Alphacam Tutorial 3d 01

CNC Y CAD-CAM

1 ALPHACAM FR ESA: SUPER FICIES 3D (01)

CNC y CAD-CAM

Índice

♦

OBJETIVO OBJETIVOS............................ S........................................... .................................. ..................................... ................................ .............................2 ...............2

♦

INTRODUC INTRODUCCIÓN CIÓN................. .................................... .................................. .................................. ..................................... ................................3 ..............3

1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA....................................................................4 1.2. DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR. ................. ......... ................. .................. ............. 6 1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE.................................................................7 1.3.1. 1.3.1. Ajustes Ajustes previos......... previos........................... ................................... ................................... .................................... ...................................7 .................7 1.3.2. 1.3.2. Mecaniz Mecanizado ado del material. material. .................................... ....................................................... ................................... ..........................8 ..........8 1.4. OPERACIÓN Nº 2: DESBASTE DE SUPERFICIES............................................12 1.4.1. 1.4.1. Ajustes Ajustes previos......... previos........................... ................................... ................................... .................................... .................................12 ...............12 1.4.2. 1.4.2. Mecaniz Mecanizado ado del material. material. .................................... ....................................................... ................................... ........................ ........ 13 1.5. OPERACIÓN Nº 3: ACABADO DE SUPERFICIES.............................................17 1.5.1. 1.5.1. Ajustes Ajustes previos......... previos........................... ................................... ................................... .................................... .................................17 ...............17 1.5.2. 1.5.2. Mecaniz Mecanizado ado del material. material. .................................... ....................................................... ................................... ........................ ........ 17

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

1

Formación Abierta

♦

OBJETIVOS

Este tutorial tiene como objetivo dar una idea al alumno del modo de trabajo que ofrece un programa de CAD-CAM a la hora de afrontar mecanizados en 3D. En este ejercicio partiremos de una pieza previamente dibujada. Antes de comenzar, es muy importante observar que vamos a abordar la realización de un ejercicio trabajando sobre superficies pero no un modelo sólido, con las particularidades en el menú que ello implica. Una gran parte de los programas de CAD 3D y programas de CAD-CAM trabajan con superficies, en lugar de trabajar con sólidos. No obstante, la realización de esta pieza –muy próxima a lo que sería el mecanizado de un típico molde de inyección-, nos dará una idea muy clara e intuitiva de las posibilidades que se abren con este tipo de software, fundamentalmente en la industria del mecanizado de moldes.

2

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

CNC y CAD-CAM

♦

INTRODUCCIÓN

A lo largo de los anteriores tutoriales se ha procedido al desarrollo de una serie de trabajos típicos de mecanizado en lo que se conoce como trabajo en dos dimensiones (2D). En el caso de las operaciones de fresado descritas, el movimiento consistía fundamentalmente en un desplazamiento sobre el plano XY con los desplazamientos necesarios en el eje Z para los posicionamientos de la herramienta: en cualquier caso, dichos movimientos eran consecutivos pero no se producían simultáneamente. Así mismo también se han realizado trabajos en tornos dotados de 4º eje, equipados en realidad con un plato dotado de desplazamiento angular programable y herramientas con una motorización propia. En el siguiente tutorial, podrán verse algunas de las estrategias de mecanizado en 3D utilizadas habitualmente en este tipo de trabajos. Es importante reseñar que no todas las máquinas disponen de más de tres ejes o de la posibilidad de trabajarlos conjuntamente; además, no sólo deberá estar en consonancia la máquina empleada, sino que el programa de CAD-CAM también deberá disponer de un postprocesador  capaz de interpretar y soportar tales movimientos. Para poder llevar a cabo el ejercicio, será necesario abrir el módulo Fresadora Estudiante y cargar una pieza previamente dibujada en 3D que encontrará en una de las carpetas que ALPHACAM habrá creado tras su instalación en su ordenador. En el capítulo siguiente se describirán detalladamente los pasos a seguir.

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

3

Formación Abierta

1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA. En esta ocasión no será necesario realizar ningún dibujo de la pieza, dado que procederemos a la importación del mismo desde la carpeta adecuada. Para ello, y tras escoger el módulo Fresadora Estudiante de entre los que tendrá instalados en su ordenador, bastará simplemente simplemente con seguir la ruta que aquí indicamos:

C - carpeta LICOMDIR - carpeta 3D TUTOR - fichero 3D Demo Tutorial Geometry.

Unidad de disco

Antes de cargar el dibujo, ALPHACAM le advertirá de que algunas de las capas empleadas a la hora de realizar el dibujo se hallan ocultas. Esto no supone ningún problema, dado que evidentemente se han ocultado para no saturar el dibujo y facilitar  así el trabajo; no obstante, pueden activarse todas las capas si se desea. Si tras cargar la pieza ésta aparece representada en planta, le recomendamos que pase a visualizarla en perspectiva isométrica activando el icono VISTAS 3D . La vista que debería obtenerse es la siguiente (no importa si aparece en otros colores):

Figura 1.1. Vista isométrica de la pieza importada.

La velocidad a la que se realizarán las posteriores simulaciones de la pieza en movimiento y especialmente de lo que son propios mecanizados, va a depender en gran medida del sistema operativo utilizado y las prestaciones del ordenador utilizado. Aunque no podrá localizarse en los directorios existentes el plano de la pieza –al importarse ya realizada-, adjuntamos en la figura siguiente las dimensiones de la pieza a título únicamente orientativo. Obsérvese la dificultad añadida que supone el radio de los fondos de pieza y la inclinación de 5º que presentan las paredes –algo necesario en este tipo piezas para el posterior desmoldeo-, y que los programas de CAD-CAM

4

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

CNC y CAD-CAM

resuelven fácilmente a pesar de la complejidad que supondría la obtención de ese mismo listado de programación CNC resuelto manualmente. Adjuntamos el plano a modo meramente orientativo, dado que la pieza ya se encuentra dibujada. 250 200 60

60

   5    7 ,   1    R         0         0         0         5         1         1

  2  0    R

        0         5

     0      0      1       R

     7

5 °  °       7

      2       6       3       R

     3       R

5  °  

  1  0    R

   3    R   3    R

        5 5

        0         7

Figura 1.1. Plano de la pieza.

Insistimos en que estas cotas serían necesarias para la obtención del modelo mediante algún programa de dibujo en 3D generalmente (UNIGRAPHICS, CATIA, INVENTOR, SOLID WORKS, SOLID EDGE, CADKEY, etc). Simplemente adjuntamos el plano para hacernos a la idea de las dimensiones generales de la pieza y porque necesitamos saber, eso sí, las profundidades máximas y los radios de redondeo utilizados para poder así escoger las herramientas de corte más adecuadas. Aunque no es el caso debido a que la geometría importada ya se halla ubicada adecuadamente, en el caso de que se importase una geometría mal ubicada (es decir, que el punto que se ha tomado como origen en el programa de CAD original para dibujar en la pieza no coincidiese con lo que deseamos sea el “cero pieza”), debería procederse al desplazamiento de la pieza. Bastaría para ello con escoger el comando

MOVER  , seleccionar toda la pieza, marcar con el cursor el punto a desplazar (el que será el futuro cero), y teclear t eclear X0, Y0, Z0.

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

5

Formación Abierta

1.2. DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR. El ejemplo está dividido en tres partes, realizadas con tres herramientas distintas y tres estrategias de mecanizado diferentes. La elección de estas tres estrategias bien diferenciadas responde más bien a motivos didácticos que prácticos, ya que como podrá comprobarse los pasos segundo y tercero del mecanizado podrían haber sido iguales en cuanto a modo de trabajo pero realizados con una herramienta de desbaste y otra de acabado respectivamente. Así mismo, el tipo y número de herramientas dependerá obviamente de la naturaleza del material que va mecanizarse, la capacidad de la herramienta para realizar ciertos trabajos en función de la geometría, etc… Las herramientas a utilizar van a ser las siguientes: 





OPERACIÓN 1: Gran desbaste en eje Z. Mediante una herramienta enteriza  plana de Ø 20 mm. Esta herramienta irá desbastando convencionalmente la mayor parte del material a eliminar, sin acercarse a las paredes laterales y penetrando en Z cuando sea necesario para mecanizar por capas paralelas. El resultado visual será una oquedad y una isla interior escalonadas. OPERACIÓN 2: Desbaste de superficies. Mediante una herramienta enteriza semiesférica de Ø 10 mm. Esta herramienta se hará cargo del citado escalonado (fruto del desbaste de la herramienta plana anterior), aproximándose a lo que va a ser el resultado final. OPERACIÓN 3: Acabado de superficies. Mediante una herramienta enteriza semiesférica de Ø 5 mm. Esta herramienta acabará definitivamente las superficies de la pieza.

Figura 1.2. Fotografías de los dos tipos de herramientas utilizados.

6

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).

CNC y CAD-CAM

1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE. La explicación del primero de los procesos de mecanizado se dividirá entre lo que son los ajustes previos y lo que es el propio proceso de mecanización. Comenzaremos con los ajustes iniciales, consistentes básicamente en la consabida elección del postprocesador, postprocesador, de la herramienta y del material a mecanizar.

1.3.1. AJUSTES PREVIOS. En primer lugar escogeremos el postprocesador (ruta  ARCHIVO - SELECCIONAR  POST PROCESADOR ), ), escogiéndose por ejemplo el postprocesador denominado “Alpha Standard 3 ejes Fresadora” . Obviamente, si conociésemos la máquina que realizaría el mecanizado y dispusiésemos del postprocesador correspondiente optaríamos por una elección más concreta para obtener un programa CNC más adecuado y que requiriese menos ajustes. A continuación escogeremos el material a mecanizar (ruta MECANIZAR - SELECCIONAR MATERIAL), y finalmente pulsar   ACEPTAR . Por ejemplo, escoger aluminio