Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als akademischer Rat a.Z. am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat Miinchen. Herrn Professor Dr. -Ing. Karl G. MUller, dem ehemaligen Leiter des Instituts, danke ich fUr die Anregung des Themas und seine UnterstUzung bei der Durch- fiihrung der Arbeit. Danken mOchte ich Herrn Professor Dr. -Ing. Joachim Milberg fUr die konti- nuierliche und wohlwollende FOrderung meiner Forschungsaktivitaten und fUr seine wertvollen Hinweise, die wesentlich zum Gelingen der Arbeit beigetra- gen haben. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. -Ing. G. Duelen fUr die Ubernahme des Korreferats und das Interesse, das er dieser Arbeit entgegengebracht hat. Bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls, die mich bei meiner Arbeit in vielfaltiger Weise unterstUtzt haben, bedanke ich mich recht herzlich. Des weiteren gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. -Ing. R. D. MUller fUr die Durch- sicht der Arbeit und seine wertvollen Anregungen.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tiitigkeit als akademischer Rat. a.Z. am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat Miinchen. Herrn Prof. Dr.-lng. Karl G. MUller, unter dessen Leitung die Arbeit be gann, m&hte ich fUr das Interesse und die kritische Durchsicht der Arbeit danken. Herrn Prof. Dr.-lng. Joachim Milberg, dem Leiter dieses Lehrstuhls, m&hte ich fUr die stete Forderung und die wertvollen Hinweise zur Erstellung dieser Arbeit danken. Des weiteren danke ich Herrn Prof. Dr. med. Wolf MUller-Limmroth, dem Leiter des Lehrstuhls fUr Arbeitsphysiologie, fUr die aufmerksame Durchsicht der Arbeit und die Ubernahme des Korreferates. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. habil., Dr.-Ing. Michael UngethUm fUr die Anregung zu dieser Arbeit, fUr die wertvollen Hinweise und fUr die stets groBzUgige UnterstUtzung der Untersuchungen. Ebenso bin ich der Fa. Aesculap AG, Tuttlingen, die die chirurgischen Gerate und die Versuchswerkzeuge zur VerfUgung stellte, zu Dank verpflichtet. Weiterhin danke ich allen Industriefirmen und LehrstUhlen der TU und LMU MUnchen fUr die Be reitstellung von MeBgeraten, Versuchswerkzeugen, Rechenprogrammen und wichtigen medizinischen Informationen, allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls, die mich bei dieser Arbeit unterstUtzten, den vielen Studenten, die im Rahmen ihrer Studienarbeit bei der DurchfUh rung der Untersuchungen mitgeholfen haben."

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Un;versitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow danke ich fur die wohl- wollende Unterstutzung und die Anregungen wahrend des Ent- stehens der Arbeit sowie fur die Obernahme des Hauptberichts. Mein herzlicher Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Starr fur die eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden Hinweise. Herrn Prof. DTech. h. c. Dipl. -Ing. K. Tuffentsammer danke ich fur seine Bereitschaft, den Mitbericht zu ubernehmen. Weiterhin gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten am obenoenannten Institut, die in vielfaltiger Weise zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Insbesondere moechte ich mich hierfur bei den Herren Dipl. -Ing. B. Walker, Dipl. -Ing. G. Haberle, Dipl-Ing. R. Viefhaus, Dipl. -Ing. E. Wagner und cand. -el. U. Haberle bedanken. Heinz Frank - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungen, Formelzeichen, Symbole 1U Einleitung 14 1 2 Derzeitiger Stand bei der Programmierung teile- 16 artbezogener NC-Werkzeugmaschinen 2. 1 Programmierverfahren 17 2. 2 Aufgaben bei der Werkstattprogrammierung 19 2. 2. 1 Erstellen von NC-Steuerdaten 19 2. 2. 2 Testen von NC-Steuerdaten 22 2. 2. 3 Korrigieren von NC-Steuerdaten 24 2. 2. 4 Bewertung der Aufgaben 25 3 Teileorientierte Erstellung von NC-Steuerdaten 27 Festlegung der Anforderungen 3. 1 27 3. 2 Ermittlung von maschinenorientierten Daten in 27 einer NC 3. 3 Beschreibungsform fur die NC-Steuerdaten 29 3. 3.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat MOnchen. Mein besonderer Dank gilt Prof. Dr. -Ing - Joachim Milberg, dem Leiter dieses Instituts, der die DurchfOhrung dieser Arbeit ermiig- lichte und durch richtunggebende Hinweise tatkraftig unterstiitzte. Des weiteren danke ich Prof. Dr. -Ing. K. Ehrlenspiel flir die auf- merksame Durchsicht und die wertvollen Anregungen zur Gestaltung des Inhalts. Nicht zuletzt miichte ich Prof. Dr. -Ing. K. G. MOller meinen Dank aussprechen, unter dessen Amtszeit die ersten Anst1iBe zur Erstellung dieser Arbeit gegeben wurden. Allen Mitarbeitern des Lehrstuhls bin ich fUr die die tatkraftige Un- terstlitzung bei der Erstellung der Arbeit und die immer kamerad- schaftliche Zusammenarbeit zu aufrichtigem Dank verpflichtet. - I - Inhal ts ver zeichnis Inhaltsverzeichnis I-IV Abkijrzungen und Formelzeichen V-VI 1. Einleitung 1 1. 1 Wirtschaftliche Situation 1 1. 2 Konsequenzen 4 1. 3 Automatisierung 4 2. Flexible Automatisierung - Stand der Technik B 2. 1 Struktur flexibel automatisierter Produktionssysteme B 2. 2 Betriebsverhalten flexibel automatisierter Produktionssysteme 10 2. 3 Instandhaltung 11 2. 3. 2 Organisatorische Mallnahmen 11 2. 3. 2 Instandhaltungseignung 13 2. 3. 3 Fehlererkennung 14 2. 2. 4 Fehlerausbreitung 17 2. 4 ZuverHissigkeit bei hohem Automatisierungsgrad 17 3. Zuverlassigkeit und Verftigbarkeit heutiger Werkzeugmaschinen 19 3. 1 Datenbeschaffung 19 3. 1. 1 Werkzeugmaschinenhersteller 19 3. 1. 2 Werkzeugmaschinenanwender 20 3. 1. 3 Unabhangige Beobachtung des Ausfallverhaltens 21 3. 2 Analyse von Ausfalldaten 21 3. 2. 1 Drehmaschinen 21 3. 2. 1.

Die vielseitigen Moglichkeiten, die das FlieBpressen als Umformverfahren fur die Formgebung von Metallen bietet, fuhrten bei steigenden Anspruchen der Abnehmer hinsichtlich der MaBgenauigkeit, Werkstoffausnutzung sowie der Breite des Formenspektrums zu immer komplizierteren Werkstucken. Die Forderungen nach neuen, komplexeren Profilformen und groBeren Querschnitts- anderungen hat ten immer groBere PreBkrafte zur Folge, woraus eine sehr hohe mechanische Belastung der Werkzeuge resultiert. Nach DIN 8583 zahlt das FlieBpressen zur Gruppe der Durchdruckverfahren und wird in die Untergruppen FlieBpressen mit starren Werkzeugen und FlieB- pressen mit Wirkmedien eingeteilt, wobei bei dem letztgenannten Verfahren das Werkstuck durch Einwirkung eines Druckmediums durch die Matrize ge- druckl wird. In Bild list das Prinzip der FlieBpreBverfahren dargestellt. Das hydrostatische FlieBpressen ist eines von mehreren Verfahren, die eine wesentliche Verringerung des Kraftbedarfs ermoglichen und demzufolge zu einer Verringerung der mechanischen Belastung der Werkzeuge fuhren. Durch den Wegfall der Reibung zwischen Rohteil und Aufnehmerwand sowie durch die Bildunq gunstiger Schmierungsbedingungen zwischen Werkstuck und Matrize werden die Reibungsverluste vermindert, was beim Pressen von Pro- filen mit im Verhaltnis zur Profilquerschnittsflache groBem Profilumfang (groGe Reiblange) besondere Vorteile bietet. Die seitliche Abstutzung des Rohteils verhindert dessen Aufstauchen, und es konnen Rohteile mit belie- big groGem Langen/Durchmesser-Verhaltnis (lo/d ) gepreBt werden.

Oie vorliegende Arbeit entstand wahrend m einer Tatigkeit als wissenscha- li cher Mitarbeiter am Institut fur Umformtechnik der U niversitat Stuttgart. Herrn Professor Dr.-Ing. K. Lange danke ich herzlich fur das mir entgeg- gebrachte Vertrauen, seine groBzugige F6rderung und stete U nterstutz ung bei der Anfert igung dieser Arbeit. Herrn Professor Dr.-Ing. H. Uetz bin ich fur die eingehende Durchsicht der Arbeit sowie fur die wertvollen Anregungen und Hinweise zu Dank verpfli- tet. Mein Dank gilt ferner Herrn Dr.-Ing. habil. K. P6hlandt fur die Betreuung und Durchsicht der Arbeit sowie fur die kritische Diskussion der Ergebn- se. Ebenso danke ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts fur Umformtechnik, die zumGelingen dieser Arbeit beigetragen haben. W eiterhin m 6chte ich Herrn Professor Dr .rer.nat . G. K. W olf, Herrn Dr.-Ing. J. F6hl und H errn Dipl.- Ing. K. -J. GroB fur die Zusam m enarbeit beim Einsatz ionenimplantierter W erkzeuge, bzw. bei der VerschleiBmessung danken. Die Untersuchung wurde mi t M itteln der D eut schen Forschungsgemeinschaft und des K ernforschungszentrum s K ar lsruhe gef6rdert .

Die nichtrostenden austenitischen Stahle werden in einer Vielzahl von Legierungstypen fur die unterschiedlichsten Betriebsbeanspruchungen in der industriellen Praxis eingesetzt. Neben der Haushaltsgeratetechnik finden diese Werkstoffe insbesondere Anwendung in der chemischen Industrie. Der Grundtyp X5 erNi 18 9 ist durch gute mechanische und physikalische Eigenschaften, chemische Bestandigkeit und eine ausreichende Korrosions- bestandigkeit gekennzeichnet. Die Anwendung dieser Werkstoffe setzt aber die Kenntnis des Werkstoffver- haltens und der Auswirkung verschiedenster Fertigungsverfahren auf die Gebrauchseigenschaften der Werkstucke voraus. Zur Fertigung von Bauteilen werden bei entsprechend hoher Stuckzahl die Verfahren der Umformtechnik wirtschaftlich eingesetzt, wobei in vielen Fallen dunnwandige Napfe aus nichtrostenden austenitischen Stahlen durch Tiefziehen hergestellt werden. Mit der Umformung ist aber eine Eigenschaftsanderung des Werkstoffes ver- bunden, wodurch die Gebrauchsfahigkeit der Werkstucke eingeschrankt werden kann. Daraus resultiert die Forderung, uber die fertigungstechnischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte hinaus eine optimale Gebrauchs- fahigkeit der Werkstucke anzustreben und diese in die gesamtwirtschaft- liche Betrachtung der Fertigung eines Bauteils einzubeziehen. Die in Betracht kommenden Eigenschaftsanderungen sind in Bild 1 darge- stellt. Sie mussen fur die Beeinflussung der Gebrauchsfahigkeit nicht alle zugleich wirksam werden, koennen jedoch bei korrosiver Beanspruchung von entscheidender Bedeutung fur die Lebensdauer des Bauteils sein.

Die vorl iegende Arbeit entstand wa: hrend meiner Tatigkeit als wissen- schaftl i cher Mitarbeiter am Institut fUr Umformtechni k der Uni versita: t Stuttgart. Herrn Professor Dr.-Ing. K. Lange danke ich fUr sein Vertrauen und seine wohlwollende UnterstUtzung bei der DurchfUhrung dieser Arbeit. Herrn Professor Dr.-Ing. H. Uetz bin ich fUr seine wertvollen Hinweise und Anregungen sehr dankbar. Mein Dank gilt ferner Herrn Dr.-Ing. habil. K. Pohlandt fUr die Betreuung und kriti sche Durchsicht der Arbeit sowie allen Mitarbeiter- innen und Mitarbeitern des Institutes fUr Umformtechnik, die zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Ebenfalls danken mochte ich Herrn Professor Dr. G. K. Wolf yom Physika- 1 i sch-Chemi schen Institut -Radi ochemi e- der Uni versita: t Heidel berg fUr sei ne UnterstUtzung bei der DurchfUhrung der Untersuchungen mit der Neutronenaktivierungsanalyse. Weiterhin gilt Herrn Dr.-Ing. J. Fohl und Herrn Dipl.-Ing. K.-J. GroB von der MaterialprUfungsanstalt in Stutt- gart mei n besonderer Dank fUr di e Hi lfe beim Ei nsatz des DUnnschi cht- Differenzen-Verfahrens. DarUber hinaus bin ich Herrn Opielka yom Max- Planck-Institut fUr Metallforschung, Institut fUr Werkstoffwissenschaft in Stuttgart, fUr die metallographischen Untersuchungen und die Erstel- lung der REM-Aufnahmen sehr dankbar. Di e Mittel zur DurchfUhrung di eser Arbeit wurden yom Bundesmi ni sterium fUr Forschung und Techno 1 ogi e (BMFT) sowi e yom Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (KFK) zur VerfUgung gestellt. FUr diese Forderung bin ich zu Dank verpflichtet.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstech- nik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Uni- versitat Stuttgart. Dem Institutsleiter. Herrn Professor Dr. -Ing. G. Pritschow. gilt mein besonderer Dank fur das Interesse an der Arbeit und seine Unterstutzung. die zu ihrem Gelingen wesentlich beigetra- gen haben. Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr. unter dessen kom- missarischer Institutsleitung ich die Arbeit beginnen konnte. gilt ebenso mein Dank fur seine Ratschlage und die intensive Durchsicht der Arbeit. Herrn Professor Dr. -Ing. M. -Weck danke ich fur seine Bereit- sChaft zur ubernahme und das schnelle Anfertigen des Mitberich- tes. Daruber hinaus moechte ich mich bei allen Mitarbeitern des Instituts bedanken. die durch kritische Hinweise und Diskussi- onen wertvolle Anregungen zu meiner Arbeit geliefert haben. Holger Moeller -7- Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungsverzei chni s, Forme 1 zei chen 9 Einleitung 11 2 Aufgaben eines Uberwachungs- und Diagnosesystems 13 in der numerischen Steuerung 2. 1 Begriffe 13 2. 2 Diagnosebereiche 18 2. 3 Steuerungsinterne Fehlerarten 20 2. 4 Anforderungen an ein integriertes Uberwachungs- 24 und Diagnosesystem 3 Untersuchung ausgefuhrter Massnahmen zur Fehlerdia- 30 gnose in numerischen Steuerungen 3. 1 Hardware der numerischen Steuerung 30 3. 2 Steuerungsexterne Funktionseinheiten 31 3. 3 Datenaustausch 32 3. 4 Bewertung der Massnahmen 33 4 Verfahren zur Uberwachung und Fehlerdiagnose in 35 numerischen Steuerungen 4. 1 Allgemeiner Loesungsansatz 35 4. 2 Diagnosemodelle fur numerische Steuerungen 38 4. 2. 1 Betrachtung auf Systemebene 38 4. 2. 1.

Beim Kaltfliesspressen wird das Fliesspresswerkzeug durch die vorgangsbeding- ten Umformkrafte belastet. Diese Belastung bewirkt eine elastische Federung des Werkzeuges. Durch den Umformvorgang wird dem Werkstuck Arbeit zugefuhrt. Diese Umform- arbeit und die Reibarbeit an der Kontaktflache Werkstuck/Matrize fuhren im Werkzeug zu einer Temperaturerhoehung und damit zu einer Warmeausdehnung der Matrizenbohrung. Die radiale Aufweitung armierter Fliesspressmatrizen mit zylindrischer und abgesetzter Bohrung wurde unter mechanischer Belastung und Temperatureinwir- kung mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet. Die Belastungssimu- lation erfolgte einerseits durch das Aufbringen eines hydrostatischen Innen- druckes entlang der Bohrungswand der Matrize und andererseits durch das Er- zwingen einer gewunschten Bohrungswandtemperatur. Variiert wurde der Innen- 2 druck zwischen 0

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstech- nik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Stute, dem viel zu fruh verstorbenen Leiter des Instituts, bin ich fur seine grosszugige Unterstut- zung und die wertvollen Anregungen, die zum Entstehen dieser Arbeit beitrugen, zu besonderem Dank verpflichtet. Herrn Prof. Dr.-Ing. A. Storr danke ich fur seine kritischen Anmerkungen zu Form und Inhalt der Arbeit und die sich daraus ergebenen Hinweise. Mein Dank gilt auch Herrn Prof. Dr.-Ing. H.-J. Warnecke fur die eingehende Durchsicht der Arbeit. Daruber hinaus moechte ich all denen danken, die durch wert- volle Diskussionen und anregende Kritik zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben, insbesondere den Herren Dr.-Ing. H. Erne, Dipl.-Ing. G. Gruhler, Dipl.-Ing. W. Ruoff und Dipl.-Ing. K.-H. Wurst. Manfred Keppeler 5 - INHALT Seite Formelzeichen und Abkurzungen 8 1 Einfuhrung und Aufgabenstellung 12 2 Beschreibung von Bewegungsablaufen in raum festen 15 oder werkstuckbezogenen kartesischen Koordina- tensystemen 2.1 Definition der Werkzeugorientierung 17 2.2 Interpolation 22 2.2.1 Linearinterpolation 22 2.2.2 Fahren von Kreisbahnen als Sonderfall der Line- 25 arinterpolation 2.2.3 Zirkularinterpolation 27 2.3 Erzeugung komplexer Bewegungsbahnen durch automa- 33 tische Wahl der Interpolationsart Linear- bzw.

Die Automatisierung von Fertigungsanlaqen verfolgt aus tech- nischer Sicht im wesentlichen solche Ziele, die die Wertge- sichtspunkte Wirtschaftlichkeit und technische Durchflihrbar- keit von Fertigungsverfahren betreffen. Automatisierungsziele beztiglich der technischen Durchftihrbarkeit beispielsweise liegen vor, wenn Maschinen und Elnrichtungen elngesetzt wer- den, die ohne Automatisierungsmittel nicht oder nur unbe- friedigend zu betreiben sind. Wirtschaftlichkeitsgesichts- punkte stellen alle kostenrelevanten Aspekte dar, die An- schaffung und Betrieb von Fertigungsanlagen SOWle dle Quali- tat der Produkte betreffen. Die Entwicklung der Rohstoff-, Energie- und Lohnkosten erfor- dert auch bei kleinen und mittleren Sttickzahlen eine standi- ge Steigerung der Produktivitat industrieller Fertigungsanla- gen durch Rationalisierung und Automatlsierung. Eine flexible Fertigung, die schnell und wirtschaftlich eine oft wechseln- de Nachfrage befriedigen kann, ist auf flexible Maschinen- systeme und die Wirksamkeit umfassender, flexibler Steuerungs- konzepte besonders angewiesen. Zur Sicherung einer hohen Aus- nutzung und Verftigbarkeit solcher Anlagen mtissen zunehmend technologische, organisatorische und optimierende Gesichts- punkte in die Konzeptlon der Steuerungssysteme aufgenommen werden. Moderne Fertigungseinrichtungen sind daher ohne nume- rische Steuerungen nicht mehr denkbar [1, 2].

Die Marktforderungen nach groBerer Variantenvielfalt im Pro- duktionsprogramm von Unternehmen und rasche Veranderungen der Nachfragestruktur verringern die Bedarfsmengen einzelner Erzeugnisse. Die Folge ist der Trend zur Klein- und Mittelserienfertigung und die Notwendigkeit, Ablauf und Uberwachung von Fertigungs- vorgangen weiter zu automatisieren. Die Entwicklung der Automatisierung der Klein- und Mittelserie verlauft von der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine liber anpassungsfahige flexible Bearbeitungseinheiten bis hin zum flexiblen Fertigungssystem [1]. Der Begriff "Flexibles Ferti- gungssystem" wurde 1966 von Dolezalek [2] eingeflihrt und defi- niert. Zu verstehen ist hierunter eine Reihe von Fertigungs- einrichtungen, die liber ein gemeinsames Steuer- und Transport- system so miteinander verknlipft sind, daB einerseits eine automatische Fertigung stattfinden kann, andererseits inner- halb gewisser Grenzen unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben an unterschiedlichen Werkstlicken durchgefuhrt werden konnen. Bei der Einfuhrung flexibler Fertigungssysteme standen die Um- formverfahren im Gegensatz zu den spanenden Verf'ahren bis vor wenigen Jahren absei ts. Dami t (1 ie Vorteile umformender Verfah- ren wie Werkstoff- und Energieersparnis, Werkstoffverfesti- gung und kurze Bearbeitungszeiten auch in der Klein- und Mittelserienfertigung genutzt werden konnen, wird die Inte- gration von Umformverfahren in flexible Fertigungssysteme forciert.

Flexible Fertigungssysteme sind automatisierte Fertigungs- einrichtungen, die fUr den Einsatz im Bereich der Einzel- und Kleinserienfertigung entwickelt wurden. Sie sind gekenn- zeichnet durch ihre Fahigkeit, sich innerhalb eines begrenz- ten Teilespektrums selbsttatig an unterschiedliche Werk- stUcke und Fertigungsaufgaben anzupassen. Wah rend diese Entwicklungen bei spanenden Bearbeitungsver- fahren schon verstarkt Eingang in die Fertigung gefunden ha- ben [1 - 12], sind sie im Bereich umformender Fertigungsver- fahren bislang nur sehr vereinzelt anzutreffen. Wegen der in jUngster Zeit stark angestiegenen Energie- und Rohstoffkosten [13] sind Uberlegungen in Gang gekornrnen, das Konzept des fle- xiblen Fertigungssystems auch auf Technologien anzuwenden, bei denen ein vergleichsweise geringerer Aufwand fUr Material und Energie erforderlich ist, die also bei sparsamem Energie- und Rohstoffverbrauch groBe Teilespektren in kleinen StUck- zahlen und im Rahmen einer gewissen Flexibilitat wirtschaft- lich fertigen konnen. Ausgehend von diesem Sachverhalt untersuchte erstmalig KAISER [14] die Moglichkeiten einer Integration umformender Bearbei- tungsverfahren in flexible Fertigungssysteme. Die Analyse samtlicher Umformverfahren ergab dabei, daB grundsatzlich aIle ungebundenen Umformverfahren, d. h. solche mit kinematischer Gestalterzeugung und ferner einige gebundene Umformverfahren, das sind solche mit Abbildung der WerkstUckgeometrie am Werk- zeug, bei entsprechendem Teilespektrum in flexible Fertigungs- systeme einbezogen werden konnen.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fUr Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Die Voraussetzungen und Grundlagen fUr meine Promotion wurden durch den verstorbenen lnstitutsleiter. Herrn Prof. Dr.-lng. G. Stute. geschaffen. dem ich zu besonderem Dank verpflichtet bin. Herrn Prof. Dr.-lng. A. Storr danke ich fUr seine Unter- stUtzung und seine kritischen Anregungen bei der Erstellung dieser Arbeit. Herrn Prof. DTech. h. c. Dipl.-lng. K. Tuffentsammer gilt mein Dank fUr die Obernahme des Mitberichts. Allen Kollegen der Gruppe 5. insbesondere den Herren Dipl.-lng. R. Donn und Dipl.-lng. S. Chmielnicki. sowie allen Mitarbeitern und Studenten des lnstituts. die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben. danke ich fUr ihre Hinweise. Geleitwort des Herausgebers Das Institut fOr Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich- tungen der Universitat Stuttgart befaBt sich mit den neuen Entwicklungen der Werkzeugmaschinen und anderen Fertigungseinrichtungen, die insbesondere durch den erhOhten Anteil der Steuerungstechnik an den Gesamtanlagen gekennzeichnet sind. Dabei stehen die numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen in Programmie- rung, Steuerung, Konstruktion und Arbeitseinsatz sowie die vermehrte Verw- dung des Digitalrechners in Konstruktion und Fertigung im Vordergrund des In- teresses. 1m Rahmen dieser Buchreihe sollen in zwangloser Foige drei bis fOnf Berichte pro Jahr erscheinen, in welchen Ober einzelne Forschungsarbeiten berichtet wird. Vor- zugsweise kommen hierbei Forschungsergebnisse, Dissertationen, Vorlesungsmanu- skripte und Seminarausarbeitungen zur VerOffentlichung. Diese Berichte sollen dem in der Praxis stehenden Ingenieur zur Weiterbildung dienen und helfen, Aufgaben auf diesem Gebiet der Steuerungstechnik zu 10sen.

Das Buch hat sich zum Ziel gesetzt, die Fertigungsverfahren der DIN 8580 nach wirt- schaftlichen Punkten zu behandeln. Das muss, wegen der Fulle des Stoffes zwangslaufig dazu fuhren, dass die einzelnen Themenkomplexe oft nur angedeutet werden. Nur viel angewandte Verfahren werden beschrieben, weniger bekannte koennen nur erwahnt und Verfahren, die sich erst im Versuchsstadium befinden, konnten nicht angeftihrt werden. Das wirtschaftliche Fertigungsverfahren steht im Vordergrund. Hierbei ist von Bedeutung Werkstuckwerkstoff, Werkstuckform, Anzahl der Werk tucke, konkurrierende Be- arbeitungsverfahren, Werkzeuge, Schneidstoff, Schmierung, Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschineneinstellung. Besonderer Wert wurde dabei auf die exemplarische Darstellung anhand viel benoetigter Teile gelegt. . Die Textftille war nur durch viele Ta ellen, knappe Beschreibung, viele Skizzen, die zusammen mit den Bildunterschriften zum Text nicht redundant sind, zu bewaltigen. Dabei war aber kein reines Tabellenwerk geplant, vielmehr sollte der Sinn der tabellarischen Darstellung in der Kurze der Darbietung liegen. Daher wurde auch z.B. in den einzelnen Kapiteln darauf verzichtet, Werte aus der Zerspantechnik oder Umformtechnik, die reine Maschineneinstellung betrafen, zu tabellieren. Auch hierfur sind Beispiele fur typische Prozesse aufgefuhrt. Gegenuber dem Text wurde im Zweifelsfalle der Skizze und dem Bild der Vorzug gegeben. Das geschah bewusst aus zwei Grunden: Skizzen benoetigen weniger Raum als Text um einen fertigungs-technisch- maschinenbaulichen Zusammenhang darzustellen und Skizzen sind letztlich doch das Ausdrucksmittel des "Maschinenbauers".

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -lng. K. Lange danke ich fur sein Vertrauen und seine wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung dieser Arbeit. Fur die eingehende Durchsicht dieser Arbeit bin ich Herrn Pro- fessor Dr. -lng. H. Uetz zu Dank verpflichtet. Mein Dank gilt ferner Herrn Dipl. -lng. E. Dannenmann, der die- se Arbeit durch wertvolle Hinweise und Anregungen unterstutzt hat sowie allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des lnsti- tuts fur Umformtechnik, die durch ihre tatige Hilfe zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Ebenfalls danken mochte ich Herrn Dr. rer. nat. P. Schluter vom Max-Planck-lnstitut fUr Metallforschung in Stuttgart, der in groBzugiger Weise die Erstellung der REM-Aufnahmen und Schliffbilder ubernommen hat. Die Mittel zur Durchfuhrung dieser Arbeit wurden von der Deutschen Forschungsgesellschaft fur Blechbearbeitung e. V. zur Verfugung gestellt. Stuttgart, Juni 1983 Erhard Mossle Inhaltsverzeichnis Seite Verzeichnis der wichtigsten Abktirzungen 11 o Einleitung 13 Problematik des Ziehens von Blechen aus 15 Aluminiumlegierungen 1. 1 Ausgangssituation 15 1. 2 Stand der Kenntnisse 18 1. 2. 1 Beeinflussung von Oberflachen durch Umformen 18 1. 2. 2 EinfluB der Oberflachenbeschaffenheit von 25 Blechen auf den Ziehvorgang 1. 3 Zielsetzung der Arbeit 27 2 Experimentelle untersuchungen mit Blechen 31 aus Aluminiumlegierungen - Versuchsdurch- ftihrung 2. 1 Beschreibung der Oberflachenbeschaffenheit 33 2. 2 Ermittlung der Formanderungen 36 2. 3 Eigenschaften der untersuchten Aluminium- 37 legierungen Oberflachenveranderungen bei Zug- und 43 2. 4 Biegeversuchen 2.

Mit Hilfe der FEM wurde der EinfluB von DurchbrUchen in Werkzeug- maschinen fUr zwei verschiedene Gestellbauteile untersucht. Zum einen ist dies ein kastenformiger Stander, bei dem der Steifigkeits- abfall infolge eines Durchbruches von Interesse ist. Hierzu wurde eine Vielfalt von Durchbruchsformen und -groBen untersucht. Zum anderen ist das ein O-Gestell einer Umformmaschine. Hierbei interes- siert die Spannungsausbildung im Gestell infolge eines Durchbruches. Die Ergebnisse der Rechnung fUr den Stander mit Kastenquerschnitt zeigen den erheblichen EinfluB, den ein Durchbruch auf die Steifig- keit haben kann. Die Ergebnisse wurden so aufbereitet, so daB der EinfluB von verschiedenen Durchbruchsformen und -groBen aus graphi- schen Darstellungen dem Konstrukteur direkt zuganglich ist. Weiter- hin kann er mit Hilfe von Kurven gleicher Steifigkeit die fUr seinen Fall optimale Durchbruchsform auswahlen. Zur Verminderung des Einflusses des Durchbruches auf die Steifig- keit wurden zwei konstruktive MaBnahmen rechentechnisch untersucht. Die erste MaBnahme ist die Einbringung einer Querschotte direkt ober- und unterhalb des Durchbruches. Diese MaBnahme erwies sich insbesondere bei der Torsion als besonders geeignet, wo eine bis zu 265 % Steigerung der Steifigkeit gegenUber dem Fall ohne Quer- schotte erzielt werden konnte. Die zweite MaBnahme war die Anbrin- gung eines Wulstes urn den Durchbruchsrand. Hierbei ergab sich mit 152 % Steifigkeitssteigerung ebenfalls beim Lastfall Torsion das beste Ergebnis.

Introduces the fundamentals of welding engineering, covering principles, theories, and concepts in an easy to understand manner.

"Welding Engineering: An Introduction" provides a comprehensive introduction to all of the important topics in welding engineering. It covers a broad range of topics and presents each topic in an introductory manner with emphasis on the fundamental principles. Types of welding processes covered include arc welding, resistance welding, solid-state welding, and high energy density welding. The design considerations of welding are also considered.Additional topics covered include welding metallurgy, welding of materials, and non-destructive testing of welds. The latest industry codes and standards are also covered in detail.

- Introduces the fundamentals of welding engineering, covering principles, theories, and concepts in an easy to understand manner.- Covers a broad range of welding processes- Examines design considerations for welding- Includes coverage of the latest hybrid and novel approaches to welding- Includes case studies covering key topics- The latest industry codes and standards are covered in detail