DIN 4003-171-2013 Concept for the design of 3D models based on properties according to DIN 4000 - Part 171 Replaceable inserts for drilling《根据DIN 4000基于性能的三维模型设计概念 第171部分 钻孔用可更换刀片》.pdf

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1、Dezember 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS) im DINPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 21.020; 25.100.30!%)O#“2064400

2、www.din.deDDIN 4003-171Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalennach DIN 4000 Teil 171: Auswechselbare Schneideinstze zum BohrenConcept for the design of 3D models based on properties according to DIN 4000 Part 171: Replaceable inserts for drillingConcept pour la construction

3、 de modles 3D selon la base technique DIN 4000 Partie 171: Plaquettes de coupe interchangeables pour le perageAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDIN 4003-171:2013-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisunge

4、n . 5 3 Startelemente, Koordinatensysteme, Ebenen . 6 3.1 Allgemeines . 6 3.2 Referenzsystem 6 3.3 Koordinatensystem am Schneidteil 6 3.4 PCS“-Koordinatensystem 7 3.5 Ebenen . 7 3.6 CRP“ (cutting reference point) 9 4 Erstellen des Modells . 9 5 Schneideinsatz mit Spannut (DIN 4000-171:2012-04, Bild

5、1) . 10 5.1 Allgemeines . 10 5.2 Notwendige Merkmale 10 5.3 Aufbau der Basisgeometrie . 11 6 Schneideinsatz, flach (DIN 4000-171:2012-04, Bild 2) . 13 6.1 Allgemeines . 13 6.2 Notwendige Merkmale 13 6.3 Aufbau der Basisgeometrie . 14 7 Schneideinsatz, flach mit Spannut (DIN 4000-171:2012-04, Bild 3)

6、 . 16 7.1 Allgemeines . 16 7.2 Notwendige Merkmale 16 7.3 Aufbau der Basisgeometrie . 17 8 Schneideinsatz mit Klemmkeil (DIN 4000-171:2012-04, Bild 4) 19 8.1 Allgemeines . 19 8.2 Notwendige Merkmale 19 8.3 Aufbau der Basisgeometrie . 20 9 Feingeometrie . 22 9.1 Modellierungsgrundlagen 22 9.2 Fasen,

7、Rundungen, Sonstige 22 10 Flchenattribute 22 11 Struktur der Konstruktionselemente (Modellbaum) 23 12 Datenaustauschmodell 24 Literaturhinweise . 25 Bilder Bild 1 Referenzsystem 6 Bild 2 CIP-Orientierung . 6 Bild 3 PCS“ am Schneideinsatzende und MCS“ auf Kraglnge . 7 Bild 4 PCS“ und MCS“ deckungsgle

8、ich am Schneideinsatzende 7 Bild 5 Modellierungsebenen 8 Bild 6 Lage Referenzpunkt CRP“ . 9 DIN 4003-171:2013-12 3 Seite Bild 7 Schneideinsatz mit Spannut nach DIN 4000-171 . 10 Bild 8 Basisgeometrie: Skizze 11 Bild 9 Basisgeometrie . 11 Bild 10 Schneideinsatz mit Spannut: Gesamt 12 Bild 11 Schneide

9、insatz flach nach DIN 4000-171 . 13 Bild 12 Basisgeometrie: Skizze 14 Bild 13 Basisgeometrie . 14 Bild 14 Schneideinsatz flach: Gesamt 15 Bild 15 Schneideinsatz flach mit Spannut nach DIN 4000-171 . 16 Bild 16 Basisgeometrie: Skizze 17 Bild 17 Basisgeometrie . 17 Bild 18 Schneideinsatz, flach mit Sp

10、annut: Gesamt 18 Bild 19 Schneideinsatz mit Klemmkeil nach DIN 4000-171 . 19 Bild 20 Basisgeometrie: Skizze 20 Bild 23 Basisgeometrie . 21 Bild 22 Schneideinsatz mit Klemmkeil: Gesamt . 21 Bild 23 Modellbaum vom Schneideinsatz mit Spannut, flach . 23 Bild 24 Datenaustauschmodell . 24 Tabellen Tabell

11、e 1 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen mit Spannut . 10 Tabelle 2 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen, flach . 13 Tabelle 3 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen, flach mit Spannut . 16 Tabelle 4 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen mit Klemmkeil 19

12、DIN 4003-171:2013-12 4 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Normenausschuss Sachmerkmale, NA 121-07-02 AA Aufbau von 3D-Modellen nach DIN 4000“, erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, eini

13、ge oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 4003-171:2013-12 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt in Verbindung mit DIN 4003-1 und DIN 4000-171 und legt die 3D-Modellierung fest fr auswechselbare Schneideinstze zum Bohren. Bei den Bildern, die aus DIN 4000-171:2012-04 entnommen

14、wurden, siehe Bilder 7, 11, 15 und 19 wird bei den Kennbuchstaben ein Unterstrich nach DIN 4003-1 eingefgt und das Bevorzugte Symbol“ nach der Dokumentenreihe ISO 13399 ergnzt. Der Modellierungs- und Detaillierungsgrad der 3D-Modelle entspricht der allgemeinen malichen Ausprgung der Objekte. Auf Det

15、ails und Besonderheiten, die fr einen Einsatz in der Prozesskette zur NC Programmierung, Simulation und zur Erstellung von beschreibenden Dokumenten nicht erforderlich sind, wird verzichtet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert we

16、rden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 4000-95, Sachmerkmal-Listen Teil 95: Trennstellen

17、kodierung fr Werkzeuge und Spannzeuge DIN 4000-171:2012-04, Sachmerkmal-Listen Teil 171: Auswechselbare Schneideinstze zum Bohren DIN 4003-1, Konzept fr den Aufbau von 3D-Modellen auf Grundlage von Merkmalen nach DIN 4000 Teil 1: bersicht und Grundlagen ISO/TS 13399-2, Cutting tool data representati

18、on and exchange Part 2: Reference dictionary for the cutting items ISO/TS 13399-3, Cutting tool data representation and exchange Part 3: Reference dictionary for tool items ISO/TS 13399-4, Cutting tool data representation and exchange Part 4: Reference dictionary for adaptive items ISO/TS 13399-50:2

19、007, Cutting tool data representation and exchange Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts ISO/TS 13399-60, Cutting tool data representation and exchange Part 60: Reference dictionary for connection systems DIN 4003-171:2013-12 6 3 Startelemente, Koordinatensysteme, E

20、benen 3.1 Allgemeines Die Modellierung der 3DModelle erfolgt nach Nennma. 3.2 Referenzsystem ANMERKUNG Dieser Abschnitt ist aus DIN 4003-1 entnommen. Das Ausgangsmodell (im 3D-Raum) besteht aus folgenden Standardelementen: Standardkoordinatensystem PCS“; 3 orthogonalen Ebenen ber dem Standardkoordin

21、atensystem mit den Benennungen XYP“, XZP“ und YZP“; 3 orthogonalen Achsen aus Schnittgeraden der 3 Ebenen mit den Bezeichnungen XA“, YA“ und ZA“. 3.3 Koordinatensystem am Schneidteil Das Koordinatensystem am Schneidteil z. B. der Bohrspitze bzw. der Senkplanflche mit der Benennung CIP“ mit Abstand z

22、um Standardkoordinatensystem PCS“ (siehe Bild 1) wird folgendermaen orientiert: Z- Achse des CIP“ in Z-Richtung des Standardkoordinatensystems PCS“, siehe Bild 2; Y- Achse des CIP“ in Richtung der Y-Achse des Standardkoordinatensystems PCS“, siehe Bild 2. Bild 1 Referenzsystem Bild 2 CIP-Orientierun

23、g DIN 4003-171:2013-12 7 Bild 3 PCS“ am Schneideinsatzende und MCS“ auf Kraglnge Bild 4 PCS“ und MCS“ deckungsgleich am Schneideinsatzende ANMERKUNG Bietet die 3D-Modellierungssoftware die Mglichkeit, Komponentenschnittstellen einzufhren, um z. B. den Einbau eines Bohrers in ein Komplettwerkzeug zu

24、ermglichen, empfiehlt es sich, das Koordinatensystem CIP“ zu verwenden. Fr die Komponentenschnittstelle ist, falls ntig (je nach Software), eine weitere Bezeichnung zu vergeben. Es wird dafr CSIF“ (fr coordinate system interface“) eingefhrt. CSIF“ beinhaltet das Koordinatensystem CIP“. 3.4 PCS“-Koor

25、dinatensystem Die Lage des PCS-Koordinatensystems im 3D-Modell eines Werkzeugs muss eindeutig definiert sein, siehe Bilder 3 und 4. Nach ISO/TS 13399-50:2007, 5.2 und Bilder F.4 bis F.9, ist die Nulllage fr Aufnahmen und Schfte festgelegt. Danach liegt das PCS-Koordinatensystem bei Aufnahmen mit ein

26、deutiger Nulllage (z. B. Hohlschaftkegelaufnahme, Polygon-Kegel mit Plananlage oder Morsekegelaufnahme) auf Hhe dieser Nulllage. Bei Schften ohne definierte Nulllage liegt das PCS-Koordinatensystem am Ende des Schaftes (auf der TEP). Fr den Zusammenbau des Werkzeuges mit dem Werkzeughalter wird ein

27、MCS-Koordinatensystem im 3D Modell eingefgt, welches entweder auf dieser definierten Nulllage oder auf Hhe der Kraglnge (LPRP) liegt. Bei Werkzeugen mit definierter Nulllage ist die LPRP deckungsgleich mit dieser Nulllage und der XY-Ebene des MCS-Koordinatensystems. 3.5 Ebenen Die Modellierung erfol

28、gt anhand von Ebenen, welche als Referenzen zu verwenden sind, siehe Bild 5. Zudem ist durch die Ebenen das Erkennen der verschiedenen Bereiche vereinfacht, selbst wenn diese mit gleichen Durchmessern aneinanderstoen und somit ein direkter bergang zwischen den Krpern vorhanden ist. Die Unabhngigkeit

29、 von Konstruktionselementen bedingt allerdings eine genaue Kontrolle der einzelnen DIN 4003-171:2013-12 8 Elemente, vor allem bei Bohrern mit verschiedenen Durchmessern, die unabhngig voneinander eingegeben werden mssen, selbst wenn sie dieselben Werte besitzen. Die Darstellung und Steuerung der 3D-

30、Modelle geschieht ber die jeweiligen Ebenen, welche eine Kennzeichnung aus der Dokumentenreihe ISO 13399 (Teile 2, 3, 4, 50 und 60) erhalten. Fr die 3D Darstellung von auswechselbaren Schneideinstzen zum Bohren nach DIN 4000-171:2012-04 sind nachfolgende Ebenen zu definieren. Die Kurzbezeichnung ges

31、chieht in logischer Anlehnung an die Lngenbezeichnungen aus ISO/TS 13399-3. TEP“ fr Ebene fr Gesamtlnge“ (en: tool end plane“) mit dem Referenzkoordinatensystem CIP“. Die Distanz zwischen CIP“ und dieser Ebene ergibt das Merkmal OAL“ (B_5) fr die Gesamtlnge. LPRP“ fr Ebene der Kraglnge“ (en: length

32、protruding plane“) mit dem Referenzkoordinatensystem CIP”. Die Distanz zwischen CIP“ und dieser Ebene ergibt das Merkmal LPR“ (B_3) fr die Kraglnge. LFP“ fr Ebene der Funktionslnge“ (en: functional length plane“). Die Distanz zwischen LFP“ und der Ebene LPRP“ ergibt das Merkmal LF“ (B_71), mit desse

33、n Hilfe der Abstand Schneidenecke zu Schneidenspitze berechnet werden kann. Bild 5 Modellierungsebenen DIN 4003-171:2013-12 9 3.6 CRP“ (cutting reference point) Zur Modellierung der Spitze wird der Schneidenreferenzpunkt CRP“ (en: cutting reference point“) definiert. Der Punkt wird auf der XZP-Ebene

34、 des Koordinatensystems PCS“ an der theoretischen Schneidenecke eingefgt. Er bezieht sich somit immer auf den Schneidendurchmesser, siehe Bild 6. Bild 6 Lage Referenzpunkt CRP“ 4 Erstellen des Modells Die Konturen und Skizzen der Grobgeometrie enthalten keine Details wie Nuten, Fasen, Rundungen oder

35、 Einstiche. Diese werden als separate Konstruktionselemente nach der Erstellung der Grobgeometrie erzeugt und bilden somit die Feingeometrie, wie in den Einzelnormen beschrieben. Die Reihenfolge des Modellaufbaus ist entsprechend dem Stand der Technik der CAD-Systeme einzuhalten. Auf Referenzen zwis

36、chen den Konstruktionselementen des nicht schneidenden und schneidenden Bereiches wird verzichtet. Die Reihenfolge des Modellaufbaus ist weitestgehend einzuhalten. Auf Referenzen zwischen den Konstruktionselementen des nicht schneidenden und schneidenden Bereiches wird verzichtet. Auswechselbare Sch

37、neideinstze zum Bohren werden nach DIN 4000-171:2012-04, Bilder 1 bis 3, aus Rotations-Konstruktionselementen aufgebaut: Geometrie des schneidenden Teils; Geometrie des nicht schneidenden Teils inklusive Befestigungselemente (falls vorhanden) ANMERKUNG Diese beiden Geometrieteile werden wie in 8.3 b

38、eschrieben eingefrbt. Die Grundformen der DIN 4003-171 werden exemplarisch mit eindeutigem Einbaupunkt (Standard-koordinatensystem PCS“) modelliert. Die gesamte Anzahl an Konstruktionselementen richtet sich nach dem jeweilig gewnschten Modellierungs-grad und nach der Komplexitt der Schneideinstze. I

39、n den weiteren Abschnitten wird der spezifische Modellaufbau in 3D-Systemen der einzelnen Grundformen von auswechselbaren Schneideinstzen zum Bohren beschrieben. DIN 4003-171:2013-12 10 5 Schneideinsatz mit Spannut (DIN 4000-171:2012-04, Bild 1) 5.1 Allgemeines Bild 7 Schneideinsatz mit Spannut nach

40、 DIN 4000-171 5.2 Notwendige Merkmale Tabelle 1 zeigt die notwendigen Merkmale. Tabelle 1 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen mit Spannut Merkmalkennung Merkmalbenennung Bevorzugtes Symbol A_1 Schneiddurchmesser DC B_3 Kraglnge LPR B_5 Gesamtlnge OAL B_7 Abstand Schneidenecke zu Schneid

41、enspitze PL E_1 Winkel SIG Die Merkmale, die in der DIN 4000-171:2012-04, Tabelle 1, nicht definiert sind, werden nach dem in DIN 4003-1 festgelegten Schlssel kodiert. ANMERKUNG Diese Informationen und weitere relevante Merkmale knnen als Parameter im Modell oder als separate Information zur Verfgun

42、g gestellt werden. DIN 4003-171:2013-12 11 5.3 Aufbau der Basisgeometrie Diese Geometrie wird als Rotationskonstruktionselement ausgefhrt. Sie beinhaltet smtliche Elemente zwischen der Ebene fr Gesamtlnge TEP“ und dem Spitzenkoordinatensystem CIP“. Diese Elemente bilden die Referenz fr das Rotations

43、profil, welche auf der Vorderansichtsebene XZP“ liegt. Als Rotationsachse wird die Standard-Z-Achse ZA“ gewhlt. Erstellen der Kontur: Als Rotationskontur (Linienzug fr den Rotationskrper) wird ein Halbschnitt definiert. Die Kontur der Schneidplatte wird auf die Ebenen LPRP“, “LFP“ und auf die Koordi

44、natensysteme MCS“ und CIP“ referenziert (siehe Bilder 8 und 9). Ergnzend wird das Ma DC (A1) eingefgt. Diese Mae werden ber die Ebenen- bzw. Koordinatensystemabstnde gesteuert. Die weitere Bemaung erfolgt nach 6.2 mit den oben angegebenen Merkmalen. Die Rotationskontur wird um die Rotationsachse um

45、360 rotiert. Bild 8 Basisgeometrie: Skizze Bild 9 Basisgeometrie DIN 4003-171:2013-12 12 Bild 10 zeigt Schneideinsatz mit Spannut: Gesamt“. Bild 10 Schneideinsatz mit Spannut: Gesamt Zum Befestigen im Werkzeughalter wird das Koordinatensystem MCS“ (en: mounting coordinate system“) bentigt. ANMERKUNG

46、 Weitere Details werden hier nicht dargestellt. Das Einfgen dieser Details wird in Abschnitt 9 beschrieben. DIN 4003-171:2013-12 13 6 Schneideinsatz, flach (DIN 4000-171:2012-04, Bild 2) 6.1 Allgemeines Bild 11 Schneideinsatz flach nach DIN 4000-171 6.2 Notwendige Merkmale Tabelle 2 zeigt die notwen

47、digen Merkmale. Tabelle 2 Merkmale fr die Modellierung von Schneideinstzen, flach Merkmalkennung Merkmalbenennung Bevorzugtes Symbol B_5 Gesamtlnge OAL B_3 Kraglnge LPR B_7 Abstand Schneidenecke zu Schneidenspitze PL A_1 Schneiddurchmesser DC E_1 Winkel SIG G_4 Schneidplattendicke S Weitere relevant

48、e Merkmale, die nicht in der Modellgeometrie nach diesen Vorgaben verwendet werden, werden als Parameter dem Modell hinterlegt. Die Merkmale, die in der DIN 4000-171:2012-04, Tabelle 1, nicht definiert sind, werden nach dem in DIN 4003-1 festgelegten Schlssel kodiert. ANMERKUNG Diese Informationen und weitere relevante Merkmale knnen als Parameter im Modell oder als separate Information zur Verfgung gestellt werden. DIN 4003-171:2013-12 14 6.3 Aufbau der Basisgeometrie Diese Geometrie wird als Flchenkonstruktionselement ausgefhrt. Sie beinhaltet smtliche Elemente zwischen de