Op deze pagina
5-as opspanning positioneert en beveiligt een onderdeel terwijl er voldoende ruimte blijft voor het snijgereedschap, de houder en de machine om de vereiste kenmerken te bereiken. Een compacte bankschroef kan meer van een grondstofblok blootleggen, maar toegang is slechts de helft van de opgave. De opspanning moet ook de wisselende snijbelastingen weerstaan, het resterende materiaal ondersteunen en een referentie behouden voor eventuele latere opspanningen.
Deze eisen gelden zowel voor 3+2- als voor simultaan vijfassig verspanen. Geïndexeerde bewerking vereist nog steeds een duidelijke route tussen de verschillende oriëntaties. Continue rotatiebeweging voegt meer posities toe die moeten worden gecontroleerd; geen van beide bewerkingsmodi onthult het oppervlak dat fysiek binnen de kaken zit.
Kies de opspanning rond de vlakken die kunnen worden opgespannen
Begin met een eenvoudig onderscheid: welke vlakken behoren tot het afgewerkte onderdeel, en welk materiaal kan worden gebruikt voor opspanning en later worden verwijderd? Een ruw grondstofblok kan tandvormige kakenafdrukken verdragen. Een afgewerkte afdichtingsrand of een zichtbare geanodiseerde vlak is een ander contactprobleem.
De volgende zijn uitgangsopstellingen, geen onderling uitwisselbare specificaties voor opspaninrichtingen. De vorm van het halffabricaat, het materiaal, de snijbelastingen en de vereiste toegang bepalen welke versie geschikt is.
| Opspanopstelling | Nuttige uitgangssituatie | Wat het proces moet oplossen |
|---|---|---|
| Compacte bankschroef met opspankaken | Ruwe grondstof met een toegankelijke lage opspanband | Kakeninslag, voorbereiding van de grondstof en verwijdering van gemarkeerd materiaal |
| Vergrendelingsgeometrie-opspaninrichting (dovetail) | Grondstof met een speciale opspanfunctie onder het onderdeel | Vooraf afgewerkte vergrendelingsgeometrie (dovetail), belastingsgrenzen en latere verwijdering |
| Geverspaande zachte kaken | Tweede bewerking op een gedeeltelijk afgewerkt profiel | Ondersteunde contactgebieden, aanligging en bescherming van afgewerkte vlakken |
| Speciale opspaninrichting | Onregelmatige vorm of toegankelijke bevestigingsfuncties | Positionering, toegang tot de klemmen en vrijheid gedurende de gehele bewerking |
Een ondiepe opspanning werkt als onderdeel van een specifiek systeem. LANG Technik onderscheidt bijvoorbeeld zijn voorgestempelde, vormpassende opspanning van gewone wrijvingsopspanning. De door het bedrijf opgegeven opspandiepte geldt uitsluitend voor die opstelling, niet voor elke bankschroef die een willekeurig grondstofblok opspant. Evenzo vereist een vergrendelingsgeometrie (dovetail) de geometrie die is gespecificeerd voor de gekozen opspaninrichting. [1] [2]
Een nulpuntinterface heeft nog een andere functie: hij verplaatst een compatibele opspaninrichting of pallet op zijn basis. Hij vervangt niet de kaken of klemmen die het werkstuk vasthouden, en zijn herhaalbaarheid is slechts één bijdrage aan het eindresultaat van het onderdeel. [3]
Controleer de houder en het pad tussen de sneden.
Stel u voor dat u een schuin gat boort vlak bij de onderste rand van een blok. De boorpunt kan wel uitlijnen met het gat, terwijl de bredere houder de bankschacht raakt. Een langere gereedschapsas zou die speling kunnen veranderen, maar wijzigt ook de gereedschapsopstelling en haar stijfheid. Het verder draaien van het onderdeel kan het gat vrijgeven, maar brengt tegelijkertijd een andere hoek dichter bij de machinebank.
Een nuttige spelingcontrole omvat verschillende objecten:
- Freestand en niet-snijdend schachtgedeelte: controleer dat alleen het beoogde snijdende gebied in contact komt met het grondmateriaal.
- Houder en spindel: neem de grotere diameters achter het freestand mee.
- Grondmateriaal en opspaninrichting: vertegenwoordigen het werkelijke ruwstuk, de kaken, klemmen, bevestigingsmiddelen en verhogingsstukken.
- Machinebeweging: controleer rotatieposities, lineaire verplaatsing en de ruimte die wordt doorlopen tijdens heroriëntatie.
Controleer ook de instap-, uitstap- en verbindingsbewegingen naast de snijpassage. Twee duidelijk vrije snijposities bewijzen niet dat het pad ertussen eveneens vrij is. Ook de huidige vorm van het grondmateriaal is van belang: materiaal dat na de ruwbewerking verdwijnt, is nog steeds aanwezig vóór die bewerking.
De documentatie van Autodesk over Simulatie voor productie onderscheidt simulatie van gereedschap en grondmateriaal van simulatie met behulp van het machine-model, de kinematica en de postprocessor. Modelleer de relevante componenten van de opspaninrichting en voer de toepasselijke botsings- en overloopcontroles uit; een visueel vloeiende animatie alleen is niet het verificatieresultaat. Het model moet overeenkomen met de daadwerkelijk gebruikte opstelling. [4]
Verhoog het onderdeel alleen zo hoog als de opstelling vereist.
Een verhogingsstuk kan de bankschacht van de machinebank verwijderen en toegang tot de zijkanten van het onderdeel mogelijk maken. Jergens beschrijft dit toegangsvoordeel in zijn richtlijnen voor vijfassige opspanning. De volledige opstapel moet nog steeds in de machine passen en de bewerking ondersteunen. [3]
Hoogte beïnvloedt meer dan alleen toegang. Bij een horizontale kracht die werkt boven een geselecteerd montagevlak, is het moment rond dat vlak M = F × h, waarbij h de loodrechte afstand is tot de werklijn van de kracht. Beschouw een vereenvoudigde vergelijking met dezelfde veronderstelde 200 N-kracht:
| Kracht | Hoogte boven het montagevlak | Moment in dat vlak |
|---|---|---|
| 200 N | 50 mm = 0.050 m | 10 N·m |
| 200 N | 100 mm = 0.100 m | 20 N·m |
De verdubbelde hoogte verdubbelt dit moment. Het bepaalt niet de vervorming van de opspaninrichting, een veilige opspankracht of een maximale bruikbare verhogingshoogte; daarvoor zijn de werkelijke constructie, de interfaces en de belastingsrichtingen vereist. Deze berekening isoleert één gevolg van het wijzigen van de afstand tussen de bewerkingszone en het montagevlak. [5]
De stapel neemt ook ruimte in beslag en voegt massa toe. Bij een kanteltafel dient u de gecombineerde opspaninrichting en het werkstuk te beoordelen tegen de relevante draagvermogens-, zwaartepunts- en momentbegrenzingen. Controleer het ingekantelde omhullende volume, niet alleen de rechtopstaande hoogte. Onze handleiding over het lezen van specificaties voor machinebeweging en vrij ruimte legt uit waarom de bewegingsbereik alleen niet het beschikbare onderdeelvolume bepaalt.
Houd de klemkrachten uit de buurt van niet-ondersteunde wanden
De opspaninrichting houdt verschillende structuren vast naarmate de verspaning vordert. Een massief grondvlak kan tijdens het proces een dunne, uitgeholde behuizing worden terwijl het nog steeds in dezelfde spankaken zit. Contact dat tijdens de ruwbewerking aanvaardbaar was, kan een oorzaak van beweging worden zodra het omliggende materiaal is verwijderd.
Leid de opspankrachten direct naar gesteunde, voldoende stijve gebieden. Een klem boven een massieve flens met onmiddellijk daaronder liggende ondersteuning creëert een andere krachtpad dan een klem die een niet-ondersteunde wand buigt. Carr Lane’s Locating & Clamping Principles legt deze relatie uit tussen klempositie, ondersteuning en vervorming. Harder aandraaien is geen algemene oplossing voor een flexibel onderdeel. [6]
Ook oppervlaktevereisten behoren in het opspanplan te worden opgenomen. Geef aan welke vlakken mogen blijven vertonen indrukken van de spankaken, welke gebieden zullen worden weggefrezen en welke oppervlakken moeten worden beschermd. ‘Geen indrukken’ op elk oppervlak kan een anderszins praktische opspanmethode uitsluiten en vereist dan een andere contactgeometrie of een extra bewerking.
Zachte kaken verwijzen naar verspaanbare kakeninslagen, niet naar een garantie voor contact zonder afdrukken. De pasvorm, het contactoppervlak, de schoonheid en de aangelegde belasting blijven van belang. Een ingeklemde spaan kan zowel de positionering als het contactoppervlak beïnvloeden. Scheid visuele acceptatie van dimensionele acceptatie: een onderdeel kan er onbeschadigd uitzien, maar toch verplaatsen bij het losmaken van de opspanning. [1] [6]
De verspaningsmaterialen en ontwerpgids legt deze vragen in verband met dunne wanden en de gespecificeerde inspectieomstandigheden. Voor flexibele onderdelen moet duidelijk zijn of de tekeningseis geldt vrij van de opspaninrichting of onder een gedefinieerde montagebeperking.
Plan de tweede opspanning voordat u het vastgegrepen materiaal verwijdert
Neem een behuizing met een bovenzijde zak, zijdelingse gaten en een afgewerkte onderzijde montagevlak. Bij een eerste opspanning kan extra materiaal onder dat montagevlak worden vastgehouden, zodat de boven- en zijkanten toegankelijk blijven. Nadat die kenmerken zijn verspaand, moet het resterende opspanmateriaal nog worden verwijderd.
De tweede opspanning heeft een plaats nodig om op te staan, een manier om de volgende bewerking te weerstaan en bruikbare referentiepunten ten opzichte van reeds afgewerkte kenmerken. Afgewerkte zachte kaken kunnen het externe profiel ondersteunen, of een speciale opspaninrichting kan zich positioneren op geschikte afgewerkte kenmerken. Kies deze contactpunten tijdens het plannen van de eerste bewerking, in plaats van pas na afloop te ontdekken dat elk handig opspanoppervlak gevoelig of cosmetisch is.
Volg voor deze behuizing de relaties die van belang zijn:
- Identificeer de relatie tussen het onderste vlak en de zijdelingse gaten zoals die wordt gecontroleerd door de afgewerkte tekening.
- Kies toegankelijke positioneringskenmerken die deze relaties overdragen naar de tweede opspanning.
- Laat voldoende bruikbaar materiaal en ondersteuning achter om het opspanmateriaal te verwijderen zonder de positie van het onderdeel te verliezen.
- Controleer de afgewerkte relaties na het losmaken en eventuele gespecificeerde nabewerkingen.
Een coördinaatverschuiving kan de positie van het onderdeel beschrijven, maar kan geen onbekende positioneringsfout of verplaatsing onder belasting compenseren. Evenzo betekent een reproduceerbare palletinterface niet automatisch dat het onderdeel correct in de kaken is gepositioneerd. Schone contactvlakken en een passende referentiecontrole blijven onderdeel van elke opspanning. [6]
Het nuttige resultaat is een volledige bewerkingsroute: de beoogde vlakken zijn bereikbaar, het onderdeel blijft gesteund terwijl het grondmateriaal verdwijnt, en de laatste opspanbewerking behoudt de vereiste relaties tussen de functievlakken. Voor een onderdeelspecifieke productiebeoordeling omvat de VETCNC’s vijfassige CNC-verspaningsservice toegang voor gereedschap, ruimte voor opspanning en inspectievereisten.
Veelgestelde vragen over 5-assige werkstukopspanning
Staat een vijfassige bankschroef me toe om alle zes zijden in één opspanning af te maken?
Niet op zichzelf. Kaken of het vastgrijpen van grondmateriaal blokkeert meestal een deel van het onderdeel. Vijfassige beweging kan aanvullende richtingen vrijgeven, maar het verwijderen van het resterende contactgebied vereist een geplande opspan- of overdrachtmethode.
Is een spoorverbinding (dovetail) noodzakelijk voor vijfassige verspaning?
Nee. Spoorverbindingen zijn één van de mogelijke opspanopties. Het vastgrijpen met kaken, bewerkte zachte kaken en speciale opspaninrichtingen kunnen geschikt zijn voor andere onderdelen. De keuze hangt af van de toegankelijke contactgebieden, de voorbereiding van het grondmateriaal, de belasting en de latere afwerkvolgorde.
Hoeveel materiaal moet ik voor de kaken overlaten?
Gebruik de eisen van het geselecteerde opspanningsysteem en het daadwerkelijke verspaningsplan. Er bestaat geen universele greepdiepte die geldt voor elk materiaal, elke kaak en elke snijbelasting. Neem het materiaal mee dat nodig is voor de voorbereiding én voor het uitvoeren van de tweede bewerking.
Verbeterd een hogere verhogingsblok de opspanning?
Dat kan de toegankelijkheid verbeteren, maar verandert ook de hoogte, het koppel en het doorlopen volume. Kies de hoogte die nodig is voor voldoende vrijspeling, terwijl u tegelijkertijd de constructie van de opspaninrichting controleert en de toegestane belasting- en verplaatsingsgrenzen van de machine.
Kunnen zachte kaken alle klemmerkens voorkomen?
Nee. Goed afgestemde kaken kunnen het contact over geschikte gebieden verdelen, maar belasting, spaan en oppervlaktoestand beïnvloeden het resultaat nog steeds. Identificeer de te beschermen vlakken en definieer aanvaardbare contactmerken voordat u de opspanmethode kiest.
Technische bronnen
- LANG Technik. Veelgestelde vragen over opspanningssystemen. Keuze van kaken en opspanning van ruw materiaal met vooraf aangebrachte merktekens.
- Jergens. Mastercatalogus voor opspanoplossingen. Vijfassige spoorverbindingbankschroeven en voorbereide opspanvlakken.
- Jergens. 5-assig Kenniscentrum: Overzicht. Verhogingsblokken, opspaninterface en modulaire opspanning.
- Autodesk Fusion Help. Simulatie voor productie. Machine-modellen, verificatie, botsingen en overloop.
- OpenStax, Rice University. University Physics Volume 1, Sectie 10.6: Koppel. Kracht en loodrechte momentarm.
- Carr Lane Manufacturing. Locating & Clamping Principles. Ondersteuning, belastingsrichting, spaanafvoer en onderdeelpositie.
