Lehre vs. Vorrichtung: Wichtige Unterschiede für Fertigungsexzellenz

Was ist eine Lehre?

Eine Lehre (Jig) ist eine Vorrichtung zum Spannen eines Werkstücks und eines Maschinenteils an einem Arbeitsplatz. Sie wird an CNC-Maschinenwerkzeuge wie Fräser gespannt und bestimmt deren Position und Bewegung. Damit führt sie die Bearbeitungswerkzeuge. Lehren sind einzigartig: Wenn sie sich bewegen, wird das Werkzeug stationär.

Man kennt den Begriff „Lehre“ vielleicht vom Angeln, aber in der Ingenieurssprache hat er eine andere Bedeutung. Für unsere Zwecke hält eine Lehre die Position eines Werkzeugs, um eine Fertigungsaufgabe auszuführen. Es handelt sich oft um ein kundenspezifisches Teil, das Genauigkeit und Wiederholbarkeit beim Bohren und Gewindeschneiden gewährleistet.

Bohrlehren sind eine häufige Lehr-Anwendung. Sie führen einen Bohrer durch ein Werkzeug, um genaue Positionierung und Winkel beizubehalten. Dies führt nicht nur zu höherer Arbeitsqualität, sondern kann auch die Fertigungsgeschwindigkeit erhöhen.

Arten von Lehren

Lehren sind gängige Vorrichtungen in der CNC-Bearbeitung und gibt es in verschiedenen Typen. Hier sind die gängigsten Lehrarten in Bearbeitungsoperationen:

1. Schablonenlehren

Diese Lehren sind einfach und ideal aufgrund ihrer Genauigkeit. Sie bieten auch enorme Geschwindigkeit. Allerdings nutzen Zerspaner sie mehr für Genauigkeit als für Geschwindigkeit. Schablonenlehren können über, auf oder in das Werkstück passen. Sie werden jedoch normalerweise nicht gespannt.

2. Winkelplattenlehren

Winkelplattenlehren eignen sich ideal zum Halten von Teilen, die für das Bohren in Winkeln zu ihren Montagelagern vorbereitet sind.

3. Plattenlehren

Plattenlehren sind wie Schablonenlehren mit denselben Verwendungsmöglichkeiten. Im Gegensatz zu Schablonenlehren verfügen sie jedoch über eingebaute Spannvorrichtungen zum Halten des Werkstücks.

4. Klapplehren

Sie haben ein Scharnierblatt, das das Be- und Entladen von Teilen erleichtert. Das Scharnierblatt umgibt das Teil nicht vollständig.

Was ist eine Vorrichtung?

Eine Vorrichtung (Fixture) oder CNC-Vorrichtung ist ein weiteres beliebtes CNC-Bearbeitungswerkzeug, das als Agent für Stabilität, Unterstützung und Positionierung gilt. Wie die Lehre dient sie dazu, ein Werkstück an einer CNC-Maschine zu sichern, zu stützen oder zu montieren.

Wie unterscheidet sich eine Vorrichtung von einer Lehre? Anstatt ein Fertigungswerkzeug zu führen, hält eine Vorrichtung ein Werkstück in einer sicheren Position, Ausrichtung oder Lage. Der Schraubstock an Ihrer Werkbank ist ebenfalls eine Vorrichtung.

Vorrichtungen sind kritische Fertigungswerkzeuge, die Automatisierung ermöglichen. Man wird kaum einen automatisierten industriellen Prozess finden, der keine Vorrichtungen involviert. Eine Automobilmontagelinie wäre ohne die hart arbeitenden Vorrichtungen, die Autos durch Schweiß- und Montageprozesse sichern und führen, nicht möglich.

Sie können auch verwendet werden, um ein Produkt für optisches und Laserscannen zur Qualitätsbewertung an Ort und Stelle zu halten. Gehen Sie durch eine Fertigungsanlage und Sie werden garantiert auf die eine oder andere Vorrichtung stoßen.

Arten von Vorrichtungen

Die meisten Zerspaner sind mit der Vorrichtungsklassifizierung nicht vertraut. Kein Wunder, dass sie Probleme bei der Auswahl der richtigen Vorrichtung für ihren Betrieb haben. Die unten dargestellten Vorrichtungstypen basieren auf drei Kriterien: Bearbeitungsoperationen, Verwendungszwecke und Energiequellen. Die Liste wird zusammengefasst.

Vorrichtungstypen nach CNC-Bearbeitungsoperation

• Drehvorrichtungen.
• Fräsvorrichtungen.
• Bohrvorrichtungen.
• Ausdrehvorrichtungen.
• Schleifvorrichtungen.

Es gibt weitere Vorrichtungstypen basierend auf der Art der Bearbeitungsoperation. Wir haben festgestellt, dass jede CNC-Bearbeitungsoperation, die eine Vorrichtung benötigt, den Namen der Operation trägt.

Daher gibt es für CNC-Operationen wie Honen und Läppen CNC-Honvorrichtungen und CNC-Lappvorrichtungen.

Vorrichtungstypen nach Verwendungszweck

• Universalvorrichtungen.
• Spezialvorrichtungen.
• Montierte Vorrichtungen.
• Modulare Vorrichtungen.
• Kombinierte Vorrichtungen.

Vorrichtungstypen nach Energiequelle

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

Kombination von Lehren und Vorrichtungen zur Präzisionssteigerung

Die gemeinsame Verwendung von Lehren und Vorrichtungen hilft, die für ein ordnungsgemäßes Funktionieren von Produkten erforderliche Fertigungspräzision zu erreichen. Sehen Sie sich Ihre Türen, Schränke und Regale an. Die Löcher für Türgriffe, Riegel und Scharniere erfordern präzise Platzierung oder Führung beim Bohren.

Dasselbe gilt für Schränke mit Schwalbenschwanzverbindungen oder Regallöcher an den Schrankseiten. Ohne Lehren und Vorrichtungen würden Bücher aus dem Regal rutschen, Schubladen wackelig sein und Türen nicht richtig schließen.

Herstellung von Lehren und Vorrichtungen

CNC-Bearbeitung ist der häufigste Fertigungsprozess für die Erstellung von Lehren und Vorrichtungen, da die Stückzahlen typischerweise gering sind. In einigen Fällen ist 3D-Druck der logischste Prozess, wenn die Geometrie zu schwierig oder kostspielig zum Bearbeiten ist.

Wichtig: Nicht alle Lehren und Vorrichtungen müssen aus Metall gefertigt sein. Für viele Anwendungen senkt Kunststoff die Kosten und erfüllt die Leistungsanforderungen.

Schnellfertigung wird Ihre aktuellen Werkstätten nicht ersetzen, kann aber bei richtiger Nutzung ein wertvolles Werkzeug zur Herstellung von Rohlingen für Lehren und Vorrichtungen oder weniger kritischen Teilen sein, die keine hohe Präzision erfordern.

Für eine Handvoll Teile empfehlen wir unsere CNC-Bearbeitungsmöglichkeiten für Ihre gängigsten Lehren oder Vorrichtungen. Wenn Ihr Teil eine komplexere Geometrie erfordert, die schwer zu bearbeiten ist, empfehlen wir 3D-Druck. Für hohe Stückzahlen kann Rapid Injection Molding 25 bis 10.000+ Teile in verschiedenen technischen Thermoplasten produzieren.

Design

Vor dem Design einer Lehre und Vorrichtung müssen einige Dinge bekannt sein. Hier eine Übersicht der gängigen Punkte:

• Bauteil studieren.
• Lagerelemente studieren.
• Art und Kapazität der Maschine kennen.
• Be- und Entladeanordnung kennen.
• Spannanordnung kennen.
• Energiegeräte und Sicherheitseinrichtungen studieren.
• Freiraum zwischen Lehre/Vorrichtung und ihren Komponenten kennen.
• Auswerfer, Tischbefestigung und Indexiervorrichtung studieren.

Materialien für Lehren und Vorrichtungen

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

• Stahl (Edelstahl, Hartmetall, Hart, Weich, Hochgeschwindigkeitsstahl).
• Gusseisen.
• Gehärtetes Aluminium.
• Kunststoff: Delrin, Nylon, PC.
• Bronze.

Verwendung von Lehre und Vorrichtung

Lehre und Vorrichtung dienen generell der Sicherung von Werkstück und Maschinenteilen. Es gibt jedoch einen Unterschied: Bei der Vorrichtung bewegt sich das Werkzeug nicht, wenn sich das Werkstück bewegt. Bei Lehren ist dies anders – hier bewegt sich das Werkzeug. Je nach Lehr- und Vorrichtungstyp kann auch Spannung nötig sein.

Vorteile der Verwendung von Lehren und Vorrichtungen

Es gibt viele Vorteile beim Einsatz von Lehren und Vorrichtungen in Bearbeitungsoperationen. Hier die wichtigsten:

• Bessere Produktivität und Effizienz: Da die beiden Werkzeuge die Werkstückausrichtung eliminieren, reduziert sich die Maschinenleerlaufzeit, was Produktivität und Effizienz verbessert.
• Senkung der Fertigungskosten: Ihr Einsatz senkt die Produktfertigungskosten bei gleichzeitiger Steigerung von Produktivität und Qualität.
• Qualitätsverbesserung: Sie beseitigen die Notwendigkeit, dass Zerspaner Teile manuell während der Operation einrichten. Damit wird menschliches Fehlerpotenzial eliminiert und die Qualität verbessert.
• Einfachere Herstellung komplexer und schwerer Werkzeuge: Sie ermöglichen Zerspanern die einfache Fertigung schwerer und komplex geformter Teile, da beide Werkzeuge das Werkstück während der Bearbeitung starr halten.
• Verbesserte Sicherheit: Da Lehre und Vorrichtung direkt am Werkstück und der Maschine beteiligt sind, eliminieren sie menschliches Eingreifen und erhöhen so die Sicherheit.