CNC-Konturfräsen meistern: Schlüsselaspekte für 5-Achs-Bearbeitung

CNC-Konturfräsen meistern: Schlüsselaspekte für 5-Achs-Bearbeitung

Was ist Konturfräsen?

Konturfräsen eines Teils bedeutet, eine feine Oberfläche auf einer unregelmäßigen oder unebenen Fläche zu erzeugen. Im Gegensatz zum Schlichten einer flachen oder ebenen Fläche beinhaltet CNC-Konturfräsen das Schlichten eines runden, gekrümmten oder anderweitig einzigartig geformten Teils.

CNC-Konturfräsen & 5-Achs-Bearbeitung

5-Achs-Maschinen sind besonders geeignet für Konturfräsanwendungen. Da Konturfräsen das Schlichten eines komplexen oder einzigartigen Teils beinhaltet, erlauben die mehreren Bewegungsachsen bei der 5-Achs-Bearbeitung dem Werkzeug, schwer zugängliche Bereiche zu erreichen sowie komplexe Werkzeugpfade zu verfolgen.

Jüngste Fortschritte

Fortgeschrittene CAM-Software kann nun den G-Code (das schrittweise Programm, das benötigt wird, um ein fertiges Teil zu erstellen) für eine Zerspaneranwendung schreiben, was Konturfräsanwendungen drastisch vereinfacht hat. Einfach gesagt, anstatt mehrere Stunden damit zu verbringen, den Code für eine Anwendung zu schreiben, übernimmt die Software nun diesen Schritt. Trotz dieser Fortschritte müssen die meisten jungen Zerspaner immer noch ihren eigenen G-Code früh in ihrer Karriere schreiben, um wertvolle Vertrautheit mit den Maschinen und ihren Fähigkeiten zu erlangen. CAM-Software ist für viele ein Luxus, der mit der Zeit verdient wird.

Vorteile fortschrittlicher CAM-Software

Zeiteinsparung
Da Konturfräsen sehr spezifische Werkzeugbewegungen und sich schnell ändernde Schneidparameter erfordert, kann die Befreiung der Zerspaner von der Last, ihren eigenen komplexen Code zu schreiben, wertvolle Vorbereitungszeit sparen und Maschinenstillstandszeiten reduzieren.

Reduzierte Zykluszeiten
Generierte G-Codes können mehrere Minuten von einer Zykluszeit abschneiden, indem sie Redundanzen innerhalb der Anwendung entfernen. Anstatt einen Bereich des Teils zu konturieren, der es nicht erfordert oder bereits bearbeitet wurde, lokalisiert die CAM-Software die sehr spezifischen Bereiche, die Bearbeitungszeit und Aufmerksamkeit erfordern, um die Effizienz zu maximieren.

Verbesserte Konsistenz
CAM-Programme, die mit CAD-Software wie SolidWorks verpackt sind, sind typischerweise die besten in Bezug auf Konsistenz und Fähigkeit, komplexe Designs zu handhaben. Während die CAD-Software einem Zerspaner hilft, das Teil zu generieren, sagt das CAM-Programm der Maschine, wie sie es herstellt.

Richtige Tipps

Richtige Schnitttiefen nutzen

Vor dem Ausführen eines Konturfräsvorgangs wird ein initialer Schruppschnitt durchgeführt, um Material in Schritten auf der Z-Achse zu entfernen, sodass eine begrenzte Menge Material für den finalen Konturfräszug verbleibt. In diesem Schritt ist es entscheidend, die richtige Menge Material für das Konturfräsen zu lassen – zu viel Material für den Konturfräszug kann zu schlechter Oberflächenqualität oder einem beschädigten Teil oder Werkzeug führen, während zu wenig Material zu verlängerter Zykluszeit, verringerter Produktivität und einem mäßigen Endergebnis führen kann.

Die Konturfräsanwendung sollte 0,010" bis 25 % des Fräserdurchmessers des Werkzeugs an Material entfernen. Während des Konturfräsens ist es möglich, dass die Vorschübe abnehmen, während die Drehzahlen zunehmen, was zu einer viel glatteren Oberfläche führt. Es ist auch wichtig zu bedenken, dass sich der Eingriff zwischen der Schneidkante des Werkzeugs und dem Teil während des Schlichtschnitts regelmäßig ändert – sogar innerhalb eines einzelnen Durchgangs.

Am besten geeignetes Werkzeug verwenden

Die ideale Werkzeugauswahl für Konturfräsoperationen beginnt mit der Wahl des richtigen Profils des Werkzeugs. Ein großer Radius oder Kugelprofil wird sehr oft für diese Operation verwendet, da es nicht so viele Spuren eines Werkzeugpfads hinterlässt. Vielmehr glätten sie das Material effektiv entlang der Fläche des Teils. Undercutting-Schaftfräser (Undercutting End Mills), auch als Lollipop-Cutter bekannt, haben kugelförmige Profile, die sie zu ausgezeichneten Wahl für Konturfräsanwendungen machen. Harvey Tools 300° Reduced Shank Undercutting End Mill verfügt beispielsweise über eine hohe Schneidenanzahl, um die Teileoberfläche bei leichten Schnitttiefen zu verbessern, während die Fähigkeit beibehalten wird, schwierige Bereiche der Vorder- oder Rückseite eines Teils zu erreichen.

G-Code überprüfen (Fact-Check G-Code)

Während fortschrittliche CAM-Software den G-Code für eine Anwendung erstellt, was einem Zerspaner wertvolle Zeit und Geld spart, ist die Genauigkeit dieses Codes immer noch entscheidend für das Gesamtergebnis des Endprodukts. Zerspaner müssen nach Problemen suchen wie falscher Werkzeugaufruf, Eilgänge (Rapids), die dem Material zu nahe kommen, oder sogar Offsets, die korrigiert werden müssen. Das Versäumnis, den G-Code vor Beginn der Bearbeitung zu überprüfen, kann zu katastrophalem Maschinenversagen und Hunderttausenden Dollar Schaden führen.

Das Einfügen eines M01 – oder einer Notiz an die Maschine im G-Code, um anzuhalten und auf Zerspanerfreigabe zu warten, bevor zum nächsten Schritt übergegangen wird – kann einem Zerspaner helfen, sicherzustellen, dass alles für die nächste Phase einer Operation genehmigt ist oder ob Redundanz auftreten soll, bevor fortgefahren wird.

Konturfräsen – Zusammenfassung

CNC-Konturfräsen wird am häufigsten in 5-Achs-Maschinen als Schlichtoperation für einzigartig geformte oder komplexe Teile eingesetzt. Nach einem initialen Schruppdurchgang entfernt die Konturfräsoperation – meist mit Undercutting-Schaftfräsern oder Kugel-Schaftfräsern – 0,010" bis 25 % des Fräserdurchmessers an Material vom Teil, um sicherzustellen, dass die richtigen Teilspezifikationen erfüllt sind und eine feine Oberfläche erreicht wird. Während des Konturfräsens nur bei empfohlenen Tiefen schneiden, sicherstellen, dass der G-Code korrekt ist, und Werkzeuge verwenden, die für diese Operation am besten geeignet sind.