Werkzeugmaschinen

Ziel dieses Buches ist es, dem Studierenden der Hoch-und Fachhochschulen, dem Kon­ strukteur und dem Betriebsingenieur Grundlagen flir die Auslegung, Berechnung, Optimie­ rung und Konstruktion neuzeitlicher Werkzeugmaschinen zu libermitteln. Die Bearbeitung wurde bewu~t nicht auf einzelne Werkzeugmaschinentypen bezogen, da solche Beschrei­ bungen bei der heutigen Entwicklungsgeschwindigkeit sehr schnell veralten. Es erschien daher berechtigt und zweckma~ig, sich mit den Bauelementen und der Automation der Maschine, mit der Maschinensteuerung und der Zerspanungstheorie zu befassen. Diese Bauelemente sind nicht wie die einzelnen Maschinenarten gro~en und grundsatzlichen Anderungen unterworfen. Durch allgemeingtiltigen Charakter haben diese Unterlagen auch bei den verwandten Branchen des Maschinenbaus ihre Verwendung. Das Buch wurde daher in folgende Hauptabschnitte gegliedert: - Zerspanungstheorie, - Ftihrungen, Spindellagerungen, Gestelle und Antriebe (als Bauelemente der Maschine), Dynarnisches Verhalten der Maschine, Maschinensteuerung, Einrichtungen zur Automation von Werkzeugmaschinen, Bauarten und Bautypen von Werkzeugmaschinen. In dem ersten Hauptabschnitt wurde die Zerspanungstheorie behandelt, damit die die Werkzeugmaschine angreifenden Krafte und Momente, die flir die Berechnung und Kon­ struktion der Maschine unerla~lich sind, bestimmt werden. Flir die charakteristischen und an Fertigungsstr~en allgemein anwendbaren Zerspanungsvorgange wurden zuverlassige, praktische Tabellen ausgearbeitet, die dem Konstrukteur flir die Auslegung, dem Betriebs­ ingenieur als Grundlage zur wirtschaftlichen Bearbeitung des Metalls dienen.

Inhaltsangabe1 Zerspanungstheorie.- 1.1 Drehen.- 1.1.1 Geometrie der Schneide.- 1.1.2 Spezifischer Schnittdruck, Leistung.- 1.1.3 Schnittgeschwindigkeit, Standzeit, Vorschub.- 1.1.4 Vorschubkraft.- 1.2 Bohren.- 1.2.1 Geometrie der Schneide.- 1.2.2 Spezifischer Schnittdruck, Leistung.- 1.2.3 Schnittgeschwindigkeit, Standzeit, Vorschub.- 1.2.4 Vorschubkraft.- 1.3 Fräsen.- 1.3.1 Geometrie der Schneide.- 1.3.2 Spezifischer Schnittdruck, Leistung.- 1.3.3 Schnittgeschwindigkeit, Standzeit, Vorschub.- 1.3.4 Vorschubkraft.- 1.4 Beispielaufgaben.- 2 Führungen.- 2.1 Gleitende Führungen.- 2.1.1 Reibungskoeffizient.- 2.1.2 Verschleiß.- 2.1.3 Freßbeginn.- 2.1.4 Zusammenfassung.- 2.1.5 Klemmungsgefahr eines Schlittens.- 2.2 Wälzende Führungen.- 2.3 Hydrostatische Führungen.- 2.3.1 Taschendruck, Taschenfläche, Kräfte.- 2.3.2 Berechnung und Auslegung der Ölversorgung.- 2.4 Konstruktionsbeispiele Werkzeugmaschinenführungen.- 2.5 Beispielaufgaben.- 3 Spindellagerungen.- 3.1 Gleitlager für Hauptspindeln.- 3.2 Hydrodynamische Lager.- 3.3 Hydrostatische Lager.- 3.4 Wälzlager für Hauptspindeln.- 3.5 Steifigkeit von Hauptspindeln.- 3.5.1 Statische Steifigkeit von Hauptspindeln.- 3.5.2 Dynamische Steifigkeit von Hauptspindeln.- 3.6 Beispielaufgaben.- 4 Gestelle.- 4.1 Forderungen an die Gestelle hinsichtlich der Auslegung und Konstruktion.- 4.1.1 Gegengewicht oder Gewichtsausgleich.- 4.1.2 Aufstellung des Gestells auf Fundament.- 4.2 Werkstoffwahl, Fertigung.- 4.2.1 Guß- oder Schweißausführung.- 4.2.2 Gestelle aus Beton.- 4.2.3 Eigenspannungen in den Gestellen.- 4.2.4 Spanende Bearbeitung, thermische Behandlung.- 4.3 Steifigkeit der Gestelle.- 4.3.1 Statische Steifigkeit der Gestelle.- 4.3.2 Dynamische Steifigkeit der Gestelle.- 4.3.3 Berechnung von Gestellbauteilen mit Hilfe der Methoder der Finiten Elemente.- 4.4 Beispielaufgaben.- 5 Antriebe.- 5.1 Hauptantrieb.- 5.1.1 Hauptantrieb durch asynchronen Drehstrommotor mit konstanter Drehzahl.- 5.1.2 Hauptantrieb durch Gleichstrommotor.- 5.1.3 Hauptantrieb durch Hydromotor.- 5.2 Vorschubantrieb.- 5.2.1 Mechanische Vorschubantriebe.- 5.2.2 Vorschubantrieb durch Drehstrom-Servomotor.- 5.2.3 Vorschubantrieb durch Gleichstrommotor.- 5.2.4 Vorschubantrieb durch Hydromotor.- 5.2.5 Vorschubantrieb durch Hydraulikzylinder.- 5.2.6 Vorschubantrieb durch Schrittmotor.- 5.2.7 Dynamisches Verhalten des Vorschubantriebes.- 5.3 Beispielaufgaben.- 6 Dynamisches Verhalten der Maschine.- 6.1 Fremderregte Schwingungen.- 6.1.1 Freie Schwingungen.- 6.1.2 Erzwungene Schwingungen.- 6.2 Selbsterregte Schwingungen.- 6.2.1 Ruckendes Gleiten.- 6.2.2 Rattern.- 6.3 Statische Nachgiebigkeitsprüfung der Maschine.- 6.4 Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Maschine außerhalb des Bearbeitungsvorganges.- 6.5 Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Maschine während des Bearbeitungsvorganges.- 6.6 Verbesserung des dynamischen Verhaltens der Maschine.- 6.7 Beispielaufgaben.- 7 Maschinensteuerung.- 7.1 Allgemeine Begriffe für Steuerung und Regelung.- 7.2 Steuerungsarten für Werkzeugmaschinen.- 7.2.1 Kurvensteuerung.- 7.2.2 Hydraulische Steuerung.- 7.2.3 Pneumatische Steuerung.- 7.2.4 Elektrische Steuerung.- manuelle Befehlseingabe.- festverdrahtete Steuerung.- Programmsteuerung mit geringer Schrittanzahl.- speicherprogrammierbare Steuerung.- numerische Steuerung.- CNC-Steuerung.- DNC-Steuerung.- Technologische ACC-Systeme.- Technologische ACO-Systeme.- Geometrische AC-Systeme,Meßsteuerung.- 7.3 Steuerungsarten bei numerischer Steuerung.- 7.3.1 Punktsteuerung.- 7.3.2 Streckensteuerung.- 7.3.3 Bahnsteuerung.- 7.4 Wirkungswege bei numerischer Steuerung.- 7.4.1 Offener Wirkungsweg.- 7.4.2 Geschlossener Wirkungsweg.- 7.5 Wegmeßsysteme bei numerischer Steuerung.- 7.5.1 Digitale und analoge Meßwerterfassung.- 7.5.2 Inkrementales und absolutes Meßverfahren.- 7.5.3 Direkte und indirekte Wegmessung.- 7.5.4 Kennlinien der Wegmeßsysteme.- 7.6 Dynamisches Verhalten des Lageregelkreises.- 7.6.1 Frequenzkennlinien der Maschine.- 7.6.2 Frequenzkennlinien der S