Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

CAM-Programmierung, Technologiedaten und Simulation

CAM im Werkzeugbau: Elektroden mit negativem Aufmaß, Restmaterial, Technologiedaten, Simulation, Zeilenzahl und Drehzahlgrenze der Spindel.

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Darum geht es

Das CAM-System berechnet aus dem CAD-Modell die Werkzeugbahnen. Im Werkzeugbau wird erst grob geschruppt, dann mit kleineren Werkzeugen das Restmaterial bearbeitet; dafür braucht das System ein Zwischenmodell des Rohteils. Elektroden für das Senkerodieren fräst man direkt aus dem Kavitätsmodell mit negativem Aufmaß in Höhe des Funkenspalts. In Innenecken fügt das CAM-System Radien ein oder senkt den Vorschub, und der Fräserradius muss kleiner sein als der kleinste Innenradius.

Technologiedaten wie Schnittgeschwindigkeit, Zahnvorschub und Zustellungen kommen aus einer Werkzeugdatenbank. Ein Tool-Management-System verbindet CAM, Voreinstellgerät und Maschine, damit alle mit denselben Werkzeugmaßen arbeiten. Die Daten der Datenbank gelten für ideale Bedingungen; reicht die Spindeldrehzahl nicht, wird mit der Höchstdrehzahl und gleichem Zahnvorschub gerechnet. Die Bearbeitungszeit ergibt sich aus Zeilenzahl, Bahnlänge und Vorschub.

Vor dem ersten Teil wird simuliert: Werkzeugwege, Materialabtrag, Maschinenkinematik und zuletzt der NC-Code nach dem Postprozessor. Facetten und Streifen auf Freiformflächen haben oft ihre Ursache in einer groben Bahntoleranz, langer Auskragung oder einer Steuerung, die an kurzen Sätzen bremst. Gleiche Nullpunktspannsysteme an Fräs-, Mess- und Erodiermaschine machen die Kette ohne neues Ausrichten durchgängig.

Das solltest du dir merken

Elektrodenuntermaß mit negativem Aufmaß im CAM erzeugen, nicht am Modell.
Restmaterialbearbeitung braucht das Zwischenmodell der vorigen Bearbeitung.
Bei Drehzahlgrenze den Vorschub mit der Höchstdrehzahl neu rechnen.
Zeilenzahl ist Breite durch Zeilenabstand plus eins.
Erst die Simulation des fertigen NC-Codes zeigt Fehler des Postprozessors.

Formeln

Vorschubgeschwindigkeit beim Fräsen: $v_{f} = f_{z} \cdot z \cdot n$; $v_{f}$ in mm/min, $f_{z}$ Zahnvorschub in mm, $z$ Schneidenzahl, $n$ Drehzahl in min⁻¹
Schlichtzeit beim Zeilenfräsen: $t = \frac{( \frac{B}{a _{e}} + 1 ) \cdot L}{v _{f}}$; $B$ Breite der Fläche in mm, $a_{e}$ Zeilenabstand in mm, $L$ Länge einer Zeile in mm, $v_{f}$ in mm/min

Typische Fehler in der Prüfung

Den Vorschub für die rechnerische Drehzahl übernommen, obwohl die Spindel sie nicht schafft.
Bei der Zeilenzahl die erste Zeile am Rand vergessen.
Einen Fräser gewählt, dessen Radius gleich dem Innenradius der Ecke ist.
Nur die Werkzeugwege angesehen und auf die Maschinensimulation verzichtet.

Tipps aus der Werkstatt

Schafft die Spindel die berechnete Drehzahl nicht, mit der Höchstdrehzahl weiterrechnen und den Vorschub neu bestimmen: v_f = f_z · z · n. Zeilenzahl = Breite : Zeilenabstand + 1. Elektroden mit negativem Aufmaß in Höhe des Funkenspalts fräsen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „CAM-Programmierung, Technologiedaten und Simulation“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Werkzeugmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 10 (Fertigen von Bauelementen in der rechnergestützten Fertigung). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.