Vorrichtungsbau

3 VORRICHTUNGSBAU

3.1 EINTEILUNG DER VORRICHTUNGEN

3.1.1 Spannvorrichtungen

Spannen für Rundbearbeitung Spannen für Längsbearbeitung Spannen für kombinierte Bearbeitungen - üblich

3.1.2 Bohrvorrichtungen

Bohrschablone Standbohrvorrichtung Kippbohrvorrichtung Mehrfachbohrvorrichtung Schwenkbohrvorrichtung Vielzeckbohrvorrichtung

3.1.3 Arbeitsvorrichtung

Anreißvorrichtung Montagevorrichtung Justiervorrichtung Schweißvorrichtung Handhabungssystem

3.1.4 Prüfvorrichtung

3.1.5 sonstige

Rundtisch Fördervorrichtung

3.2 AUFGABEN UND ANFORDERUNGEN

universell einsetzbar einfach und schnell zu bedienen wirtschaftlich richtige Anordnung der Bestimmpunkte Beachtung des Kraftflusses

schematische Baugruppenstruktur einer Vorrichtung (3.6)

3.3 FUNKTIONEN, ELEMENTE UND BAUGRUPPEN DER VORRICHTUNG

3.3.1 Bestimmen (positionieren)

Das Bestimmen hat die Aufgabe das Werkstück ausreichend definiert zur Vorrichtung auszurichten. Es müssen 3 Freiheitsgrade in Richtung der Koordinatenachse und 3 Freiheitsgrade der Rotation um diese Koordinatenachsen aufgehoben werden.
bild
Begrifflich kann man unterscheiden zwischen:

zentrieren bestimmen

3.3.1.1 Zentrieren (einmitten)

Halbzentrieren ist das festlegen in einer Mittelebene (4.1). Zentrieren ist das festlegen bezüglich zweier Mittelebeben (4.2). Vollzentrieren ist das festlegen bezüglich dreier Mittelebenen (4.3)

3.3.1.2 Bestimmen

Bestimmen sit das festlegen eines Werkstücks bezüglich seiner Oberflächen in ein, zwei oder drei Elemente. Man unterschiedlich: Halbbestimmen wird bezüglich einer Ebenen festgelegt (4.4), Bestimmen (4.5), Vollbestimmen (4.5)

Gestaltungsregeln für das Bestimmen

Die bearbeiteden Stellen sind zu bestimmen vorzuziehen möglichst große Abstände zwischen den Bestimmpunkten Spannpunkte sind so anzuordenen dass die Bestimmlage erhalten bleibt (Kippen, Verformungen) Bestimmpunkte möglichst gegenüber der Spannpunkte anordnen, um kurze Kraftflußwege im Werkstück zu erreichen eine Einpunktspannung führt zu einer kostengünstigen zuverlässigen Vorrichtung (jedoch längere Kraftflußwege) Bestimmung, Spannung und Unterstützung ist immer gemeinsam mit dem Werkstück zu sehen.

3.3.2 Elemente des Zentrierens

3.3.2.1 Prismen und Kegeln

Ein halbzentriertes Drehteil auf einer einfachen prismatischen Auflage gespannt werden, und dadurch doppeltseitig bearbeitet werden. (Bild 4.8)
(Bild 4.9) Diese Vorrichtung ermöglicht keine strenge Wandstärkengleichheit s. Die Mitelebenen a1, a2, a3 liegen wohl parallel zueinander, die Ebenen b1, b2, b3 sind aufgrund der Durchmesser unterschiede verschieden. Eine bessere Möglichkeit zeigt Bild 4.10.
Bild 4.12
4Halbzentrieren durch zentrisches spannen
Die obengezeichnete Vorrichtung erlaubt ein halb zentriern mit tiefen Werkstückausladungen. Anstelle des Exzenters kann auch eine Schnecke oder eine Formnut sein.
Zur Rundbearbeitung werden Werkstücke von außen oder von innen zentriert. Grundsätzlich ergibt eine Aussenzentrierung kleinere Spannkräfte und eine genauere Zentrierung. (4.16, 17, 18)
4zentrierter Gabelkopf (4.19)
Der Innenkegel e ist gleichzeitig als Spannorgan ausgebildet und zentriert das Schaftende. Die beiden Gabelenden werden in der senkrechten Lotebene a - a, durch das als Wippe ausgebildete Gabelprisma b eingestellt. In der senkrechten Ebene c - c wird die Gabelenden durch einfederndes Keilstück eingestellt.
4Feste Dorne (4.20)
Dient für zentrierungen mit niicht allzuhohen Genauigkeitsansprüchen.
4Spreizfutter (Spannzangen) (4.22)
Die Spreizfutter oder Spannzangen zeichnen sich durch geringe Zeiten aus. Sie können bis Aufnahmedurchmesserdifferenzen von 0,5mm überbrücken. Sie bewirken eine gute Spannung und bei richtiger Ausführung laufen die Teile auch sehr rund. Weiters ist es auch möglich während des Laufes aus - und einzuspannen. (4.21 Aussenzentrierung durch Spannpatrone).
Die Maße der Spannzangen sind in DIN 6341

3.3.2.2 Spreizdorne

(4.35) Innenzentrierung durch einen Spreizdorn
Spreizdorne spannen durch auseinander treiben eines geschlitzten Spannteiles mittels Kegel oder Kugel. Die Länge des federnden Hülsenteiles soll min 1,5 x D Durchmesser sein.

3.3.2.3 Backenfutter

Spannbacckenfutter sind geeignet für mittlere und größere Durchmesser, sie haben 2 bis 4 Spannstellen am Umfang. Bei höheren Zentriergenauigkeiten sind Spannvorrichtungen die am ganzen Umfang anliegen zu verwenden (z.B. Spannzangen,...)

3.3.2.4 Ringspan - Scheibe

(4.49)
gängige Durchmesserbereiche: innen: 18 - 200 mm
außen: 11 - 165 mm
Spannbereich: N 6 - E 8
n 6 - e 8

zu 4.76
Ein Werkstück muss bestimmt werden (zwei Ebenen hier a - a & d - d) wenn eine zu der ersten Bestimmebene geneigte Fläche zu bearbeiten ist. Vollbstimmung hat zu erfolgen wenn ein Werkstück mit Bezug auf drei Flächen bearbeitet werden soll die zueinander geneigt sind. Dies trifft im allgemeinen nur bei Bohrspannvorrichtungen zu.

3.3.3 Kombination von Bestimmen und Zentrieren

Bild 4.92 zeigt ein halbbestimmtes Werkstück.
4.93 zeigt ein überbestimmtes Werkstück.bild 4.96
bild 4.107

3.4 SPANNEN

3.4.1 Einführung

Enrgiezufuhr:

manuell pneumatisch hydraulisch elektrisch

Schraubstockspannung:

Backenschraubstock Backenfutter Kniehebel

Zangenprinzip:

Rohrzange Spannzange

Schlingenprinzip:

Spannband

Rastprinzip:

Klettverschluß

Haftprinzip:

Magnet Saugknopf elektronischers Anziehen

Grundregeln bei der Erstellung einer Spannvorrichtung

erforderliche Spannkräfte ermitteln Spannstellen so legen dass alle Bearbeitungen ohne umspannen möglich sind Spannkräfte sollen das Werkstück möglichst wenig defrormieren und nicht makieren Spannkraftfluß soll außerhalb des genauen Toleranzbereiches sein Temperaturänderungen sollen mit berücksichtigt werden

3.4.2 Spannarten

einseitiges Spannen
4.119
doppelseitiges Spannen
4.123
zentrisches Spannung
4.128
zentrische Doppelspannung
4.131

3.4.3 starre Spannmittel

3.4.3.1 Spannschrauben

4.134 - 4.136
Schrauben sind sichere Spannmittel. Sie können auch mehrgängig ausgeführt werden um einen großen Hub zu überwinden. Sie können in festen oder beweglichen Teilen angeordnet werden Bild 4.139,140 zeigen Hackenschrauben. Zentrische Spannungen sind in Bild 4.145 bis 48 dargestellt. Zentrische Spannungen werden meist mit zwei verschiedengängigen Gewinden ausgeführt. Schrauben und Muttern die zum spannen verwendet werden sollen möglichst mit einem Handgriff versehen werden.

3.4.3.2 Spannzwingen

4.153
Sie erleichtern das Einlegen des Werkstücks und sind hinsichtliche der Lenkung der Spannkräfe sehr variabel. Die Spannstellen sollen in der Oberflächenstruktur kugelig ausgeführt werden.

3.4.3.3 Spannexzenter

Sie ermögliche ein schnelles und sicheres Spannen ohne Benützung loser Schlüssel. Spannnkräfte und Spannwege sind den Anforderungen gemäß anpaß bar. Berechnung und Herstellung sind nicht besonders schwierig.
4.163 & 4.165 & 4.171

3.4.4 elastische Spannmittel

Federn
Druckluft
Saugluft
Druckflüssigkeit
plastische Massen
Die Spannkraft wird aus der Elastizität der Spannmittel aufgebaut

3.4.4.1 Spannfedern

4.191

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