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Werkzeugmaschinen Dynamisches Verhalten Stabilität © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 1.

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1 Werkzeugmaschinen Dynamisches Verhalten Stabilität © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 1

2 1.Welche Bedeutung hat das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen 2.Wie können Schwingungen angeregt werden? 3.Wie entsteht das regenerative Rattern? 4.Warum lässt sich das Ratterverhalten von Wkzm schlecht vorherbestimmen? 5.Wie lässt sich das dynamische Verhalten von Wkzm erfassen? © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 2 Fragen zu Dynamisches Verhalten / Stabilität

3 5.Welche Kenngröße wird für das dynamische Verhalten definiert? 6.Was sind Stabilitätskarten? 7.Wovon ist die Rattervorgang abhängig? 8.Welche Maßnahmen kann man gegen das Rattern ergreifen? © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 3 Fragen zu Dynamisches Verhalten / Stabilität

4 1. Welche Bedeutung hat das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen? gesamte Fertigungssystem aus –Werkstück, –Werkzeug, –Maschine, –Antrieb ist ein schwingungsfähiges System Bei höheren Belastungen und Geschwindigkeiten wächst die Gefahr der Schwingungsanregung © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 4

5 2. Wie können Schwingungen angeregt werden? Fremderregung –unterbrochener Schnitt –Messereingriffstoß –Störkräfte von außen Selbsterregung: –Lagekopplung –Regenerativeffekt © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 5

6 3. Wie entsteht das regenerative Rattern? © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1 6

7 4. Warum lässt sich das Ratterverhalten von Wkzm schlecht vorherbestimmen? das dynamische Verhalten jeder Maschine ist anders –Montage, Einstellung der Lager, Schmiersystem, etc. die Prozeßgrößen für jeden Bearbeitungsfall sind anders –z.B. Schnittgrößen die Werkzeuggrößen ändern sich dauernd –z.B. Schleifmaschine © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 7

8 5. Wie lässt sich das dynamische Verhalten von Wkzm erfassen? Theoretischer Ansatz mit Schwingungsgleichungen Wenig Erfolg Modalanalyse Erfassung der Maschinensteifigkeit bei definierter Schwingungsanregung © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 8

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10 6. Welche Kenngröße wird für das dynamische Verhalten definiert? Grenzspanbreite b cr min Spanbreite bei der gerade Rattern auftritt © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 10

11 © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen Was sind Stabilitätskarten?

12 8. Wovon ist die Rattervorgang abhängig? Fundament, Aufstellbedingungen Lage der Maschinenbauteile und deren dynamisches Verhalten –Schlittenposition –Einstellung der Spindel-Lagerluft –Lagerart (Wälzlager nur 16% Dämpfung von Gleitlager) Werkzeug-Werkstück-Konfiguration Lage Schnittkraft zu Spindelkasten- und Schlittenabstimmung © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 12

13 9. Welche Maßnahmen kann man gegen das Rattern ergreifen? 1. Kleine Einstellwinkel => = 0 am besten, Spindel in Längsrichtung steifer, keine Biegung © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1 13

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15 9. Welche Maßnahmen kann man gegen das Rattern ergreifen? 2. Schnittwerte ändern –verändert die Anregung –aber: die nächste Kritische kommt bestimmt 3.Maschine und Antriebe so steif wie möglich –Keine Biegung und Torsion auf Schlitten und Gestell 4. Anregungen verändern –z. B. ungleichmäßige Teilung bei Fräsern © Prof. Dr. H.-J. Weber 09.04Werkzeugmaschinen 1 15

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17 9. Welche Maßnahmen kann man gegen das Rattern ergreifen? 5. Zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen © Prof. Dr. H.-J. Weber Werkzeugmaschinen 1 17

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