Spannfutter, oft auf einer Spindel montiert, dienen als Haltevorrichtung, die eine starke Spannkraft ausübt, um entweder das Werkstück oder ein Werkzeug für Bearbeitungszwecke zu fixieren. Ein 3-Backenfutter wurde speziell für die Aufnahme zylindrischer oder sechseckiger Werkstücke entwickelt und besteht aus drei separaten Backen. Diese Art von Spannfutter wird häufig in Drehmaschinen und verwendet Fräsmaschinen, da es in der Lage ist, das Werkstück während verschiedener Bearbeitungsvorgänge, einschließlich Drehen, sicher zu greifen und zu drehen. Gewindeschneiden, Plandrehen, Bohren, Bohren, Schleifen und Trennen.
Dieser Artikel bietet eine Anleitung zum 3-Backenfutter mit einem umfassenden Überblick über deren Merkmale, Funktionen, Typen, Anwendungen sowie Installations-, Test- und Ausrichtungsmethoden für Bearbeitungsvorgänge. Darüber hinaus bietet es einen detaillierten Vergleich zwischen 3-Backenfutter und 4-Backenfutter.
3-Backenfutter erklärt
Was ist ein Chuck?
Spannfutter ist eine Vorrichtung, mit der das Werkstück oder Werkzeug sicher gehalten wird, indem Spanndruck entweder von innen oder von außen über den Durchmesser des Objekts ausgeübt wird. Spannfutter werden häufig in Maschinen wie z Drehmaschinen, Bohrer und Fräser zum Greifen und Sichern des Werkstücks oder des Werkzeugs. Es gibt sie in verschiedenen Formen und Konfigurationen, darunter Bohrfutter, Backenfutter, Kombinationsfutter, Magnetspannfutter, Fräsfutter und Hydrodehnspannfutter.
Teile eines Drehfutters
Ein Drehfutter besteht in der Regel aus:
- Abdeckung
- Körper
- Rollplatte
- Stehbolzen
- Ritzel
- Schlüssel
- Harte, solide ID-Backe
Material:
- Das in der Industrie bevorzugte Material für den Futterkörper ist Gusseisen (auch Halbstahl genannt).
- Stahlfutter, insbesondere solche aus geschmiedetem Stahl, bieten eine höhere Genauigkeit und einen geringeren Verschleiß und können bei höheren Temperaturen eingesetzt werden Drehzahlen.
Was ist ein Backenfutter?
Ein Backenfutter ist ein Werkzeug zum Fixieren von Werkstücken durch Spannen mit gleichmäßig voneinander beabstandeten Backen. Die Anzahl der Backen eines Spannfutters ist entscheidend für die Wirksamkeit beim sicheren Halten von Werkstücken. Beispielsweise ermöglicht ein 3-Backen-Spannfutter im Vergleich zu einem 4-Backen-Spannfutter eine schnellere Ausrichtung, was zu einer kürzeren Zykluszeit führt. Allerdings bietet es im Vergleich zu einem 4-Backenfutter eine relativ schwächere Spannkraft.
Durch die Manipulation dieser Backen mit einem Schraubenschlüssel kann das Werkstück sicher an Ort und Stelle gehalten werden. Die Bewegung der Backen kann je nach Konfiguration des Spannfutters entweder unabhängig oder gleichzeitig erfolgen. In den meisten Fällen nutzen Dreibackenfutter eine gleichzeitige Bewegung, um das Werkstück automatisch zu zentrieren.
Es gibt verschiedene Konfigurationen für die Backen, einschließlich Weichmetall- und Hartmetalloptionen. Weiche Metallbacken eignen sich für Aufgaben, bei denen kleine Anpassungen der Kieferform erforderlich sind, da sie sich leicht schnitzen und formen lassen. Hartmetallbacken hingegen werden bei der Bearbeitung von starren Materialien mit rauen Oberflächen eingesetzt.
Was ist ein 3-Backenfutter?
Das 3-Backen-Spannfutter verfügt über drei bewegliche Backen, die gleichmäßig auf dem Futterkörper angeordnet sind, um das Werkstück sicher auf dem Werkzeugmaschinenaufsatz zu halten und zu positionieren. Diese Art von Futter wird allgemein als selbstzentrierendes Dreibackenfutter oder Universalfutter bezeichnet. Es ist in erster Linie für das Greifen von runden und sechseckigen Werkstücken konzipiert CNC-Drehteile, was eine schnelle und einigermaßen präzise Zentrierung ermöglicht.
Wie funktioniert ein 3-Backenfutter?
Dreibackenfutter werden häufig an Drehmaschinen und Teilköpfen verwendet und dienen der sicheren Aufnahme von Werkstücken oder Werkzeugen. Diese Spannfutter bestehen aus drei speziell für diesen Zweck entwickelten Backen. Die Backen sind in einer Scrollplatte untergebracht und ermöglichen eine gleichzeitige Bewegung, wenn sie mit a eingestellt werden Bohrfutterschlüssel. Dadurch können sie das Drehteil schnell und präzise greifen.
In einigen Fällen werden 3-Backenfutter mit zwei Backensätzen geliefert: einer zum Spannen des Innendurchmessers (ID) und ein anderer zum Spannen des Außendurchmessers (OD) des Werkstücks. Darüber hinaus können diese Allzweckfutter Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern aufnehmen. Das Vorhandensein von drei Kontaktpunkten erhöht die Stabilität während der Bearbeitungsvorgänge.
Es gibt zwei Arten der Steuerung der Spannbacken in Spannfuttern: manuell und kraftgesteuert:
1. Manuelles Dreibackenfutter
Das Dreibackenfutter besteht aus mehreren Komponenten, darunter einem Klauenkörper, einem kleinen Kegelrad, einem großen Kegelradgetriebe (mit einem glatten Gewinde am anderen Ende) und drei Backen. Die drei Backen haben das gleiche Gewinde wie das einfache Gewinde und sind gleichmäßig in 120-Grad-Abständen in der Führungsnut im Backenplattenkörper verteilt. Das konische Loch des Klauenkörpers ist so konzipiert, dass es zur äußeren konischen Oberfläche des vorderen Endes der Drehmaschinenspindel passt und eine Zentrierung des Werkstücks ermöglicht. Das Drehmoment wird über einen Schlüssel übertragen und der Futterkörper wird mit einer Mutter sicher auf der Spindel befestigt.
Bei manuellen Spannfuttern erfolgt die Backenverstellung durch physisches Drehen des Ritzels. Obwohl diese Methode eine höhere Präzision bietet, kann sie zeitaufwändig sein.
2. Kraft-Dreibackenfutter
Das Kraftspannfutter ist eine Art selbstzentrierendes Spannfutter, das in Kombination mit verschiedenen Kraftgeräten wie einem Zylinder, einem Ölzylinder oder einem Motor verwendet werden kann. Abhängig vom verwendeten Kraftgerät kann es als pneumatisches Spannfutter, hydraulisches Spannfutter oder elektrisches Spannfutter klassifiziert werden. Der Luftzylinder oder Ölzylinder befindet sich normalerweise am hinteren Ende der Spindel der Werkzeugmaschine. Eine Zugstange oder ein Rohr verläuft durch das Spindelloch und drückt und zieht die Keilhülse, die sich im Futterkörper am vorderen Ende der Spindel befindet.
Dieser spezielle Spannfuttertyp ermöglicht eine schnelle Bewegung der Backen und eine Werkstückfixierung und eignet sich daher gut für die Massenproduktion von CNC-Drehteilen. Beachten Sie, dass bei diesen Spannfuttern nicht jede Backe einzeln eingestellt werden kann und die Präzision nicht so hoch ist wie bei manuellen Dreibackenfuttern.
Arten von 3-Backenfuttern
1. Selbstzentrierendes 3-Backenfutter
Selbstzentrierende Spannfutter sind so konzipiert, dass sie jede Backe gleichzeitig durch einfaches Drehen des Antriebszahnrads zentrieren, sodass nicht jede Backe einzeln eingestellt werden muss.
Im Inneren der selbstzentrierenden Spannfutter befinden sich Nuten, die mit der Rückseite einer spiralförmigen Scrollplatte verbunden sind. Wenn Sie das Antriebsrad drehen, dreht sich auch die spiralförmige Scrollplatte synchron.
Die spiralförmige Spiralplatte ist direkt mit allen drei Backen eines Dreibackenfutters verbunden, sodass sie sich gemeinsam bewegen und in der Mittelposition zusammenlaufen können.
2. Ziehen Sie das 3-Backenfutter zurück
Rückzugsspannfutter, auch Pull-Lock-Spannfutter oder Auto-Grip-Spannfutter genannt, sind Spannfutter, bei denen das Werkstück auf Knopfdruck automatisch gespannt wird.
Diese Spannfutter verfügen über Innenkabinen, die mit Luft oder hydraulischen Systemen unter Druck stehen, was die Bewegung der Backen erleichtert und es ihnen ermöglicht, das Werkstück sicher einzuspannen.
3. 3-Backen-Bohrfutter
Bohrfutter gehören zu den selbstzentrierenden Spannfuttern. Sie sind für den sicheren Halt von Bohrern mit Durchmessern kleiner als 0,5 Zoll konzipiert.
4. Backenunabhängiges 3-Backenfutter
Der backenunabhängige Mechanismus ist bei 3-Backen-Spannfuttersystemen nicht üblich. Es wird häufiger bei Spannfuttern mit einer größeren Backenanzahl eingesetzt, beispielsweise bei 4-Backenfuttern. Durch diese Funktion kann das Spannfutter Werkstücke unterschiedlicher Form aufnehmen.
Bei einem Einzelbackenfutter kann jede Backe individuell eingestellt werden, was eine höhere Flexibilität bei der Aufnahme von Werkstücken mit unterschiedlichen Geometrien ermöglicht.
3-Backenfutter vs. 4-Backenfutter: Ihr Unterschied
Die beiden am häufigsten verwendeten Drehfutter sind das 3-Backenfutter und das 4-Backenfutter. Diese beiden Arten von Spannfuttern weisen mehrere wesentliche Unterschiede auf:
1. Konstruktion und Bewegung
Als selbstzentrierendes Spannfutter wird ein Dreibackenfutter bezeichnet, bei dem die Backen durch eine Verbindung miteinander verbunden sind Scroll-Zahnradmechanismus, sodass sie sich gleichzeitig bewegen können. Die Backen eines Vierbackenfutters können sich unabhängig voneinander bewegen, sodass der Bediener das Werkstück manuell zentrieren muss.
2. Funktion
Wenn ein Teil sicher in einem Vierbackenfutter fixiert ist, sind exzentrische Drehvorgänge möglich. Mit einem Dreibackenfutter lässt sich diese Funktion jedoch nicht realisieren.
3. Anwendungsfälle
Um Werkstücke mit kreisförmigem oder sechseckigem Querschnitt sicher zu halten, ist ein Dreibackenfutter bestens geeignet. Im Gegensatz dazu ist ein Vierbackenfutter speziell für das Spannen von Werkstücken mit Vierkant- oder Achtkantblöcken konzipiert.
4. Rüstzeit
Im Vergleich zu einem Dreibackenfutter erfordert das Einrichten eines Vierbackenfutters in der Regel mehr Zeit. Der Vorteil eines Vierbackenfutters liegt jedoch in seiner größeren Vielseitigkeit und Fähigkeit, ein breiteres Aufgabenspektrum zu bewältigen.
5. Genauigkeit
Die Genauigkeit eines Dreibackenfutters liegt typischerweise bei etwa 0,010, wohingegen ein Vierbackenfutter eine höhere Präzision bietet und zwischen 0 und 0,001 liegt.
6. Greifkraft
Die Spannkraft eines Vierbackenfutters übertrifft die eines Dreibackenfutters.
7. Werkstückgewicht
Ein Vierbackenfutter ist für die Handhabung schwererer Werkstücke besser geeignet als ein Dreibackenfutter.
8. Schnitttiefe
Wenn man ein Vierbackenfutter mit einem Dreibackenfutter vergleicht, ist die Schnitttiefe, die mit ersterem erreicht wird, typischerweise größer.
9. Anzahl der Schlüssellöcher
Was die Anzahl der Löcher für den Spannschlüssel betrifft, so verfügt ein Dreibackenfutter normalerweise nur über ein Loch zum Festziehen oder Lösen des Spannfutters. Im Gegensatz dazu verfügt ein Vierbackenfutter über vier einzelne Löcher, die eine präzise Steuerung jeder Backe einzeln ermöglichen.
10. Vor- und Nachteile
| Vorteile | Nachteile | |
| 3-Backenfutter | Selbstzentrierend; Kann Sechskant-Stangenmaterial aufnehmen; Schnell und einfach zu bedienen. | Kann kein quadratisches Stangenmaterial halten; Unrundheit/Außermittigkeit kann nicht einfach behoben werden; Kann unregelmäßig geformte Arbeiten nicht halten; Kann nicht außermittig gedreht werden. |
| 4-Backenfutter | Das Werkstück kann mit hoher Präzision zentriert werden; Geeignet für quadratische/rechteckige Stangen; Kann die Arbeit außermittig drehen; Etwas mehr Halt auf Rundmaterial. | Langsamere/umständlichere Arbeitsausführung (Messuhr erforderlich); Hex-Lager kann nicht gehalten werden. |
Wie werden die Backen eines 3-Backenfutters installiert, überprüft und ausgerichtet?
1. Installation
Bei einem selbstzentrierenden 3-Backen-Futter wird die Bewegung der Backen durch einen Spiralgetriebeantrieb gesteuert. Die Antriebszähne haben eine Krümmung, die zum Spiralgetriebe passt, was eine effiziente Backenbewegung ermöglicht.
Aufgrund der spezifischen Konstruktion des Spannfutters ist es nicht möglich, eine Backe mit Außendurchmesser (AD) in eine Backe mit Innendurchmesser (ID) umzuwandeln. Um unterschiedlichen Anforderungen an die Werkstückspannung gerecht zu werden, sind für Innen- und Außenanwendungen separate Backensätze erforderlich.
Jede Backe ist mit einer entsprechenden Nummer gekennzeichnet, die den Schlitz angibt, in den sie eingesetzt werden soll. Beispielsweise sollte die Backe Nummer 1 in den mit Nummer 1 gekennzeichneten Futterschlitz eingesetzt werden. Das gleiche Prinzip gilt für die verbleibenden zwei Backen.
Bei der Installation der Backen ist es wichtig, eine Reihenfolge einzuhalten, beginnend mit der Backe, die als Nummer eins markiert ist. Jede Backe sollte ordnungsgemäß positioniert und entsprechend ihrem vorgesehenen Schlitz auf der Scrollplatte installiert sein.
2. Prüfung und Ausrichtung
Sobald die Backen in die dafür vorgesehenen Schlitze eingesetzt sind, richten sie sich an der Mittelachse des Spannfutters aus. Obwohl dies im Allgemeinen zutrifft, gibt es Fälle, in denen dies möglicherweise nicht zutrifft. Der Konzentrizität des Werkstücks hängt von seiner Form und dem Versatz der Backen ab. Selbst wenn das Spannfutter perfekt ausbalanciert ist, kann es daher schwierig sein, ein Werkstück mit unregelmäßiger Geometrie sicher zu halten. Stellen Sie daher bei der Verwendung eines 3-Backenfutters sicher, dass Ihr Werkstück radialsymmetrisch ist und keine unebenen Markierungen auf der Spannfläche aufweist.
Gelegentlich graben sich die Backen in weiche Werkstücke ein, was zu ungleichmäßigen Einbisstiefen führt, die sich auf das Werkstück auswirken Konzentrizität des Werkstücks. Wenn Ihr Ziel darin besteht, das gesamte Teil zu fertigen, ohne es aus dem Spannfutter zu nehmen, können Sie ein Teil in einer einzigen Aufspannung bearbeiten, um die Versätze zu überwinden und die Genauigkeit des Endprodukts zu maximieren.
In Fällen, in denen der Bearbeitungsprozess jedoch eine Neuausrichtung des Werkstücks erfordert, ist die Verwendung eines von entscheidender Bedeutung Messuhr um die Exzentrizität des Werkstücks bei jeder Montage auf dem Spannfutter zu überprüfen.
Verschiedene Arten von Drehfuttern
- Backenfutter: wie das Dreibacken-Universalfutter und das Vierbacken-Einzelfutter.
- Spannzangenfutter: Es wird mit einer Mutter an der Spindel befestigt und wird häufig zum Halten von Stangenmaterial verwendet, wenn während des Bearbeitungsprozesses eine schnelle Einrichtung und genaue Zentrierung erforderlich sind.
- Bohrfutter: ein spezieller Typ eines selbstzentrierenden Bohrfutters mit drei Backen. Es wird typischerweise zum Halten von Bohrern oder anderen rotierenden Werkzeugen verwendet und hat eine Kapazität von 0,5 Zoll (13 mm) oder weniger.
- Magnetspannfutter: Es dient zum sicheren Halten magnetischer Materialien mithilfe von Elektromagneten oder Permanentmagnete. Oder wird in Situationen verwendet, in denen die Verwendung herkömmlicher Backen das Werkstück aufgrund des ausgeübten Drucks verformen könnte.
- Kombinationsfutter: vereint die Funktionalitäten von selbstzentrierenden und unabhängigen Spannfuttern. Es bietet den Komfort einer selbstzentrierenden Bedienung und die Flexibilität, jede Backe unabhängig nach Bedarf anzupassen.
- Pneumatisches Spannfutter: Eine Art Spannfutter, das Druckluft zum Spannen und Sichern eines Werkstücks nutzt. Es besteht aus Backen, die durch pneumatischen Druck betätigt werden und ein schnelles und effizientes Spannen und Lösen des Werkstücks ermöglichen.
Einsatz unterschiedlicher Spannfuttertypen
Wenn es darum geht, zylindrische oder konzentrische Werkstücke zu sichern, sind selbstzentrierende Spiralspannfutter äußerst effektiv. Diese Spannfutter sind so konstruiert, dass alle Backen zusammenarbeiten und das Werkstück automatisch zentrieren. Das Öffnen und Schließen der Backen wird über ein Ritzel gesteuert, das mit einem Schraubenschlüssel eingestellt werden kann.
- Selbstzentrierendes 2-Backen-Spannfutter: stationäre Vorrichtungen, geeignet zum Befestigen rechteckiger Teile.
- Selbstzentrierendes 3-Backen-Spannfutter: der vielseitigste Typ, der häufig zum Halten zylindrischer oder sechseckiger Werkstücke verwendet wird. Tatsächlich nutzen über 75% Drehmaschinensysteme diese Spannfutter für ihre Operationen.
- Selbstzentrierendes 4-Backen-Spannfutter: Wird typischerweise zum Befestigen von quadratischen Teilen verwendet.
- Selbstzentrierendes 6-Backen-Spannfutter: Entwickelt für die Aufnahme dünnwandiger Teile. Durch mehr Greifpunkte wird eine gleichmäßige Verteilung der Spannkräfte ermöglicht und die Gefahr von Verformungen verringert.
- Unabhängiges Spannfutter: Speziell entwickelt mit Backen, die sich individuell voneinander bewegen können. Sie eignen sich besonders gut zum Greifen von Werkstücken, die unregelmäßige Formen haben oder exzentrische Bearbeitungen erfordern. Allerdings benötigen diese Spannfutter im Vergleich zu selbstzentrierenden Spannfuttern in der Regel mehr Rüstzeit.
- Kombinationsfutter: bietet die Funktionalität sowohl von selbstzentrierenden Spannfuttern als auch von unabhängigen Spannfuttern. Mit der Möglichkeit, jede Backe einzeln einzustellen oder sie gleichzeitig als selbstzentrierendes Spiralfutter zu betreiben, sind Kombinationsfutter äußerst nützlich, um eine wiederholbare Zentrierung von Teilen mit ungewöhnlichen Formen zu erreichen. Die Möglichkeit, die Backen individuell anzupassen, ermöglicht die Minimierung von Rundlauffehlern bei regulären Arbeiten.
Häufig gestellte Fragen
Fazit
Wenn es um das sichere und präzise Spannen von Werkstücken bei Dreharbeiten auf der Drehmaschine oder im Einsatz geht Indexiervorrichtung Beim Fräsen spielen Drehfutter eine entscheidende Rolle. Sie sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und ermöglichen das Wenden des Materials, um die Stabilität zu gewährleisten und ein präzises Schneiden zu gewährleisten. Interessanterweise sind etwa 75% Drehfutter vom Typ 3-Backen. In diesem Artikel haben wir uns mit den Feinheiten des 3-Backenfutters befasst.
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