Fünfachs-Simultan-Hartfräsen im Werkzeug- und Formenbau

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Bei der Bahnplanung für die Fünfachs-Hartbearbeitung von typischen Werkzeugbauteilen kann die Schnittaufteilung anders erfolgen als unter den Randbedingungen der Dreiachsbearbeitung. Dort kommen ebenso andere Werkzeugarten zum Einsatz, weil die Eingriffssituation über zwei weitere Achsen im Prozess beeinflusst werden kann.

Fünfachsbearbeitung bietet bessere Prozessbedingungen für Vorschlichten und Schlichten

Dadurch können die Bauteilkonturen bereits beim Schruppen ohne große Restmaterialstufen angenähert werden. Dies bedeutet für die Nachfolgeprozesse Vorschlichten und Schlichten stark verbesserte Prozessbedingungen, da gleichmäßige Aufmaßverhältnisse herrschen. Dadurch lassen sich gerade das Vorschlichten stark verkürzen, der Werkzeugverschleiß reduzieren und die Prozesssicherheit steigern.

Bei der Schlichtbearbeitung gilt es, durch die gewonnene Flexibilität in der Orientierungsbewegung die Werkzeuge für höhere Zeilenbreiten zu nutzen. Dadurch kann die Anzahl der Schlichtbahnen stark reduziert werden. Dies bedeutet gegebenenfalls die Reduktion der Schlichtbearbeitungszeit von Stunden auf Minuten, bei gleicher Oberflächengüte.

Programmierung für Fünfachsbearbeitung deutlich aufwendiger

Wenn man sich heute in Werkzeugbaubetrieben umschaut, wird man nur in den seltensten Fällen echt simultan fünfachsige Bearbeitungen zu sehen bekommen. Woran aber liegt es, dass trotz der in vielen Fällen verfügbaren Maschinenausstattung meist dreiachsig oder höchstens mit angestellter vierter oder fünfter Achse bearbeitet wird? Tatsache ist, dass die deutlich aufwändigere Programmierung der Fünfachsbearbeitung sowie das in vielen Fällen nicht ausreichende Know-how die Wirtschaftlichkeit in der Gesamtbetrachtung derart einschränken, dass eine Dreiachs-Bearbeitung dann doch deutlich sinnvoller erscheint.

Zudem existieren bis dato kaum angespasste CAM-Strategien, um den speziellen Anforderungen an Prozessführung und Restmaterialerkennung gerecht zu werden, die gerade aus der Hartfräsbearbeitung resultieren. Dies gilt insbesondere für die Schrupp- und Vorschlichtbearbeitung, bei der konstante Eingriffs- und Belastungsbedingungen für die Werkzeuge von essenzieller Bedeutung sind.

Ruckartige Bahnbewegungen steigern Schneidenbelastung

Ruckartige Bahnbewegungen an der Werkzeugspitze (Tool Tip) oder in der Werkzeugorientierung (Tool Axis) führen zu starken Belastungen von Werkzeug und Schneide. Diese müssen unbedingt vermieden werden. Weiterhin ist eine detaillierte Untersuchung der ausgegebenen NC-Programme in Bezug auf die dynamische Beanspruchung der Werkzeugmaschine sehr oft hilfreich, um die engen Grenzen des Prozessfensters bei der Hartbearbeitung einzuhalten. Verlässt man dieses enge Prozessfenster aufgrund der grenzwertigen Belastung der Achsen durch disharmonische Bahnführung, führt dies zu starkem Werkzeugverschleiß und Konturmarken.

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