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2023 | Buch | 1. Auflage

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Einstieg ins CNC-Fräsen und -Drehen

Geometrische Grundlagen und Anwendungsbeispiele mit Lösungswegen

verfasst von: Prof. Dr.-Ing. Stephan Wittkop, Dipl.-Ing. Ingo Weirauch Ingo Weirauch

Verlag: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG

Inhaltsverzeichnis
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Über dieses Buch

Die rechnergestützte numerische Steuerung (Computerized Numerical Control, CNC) bezeichnet ein elektronisches Verfahren zur Steuerung von Werkzeugmaschinen, das sich flächendeckend gegenüber der manuellen Steuerung von Dreh- und Fräsmaschinen durchgesetzt hat. Dieses Lehrbuch führt auf praxisorientierte Weise in die geometrischen Grundlagen des CNC-Fräsens und -Drehens ein. Es richtet sich an Studierende und Auszubildende der Mechatronik und Metalltechnik. Folgende Themenbereiche der Geometrie werden behandelt: - Koordinaten und Bezugspunkte beim Fräsen und Drehen - Winkelarten und Grundregeln der Winkelgeometrie - Strahlensatz - Trigonometrische Funktionen - Rotation von Vektoren - Allgemeine Darstellung von Geraden und Kreisen - Lösungsansätze für die vektorielle Schnittpunktberechnung Im Anschluss werden alle für die Dreh- und Fräsbearbeitung notwendigen CNC-Befehle erläutert, welche die elektronische Basis für die Umsetzung in Steuersignale darstellen. Es handelt sich um ausgewählte Befehle des G-Code-Satzes nach DIN 66025/ISO 6983. 40 Aufgaben zur Dreh- und Fräsbearbeitung eröffnen die Möglichkeit, das erworbene Wissen praktisch zu erproben und anhand der mitgelieferten Lösungswege selbstständig zu überprüfen. Zum besseren Verständnis des finalen Produkts enthalten die Anwendungsbeispiele auch 3D-Darstellungen der Bauteile. Auf plus.hanser-fachbuch.de werden die CNC-Programme der Aufgaben sowie ergänzende Simulationsvideos bereitgestellt, welche die Umsetzung der CNC-Programme visualisieren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Geometrische Grundlagen
Zusammenfassung
Für die Berechnungen der CNC-Beispiele sind einige ausgewählte geometrische und mathematische Grundlagen notwendig, die an dieser Stelle zusammengefasst werden.
Stephan Wittkop, Ingo Weirauch
2. CNC-Befehle
Zusammenfassung
Für die CNC-Beispiele werden lediglich ausgewählte Befehle des G-Code-Satzes nach DIN 66025/ISO 6983 verwendet. Dieser G-Code sollte von jeder Maschine und Simulationssoftware interpretierbar sein. In der Praxis wird von einigen ursprünglichen Definitionen teilweise abgewichen.
Stephan Wittkop, Ingo Weirauch
3. Fräsübungen
Zusammenfassung
In dieser Einführungsaufgabe soll lediglich eine quadratische Nut in ein Werkstück gefräst werden. Die Hinweise zur Bearbeitung gelten auch für alle nachfolgenden Aufgaben:
  • Es wird davon ausgegangen, dass eine Nut mit einem gleich großen Fräser gefertigt werden kann. Da der Nenndurchmesser der Werkzeuge sich durch Nachschliff und Abnutzung ändert, ist dies nicht immer möglich.
  • Der Nullpunkt wird in der Regel auf der linken unteren Ecke des Werkstücks angenommen.
  • Das Werkstück wird als vorbearbeitet betrachtet und daher auch nicht geplant.
  • Im Werkzeugwechsler befinden sich die notwendigen Fräser auf den angegebenen Positionen (meist Tool 1) und werden immer mit dem Korrekturregister D1 beschrieben.
  • CNC-Befehle werden in der zweistelligen Darstellung (z. B. G01 statt G1) angegeben. Dies dient nur der Lesbarkeit und hat keinen technologischen Hintergrund.
  • Die Positionsangaben werden von Maschinen unterschiedlich interpretiert. Die normale Koordinatenangabe im metrischen System erfolgt in Millimetern und auf drei Nachkommastellen genau, da dies der üblichen Reproduktionsgenauigkeit entspricht. Einige Steuerungen interpretieren Ganzzahlen als Mikrometerangabe. Dies wird hier nicht berücksichtigt.
Stephan Wittkop, Ingo Weirauch
4. Drehübungen
Zusammenfassung
In dieser Einführungsaufgabe werden zwei Absätze überdreht. Die Hinweise zur Bearbeitung gelten auch für alle nachfolgenden Aufgaben:
  • Es wird davon ausgegangen, dass die Schruppbearbeitung bereits erfolgt ist. Die Schlichtbearbeitung führt lediglich die Endkontur nach. CNC-Drehmaschinen verfügen in der Regel über Zyklen, die sowohl das Ausräumen als auch die Endbearbeitung übernehmen.
  • Der Nullpunkt wird hier auf der Stirnseite mittig angenommen. Bei wechselnden Werkstücklängen kann es sinnvoller sein, den Nullpunkt auf dem Spannfutter zu definieren.
  • Die maximale Auslängung wird nicht beachtet (Verhältnis zwischen Einspannlänge und Bearbeitungslänge). Daher muss auch kein Reitstock eingesetzt werden.
  • Im Werkzeugwechsler befinden sich alle notwendigen Werkzeuge auf den angegebenen Positionen und werden immer mit dem Korrekturregister D1 beschrieben.
  • CNC-Befehle werden in der zweistelligen Darstellung (z. B. G01 statt G1) angegeben. Dies dient nur der Lesbarkeit und hat keinen technologischen Hintergrund.
  • Die Positionsangaben werden von Maschinen unterschiedlich interpretiert. Die normale Koordinatenangabe im metrischen System ist in Millimeter und auf drei Nachkommastellen genau, da dies der üblichen Reproduktionsgenauigkeit entspricht. Einige Steuerungen interpretieren Ganzzahlen als Mikrometerangabe. Dies wird hier nicht berücksichtigt.
  • Der notwendige Abstich wird nicht beachtet.
  • Das verwendete Schlichtwerkzeug hat einen Nebenschneidenwinkel von 31,5° und darf maximal mit 30° in die Kontur eintauchen.
Stephan Wittkop, Ingo Weirauch
Backmatter
Metadaten
Titel
Einstieg ins CNC-Fräsen und -Drehen
verfasst von
Prof. Dr.-Ing. Stephan Wittkop
Dipl.-Ing. Ingo Weirauch Ingo Weirauch
Copyright-Jahr
2023
Verlag
Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
Electronic ISBN
978-3-446-47830-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-446-47830-5

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