FERTIGUNGSTECHNIKLABOR WS 2014/15

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1 Hochschule für Angewandte Department Maschinenbau und Produktion Wissenschaften Hamburg Institut für Produktionstechnik FERTIGUNGSTECHNIKLABOR WS 2014/15 Betreuer : Dipl.-Ing. H. Catakli, Dipl.-Ing. T. Hänert, Dipl.-Ing. K. Opalka, D. Kühl Gruppen-Nr. :... Versuch : ND Versuchstage(Datum):... Namen Anwesenheit Tag Einführung F Tag F Tag F015 F Tag F103 / F025A Ablaufdokumentation zur Aufgabe CNC-Programmierung: Vor Inangriffnahme des jeweils nächsten Bearbeitungsschrittes sind die bisher erarbeiteten Unterlagen durch die Arbeitsgruppe zum Testat vorzulegen. Datum Arbeitsschritt Bemerkung Testat Arbeitsplan Modellieren NC-Programm erstellen Werkstück fertigen Rapid-Prototyping 3D Messen Abgabetermin - Laborbericht Abschlusstestat Als Hausaufgabe zu erledigen! Achtung: -Zwei Laborgruppen werden am 3. Labortag im Wechsel zerspanen bzw. denlaborversuch Rapid Prototyping durchführen. Dabei ist zu beachten, dass die Laborgruppe jeweils mit der niedrigeren Gruppenzahl zuerst in die Werkstatt (F015) zum Zerspanen geht, und die mit der höheren Gruppenzahl führt den Versuch Rapid Prototyping (F107)durch. Im nächsten Viertel wechseln die Gruppen die Laborräume. - Die NC-Programmieranleitung finden Sie unter bzw. Allgemeine Übersicht Drehen mit CATIA V5

2 Fertigungstechnik-Labor FtT-L, 3. Semester Versuch Ort Laborleitung ND Rechnergestützte Programmierung von Drehteilen, Programmerprobung, Rapid-Prototyping, Werkstückfertigung, Messtechnische Bewertung Labor für Produktionstechnik, Räume F103 (Beginn), F107, F015, F025a Die Herren Prof. Gravel, Prof. Hornberger, Catakli, Kühl, Opalka Abgabetermin innerhalb 14 Kalendertagen nach dem Labortermin 3D-Messtechnik Ziele Praktischer Umgang mit Maschinen und Geräten der Fertigungs- und Messtechnik Gewinnung von vertiefenden Kenntnissen über den Vorlesungsinhalt hinaus Anfertigung eines Laborberichtes nach Maßgaben zur Erstellung wissenschaftlicher Arbeiten Befähigung zur Teamarbeit durch Arbeit in der Gruppe Aufgabe In diesem Laborversuch soll die gesamte Prozesskette der industriellen Teilefertigung abgebildet werden. Dazu wird nach einer Zeichnung ein Bauteil als CAD-Modell und aus den Werkstoff- und Werkzeugdaten ein Operationsplan mit Schnittwerten erstellt. Aus diesen Daten wird graphisch interaktiv ein CNC-Programm erzeugt. Parallel dazu wird ein Rapid-Prototyping-Modell hergestellt, um die Modellgeometrie zu überprüfen. Nach der Fertigung wird am Bauteil mittels einer Koordinatenmessmaschine eine Bewertung der Werkstückgeometrie vorgenommen. Laborvorbereitung: Das Labor umfasst 3 Labortermine Alle Ablaufschritte sind jeweils zur Abstimmung und Testaterteilung vorzulegen. Das Abschlusstestat wird erteilt, wenn neben dem fertigen Drehteil alle Planungs- und Ergebnisunterlagen gemäß Auflistung in einwandfreier, geordneter Form vorliegen. Für die erfolgreiche Teilnahme ist es erforderlich als häusliche Vorbereitung, ein 3D-CAD-Modell aus der Werkstückskizze (gruppenbezogen) zu erstellen und auf elektronischem Medium zum Labortermin mitzubringen. Hinweise: Im Labor sind geschlossenes Schuhwerk und eng anliegende Kleidung (lange Hose) zu tragen. Lange Haare dürfen nicht offen getragen werden. Den Anweisungen der Laborleiter ist Folge zu leisten. Voraussetzung für die Anerkennung des Labors ist die Teilnahme an der gesamten Labordurchführung. Die selbstständige Erarbeitung des Protokolls ist von jedem Gruppenmitglied nachzuweisen. ND - 2/20

3 Ausstattung Zur Verfügung stehen die folgenden Einrichtungen und Materialien: 3D-CAD-System CATIA V5 R21 Programmiersystem der Firma Dassault Systèmes CATIA V5 R21 mit graphischen Terminals, Drucker, DNC-Datentransfer. CNC-Drehmaschine EMCOTURN 365 mit Steuerung SINUMERIK 810 D, Trommel- Werkzeugspeicher bestückt mit Werkzeugen (siehe Tabelle 1), Spannfutter KFD-HS 200/3 (siehe Karteiblatt für Spannzeuge). Dreikoordinaten-Messmaschine LEITZ PMM 654 mit Auswertesoftware PC-DMIS. Werkstück-Rohteile aus Werkstoff C45E; Abmessungen: Durchmesser 75 mm, Länge 142 mm, massiv. Eine Werkstückzeichnung mit folgenden Anforderungen bekommt jede Gruppe zur Verfügung gestellt: vollständige Bearbeitung in zwei Einspannungen, Innenbearbeitung auf einer Seite, Kegelbereich, Kugel- oder Torusbereich ( Radius ) mit nichttangentialem (unstetigem) Konturübergang, Übergangsradien und Fasen, Gewinde (außen), Anwendung des Unterprogramms Gewinde_iso Nut (Einzel- oder Mehrfacheinstich, gestochene Kammer, Anwendung des Unterprogramms Einstich ), ausgedrehter Eintauchbereich (längsgedrehte Kammer ), Passmaßbereich innen oder außen, IT 6. Bohr- und Fräsbearbeitung (NC-Programm-Befehle der Bearbeitungen für angetriebene Werkzeuge werden bereitgestellt) Ablauf Die Aufgabe ist in folgenden Ablaufschritten zu bearbeiten: 1 Erstellen des Operationsplanes mit den Planungsdaten zu Schnittfolge, Werkzeugzuordnung, Schnittwertfestlegung Schnitttiefe a p Vorschub f Schnittgeschwindigkeit v c 2 Erstellen des Werkstückmodells mit Hilfe von CATIA V5 R21 (als Hausarbeit) 3 Erstellen der Quellenprogramme grafisch-interaktiv und Programmerprobung durch Simulation der Bearbeitung 4 Postprozessor-Verarbeitung, DNC-Datentransfer der erzeugten NC-Programme 5 Rapid-Prototyping (siehe Laborversuch RP) 6 Programmerprobung auf der Drehmaschine, Erzeugung des Drehteils 7 Messtechnische Bewertung des Werkstücks Literatur/Quellen Systembeschreibung und Programmieranleitung bzw. Onlinehilfe CATIA V5 R21, Skripte des Labors, das Buch CAD/CAM mit V5 NC Programmierung von Hoffmann, Schrifttum über Abspantechnik (DIN-Normen, König, Pauksch, Reichard, Spur/Stöferle u.a.), im Internet zum CAD/CAM-Buch von Hoffmann ND - 3/20

4 Tabelle 1 Belegung des Werkzeugrevolvers der EMCOTURN 365 Benennung Verwendung Schnittwertebereich TWS- Platz Besondere Maße Linker Eckdrehmeißel ID Kontur plan/längs vordrehen f = 0,2 / 0,3 mm a p = 1 3 mm v c = 250 / 220 m/min 01 r = 0,8 mm Linker Kopier- Drehmeißel ID Vordrehen in Eintauchbereichen/ Fertigdrehen von Passungen f = 0,2/0,15 mm a p = 0,5...2 mm v c = 200/350 m/min 02 r = 0,4 mm Wendeplattenbohrer ID Vorbohren f = 0,14 mm v c = 250 m/min 04 d = 31 mm Stechwerkzeug ID Stechen radial f = 0,15 mm v c = 160 m/min 05 r = 0,2 mm B = 4 mm Rechter Gewindedrehmeißel ID Metrische Außengewinde v c = 150 m/min 06 p = 3 mm Bohrstange ID Vordrehen/ Fertigdrehen, innen f = 0,1 / 0,2 mm a p =0,5...2 mm v c = 150/200 m/min 08 r = 0,8 mm Angetriebene Werkzeuge: Stufenbohrer ID Bohren mit Fase, 45 schräg f = 0,15 mm v c = 50 m/min 03 d = 6,8/9 mm Stufenbohrer M8 ID Bohren mit Fase, radial f = 0,15 mm v c = 50 m/min 09 d = 6,8/9 mm Gewindebohrer ID Metrische ISO- Gewinde M8, radial v c = 25 m/min 10 p = 1,25 Schruppfräser (mit IK) ID Schruppen und Schlichten von Nuten und Taschen, axial f z = 0,06 / 0,05 mm v c = 80 / 120 m/min 11 d = 10 mm z = 4 Gruppen-Nr.:.. 1. Einspannung ND - 4/20

5 T a b e l l e 1: W e r k z e u g s a t z Magazin- Platz Bezeichnung Schneidstoff Eckenradius in mm Einstellmaß X in mm Z in mm Tabelle 2: Schnittfolge- und Technologieplan Schnitt- Nr Bezeichnung Wzg. Identnr. Schnitttiefe a p in mm Vorschub f in mm Schnittgeschwindigkeit v c in m/min ND - 5/20

6 Gruppen-Nr.:.. 2. Einspannung T a b e l l e 1: W e r k z e u g s a t z Magazin- Platz Bezeichnung Schneidstoff Eckenradius in mm Einstellmaß X in mm Z in mm Tabelle 2: Schnittfolge- und Technologieplan Schnitt- Nr Bezeichnung Wzg. Identnr. Schnitttiefe a p in mm Vorschub f in mm Schnittgeschwindigkeit v c in m/min ND - 6/20

7 Arbeitsraum von EMCOTURN 365 MC ND - 7/20

8 Nachweis der Anwendbarkeit der Technologiewerte beim Drehen Schnittkraft: F c = k. c A. C h= f. sinχ χ= 95 A= a. p f C= 1 F c Schnittkraft, h Spanungsdicke, a p Schnitttiefe, C Korrekturfaktor k c (spezifische Schnittkraft = 2985 N/mm 2 ) siehe Tabellenbuch Metall, 45. Auflage Kippmoment: M ckipp = F c. l c Zulässiges Kippmoment: M ckippzul = 1.5. F. B µ. d sp /2 µ 0.4 bei Krallenbacken 0.1 bei weichen Backen F B 110/3 kn (Kraft einer Backe) d sp Spanndurchmesser Vorhandenes Schnittmoment: M c = F c. r c r c Schnittradius Max. übertragbares Drehmoment am Futter M czul = 3. F B. µ. d sp /2 Schnittleistung: erforderliche Schnittleistung P c, erf. = F c. v c vorhandene Schnittleistung P c, vorh. = P Diagr.. η η Maschinen-Wirkungsgrad, hier 0.8 v c Schnittgeschwindigkeit Rauhtiefe: R zth = f 2 / (8. r ε ) R zproz. = 2 3. R zth f Vorschub je Umdrehung r ε Schneideckenradius ND - 8/20

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20 Erklärung Protokollführer: Hiermit versichere ich, Name: Vorname: dass ich das vorliegende Protokoll für den Versuch Lehrveranstaltung: Versuch: ohne fremde Hilfe, außer durch unten angegebene Laborgruppenmitglieder, selbstständig verfasst und nur die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe. Wörtlich oder dem Sinn nach aus anderen Werken entnommene Stellen sind unter Angabe der Quellen kenntlich gemacht. Ort Datum Unterschrift Protokollführer Gruppenmitglieder: Hiermit bestätigen wir, Name: Vorname: dass wir mit den Inhalten und der Form des vorliegenden Protokolls vertraut und inverstanden sind. Unterschriften Gruppenmitglieder ND - 20/20