem Prozess, um wertvolle Rüstzeit für andere wertschöpfende Prozesse zu sparen. Beispiele für Vorrichtungen, die die Rüstzeit verkürzen, sind SMED-Vorrichtungen (Single Minute Exchange of Die), Fräsvorrichtungen, weiche Backen, Sechskantfräsvorrichtungen und viele mehr.

Grundlegende Methoden und Schritte zur Herstellung von Lehren und Vorrichtungen

Vorbereitung des Designs von Lehren und Vorrichtungen mit Originalinformationen einschließlich folgender Punkte.

(1) Konstruktionshinweis, Fertigteilzeichnung, Rohteilzeichnung und Prozessroute sowie andere technische Informationen.

Verständnis der Bearbeitungstechnologie-Anforderungen jedes Prozesses, Positionier- und Spannprogramm, Bearbeitungsinhalt des Vorprozesses, Rohteilsituation, verwendete Werkzeugmaschine, Werkzeuge, Prüflehren, Bearbeitungszugabe und Schnittwerte usw.

(2) Verständnis der Produktionscharge und des Bedarfs an Lehren und Vorrichtungen. Grobe Bestimmung der Anzahl der benötigten Lehren und Vorrichtungen.

(3) Verständnis der wichtigsten technischen Parameter der verwendeten Werkzeugmaschine, Leistung, Spezifikationen, Genauigkeit und der Struktur der Kontaktgröße des Lehren-/Vorrichtungsanschlussteils usw.

(4) Materialvorrat für Lehren und Vorrichtungen. Folgende Materialien werden zur Herstellung von Lehren und Vorrichtungen verwendet: gehärteter Stahl, Grauguss, Kunststoff, Hartmetall, Epoxidharze, Edelstahl, Bronze, niedrigschmelzende Legierungsstähle. Sie können das passende Material gemäß dem Bearbeitungsprojekt auswählen.

Designüberlegungen für Lehren und Vorrichtungen

Das Design von Lehren und Vorrichtungen hat im Allgemeinen eine einzige Struktur, was den Eindruck erweckt, dass die Struktur nicht sehr komplex ist, insbesondere da hydraulische Vorrichtungen in Mode sind und die ursprüngliche mechanische Struktur stark vereinfachen. Wenn der Designprozess jedoch nicht detailliert berücksichtigt wird, führt dies unweigerlich zu unnötigen Problemen. Daher müssen folgende Punkte beim Design von Lehren und Vorrichtungen berücksichtigt werden.

(1) Der Rohteilzuschlag des zu bearbeitenden Teils. Wenn die Rohteilgröße zu groß ist, führt dies zu Interferenzen. Stellen Sie also sicher, dass Sie vor dem Design eine Rohteilzeichnung vorbereiten. Lassen Sie genügend Platz.

(2) Die Spanabfuhr der Vorrichtung ist reibungslos. Aufgrund des begrenzten Bearbeitungsraums der Werkzeugmaschine werden Lehren und Vorrichtungen oft kompakt designed, was oft dazu führt, dass bei der Bearbeitung entstehende Späne in toten Ecken der Vorrichtung gelagert werden.

Ein weiteres Problem ist, dass dies zu einem nicht reibungslosen Abfluss des Kühlschmiermittels führen kann, was zukünftige Bearbeitungen stark beeinträchtigt. Daher sollten von Beginn des eigentlichen Prozesses an die Probleme berücksichtigt werden, die im Bearbeitungsprozess auftreten. Schließlich sollen Lehren und Vorrichtungen die Effizienz verbessern und die Bedienung erleichtern.

(3) Die Gesamtoffenheit der Lehre und Vorrichtung. Die Vernachlässigung der Offenheit führt dazu, dass der Bediener Schwierigkeiten beim Laden hat, was zeitaufwändig und mühsam ist.

(4) Das grundlegende theoretische Prinzip des Lehren- und Vorrichtungsdesigns. Jede Lehre und Vorrichtung muss unzählige Spann- und Lösvorgänge durchlaufen, sodass sie möglicherweise initially den Anforderungen des Benutzers entspricht.

Lehren und Vorrichtungen sollten Genauigkeitserhaltung aufweisen, daher nichts entwerfen, was gegen das Prinzip verstößt. Auch wenn Sie es im Moment durchsetzen können, wird es langfristig nicht nachhaltig sein. Ein gutes Design sollte dem Hammer der Zeit standhalten.

(5) Die Austauschbarkeit der Positionierelemente. Positionierelemente unterliegen starkem Verschleiß. Daher sollte ein schneller und einfacher Austausch berücksichtigt werden. Am besten nicht für größere Teile designen.