Steigerung der Effizienz mehrachsiger Fräsprozesse durch neue Planungsmethoden mit hoher Benutzerunterstützung:
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Karlsruhe
wbk, Institut für Produktionstechnik
2004
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| Series: | Forschungsberichte aus dem Wbk, Institut für Produktionstechnik, Universität Karlsruhe (TH)
122 |
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Inhaltsverzeichnis
0 Formelzeichen und Abkürzungen 1
1 Einleitung 5
2 Grundlagen und Stand des Wissens 9
2 1 NC-gesteuerte Fräsbearbeitung von Freiformflächen 9
211 Mehrachsiges Fräsen 9
212 Konventionelles und Hochgeschwindigkeitsfräsen 17
2 2 Geometrierepräsentation von Bauteilen mit gekrümmten Flächen 19
2 3 Geometrische Größen und Kennwerte 24
2 4 NC-Programmierung für die mehrachsige
Freiformflächenbearbeitung 26
241 Die Prozesskette 26
242 Unterstützung der Planung und NC-Programmierung 30
243 Sturz- und Kippwinkelbestimmung 35
244 Verfahren zur Bahnlegung 40
2 5 Zusammenfassung und Defizitbewertung 43
3 Aufgabenstellung 45
3 1 Problemstellung 45
3 2 Zielsetzung 47
3 3 Vorgehensweise und Systemaufbau 48
4 Bahnplanung mehrachsiger Fräsprozesse 51
4 1 Bearbeitungsrichtung im lokalen Krümmungsumfeld 51
411 Auswirkungen der Bearbeitungsrichtung auf die
Kontaktbedingungen 51
412 Auswirkungen der Bearbeitungsrichtung auf die dynamischen
Anforderungen an die Bewegungskomponenten 54
413 Optimierungsstrategien für die lokale
Bearbeitungsrichtung 57
Seite II
4 2 Optimierung der Bahnplanung durch Generierung
flächenkrümmungsabhängiger Leitlinien 60
421 Triangulationsverfahren zur Bestimmung des
Analyserasters 60
422 Ermittlung für die Bahnplanung relevanter
Flächenkennwerte 62
423 Aggregation lokal optimaler Vorzugsrichtungen zu
Vorzugsrichtungen oder Leitlinien 64
4 3 Zusammenfassung 69
5 Positionierung und Ausrichtung des Werkzeugs 71
5 1 Koordinatensysteme und Transformationen 71
5 2 Positionierung des Werkzeugs im Toleranzfenster 75
521 Betrachtung im konstanten Krümmungsumfeld 75
522 Betrachtung im variablen Krümmungsumfeld 77
5 3 Ermittlung der unterschnittfreien und optimierten Fräserlage
zum Eingriffspunkt 79
531 Analyse der Krümmungssituation und Abschätzung
von Sturz- und Kippwinkel 79
532 Optimierung der Werkzeugorientierung 84
5 4 Zusammenfassung 86
6 Ermittlung des Bahnabstands 87
6 1 Lokale Bahnbreite 87
611 Konturerzeugende Linie auf der Fräserhülle 88
612 Einfluss des Zahnvorschubs auf die Bahnbreite 90
6 2 Ermittlung der Seitwärtsschrittweite für einen Bahnzug 94
621 Bahnabstandsbestimmung durch Polygonzüge 94
622 Reduktion der Berechnungsdauer 97
6 3 Zusammenfassung 98
Inhaltsverzeichnis
III
7 Experimentelle Untersuchungen 99
7 1 Werkzeugmaschine 99
7 2 Versuchsrandbedingungen und Testgeometrien 100
7 3 Ergebnisse der Untersuchungen 102
731 Untersuchungen zur Bahnplanung 102
732 Untersuchungen zur Bahngenerierung und
Bahnabstandsermittlung 109
7 4 Zusammenfassung 111
8 Zusammenfassung und Ausblick 113
9 Literaturverzeichnis
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