Hocheffizientes Schlichten

Ein Großteil der Produktflächen in Formen wird durch Einsätze und Schieber abgebildet. Daher weisen Formen zahlreiche Ebenen, Verbindungsflächen und Verrundungen auf. Nicht selten machen diese Geometrien mehr als 70 Prozent einer Form aus. Ähnlich sieht es – je nach Größe und Zugänglichkeit der Aufbauten – bei den eigentlichen Produktflächen aus. Die Schlichtbearbeitung dieser Flächen ist seit Jahren unverändert.

Ebenen werden oftmals konventionell „abgezeilt“, das heißt, mit Kugel- oder Radienfräsern in sehr feinen Schritten geschlichtet. So sind hohe Oberflächengüten zu erzielen, aber die Bearbeitung dauert sehr lange. Kommen Stirn- oder Messerkopffräser zum Einsatz, die eine schnellere Bearbeitung ermöglichen, ist es schwer, die erforderliche Qualität zu erreichen. Open Mind, Hersteller der CAM-Lösung hyperMILL, beschäftigt sich mit effizienten Alternativen für diese etablierten, aber letztendlich ineffektiven Arbeitsmethoden.

Die Innovation

Entwickelt wurde eine Methode für das Schlichten, die aus zwei Faktoren besteht: der Strategie 5-Achs-tangentiales Ebenenschlichten und dem konischen Tonnenfräser. Speziell für dieses Verfahren konzipierte der Softwarehersteller mit dem konischen Tonnenfräser einen neuartigen Werkzeugtyp.

Für den konischen Tonnenfräser, auch Kreissegment oder Parabelfräser genannt, wurde der Radius vergrößert, so lassen sich sehr große Radien von 250 bis 1500 Millimetern umsetzen. Diese besondere Form des Werkzeugs ermöglicht es, große Radien für das Schlichten zu nutzen.

Darüber hinaus lassen sich durch Tonnenfräser mit Kugelspitze sehr gut Eckradien bearbeiten. Diese Werkzeuge sind gleichzeitig als Tonnenfräser und als Kugelfräser zu verwenden. Der konische Tonnenfräser vereint die Vorteile von Kugel- und Tonnenfräser in einem Werkzeug. Das heißt, Anwender müssen für die Bearbeitung der Verrundungen keinen Fräserwechsel mehr vornehmen.

Das optimale Zusammenspiel von Werkzeug und Strategie bietet ein enormes Potenzial: Mit fünfachsigen Maschinen lassen sich große Zeilensprünge von drei bis acht Millimetern anstelle von 0,2 bis 0,4 Millimetern umsetzen – bei gleicher oder besserer Oberflächengüte. Mit dem 5-Achs-tangentialen Ebenenschlichten entfaltet der konische Tonnenfräser seine komplette Leistungsfähigkeit und ermöglicht eine optimale Anstellung an die zu bearbeitende Ebene.

Großes Einsparpotenzial

Vor allem Bauteile, die schwer zugängliche Ebenen aufweisen, lassen sich mit dem 5-Achs-tangentialen Ebenenschlichten hocheffizient und kollisionsfrei fertigen. Nachweislich sind beim Schlichten Zeiteinsparungen sogar von 90 Prozent zu realisieren.

Bei der Schlichtbearbeitung ist die Verwendung konischer Tonnenfräser den Kugelfräsern deutlich überlegen. Einige der Vorteile: Durch die extrem kurze Bearbeitungszeit werden thermische Einflüsse, also Toleranzabweichungen durch Erwärmung von Spindel und Maschinenantrieben, reduziert. Darüber hinaus werden durch den großen Tonnenradius leichte Achsabweichungen der Maschine geglättet und Marken am Übergang verhindert. Die tangentiale Anstellung bewirkt einen konstanten Werkzeugeingriff und konstante Bearbeitungskräfte. Das gewährleistet eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit.

Einfache Programmierung

Der Anwender muss nur die zu bearbeitenden Flächen anwählen, dann werden die Werkzeugbahnen automatisch und vollständig kollisionsgeprüft erzeugt. Für einfache 2,5D-Fertigungsaufgaben nutzt das CAM-System 5-Achs-Simultanstrategien, wodurch selbst tiefste Taschenwände enorm effizient gefräst werden können. Für Ebenen, die nicht simultan bearbeitet werden müssen, teilt die Software die Flächen sinnvoll auf, um sie partiell in festen Anstellungen auszugeben.

Die Bearbeitungsmethode kann als Technologiesprung bezeichnet werden. Die Kombination innovativer CAM-Strategie mit dem hochmodernen konischen Tonnenfräser ermöglicht außerordentliche Einsparungen bei den Maschinenlaufzeiten. Das allein ist bereits ein signifikanter Wettbewerbsvorteil für die Fertigungsunternehmen. Dazu kommen noch die wegfallenden Rüstwechsel für die Verrundungen und die längere Standzeit der Werkzeuge.

Das tangentiale Ebenenschlichten ist Bestandteil des Performancepakets hyperMILL Maxx Machining. Das Paket bietet innovative Bohr-, Schrupp- und Schlicht-Strategien für Fräs- und Fräsdrehmaschinen.