Spanblokken en Fixaties Uitgelegd: Typen, Onderdelen, Voordelen en Toepassingen

In dit artikel leert u wat spanblokken en fixaties zijn, hoe ze gebruikt worden, en hun definitie, onderdelen en verschillende typen met hun werkprincipes. U kunt bovendien het PDF-bestand van dit artikel downloaden.

Spanblokken en Fixaties

Spanblokken en fixaties zijn hulpmiddelen die helpen de productiesnelheid van identieke onderdelen te verhogen en de benodigde menselijke inspanning te verminderen. Al is een draaibank geschikt voor het produceren van individuele onderdelen van verschillende vormen en afmetingen, voor grote series gelijke artikelen is het gebruik ervan niet economisch.

Een kopdraaibank of revolverdraaibank daarentegen kan gemakkelijk worden aangepast voor herhalingswerk dankzij de meervoudige koelvoorziening en het gebruik van dwarsstops, wat de productiesnelheid verhoogt.

Niet elk type voorwerp kan echter op een kop- of revolverdraaibank worden bewerkt; er kunnen boor-, frees-, slaan- en slijpmachines nodig zijn. Als dergelijke voorwerpen in identieke vorm en afmeting in grote series geproduceerd moeten worden, zijn geschikte hulpmiddelen voor spannen en positioneren onmisbaar. Deze hulpmiddelen zijn de spanblokken en fixaties.

Wat is een Spanblok?

Een spanblok kan worden gedefinieerd als een hulpmiddel dat een werkstuk vastzet en positioneert en een of meer snijgereedschappen leidt en controleert. Het vasthouden van het werkstuk en het leiden van het gereedschap gebeuren zodanig dat ze in de juiste positie ten opzichte van elkaar liggen.

In constructie bestaat een spanblok uit een plaat, structuur of doos van metaal (of soms niet-metaal) met voorzieningen om componenten na elkaar in identieke posities te plaatsen en het gereedschap vervolgens in de juiste posities op het werkstuk te leiden, conform de tekening, specificatie of werkvoorbereiding.

Wat is een Fixatie?

Een fixatie is een hulpmiddel dat een werkstuk vastzet en positioneert tijdens een inspectie of bewerkingsoperatie. De fixatie leidt het gereedschap niet.

In constructie omvat de fixatie een standaard of speciaal ontworpen spanningsmiddel dat op de machinetafel wordt geklemd om het werkstuk in positie te houden. De gereedschappen worden op de vereiste posities op het werkstuk ingesteld met behulp van meetinstrumenten of handmatige afstelling.

Lees ook: 7 Typen Draaibankspannen.

De Hoofdelementen van Spanblokken en Fixaties

De hoofdelementen zijn:

• Lichaam: Een plaat, doos of frame-achtige structuur waarin de te bewerken componenten worden gepositioneerd. Dit moet stevig en stijf zijn.
• Positioneringselementen: Deze elementen positioneren het werkstuk correct ten opzichte van het snijgereedschap.
• Spanelementen: Deze zetten het werkstuk stevig vast in de gepositioneerde stand.
• Afstel- en leidselementen: Bij spanblokken leiden ze het snijgereedschap; bij fixaties helpen ze bij de juiste gereedschapspositionering.
• Befestigingselementen: Verschillende bevestigingsmiddelen om de spanblok of fixatie op de machine in de juiste positie te verankeren.
• Indexerelementen: Niet altijd aanwezig, maar nodig wanneer werkstukken gedraaid moeten worden om verschillende vlakken te bewerken.

Lees ook: Kop- en Revolverdraaibanken.

Typen Spanblokken en Fixaties

Typen Spanblokken

Volgende zeven typen spanblokken worden onderscheiden:

1. Sjabloonspanblok
2. Plaatspanblok
3. Kanaalspanblok
4. Diameterspanblok
5. Bladspanblok
6. Ringspanblok
7. Doosspanblok

Sjabloonspanblok

Het sjabloonspanblok is de eenste van alle typen. Een plaat met gaten op de gewenste posities fungeert als sjabloon en wordt op het te boren werkstuk vastgezet. De boor wordt door de gaten van het sjabloon geleid, waardoor de gaten op dezelfde relatieve posities worden geboord. Een sjabloonspanblok is in de afbeelding getoond.

Plaatspanblok

1. Een fixatie houdt en positioneert het werkstuk, maar leidt het gereedschap niet. Een spanblok houdt, positioneert en leidt het gereedschap.
2. Fixaties zijn zwaarder en worden stellig op de machinetafel gebolt. Spanblokken zijn lichter voor snellere afhandeling; klemmen aan de tafel is vaak onnodig.
3. Fixaties worden gebruikt bij frezen, slijpen, slaaien of draaien. Spanblokken worden gebruikt voor het vasthouden en leiden van het gereedschap, met name bij boren, wrijven of tappen.

Een plaatspanblok is een verbetering van het sjabloonspanblok door boorbussen in het sjabloon te verwerken. Het wordt gebruikt om gaten in grote delen met nauwkeurige onderlinge afstanden te boren. Een plaatspanblok is in bovenstaande figuur weergegeven.

Kanaalspanblok

Het kanaalspanblok heeft een kanaalvormige dwarsdoorsnede. Het onderdeel wordt in het kanaal geplaatst en door het draaien van een gekartelde knop gepositioneerd en gespand. Het gereedschap wordt door de boorbus geleid.

Diameterspanblok

Het diameterspanblok wordt gebruikt om radiale gaten in een cilinder- of bolvormig werkstuk te boren. Het werkstuk wordt op een vast V-blok geplaatst en gespand met een spanplaat die het ook positioneert. De boorbus leidt het gereedschap radiaal ten opzichte van het werkstuk.

Bladspanblok

Het bladspanblok heeft een blad of plaat gescharnierd op het lichaam. Het blad kan open of dicht worden geslagen voor het laden of lossen van het werkstuk. Het werkstuk wordt door knoppen gepositioneerd en met zetschroeven gespand. De boorbus leidt het gereedschap.

Ringspanblok

Het ringspanblok wordt gebruikt om gaten in cirkelvormige flensonderdelen te boren. Het werkstuk wordt stevig op het boorlichaam gespand en de gaten worden geboord door het gereedschap door boorbussen te leiden.

Doosspanblok

Het doosspanblok heeft een doosvormige constructie waarin het onderdeel door knoppen wordt gepositioneerd. Het werkstuk wordt gespand door een camehendel te draaien, wat het ook positioneert. De boorbus leidt het gereedschap. Doosspanblokken worden doorgaans gebruikt om een aantal gaten in een onderdeel vanuit verschillende hoeken te boren.

Typen Fixaties

Volgende tien typen fixaties worden onderscheiden:

1. Draaifixaties
2. Freesfixaties
3. Broachfixaties
4. Slijpfixaties
5. Boorfixaties
6. Indexeerfixaties
7. Tapfixaties
8. Duplexfixaties
9. Lassfixaties
10. Montagefixaties

Fixaties worden meestal genoemd naar het type bewerkingsoperatie waarvoor ze ontworpen en gebruikt zijn.

Draaifixaties

Regelmatige werkstukken zijn eenvoudig op draaibanken te spannen in standaard spanningsmiddelen zoals spannen, collets, tussenpunten of vlakspannen. Irreguliere vormen bieden echter moeilijkheden.

Eenvoudige oneffen vormen kunnen nog in een span geplaatst worden, bijvoorbeeld door afstelling van de kaken in een vierkaks-span of door gevormde zachte kaken te gebruiken. Complexe vormen moeten echter met draaifixaties in positie worden gehouden. Deze fixaties worden normaal op de neus van de machinespindel of op een vlakspan gemonteerd.

Indien nodig moet de fixatie voorzien worden van een tegengewicht om oneffenwicht te compenseren. Deze fixaties moeten zorgvuldig ontworpen zijn: stijf genoeg, minimale uittrekking, stevig grijpen, geen gevaarlijke uitsteeksels voor bediener of gereedschap, en voldoende steun voor dunne en zwakke secties van het werkstuk tijdens de operatie.

Freesfixaties

Deze fixaties worden op freesmachines gebruikt voor verschillende freesoperaties. De fixatie wordt correct op de machinetafel gepositioneerd en met bouten en moeren vastgezet.

De tafel wordt verschoven en ingesteld in de juiste positie ten opzichte van de frees. De werkstukken worden op de basis van de fixatie gepositioneerd en gespand voordat de operatie begint.

Omdat de snijkrachten hoog en wisselend zijn, zijn de spanelementen cruciaal. De correcte positionering van de fixatie op de machinetafel wordt meestal bereikt met twee passpennen onder de basis van de fixatie. Deze pen passen in een T-groef van de tafel voor de benodigde positionering. De basis kan vervolgens met T-bouten en moeren aan de tafel worden bevestigd.

Broachfixaties

Deze fixaties worden op verschillende typen broachmachines gebruikt om werkstukken te positioneren, vast te zetten en te ondersteunen tijdens operaties zoals sleutelgaten broachen, gatbroachen, enz. Het gebruik van een spanplaat als fixatie voor interne trek-broachoperaties.

Slijpfixatie

Verschillende vormen van fixaties worden bij slijpmachines gebruikt om werkstukken te positioneren, vast te zetten en te ondersteunen. Dit kunnen standaard spanningsmiddelen zijn zoals spannen, mandrels, spannen met gevormde kaken, magnetische spannen, enz.

Bijvoorbeeld: een verticale vlakken-slijpmachine met een draaitafel heeft normaal een draaibare fixatie op de tafel. Een vlakke of snaarfixatie kan op een vlakken-slijpmachine met een terugkerende tafel worden aangebracht. Een boorslijpvoertuig is een duidelijk voorbeeld van een standaard fixatie voor het slijpen van boorgeometrie.

Wat het type fixatie voor slijpoperaties ook is, het moet voorzieningen hebben voor toe- en afvoer van koelvloeistof, montage van wijsafstrijkers en goed gebalanceerd zijn als het een draaiende fixatie betreft.

Boorfixatie

De operatie kan op twee manieren worden uitgevoerd:

• De boorbalk (gereedschap) staandhouden en het werkstuk naar de balk voeden.
• Het werkstuk staandhouden en de draaiende boorbalk in het werk voeden.

Daarom zijn er twee gangbare ontwerpen voor boorfixaties.

Een ontwerp gebruikt het principe van een boorspanblok, waarbij de boorbalk door een leidingsbus wordt geleid; een dergelijke fixatie wordt vaak ook boorspanblok genoemd. Het andere ontwerp vergemakkelijkt het vasthouden van het werkstuk in de juiste positie ten opzichte van de boorbalk.

Hoewel deze fixatie bijna alle gangbare principes van spanblok- en fixatie-ontwerp omvat, hoeft de constructie niet zo stevig te zijn als bij freesfixaties, omdat ze nooit zo zware snijkrachten hoeven te dragen als bij freesoperaties.

Indexeerfixatie

Verschillende componenten vereisen bewerking op verschillende vlakken zodat hun bewerkte vlakken of vormen gelijkmatig verdeeld zijn.

Dergelijke componenten moeten evenredig geïndexeerd worden, evenveel als het aantal te bewerken vlakken. De spanningsmiddelen (spanblokken of fixaties) worden daarom voorzien van een geschikt indexeermechanisme. Een fixatie met zo'n inrichting heet een indexeerfixatie.

Tapfixatie

Een tapfixatie is speciaal ontworpen om identieke werkstukken te positioneren en stevig te spannen voor het snijden van binnengewinden in geboorde gaten. Oneffen en ongebalanceerde componenten vereisen dergelijke fixaties altijd, met name als de tapoperatie herhaaldelijk op grote schaal op dergelijke componenten moet worden uitgevoerd.

Duplexfixaties

Dit is de naam voor de fixatie die twee gelijke componenten tegelijkertijd vasthoudt en gelijktijdige bewerking op twee afzonderlijke stations mogelijk maakt. Terwijl het ene werkstuk op het ene station bewerkt wordt.

Beide operaties kunnen gelijk of verschillend zijn. Na voltooiing van de bewerking op beide stations wordt de fixatie 180 graden geïndexeerd, zodat het eerste onderdeel naar het tweede station verplaatst wordt voor de tweede operatie en het afgeronde onderdeel naar het eerste station.

Het afgeronde onderdeel wordt hier verwijderd, vervangen door een nieuw onderdeel en de eerste operatie wordt daarop uitgevoerd. De cyclus herhaalt zich, wat massaproductie van componenten met een redelijke hoge snelheid mogelijk maakt.

Lassfixaties

Lassfixaties zijn zorgvuldig ontworpen om de te lassen componenten in de juiste posities vast te zetten en te ondersteunen en vervorming in gelaste structuren te voorkomen. Hiervoor moeten de positioneringselementen zorgvuldig gekozen worden, de spanning licht maar stevig, de plaatsing van spanelementen vrij van het lasgebied. De fixatie moet voldoende stabiel en stijf zijn om de lasspanningen te weerstaan.

In veel gevallen is een gangbare praktijk om eerst de structuur te priklassen in een lasspanblok en deze vervolgens over te brengen naar een houdfixatie voor de volllassing. Dit vermindert de kans op vervorming aanzienlijk en de fixatie wordt minder belast.

Montagefixatie

De functie van deze fixaties is om verschillende componenten tijdens de montage in hun juiste relatieve positie vast te houden. Bijvoorbeeld: twee of meer staalplaten kunnen in relatieve positie gehouden en geriveteerd worden.

Deze fixaties, gebruikt voor het vasthouden van componenten voor mechanische operaties, heten mechanische montagefixaties. Daarentegen zijn er fixaties voor hechten, zoals lassfixaties die ook montagefixaties zijn, maar voor warm hechten.

Verschil Tussen Spanblokken en Fixaties

De fundamentele verschillen zijn:

1. Een fixatie houdt en positioneert het werkstuk, maar leidt het gereedschap niet; een spanblok houdt, positioneert en leidt het gereedschap.
2. Fixaties zijn zwaarder en stellig op de machinetafel gebolt; spanblokken zijn lichter voor snellere afhandeling, klemmen aan de tafel is vaak onnodig.
3. Fixaties worden gebruikt voor frezen, slijpen, slaaien of draaien; spanblokken voor vasthouden en leiden van het gereedschap, met name bij boren, wrijven of tappen.

Voordelen van Spanblokken en Fixaties in Serieproductie

De voordelen in serieproductie zijn:

1. Uitvellen, meten en andere instelmethoden voor bewerking vervallen.
2. Verhoogde bewerkingsnauwkeurigheid doordat het werkstuk automatisch wordt gepositioneerd en het gereedschap geleid wordt zonder handmatige afstelling.
3. Productie van identieke, uitwisselbare onderdelen, wat montage vergemakkelijkt.
4. Verhoogde productiecapaciteit door meervoudige werkstukken in één opstelling, soms met gelijktijdige werking van meerdere gereedschappen. Afhandelingstijd wordt sterk verminderd door snelle instelling en positionering. Snelheid, voer en snijdiepte kunnen worden verhoogd door de hoge spanningsstijfheid.
5. Vermindering van de arbeid en vermoeidheid van de bediener doordat afhandelingsoperaties geminimaliseerd en vereenvoudigd worden.
6. Minder geschoolde bedieners kunnen de operaties uitvoeren doordat instelling van gereedschap en werkstuk gemachineerd is. Dit bespaart arbeidskosten.
7. Lagere kosten voor kwaliteitscontrole van de eindproducten.
8. Lagere totale bewerkingskosten door volledige of gedeeltelijke automatisering van de processen.

Voordelen van Spanblokken en Fixaties (Samenvatting)

De voordelen zijn:

1. Verhoogde bewerkingsnauwkeurigheid door automatische positionering en gereedschapsleiding.
2. Verhoogde productiecapaciteit door meervoudige werkstukken in één opstelling en gelijktijdige gereedschappen.
3. Verkorte afhandelingstijd door snelle instelling en positionering.
4. Hogere snijparameters (snelheid, voer, diepte) door hoge spanningsstijfheid.
5. Productie van identieke, uitwisselbare onderdelen, wat montage vergemakkelijkt.
6. Uitvellen, meten en instellen voor bewerking vervallen.
7. Verminderde arbeid en vermoeidheid van de bediener.
8. Minder geschoolde bedieners kunnen operaties uitvoeren, besparing op arbeidskosten.
9. Lagere kwaliteitscontrolekosten van eindproducten.
10. Lagere totale bewerkingskosten door automatisering.

Toepassingen van Spanblokken en Fixaties

Toepassingen van spanblokken:

• Boren
• Wrijven
• Tappen

Toepassingen van fixaties:

• Frezen
• Slijpen
• Slaan
• Draaien
• Vormfrezen

Conclusie

We hopen dat alle vragen over spanblokken en fixaties beantwoord zijn. Mocht u nog vragen hebben, neem dan contact met ons op of laat een reactie achter.

Wij hebben ook een Facebook-community. Als u wilt, kunt u onze groep joinen via deze link.

Bedankt voor het lezen. Deel dit artikel als u het nuttig vond. Vragen over andere onderwerpen? Laat een reactie achter.

Abonneer u op onze nieuwsbrief om op de hoogte te blijven van nieuwe artikelen.