5-Achsen Bearbeitungsbeispiel
Die funktionsbedingte Gestalt von Frästeilen stellt oft erhöhte Anforderungen an die Ausstattung der zu ihrer Herstellung erforderlichen Maschine. Dies gilt besonders dann, wenn Präzision und eine hohe Oberflächengüte gefragt sind. Gerade in der Feinmechanik findet man häufig Teile, zu deren Fertigung der Einsatz einer 5-Achsen-Fräsmaschine äußerst sinnvoll ist. Am Beispiel eines Bauteils aus dem Einfädelsystem einer Nähmaschine werden hier die Vorteile der Mehrachsenbearbeitung gegenüber einer HSC-Bearbeitung in 3 Achsen herausgestellt.
Der Greifer ist ein Präzisionsteil, für dessen einwandfreie Funktion eine glatte Oberfläche ebenso wichtig ist, wie enge Form- und Maßtoleranzen. Zur Fertigung dieses Teiles hat sich das Fräsen in 5 Achsen als das Verfahren erwiesen, welches die Bedingungen für die Funktionssicherheit des Bauteils sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht voll erfüllt. Dies wird nicht zuletzt durch den Einsatz des CAD/CAM-Systems Mastercam von CNC Software, Inc. erreicht, welches den Fertigungsprozess von der Konzeption bis zur Ausgabe des fertigen Teiles durch eine Vielzahl hochwertiger Bearbeitungsfunktionen optimal unterstützt.
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Bei konventioneller Herstellung des Greifers durch 3-achsiges Fräsen ist ein aufwendiges Umspannen erforderlich. Dieser Vorgang ist jedoch mit weiteren Fehlerquellen behaftet. Nullpunkte müssen neu gesucht werden. Außerdem ist es in vielen Fällen schwierig, die schrägen Aufspannungen in der erforderlichen Genauigkeit zu realisieren. Hier weist die Mehrflächenbearbeitung ein vorteilhaftes Merkmal auf: die schrägen Werkzeugebenen. Mit ihnen können steuerungsinterne Zyklen, wie z.B. der Bohr- oder der Gewinde-schneidzyklus, angewendet werden. Die komfortable Program-mierung der Zyklen erfolgt menügesteuert über Mastercam, wodurch der Aufwand erheblich reduziert wird.
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Die 5-achsige Bearbeitung mit dem Torus- oder Schaftfräser führt auch zu einer kürzeren Bearbeitungszeit. Gegenüber dem HSC-Fräsen sind bei vergleichbarer Oberflächenqualität größere Schrittweiten möglich. In Abhängigkeit von Werkzeug und Maschine können zudem auch im 5-Achsenbereich enorme Vorschübe erreicht werden. Die Berechnung der optimalen Vorschübe in einzelnen Fertigungszonen übernimmt Mastercam, welches mit einem Zusatzprogramm ausgestattet gleichzeitig eine Kollisionskontrolle durchführt. In einigen Bereichen des Greifers ist die Oberflächen-qualität verglichen mit einer durch HSC-Fräsen erzeugten Oberfläche sogar erheblich höher. Da der Schnitt halb schmierend mit der schnittgeschwindigkeitsfreien Fräsermitte erfolgt, erhält man eine spiegelblanke Oberfläche.
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Beim Schlichten der schrägen Wände des Greifers kommen die Vorteile des 5-achsigen Wälzens besonders zur Geltung. Der Fräser rollt an der Wandung entlang und erzeugt so eine hochwertige Oberfläche, die die Qualität einer durch Z-konstantes Zeilen mit dem Kugelfräser erzeugten Oberfläche weit übertrifft. Dabei beträgt die Bearbeitungszeit nur einen Bruchteil der Bearbeitungszeit des Zeilen- oder Konturfräsens. Mastercam bietet hier eine leistungsfähige Schlichtstrategie, die eine hohe Produktivität gewährleistet.
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Weitere wichtige Funktionen, für die Mastercam leistungsfähige Funktionen bereit hält, sind das 5-achsige Bohren, das 5-achsige Fräsen von auf Mehrflächen projizierten Kurven und die gezielte Kippbegrenzung mit Hilfe einer Führungskontur. Zur Übertragung des NC-Programms auf die Steuerung enthält Mastercam offene Postprozessoren, die jegliche Maschinen/Steuerungskombinationen unterstützen.
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