Vijf aluminium wereldbollen gefreesd met één set gereedschap

Een blikvanger op de stand van Widenhorn op de Techni-Show was een prachtige wereldbol. Deze is in samenwerking met Teclab, Van Hoorn Carbide en De Ridder THO gefreesd en geprogrammeerd met Edgecam CADCAM voor frezen, draaien en draaderoderen.

Met het maken van deze wereldbol laat Widenhorn de mogelijkheden van Edgecam zien voor het aansturen van CNC machines. Sander Weijters, support engineer bij Widenhorn, heeft het project van het begin tot het eind geprogrammeerd en begeleid. Het programmeren van zo’n grote bol is een leuke uitdaging en resulteerde onder andere in ruim 2 miljoen regels nc-code.

Partner in het project Van Hoorn Carbide in Weert is producent van volhardmetalen gereedschappen. Het bedrijf heeft alle benodigde gereedschappen geleverd en zorgde voor de gegevens voor optimale verspaningscondities.

De Ridder is de leverancier van de Litz LU-620 met Heidenhain iTNC530 besturing waarop de wereldbol is gefreesd. Teclab in Eindhoven, dat studenten een topopleiding aanbiedt op mbo-niveau 4+, maakt gebruik van deze moderne 5-assige simultaan-machine om haar studenten zo goed mogelijk op te leiden voor de praktijk. Tijdens de Techni-Show was op de stand van de Ridder THO live te zien hoe deze wereldbol wordt gefreesd.

Korte cyclustijd
De wereldbol is gemaakt van aluminium. Vanwege de afmetingen van de bol is gekozen om deze uit twee delen te maken, het noordelijke en zuidelijke deel. Als eerste is het materiaal uitgehold om het totaalgewicht te beperken. Deze bewerking heeft een cyclustijd van slechts 16 minuten. Het voorfrezen is gedaan met een frees met een diameter van 20mm, een Ap van 17.5 millimeter, Ae 5 millimeter, een voeding van 10500 mm/min en een toerental van 12000 rpm. Uiteraard is gekozen voor Edgecam’s wavemilling-strategie. Deze strategie houdt de aangrijphoek constant waardoor de belasting op het gereedschap volledig onder controle is. Er zijn dus geen pieken in de belasting op het gereedschap waardoor de optimale snijgegevens aangehouden kunnen worden. Gebruikt is de VHAD32001042010 frees van Van Hoorn.

Bolfrees
Voor het frezen van de bolle zijde is een opspanplaat gefreesd. Het voorbewerken van de buitenkanten is gedaan met dezelfde strategie als de holle zijde. Na de ruwe voorbewerking met de frees van 20mm is een bolfrees gekozen van 12mm (VHKA21200781215) om de definitieve vorm er al redelijk in te krijgen en de nafrees te ontlasten. Na deze bewerkingen is een bolfrees van 6mm (VHKA20600780615) gekozen voor een tweede tussenbewerking zodat de echte nabewerking met een bolfreesje van 4mm (VHKC40400640631) zo soepel mogelijk zou verlopen. De bewerkingen met de bolfrezen zijn allemaal vijf-assig simultaan uitgevoerd.

Maximale oppervlaktekwaliteit
Met Edgecam simultaanfrezen kan het gereedschap onder de ideale hoek ten opzichte van het uiteindelijke oppervlak blijven waardoor de maximale oppervlaktekwaliteit behaald wordt. Dit heeft tevens een positieve invloed op de levensduur van de gereedschappen. Van ieder van de hierboven genoemde gereedschappen is er slechts één nodig geweest voor het frezen van vijf complete wereldbollen.

De met ieder Edgecam systeem meegeleverde machinesimulatie geeft de gebruiker volledig inzicht in het verloop van het gemaakte programma. Dit biedt het vertrouwen om de 10 uur durende nabewerking (van één deel) met een bolfreesje van 4 millimeter onbemand uit te voeren. Jeroen Kragten, docent bij Teclab, heeft het volledige productieproces uitgevoerd en was onder de indruk van de kwaliteit van zowel strategie, machine als gereedschap.

Het ruwmateriaal voor de wereldbol bestaat uit twee delen van rond 400mm en 200mm hoog. Één deel woog 70kg. Na het frezen van één deel weegt een halve bol nog maar 17kg. De voet waarop de wereldbol staat is gefreesd in het testcentrum bij Van Hoorn Carbide. Op de voet zijn de logo’s van de meewerkende bedrijven gefreesd.