Alphacam Tutorial 3d 01

CCNNCC YY CCAADD--CCAAMM

AALLPPHHAACCAAMM FFRREESSAA::SSUUPPEERRFFIICCIIEESS 33DD ((0011))

CCNNCC CCAADD--CCAAMM

11

CNC y CAD-CAM

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01). 1

Índice

♦ OBJETIVOS.............................................................................................................2

♦ INTRODUCCIÓN......................................................................................................3

1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA....................................................................4

1.2. DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR. .....................................6

1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE.................................................................7

1.3.1. Ajustes previos.................................................................................................71.3.2. Mecanizado del material. .................................................................................8

1.4. OPERACIÓN Nº 2: DESBASTE DE SUPERFICIES............................................12

1.4.1. Ajustes previos...............................................................................................121.4.2. Mecanizado del material. ...............................................................................13

1.5. OPERACIÓN Nº 3: ACABADO DE SUPERFICIES. ............................................17


Formación Abierta

Unidad 1. ALPHACAM Fresa 3D (01).2

♦ OBJETIVOS

Este tutorial tiene como objetivo dar una idea al alumno del modo de trabajo queofrece 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 ejerciciotrabajando sobre superficies pero no un modelo sólido, con las particularidades en elmenú que ello implica. Una gran parte de los programas de CAD 3D y programas deCAD-CAM trabajan con superficies, en lugar de trabajar con sólidos.

No obstante, la realización de esta pieza –muy próxima a lo que sería el mecanizadode un típico molde de inyección-, nos dará una idea muy clara e intuitiva de lasposibilidades que se abren con este tipo de software, fundamentalmente en la industriadel mecanizado de moldes.

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♦ INTRODUCCIÓN

A lo largo de los anteriores tutoriales se ha procedido al desarrollo de una serie detrabajos 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 consistíafundamentalmente en un desplazamiento sobre el plano XY con los desplazamientosnecesarios en el eje Z para los posicionamientos de la herramienta: en cualquier caso,dichos movimientos eran consecutivos pero no se producían simultáneamente. Asímismo también se han realizado trabajos en tornos dotados de 4º eje, equipados enrealidad con un plato dotado de desplazamiento angular programable y herramientascon una motorización propia.

En el siguiente tutorial, podrán verse algunas de las estrategias de mecanizado en 3Dutilizadas habitualmente en este tipo de trabajos. Es importante reseñar que no todaslas máquinas disponen de más de tres ejes o de la posibilidad de trabajarlosconjuntamente; además, no sólo deberá estar en consonancia la máquina empleada,sino que el programa de CAD-CAM también deberá disponer de un postprocesadorcapaz de interpretar y soportar tales movimientos.

Para poder llevar a cabo el ejercicio, será necesario abrir el módulo FresadoraEstudiante y cargar una pieza previamente dibujada en 3D que encontrará en una delas carpetas que ALPHACAM habrá creado tras su instalación en su ordenador. En elcapítulo siguiente se describirán detalladamente los pasos a seguir.

Formación Abierta


1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA.

En esta ocasión no será necesario realizar ningún dibujo de la pieza, dado queprocederemos a la importación del mismo desde la carpeta adecuada. Para ello, y trasescoger el módulo Fresadora Estudiante de entre los que tendrá instalados en suordenador, bastará simplemente con seguir la ruta que aquí indicamos:

Unidad de disco C- carpeta LICOMDIR- carpeta 3D TUTOR- fichero 3D DemoTutorial Geometry.

Antes de cargar el dibujo, ALPHACAM le advertirá de que algunas de las capasempleadas a la hora de realizar el dibujo se hallan ocultas. Esto no supone ningúnproblema, dado que evidentemente se han ocultado para no saturar el dibujo y facilitarasí 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 . Lavista 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 simulacionesde la pieza en movimiento y especialmente de lo que son propiosmecanizados, va a depender en gran medida del sistemaoperativo utilizado y las prestaciones del ordenador utilizado.

Aunque no podrá localizarse en los directorios existentes el plano de la pieza –alimportarse ya realizada-, adjuntamos en la figura siguiente las dimensiones de la piezaa título únicamente orientativo. Obsérvese la dificultad añadida que supone el radio delos fondos de pieza y la inclinación de 5º que presentan las paredes –algo necesarioen este tipo piezas para el posterior desmoldeo-, y que los programas de CAD-CAM

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resuelven fácilmente a pesar de la complejidad que supondría la obtención de esemismo listado de programación CNC resuelto manualmente. Adjuntamos el plano amodo meramente orientativo, dado que la pieza ya se encuentra dibujada.

5°

5°

250

200

60 60

100

150

R17,5

R10

0R205

0

R36

2

R37

7

R3

R355

70R1

0

Figura 1.1. Plano de la pieza.

Insistimos en que estas cotas serían necesarias para la obtención del modelomediante algún programa de dibujo en 3D generalmente (UNIGRAPHICS, CATIA,INVENTOR, SOLID WORKS, SOLID EDGE, CADKEY, etc). Simplemente adjuntamosel plano para hacernos a la idea de las dimensiones generales de la pieza y porquenecesitamos saber, eso sí, las profundidades máximas y los radios de redondeoutilizados para poder así escoger las herramientas de corte más adecuadas.

Aunque no es el caso debido a que la geometría importada ya se halla ubicadaadecuadamente, 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 paradibujar en la pieza no coincidiese con lo que deseamos sea el “cero pieza”), deberíaprocederse 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 (elque será el futuro cero), y teclear X0, Y0, Z0.

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1.2. DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR.

El ejemplo está dividido en tres partes, realizadas con tres herramientas distintas y tresestrategias de mecanizado diferentes. La elección de estas tres estrategias biendiferenciadas responde más bien a motivos didácticos que prácticos, ya que comopodrá comprobarse los pasos segundo y tercero del mecanizado podrían haber sidoiguales en cuanto a modo de trabajo pero realizados con una herramienta de desbastey otra de acabado respectivamente. Así mismo, el tipo y número de herramientasdependerá obviamente de la naturaleza del material que va mecanizarse, la capacidadde 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 enterizaplana de Ø 20 mm.

Esta herramienta irá desbastando convencionalmente la mayor parte del material aeliminar, sin acercarse a las paredes laterales y penetrando en Z cuando seanecesario para mecanizar por capas paralelas. El resultado visual será unaoquedad y una isla interior escalonadas.

� OPERACIÓN 2: Desbaste de superficies. Mediante una herramienta enterizasemiesférica de Ø 10 mm.

Esta herramienta se hará cargo del citado escalonado (fruto del desbaste de laherramienta plana anterior), aproximándose a lo que va a ser el resultado final.

� OPERACIÓN 3: Acabado de superficies. Mediante una herramienta enterizasemiesférica de Ø 5 mm.

Esta herramienta acabará definitivamente las superficies de la pieza.

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

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1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE.

La explicación del primero de los procesos de mecanizado se dividirá entre lo que sonlos ajustes previos y lo que es el propio proceso de mecanización. Comenzaremos conlos ajustes iniciales, consistentes básicamente en la consabida elección delpostprocesador, de la herramienta y del material a mecanizar.

1.3.1. AJUSTES PREVIOS.

En primer lugar escogeremos el postprocesador (ruta ARCHIVO- SELECCIONARPOST PROCESADOR), escogiéndose por ejemplo el postprocesador denominado“Alpha Standard 3 ejes Fresadora”. Obviamente, si conociésemos la máquina querealizaría el mecanizado y dispusiésemos del postprocesador correspondienteoptaríamos por una elección más concreta para obtener un programa CNC másadecuado y que requiriese menos ajustes. A continuación escogeremos el material amecanizar (ruta MECANIZAR- SELECCIONAR MATERIAL), y finalmente pulsarACEPTAR. Por ejemplo, escoger aluminio <12% Si para acabado (aluminio conmenos de un 12% de silicio).

Finalmente escogeremos la herramienta (ruta MECANIZAR- SELECCIONARHERRAMIENTA). Una vez dentro de dicha carpeta, optaremos por la herramienta“Plana 20 mm 2F EC SCB”, de metal duro, y confirmar con INTRO.

Figura 1.3. Elección de la herramienta.

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1.3.2. MECANIZADO DEL MATERIAL.

Como ya sabemos de ejercicios anteriores, lo primero que deberemos hacer esseleccionar un rectángulo que defina el material bruto de partida. En el dibujoimportado ya aparece dibujado, aunque como es lógico si no lo estuviese seríacondición previa el haberlo dibujado antes.

La ruta a seguir por tanto es 3D- DEFINIR MATERIAL BRUTO , y deberá picarsecon el puntero del ratón el rectángulo el rectángulo interior que aparece en líneacontinua (no debe confundirse con el rectángulo exterior que aparece en líneadiscontinua y que si recordamos corresponde al Volumen de Trabajo). Justo antes depicar, la línea pasará a resaltarse en discontinua. Obsérvese en la figura siguientedónde podría picarse con el puntero:

Figura 1.4. Selección del Material Bruto desde la vista en planta (en el ejemplo,picando el rectángulo interior en linea continua –esquina inferior de la derecha-)

A continuación aparecerá un menú de diálogo donde introducir los datos de dichomaterial, que en este ejemplo son de 70 mm. de altura totales. Confirmar con OK.

Figura 1.5. Determinación de la altura bruta.

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Ha llegado el momento en el que ha de definirse la operación. La ruta a seguir en este

caso es MECANIZAR- MECANIZAR SUPERFICIES 3D .

En ese momento, aparecerá un nuevo menú flotante donde deberemos escoger laestrategia de mecanizado, lógicamente en función de nuestros intereses pero tambiénde los ejes de los que disponga nuestra fresadora o centro de mecanizado.

En este caso escogeremos la opción“Desbaste- Contornos en Z” enmáquina de 3 ejes, ya que dicha opciónnos permitirá trabajar con laherramienta cilíndrica de base planaescogida anteriormente mediantesucesivas pasadas en el plano XY ypenetrando posteriormente en Z perosin ceñirse a la geometría oblicua delas paredes del fondo curvo de la pieza(dicho de un modo vulgar, se trataríade un desbaste “convencional”).

Figura 1.6. Elección del tipo de mecanizado.

Lógicamente si se escogen máquinas de más ejes, se incrementarán los posiblesmovimientos empleados y por tanto tendrían consecuencias directas sobre losprogramas de CNC que listaría el postprocesador (que obviamente, tendría que estaren consonancia a la máquina empleada).

En el próximo paso (figura 1.7), especificaremos los valores numéricos para losacercamientos y las profundidades de corte (si se desea, copiar los datos que se handado por válidos en el ejemplo).

No obstante debe señalarse que en el ejemplo se ha optado porque la herramientapenetre en el eje Z en rampa a 45º, pero que si se optase por un taladrado saldrá unapantalla adicional donde se solicitará los puntos de taladrado previos. Además, si seoptase por incluir las zonas que define como “llanas” comenzaría a desbastar a unnivel Z0, algo que no es necesario en nuestro caso dado que se supone el nivelsuperior de la pieza ya planeado.

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Figura 1.7. Datos de posicionamiento y profundidad de corte.

A continuación, establecer los datos de corte.

Figura 1.8. Datos de corte.

En ese momento, “atrapar” toda la figura con una ventana y confirmar la selecciónrealizada con TERMINAR (ESC). Después de quedar seleccionado todo el cuerpo,

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deberá presentar el aspecto de alguna de las figuras siguientes (dependiendo de si seencuentra activado el modo Sombreado Rápido o no respectivamente):

Figura 1.9. Simulación del modelo en modo alámbrico.

Tras confirmar con TERMINAR (ESC), podrá comprobarse cómo van generándose lassucesivas trayectorias que seguirá la herramienta durante su proceso de desbastado.

Dada la complejidad y el númerode los movimientos generados,será fácil comprobar que la rapidezde la simulación va a depender engran medida de la capacidad delequipo informático con el que estétrabajando. En la figura adjuntadapuede observarse en color azulclaro las trayectorias propuestaspor el sistema.

Figura 1.10. Simulación del mecanizado (trayectorias en colo azul claro).

Para observar con detalle cómo se hasolucionado el primer desbaste del fondodel molde con esta herramienta, esinteresante recurrir a la opción SECCIÓN

VERTICAL , opción que encontrarádisponible una vez haya entrado enSIMULACIÓN AVANZADA.

Figura 1.11. Corte realizado sobre el modelo sólido.

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1.4. OPERACIÓN Nº 2: DESBASTE DE SUPERFICIES.

Dividiremos nuevamente la explicación del segundo de los procesos entre los ajustesprevios y el propio proceso de mecanización, aunque las pantallas y los campos arellenar son bastante similares a los del apartado anterior. Sin embargo, los ajustesiniciales se reducirán aquí básicamente a la elección de la herramienta, dado que elpostprocesador y del material a mecanizar ya fueron escogidos en su momento.


Aunque se trata todavía de un proceso de desbaste, en esta ocasión no puedeutilizarse una herramienta estándar plana ya que se precisa una aproximación másrigurosa a lo que va a ser la forma definitiva de la oquedad. Es por ello por lo que serecurrirá a la elección de una herramienta enteriza semiesférica de Ø 10 mm.

Como ya es habitual, escogeremos la herramienta (MECANIZAR- SELECCIONARHERRAMIENTA). Una vez dentro de dicha carpeta, optaremos por la herramienta“Esférica 10 mm 2F EC SCB”, de metal duro, y confirmar con INTRO.

Figura 1.12. Posible herramienta a seleccionar.

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Para definir la operación, la ruta a seguir será nuevamente MECANIZAR-

MECANIZAR SUPERFICIES 3D . En ese momento, aparecerá un nuevo menúflotante donde deberemos escoger la estrategia de mecanizado.

A pesar de que se trata todavía de undesbaste (o mejor dicho de un pre-acabado), escogeremos directamentela opción “Acabado” para máquina de3 ejes.

Como información adicional, diremosque el modo “A lo Largo de laIntersección” serviría para realizarmecanizados a lo largo de lassuperficies interseccionadas que seseñalen con el cursor. Por tanto, dichaopción no resulta válida para nuestroproceso genérico de desbaste.


A continuación aparecerá una segundo cuadro de diálogo flotante con numerosasopciones de mecanizado. Como es lógico, un abanico tan amplio de posibilidades haráque dispongamos de más de una estrategia válida para la realización del mecanizado,por lo que será nuestra experiencia al respecto la que dictamine cuál es la elecciónmás adecuada a nuestros intereses. Debe decirse que, en este tutorial, se ha optadopor escoger dos estrategias distintas para esta desbaste (con herramienta esférica de10 mm) y el acabado final posterior (que se realizará con herramienta esférica de 5)por razones meramente didácticas.

Por tanto, y por escoger algún método diferente al que utilizaremos en una ocasiónposterior, recurriremos a la opción “Contornos Horizontales”, que es una de las quepuede tener un amplio rango de aplicación en este tipo de trabajos.

ES MUY IMPORTANTE recordar que si se opta por marcar unos límites para elmecanizado, nos exigirá más adelante que precisemos cuál es ese limite medianteuna pulsación con el ratón; a cambio, se podrá concretar de un modo más efectivo elárea trabajada.

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Figura 1.14. Elección de la estrategia de mecanizado.

Véase en la figura cuál es el contorno a marcar, y que nos servirá como “Límite”(observar atentamente la figura siguiente, donde podrá verse el rectángulo verde apicar con el cursor). Y como podrá deducirse, se trata de un rectángulo paralelo alcontorno de la oquedad con las esquinas redondeadas que OBLIGATORIAMENTE hade haber sido dibujado anteriormente con el propósito que acabamos de señalar.

Figura 1.15. Definición del Límite

A continuación, confirmar con TERMINAR (ESC). En el próximo paso especificaremoslos valores numéricos para los acercamientos y las profundidades de corte:

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Finalmente, “atrapar” toda la figura con una ventana y confirmar con TERMINAR(ESC). Debemos recordar que podemos permitirnos atrapar todo directamente conuna ventana dado que habíamos definido previamente los límites deseados: en casocontrario, habría que ir seleccionando las superficies a considerar una a una con elcursor, lo que sin duda supondría un considerable trabajo y exigiría gran precisión.

Si se desea, puede probar a escoger una a una las superficiesimplicadas (incluyendo la cara plana superior y todas las aristasredondeadas). Deberían localizarse un total de nueve superficies,de las que cuatro corresponderían a la isla interior.

Figura 1.17. Posionado de la herramienta.

ALPHACAM solicitará inmediatamenteun posicionamiento óptimo para laherramienta. Será suficienteindicándolo con el propio cursor, sintener que vernos obligados a precisarninguna coordenada. El resultadovisual podría ser, por ejemplo, el de lafigura aquí adjuntada.

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Figura 1.18. Imagen de las trayectorias propuestas.

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1.5. OPERACIÓN Nº 3: ACABADO DE SUPERFICIES.

En esta última ocasión, y al igual que en la operación inmediatamente anterior, losajustes iniciales se reducirán nuevamente a la elección de la herramienta, dado que elpostprocesador y del material a mecanizar ya fueron escogidos en su momento.


Dado que nos enfrentamos ya al proceso de acabado, se recurrirá a una herramientaenteriza semiesférica de Ø 5 mm.






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Al igual que ya hicimos en la segundaoperación, escogeremos la opción“Acabado” para máquina de 3 ejes.

A continuación aparecerá un segundocuadro de diálogo con numerosasopciones de mecanizado. Como nossucedió anteriormente, un abanico tanamplio de posibilidades hará quedispongamos de más de unaestrategia posible para la realizacióndel mecanizado.


Por tanto, y por el mero hecho de escoger un método diferente al utilizado en elsegundo apartado del tutorial, recurriremos a la opción “Línea Recta en Plano XY”,otra de las posibles opciones aplicables a este tipo de trabajos. Además, es importanteque escoja la opción “Usar Límites” a la hora de mecanizar (arriba a la derecha).


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En un principio, comparando los dos métodos seguidos para elmecanizado de la cavidad en los apartados 2 y 3, debería indicarseque un recorrido periférico (el planteado en el apartado 2) en elplano XY suele ser más productivo que trabajando el plano XZ(apartado 3), gracias a un mayor filo de corte en activo y al hechode evitarse los cambios en las cargas y en el sentido que seproducen en las aristas con pequeños radios de los fondos de lascavidades especialmente. Ayudará a poder mantener unavelocidad de corte lo suficientemente elevada en máquinas depoca potencia y con materiales duros.

Dado que se ha escogido la opción“Usar Límites”, el programasolicitará a continuación que lomarquemos primeramente, comopaso previo antes de pasar adefinir las superficies a mecanizar.

Figura 1.22. Detalle del límite a marcar con el cursor (seresaltará convenientemente al acercarnos con el mismo).

Tras marcarlo cuidadosamente con el cursor, confirmar la selección con TERMINAR(ESC). Las pantallas que irán apareciendo son sobradamente conocidas, pero lasincluiremos para dejar claro cuál ha de ser el orden de aparición de las mismas.

Figura 1.23. Introducción de datos de corte y posicionamiento. Asegúresede colocar un valor cero en el campo “Z superior” de la tabla de la derecha.

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Tras confirmar nuevamente con TERMINAR (ESC), marcar cuidadosamente con elcursor todas y cada una de las superficies a mecanizar por la herramienta esférica: lacara plana superior de la pieza no debe incluirse en la selección. En la imagensiguiente podrá ver dichas superficies claramente gracias a la estructura en forma demalla que se generará sobre las mismas (no olvide incluir las aristas redondeadas, porpequeñas de radio que sean).

Finalmente solicitará que se indique una posición de primer ataque para laherramienta, que puede marcarse aleatoriamente con el cursor sobre un puntoaproximado al de la imagen siguiente.

Figura 1.24. Estructura implicada en el corte.

Tras la confirmación de la operación, las trayectorias seguidas por la herramientaesférica quedarán resaltadas convenientemente sobre dichas superficies.

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Figura 1.25. Trayectorias paralelas seguidas por la herramienta.

Por último, al realizarse la simulación en 3D, podrá comprobarse si el resultadoobtenido es realmente el esperado.

Figura 1.26. Secuencias finales del mecanizado.

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Índice

♦ OBJETIVOS.............................................................................................................2

♦ INTRODUCCIÓN......................................................................................................3

1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA....................................................................4

1.2. DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR. .....................................6

1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE.................................................................7

1.3.1. Ajustes previos.................................................................................................71.3.2. Mecanizado del material. .................................................................................8

1.4. OPERACIÓN Nº 2: DESBASTE DE SUPERFICIES............................................12


1.5. OPERACIÓN Nº 3: ACABADO DE SUPERFICIES. ............................................17


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♦ OBJETIVOS

Este tutorial tiene como objetivo dar una idea al alumno del modo de trabajo queofrece 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 ejerciciotrabajando sobre superficies pero no un modelo sólido, con las particularidades en elmenú que ello implica. Una gran parte de los programas de CAD 3D y programas deCAD-CAM trabajan con superficies, en lugar de trabajar con sólidos.

No obstante, la realización de esta pieza –muy próxima a lo que sería el mecanizadode un típico molde de inyección-, nos dará una idea muy clara e intuitiva de lasposibilidades que se abren con este tipo de software, fundamentalmente en la industriadel mecanizado de moldes.

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♦ INTRODUCCIÓN

A lo largo de los anteriores tutoriales se ha procedido al desarrollo de una serie detrabajos 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 consistíafundamentalmente en un desplazamiento sobre el plano XY con los desplazamientosnecesarios en el eje Z para los posicionamientos de la herramienta: en cualquier caso,dichos movimientos eran consecutivos pero no se producían simultáneamente. Asímismo también se han realizado trabajos en tornos dotados de 4º eje, equipados enrealidad con un plato dotado de desplazamiento angular programable y herramientascon una motorización propia.

En el siguiente tutorial, podrán verse algunas de las estrategias de mecanizado en 3Dutilizadas habitualmente en este tipo de trabajos. Es importante reseñar que no todaslas máquinas disponen de más de tres ejes o de la posibilidad de trabajarlosconjuntamente; además, no sólo deberá estar en consonancia la máquina empleada,sino que el programa de CAD-CAM también deberá disponer de un postprocesadorcapaz de interpretar y soportar tales movimientos.

Para poder llevar a cabo el ejercicio, será necesario abrir el módulo FresadoraEstudiante y cargar una pieza previamente dibujada en 3D que encontrará en una delas carpetas que ALPHACAM habrá creado tras su instalación en su ordenador. En elcapítulo siguiente se describirán detalladamente los pasos a seguir.

Formación Abierta


1.1. IMPORTACIÓN DE LA GEOMETRÍA.

En esta ocasión no será necesario realizar ningún dibujo de la pieza, dado queprocederemos a la importación del mismo desde la carpeta adecuada. Para ello, y trasescoger el módulo Fresadora Estudiante de entre los que tendrá instalados en suordenador, bastará simplemente con seguir la ruta que aquí indicamos:

Unidad de disco C- carpeta LICOMDIR- carpeta 3D TUTOR- fichero 3D DemoTutorial Geometry.

Antes de cargar el dibujo, ALPHACAM le advertirá de que algunas de las capasempleadas a la hora de realizar el dibujo se hallan ocultas. Esto no supone ningúnproblema, dado que evidentemente se han ocultado para no saturar el dibujo y facilitarasí 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 . Lavista 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 simulacionesde la pieza en movimiento y especialmente de lo que son propiosmecanizados, va a depender en gran medida del sistemaoperativo utilizado y las prestaciones del ordenador utilizado.

Aunque no podrá localizarse en los directorios existentes el plano de la pieza –alimportarse ya realizada-, adjuntamos en la figura siguiente las dimensiones de la piezaa título únicamente orientativo. Obsérvese la dificultad añadida que supone el radio delos fondos de pieza y la inclinación de 5º que presentan las paredes –algo necesarioen este tipo piezas para el posterior desmoldeo-, y que los programas de CAD-CAM

CNC y CAD-CAM


resuelven fácilmente a pesar de la complejidad que supondría la obtención de esemismo listado de programación CNC resuelto manualmente. Adjuntamos el plano amodo meramente orientativo, dado que la pieza ya se encuentra dibujada.

5°

5°

250

200

60 60

100

150

R17,5

R10

0R205

0

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2

R37

7

R3

R355

70R1

0

Figura 1.1. Plano de la pieza.

Insistimos en que estas cotas serían necesarias para la obtención del modelomediante algún programa de dibujo en 3D generalmente (UNIGRAPHICS, CATIA,INVENTOR, SOLID WORKS, SOLID EDGE, CADKEY, etc). Simplemente adjuntamosel plano para hacernos a la idea de las dimensiones generales de la pieza y porquenecesitamos saber, eso sí, las profundidades máximas y los radios de redondeoutilizados para poder así escoger las herramientas de corte más adecuadas.

Aunque no es el caso debido a que la geometría importada ya se halla ubicadaadecuadamente, 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 paradibujar en la pieza no coincidiese con lo que deseamos sea el “cero pieza”), deberíaprocederse 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 (elque será el futuro cero), y teclear X0, Y0, Z0.

Formación Abierta


1.2. DESCRIPCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS A UTILIZAR.

El ejemplo está dividido en tres partes, realizadas con tres herramientas distintas y tresestrategias de mecanizado diferentes. La elección de estas tres estrategias biendiferenciadas responde más bien a motivos didácticos que prácticos, ya que comopodrá comprobarse los pasos segundo y tercero del mecanizado podrían haber sidoiguales en cuanto a modo de trabajo pero realizados con una herramienta de desbastey otra de acabado respectivamente. Así mismo, el tipo y número de herramientasdependerá obviamente de la naturaleza del material que va mecanizarse, la capacidadde 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 enterizaplana de Ø 20 mm.

Esta herramienta irá desbastando convencionalmente la mayor parte del material aeliminar, sin acercarse a las paredes laterales y penetrando en Z cuando seanecesario para mecanizar por capas paralelas. El resultado visual será unaoquedad y una isla interior escalonadas.

� OPERACIÓN 2: Desbaste de superficies. Mediante una herramienta enterizasemiesférica de Ø 10 mm.

Esta herramienta se hará cargo del citado escalonado (fruto del desbaste de laherramienta plana anterior), aproximándose a lo que va a ser el resultado final.

� OPERACIÓN 3: Acabado de superficies. Mediante una herramienta enterizasemiesférica de Ø 5 mm.

Esta herramienta acabará definitivamente las superficies de la pieza.

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

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1.3. OPERACIÓN Nº 1: GRAN DESBASTE.

La explicación del primero de los procesos de mecanizado se dividirá entre lo que sonlos ajustes previos y lo que es el propio proceso de mecanización. Comenzaremos conlos ajustes iniciales, consistentes básicamente en la consabida elección delpostprocesador, de la herramienta y del material a mecanizar.


En primer lugar escogeremos el postprocesador (ruta ARCHIVO- SELECCIONARPOST PROCESADOR), escogiéndose por ejemplo el postprocesador denominado“Alpha Standard 3 ejes Fresadora”. Obviamente, si conociésemos la máquina querealizaría el mecanizado y dispusiésemos del postprocesador correspondienteoptaríamos por una elección más concreta para obtener un programa CNC másadecuado y que requiriese menos ajustes. A continuación escogeremos el material amecanizar (ruta MECANIZAR- SELECCIONAR MATERIAL), y finalmente pulsarACEPTAR. Por ejemplo, escoger aluminio <12% Si para acabado (aluminio conmenos de un 12% de silicio).

Finalmente escogeremos la herramienta (ruta MECANIZAR- SELECCIONARHERRAMIENTA). Una vez dentro de dicha carpeta, optaremos por la herramienta“Plana 20 mm 2F EC SCB”, de metal duro, y confirmar con INTRO.

Figura 1.3. Elección de la herramienta.

Formación Abierta



Como ya sabemos de ejercicios anteriores, lo primero que deberemos hacer esseleccionar un rectángulo que defina el material bruto de partida. En el dibujoimportado ya aparece dibujado, aunque como es lógico si no lo estuviese seríacondición previa el haberlo dibujado antes.

La ruta a seguir por tanto es 3D- DEFINIR MATERIAL BRUTO , y deberá picarsecon el puntero del ratón el rectángulo el rectángulo interior que aparece en líneacontinua (no debe confundirse con el rectángulo exterior que aparece en líneadiscontinua y que si recordamos corresponde al Volumen de Trabajo). Justo antes depicar, la línea pasará a resaltarse en discontinua. Obsérvese en la figura siguientedónde podría picarse con el puntero:

Figura 1.4. Selección del Material Bruto desde la vista en planta (en el ejemplo,picando el rectángulo interior en linea continua –esquina inferior de la derecha-)

A continuación aparecerá un menú de diálogo donde introducir los datos de dichomaterial, que en este ejemplo son de 70 mm. de altura totales. Confirmar con OK.

Figura 1.5. Determinación de la altura bruta.

CNC y CAD-CAM


Ha llegado el momento en el que ha de definirse la operación. La ruta a seguir en este

caso es MECANIZAR- MECANIZAR SUPERFICIES 3D .

En ese momento, aparecerá un nuevo menú flotante donde deberemos escoger laestrategia de mecanizado, lógicamente en función de nuestros intereses pero tambiénde los ejes de los que disponga nuestra fresadora o centro de mecanizado.

En este caso escogeremos la opción“Desbaste- Contornos en Z” enmáquina de 3 ejes, ya que dicha opciónnos permitirá trabajar con laherramienta cilíndrica de base planaescogida anteriormente mediantesucesivas pasadas en el plano XY ypenetrando posteriormente en Z perosin ceñirse a la geometría oblicua delas paredes del fondo curvo de la pieza(dicho de un modo vulgar, se trataríade un desbaste “convencional”).


Lógicamente si se escogen máquinas de más ejes, se incrementarán los posiblesmovimientos empleados y por tanto tendrían consecuencias directas sobre losprogramas de CNC que listaría el postprocesador (que obviamente, tendría que estaren consonancia a la máquina empleada).

En el próximo paso (figura 1.7), especificaremos los valores numéricos para losacercamientos y las profundidades de corte (si se desea, copiar los datos que se handado por válidos en el ejemplo).

No obstante debe señalarse que en el ejemplo se ha optado porque la herramientapenetre en el eje Z en rampa a 45º, pero que si se optase por un taladrado saldrá unapantalla adicional donde se solicitará los puntos de taladrado previos. Además, si seoptase por incluir las zonas que define como “llanas” comenzaría a desbastar a unnivel Z0, algo que no es necesario en nuestro caso dado que se supone el nivelsuperior de la pieza ya planeado.

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A continuación, establecer los datos de corte.

Figura 1.8. Datos de corte.

En ese momento, “atrapar” toda la figura con una ventana y confirmar la selecciónrealizada con TERMINAR (ESC). Después de quedar seleccionado todo el cuerpo,

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deberá presentar el aspecto de alguna de las figuras siguientes (dependiendo de si seencuentra activado el modo Sombreado Rápido o no respectivamente):

Figura 1.9. Simulación del modelo en modo alámbrico.

Tras confirmar con TERMINAR (ESC), podrá comprobarse cómo van generándose lassucesivas trayectorias que seguirá la herramienta durante su proceso de desbastado.

Dada la complejidad y el númerode los movimientos generados,será fácil comprobar que la rapidezde la simulación va a depender engran medida de la capacidad delequipo informático con el que estétrabajando. En la figura adjuntadapuede observarse en color azulclaro las trayectorias propuestaspor el sistema.

Figura 1.10. Simulación del mecanizado (trayectorias en colo azul claro).

Para observar con detalle cómo se hasolucionado el primer desbaste del fondodel molde con esta herramienta, esinteresante recurrir a la opción SECCIÓN

VERTICAL , opción que encontrarádisponible una vez haya entrado enSIMULACIÓN AVANZADA.

Figura 1.11. Corte realizado sobre el modelo sólido.

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1.4. OPERACIÓN Nº 2: DESBASTE DE SUPERFICIES.

Dividiremos nuevamente la explicación del segundo de los procesos entre los ajustesprevios y el propio proceso de mecanización, aunque las pantallas y los campos arellenar son bastante similares a los del apartado anterior. Sin embargo, los ajustesiniciales se reducirán aquí básicamente a la elección de la herramienta, dado que elpostprocesador y del material a mecanizar ya fueron escogidos en su momento.


Aunque se trata todavía de un proceso de desbaste, en esta ocasión no puedeutilizarse una herramienta estándar plana ya que se precisa una aproximación másrigurosa a lo que va a ser la forma definitiva de la oquedad. Es por ello por lo que serecurrirá a la elección de una herramienta enteriza semiesférica de Ø 10 mm.



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A pesar de que se trata todavía de undesbaste (o mejor dicho de un pre-acabado), escogeremos directamentela opción “Acabado” para máquina de3 ejes.

Como información adicional, diremosque el modo “A lo Largo de laIntersección” serviría para realizarmecanizados a lo largo de lassuperficies interseccionadas que seseñalen con el cursor. Por tanto, dichaopción no resulta válida para nuestroproceso genérico de desbaste.


A continuación aparecerá una segundo cuadro de diálogo flotante con numerosasopciones de mecanizado. Como es lógico, un abanico tan amplio de posibilidades haráque dispongamos de más de una estrategia válida para la realización del mecanizado,por lo que será nuestra experiencia al respecto la que dictamine cuál es la elecciónmás adecuada a nuestros intereses. Debe decirse que, en este tutorial, se ha optadopor escoger dos estrategias distintas para esta desbaste (con herramienta esférica de10 mm) y el acabado final posterior (que se realizará con herramienta esférica de 5)por razones meramente didácticas.

Por tanto, y por escoger algún método diferente al que utilizaremos en una ocasiónposterior, recurriremos a la opción “Contornos Horizontales”, que es una de las quepuede tener un amplio rango de aplicación en este tipo de trabajos.

ES MUY IMPORTANTE recordar que si se opta por marcar unos límites para elmecanizado, nos exigirá más adelante que precisemos cuál es ese limite medianteuna pulsación con el ratón; a cambio, se podrá concretar de un modo más efectivo elárea trabajada.

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Véase en la figura cuál es el contorno a marcar, y que nos servirá como “Límite”(observar atentamente la figura siguiente, donde podrá verse el rectángulo verde apicar con el cursor). Y como podrá deducirse, se trata de un rectángulo paralelo alcontorno de la oquedad con las esquinas redondeadas que OBLIGATORIAMENTE hade haber sido dibujado anteriormente con el propósito que acabamos de señalar.

Figura 1.15. Definición del Límite

A continuación, confirmar con TERMINAR (ESC). En el próximo paso especificaremoslos valores numéricos para los acercamientos y las profundidades de corte:

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Finalmente, “atrapar” toda la figura con una ventana y confirmar con TERMINAR(ESC). Debemos recordar que podemos permitirnos atrapar todo directamente conuna ventana dado que habíamos definido previamente los límites deseados: en casocontrario, habría que ir seleccionando las superficies a considerar una a una con elcursor, lo que sin duda supondría un considerable trabajo y exigiría gran precisión.

Si se desea, puede probar a escoger una a una las superficiesimplicadas (incluyendo la cara plana superior y todas las aristasredondeadas). Deberían localizarse un total de nueve superficies,de las que cuatro corresponderían a la isla interior.

Figura 1.17. Posionado de la herramienta.

ALPHACAM solicitará inmediatamenteun posicionamiento óptimo para laherramienta. Será suficienteindicándolo con el propio cursor, sintener que vernos obligados a precisarninguna coordenada. El resultadovisual podría ser, por ejemplo, el de lafigura aquí adjuntada.

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Figura 1.18. Imagen de las trayectorias propuestas.

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1.5. OPERACIÓN Nº 3: ACABADO DE SUPERFICIES.

En esta última ocasión, y al igual que en la operación inmediatamente anterior, losajustes iniciales se reducirán nuevamente a la elección de la herramienta, dado que elpostprocesador y del material a mecanizar ya fueron escogidos en su momento.


Dado que nos enfrentamos ya al proceso de acabado, se recurrirá a una herramientaenteriza semiesférica de Ø 5 mm.






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Al igual que ya hicimos en la segundaoperación, escogeremos la opción“Acabado” para máquina de 3 ejes.

A continuación aparecerá un segundocuadro de diálogo con numerosasopciones de mecanizado. Como nossucedió anteriormente, un abanico tanamplio de posibilidades hará quedispongamos de más de unaestrategia posible para la realizacióndel mecanizado.


Por tanto, y por el mero hecho de escoger un método diferente al utilizado en elsegundo apartado del tutorial, recurriremos a la opción “Línea Recta en Plano XY”,otra de las posibles opciones aplicables a este tipo de trabajos. Además, es importanteque escoja la opción “Usar Límites” a la hora de mecanizar (arriba a la derecha).


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En un principio, comparando los dos métodos seguidos para elmecanizado de la cavidad en los apartados 2 y 3, debería indicarseque un recorrido periférico (el planteado en el apartado 2) en elplano XY suele ser más productivo que trabajando el plano XZ(apartado 3), gracias a un mayor filo de corte en activo y al hechode evitarse los cambios en las cargas y en el sentido que seproducen en las aristas con pequeños radios de los fondos de lascavidades especialmente. Ayudará a poder mantener unavelocidad de corte lo suficientemente elevada en máquinas depoca potencia y con materiales duros.

Dado que se ha escogido la opción“Usar Límites”, el programasolicitará a continuación que lomarquemos primeramente, comopaso previo antes de pasar adefinir las superficies a mecanizar.

Figura 1.22. Detalle del límite a marcar con el cursor (seresaltará convenientemente al acercarnos con el mismo).

Tras marcarlo cuidadosamente con el cursor, confirmar la selección con TERMINAR(ESC). Las pantallas que irán apareciendo son sobradamente conocidas, pero lasincluiremos para dejar claro cuál ha de ser el orden de aparición de las mismas.

Figura 1.23. Introducción de datos de corte y posicionamiento. Asegúresede colocar un valor cero en el campo “Z superior” de la tabla de la derecha.

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Tras confirmar nuevamente con TERMINAR (ESC), marcar cuidadosamente con elcursor todas y cada una de las superficies a mecanizar por la herramienta esférica: lacara plana superior de la pieza no debe incluirse en la selección. En la imagensiguiente podrá ver dichas superficies claramente gracias a la estructura en forma demalla que se generará sobre las mismas (no olvide incluir las aristas redondeadas, porpequeñas de radio que sean).

Finalmente solicitará que se indique una posición de primer ataque para laherramienta, que puede marcarse aleatoriamente con el cursor sobre un puntoaproximado al de la imagen siguiente.

Figura 1.24. Estructura implicada en el corte.

Tras la confirmación de la operación, las trayectorias seguidas por la herramientaesférica quedarán resaltadas convenientemente sobre dichas superficies.

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Figura 1.25. Trayectorias paralelas seguidas por la herramienta.

Por último, al realizarse la simulación en 3D, podrá comprobarse si el resultadoobtenido es realmente el esperado.

Figura 1.26. Secuencias finales del mecanizado.

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Alphacam Tutorial 3d 01