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2013
Conference Paper
Titel
Bearbeitungsstrategien und Potenziale einer 5-Achs-Simultan-Bearbeitung
Abstract
Die CNC-Programmierung bestimmt zu einem Großteil die Effektivität der spanenden Bearbeitung von Werkzeugen. Ungeachtet dieser Tatsache ist die Anwenderunterstützung bei der Programmierung durch die CAD/CAM-Systeme, wie die Festlegung der Bearbeitungsrichtung, der Werkzeugauswahl sowie der technologischen Parameter nur sehr gering bzw. gar nicht ausgeprägt. Deren Wahl beruht auf dem Erfahrungswissen des Anwenders und weniger auf einer detaillierten Analyse der Geometrie. Sie neigt zu einer konservativen Parameterauswahl und zur Fehleranfälligkeit. Die Ressourceneffizienz bei der Bearbeitung von Werkzeugen kann durch die Nut-zung 5-achsiger Frässtrategien signifikant erhöht werden. Beim Einsatz von 5-achsigen Bearbeitungsstrategien ist jedoch eine Unterscheidung zwischen den un-terschiedlichen Ausprägungen der Geometrie zu treffen. Bei der Herstellung von Schmiedegesenken, Spritz- und Druckgussformen sind tiefe Kavitäten, große Höhendifferenzen sowie kleine Innenradien anzutreffen. Dagegen wird der Werkzeugbau für Karosseriebauteile, insbesondere der Bereich für Außenhautbauteile, durch geringe Höhenunterschiede geprägt. Hier dominieren ästhetische bzw. aerodynamische Gesichtspunkte die Geometrie, was zu schwach gekrümmten, flächigen Formen führt. Aufgrund dieser divergierenden topologischen Ausprägungen unterscheiden sich die Ansätze der Frässtrategien aber auch die Zielstellungen zum Einsatz 5-achsig simultaner Frässtrategien grundlegend voneinander. Im Formenbau liegt der Fokus in einer kontinuierlichen Anstellung des Werkzeuges mit einer Kugelgeometrie. Hierbei ist es zum einen das Ziel, die Prozesssicherheit beim Fräsen durch die Reduzierung des Aspektverhältnisses zu erhöhen und gleichzeitig Kollisionen des Werkzeughalters mit der Werkstückgeometrie zu vermeiden. Zum anderen kann mit der Anwendung 5-achsiger Strategien der Einsatz des Verfahrens "Senkerodieren" verkürzt bzw. vollständig substituiert werden. Dagegen eröffnen sich durch den Einsatz von 5-achsig simultanen Frässtrategien bei der Herstellung von Zieh- und Nachfolgewerkzeugen im Außenhautbereich, große Potentiale zur Verbesserung der Ressourceneffizienz allein aus der Substitution ineffizienter Kugelfräser durch Torus- bzw. Schaftfräser. Diese Potentiale werden derzeit nur unzureichend genutzt. Um eine vollständige Ausschöpfung aller Potentiale zu realisieren, ist ein komplett neuer Ansatz zur Aufbereitung der zugrundeliegenden Geometrie sowie zur Unterstützung des Anwenders bei der Auswahl von Werkzeugen und der Auswahl technologischer Parameter notwendig. Dieser neue Ansatz und daraus resultierende Potentiale werden vorgestellt.