Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2
CNC-Bemaßung und Koordinatenermittlung
CNC-Bemaßung und Koordinaten im Werkzeugbau: Toleranzmitte, Bezugs- und Kettenmaß, Polarkoordinaten, Konturpunkte mit Winkelfunktionen und Pythagoras.
Darum geht es
Bevor ein Programm entsteht, müssen alle Konturpunkte als Koordinaten bekannt sein. Am einfachsten ist das, wenn die Zeichnung CNC-gerecht bemaßt ist: Bezugsbemaßung von einem gemeinsamen Ursprung passt zum Absolutmaß, Kettenbemaßung zum Inkrementalmaß, Radius und Winkel um einen Lochkreismittelpunkt zu Polarkoordinaten, Symmetriebemaßung zu einem Nullpunkt auf der Symmetrieachse. Im Werkzeugbau bevorzugt man die Bezugsbemaßung, weil sich bei Kettenmaßen die Toleranzen aufaddieren. Koordinatentabellen gelten nur zusammen mit dem Ursprung und den Achsrichtungen, die in der Zeichnung eingetragen sind.
Fehlende Koordinaten an Schrägen, Fasen und Radien entstehen aus rechtwinkligen Hilfsdreiecken. Die Ankathete ergibt sich aus Hypotenuse mal Kosinus, die Gegenkathete aus Hypotenuse mal Sinus, das Verhältnis der Katheten aus dem Tangens. Abstände zwischen zwei Punkten, etwa zwischen diagonal liegenden Führungsbohrungen, berechnet man mit dem Satz des Pythagoras. Ein Radius geht tangential in eine Gerade über, wenn er im Übergangspunkt senkrecht auf ihr steht; der Radiusmittelpunkt liegt also um den Radius von der Geraden entfernt.
Werkzeugbauteile haben enge Toleranzen. Man programmiert deshalb auf die Mitte des Toleranzfelds, nicht auf das Nennmaß: So bleibt nach beiden Seiten Reserve für Abdrängung, Verschleiß und Messunsicherheit. Bei symmetrischen Teilen halbiert man das Maß der Toleranzmitte für die Koordinate einer Seite. Wer die Punkte in Bearbeitungsrichtung nummeriert und in einer Tabelle sammelt, kann sie direkt in Programmsätze übertragen und in der Simulation prüfen.
Das solltest du dir merken
- Auf Toleranzmitte programmieren, nicht auf das Nennmaß.
- So programmieren, wie die Zeichnung bemaßt ist; Kettenmaße für Funktionsmaße vermeiden.
- Ankathete gleich Hypotenuse mal cos, Gegenkathete gleich Hypotenuse mal sin.
- Polarkoordinaten brauchen einen Pol; Winkel von +X gegen den Uhrzeigersinn positiv.
- Koordinatentabellen nur mit Ursprung und Achsrichtungen der Zeichnung übernehmen.
Formeln
- Toleranzmitte
- Programmiermaß in mm, Höchstmaß in mm, Mindestmaß in mm
- Abstand zweier Punkte
- Abstand in mm, , Koordinatenunterschiede in mm
- Endpunkt einer Schräge
- , Koordinaten in mm, Länge der Schräge in mm, Winkel zur X-Achse
- Polarkoordinaten
- , Pol in mm, Polarradius in mm, Polarwinkel von +X gegen den Uhrzeigersinn
Typische Fehler in der Prüfung
- Mit dem Sinus gerechnet, wo der Kosinus gebraucht wird, weil der Winkel am falschen Eck abgelesen wurde.
- Auf das Nennmaß programmiert, so dass das Teil an der Toleranzgrenze liegt.
- Koordinatentabelle übernommen, obwohl die Platte gewendet gespannt ist; alle Vorzeichen stimmen nicht.
- Kettenmaße einzeln geprüft, aber die Lage zum Bezugspunkt übersehen.
Tipps aus der Werkstatt
- Typischer Prüfungsfehler: Sinus und Kosinus vertauscht. Erst skizzieren, welche Seite am Winkel anliegt (Ankathete, cos) und welche gegenüberliegt (Gegenkathete, sin). Im Werkzeugbau immer auf Toleranzmitte programmieren, nie auf das Nennmaß.
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14 Aufgaben zu „CNC-Bemaßung und Koordinatenermittlung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Werkzeugmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 7 (Fertigen mit numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen); DIN EN ISO 286-1. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.