Herstellung und Wartung von Werkzeugen mit komplexer Geometrie werden durch neue CNC-Werkzeugschleifsoftware vereinfacht

19. März 2014 – Die zunehmenden Herausforderungen beim Schleifen und Warten von Bohrern und Langlochfräsern mit komplexer Geometrie werden von der neuen Ausgabe des NUMROTO-Werkzeugschleifsoftwarepakets gemeistert. Mit der Version 3.8 der auf dem Markt führenden Software von NUM wird das Schleifen von Mehrfachdrallnuten und variablen Nuten automatisiert und eine neue Formschneidefunktion für Profileinsätze angeboten. Für NUMROTO-Bestandskunden ist ein entsprechendes Update erhältlich.

NUMROTO gilt in weiten Kreisen der Werkzeugschleifbranche als eine der besten und vielseitigsten CNC-Softwarelösungen auf dem Markt. Sie wurde 1987 von NUM eingeführt und seither stetig weiterentwickelt, um die Führungsposition in Bezug auf Verbesserungen und Innovationen im Bereich der Werkzeugmaschinenkonstruktion zu behalten. Die Software wird mit dem leistungsfähigen CNC-System Flexium+ von NUM betrieben, das signifikante Vorteile bietet. Dazu gehören die Verwendung von Sub-Nano-Interpolation, um hochwertige Oberflächen zu gewährleisten, und kurze Zykluszeiten, um schnelle Bewegungen um fünf Achsen zu ermöglichen, auch wenn das ISO-Programm ISO-Sequenzen in sehr hoher Dichte enthält. Flexium+ unterstützt alle Sicherheitsfunktionen, die bei den heutigen Hochleistungsmaschinen erforderlich sind, und lässt sich mit denselben Dual-Touch-Gesten wie moderne Smartphones ganz einfach bedienen.

Heute verwenden 15 der weltweit führenden Hersteller von CNC-Werkzeugschleifmaschinen NUMROTO-Software für ihre Produkte. Das gilt für über 40 verschiedene Maschinentypen.

Viele Hochleistungslanglochfräser, die heute von Herstellern von Präzisionsanwendungen im Bereich der spanenden Bearbeitung verwendet werden, etwa zur Herstellung von Flugzeugbauteilen aus Speziallegierungen oder Verbundwerkstoffen, sind Mehrfachdrallwerkzeuge, die für Drehzahlen von bis zu 30 000/min ausgelegt sind. Die kosteneffiziente Herstellung derartiger Werkzeuge ist ein anspruchsvoller Vorgang, für den immer komplexere Schleiffähigkeiten erforderlich sind. Um beispielsweise Vibrationen vorzubeugen, ist jede Schneidkante des Werkzeugs in einem anderen Winkel gedreht, und bei Konstruktionen mit Differenzialdrall ändert sich der Drehwinkel der einzelnen Schneidkanten auch noch über die Länge des Werkzeugs von der Spitze bis zur Welle. Darüber hinaus kann die Breite des Nutbereichs bei diesen Werkzeugen beträchtlich variieren. Daher ist eine genaue Positionierung der Schleifscheibe erforderlich, um zu gewährleisten, dass die Stegbreite auf der Rückseite des Zahns richtig ist.

Die aktuellste Version der NUMROTO-Software nutzt die Rechengeschwindigkeit und -fähigkeiten moderner PCs aus und ist dadurch in der Lage, äusserst komplexe Verlaufsberechnungen durchzuführen, die zur Erstellung so anspruchsvoller Nuten erforderlich sind. Nun können die Anwender die Kernverlaufsgeometrie der Nuten bei Langlochfräsern sehr einfach und genau festlegen.

Konstrukteure und Hersteller wünschen sich diese Funktionalität häufig, wenn es um die Optimierung der Spanausbringungseigenschaften von Hochleistungswerkzeugmaschinen geht. Die Geschwindigkeit, mit der Späne von der Schneidkante entfernt werden, hat grosse Auswirkungen auf die Schneidgeschwindigkeit und Effizienz des Werkzeugs.

Dadurch, dass der Kernverlauf jeder Nut individuell festgelegt werden kann, macht es NUMROTO Werkzeugkonstrukteuren auch möglich, potenzielle Unwuchten durch unregelmässigen Drall oder asymmetrische Schneidkanten auszugleichen. Darüber hinaus ermöglicht die Software dadurch, dass der Eingangspunkt der Schleifscheibe dem Eckradius der Schneidkante folgen kann, das Schleifen eines festgelegten Spanwinkels bei komplexen Körperformen und Schneidkanten, die vom Werkzeugkorpus bis zur Spitze gehen – eine Aufgabe, die bisher extrem schwierig zu bewältigen war.

NUM glaubt, dass das Ausmass an Steuerungsflexibilität, das die NUMROTO-Software mittlerweile beim Herstellen von Nuten bietet, ein wichtiger Faktor für Hersteller sein wird, die an der Entwicklung von Werkzeugmaschinen der nächsten Generation arbeiten.

Heutzutage werden die Schneidkanten der meisten Werkzeugmaschinen aus Wolframkarbid hergestellt. Kleinere angetriebene Werkzeuge werden üblicherweise aus massivem Karbid hergestellt. Grössere angetriebene Werkzeuge und die meisten nicht rotierenden Werkzeuge verfügen hingegen über Schneidkanten in Form von Karbideinsätzen in einer Halterung aus preisgünstigerem Material. Bis in die jüngste Zeit wurden die Einsätze vor dem Schleifen mit der Halterung verlötet oder verklebt. Aufgrund der Grösse und Komplexität war es daher manchmal sehr schwierig oder sogar unmöglich, solche Werkzeuge auf einer CNC-Werkzeugschleifmaschine herzustellen oder zu warten. Ein weiterer Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass der Hersteller die gesamte Baugruppe im CNC-Programm als ein angetriebenes Werkzeug festlegen muss. Dazu bedarf es einer zeitaufwendigen und teuren Programmierung.

In Zusammenarbeit mit einer Reihe führender Werkzeugmaschinenhersteller und Werkzeugschleifunternehmen hat NUM die Formfräsefunktion von NUMROTO so weiterentwickelt, dass das Schleifen von Einsätzen wesentlich vereinfacht wird. Anwender können einen Formfräser nun als angetriebenes Werkzeug oder als unabhängigen Profileinsatz definieren. Halterungen mit verlöteten oder verklebten Einsätzen können weiterhin als angetriebene Werkzeuge festgelegt werden, und die Position jedes einzelnen Einsatzes kann separat geprüft werden, sodass Ungenauigkeiten bei der Montage während des Schleifvorgangs automatisch festgestellt und ausgeglichen werden können.

Bei vielen der modernsten Fräswerkzeuge werden vom Anwender austauschbare Profileinsätze verwendet, die als physisch separate Blätter auf CNC-Schleifmaschinen geschliffen werden. Statt während des Schleifens an der Halterung fixiert zu sein, wird der Einsatz bei der Produktion in ein Klemmsystem eingespannt, das über eine für effizientes Schleifen optimierte Geometrie verfügt und den Arbeitsbereich der Schleifscheibe nicht blockiert.

Die neue Profileinsatzfunktion von NUMROTO erleichtert die Programmierung neuer, ultraeffizienter CNC-Werkzeugschleifmaschinentypen, die gerade auf den Markt kommen. Nach der Auswahl des Profileinsatzformfräsers gelangt der Anwender zu einem leicht verständlichen Menü, in dem er festlegen kann, ob das zu schleifende Werkstück von einer festen oder verstellbaren Zwinge oder von Klemmplatten gehalten wird. Die Software unterstützt verschiedene Aufspannplattenkonfigurationen, damit der Einsatz in allen drei Ebenen ausgerichtet werden kann. Sie verfügt über eine einfache Möglichkeit, Parameter wie Quer- und Längsversatzwerte einzugeben. NUMROTO unterstützt nun auch 3-D-Modelle für das Klemmsystem in der Produktion, sodass es bei 3-D-Simulationen angezeigt und auf Kollisionen mit der Schleifscheibe überprüft werden kann; der eigentliche Einsatz wird als würfelförmiger Rohling angezeigt. www.numroto.com

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