Der Sharp-E Newsletter Juli 2019

Da Bediener höhere Produktivität und eine höhere Qualität der Endprodukte anstreben, werden Schneid- und Schleifwerkzeuge immer komplexer. Die Herstellung von Hochleistungsfräsern ist kein Traum mehr, sondern eine echte Möglichkeit mit dem richtigen Ansatz und den richtigen Werkzeugen.
 
In einem Sonderbeitrag zu diesem Thema in einem Fachmagazin, das jetzt nicht mehr existiert, hießes: „Fräser sind merkwürdig geworden“. Diese beschriebene "Merkwürdigkeit" bestand aus neuen Funtionen, die die Oberschwingungen der Schneidkräfte zwischen dem Fräser und dem Werkstück beim Fräsen zu eliminieren sollten.

Rattern, oder Chatter, ist der Feind einer qualitativ hochwertigen Oberfläche, Maßgenauigkeit und Lebensdauer von Werkzeugen und Maschinen. Zu den Strategien dies zu minimieren gehören die Werkstückhalterung, das Steuern von Vorschüben und Geschwindigkeiten und (am wichtigsten) das Werkzeugdesign (hier kommt die „Merkwürdigkeit“ ins Spiel).
 
Das Eliminieren von Rattern war oft das Endziel. Rattern tritt auf, wenn die Oberschwingungen eines Schaftfräsers und eines Werkstücks unterschiedliche Frequenzen haben und diese beiden Objekte zusammenstoßen, was zu Geräuschen und Beschädigungen führt. Schaftfräser wurden entwickelt, um Rattern durch variablen Drall oderSteigung zu vermeiden oder zu minimieren. Variabler Drall / Steigung mit Winkeländerungen entlang einer Nute wurde ebenfalls verwendet. Diese Optionen können den Winkel und das Timing ändern, mit dem das Werkstück in Eingriff gebracht wird.

Variabler Drall / Steigung führt zu einer ungleichmäßigen Gewichtsverteilung im gesamten Werkzeug und erfordert ein Auswuchten bei höheren Drehzahlen. Unausgewuchtete Werkzeuge können Rattern und Vibrationen verursachen, die zum Bruch des Werkzeugs, zu einer schlechten Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks, Schäden an den Maschinenlagern und zu einer geringeren Produktivität führen.
   
Ausgewuchtete Werkzeuge können die Geschwindigkeit, den Vorschub und die Schnitttiefe erhöhen und die Wahrscheinlichkeit von unerwünschten Vibrationen und Rattern beseitigen. Deren Reduzierung  ermöglicht komplexere Geometrien. Der Einsatz einer oder mehrerer dieser Techniken war für die Werkzeughersteller mit viel Aufwand verbunden, was die Mischung aus Kunst und Technik deutlich macht.
 
„Kunden und Endbenutzer erwarten von ANCA CNC-Mashinen, dass sie komplexe Fräsergeometrien mit hoher Leistung auf Knopfdruck entwerfen und fertigen“, bemerkt Thomson Mathew, Software-Produktmanager.
    
Die hohe Komplexität derartiger Fräser zur Minimierung von Rattern hat die Entwicklung der neuesten Version der ToolRoom-Software-Suite von ANCA beeinflusst. ToolRoom RN34 wird im September auf der EMO Hannover, der führenden Fachmesse für Metallbearbeitungstechnologie, vorgestellt.


Fraisa , führender Hersteller von Schneidwerkzeugen, hat die Rüstzeit durch die neue Software zum Auswuchten von Werkzeugen von Stunden auf fünf Minuten reduziert
 
Douglas Franke, Produktionsleiter von Fraisa, hat die neueste Software verwendet und kommentiert: „Wir hatten mehrere Kundenanfragen, Werkzeuge speziell für ihre Aluminiumarbeiten auszuwuchten. Bisher war der Kunde mit jedem von uns ausgewuchtetem Werkzeug sehr zufrieden. Ohne die Auswuchtsoftware müssten wir ein Werkzeug schleifen, es zu unserer Auswuchtmaschine bringen und dort auswuchten. Wir haben das Werkzeug an dem Punkt markiert, an dem es nicht im Gleichgewicht war, und haben dann die Nute um einen bestimmten Betrag nach hinten verlängert und ein anderes Setup-Teil ausgeführt. Es wurden oftmals drei bis fünf Setup-Teile benötigt, bis wir zufriedenstellende Ergebnisse erzielt haben. “

  „Mit der Auswuchtsoftware von ANCA haben wir ein Werkzeug, das in der Regel innerhalb von fünf Minuten ausgewuchtet wird. Einige unserer komplexeren Werkzeuge können etwas länger dauern - bis zu 20 Minuten. Dies hat unsere Einrichtungszeit auf der Maschine drastisch verkürzt – bisher dauerte dies mehrere Stunden. Unsere größte Erfolgsgeschichte war ein Luft- und Raumfahrtkunde, der unser 1 "-Aluminium-Schruppwerkzeug mit 25.000 U / min einsetzt."
 
„Mit dem ersten Tool, das wir ihnen gaben (das nicht ausgewuchtet war), erzielten sie G60 oder besser. Nachdem sie uns gebeten hatten, das Tool auszugleichen, haben wir es mit dem Skript ausgeführt, und jetzt läuft das Werkzeug mit G3.2 in der Halterung. Wir haben auch einen weiteren großen Prototyp-Kunden, der Aluminiumformen bearbeitet, und wir wuchten jedes Werkzeug für sie aus. Dadurch konnten wir im Vergleich zu ihren vorigen Werkzeuglieferanten bessere Oberflächen für ihre Teile erzielen. “

ANCA ist ein führender Hersteller von CNC-Werkzeugschleifmaschinen mit ein 45-jähriger Erfahrung im Bereich Werkzeugmaschinen und verwandte Innovationen. Diese Version ist die neueste Erweiterung der Technologie-Toolbox, die Steuerungssysteme, Linearmotoren, Software für die Prozessmessung und sogar automatisierte Ladelösungen mit Robotern umfasst.

ToolRoom RN34 wird mit einer Reihe von Funktionen geliefert, die sich auf die Luft- und Raumfahrtindustrie, Formenbau, allgemeine spanende Bearbeitung und Energieerzeugung konzentrieren und eine verbesserte Produktivität sowie die intuitive Erstellung komplexer Schaftfräsergeometrien bieten.

Differenzierung für Fräserhersteller durch komplexes geometrisches Design
„ToolRoom RN34 soll das Unterscheidungsmerkmal für viele  Fräserhersteller in der Branche sein, indem es Kunden ermöglicht wird, komplexe Geometrien mithilfe von Software zu entwerfen, um die Lebensdauer, Produktivität, das Schnittvolumen sowie die Qualität und Präzision des Werkstücks zu erhöhen“, so Thomson Mathew.
 
Beispielsweise wird die Option Vollradius mit konstantem Drall durch einen grafischen Drag-and-Drop-Designer ersetzt. Dieser kugelförmige Werkzeugtyp mit optimierten unregelmäßigen Drallkurven zur Reduzierung von Vibrationen und nahezu sofortiger Visualisierung lässt sich einfach durch Umschalten von der 2D-Projektion der Schneide auf die 3D-Projektion erzielen.  
Es wurden neue Nutenschleifzyklen mit diesen Kombinationen von Unterstützungsoptionen hinzugefügt: Variabler Drall und NAS, NAS und radiale Fase sowie variabler Drall und radiale Fase. Per-Nuten-Programmierung ermöglicht die individuelle Steuerung von Parametern (wie Nutentiefe, Länge, Konus usw.)


ToolRoom RN34 strebt nach höherer Produktivität

Das Auswuchten von Werkzeugen ist auch Teil von RN34, eine nützliche Funktion für Benutzer, die auf der Suche nach maximaler Produktivität sind. Das Korrigieren der Werkzeugunwucht ist nützlich, wenn der Schaftfräser nur eine oder eine ungerade Anzahl von Nuten hat, die Nuten ungleichmäßig beabstandet sind, die Nuten einen variablen Drall haben und andere ungleichmäßig positionierte Merkmale (wie Spanbrecher), die es dem Werkzeug ermöglichen, bei hohen Geschwindigkeiten und Vorschüben sehr gute Leistungen zu erbringen.
 
„Die direkte Kommunikation zwischen Design- und Simulationssoftwarepaketen hat das Auswuchten von Werkzeugen vereinfacht und zu einem Kinderspiel gemacht“, sagt Thomson Mathew.

Durch das Auswuchten der Werkzeuge wird der Einfluss der exzentrischen Gewichtsverteilung bei Verwendung von Hochgeschwindigkeitsspindeln minimiert. Es kann Geräusche und Vibrationen eliminieren, die Lebensdauer der Maschinenlager verbessern, die Oberflächenbeschaffenheit von Arbeitsprodukten verbessern und den Wartungsbedarf verringern.

Zu den weiteren Merkmalen der neuesten Version von ToolRoom RN34 gehören überarbeitete ToolTypes wie Fräser mit doppeltem Radius, Gewindefräser, Lollipop-Fräser, Senker, Buchsenschleifanwendungen, eingebettete Schleifdateien, neue Schleifmethoden, Spanbrecheroperationen, Tannenbaumfräser mit konstantem Drall, Sicherung von Schleifdateien, Doppelrand-Bohrer, Unterstützung für Windows 10 und verschiedene andere Verbesserungen in der Profilsoftware und anderen ToolTypes.     
 
„ToolRoom RN34 ist ein Komplettpaket, das sich an Endanwender richtet, um eine breite Palette komplexer Werkzeuggeometrien zu entwerfen und herzustellen. Haben Sie also keine Angst vor Technologie, sondern überlegen Sie, wie Sie mit dieser Technologie neue Produktivitätsniveaus erreichen können. “, schließt Thomson Mathew.


 

25 Juli 2019