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Spanntechnik - Schnittstellen für Werkstückspannmittel

Schnittstellen für Werkstückspannmittel

Werkstücke können die unterschiedlichsten geometrischen Formen annehmen, entsprechend vielfältig sind die werkstücktragenden Spannmittel. Die genormten Schnittstellen für rotierende Werkstücke basieren auf einem Kurzkegel und sind für eine manuelle Betätigung ausgelegt. Für stehende Schnittstellen mit hoher Wiederholgenauigkeit kommen so genannte Nullpunktspannsysteme zum Einsatz.

Die genormten Schnittstellen für rotierende Werkstücke basieren auf einem Kurzkegel mit Kegelverhältnis 1:4 und sind für eine manuelle Betätigung ausgelegt. Definiert sind die Kegelgrößen 4 bis 20 (Kegeldurchmesser ca. 54 bis ca. 413 mm) mit Hohlwelle für Stangenmaterial und für die automatisierte Betätigung von Spannmitteln. Die einzelnen Ausführungsformen unterscheiden sich in der Art der Befestigung und Verriegelung: Stirnseitige Betätigung mit Verschraubung [1] oder Bajonett-Schnellverschluss [2] und radiale Betätigung mit Camlock-Schnellverschluss [3]. Die Norm sieht auch eine Form mit zylindrischer Zentrierung vor, diese muss jedoch in der Regel nachjustiert werden.

Von einigen Herstellern werden auch nicht genormte Schnellwechselsysteme angeboten, die funktional den Systemen im Werkzeugbereich ähnlich sind. Anders als dort erfolgt der automatisierte Werkstückwechsel jedoch in der Regel direkt im Spannmittel und nicht über die Schnittstelle.

Stehende Schnittstellen mit hoher Wiederholgenauigkeit basieren ebenfalls auf einer Kegelverbindung und werden als Nullpunktspannsysteme (Bild 1) bezeichnet. Auch hier erzeugt mindestens ein zusätzlicher Formschluss eine eindeutige Winkelstellung. Üblicherweise werden mehrere Kegel verwendet, das System ist dann jedoch überbestimmt. Um Temperaturdehnungen ausgleichen zu können, haben Schwertzapfen einen und Untermaßzapfen zwei Freiheitsgrade in der Spannebene (Bild 1 rechts). Bei einer thermosymmetrischen Anordnung mit vier Schwertzapfen ergibt sich ein virtueller Nullpunkt in der Mitte.

Nullpunktspannsystem (Schunk, Lauffen am Neckar; HHW, Chemnitz)

Das Spannen und Verriegeln erfolgt selbsttätig durch Federpakete, gelöst wird durch pneumatische oder hydraulische Ansteuerung. Angeboten werden Aufbau- und Einbausysteme mit Wiederholgenauigkeiten von 3 bis 10 μm und Einzugskräften bis zu mehreren 10 kN je Einheit. Eine einheitliche Norm für diese Art von Schnittstelle existiert bisher nicht.

Standardmäßig werden zum Aufspannen von Werkstücken Gewindebohrungsraster oder parallele T-Nuten zur Verfügung gestellt. Genormte Wechselpaletten haben auf der Maschinenseite zylindrische Zentrierbohrungen mit eingeschränkter Wiederholgenauigkeit [4].

Literaturhinweise

[1] Norm DIN ISO 702-1 (2010-04): Werkzeugmaschinen – Spindelköpfe und Drehfutter, Anschlussmaße – Teil 1: Kurzkegelaufnahme mit Schrauben von vorne. Berlin: Beuth Verlag

[2] Norm DIN ISO 702-3 (2010-04): Werkzeugmaschinen – Spindelköpfe und Drehfutter, Anschlussmaße – Teil 3: Kurzkegelaufnahme mit Bajonett-Befestigung. Berlin: Beuth Verlag

[3] Norm DIN ISO 702-2 (2010-04): Werkzeugmaschinen – Spindelköpfe und Drehfutter, Anschlussmaße – Teil 2: Kurzkegelaufnahme mit Camlock-Befestigung. Berlin: Beuth Verlag

[4] Norm DIN 55201-1 (1985-09): Werkzeugmaschinen; Paletten für Werkzeugmaschinen; Nenngrößen bis 800 mm; Form A. Berlin: Beuth Verlag

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