Grondbeginselen van machinale bewerking:inleiding tot gereedschapsbanen

We hebben de Machining Fundamentals-serie gemaakt om u te helpen uw CAM-kennis op te frissen, of u nu in een machinewerkplaats werkt of net begint. In-house machinisten in ons Birmingham Technology Centre hosten elke aflevering en geven een gedetailleerd overzicht van een tool/proces. In de vorige editie hebben we postprocessors behandeld. Hier hebben we een inleiding tot toolpaths, waar u een diepgaand inzicht krijgt in verschillende toolpath-types, van 2D tot 5-assig, en hoe u ze kunt programmeren met Fusion 360.

Je hebt waarschijnlijk gehoord dat er over toolpaths wordt gesproken in termen van 2D, 3D en volledige 5-assige simultaan. Maar wat betekenen deze termen? In dit artikel zullen we precies dat uitleggen, samen met hoe we deze toolpaths binnen Fusion 360 kunnen programmeren.

Wat zijn 2D Toolpaths?

Het meest elementaire toolpath-type is 2D. Zoals de naam al doet vermoeden, bewegen 2D-gereedschapsbanen alleen in twee dimensies, of twee van de assen van de machine, tijdens het snijden. Over het algemeen zijn dit de x- en y-assen. Als we naar onze machine in de video hierboven kijken, kunnen we een 2D-gereedschapspad in actie zien. U kunt zien dat het gereedschap naar beneden komt op de z-as, maar wanneer de eigenlijke snijpassage begint, beweegt het gereedschap alleen op het platte xy-vlak.

Wat zijn 2.5D Toolpaths?

De volgende stap van 2D-toolpaths zijn 2.5D-toolpaths. 2.5D-toolpaths zijn wanneer we een 2D-doorgang nemen en er meerdere diepten aan toevoegen. De reden waarom ze 2.5D heten en niet 3D, is omdat het gereedschap nog steeds alleen maar in twee assen beweegt. We hebben een 2D-doorgang, het gereedschap gaat omhoog of omlaag in zed, en dan wordt datzelfde 2D-pad herhaald.

Wat zijn 3D-toolpaths?

Het volgende type gereedschapspad is een 3D-gereedschapspad. Deze keer bewegen alle drie de assen naar onze x-, y- en z-assen terwijl we materiaal snijden. We kunnen nu complexere geometrie creëren, zoals gebogen oppervlakken. In de video hierboven kun je een 3D-gereedschapspad in actie zien terwijl een hellinggereedschap een filet maakt. Het gereedschap beweegt in de x- en y-richtingen terwijl het continu naar beneden beweegt in zed.

In dit stadium gebruiken we al alle drie de lineaire assen. Dus de volgende stap is het introduceren van een rotatie-as. Dit is nu alleen mogelijk afhankelijk van de beschikbare instellingen van uw machine. Sommige machines hebben slechts drie lineaire assen, wat betekent dat meer dan een 3-assig gereedschapspad onmogelijk is. Sommige machines hebben één extra rotatie-as en andere, zoals degene die in de video hierboven wordt gebruikt, hebben twee extra rotatie-assen. Bekijk voor meer informatie de video Machining Fundamentals over freesmachines.

Wat zijn 5-assige toolpaths?

Omdat mijn machine twee rotatie-assen heeft, kan ik boven een 3-assig gereedschapspad gaan. Een optie is om een ​​4-assig gereedschapspad te gebruiken, dat, zoals je zou kunnen raden, mijn drie lineaire assen gebruikt en één rotatie-as introduceert. Deze optie geeft me meer toegang tot gebieden op de onderdelen met mijn snijgereedschap omdat ik nu mijn onderdelen kan roteren ten opzichte van het gereedschap. De volgende fase is om te gaan voor een 5-assig gereedschapspad, dat mijn drie lineaire assen en twee rotatie-assen gebruikt. Deze optie geeft me weer een nog grotere toegang omdat ik een combinatie van de rotatie-assen kan gebruiken om toegang te krijgen tot nog meer gebieden. Ik kan ook de hoek bepalen waaronder mijn gereedschap contact maakt met de onderdelen, wat betekent dat ik de kwaliteit van de oppervlakteafwerking kan beïnvloeden.

Wat zijn 3+2 toolpaths?

Nog een term die je misschien hebt gehoord, is een 3+2 toolpath. Je vraagt ​​je misschien af ​​waarom dit niet hetzelfde is als een 5-assig toolpad. Het belangrijkste verschil komt neer op het aantal assen dat kan bewegen terwijl het onderdeel wordt gesneden. Voor een 5-assig gereedschapspad kunnen alle vijf assen bewegen terwijl het onderdeel wordt gesneden. Maar voor een 3+2 gereedschapspad gebruikt u rotatie-assen om het onderdeel ten opzichte van het gereedschap te verplaatsen terwijl u zich van het materiaal af bevindt. Zodra de rotatie-assen het onderdeel herpositioneren, loopt het gereedschapspad hetzelfde als elk ander 2D- of 3D-gereedschapspad.

In de video ziet u een voorbeeld van een 3+2 toolpath in actie. U zult een standaard 2D-gereedschapspad opmerken dat het onderdeel snijdt. Het gereedschap beweegt weg, en de rotatie-assen herpositioneren het onderdeel, en dan komt het gereedschap terug op het onderdeel en machinaal in 3-assige. Het gebruik van de rotatie-assen voor positionering op het gereedschapspad en de aard van het gereedschapspad zelf maakt dit een 3+2 gereedschapspad.

Deze kennis meenemen naar Fusion 360

Nu we de verschillende soorten toolpaths begrijpen, gaan we in Fusion 360 kijken hoe we ze kunnen programmeren. Fusion 360 splitst de toolpath-strategieën voor frezen op in 2D, 3D en meerassig. Hier zien we een toegepast 2D-profielpad, dat alleen voorkomt in de x- en y-richtingen. Als ik dit bewerk, kan ik meerdere diepten toevoegen en het converteren naar een 2.5D toolpath.

Van mijn lijst met 3D-strategieën heb ik een ramp-toolpath, die het toolpath tijdens het hardlopen tegelijkertijd in de x-, y- en z-assen verplaatst. Als ik naar de meerassige opties ga, heb ik een roterend gereedschapspad, een 4-assig gereedschapspad dat één roterende as gebruikt. Ik heb ook een swarf, wat een volledig 5-assig gelijktijdig pad is. U zult zich herinneren dat we ook 3+2 toolpaths hebben besproken, waarbij we rotatie-assen gebruiken, maar alleen voor positionering. Met behulp van gereedschapsoriëntatie kan ik elk van de gereedschapsbanen van hun 2- of 3-assige versie veranderen in een 3+2 gereedschapspad. Ik moet deze optie inschakelen op het tabblad geometrie door mijn nieuwe asrichtingen in te stellen vanaf de kaart. Dan is al het andere over het programmeren van het gereedschapspad hetzelfde.

Binnenkort meer basisprincipes van bewerkingen

Blijf op de hoogte:na deze aflevering over freesgereedschappen zullen we wekelijks Machining Fundamentals-afleveringen publiceren. Toekomstige onderwerpen zijn onder meer NC-code, werkcoördinatensystemen en meer. Bekijk de rest van de Machining Fundamentals-video's hieronder:

Grondbeginselen van bewerking:inleiding tot freesmachines
Grondbeginselen van bewerking:inleiding tot freesgereedschappen
Grondbeginselen van bewerking:inleiding tot draaibanken
Grondbeginselen van bewerking:Inleiding tot postprocessors

Download in de tussentijd Fusion 360 om vandaag nog slimmer te gaan bewerken. Lees hier meer over hoe u uw machine kunt maximaliseren met Fusion 360.