Was ist eine Werkzeugmaschine nach KIENZLE?
Eine Werkzeugmaschine ist eine Arbeitsmaschine, die ein Werkzeug am Werkstück unter gegenseitiger bestimmter Führung zur Wirkung bringt.
Welche Aufgaben hat die Werkzeugmaschine zusätzlich?
Sie übernimmt die Werkzeug- und Werkstückhandhabung und das Aufnehmen, Verarbeiten und Rückführen von Informationen über den Fertigungsvorgang.
Nennen Sie die Elemente einer Werkzeugmaschine.
Gestell
Führungen
Antrieb
Steuerung
Nennen SIe die Anforderungsschwerpunkte bei Werkzeugmaschinen.
Automatisierung
Festigkeit
Wirtschaftluchkeit
Bedienbarkeit (Wartung)
Produktivität
Umweltverhalten
Genauigkeit
Zuverlässigkeit
Sicherheit
Flexibilität
Teilen Sie die Werkzeugmaschinen nach ihrer Flexibilität und Produktivität in Gruppen auf und ordnen Sie diese zueinander bezüglich ihrer Flexibilität und Produktivität auf.
Wodurch unterscheiden sich Kaltkammerdruckgießmaschinen und Warmkammerdruckgießmaschinen?
Kaltkammerdruckgießmaschinen: flüssiges Metall wird von außen zugeführt
Warmkammerdurckgießmaschinen: Direkt angebunder Ofen mit Dosiereinheit
Warum ist ein Wärmeofen bei Spritzgießmaschinen überlüssig?
Hauptsächlich für Kunststoffe
—> Heizelemente ausreichend, da geringe Schmelztemperaturen
Nennen Sie die drei Hauptarten von umformenden Werkzeugmaschinen und skizzieren Sie deren Verläufe der Stößelkraft abhängig von dem Umformweg.
Wodurch kann die Stößelkraft bei weggebunden Umformmaschinen verstellt werden?
Hubverstellung
Welche Auswirkung hat die Hubverstellung auf die WZM und dem Umformprozess?
Kurbelradius verändert sich
Wenn Kurbelradius kleiner wird, dann werden Tangentialkraft, Schubstangenkraft und Radialkraft größer
Arbeitsbereich vergrößert sich mit abnehmender Hubhöhe
Wozu dient ein Schwungrad bei Umformmaschinen?
Ausgleich des nichtkonstanten Drehmomentes bzw. kurzzeitiger Lastspitzen
Was ist der Vorteil von Gegenschlaghammern gegenüber Schabottenhammern und warum?
Gegenschlaghammer benötigen im Gegensatz zu anderen Bauformen der Maschinenhammer bei gleichem Arbeitsvermögen eine um rund 35% geringere Baumasse. Im Betrieb erzeugen sie weniger Vibrationen und belasten damit das Hammerfundament bzw. das Gesamtbauwerk der Einsatzstelle weniger.
gleiches Arbeitsvermögen -> 35% weniger Baumasse
weniger Vibrationen -> geringere Belastung des Gesamtbauwerks der Einsatzstelle
Was ist der Vorteil der Schrägbettbauweise bei einer Drehmaschine gegnüber der Frontbettbauweise?
Durch schräge Anordnung Portal mit drei Linearachsen erhöht sich Grundsteifigkeit und Kraftfluss ist verkürzt. Weiterhin freier Spanfall.
Warum werden auch Drehmaschinen mit senkrechten Spindeln eingesetzt?
umrüstfreundlich
größere Bauteile mit mehr Gewicht bearbeitbar
Kleinstmöglicher Platzbedarf für Aufstellfläche
Wie können Werkstücke prinzipiell gespant werden? Nennen Sie Beispiele dazu.
Formschlüssig (Negativformen)
Kraftschlüssig (Magnet)
Stoffschlüssig (Kleben)
Mit welchen Elementen können lange Werkstücke in Drehmaschinen fixiert werden?
Lünette
Reitstock
Wodurch zeichen sich die Drehautomaten aus?
Parallele Fertigung mehrere Werkstücke
hochproduktive Drehmaschinen, Bearbeitungsabläufe in schneller Folge selbsttätig ausführen
Nennen Sie die drei Hauptbauformen von vertikalen Fräsmashcinen
Worin unterscheiden sich die Tisch- und die Gantry-Bauweise?
Tisch: Portal ist fest und Tisch bewegt sich
Gantry: Portal bewegt sich und Tisch fest
Nach welchen Kriterien richtet sich die Auswahl der Bauform von Fräsmaschinen?
Optimale Vorbereitung auf gewünschtes Herstellungsverfahren
Lage der Hauptspindel (Vert/hor) (Bauart)
zur Verfügung stehender Bauraum
Gliederung Werkzeugmashcinen nach Technologie
Urformen (Zusammenhalt schaffen)
Umformen (Zusammenhalt beibehalten)
Trennen (Zusammenhalt vermindern)
Fügen (Zusammenhalt vermehren)
Beschichten (Zusammenhalt vermehren)
STOFFEIGENSCHAFTEN ÄNDERN (Umlagern von Stoffteilchen)
Werkzeugmaschinen in der Produktion
Universalmaschine
Einzweckmaschine
Bearbeitungszentrum
Flexible Fertigungszelle
Flexibles Fertigungssystem
Transferstraße
Abtragende WZM Beispiele
Thermisches Abtragen
Chemisches Abtragen
Elektrochemisches Abtragen
Zeichenn Sie im nachfolgenden Bild die Verfahrwege der x-, y-, und z-Achse sowie der a-, b-, und c-Achse der WZM ein, sofern diese vorhanden sind.
Was sind die Vor- und Nachteile von parallelkinematischen Maschinen?
Vorteile: eigensteife Konstruktion, nur Zug- und Druckbelastung
Nachteile: ungünstiges Verhältnis Arbeitsraum zum Maschinenvolumen
Welche Voraussetzung der Werkzeuge ist für ienen automatischen Werkzeugwechsler notwendig?
Einheitliche Werkzeugaufnahmen
Welche Vorteile haben Hohschaftkegeln-Werkzeugaufnahmen gegenüber Steilkegeln?
hohe statische und dynamische Steifigkeit
gute Eignung für hohe Drehzahlen
Erklären Sie das Funktionsprinzip von Spitzenlosschleifen.
Nicht zwischen zwei Spitzen eingespannt.
Werkstück liegt im Schleifspalt; durch Schleifscheibe und Regelscheibe gedreht.
Wie wird die Schnittkraft bei einer Läppmaschine realisiert?
Belastungsplatte
Nennen Sie die Anforderung an Gestelle.
hohe statische Steifigkeit
gute Dämpfungseigenschaften
geringe thermische Verformung
Nennen Sie die 5 grundlegenden Bauweisen von Werkzeugmaschinengestellen.
Konsolenbauweise
Ständerbauweise
Bettbauweise
Säulenbauweise
Portalbauweise
Welche Vorteile haben O-Gestelle gegenüber C-Gestellen bei Umformmaschinen?
Verformung von O-Gestellen beeinflusst NICHT die Fertigungsgenauigkeit.
Welche Einflüsse bewirken eine Gestellverformung? Nennen Sie Beispiele.
Statische Kräfte (Reibkräfte)
dynamische Kräfte (Unwuchten)
thermische Einflüsse (Lagererwärmung)
Nennen Sie die gängigsten Werkstoffe für Gestelle und geben Sie deren Vor- und Nachteile an.
Grauguss:
Vorteile: flexibel gestaltbar, gute Dämpfung, günstig,
Nachteil: geringe Steifigkeit, geringe Festigkeit
Stahlguss:
Vorteile: freizügig gestaltbar, hohe Steifigkeit
Nachteile: sehr geringe Dämpfung, lange Beschaffungszeit
Stahl geschweißt:
Vorteile: hohe Steifigkeit, hohe Festigkeit
Nachteile: eingeschränkte Gestaltung, geringe Dämpfung
Polymerbeton:
Vorteile: sehr gute Dämpfung, gut gestaltbar
Nachteile: sehr teuer, geringe Steifigkeit und Festigkeit
Wie kann die statische Steifigkeit von WZM erhöht werden?
E-Modul
Materialdicke
Geometriestruktur (Verippung)
Durch welche Maßnahme kann das genaue Zustellen bei einer Schleifmaschine gewährleistet werden? Erklären Sie diese.
Wird der Schleifprozess ohne Zustellung oder Vorschub durchgeführt, entspannt sich die Maschine und das Maß am Werkstück wird erreicht.
Welches Modell kann für die statische Berechnung von WZM verwendet werden? Erklären Sie diese.
Federersatzsystem
—> Reihenschaltung + Parallelschaltung von Federsteifigkeiten
Wo treten Wärmeverluste in WZM auf?
Hauptantrieb
Maschine
Hydraulik
Welche Maßnahmen werden gegen Verlagerung aufgrund von thermischen Einflüssen unternommen? Erklären Sie diese.
Passive Maßnahmen:
Auslagern Wärmequellen
alternative Werkstoffe
Aktive Maßnahmen:
Kühlung
Erwärmung
Geben Sie die Gleichung für die temperaturabhängige Längenänderung ein und erklären Sie diese.
Delta L = alpha * L * delta T
Geben Sie die Gleichung für die eindimensionale Wärmeleitung an.
dq/ dt = q punkt = lamda * d Teta / dx
In welchen Betriebsfällen ist die Verlagerung durch die Temperatur besonders zu beachten?
Leerlauf
Einschaltphase
Nennen Sie alle Schwingungsarten und beschreiben Sie diese. Nenen Sie auch die Ursachen dafür
Freie Schwingung: Impulsartige Anregung der WZM
Fremderregte Schwingung: Anregung der WZM durch Störkräfte von außen
Selbsterregte Schwingung: Schwingung WZM in Eigenfrequenz
Nenne Sie die verschiednen Arten von Dämpfern und ihre Auswirkung auf das Schwingungsverhalten der WZM.
Impact-Dämpfer
Lanchester-Dämpfer
Tilger
Hilfsmassen-Dämpfer
Adaptiver HMD
Aktiver Dämpfer
Was versteht man unter der Steifigkeit bzw. Nachgiebigkeit für statisches Verhalten und der dynamischen Steifigkeit bzw. dynamischen Nachgiebigkeit?
Dynamische Nachgiebigkeit wird stark von dem Werkstück und der Art der Einspannung bestimmt
Womit kann das dynamsiche Verhalten eines Systems bestimmt und (graphisch) dargestellt werden? Erklären Sie diese.
Struktur
System
Frequenzgang
Ortskurve
Wie wirkt sich das Dömpfungsmaß auf die Resonanzamplituden und Eigenfrequenzen eines Einmassenschwingers aus?
Erkären Sie das Rattern durch die fallende Schnittkraftcharakteristik.
Kraft in pos. y-Richtung ausgelenkt
Werkzeug schwingt zurück —>Schnittkraft sinkt
Werkzeug schwingt bis zum oberen Umkehrpunkt zurück
Beim Zurückschwingen sinkt die Schnittgeschwindigkeit und Schnittkraft erfährt ein Maximum
Erklären Sie das Rattern durch die Lagekopplung.
Werkzeug kann in 2 oder mehr Freiheitsgraden schwingen
Anregung in gleicher Frquenz resultieren unterschiedliche Amplituden
Kombination unterschiedlicher Nachgiebigkeit —> oszilierrender Weg
Wodurch entsteht regeneratives Rattern?
Störkraft regt Werkzeug zum Schwingen mit Eigenfrequenz an
Abklingen Eigenschwingung
Auftreffen Werkzeug auf wellige Oberfläche —> weitere Anregung
Regenerativeffekt als Ratterspuren auf Oberfläche sichtbar
Warum ist auch ein Betrieb oberhalt der minimalen Grenzspannungsbreite für die WZM möglich?
Da das Rattern des Werkzeugs phasengleich mit den Werkstück sein kann.
Nennen Sie die Anforderungen an Führungen und Lagerungen.
Geringe Reibung
Geringer Verschleiß
Gute Dämpfungseigenschaften
Geringer Schmiermittelbedarf
Welche Führungsarten gibt es? Wie sehen die Reibungskennlinien von diesen aus?
hydrodynamsiche Gleitführung: u förmig
aerostatische Gleitführung: leicht linear steigend
hydrostatische Gleitführung: stark linear steigend
Wälrführung: leicht exp steigend
Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Wälzlagerungen
Vorteile:
Rollreibung
Standartisierung
einfache Montage
Nachteile:
geringe Dämpfung
Neigung zu unruhigem Lauf
Nennen Sie die Vor- und Nachteile von hydrodynamischen Lagerungen.
gute Dämpfung
hohe Belastbarkeit
Stick-Slip Effekt
hohe Herstellkosten
Zeichenn Sie die Stribeck-Kurve. Was sagt diese aus?
u förmig
Übergangsgeschwindigkeit pro Reibkoeffizient
Erklären Sie den Stick-Slip Effekt
Beziechnet das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern.
Haftreibung >> Gleitreibung
Wie sieht der Verfahrweg des Schlittens über die Zeit aus?
Wie lässt sich der Stick-Slip Effekt konstruktiv vermeiden?
Verkleinerung Unterschied Gleit- und Haftreibung durch Schmieren.
Welche Vor- und Nachteile besitzt eine hydrostatische Führung?
verschleißfrei
Aufwendige Herstellung
aufwendig im Betrieb
Zeichenn SIe das Druckprofil bei einer Tasche als hydrostatischem Lager.
Warum besitzt das hydrostatische Lager so eine gute Dämpfung?
Squeeze-Film-Effekt
Schmierfilmverdrängung
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