Spannmittel

Mechanische Spannmittel übertragen Spannkräfte durch direkte Krafteinleitung. Typische Ausführungen sind Kraftspannblöcke, Spannfutter, Spannpratzen und Niederhalter.

Schraubstöcke halten Werkstücke zwischen einer festen und einer beweglichen Backe. Sie gehören zu den am häufigsten eingesetzten Spannmitteln in der Metallbearbeitung und sind in Spannbreiten von wenigen Millimetern bis über 500 mm verfügbar. Maschinenschraubstöcke für CNC-Anwendungen ermöglichen eine hohe Wiederholgenauigkeit beim Aufspannen.

Spannpratzen werden direkt auf dem Maschinentisch befestigt und eignen sich für Werkstücke, bei denen eine umlaufende Einspannung nicht möglich ist. Niederhalter sichern das Werkstück von oben gegen eine definierte Auflagefläche und werden eingesetzt, wenn seitliche Spannpunkte den Werkzeugzugang einschränken würden.

Pneumatische und hydraulische Spannmittel betätigen die Spannelemente über Druckmedien. Der Vorteil gegenüber manueller Betätigung liegt in gleichmäßigen, reproduzierbaren Spannkräften sowie deutlich kürzeren Rüstzeiten.

Hydraulische Spannmittel erzeugen hohe Spannkräfte – typischerweise bis zu 50 kN bei einem Systemdruck von 400 bar – bei kompakter Bauform und eignen sich besonders für die Schwerzerspanung. Pneumatische Spannmittel eignen sich für schnelle Spannzyklen bei geringeren Spannkräften, wie sie in automatisierten Fertigungsprozessen anfallen.

Magnetspannplatten halten ferromagnetische Werkstücke durch Magnetkraft. Da keine seitlichen Spannelemente benötigt werden, ist die gesamte Werkstückoberfläche für die Bearbeitung zugänglich. Permanentmagnetische und elektromagnetische Ausführungen stehen zur Verfügung.

Vakuumbasierte Spannmittel erzeugen Haltekraft durch Unterdruck. Das Verfahren ermöglicht die beschädigungsfreie Fixierung von Werkstücken aus Holz, Glas, Kunststoff oder Metall, ohne mechanische Spannpunkte zu benötigen. Besonders geeignet ist es für großflächige, dünnwandige oder empfindliche Werkstücke, bei denen mechanische Spannmittel zu Verzug oder Oberflächenschäden führen würden.

 Spannmittel müssen die im Bearbeitungsprozess auftretenden Kräfte sicher aufnehmen und das Werkstück in seiner definierten Position halten.

• Spannkraft und Steifigkeit: Die aufgebrachte Spannkraft muss ausreichen, um Verschiebungen des Werkstücks auch bei maximalen Prozesskräften zu verhindern. Je nach Bearbeitung werden die Kräfte dabei nicht ausschließlich über die Spannkraft, sondern zusätzlich über formschlüssige Elemente wie Anschläge aufgenommen. Gleichzeitig darf die Spannung das Werkstück nicht verformen.
• Wiederholgenauigkeit: In der Serienfertigung ist entscheidend, dass jedes Werkstück in exakt derselben Position aufgespannt wird. Geringe Positioniertoleranzen sind Voraussetzung für gleichbleibende Bearbeitungsqualität.
• Zugänglichkeit: Das Spannmittel darf den Werkzeugweg so wenig wie möglich einschränken. Bei der Mehrseiten- oder 5-Achs-Bearbeitung müssen Spannelemente so angeordnet sein, dass alle relevanten Flächen ohne Umspannen erreichbar sind.
• Werkstückschonung: Spannmittel müssen die Werkstückoberfläche schonen. Bei empfindlichen Materialien sind druckmarkensichere Ausführungen oder flächig wirkende Spannverfahren wie die Vakuum-Spanntechnik geeignet.
• Rüstfreundlichkeit: Kurze Rüstzeiten senken die Betriebskosten. Spannmittel mit Schnellspannfunktion oder standardisierten Schnittstellen reduzieren den Aufwand beim Werkstückwechsel erheblich.