Spanntechnik Basics | Teil 2

26 / 05 / 2021

Der physikalische Hintergrund bei der Werkstückspannung

Es ist ein Irrglaube, dass nur mit hoher Spannkraft gut gespannt werden kann. 
Für eine erfolgreiche Werkstück Spannung sind eine Vielzahl von Faktoren wichtig.
✓ Spannkraft
✓ Geometrie des Werkstückes
✓ Ort der Spannkrafteinleitung
✓ Reibkoeffizient der Spannfläche
✓ Steifigkeit des Spannsystemes
✓ Werkzeugzugänglichkeit

Spannkraft
Selbstverständlich ist eine hohe Spannkraft hilfreich. Die Spannkraft soll aber nur so hoch sein, dass kein Verzug am Werkstück entsteht.

Geometrie des Werkstückes
Das Werkstück soll durch das Spannsystem gestützt werden, die Steifigkeit des Werkstückes soll aktiv mit dem Spannsystem erhöht werden. Der Kraftfluss ist so zu gestalten, dass dünnwandige Querschnitte gestützt werden, der Kraftfluss jedoch möglichst über massivere Querschnitte fliesst.
Bei unebenen Werkstücken soll sich die Spannbacke dem Werkstück anpassen. 

Ort der Spannkrafteinleitung
Das Hebelgesetzt gilt auch in der Spanntechnik. Schlechte Spannungen scheitern meistens, indem das Werkstück ausgehebelt wird. Die Spannpunkte sollen immer möglichst weit auseinander liegen. Eine Dreipunktspannung ist immer besser als eine schlechte Vierpunktspannung. Bei unebenen Werkstücken können zum Beispiel mit dem umfangreichen Pendel- und Adapterplatten-System perfekte Spannlösungen aus unserem Baukasten erzielt werden.

Reibkoeffizient  der Spannung
Die Formel für die Haltekraft: 
Spannkraft x Reibungskoeffizient = Haltekraft
Mit der Erhöhung des Reibkoeffizienten kann die Spannkraft um diesen Faktor erhöht werden.

Glatte und beschichtete Spannbacken
GRESSEL bietet hier folgende Lösungen:
Geschliffene Standardbacken mit Reibkoeffizient Stahl von ca. 0.05
Wolframcarbid beschichtete Spannbacken mit einem Reibkoeffizienten von 0.15 bis 0.2

GRESSEL Grip-Backen für alle Materialien
Die Haltekraft wird durch Deformation erzeugt und ist abhängig von der Werkstückhärte.
Für die verschiedenen Werkstückhärten bieten wir drei verschiedene Grip-Backen an.

Grip-Backen für weiche Materialien (Aluminium und Kunststoff)
Ein Grip-Profil mit viel Verzahnungsfläche, damit das Fliessen des Materials an der Spannfläche durch die Vibrationen der Bearbeitung verhindert wird.
Einsatz Kunststoff und Alu niedrige bis mittlere Festigkeit

Grip-Backen für ungehärtetes Material
Grip-Backen für Materialien mit breitem Anwendungsfeld, Werkstoffe mit Zugfestigkeiten von 200 – 800 N/mm2.
Standard universal GRESSEL Grip-Backen für einen breiten Einsatzbereich. Das Standard Grip-Backen-Profil passt für die meisten Anwendungen. Es können damit auch sehr harte Werkstoffe gespannt werden. Das Grip Profil kann bei harten Materialien jedoch schneller verschleissen. Für diese Anwendungen empfehlen wir unsere Hartmetall carbide-grip Backen.

Grip-Backen für gehärtetes Material
Die GRESSEL carbide-grip Hartmetallbacken beissen sich auch in sehr hartes Material bis HRC 58.
Der Einsatz ist optimal, wenn Material mit Zugfestigkeiten über 800 N/mm2 gespannt wird, oder das Material sehr harte Aussenschichten aufweist. Zum Beispiel durch Zunder, Walzschichten, Brennschnitte, die zu einer partiellen Härtung führen oder Werkstücke, die gehärtet wurden und Spannmarken aufweisen dürfen.
Die carbide-grip Backen können jedoch auch interessant sein bei Spannaufgaben in denen nur wenig Spannkraft eingebracht werden darf. Durch die scharfen Hartmetall Grip-Kanten schneiden sich die Backen bereits bei relativ kleiner Spannkraft in das Werkstück ein.

Mit Grip-Backen liegt der Reibkoeffizient bei guter Einprägung zwischen 0.3 bis 0.5. Die Haltekraft kann durch die optimale Backe gegenüber einer geschliffenen Backe bis um den Faktor 10 höher liegen.

Steifigkeit des Spannsystemes
Die Steifigkeit des Schraubstock ist entscheidend für:
✓ Oberflächengüte
✓ Genauigkeit
✓ Werkzeuglebensdauer
✓ Mögliches Zerspanungsvolumen / Vorschubgeschwindigkeit / Drehzahl

Nur mit einem steifen Spannsystem kann schlussendlich wirtschaftlich bearbeitet werden. Dabei sind das Werkzeug, das Werkstück und das Spannsystem zu betrachten. GRESSEL unterstützt Sie mit einem langjährigen kompetenten Vertriebstechniker-Team und mit unserer sehr erfahrenen Engineering Abteilung, damit Sie für Ihre Werkstücke immer die am besten passende Spannung erhalten.

Durch das grosse GRESSEL Backenprogramm und den Spanntechnik-Baukasten können schon sehr viele Spannaufgaben universell mit dem bestehenden Standardprogramm gelöst werden.

Wenn das nicht möglich ist bietet Ihnen das GRESSEL Team sehr gerne auch speziell auf das Werkstück abgestimmte Spannlösungen an. In vielen Fällen genügen schon kleinere Anpassungen an unseren Standardbacken, damit Sie günstig und schnell eine für Sie optimierte werkstückspezifische Spannlösung erhalten.

Werkzeugzugänglichkeit
Eine steife Aufspannung bringt mit einem langen Werkzeug nichts. Optimale Zerspanungsprozesse benötigen möglichst kurze Werkzeuge.
Das Zusammenspiel zwischen Maschine, Werkzeugzugänglichkeit und vibrationssicherer Aufspannung ist immer ein Kompromiss mit vielen möglichen Einflussfaktoren, die bedarfsgerecht berücksichtigt werden müssen.

GRESSEL stärkt mit Know-how und Engagement zerspanende Unternehmen mit der passenden Spanntechnik und Automatisierung bei der Produktivitäts- und Wirtschaftlichkeitserhöhung. GARANTIERT.

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