Lehren und Vorrichtungen erklärt: Typen, Bestandteile, Vorteile und Anwendungen

In diesem Beitrag erfahren Sie, was Lehren und Vorrichtungen sind, wie sie eingesetzt werden, sowie deren Definition, Bestandteile und verschiedene Typen von Lehren und Vorrichtungen mit ihren Funktionsprinzipien. Außerdem können Sie die PDF-Datei dieses Beitrags herunterladen.

Lehren und Vorrichtungen

Lehren und Vorrichtungen sind Vorrichtungen, die dazu beitragen, die Fertigungsrate identischer Teile zu erhöhen und den menschlichen Aufwand für die Herstellung dieser Teile zu verringern. Bereits früher wurde betont, dass eine Drehbank ein geeignetes Werkzeugmaschine für die Herstellung einzelner Teile unterschiedlicher Formen und Größen ist, aber für die Produktion ähnlicher Artikel in großer Stückzahl wäre ihr Einsatz nicht wirtschaftlich.

Im Gegensatz dazu kann ein Revolver- und Turm-Drehmaschine aufgrund der Mehrfach-Kühlmittelanordnung und der Verwendung von Queranschlägen leicht für Wiederholungsarbeiten angepasst werden, was die Produktionsrate erhöht.

Jedoch kann nicht jeder Gegenstandstyp auf einer Revolver- oder Turmdrehmaschine bearbeitet werden; es kann der Einsatz von Bohrmaschinen, Fräsmaschinen, Hobelmaschinen und Schleifmaschinen erforderlich sein. Wenn solche Gegenstände in identischen Formen und Größen im Massenmaßstab produziert werden sollen, müssen geeignete Vorrichtungen zum Halten und Positionieren verwendet werden, damit die Wiederholungsarbeit durchgeführt werden kann. Diese Vorrichtungen sind die Lehren und Vorrichtungen.

Was ist eine Lehren?

Eine Lehren kann als eine Vorrichtung definiert werden, die ein Werkstück hält und positioniert und ein oder mehrere Schneidwerkzeuge führt und steuert. Das Halten des Werkstücks und das Führen des Werkzeugs erfolgt so, dass sie in wahren Positionen zueinander angeordnet sind.

Im Aufbau besteht eine Lehren aus einer Platte, einer Struktur oder einem Kasten aus Metall oder in einigen Fällen aus Nicht-Metall, mit Vorrichtungen zur Handhabung der Komponenten in identischen Positionen nacheinander, und dann das Werkzeug in korrekten Positionen am Werkstück gemäß Zeichnung, Spezifikation oder Betriebslayout zu führen.

Was ist eine Vorrichtung?

Eine Vorrichtung ist eine Vorrichtung, die ein Werkstück während einer Inspektion oder für einen Fertigungsvorgang hält und positioniert. Die Vorrichtung führt das Werkzeug nicht.

Im Aufbau besteht die Vorrichtung aus einem anderen Standard oder speziell entworfenen Werkstückhaltegerät, das auf der Maschine gespannt wird, um das Werkstück in der Position zu halten. Die Werkzeuge werden mithilfe von Lehren oder durch manuelle Einstellung in den erforderlichen Positionen am Werkstück eingestellt.

Weiterlesen: 7 Arten von Drehmaschinenfuttern.

Die Hauptelemente von Lehren und Vorrichtungen

Hauptelemente von Lehren und Vorrichtungen sind:

Körper: Es handelt sich um eine Platten-, Kasten- oder Rahmenstruktur, in der die zu bearbeitenden Komponenten positioniert werden. Er sollte sehr stabil und steif sein.

Positionierelemente: Diese Elemente positionieren das Werkstück in einer geeigneten Position in Bezug auf das Schneidwerkzeug.

Spannelemente: Diese Elemente sichern das Werkstück fest in der positionierten Lage.

Führungs- und Einstellelemente: Diese Elemente führen das Schneidwerkzeug im Falle einer Lehren und helfen bei der korrekten Werkzeugausrichtung im Falle der Vorrichtung.

Befestigungselemente: Diese Elemente umfassen verschiedene Arten von Befestigungsvorrichtungen, die verwendet werden, um die Lehren oder Vorrichtung an der Maschine an der richtigen Position zu sichern.

Indexierelemente: Sie werden nicht immer bereitgestellt. Aber viele Werkstücke müssen möglicherweise in verschiedene Positionen indexiert werden, um Bearbeitungsvorgänge an verschiedenen Oberflächen oder Orten durchzuführen. In solchen Fällen müssen diese Elemente in die Lehren oder Vorrichtung integriert werden.

Weiterlesen: Revolver- und Turmdrehmaschinen

Typen von Lehren und Vorrichtungen:

Typen von Lehren

Folgende sind die sieben verschiedenen Arten von Lehren.

1. Schablonenlehre
2. Plattenlehre
3. Kanal-Lehre
4. Durchmesser-Lehre
5. Klappenlehre
6. Ring-Lehre
7. Kasten-Lehre

Schablonenlehre

Die Schablonenlehre ist die einfachste aller Typen. Eine Platte mit Bohrungen an den gewünschten Positionen dient als Schablone, die auf dem zu bohrenden Bauteil fixiert wird. Der Bohrer wird durch diese Bohrungen der Schablone geführt und die erforderlichen Bohrungen werden am Werkstück an denselben relativen Positionen zueinander wie auf der Schablone gebohrt. Eine Schablonenlehre ist in der Abbildung dargestellt.

Plattenlehre

1. Eine Vorrichtung hält und positioniert das Werkstück, führt aber das Werkzeug nicht. Eine Lehren hingegen hält, positioniert und führt das Werkzeug.
2. Vorrichtungen sind schwerer gebaut und werden fest auf dem Maschinentisch verschraubt. Lehren sind leichter für schnelleres Handling, und das Spannen am Tisch ist oft unnötig.
3. Vorrichtungen werden für das Handling von Werkstücken bei Fräs-, Schleif-, Hobel- oder Drehoperationen eingesetzt. Lehren werden zum Halten des Werkstücks und Führen des Werkzeugs verwendet, insbesondere bei Bohr-, Reib- oder Gewindebohrvorgängen.

Eine Plattenlehre ist eine Verbesserung der Schablonenlehre durch die Integration von Bohrführungsbuchsen auf der Schablone. Die Plattenlehre wird eingesetzt, um Bohrungen an großen Teilen mit präzisem Abstand zueinander zu bohren. Eine Plattenlehre ist in der obigen Abbildung dargestellt.

Kanal-Lehre

Die Kanal-Lehre ist in der Abbildung dargestellt. Es handelt sich um einen einfachen Lehren-Typ mit einem kanalförmigen Querschnitt. Das Bauteil wird in den Kanal eingesetzt und durch Drehen des Rändelknopfs positioniert und gespannt. Das Werkzeug wird durch die Bohrführungsbuchse geführt.

Durchmesser-Lehre

Die Durchmesser-Lehre ist in der Abbildung dargestellt. Sie wird verwendet, um radiale Bohrungen an zylindrischen oder kugelförmigen Werkstücken zu bohren. Das Werkstück wird auf dem festen V-Block platziert und dann durch die Spannplatte gespannt, die das Werkstück auch positioniert. Das Werkzeug wird durch die Bohrführungsbuchse geführt, die radial zum Werkstück eingestellt ist.

Klappenlehre

Die Klappenlehre ist in der obigen Abbildung dargestellt. Sie besitzt einen Klappen- oder Plattenabschnitt, der am Körper angeschlagen ist und zum Be- und Entladen des Werkstücks aufgeschwenkt werden kann. Das Werkstück wird durch Anschläge positioniert und durch Stellschrauben gespannt. Die Bohrführungsbuchse führt das Werkzeug.

Ring-Lehre

Die Ring-Lehre ist in der obigen Abbildung dargestellt. Sie wird zum Bohren von Löchern an kreisförmigen Flanschteilen eingesetzt. Das Werkstück wird sicher am Lehrenkörper gespannt und die Bohrungen werden durch Führen des Werkzeugs durch Bohrführungsbuchsen gebohrt.

Kasten-Lehre

Die Kasten-Lehre ist in der obigen Abbildung dargestellt. Sie hat einen kastenförmigen Aufbau, in dem das Bauteil durch Anschläge positioniert wird. Das Werkstück wird durch Drehen des Kurbelgriffs gespannt, der es auch positioniert. Die Bohrführungsbuchse führt das Werkzeug. Kasten-Lehren werden allgemein eingesetzt, um eine Reihe von Bohrungen an einem Bauteil aus verschiedenen Winkeln zu bohren.

Typen von Vorrichtungen

Folgende sind die 10 verschiedenen Arten von Vorrichtungen:

1. Drehvorrichtungen
2. Fräsvorrichtungen
3. Ziehvorrichtungen
4. Schleifvorrichtungen
5. Bohrvorrichtungen
6. Indexiervorrichtungen
7. Gewindebohrvorrichtungen
8. Duplex-Vorrichtungen
9. Schweißvorrichtungen
10. Montagevorrichtungen

Vorrichtungen werden in der Regel nach der Art des Bearbeitungsvorgangs benannt, für den sie konzipiert und eingesetzt werden.

Drehvorrichtungen

Regelmäßige Werkstücke lassen sich auf Drehmaschinen leicht in Standard-Spannvorrichtungen wie Futtern und Spannzangen, zwischen Spitzen und auf Dornen oder Planscheiben spannen. Aber unregelmäßig geformte Komponenten bereiten große Schwierigkeiten beim korrekten Spannen.

Einfache, unregelmäßig geformte Werkstücke können auch im Futter gespannt werden, beispielsweise durch richtige Einstellung der Backen in einem Vierbackenfutter oder durch Verwendung geformter weicher Backen. Werkstücke mit komplizierter Form müssen jedoch zwingend mit Hilfe von Drehvorrichtungen in Position gehalten werden. Diese Vorrichtungen werden normalerweise auf dem Maschinenspindelkopf oder auf einer Planscheibe montiert und halten die Werkstücke.

Wenn nötig, muss die Vorrichtung mit einem Gegengewicht versehen werden, um die Unwucht auszugleichen. Diese Vorrichtungen sollten sorgfältig konstruiert sein, um ausreichend steif zu sein, mit minimalem Überhang, das Werkstück sehr fest zu greifen, keine gefährlichen Vorsprünge für den Maschinenbediener oder das Werkzeug aufzuweisen und dünnen und schwachen Abschnitten des Werkstücks während des Vorgangs ausreichend Halt zu bieten.

Fräsvorrichtungen

Diese Vorrichtungen werden auf Fräsmaschinen für verschiedene Fräsoperationen an Werkstücken verwendet. Die Vorrichtung wird ordnungsgemäß auf dem Maschinentisch positioniert und durch Schrauben und Muttern in Position gesichert.

Der Tisch wird verschoben und in der richtigen Position relativ zum Fräser eingestellt. Die Werkstücke werden auf der Basis der Vorrichtung positioniert und vor Beginn der Operation gespannt.

Da die involved Schneidkräfte sehr hoch und zudem intermittierend sind, müssen die Spannelemente robust sein. Die korrekte Positionierung der Vorrichtung auf dem Maschinentisch wird üblicherweise mit Hilfe von zwei Passfedern erreicht, die unter der Vorrichtungsbasis angebracht sind. Diese Passfedern greifen in eine T-Nut des Tisches ein, um die erforderliche Positionierung zu gewährleisten. Die Vorrichtungsbasis kann dann mittels T-Schrauben und Muttern am Tisch gesichert werden.

Ziehvorrichtungen

Diese Vorrichtungen werden auf verschiedenen Arten von Ziehmaschinen verwendet, um Werkstücke während der Operationen zu positionieren, zu halten und zu unterstützen, wie z. B. Nutziehoperationen, Lochziehoperationen usw. Die Verwendung einer Spannplatte als Vorrichtung für das innere Ziehen von Löchern.

Schleifvorrichtung

Verschiedene Formen von Vorrichtungen werden in Schleifmaschinen verwendet, um Werkstücke während der Operationen zu positionieren, zu halten und zu unterstützen. Diese Vorrichtungen können Standard-Werkstückhaltegeräte sein, wie Futter, Dornen, Futter mit geformten Backen, Magnetfutter usw.

Beispielsweise hat eine Flachschleifmaschine mit Rundtisch normalerweise eine Drehvorrichtung, die an ihrem Tisch befestigt ist. Ebenso kann eine ebene oder Strangvorrichtung auf einer Flachschleifmaschine mit hin- und herschwingendem Tisch bereitgestellt werden. Ein Bohrer-Schleifaufsatz ist ein gutes Beispiel für eine Standardvorrichtung, die zum Schleifen von Bohrergeometrien verwendet wird.

Unabhängig von der Art der für Schleifoperationen konzipierten Vorrichtung sollte sie Vorrichtungen für die Zufuhr und den Abfluss von Kühlmittel, die Montage von Abrichtwerkzeugen und eine ordnungsgemäße Auswuchtung aufweisen, falls es sich um eine rotierende Vorrichtung handelt.

Bohrvorrichtung

Der Vorgang kann auf eine der folgenden zwei Arten durchgeführt werden:

• Indem die Bohrstange (Werkzeug) stationär gehalten und das Werkstück auf die Stange zugeführt wird.
• Indem das Werkstück stationär gehalten und die rotierende Bohrstange in das Werkstück geführt wird.

Entsprechend werden Bohrvorrichtungen in zwei gängigen Ausführungen hergestellt.

Eine dieser Ausführungen nutzt das Prinzip einer Bohlerlehre, wobei die Bohrstange (Werkzeug) durch eine Führungsbuchse geführt wird. Eine solche Vorrichtung wird oft auch als Bohrlehre bezeichnet. Die andere Ausführung erleichtert das Halten des Werkstücks in korrekter Position relativ zur Bohrstange.

Obwohl diese Vorrichtung fast alle gängigen Prinzipien des Lehren- und Vorrichtungsbaus beinhaltet, muss ihre Konstruktion nicht so robust sein wie die von Fräsvorrichtungen, da sie nie so schwere Schneidlasten tragen muss wie beim Fräsen.

Indexiervorrichtung

Mehrere Komponenten benötigen Bearbeitung an verschiedenen Oberflächen, sodass ihre bearbeiteten Oberflächen oder Formen gleichmäßig verteilt sind.

Solche Komponenten müssen so oft indexiert werden, wie es zu bearbeitende Oberflächen gibt. Offensichtlich werden die Haltevorrichtungen (Lehren oder Vorrichtungen) so ausgeführt, dass sie einen geeigneten Indexiermechanismus tragen. Eine Vorrichtung, die ein solches Gerät trägt, wird als Indexiervorrichtung bezeichnet.

Gewindebohrvorrichtung

Gewindebohrvorrichtungen sind speziell dafür ausgelegt, identische Werkstücke für das Schneiden von Innengewinden in vorgebohrten Bohrungen zu positionieren und fest zu spannen. Unregelmäßig geformte und unausgewogene Komponenten erfordern immer den Einsatz solcher Vorrichtungen, insbesondere wenn der Gewindebohrvorgang wiederholt im Massenmaßstab an solchen Komponenten durchgeführt werden soll.

Duplex-Vorrichtungen

Dies ist die Bezeichnung für die Vorrichtung, die zwei ähnliche Komponenten gleichzeitig hält und die gleichzeitige Bearbeitung dieser Komponenten an zwei getrennten Stationen ermöglicht. Während ein Werkstück an einer Station bearbeitet wird.

Beide Operationen können gemäß den Anforderungen ähnlich oder unterschiedlich sein. Sobald die Bearbeitung an beiden Stationen abgeschlossen ist, wird die Vorrichtung um 180 Grad indexiert, sodass das erste Bauteil zur zweiten Station für den zweiten Vorgang und das fertige Bauteil zur ersten Station verschoben wird.

Das fertige Bauteil wird hier entladen, durch ein frisches Bauteil ersetzt und der erste Vorgang daran durchgeführt. Der Zyklus wiederholt sich kontinuierlich, was die Massenproduktion von Komponenten mit ziemlich hoher Geschwindigkeit ermöglicht.

Schweißvorrichtungen

Schweißvorrichtungen sind sorgfältig konzipiert, um die zu schweißenden verschiedenen Komponenten in richtigen Positionen zu halten und zu unterstützen und Verzug in geschweißten Strukturen zu verhindern. Dafür müssen die Positionierelemente sorgfältig gewählt werden, das Spannen muss leicht, aber fest sein, die Platzierung der Spannelemente muss frei vom Schweißbereich sein. Die Vorrichtung muss sehr stabil und steif sein, um den Schweißspannungen standzuhalten.

In vielen Fällen ist eine bevorzugte und gängige Praxis, die Struktur zunächst durch Halten in einer Schweißlehre zu heften und sie dann in eine Haltevorrichtung für das vollständige Schweißen zu überführen. Dies verringert die Verzugswahrscheinlichkeit erheblich und die Vorrichtung wird geringeren Spannungen ausgesetzt.

Montagevorrichtung

Die Funktion dieser Vorrichtungen besteht darin, verschiedene Komponenten zum Zeitpunkt ihrer Montage in ihrer richtigen relativen Position zu halten. Beispielsweise können zwei oder mehr Stahlplatten in relativen Positionen zusammengehalten und genietet werden.

Diese Vorrichtungen, die zum Halten der Komponenten für mechanische Operationen verwendet werden, werden als mechanische Montagevorrichtungen bezeichnet. Demgegenüber gibt es andere Arten von Vorrichtungen, bei denen die Komponenten zum Fügen gehalten werden, wie Schweißvorrichtungen, die ebenfalls Montagevorrichtungen sind, aber für das Warmfügen.

Unterschied zwischen Lehren und Vorrichtungen

Die folgenden sind die grundlegenden Unterschiede zwischen einer Vorrichtung und einer Lehren:

1. Eine Vorrichtung hält und positioniert das Werkstück, führt aber das Werkzeug nicht, während eine Lehren das Werkstück hält, positioniert und das Werkzeug führt.
2. Vorrichtungen sind schwerer gebaut und werden fest auf dem Maschinentisch verschraubt, während Lehren leichter für schnelleres Handling gebaut sind und das Spannen am Tisch oft unnötig ist.
3. Vorrichtungen werden zum Halten von Werkstücken bei Fräs-, Schleif-, Hobel- oder Drehoperationen eingesetzt, während Lehren zum Halten des Werkstücks und Führen des Werkzeugs verwendet werden, insbesondere bei Bohr-, Reib- oder Gewindebohrvorgängen.

Vorteile der Verwendung von Lehren und Vorrichtungen in der Massenfertigung

Die folgenden sind die Vorteile von Lehren und Vorrichtungen in der Massenfertigung:

1. Entfällt das Anreißen, Messen und andere Einstellmethoden vor der Bearbeitung.
2. Erhöht die Bearbeitungsgenauigkeit, da das Werkstück automatisch positioniert und das Werkzeug ohne manuelle Einstellung geführt wird.
3. Ermöglicht die Herstellung identischer, austauschbarer Teile. Dies erleichtert die Montage.
4. Erhöht die Produktionskapazität, indem mehrere Werkstücke in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden können, und in einigen Fällen können mehrere Werkzeuge gleichzeitig arbeiten. Die Handhabungszeit wird durch schnelles Einstellen und Positionieren der Arbeit stark reduziert. Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe können aufgrund der hohen Spannsteifigkeit von Lehren und Vorrichtungen erhöht werden.
5. Reduziert die Arbeitsbelastung und Ermüdung des Bedieners, da Handhabungsvorgänge minimiert und vereinfacht werden.
6. Ermöglicht es einem semiqualifizierten Bediener, die Operationen durchzuführen, da das Einstellen von Werkzeug und Werkstück mechanisiert ist. Dies spart Arbeitskosten.
7. Reduziert die Ausgaben für die Qualitätskontrolle der Fertigprodukte.
8. Senkt die Gesamtbearbeitungskosten durch vollständige oder teilweise Automatisierung der Prozesse.

Vorteile von Lehren und Vorrichtungen

Die Vorteile von Lehren und Vorrichtungen sind:

1. Erhöht die Bearbeitungsgenauigkeit, da das Werkstück automatisch positioniert und das Werkzeug ohne manuelle Einstellung geführt wird.
2. Erhöht die Produktionskapazität, indem mehrere Werkstücke in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden können und in einigen Fällen mehrere Werkzeuge gleichzeitig arbeiten können.
3. Die Handhabungszeit wird durch schnelles Einstellen und Positionieren der Arbeit stark reduziert.
4. Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe können aufgrund der hohen Spannsteifigkeit von Lehren und Vorrichtungen erhöht werden.
5. Ermöglicht die Herstellung identischer, austauschbarer Teile. Dies erleichtert die Montage.
6. Entfällt das Anreißen, Messen und andere Einstellmethoden vor der Bearbeitung.
7. Diese Vorrichtungen reduzieren die Arbeitsbelastung und Ermüdung des Bedieners, da Handhabungsvorgänge minimiert und vereinfacht werden.
8. Ermöglicht dem semiqualifizierten Bediener, den Vorgang durchzuführen, da die Einstellvorgänge von Werkzeug und Werkstück mechanisiert sind. Dies spart Arbeitskosten.
9. Reduziert die Ausgaben für die Qualitätskontrolle der Fertigprodukte.
10. Senkt die Gesamtbearbeitungskosten durch vollständige oder teilweise Automatisierung der Prozesse.

Anwendungen von Lehren und Vorrichtungen

Anwendungen von Lehren sind:

• Bohren
• Reiben
• Gewindeschneiden

Anwendungen von Vorrichtungen sind:

• Fräsen
• Schleifen
• Hobeln
• Drehen

Fazit

Wir hoffen, dass wir alle Ihre Zweifel zu Lehren und Vorrichtungen geklärt haben. Falls Sie noch Fragen zu „Lehren und Vorrichtungen“ haben, können Sie uns kontaktieren oder in den Kommentaren fragen.

Wir haben auch eine Facebook-Community für Sie. Wenn Sie möchten, können Sie unserer Community beitreten – hier ist der Link zu unserer Facebook-Gruppe.

Das war's, danke fürs Lesen. Wenn Ihnen unser Artikel gefällt, teilen Sie ihn bitte mit Ihren Freunden. Wenn Sie Fragen zu einem Thema haben, können Sie diese im Kommentarbereich stellen.

Abonnieren Sie unseren Newsletter, um benachrichtigt zu werden, wenn wir neue Beiträge veröffentlichen.