Waraus setzt sich das elementare Produktionsystem zusammen?
Räume, Energie, Informationen (Baupläne, Anleitungen)
Personal
Rohmaterial, Halbzeuge, Bauteile, Hilfsstoffe
Produktionsprozess
Fertigungs, Mess, Lager, Transportmittel
Fertigteile, Produkte, Abfälle
Was versteht man unter Werkzeugmaschinen (WZM)
Mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungseinrichtungen, die durch relative Bewegungen zw. Werkzeug und Werkstück vorgegebene Form am Werkstück erzeugen
Welche zwei Unterarten von WZM (nach Fertgngsverfahren) gibt es?
Spanende WZM
KommenüberwiegendzumEinsatz
3xsovielUmsatz
zB:Dreh-, Fräs-, Schleifmaschinen, Bearbeitungszentren,...
Umformende WZM
sind teuer
Pressen, Biege-, Abkant-Richtmaschinen, Schmiede,...
Nach welchen Kriterien lassen sich WZM unterteilen?
Grad erreichbarer Genauigkeit (ultrapräzision...)
Grad der Automatisierung
Nach Art Fertigungsverfahren (Drehmaschinen...)
Anzahl der NC-Achsen
Konstruktiver Aufbau
Werkstückklasse
Art der Steuerung (vertikaldrehmaschine)
Was sind die drei Genaugikeitsklassen von WZM?
Standardmaschinen
Präzisionsmaschinen
Ultrapräzisionsmaschinen
Welchen EInfluss hat die Automatisierung auf die Produktion?
Die Produktivität steigt, die Flexibilität sinkt.
Was sind die drei Automatisierungsklassen von WZM?
Einzelmaschinen
o zBManuelleUniversalmaschine
o Sehrflexibel(umrüstbar)abernichtsoproduktiv
Flexible Mehrmaschinensysteme
o zBFlexiblesFertigungssystem
Starre Mehrmaschinensysteme
o zBTransferstraße
o VorteileTransferstraße:
§ Hohe Taktung, hohe Produktivität, kurze Durchlaufzeiten o NachteileTransferstraße
§ Abhängigkeit einzelner Schritte, nicht Flexibel (einzelnen Stationen spezialisiert), schwer Varianten zu fertigen
Wofür steht CNC,
Was versteht man unter CNC
CNC, Computerized Numerical Control
Eine elektronische Steuerung von Werkzeugmaschinen.
Der in der Steuereinheit integrierter Computer wertet die Signale von Positions-, Drehwinkel- und Zustandssensoren aus, ermittelt den Zielzustand und berechnet dann über Interpolation die Bahnkurve dorthin.
Wie hängen die gängigen WZM nach ihrem automatisierungsgrad zusammen. Was ändert sich von WZM zu WZM?
Was sind die Anforderungen an WZM?
Flexibilität o Verfahrens-,Produkt-,Mengenflexibilität
Produktivität o GeringeFertigungszeiten,geringeNebenzeiten,Automatisierungsgrad
Komfort o Bedienerfreundlichkeit,Schulung,Wartungsaufwand,...
Qualität o HoheWerkstückgenauigkeit,Zuverlässigkeit
Sicherheit
Technische Eigenschaften
Kosten
Umweltbedingungen
Zwischen welchen Arten der Flexibilität unterscheidet man?
Produktflexibilität/ Umrüstflexibilität o Fähigkeit des Systems, vorgegebenes Produktspektrum in beliebiger
Reihenfolge fertigen/ montieren
Mengenflexibilität/ Stückzahlflexibilität
o Fähigkeit des Systems, bei verschiedenen Losgrößen wirtschaftlich zu arbeiten
Störungsflexibilität/ Fertigungsredundanz o Kurzzeitige Störungen mit ersetzenden Funktionselementen/
Ausfallstrategien ersetzen (Ergänzende-/ Ersetzendemasch.)
Integrationsflexibilität/ Offenheit
o Mit anderen Einrichtungen verketten, neue Funktionselemente erweitern
Umbauflexibilität/ Wandlungsfähigkeit o An künftige Fertigungsanforderungen nicht bekannter Produkte anpassen
Welche Bestandteile gehören zum prinzipiellen Aufbau von WZM?
Arten von Drehmaschinen
• Universaldrehmaschine o Flachbettdrehmaschine & Schrägbettdrehmaschine
• Drehautomaten o Langdrehautomaten & Mehrspindeldrehautomaten
• Frontdrehmaschine o Einspindelfrontdrehmaschine & Mehrspindelfrontdrehmaschinen
• Vertikaldrehmaschine o Karusselldrehmaschine & Vertikaldrehmaschinen mit Pickup-Spindeln
• Sonderdrehmaschinen o Hoch-/Ultraspräzisionsdrehmaschine &
Hochgeschwindigkeitsdrehmaschine
Was sind die Merkmale einer Mittenantriebsdrehmaschine?
Werkstück in Mitte gespannt und angetrieben
Beide Enden frei und können gleichzeitig bearb. Werden
Komplettbearbeitung in einer Aufspannung
Kurze Taktzeiten bei simultaner Bearbeitung
Für Werkstücke mit Endenbearbeitung: Achsen, Ankerwellen,
NC-Mehrschlitten Drehautomaten mit Stangenlader?
Vorteile:
o Hohe Verfahrensflexibilität
o Hohe Produktivität
o Sehr teuer
Was sind die Merkmale einer Drehmaschine mit Stangenlader?
Worin liegen die Vorteile?
Hoher Automatisierungsgrad
Selbstständige Bearbeitung von Werkstücken aus Stangenwerkstoff durch Einsatz Magazin
Bauteilbearbeitung von beiden Seiten
Keine große geometrische Flexibilität; geometrische Begrenzung durch Durchmesser der Hohlspindel
Hohe Bauteilflexibilität (komplexeBauteile)
Hohe Bearbeitungstechnische Flexibilität
Hohe Produktivität
Was sind die Merkmale einer Karusselldrehmaschine?
Welche Bauarten gibt es?
Kann Bohren, Fräsen & schweißen
Schwere, sperrige Bauteile ohne Biegebelastung Spindel
Bauarten:
Einständerbauweise
Großbauteile (Mühlenböden, Windkraftanlagen, ...)
Bearbeitungsdurchmesser bis 10m; 6m Höhe; 400t
Portalbauweise(Doppelständer)
Hohe Eigensteifingkeit
Bearbeitungsdurchmesser bis 7m; 200t; 350kN Drehmoment
Portalbauweise,mit verschiebbarem Untersatz
Was sind die Merkmale einer Hochpräzisionsdrehmaschine?
Spindelbett aus Granit mit integrietem Dämpfungssystem
Hydrostatisch gelagerte Arbeitsspindel
Maschinenbauteile, Wärme oder Schwingungen erzeugen getrennt angeordnet
Hochauflösende Wegmessyteme
Rundlaufgenauihkeit ≤ 0,1%&
Schlittenführung Wiederhohlgenauigkeit ±0,1%&
CNC Steuerung mit Auflösung 0,01%&
Standard bei vielen Schleifmaschinen
Für: Lagerteile, Führungsteile, Formbau, Hydraulikteile, ...
Was sind die Merkmale einer Ultrapräzisionsdrehmaschine?
Luftgelagerte Hauptspindel
Hydrostatische Lagerung der Achsen
Lasermessystem
Sehr selten
Für: optische Linsen und Spiegel für Lager- & Weltraumoptik
Wie unterscheiden sich konventionelle, Hochpräzise, und Ultrapräzise WZM bezüglich:
Maschinenbett
Führung
(Spindel-)Lagerung
Vorschubantrieb
Hauptantrieb
Wegmesssystem
Spannungssystem
Benennen Sie die gängigen Bauweisen von Fräsmaschinen.
Was sind die Merkmale einer Portalfräsmaschine mit verfahrbarem Gantry?
Bei sehr großen, volumetrischen Bauteilen
Werkstück idR ortsfast, Gantrybalken verfährt
Hohe volumetrische Genauigkeit durch hydrostatische Führung
Anwendung: Werkzeug-, Formbau Luftfahrtindustrie
Welche Typischen Schleifmaschinenearten gib es?
Was versteht man unter Abrichten (Konditionieren)?
Welche (zwei) Arten von Abrichtungswerkzeugen gibt es?
Das Schärfen und Profilieren der Schleifscheibe
Dadurch verkleinert sich Schleifscheibendurchmesser, also
Durchmesserkorrektur im System notwendig
Unterscheidung der Abrichtwerkzeuge:
RotierendesAbrichtwerkzeug
StehendesAbrichtwerkzeug
Welche Arten des Auswuchtens gibt es für Schleifspindeln?
in der Maschine
UnwuchtermittlungdurchSensoren
§ Manuelle Positionierung Auswuchtmassen
AutomatischeAuswuchtsysteme
§ Werden automatisch ausgleichgewichte positioniert
Außerhalb der Maschine
Manuelles Wuchten SchleifsteinaußerhalbMaschine
§ Nicht so genau und Unwucht in Spindel bleibt unberücksichtigt
Welche (drei) Arten von Doppelseiten-Planschleifmaschine gibt es?
o Durchlaufschleifen
§ Keine Zustellbewegung, Abstand fix
o Durchlauf-Einstechschleifen
§ Bei jedem Werkstück separat eingestochen
o Kontinuierliches-Einstechschleifen
§ Mehrfach-Durchlauf Werkstücke, jede Runde wird Abstand der
Schleifscheiben geringer
Was sind die Merkmale von Horizontal Außenrundschleifmaschinen?
Wellenbearbeitung zwischen Spitzen von einer Seite
zB: Nockenwellenbearbeitung
Zylindrische Lagersitze möglich
Unrund Bearbeitung möglich
Symultanschleifen bei ungleicher radialer Abstützung
Eventuell Abstützung durch Linette
Was sind die Merkmale von Synchro-Stützschleifen?
Zwei Schleifscheiben simultan im Eingriff
Radiale Hauptkräfte heben sich auf
Tangentialkräfte über Stütze aufgefangen
Vor allem für schlanke Bauteile
Aufwendig, da Führungssysteme auf beiden Seiten benötigt
Was sind die Merkmale von Spitzenlos-Schleifen?
Welche Arten von Spitzenlos-Schleifen gibt es?
a) Merkmale
Zur Außenrundbearbeitung
Maschinenbett aus Granit (schwingungshemmend)
Werkstück liegt nur auf Auflageschiene, nicht gespannt
Biegefehler ausgeschlossen, da selbst zentriert zw. Regelscheibe und Schleifscheibe
Werkstückantrieb durch Reibung mit langsam laufender Regelscheibe (Gummi)
b) Arten
Durchgangsschleifen:
o Hohe Abtragsleistung bei kleinen Maschinenaber lange längen
o Bolzen,Ringe,Stangen
Einstechschleifen:
o Werkstück durch Anschlag gestoppt
Was sind die Vorteile und Nachteile von Spitzenlos-Schleifen?
KeineDurchbiegung,daBauteilgutabgestützt
HoheProduktivität
HoheMaß-&Formgenauigkeit
Nachteile:
keine Verfahrensflexibilität
Was ist die Hauptaufgabe von Endenbearbeitungsmaschinen?
Erzeugung des geom. Bezugssystems für die weitere bearbeitung
Konzept: Fixes bauteil mit rotierendem WZ
=> Zentrierbohrung
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