Untersuchungen über den Einfluß thermisch bedingter Verformungen auf die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen

Die MaB- und Formgenauigkeit eines durch Spanabnahme bearbeiteten Werk stückes wird beeinfluBt durch Abweichungen von der vorgeschriebenen Relativ bewegung zwischen Werkzeugschneide und Werkstück. Die Ursachen können sowohl in geometrischen und kinematischen Fehlern der Maschine liegen, als auch durch Verformungen der Maschine während des Arbeitsvorganges hervorgerufen werden. Zu den letztgenannten EinfluBgröBen zählen Verformungen der Maschine durch Schnittkräfte und Eigengewichte sowie periodisch wiederkehrende Ver formungen, z. B. durch Unwuchten und ZahneingriffsstöBe. AuBerdem treten Ab weichungen auf, die von der Laufzeit der Maschine abhängig sind, beispielsweise Schneidkantenversatz auf Grund von WerkzeugverschleiB und Maschinenver formungen infolge von Erwärmungen. Je nach Maschinenart, -gröBe und -einsatz wird die eine oder die andere EinfluB gröBe das Arbeitsergebnis bestimmen. In vielen Fällen sind neben dem statischen und dynamischen Verhalten einer Werkzeugmaschine die thermisch bedingten Formänderungen von entscheidendem EinfluB und infolge der hohen Forderun gen, die in der modernen Fertigungstechnik an die Arbeitsgenauigkeit einer Werk zeugmaschine gestellt werden, oft nicht mehr zu vernachlässigen. Thermisch beding te Maschinenverformungen können sich schon bei gleichmäBi ger Erwärmung ergeben, und zwar dann, wenn die einzelnen Maschinenteile einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten haben, wodurch Spannungen auf treten, die zu Verformungen führen. Im allgemeinen aber rufen gleichmäBige Erwärmungen selbst an einem so viel gestaltigen Körper, wie ihn eine Werkzeugmaschine darstellt, lediglich eine Ver gröBerung des Volumens, nicht aber eine Änderung seiner geometrischen Form hervor. In den meisten Fällen ist eine unterschiedliche Erwärmung der einzelnen Maschi nenteile während des Betriebes die Ursache thermisch bedingter Verformungen.

Klappentext

Die MaB- und Formgenauigkeit eines durch Spanabnahme bearbeiteten Werk­ stückes wird beeinfluBt durch Abweichungen von der vorgeschriebenen Relativ­ bewegung zwischen Werkzeugschneide und Werkstück. Die Ursachen können sowohl in geometrischen und kinematischen Fehlern der Maschine liegen, als auch durch Verformungen der Maschine während des Arbeitsvorganges hervorgerufen werden. Zu den letztgenannten EinfluBgröBen zählen Verformungen der Maschine durch Schnittkräfte und Eigengewichte sowie periodisch wiederkehrende Ver­ formungen, z. B. durch Unwuchten und ZahneingriffsstöBe. AuBerdem treten Ab­ weichungen auf, die von der Laufzeit der Maschine abhängig sind, beispielsweise Schneidkantenversatz auf Grund von WerkzeugverschleiB und Maschinenver­ formungen infolge von Erwärmungen. Je nach Maschinenart, -gröBe und -einsatz wird die eine oder die andere EinfluB­ gröBe das Arbeitsergebnis bestimmen. In vielen Fällen sind neben dem statischen und dynamischen Verhalten einer Werkzeugmaschine die thermisch bedingten Formänderungen von entscheidendem EinfluB und infolge der hohen Forderun­ gen, die in der modernen Fertigungstechnik an die Arbeitsgenauigkeit einer Werk­ zeugmaschine gestellt werden, oft nicht mehr zu vernachlässigen. Thermisch beding te Maschinenverformungen können sich schon bei gleichmäBi­ ger Erwärmung ergeben, und zwar dann, wenn die einzelnen Maschinenteile einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten haben, wodurch Spannungen auf­ treten, die zu Verformungen führen. Im allgemeinen aber rufen gleichmäBige Erwärmungen selbst an einem so viel­ gestaltigen Körper, wie ihn eine Werkzeugmaschine darstellt, lediglich eine Ver­ gröBerung des Volumens, nicht aber eine Änderung seiner geometrischen Form hervor. In den meisten Fällen ist eine unterschiedliche Erwärmung der einzelnen Maschi­ nenteile während des Betriebes die Ursache thermisch bedingter Verformungen.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Möglichkeiten der Wärmeübertragung und charakteristisches Verhalten eines technischen Körpers bei Temperaturänderung.- 3. Untersuchungen über thermisch bedingte Formänderungen an einfachen Modellen.- 4. Möglichkeiten zur Verringerung bzw. Vermeidung thermisch bedingter Verformungen an Werkzeugmaschinen.- 5. Zusammenfassung.- 6. Literaturverzeichnis.