CNC Spanningsmethoden: Uw Werkstuk Veilig Vasten voor Precieze Bewerking

Bij het maken van CNC-gefreeste onderdelen is het belangrijk om eerst de beste manier te bepalen om het werkstuk te laden en te spannen. Deze stap komt voor het uitwerken van het gereedschapspad en speelt een cruciale rol in het proces.

Spannen en laden zijn cruciale aspecten van het CNC-bewerkingsproces. Uw werkstuk is alleen zo goed als hoe goed het staat en stil blijft op het werkoppervlak van uw machine. Daarom hebben freesers en ingenieurs een overvloed aan oplossingen bedacht om het werkstuk stabiel te houden.

In dit artikel bekijken we enkele van de meest prominente methoden voor spannen, hun respectievelijke voor- en nadelen geëvalueerd.

T-nuten

Essentieel voor het spannen, bieden T-nuten een T-vormige uitsparing waar de dwarsbalk van de T aan de onderkant van de tafel of in de tafel zelf zit. Hierdoor past een moer in de nuf om een verplaatsbare locatie te bieden voor het inserteren van een bout of klem.

Er zijn veel verschillende typen klemmen, en elk heeft zijn eigen voor- en nadelen.

Lijmen

Het toevoegen van een bakeliet blok aan de werktafel is een populaire spanningsmethode, vooral voor prototypebewerking. Werkstukken kunnen eenvoudig op de bakeliet tafel gelijmd worden, en de meeste Chinese prototypingbedrijven doen het op deze manier.

Lijmen is nog steeds een heel makkelijke en populaire oplossing voor spannen. Het kan nuttig zijn voor zowel vlakke als onregelmatig gevormde materialen. Het kan potentiëel een hogere mate van kracht bieden dan tapijttape, terwijl de noodzaak voor spanningslussen wordt geëlimineerd. Het verwijderen van onderdelen van het bed vereist een schildersmes of handmatig afpellen. Lijmen zijn bijzonder nuttig voor prototypebewerking en kunststoffen.

Het correct aanbrengen van lijm vereist het aanbrengen van gladde lagen om het werkstuk waterpas te houden. Het is een snelle, goedkope en effectieve spanningsoptie, maar het werkt anders afhankelijk van het gebruikte materiaal. Bijvoorbeeld, houtlijm kan soms stukken uit materialen als schuim en hout halen. De beste manier om schade te voorkomen is door lijm selectief aan te brengen en het in gebieden te plaatsen die niet esthetisch of functioneel belangrijk zijn, of in dunne lagen die makkelijk te verwijderen zijn.

Op dezelfde manier harden lijmen sneller op metaal. Bij het bewerken van metalen is één manier om te voorkomen dat de lijm te snel hardert, het materiaal op een niet-metalisch afvalbord te leggen dat aan het bed bevestigd is. Het materiaal moet erboven liggen, zodat de lijm de kans krijgt om aan beide oppervlakken te kleven in plaats van op zichzelf te harden.

Voordelen: Meerdere stukken kunnen in één keer aan de tafel gelijmd worden, wat minder werk is voor operators. Het is een efficiënte methode voor het maken van kunststof- of aluminiumprototypes.

Nadelen: Er is een kans dat het werkstuk afgaat. Het is ook mogelijk om de onderdelen te beschadigen bij het afhalen.

Bouten

Bouten zijn een geweldige manier om het werkstuk vast te zetten voor bewerking door de T-vormige tafel direct te gebruiken. Eerlijk gezegd is het toevoegen van een aluminiumblok zelfs een beter idee, omdat het makkelijk is om draadgaten overal waar nodig te maken. Draadgaten gaan hand in hand met klemmen en zorgen voor betere uitlijning en stabiliteit.

Items die gebruikt worden voor het vastbouten van materialen zijn T-moeren, stiftjes en flensmoeren. Bouten en moeren kunnen bijzonder nuttig zijn als een werkoppervlak gegolfde inserts heeft in plaats van T-nuten. In die gevallen kunnen bouten in de inserts gedraaid worden om klemmen van verschillende ontwerpen vast te zetten, waardoor ze op hun plaats blijven.

Voordelen: Bouten is een heel stabiele manier om het werkstuk vast te zetten, waarna u het zeer krachtig kunt frezen. Complexe geometrieën zijn geen probleem om vast te houden.

Nadelen: Het gebruik van bouten vereist extra materiaal dat als frame dient. Het verspilde materiaal kan kritiek zijn bij het bewerken van grote volumes, en de laadtijden zijn significant. Bij het uitzagen van onderdelen uit het frame kunnen scharniermerken een probleem vormen.

Spanklemmen

Freesers gebruiken vaak spanklemmen als hun standaardmethode bij het vastzetten van werkstukken. Spanklemmen houden het stuk meestal aan de uiteinden vast, vastgezet tussen twee kaken, terwijl het gereedschap het materiaal bewerkt. Ze zijn bijzonder nuttig voor stukken die rechte randen hebben, maar ze kunnen ook aangepast worden voor stukken met afgeronde randen.

Afhankelijk van het type spanklem, kan het bewerken van afgeronde randen de hulp van zachte kaken vereisen, die gefreesd kunnen worden om het werkstuk te ondersteunen. Moderne spanklemmen zijn ontworpen met een quick-switch basis, waardoor de freeser het werkstuk vanaf de CNC-machine kan laden. Wanneer de onderdelen klaar zijn, kan de volgende batch snel geladen worden. Spanklemmen zijn ook de voorkeursoptie in onze CNC-werkplaats.

Voordelen: Spanklemmen staan toe om met hoge snelheden te frezen en maken het makkelijk om het werkstuk te lokaliseren bij het maken van herhaalde onderdelen. Ze zijn een efficiënte manier om grootvolume CNC-onderdelen te maken. U kunt ook meerdere spanklemmen op de CNC-machine zetten om verschillende onderdelen in één keer te maken.

Nadelen: Onderdelen moeten een regelmatige geometrie met parallelle oppervlakken hebben. Anders zijn maatwerk kaken vereist.

Klemmen

Er zijn verschillende typen klemmen die gebruikt kunnen worden voor spannen tijdens CNC-bewerking. Ze omvatten combinatieklemmen, tangen en C-klemmen.

De combinatieklem of "bouwstenenklem" bestaat uit een reeks componenten met gestandaardiseerde ontwerpen, verschillende functies, specificaties en formaten. Deze werktuigklemmen kunnen als bouwstenen gemonteerd worden, in overeenstemming met de verwerkingsvereisten. Vanwege zijn aard is de gecombineerde klem zeer tijdsefficiënt in ontwerp en vervaardiging, en past het daarom bij kleine-serie productiecycli. De gecombineerde klem heeft ook de voordelen van hoge positioneringsnauwkeurigheid, grote klemflexibiliteit, herbruikbaarheid, energie- en materiaalbesparing, evenals lage gebruikskosten. Het past goed bij kleine productieruns die iets complexere vormen vereisen.

Een ander voordeel van klemmen is hun vermogen om specifieke componenten te verbeteren en te vervangen op basis van de specifieke vereiste van het werkstuk. Bijvoorbeeld, het gebruik van gecombineerde precisie-vijltangen kan meer veelzijdigheid, hogere standaardisatie, eenvoudiger gebruik en betrouwbaarder spannen opleveren. Dit type precisie-vijltang heeft het voordeel van snelle en eenvoudige installatie en spannen. Het kan de productievoorbereidingstijd verkorten en de efficiëntie van kleine-serieproductie verbeteren.

Eenvoudigere klemmen als C-klemmen zijn eenvoudig in hardwarewinkels te vinden. Deze zijn goedkoop en makkelijk te gebruiken, maar hun eenvoud kan nadelen hebben. Het vastklemmen van het materiaal aan maar één kant kan er soms toe leiden dat het aan de tegenoverliggende kant oplift, dus het is belangrijk om te zorgen dat het materiaal vlak is voordat het bewerkt wordt. Op dezelfde manier kan het uitzagen van stukken en onderdelen uit het materiaal lastig zijn, wat meerdere klemmen en waarschijnlijk andere middelen om het materiaal te bevestigen vereist. Voor zwaardere projecten zijn verschillende typen klemmen te verkiezen om de workflow makkelijker te maken.

Andere manieren om deze klemmen te verbeteren omvatten het gebruik van een gladde klembasis of het gebruik van speciale magnetische materialen. Het laatste wordt gebruikt voor electromagnetische permanente houdklemmen, die nuttig kunnen zijn voor het verbeteren van de bewerkingsefficiëntie van CNC-werktuigmachines en bewerkingscentra. De positioneringscomponenten en klemmende elementen van conventionele klemmen kunnen veel ruimte innemen, maar omdat elektromagnetische permanente klemmen magnetische krachten gebruiken die inherent aan het materiaal zijn, hebben ze deze ruimteinnemende componenten niet. Dit kan veel gedoe besparen voor verschillende bewerkingsoperaties en obstructieve onderdelen minimaliseren die in de weg van het werktuig kunnen komen. Men moet er echter voor zorgen dat de zuigkracht van de magneet goed genoeg is om de snijkracht te weerstaan.

Hydraulische en pneumatische klemmen gebruiken additionele energiebronnen om het werkstuk correct te positioneren, ondersteunen en comprimeren via hydraulische of pneumatische componenten. Als resultaat kunnen ze de wederzijdse positie nauwkeurig en snel bepalen, het werkstuk aanpassen voor de werktuigmachines en snijgereedschappen. Ze kunnen ook andere voordelen brengen zoals een compacte structuur, multi-station spannen, hoge-snelheid zware snijden en automatische controls, die allemaal de materiaalverwerking versnellen. Dit geeft hen die additionele nut die ze ideaal maakt voor CNC-werktuigmachines, bewerkingscentra en flexibele productielijnen.

Vacuümtafels

Vacuümtafels houden het werkstuk vast door een houdkracht te genereren – veroorzaakt door het verschil tussen een vacuüm onder het deel en atmosferische druk die van boven duwt. Vacuümtafels zijn vaak de beste oplossing voor plat werk aan platen dat op CNC-routers wordt gedaan.

Deze tafels kunnen erg nauwkeurig, flexibel en efficiënt zijn. Ze zijn aanpasbaar aan een breed scala aan materialen, en zijn bijzonder nuttig voor materialen die niet geklemd kunnen worden (zoals high-tech composieten of geavanceerde synthetische materialen). Ze kunnen ook obstructies minimaliseren op manieren die klemmen en andere oplossingen niet kunnen, terwijl ze ook de setup en changeover veel efficiënter maken.

Vacuümtafels hebben hun nadelen wel. Een vacuümtafel is het best voor platte stukken materiaal, omdat delen met verschillende geometrieën extra voorbereiding vereisen. Bepaalde kleine onderdelen hebben misschien niet genoeg oppervlakte voor de vacuüm om ze vast te houden, hoewel meer geavanceerde typen vacuümtafels die een meer uniforme of gerichte neerwaartse trek hebben, deze items wel aan kunnen.

Voordelen: Vacuümtafels hebben een zeer snelle laadtijd en zijn geschikt voor niet-klembare materialen.

Nadelen: De meeste vacuümtafels zijn alleen geschikt voor eenvoudige, platte onderdelen.

Magnetische Tafels

Magnetische tafels gebruiken een magnetische basis om werkstukken van geschikte metalen vast te houden. Ze zijn een populaire oplossing voor de gietvormindustrie, aangezien de meeste gietvormcaviteiten van staal gemaakt zijn. Ze worden echter ook gebruikt op staalwerkstukken voor algemene CNC-bewerkingsoperaties.

De meeste magnetische tafels zijn elektromagnetisch, zodat de magnetische kracht gestopt kan worden wanneer de bewerking voltooid is. Ze staan toe voor snelle setups en, aangezien er geen fysieke klemmen of andere apparaten vereist zijn, staan ze toe voor uitstekende snijgereedschaps toegang. Ze zijn geschikt voor lichte of zware bewerking, hoewel ze niet gebruikt kunnen worden op niet-magnetische werkstukken zoals die van aluminium.

Voordelen: Magnetische tafels staan toe voor totale snijtoegang en kunnen snel ingesteld worden. Ze zijn ook zeer veilig en zeker.

Nadelen: Magnetische tafels kunnen alleen op magnetische metalen worden gebruikt, wat hun gebruik beperkt in een aluminium-gedomineerd productiegebied.

Maatwerk Gidsen (Jigs)

Bij het frezen van grootvolume onderdelen kunnen standaard spanningsmethoden onvoldoende zijn. Als dit het geval is, kan het de moeite waard zijn om maatwerk gidsen (jigs) te maken om de onderdelen te CNC-bewerken. Het afscheren van seconden kan een groot verschil maken tijdens massaproductie.

Gidsen kunnen het gereedschapspad leiden en de productkwaliteit aanzienlijk verbeteren, maar ze zijn alleen nodig wanneer absolute stabiliteit vereist is. Het werkstuk wordt typisch in de gids geschoven of gelaten en met één of twee snelle klemmen vastgezet.

Er zijn duidelijke voordelen aan het maatwerk produceren van gidsen voor spannen, en ze kunnen op verschillende manieren gemaakt worden. Gidsen die hoge stijfheid en strakke geometrische toleranties vereisen, worden het beste gemaakt met CNC-bewerking, terwijl een gids die ontworpen is om aan een gebogen deel te voldoen, misschien makkelijker te produceren is via FDM of SLS 3D-printen.

Voordelen: Maatwerk gidsen kunnen aangepast worden voor extra grote of onregelmatige werkstukken, wat de setup-tijd vermindert en stabiliteit garandeert.

Nadelen: Verlengt doorlooptijden en verhoogt uitgaven. De gidsen passen niet op andere gangbare onderdelen.

3ERP zal zijn kennis van CNC-bewerking blijven delen. Als u meer wilt weten over onze CNC-bewerkingsmogelijkheden, bekijk dan onze CNC-bewerkingsservices.