SolidCAM Whitepaper – iMachining 4 INNOVATIVE CAM-LÖSUNGEN FÜR DIE ZERSPANUNG Das rechnerisch größtmögliche Zeitspanvolumen erreicht man, indem man mit einem sehr großen Werkzeug bei voller Tiefenzustellung im Eilgang durch das Material fährt. Leider nur theoretisch, denn die Form des zu fertigenden Werkstücks, die Maschinen- und Spindelleistung, das Werkzeug, der Werkstoff und die Aufspannung erfordern eine realitätsnahe Betrachtung. In der Zerspanungspraxis werden deshalb verschiedene Technologien eingesetzt, um ein möglichst hohe Zeitspanvolumina zu erreichen. Beim Vollnutfräsen mit einem Umschlingungswinkel von 180° entstehen hohe Kräfte und Temperaturen mit entsprechend hohem Verschleiß an Werkzeug und Maschine. In der Regel sind jedoch die Anforderungen an Werkzeug, Spindel, Aufspannung und Maschine zu hoch, um dauerhaft mit hohen Zustellungen zu arbeiten, weil das Risiko für Werkzeugbruch zu hoch und die Prozesssicherheit dem Vollnutfräsen entgegenstehen. Beim Tauchschruppen, auch „Plunging“ genannt, wird mit der Werkzeugstirnseite mit hohem Vorschub vertikal geschruppt. Zum Einsatz kommen hierbei wendeplattenbestückte Bohrstangen. Nach Erreichen der Zieltiefe fährt das Werkzeug von der Kontur weg, dann im Eilgang auf die Sicherheitsebene zurück. Die Spanabfuhr in geschlossenen Konturen und Taschen ist jedoch kritisch. Beim High-Speed-Roughing wird mit Wendeplattenfräsern und mit hohen Vorschüben gefräst. Das Material wird dabei in vielen, geringen Tiefenzustellungen entfernt. Das trochoidale Fräsen ist eine der effizientesten Bearbeitungsstrategien. Das Werkzeug bewegt sich dabei elliptisch kreisend mit konstantem Vorschub vorwärts. Die Kreisbahnen überlagern sich dabei um eine geringe radiale seitliche Zustellung. Gefräst wird dabei mit hoher axialer Zustellung bis zu 5x D. Die mittlere Spandicke und somit auch die Belastung der Schneide ist nicht konstant. Auf den Grundlagen der trochoidalen Frässtrategie hat SolidCAM die iMachining-Bearbeitungstechnologie entwickelt. Die erzeugten Werkzeugbahnen mögen für das ungeübte Auge ähnlich aussehen. Tatsächlich aber ist iMachining in vielen wichtigen Punkten eine bedeutende Weiterentwicklung der statischen Trochoidalbahnen. Dies betrifft zum einen die Form und die Erzeugung der Werkzeugwege, zum anderen die patentierte einzigartige Berechnung der optimalen Schnittwerte mit dem Technology-Wizard von iMachining. Machining ist ein patentiertes Software-Modul für die HighSpeed-Bearbeitung mit dynamischen trochoidalen und spiralförmigen Werkzeugbahnen. Die effiziente Zerspanungstechnologie steht wahlweise als iMachining 2D oder als iMachining 3D Modul zur Verfügung. Bei iMachining 2D wird die Bearbeitungsgeometrie über Kurven bestimmt, die Bearbeitungsebene legt der Anwender über den Z-Wert oder am Modell abgenommene Punkte fest. Innerhalb eines einzigen Jobs können die Funktionen iRough (Schruppen), iRest (Restmaterialbearbeitung) sowie iFinish (Schlichten von Wand und Boden) genauer bestimmt werden. Im Modul iMachining 3D hingegen muss der Anwender nur die 3D Geometrien des Rohmaterials und des fertigen Werkstücks auswählen. Die Software berechnet automatisch alle Geometrien, Arbeitsbereiche und die notwendigen Z-Ebenen für das Schruppen mit iRough und die Restmaterialbearbeitung. Insbesondere bei 3D-Modellen und komplexen prismatischen 2.5D-Bauteilen bedeutet dies eine wesentliche Zeitersparnis. Die iMachining-Bearbeitung erfolgt im Wesentlichen in drei Schritten. Bei der Bearbeitung geschlossener Konturen wird das Werkzeug über eine Helix-förmige Anfahrspirale auf die Bearbeitungsebene in Z gebracht. Anhand der Werkzeugdaten berechnet die Software die aufgrund der Eintauchbewegung reduzierten Vorschubwerte und Drehzahl. Große Taschen und Inseln teilt der iMachiningAlgorithmus mit der patentierten „Moating“-Technologie intelligent in verschiedene Bereiche auf und trennt diese mit Hilfe sogenannter Kanäle. Diese Kanäle werden mit D-förmigen Werkzeugbahnen erzeugt. Die entstandenen einzelnen Bereiche werden mit sogenannten Morphing-Spiralen bearbeitet. Dabei handelt es sich nicht um einfache Spiralbahnen, sondern um adaptive Spiralen, die sich kontinuierlich der Form der Bearbeitungsgeometrie annähern. Das Werkzeug befindet sich so längst möglich im Eingriff.
RkJQdWJsaXNoZXIy MzY2NzY=