CNC-Vorrichtungen beherrschen:Der Schlüssel zum Bedienererfolg

Niemand schätzt es mehr, „das richtige Werkzeug für den Job“ zu haben als CNC-Maschinenbediener. Damit jedoch jedes Werkzeug seine Aufgabe ordnungsgemäß erfüllen kann, muss die richtige CNC-Vorrichtung (auch CNC-Werkstückhaltevorrichtung genannt) das Werkstück, an dem während der CNC-Bearbeitung gearbeitet wird, sichern und stabilisieren.

Die Befestigung ist komplex und kann eine große Herausforderung darstellen. Ingenieure, die anspruchsvolle Aufgaben lieben, nehmen die Herausforderung an und wissen, wie wichtig die Spannvorrichtung bei der CNC-Bearbeitung ist. Die Herstellung zuverlässiger CNC-Vorrichtungen erfordert neben fachmännischer Technik auch etwas Wissenschaft, ein wenig Kunst und solide Teamarbeit.

Stecker Machine entwirft CNC-Vorrichtungen nach einem Prozess, der auf jahrzehntelanger Erfahrung und viel Liebe zum Detail entwickelt wurde. Unser CNC-Vorrichtungskonstruktionsprozess geht über die Konstruktion mit CAD-Tools wie Solidworks, ProEngineer oder AutoCAD hinaus.

CNC-Vorrichtungskonstruktionsprozess

Bei der Planung von CNC-Vorrichtungen gibt es drei wichtige Faktoren, die mit dem Bauteilentwurf beginnen. Ingenieure überprüfen den Bauplan, um festzustellen, wo sich die Bezugspunkte befinden und alle kritischen Merkmale vorliegen. Als nächstes wird ein CNC-Bearbeitungs-/Fertigungsprozess festgelegt. Abschließend wird ein CNC-Vorrichtungsbudget entwickelt.

Die Vertriebs- und Technikteams arbeiten von Anfang an mit dem Kunden zusammen, um mögliche Probleme zu prüfen. So verläuft ein CNC-Vorrichtungskonstruktionsprozess normalerweise:

Die entscheidenden Merkmale des Bauplans bestimmen das Design der CNC-Vorrichtung. Wenn ein Teil befestigt wird, können im Idealfall alle wichtigen Merkmale in einem einzigen Arbeitsgang bearbeitet werden, wodurch die Bearbeitungskontrolle und -präzision maximiert wird. Da ein Teil nicht für zahlreiche Vorgänge verschoben werden muss, werden potenzielle Probleme mit der Konstruktionstoleranz vermieden.

Die Konstruktion moderner Vorrichtungen erfolgt mit einem dreidimensionalen (3D) Computer Aided Design (CAD)-Tool wie SolidWorks. Das CAD-Modell des Kundenteils wird zusammen mit den Modellen der CNC-Maschinen-Arbeitszentrumspalette und des Arbeitsbereichs in das Konstruktionsprogramm importiert. Von dort aus ist die CNC-Vorrichtung so konzipiert, dass sie das Teil stabil im CNC-Bearbeitungszentrum hält.

Eine primäre Überlegung besteht darin, dem Blueprint-Datumsschema zu folgen. Teile verwenden häufig ein 3-2-1-Bezugsschema. Sehen Sie sich beispielsweise die unten abgebildeten Teile, Vorrichtungen und Bezüge an. Klemmen halten das Teil flach bis zum Anschlag auf drei X-Bezugspunkten, und die beiden Y-Bezugspunkte ruhen auf vertikalen Anschlägen. Diese lokalisieren das Teil genau, um die Anforderungen des Bauplans einzuhalten, einschließlich des Gusses auf Maschinenmaße.

Der eine Z-Bezug liegt an einem Anschlag, der das Teil horizontal positioniert. Werkstückanschläge und Klemmen sollten an Bezugspunkten oder so nah wie möglich angebracht werden. Einige Teile können nicht an den Bezugspunkten gehalten werden und einige Teile verfügen möglicherweise über spezielle Klemmfunktionen wie Laschen. Diese Laschen werden dem Gussteil speziell für die Werkstückhalterung bei der CNC-Bearbeitung hinzugefügt.

Design aus Erfahrung

Frühere Entwürfe sind oft ein Ausgangspunkt für neue Projekte, und ein neuer Entwurf greift oft auf Ideen aus ähnlichen früheren Projekten zurück. Mit einem bewährten, funktionierenden Design zu beginnen ist oft schneller und erfolgreicher, als bei Null anzufangen. Je größer die Erfahrung der CNC-Maschinenwerkstatt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein ähnliches Problem erfolgreich gelöst wurde.

Ein weiterer Schritt besteht darin, bekannte funktionierende Vorrichtungskomponenten zu standardisieren und wiederzuverwenden, was die Konstruktion beschleunigt, da die Suche in verschiedenen Katalogen nach diesen Komponenten entfällt. Teilgleichheit bedeutet auch, dass wir sie gebrauchsfertig auf Lager haben; Sie müssen sie nicht kaufen und sich Sorgen machen, dass sie pünktlich geliefert werden.

CNC-Vorrichtungen werden in der Produktion zur wiederholten Herstellung Tausender Teile verwendet. Daher ist eine reibungslose und fehlerfreie Teilebestückung für eine effiziente, korrekte und wiederholbare Produktion von entscheidender Bedeutung. CNC-Bediener arbeiten in verschiedenen Phasen mit der CNC-Vorrichtung:Einrichten, Betrieb und Abbau. Ingenieure wissen, dass Entwürfe im CAD nicht vollständig überprüft werden können. Der wahre Test kommt nach dem Durchlaufen von Hunderten von Teilen.

Diese Erfahrung hat uns gezeigt, wie wichtig es ist, sehen und prüfen zu können, ob das Teil an den Arbeitsanschlägen anliegt. Ebenso zeigt die Erfahrung, dass eine ordnungsgemäße Spanabfuhr und Vorrichtungswartung einen Unterschied machen. Der Ingenieur mit Produktionserfahrung optimiert das Design aus seiner Sicht, was nicht nur Kosten, Festigkeit und Ästhetik, sondern auch Effizienz, Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit berücksichtigt.

Eine Checkliste ausschließlich für CNC-Vorrichtungen

Beim Ingenieurwesen kommt es darauf an, gründlich zu sein. Ingenieure prüfen sorgfältig die Details und überprüfen jeden Aspekt, um sicherzustellen, dass die Konstruktion einer CNC-Vorrichtung ordnungsgemäß funktioniert. Dazu gehört häufig die Verwendung einer Checkliste für die Konstruktion von CNC-Vorrichtungen, einem Tool, das sicherstellt, dass Konstruktionen alle Details konsistent erfassen.

Die Überprüfungscheckliste eignet sich hervorragend für neue Ingenieure, die während des gesamten Designprozesses darauf zurückgreifen, und hilft erfahrenen Designern auch dabei, ein schnell voranschreitendes Projekt noch einmal zu überprüfen.

Keine vollständige Liste, hier sind einige Themen aus unserer CNC-Vorrichtungs-Checkliste: 

• Spannung und Anschläge
• Teile laden/entladen
• Abstand zwischen Vorrichtung und Teil
• Fehlladevorgänge verhindern
• Anheben/Laden/Schwerpunkt der Vorrichtung
• Hydraulik
• Beschriftung
• Stückliste (BOM)

Darüber hinaus sollten CNC-Vorrichtungselemente und -teile in Bewegung überprüft werden (was die Komplexität erhöht), einschließlich:

• Wie CNC-Maschinenbediener die Teile laden/entladen
• Wie die Vorrichtung von der CNC-Maschine geladen/entladen wird
• Die Reihenfolge der Spannkomponenten und Halterungen
• Werkzeug- und Spindelabstand

Erstellung und Freigabe für die Produktion

Anschließend überprüfen die Ingenieure gemeinsam mit dem Bauteam das CNC-Vorrichtungsdesign, um potenzielle Fertigungsprobleme zu erkennen, bevor sie zu Problemen werden. Mit dem gemeinsamen Ziel, die Vorrichtung so reibungslos wie möglich zu bauen, behandeln sie die Herstellung/Montage der Komponenten und klären Details zur Bearbeitung der Komponenten, zur mechanischen und hydraulischen Montage sowie zum Testen.

Abschließend wird die CNC-Vorrichtung für die Produktion freigegeben. Zwei Schlüssel tragen dazu bei, Produktionsprobleme zu minimieren:ein gründlicher Designprozess und der Austausch möglichst vieler Informationen mit dem Boden. Die Schulung des Produktionsteams im Vorfeld hilft ihm, das Design und seinen Zweck zu verstehen.

CNC-Vorrichtungsdesign macht Spaß und ist lohnend!

Ingenieure sind Problemlöser, die bestrebt sind, Lösungen zu finden. Die Konstruktion einer CNC-Vorrichtung kann eine Herausforderung sein, da einige Teile schwer zu halten und zu bearbeiten sind.

Die Ingenieure von Stecker Machine haben Tausende von Vorrichtungen für verschiedene Teile entworfen und gebaut. Unser Team ist stolz darauf, Lösungen für komplexe CNC-Fertigungsprobleme bereitzustellen und Kundenteile präzise nach Bauplan zu bearbeiten. Außerdem ist es eine Bereicherung, Teil eines Teams zu sein, das zusammenwächst und Ideen und Fachwissen teilt.

Über den Autor

Dave entwirft gerne Vorrichtungen für anspruchsvolle Teile (denken Sie an gebogene Teile mit ungewöhnlichen Winkeln, die von Natur aus schwer zu halten sind). Dave arbeitet an einem CAD-System und folgt der Designstandardisierung, entwickelt Systeme und integriert technische Werkzeuglisten in das Plex ERP-System von Stecker Machine. Dave begann seine Karriere in einer kleinen Werkstatt, als CNC noch in den Kinderschuhen steckte, und ergriff die Initiative, die Handbücher zu lesen und das Programmieren zu erlernen. Nach seinem Abschluss begann Dave bei SMC und arbeitete zehn Jahre lang als Maschinist, bevor er sich aufgrund seiner Fähigkeit, in 3D zu denken, im Ingenieurwesen hervorgetan hat.