Wat zijn mallen en armaturen?

Voor degenen die zich bezighouden met fabricage of prototyping, komen termen "mal" en "armatuur" vaak voor, vooral als het gaat om machinale bewerking - een subtractief productieproces voor plastic en metalen onderdelen. Maar wat zijn mallen en armaturen, waar worden mallen en armaturen voor gebruikt , en waarom zijn mallen en armaturen zo belangrijk ?

Hoewel ze vaak gegroepeerd zijn, spelen deze twee gereedschappen verschillende functies in het fabricageproces en worden ze vaak gebruikt met verschillende onderdelen van de fabricageapparatuur. Ze helpen beide om nauwkeurigere en herhaalbare onderdelen te produceren, en beide kunnen worden gemaakt met behulp van een paar verschillende productietechnieken, maar mallen en opspanningen blijven fundamenteel verschillend.

Dit artikel zal dienen als een introductie voor iedereen die uitleg nodig heeft over mallen en armaturen. Er wordt gekeken naar de belangrijkste verschillen tussen mallen en armaturen , evenals hun belangrijkste toepassingen en hoe ze gemaakt kunnen worden .

Wat zijn mallen en armaturen?

Voordat we ingaan op de specifieke kenmerken van mallen en armaturen, moeten we een stap terug doen en de bredere vraag stellen wattype object mallen en armaturen zijn.

We kunnen deze beide items beschouwen als tools of stukjes gereedschap :werktuigen die worden gebruikt bij de fabricage van nieuwe onderdelen die verschillen van de productiemachines (bijv. CNC-machine, 3D-printer) en de onderdelen die worden gemaakt. (Andere voorbeelden van gereedschap zijn onder meer materiaalvormende apparaten zoals mallen en matrijzen, en snijgereedschappen zoals boren.)

Meer specifiek kunnen zowel mallen als opspanningen — maar vooral opspanningen — worden beschouwd als werkopspanning apparaten:items die worden gebruikt om een ​​werkstuk (het onderdeel dat wordt gemaakt) tijdens de fabricage stabiel en veilig te houden.

Wat is een mal?

We beginnen onze uitleg van mallen en armaturen met mallen. Kortom, een mal is een gereedschap dat wordt gebruikt om de beweging van een snijgereedschap te controleren of te sturen zoals een boormachine (en soms om tegelijkertijd het werkstuk vast te houden).

Dus waarom gebruiken fabrikanten mallen? Door een gereedschap te introduceren dat de beweging van een snijgereedschap precies stuurt, kan een fabrikant bijvoorbeeld herhaalbaarheid garanderen :ervoor zorgen dat dezelfde snede op exact dezelfde plaats wordt gemaakt op meerdere duplicaten van een onderdeel. Dezelfde mal kan steeds opnieuw worden gebruikt, wat resulteert in hetzelfde resultaat bij elk gebruik.

Omdat ze voornamelijk bedoeld zijn om snijgereedschappen te geleiden en te richten, worden mallen het meest gebruikt voor handmatig werk , d.w.z. handmatig bewerken en boren. (CNC-machines zijn minder afhankelijk van mallen, omdat ze zijn ontworpen om zonder hulp precisie op micronniveau te bieden; hun snijgereedschappen worden "geleid" door computerinstructies.)

Soorten mal:

• Sjabloonmal:Een eenvoudige mal die op het werkstuk kan worden gemonteerd, met gaten waardoor een snijgereedschap (bijv. boor) kan worden geleid.
• Plaatmal:vergelijkbaar met een sjabloonmal, maar met boorbussen in plaats van alleen gaten.
• Hoekplaatmal:wordt gebruikt om het werkstuk onder een hoek te ondersteunen om het boren van b.v. diagonale gaten.
• Bladmal:Een mal met een scharnierend blad dat open en dicht kan worden gezwenkt voor sneller laden of lossen.
• Diametermal:wordt gebruikt om het boren van afgeronde werkstukken mogelijk te maken die niet gemakkelijk in andere soorten mal kunnen worden vastgezet.

Wat is een armatuur?

Armaturen hebben een paar kenmerken gemeen met mallen, maar hun doel is wezenlijk anders. De enige functie van een armatuur is om een werkstuk stabiel en veilig te houden tijdens productie; een armatuur is daarom in de ware zin van het woord een werkstuk.

Armaturen kunnen verschillende functies vervullen. Door een werkstuk volledig veilig te houden, zorgen ze voor nauwkeurigheid en herhaalbaarheid . Ze kunnen ook worden aangepast om een ​​werkstuk onder een specifieke hoek te houden , waardoor snijbewerkingen in verschillende richtingen mogelijk zijn. Armaturen minimaliseren ook fouten en garanderen de veiligheid van werknemers door te voorkomen dat het werkstuk per ongeluk van de werktafel wordt geslingerd. Net als mallen worden opspanningen vaak gebruikt bij machinale bewerkingen.

U ziet waarschijnlijk opspanningen in gebruik op CNC-bewerkingscentra en andere geautomatiseerde fabricage-apparatuur. CNC-machines kunnen hun snijgereedschap sturen zonder gebruik te maken van mallen, maar ze zullen niet goed werken als het werkstuk niet veilig kan worden gehouden.

Terwijl mallen doorgaans op hun plaats worden gehouden met bevestigingsmiddelen of zelfs handmatig worden vastgehouden door de machinebediener, hebben opspanningen verschillende klemopties , inclusief hydraulische, pneumatische en vacuümsystemen voor het uitoefenen van de benodigde kracht.

Soorten armatuur:

• Draaiopspaninrichting:Meestal gemonteerd op de machinespil of een voorplaat, zijn draaiopzetstukken handig voor meer complexe draaibankonderdelen.
• Frezen-opspanning:Deze opspanningen worden doorgaans met bevestigingsmiddelen aan de werktafel bevestigd en maken een verscheidenheid aan freesbewerkingen mogelijk.
• Boorbevestiging:bestaande uit een gat en een bus, worden soms boorbevestigingen gebruikt in plaats van (of in aanvulling op) mallen.
• Slijpinrichting:wordt gebruikt om een ​​werkstuk te ondersteunen tijdens slijpbewerkingen.

Het verschil tussen mallen en armaturen

Zijn mallen en armaturen hetzelfde? Nee, dat zijn ze niet:hoewel beide soorten gereedschappen zijn die bij de productie worden gebruikt, en hoewel ze enkele van dezelfde eigenschappen delen, zijn het verschillende objecten.

Het belangrijkste verschil tussen een mal en een opspanning is dat een mal een rol speelt bij het regelen van de positie of beweging van een ander gereedschap, over het algemeen een snijgereedschap, terwijl een opspanning zich bezighoudt met de positie van het werkstuk (het stuk materiaal dat wordt omgezet in een nieuw deel).

Een mal vervult soms twee rollen en controleert de positie van zowel het werkstuk als een ander gereedschap, terwijl een opspanning er één vervult.

In de praktijk betekent dit dat mallen en opspanningen vaak in verschillende situaties worden toegepast. Toepassingen van mallen komen vaak voor bij handwerk, waarbij mensen hulp nodig hebben om een ​​snijgereedschap precies op de gewenste plaats te krijgen (bijvoorbeeld om ervoor te zorgen dat een boor op precies de juiste plek een gat maakt). Aan de andere kant zijn toepassingen van opspanningen te vinden in zowel handmatig als geautomatiseerd werk:snijgereedschappen hebben niet altijd begeleiding nodig, maar een werkstuk moet altijd worden vastgezet om precisie en veiligheid te garanderen.

Andere verschillen tussen mallen en armatuur zijn onder meer:

• Jigs zijn vaak redelijk licht van gewicht, terwijl armaturen zwaar genoeg moeten zijn om stabiliteit te bieden
• Jigs kunnen handmatig op hun plaats worden gehouden, terwijl armaturen mechanisch aan de tafel worden bevestigd
• Jigs vereisen mogelijk een ingewikkelder ontwerp, terwijl armaturen doorgaans eenvoudiger zijn

Voordelen van mallen en armaturen

Het gebruik van mallen en klemmen tijdens de productie kan leiden tot aanzienlijke voordelen op het gebied van productie en onderdeelkwaliteit. De belangrijkste voordelen zijn:

• Verhoogde productiesnelheid
• Maakt geen handmatige meting en uitlijning meer nodig
• Consistentie en nauwkeurigheid over meerdere onderdelen
• Verminderde afhankelijkheid van handmatige vaardigheid van machinist
• Verminderde afhankelijkheid van kwaliteitscontrolemaatregelen na productie
• Verbeterde veiligheid voor werknemers
• Machinist kan de invoer en snelheden aanpassen voor een snellere productie

Onderdelen van mallen en armaturen

Jigs en armaturen zien er misschien uit als eenvoudige gereedschappen, maar ze bestaan ​​meestal uit verschillende secties. Deze secties zijn:

Lichaam :Het grootste deel van een mal of armatuur is zijn lichaam, meestal een stevig stuk metaal dat sterk genoeg is om aanzienlijke krachten te weerstaan.

Kleminrichtingen :De kleminrichtingen van een mal of opspanning worden gebruikt om een ​​werkstuk vast te houden en snijkrachten te weerstaan.

Apparaten lokaliseren :Meestal gemaakt van gehard staal, worden lokaliseringshulpmiddelen zoals pinnen gebruikt om de mal of het armatuur op de juiste plaats te plaatsen.

Bussen :Meestal gemaakt van gereedschapsstaal, worden in sommige mallen bussen gebruikt om de bewerkingsmachine te geleiden.

Hoe maak je mallen en armaturen

Er zijn een paar verschillende opties als het gaat om het vervaardigen van mallen en armaturen. Terwijl CNC-bewerking al geruime tijd de dominante methode is, is 3D-printen nu een haalbaar alternatief.

Hoewel mal en armatuur materialen zijn typisch metaal - meer specifiek staal zoals koolstofstaal, zacht staal en matrijsstaal - het is ook haalbaar om plastic mallen en armaturen te maken als er lage klemkrachten vereist zijn. Nylon is een veelgebruikt plastic dat wordt gebruikt bij de productie van mallen en armaturen.

Ontwerpoverwegingen

• Jigs en armaturen moeten onfeilbaar zijn om misplaatsing te voorkomen
• Productiekosten moeten lager zijn dan voorspelde kostenbesparingen
• Locatiepunten moeten duidelijk zijn (en idealiter aanpasbaar) om inactieve tijd te minimaliseren
• Klemopstellingen zouden niet ingewikkeld moeten zijn
• Jigs en armaturen moeten robuust genoeg zijn voor gebruik, maar licht genoeg voor eenvoudig gebruik
• Gereedschappen moeten voldoende ruimte hebben
• Er moet voldoende ruimte zijn voor spaanafvoer

CNC-mallen en opspanningen

Het beste voor:robuuste stalen mallen en armaturen, eenvoudige geometrieën

Op dit moment is CNC-bewerking de dominante methode voor het maken van mallen en armaturen. Dit komt omdat CNC-bewerking kostenefficiënt is voor kleine hoeveelheden (en mallen en opspanningen worden meestal op maat gemaakt voor specifieke onderdelen).

CNC-gefreesde mallen en opspanningen zijn ideaal wanneer de mallen en opspanningen robuust moeten zijn, maar niet bijzonder complex in termen van hun geometrie. De meeste stalen mallen en armaturen zijn CNC-gefreesd.

3D-printmallen en armaturen

Het beste voor:snelle en plastische mallen en opspanningen, complexe geometrieën

3D-printen of additive manufacturing is een alternatief voor CNC-bewerking voor het snel maken van mallen en opspanningen. Net als CNC-machines zijn 3D-printers efficiënt in het vervaardigen van eenmalige items.

3D-geprinte mallen en armaturen kunnen complexere geometrieën hebben dan machinale, en 3D-printen kan een meer betaalbare optie zijn voor plastic mallen en armaturen (bijvoorbeeld via SLS). In de meeste gevallen zijn machinaal bewerkte mallen en armaturen echter superieur.