Was sind Werkzeugmaschinen?
Werkzeugmaschine = Komplexes mechatronisches System aus Antrieben, Sensoren und Steuerungssystemen
Wie können Werkzeugmaschinen allgemein betrachtet werden?
Werkzeugmaschinen (WZM) sind mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungseinrichtungen, die durch relative Bewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück eine vorgegebene Form oder Veränderung am Werkstück erzeugen
Oder:
eine Arbeitsmaschine, die ein Werkzeug an einem Werkstück unter gegenseitig bestimmter Führung zur Wirkung bringt
Welche Funktionseinheiten von Werkzeugmaschinen gibt es?
Gestell
Führungen
Antriebe
Motoren
Steuerung
Sonstiges
Nenne Fakten zum Gestell bei Werkzeugmaschinen
Fundament, Ständer, Schlitten
Sicherung der geometrischen Lage und Aufnahme von Kräften und Momenten
meist aus Stahlguss -> Steifigkeit
Welche Bauformen von Gestellen gibt es?
Unterteilung nach Maschinenbett und Lage der Arbeitsspindel
Flachbettdrehmaschine
Schrägbettdrehmaschine -> Späne fallen ab
Senkrechtdrehmaschine -> günstige Werkstückaufnahme
Nach was werden Gestellbauformen aufgeteilt?
Gestellbauformen werden aufgeteilt nach Anzahl der Achsen und Beanspruchungsarten
Welche Beanspruchungsarten gibt es gegenüber dem Gestell?
Statische Kräfte (Gewichtskraft, Spannkräfte)
Dynamische Kräfte (Unwuchten, Trägheitskräfte)
Thermische Einflüsse (Wärme in Spänen, Lagererwärmung)
Auslösen von Eigenspannung (Gussspannung)
Nenne Fakten zu “Führungen” bei Werkzeugmaschinen
die Präzision einer Fräsmaschine hängt von der Qualität der Führung und Lager ab
Führung von Haupt-, Vorschub- und Zustellbewegungen
Aufnahme von Kräften
Anforderungen: hohe Führungsgenauigkeit, Abdichtung gegen Schmutz
Wie lassen sich Linearführungen unterteilen?
Flachführung
Schwalbenschwanzführung
Rundführung bei einer Radialbohrmaschine
Kombinierte V-Flach-Führung
Kunststoffbeschichtete Schlittenführung
Was sind Hydrostatische Führungen?
Reibung zwischen Schlitten und Führungsbahn = Flüssigkeitsreibung in Öl
Kräfte in den Taschen können nur senkrecht aufgenommen werden -> in jede Kraftrichtung sind Taschen erforderlich
Welche Arten von Lagern gibt es? Erkäre sie kurz.
Gleitlager: hoher Verschleiß, geringe Kosten, Ölschmierung
Wälzlager: mittlerer Verschleiß, mittlere Kosten, Öl- oder Fettschmierung
Magnetlager: sehr geringe Reibung -> kein Verschleiß, hohe Kosten, keine Schmierung
Nenne Fakten zu “Antrieben” bei Werkzeugmaschinen.
Nenne auch Aufgaben und Anforderungen
Achsen von Fräsmaschinen sind je nach geforderter Bewegungsart mit spezifischen Antriebsarten ausgestattet
Aufgaben: Erzeugung von Drehzahl oder linearen Geschwindigkeiten
Anforderungen: gleichförmiger Bewegungsablauf, kleine Abmessungen, schnelle Änderung der Bewegung
Welche “Arten” von Antrieben gibt es? Erkläre sie.
Hauptantrieb:
Realisierung der Schnittbewegung
Anforderungen: großer Drehzahlbereich, hohe Steifigkeit
Nebenantrieb:
= Vorschubantrieb, Positionieren, Werkstücktransport
Anforderungen: wie bei Hauptantrieb, nur besser
Hilfsantrieb:
Werkzeug-, Werkstückwechsel
Welche Arten von Motoren gibt es?
Gleichstrommotor
Synchronmotor
Asynchronmotor
Linearmotor
Pneumatikmotoren
Hydraulikmotoren
Beschreibe den Gleichstrommotor.
Nenne Vor- und Nachteile.
Gleichspannung über Kommutator -> Wartungsaufwand
gute Dynamik und günstig, aber Verschleiß und geringer Wirkungsgrad
Beschreibe den Synchronmotor.
stationäres Läufermagnetfeld, kein selbstständiger Anlauf, Drehzahl ist lastunabhängig
wartungsfrei, hoher Wirkungsgrad, jedoch niedriger Drehzahlbereich, teuer
Beschreibe den Asynchronmotor.
Käfigläufer, Drehzahl ist lastabhängig
warungsfrei, großer Drehzahlbereich, aber kleiner Wirkungsgrad, teuer
Beschreibe den Pneumatikmotor.
Pneumatikmotor = Bewegung wird mittels Druckluft erzeugt.
Vorteile:
geringe Anschaffungskosten, robust, sicher (z.B. Explosionsgeschützt)
Nachteile:
niedrige Effizienz
kontinuierliche Bewegungen schwierig mit Druckluft zu realisieren
Beschreibe den Hydraulikmotor.
Hydraulikmotor = Bewegung wird mittels Hydraulikflüssigkeit erzeugt.
Geschwindigkeit stufenlos einstellbar, sehr genaue Positionierung möglich
Lärm, Unfallgefahr, Brandgefahr
Nenne Unterschiede zwischen Drehen und Fräsen
Drehen:
Werkstück: einfache Geometrien, geringe Bearbeitungszeiten
Werkzeug: häufiger Wechsel, geringe Werkzeugvielfalt
Fräsen:
Werkstück: komplexe Geometrien, lange Bearbeitungszeiten
Werkzeug: hohe WZ-Einsatzzeit, hohe WZ-Vielfalt
Was bedeutet manuelle Maschinenbeschickung? Nenne Vor- und Nachteile.
Manuelle Maschinenbeschickung = Zuführung von Materialien in eine Maschine von Hand durchgeführt, anstatt von einem automatischen Zuführungssystems.
flexible Handhabung unterschiedlicher Teilformen
parallele Maschinen und Prozessüberwachung
Personalkosten
aufwändiges Zeitmanagement zur Vermeidung von Stillstandzeiten
eintönige Arbeitsaufgabe
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