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Books > Professional & Technical > Mechanical engineering & materials > Engineering skills & trades
Zur Steigerung der Produktivitat und Flexibilitat setzt die In-
dustrie in zunehmendem Masse numerisch gesteuerte Frasmaschinen
ein. In einzelnen Fallen sind dies Maschinen, die nicht nur
entsprechend den kartesischen Koordinaten drei translatorische
Bewegungen, sondern zusatzlich zwei rotatorisehe Bewegungen - d. h.
funf Achsen - simultan gesteuert besitzen. Damit koen- nen solche
Maschinen sowohl die Lage der Fraserspitze als auch die Richtung
der Fraserachse numerisch gesteuert verandern. Diese zwei
zusatzlichen kinematischen Freiheitsgrade ermoegli- chen es,
einerseits komplizierte Werkstuckflachen technologisch und
geometrisch gunstiger "funfachsig'' zu frasen, andererseits
erfordern sie einen erheblich hoeheren Investitionsaufwand fur
Anlagen und Entwicklung. Deshalb wurde diese Frasmethode bisher nur
wenig eingesetzt. Durch die zwei zusatzlichen Freiheitsgrade
entstehen der Ar- beitsvorbereitung Probleme in der Technologie,
der Teilepro- grammierung und Postprozessorverarbeitung. Fur jeden
neuen An- wendungsfall mussen die Anwender zugeschnittene
Einzelloesungen finden, wobei die Wirtschaftlichkeit aufgrund des
hohen Anlage- wertes im Vordergrund steht. Diese Einzelloesungen,
von denen sehr wenig veroeffentlicht wurde, sind i. a.
Erweiterungen von bereits erprobten dreiachsigen Versionen. Deshalb
ist die Zielsetzung dieser Arbeit, die Einzelprobleme der
Arbeitsvorbereitung unter allgemeingultigen Gesichtspunkten zu
analysieren und Anwendern Anhaltspunkte fur den wirtschaft- lichen
Einsatz des funfachsigen Frasens in weiteren Anwendungs- bereichen
zu liefern. Fur den praktischen Teil der Untersu- chungen stand
eine numerisch gesteuerte Funfachsen-Frasmaschine, Rechenzeit am
Grossrechner CD 6600 sowie die Programmiersprachen FORTRAN IV und
APT III zur Verfugung.
Das Schutzgasschwei8en mit Bandelektrode entspricht im Prinzip dem
Schutzgasschwei8en mit abschmelzender Drahtelektrode. 1m Gegensatz
zur Drahtelektrode brennt der Lichtbogen bei der Bandelektrode
jedoch nicht an einer Stelle, sondern bewegt sich sowohl am
Bandende als auch an der WerksttickoberflHche hin und her. Dieser
Effekt entspricht im wesentlichen dem Vorgang einer mechanischen
Pendelung, wie er zur Spalttiberbrtickung beim Wurzelschwei8en mit
einer Drahtelektrode erforderlich ist. 1m Vergleich zum Schwei8en
mit Drahtelektrode bietet das Schwei- 8en mit Bandelektrode eine
Reihe von Vorteilen: a) h6here Strombelastbarkeit der Bandelektrode
gegentiber Rund- draht vergleichbaren Querschnitts; b) h6here
Abschmelzleistung und dadurch bedingt ktirzere Schwe- zeiten; c)
gleichma8igere und geringere Grundwerkstofferwarmung durch weniger
konzentrierte Warmezufuhr aufgrund der Bewegungs- charakteristik
des Lichtbogens; d) geringere und gleichma8igere Einbrandtiefe als
beim Schwei- 8en mit Runddraht vergleichbaren Querschnitts; dieses
bewirkt eine geringere Aufmischung durch den Grundwerkstoff; e)
innerhalb bestimmter Grenzen vorwahlbare, gr08e Schwei8rau-
penbreite, wodurch eine gesteuerte Pendelbewegung des Licht- bogens
tiberfltissig wird. Gegentiber dem UP-Schwei8en bietet das
Schutzgasschwei8en dort Vorteile, wo die Zuftihrung des
Schwei8pulvers, das Halten der fllissigen und das Entfernen der
festen Schlacke Schwierigkeiten bereitet. Au8erdem ist die
Anwendung des UP-Auftragschwei8ens auf nur wenig gekrtimmte Flachen
beschrankt, da hier, wie auch allge- mein beim Schwei8en in
Zwangslage, die gr08en Metall- und Schlackebader nicht zu halten
sind. Durch den Wegfall der Pulverbeschaffung, -trocknung, -absau-
gung und -wiederaufbereitung sowie der Schlackenentfernung entsteht
ein wesentlich vereinfachter Arbeitsablauf gegentiber dem
UP-Auftragschwei8en.
Die industrielle Fertigung ist einem standigen Rationalisie-
rungsprozeB unterworfen, um die Forderung nach wirtschaftlicher
Erzeugung von Produkten zu gewahrleisten. Vorhandene Rationa-
lisierungsreserven mussen hierzu aufgespurt und ausgeschopft
werden. Besondere Bedeutung kommt dabei fur den Bereich der
Fertigung dem Einsatz der Betriebsmittel zu. Zur optimalen
Ausnutzung der Betriebsmittel muB versucht wer- den, unabhangig von
einem bestimmten Bearbeitungsverfahren und einer bestimmten
LosgroBe folgende Forderungen zu realisieren: 1. Der Anteil der
Maschinenhauptzeit an der Bereitschafts- zeit muB so groB wie
moglich gehalten werden. 2. Die zur Verfugung stehende
Maschinenhauptzeit muB den Zielsetzungen des Unternehmens
entsprechend optimal aus- genutzt werden. Die erste Forderung zielt
in erster Linie auf organisatorische MaBnahmen zur Verringerung der
Maschinenbrachzeit ab sowie auf MaBnahmen zur Verringerung der
Nutzungsnebenzeiten, wie sie z. B. durch die Automatisierung des
Bearbeitungsablaufes sowie automatische Werkzeug- und
Werkstuckwechseleinrichtungen erzielt werden. Die Realisierung der
zweiten Forderung bedingt eine optimale Gestaltung des
Bearbeitungsablaufes und des Werkzeugeinsatzes sowie eine optimale
Festlegung der Bearbei- tungsbedingungen allgemein und der
Schnittbedingungen im Bereich der spanenden Fert1gung. Eine schon
seit langem gebrauchliche Methode zur verbesserten Nutzung der
verfugbaren Maschinenhauptzeit und damit zur
Produktivitatssteigerung der Werkzeugmaschinen ist der simul- tane
Einsatz von mehreren Werkzeugen. - 2 - "Unter dem simul tanen
Mebrwerkzeugeinsa tz wird dabei die Bearbeitung eines Werkstuekes
oder mebrerer - mebreren meinsam aufgespannter Werkstueke mit
Werkzeugen auf e i n e r Masebine verstanden, wobei die
Sebnittzeiten der beteiligten Werkzeuge beliebig zeitlieb uberdeekt
und/oder beliebig aufein- anderfolgend sein konnen".
Die Foerderung von Beton durch Rohrleitungen hat bereits seit
Jahrzehnten Probleme aufgegeben. Dass diese Foerderung seit einigen
Jahren fester Be- standteil der Praxis beim Bau ist, besagt nicht,
diese Probleme seien in- zwischen geloest; dies zeigt sich an den
allgemeinen Einschrankungen und an immer wieder auftretenden
Schwierigkeiten bei der Foerderung von Normal- beton sowie an den
noch nicht geloesten Problemen der Foerderung von Leicht- beton. Es
hat deshalb auch nicht an Versuchen gefehlt, Zusammenhange
einzelner, fur die Foerderung bedeutsamer Komponenten zu erforschen
und hieraus Foer- derbedingungen zu entwickeln. Im Bereich des
Normalbetons haben sich so eine Reihe von praxisgerechten Regeln
ergeben, die verbunden mit der im Umgang mit Betonpumpen erworbenen
Erfahrung eine entsprechend zufrieden- stellende Foerderung dieses
Betons gestatten. Die vorliegende Arbeit hatte die Entwicklung
einer umfassenden Beschrei- bung des Foerdermechanismus und der
diesen Prozess tragenden Groessen zum Ziel; denn nur eine Loesung
der Gesetzmassigkeiten im allgemeinen kann er- warten lassen, dass
die speziellen Bedingungen, wie sie etwa von der Art des Betons
oder von'den Anforderungen durch die Abmessungen der Rohrlei-
tungen gestellt werden, uneingeschrankt erkennbar sind. In dieser
Weise bietet die Arbeit eine theoretische, im Versuch erprobte und
bestatigte Beschreibung des Foerdervorganges, so dass sich sowohl
die Konstruktion, als auch die Anwendung von Betonpumpen
systematisch ausrichten kann.
Die unterschiedlichen Aufgaben der Werkzeuge fUr die spanende
Metallbearbeitung bestimmen deren Werkstoff, die auBere Form sowie
die erforderliche Genauigkeit. Zur Herstellung von Werk- stUcken
einfacher geometrischer Gestalt genUgen in der Regel Werkzeuge,
deren Geometrie allein von VerschleiBkriterien be- stimmt wird; die
Genauigkeit des WerkstUcks hangt dann vor al- lem von der
Genauigkeit der Relativbewegung zwischen Werkzeug- schneide und
WerkstUck abo Formfehler des WerkstUckes werden insbesondere durch
Positions- fehler von Werkzeug und WerkstUck hervorgerufen. Diese
entste- hen durch Verformungen von Werkzeugmaschine, Werkzeug und
Werk- stUck unter statischen und dynamischen Kraften sowie durch
ther- mische EinflUsse. Bei der Herstellung von WerkstUcken
komplizierterer Geometrie konnen weitere Fehler dadurch entstehen,
daB die Form der Werk- zeugschneide von ihrer Sollform abweicht.
Dies trifft insbeson- dere fUr Verzahnwerkzeuge zu. Die Gestalt und
Genauigkeit des Walzfrasers wird durch die rela- tiv komplizierte
Geometrie der Zahnrader, die hohen Anforderun- gen an deren
Genauigkeit sowie das Prinzip des Walzfrasverfah- rens bestimmt.
Walzfrasen ist ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren, bei dem
Walzfraser und Werkrad wie Schnecke und Schneckenrad miteinan- der
abwalzen; aIle ZahnlUcken werden dabei in etwa gleichzeitig
fertiggestellt. In Abb. 1 ist ein \valzfraser und ein \verkrad
wahrend des Verzah- nens skizziert. Die Drehrichtungen beider
Elemente sowie die Vorschubrichtung des Walzfrasers wurden durch
pfeile angedeutet. Es ist zu erkennen, daB die Werkradzahne auf der
Radunterseite bereits fertig ausgebildet sind. In Radmitte werden
die Zahne bearbeitet, wah rend oben noch der volle Radkorper zu
sehen ist. An einem Werkradzahn sind die verfahrensbedingten
Vorschub- und HUIIschniottmarkierungen dargestell t.
Das pulvermetallurgische Formgebungsverfahren wird in steigendem
Ma13e zur Herstellung von Metallteilen hoher Form- und
Ma13genauigkeit mit ei nem Gewicht bis zu etwa 1000 g benutzt. Die
pulvermetallurgische Indu strie, die sich seiner bedient, ist zu
einem wichtigen Zweig der Zuliefer industrie geworden, der
zahlreiche Bereiche der verarbeitenden Industrie, insbesondere die
Kraftfahrzeugindustrie, mit seinen Erzeugnissen belie fert. 1m
Jahre 1970 wurden in der Bundesrepublik Deutschland ca. 12.000 t
Sinterformteile und verwandte Erzeugnisse von der
pulvermetallurgischen Industrie hergestellt, die damit in der
Weltproduktion nach den USA und Ja pan an dritter Stelle steht. Die
Erzeugung umfa13t zu 10 - 14 % Teile aus NE-Metallen, der Rest sind
Teile aus Sintereisen und Sinterstahl. Die Festigkeit des
unlegierten Sin tereisens ist verhaltnisma13ig niedrig. Sie
erreicht im giinstigsten Fall 2 28 - 30 kp/mm und ist von der
Dichte im gesinterten Zustand und dem Reinheitsgrad und den
Sintereigenschaften der verwendeten Eisenpulver ab hangig. In Abb.
1 a und 1 b sind Ubersichten iiber Zugfestigkeit und Bruch dehnung
von unlegiertem Sintereisen gegeben, das aus drei verschiedenen
Eisenpulvern unter technischen Sinterbedingungen hergestellt ist.
Die Wer te sind iiber der Dichte im gesinterten Zustand
aufgetragen. Einzelheiten iiber die Beziehungen zwischen Dichte und
physikalische Kennwerte von Sintereisen sind aus dem
Forschungsbericht 1403 (1) des Landes Nordrhein Westfalen, S. 13 -
18, zu entnehmen. Wegen der iiberragenden Bedeutung, die die
Sinterwerkstoffe auf Eisenba sis fUr die pulvermetallurgische
Industrie besitzen, hat dieser Industrie zweig ein gro13es
Interesse daran, die Pulvermetallurgie binarer, ternarer und
komplexer Systeme des Eisens zu kennen."
Urn 1885 wurden zum ersten Male LochstUcke im Schragwalzverfahren
nach Mannesmann hergestellt. Kurze Zeit spater gelang Ehrhardt die
Erzeugung von Luppen aus Blacken mit quadratischem Querschnitt
durch seitliches Lochen auf einer Presse. Dieses Verfahren wurde
durch den Bau starkerer Pressen dahingehend verbessert, daB man das
seitliche Lochen weitgehend durch steigendes Lochen von Rund
blacken ersetzte, wodurch die Lange der Luppen vergraBert werden
konnte. Beim Lochen von Blacken auf einer Presse bedarf es zu ihrem
Ein fUhren in den Aufnehmer einer Differenz zwischen BlockauBen-
und Aufnehmer-Innendurchmesser. Diese rouB vor dem Lochen beseitigt
werden, da der Lochdorn anderenfalls verlaufen und damit die Wand
starke der Luppe ungleichmaBig werden kann. Dem eigentlichen
Lochvorgang geht also ein Anstauchvorgang vor aus, der dem
Verformen in einem Gesenk ohne Gratbahn gleicht. tiber die fUr
diesen Anstauchvorgang benotigte Kraft und Uber die bei einer
bestiwmten Kraft zu erreichende FormfUllung ist nur we nig bekannt.
Es erscheint daher notwendig, die Vorgange beim An stauchen in
einem Aufnehmer systematisch zu untersuchen, urn den Kraftbedarf
und die FormfUllung beim Pressen zu ermitteln und zu optimieren. 1m
Rahmen dieser Arbeit werden erstmalig fUr Stahlbolzen die An
stauchkrafte beim Lochvorgang gemessen. Dabei wird der Kraftbe
darfsverlauf bis zum vollstandigen Anlegen des Blockes an die
Aufnehmer-Innenwand unter BerUcksichtigung verschiedener Parame ter
erfaBt. Die Untersuchungsergebnisse sollen die Moglichkeit geben,
Loch- und Rohrstrang-Pressen hinsichtlich des K aftbedar fes zu
dimensionieren bzw. in der Fertigung Pressen optimal ein zusetzen."
Der Bericht schlieBt an den Forschungsbericht Nr. 2143 "Numeri-
sche Optimierung der Bearbeitungsbedingungen wahrend des Dreh-
vorganges" des Landes Nordrhein-Westfalen an und enthalt weiter-
reichende Ergebnisse, die bei der Untersuchung des Drehens mit
erhohten Schnittbedingungen gewonnen wurden. Einige der im For-
schungsbericht Nr. 2143 bereits vorgestellten Ergebnisse sind aus
GrUnden der Obersicht und Vollstandigkeit in diesem Bericht in
gekUrzter Form enthalten. Die industrielle Fertigung ist einem
standigen Rationalisierungs- prozeB unterworfen, um trotz
steigender allgemeiner Kosten die Forderung nach wirtschaftlicher
Fertigung erfUllen zu konnen. Dp.r Einsatz numerisch gesteuerter
Werkzeugmaschinen hat zu einer be- achtlichen Reduzierung der RUst-
und Nebenzeiten gefUhrt und eine teilweise Verlagerung dieser
Zeitanteile so ermoglicht, daB sie wahrend der Hauptzeiten der
Maschinen anfallen (11. Dem relativ groBen Hauptzeitanteil der
Fertigungszeit muB nun durch die Er- mittlung optimaLer
Schnittbedingungen besondere Bedeutung beige- messen werden, um die
relativ teuren NC-gesteuerten Maschinen in weiten Bereichen der
Fertigung wirtschaftlich einsetzen zu konnen. Ausgehend von der
mathematischen Beziehung fUr die Fertigungsko- sten pro StUck bzw.
Fertigungszeit pro StUck und der Bestimmungs- gleichung fUr die
Standzeit als Funktion der Schnittgeschwindig- keit
(Taylor-Standzeitgleichung) lassen sich die optimalen Stand-
zeitwerte entsprechend der betriebspolitischen Zielsetzung nach den
in Abb. 1 angegebenen Gleichungen berechnen. Diese beiden
Gleichungen lassen unter anderem erkennen, welchen EinfluB die mit
zunehmender Automatisierung ansteigenden Maschi- nenkosten, die
durch Werkzeugschnellwechseleinrichtungen sinken- den
Werkzeugwechselzeiten und die durch den zunehmenden Einsatz von
Wendeschneidplatten gUnstige Entwicklung der Werkzeugkosten auf die
optimalen Standzeitwerte ausUben.
Eine moderne Massenproduktion ist heutzutage ohne die
Herstellungsver- fahren der bildsamen Formgebung nicht denkbar.
Grosse Mengen von Halb- zeug und Fertigprodukte werden durch
Warm-Walzen erzeugt: Der Um- formvorgang bewirkt eine Verringerung
des Querschnittes und erhoeht die mechanischen und technologischen
Eigenschaften des Walzgutes gegenuber jenen des gegossenen
Ausgangsmaterials. Langgestreckte Vollquerschnitte aus Stahl, wie
Stabstahl und Draht, sowie die zugehoerigen Halbzeuge wer- den
technisch-wirtschaftlich meist nur in Kalibern gewalzt. Neben
Fertig- kalibern, die in Form und Groesse dem zu erzeugenden
Walzgut entsprechen, werden sogenannte Streckkaliber verwendet.
Diese Kaliber sind solche mit einfacher Geometrie, die eine grosse
Streckwirkung auf das Walz gut aus- uben. Sie gestatten, einen
grossen Ausgangsquerschnitt in relativ wenigen Arbeitsvorgangen
(Stichen) auf einen kleinen Endquerschnitt zu reduzieren. Die
Technologie des Kaliberwalzens beruht i. w. auf den in der Praxis
gesammelten Erfahrungen; aufgrund dieser Erfahrungen sind
allgemeine Kalibrierungsregeln aufgestellt worden. Danach kann
qualitativ die Streck- wirkung in Abhangigkeit von der
Kalibergeometrie, dem Walzendurchmes- ser und der
Walzgeschwindigkeit abgeschatzt werden. Wissenschaftliche
Untersuchungen uber das Walzen in Streckkalibern sind meist mit der
Zielsetzung durchgefuhrt worden, die Gesamtformanderun- gen
festzustellen und den Kraft- und Arbeitsbedarf zu ermitteln. Diese
Daten dienen als Unterlage fur die Auslegung der Walzgeruste und
Antriebe.
Eine genaue Kenntnis des zeitlichen VerschleiBverhaltens von
Hartmetall- drehwerkzeugen ist fUr die Wirtschaftlichkeit des
Zerspanprazesses ins- bes. in Produktionsbetrieben mit
kapitalintensiven Fertigungsanlagen von groBer Bedeutung. Eine
Mijglichkeit, das VerschleiBverhalten von Dzehwerk- zeugen wahrend
des Schnittes zu UberprUfen, scheint Uber eine gleichzeitige
Messung der Schnittkrafte wahrend des Zerspanvorganges mijglich zu
sein. Uber den EinfluB des WerkzeugverschleiBes auf die
Schnittkrafte und die Mijglichkeiten einer Uberwachung des
Zerspanprazesses mit Hilfe von Schnitt- kraftmessungen wahrend des
Bearbeitungsvorganges liegen bisher jedoch noch keine geschlossenen
Darstellungen vor. 1m Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden deshalb
die grundlegenden Zusammenhange ermittelt, die zwischen den
verschiedenen VerschleiBformen am Werkzeug sowie den statischen und
dynamischen Schnittkraften bestehen. Bei der Zerspanung ist durch
den VerschleiBangriff auf Span-, Fzei- und Nebenfrei flache ein
Ansteigen der statischen und dynamischen Schnitt- krafte zu
verzeichnen. Die im zeitlichen VerschleiBverlauf nach einer
gewissen Schnittzeit auftretende Anderung der
VerschleiBcharakteristik, die sowohl eine degressive als auch
progressive Zunahme der VerschleiB- markenbreite beinhalten kann,
hat gleichfalls eine Veranderung des Schnitt- kraftverlaufes zur
Folge. Dabei konnte gezeigt werden, daB ein linearer Zusammenhang
zwischen Schnittkraftanderung und VerschleiBmarkenbreitenzu- nahme
besteht. Mit zunehmender Werkstoffharte sowie geringerem
VerschleiB- widerstand des Hartmetalls ergab sich entsprechend eine
starkere Zunahme der Schnittkrafte als Funktion der
VerschleiBmarkenbreite. Durch das An- schleifen von definierten
VerschleiBformen auf Span- und Fzei flache konnte nachgewiesen
werden, daB der Fzei flachenverschleiB einen starkeren EinfluB auf
die Schnittkraftzunahme als der KolkverschleiB ausubt.
2. 1 33 Aufbau von Walzfrasmaschinen . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2 34 2. 3 Schwingungserregung
an Walzfrasmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.
4 Drehschwingungsverhalten des Walzgetriebezuges . . . . . . . . .
. . . . . . . 35 2. 4. 1 Statisches und dynamisches Verhalten des
Teilgetriebes . . . . . . . . . . . 36 2. 4. 2 Ergebnisse der
Torsionsschwingungsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38 Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 4. 3 38 Statisches
und dynamisches Verhalten des Maschinengestells . . . . . . . 2. 5
39 2. 5. 1. 1 Statisches und dynamisches Verhalten iny-Richtung . .
. . . . . . . . . . . . 39 2. 5. 1. 2 Ergebnisse der statischen und
dynamischen Untersuchungen des Maschinengestells in y-Richtung . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.
5. 1. 3 Diskussion der MeBergebnisse . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2. 5. 2. 1 Statisches und
dynamisches Verhalten in x-Richtung . . . . . . . . . . . . . . 41
2. 5. 2. 2 Ergebnisse der statischen und dynamischen Untersuchungen
des Maschinengestells in x-Richtung . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 42 Ergebnisse der statischen und
dynamischen Untersuchungen von 2. 6 Gestell und Walzgetriebe . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 42 2. 7 Auswirkungen von Relativbewegungen zwischen Werkzeug und
Werkstuck auf die Werkstuckgeometrie . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 42 2. 8 Auswirkungen von Schwingungen auf den
WerkzeugverschleiB . . . . 43 2. 9 Zusammenfassung 44
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Das Einlauflappen von Stirn-und Kegelradgetrieben wird in der
1ndustrie seit Jahren als ein Feinbearbeitungsverfahren zur
Steigerung der Verzahnungsqualitat von Zahn- radgetrieben
eingesetzt. 1m Gegensatz zu anderen Nachbearbeitungsverfahren, wie
zum Beispiel Schleifen oder Schaben, hat es den V orteil, daB es
auch an fertig montierten Getrieben angewendet werden kann. Auf
Grund dieser Sonderstellung ist es geeignet, sowohl Verzahnungs-als
auch Montagefehler zu reduzieren. Unter Last konnen Verformungen
des Getriebegehauses, der Lager und der Getriebe- elemente einen
wirksamen Flankenrichtungsfehler und damit eine ungleichmaBige
Lastverteilung langs der Verzahnungsbreite hervorrufen.
UngleichmaBige Lastvertei- lungen haben Lastspitzen an den
Zahnkanten zur Folge, die die Tragfahigkeit des Getriebes erheblich
vermindern [8, 9]. Urn die ungunstigen Auswirkungen dieser
Lastspitzen, wie zum Beispiel Zahneck- bruche, zu vermindern,
werden in zunehmendem MaBe Stirnrader mit einer balligen
Breitenkorrektur gefertigt [5, 7, 9J. Kegelrader werden seit langem
breitenballig aus- gefUhrt, da auf Grund ihrer zumeist fliegenden
Lagerung die Gefahr des Zahneck- tragens groB ist [1, 4J. Vor allem
in der Automobilindustrie gilt die Verlagerungs- fahigkeit von
Kegelradern als wichtiges Gutekriterium [8, 10J.
Zahnbreitenkorrekturen an Stirnradern konnen zwar mit Hilfe von
Zusatzeinrichtungen an den Verzahnungsmaschinen sowohl beim
Walzfrasen als auch beim Walzschleifen und Schaben erzeugt werden,
diese Zusatzeinrichtungen sind jedoch zum Teil auf- wendig und
teuer. Fur die Zahnradfertigung stehen aus diesem Grunde nur in
wenigen Fallen diese Sondereinrichtungen zur Verfugung. Mit Hilfe
einer neu entwickelten, einfachen Vorrichtung, die unter Umstanden
auf eine vorhandene Werkzeugmaschine, zum Beispiel eine
Drehmaschine, aufgesetzt werden kann, besteht jetzt die
Moglichkeit, Stirnradgetriebe wahrend der Feinbearbeitung
Einlauflappen breitenballig auszubilden.
However well equipped the workshop may be there seems to be an
incessant need to make up special gadgets of one sort or another.
These may range from mutilating a clothes peg to act as a 'third
hand' up to major modifications to an existing machine tool. The
making of such devices can be fun (indeed, some may appear to do
nothing else!) but nevertheless the time taken up in 'devising the
device' can often delay the completion of an important project.
Shared experience is a most potent tool in reducing such delays,
and can, moreover, often provide solutions to problems hitherto
believed to be intractable. Tubal Cain has enjoyed more than sixty
years' experience in designing and building engines and machines
(in both full size and model dimensions) and over this time has
made many ancillary devices. In this book he shares 52 of them with
you. A number of these had been published in magazines from time to
time and some were assembled in volume form about thirty years ago.
The opportunity was later taken not only to reprint that book but
to revise some of the entries to take advantage of user experience,
to add new material and to introduce it into the popular Workshop
Practice Series.
Seit mehreren Jahrzehnten werden Besteckteile aus rostbestandigem
Stahl hergestellt. Zur Anwendung kommen dabei Chromstahle,
Chrom-Nickel-Stahle und Chrom- Mangan-Stahle. Bei den nicht
schneidenden Besteckteilen betragt der Kohlenstoffgehalt der
genannten Stahle im allgemeinen 0,1% und weniger. Die Messerklingen
werden dagegen in uberwiegender Mehrheit aus hartbaren Chromstahlen
mit einem hoeheren Kohlenstoffgehalt von ca. 0,4% und einem
Chromgehalt von ca. 14% hergestellt. Gelegentlich werden zur
Messerklingenfertigung auch Chromstahle mit noch hoeherem
Kohlenstoff- und Chromgehalt sowie auch Chrom-Molybdan-Stahle,
Chrom-Molyb- dan-Vanadium-Stahle und Chrom-Nickel-Stahle verwandt.
Die chemische Beanspruchung der Besteckteile aus rostbestandigem
Stahl entsteht in der Hauptsache durch die Einwirkung von
aggressiven Stoffen, die sowohl in den Speisen als auch im
Spulwasser vorhanden sind. Wenn ein rostbestandiger Stahl vor-
liegt, der auf Grund seiner Zusammensetzung und seiner
Warmebehandlung eine all- gemein ausreichende
Korrosionsbestandigkeit erwarten lasst, so ist bei einem geringen
Gehalt z. B. an Chloriden in den Speisen bzw. im Spulwasser kaum
mit einem Korro- sionsangriff der Bestecke zu rechnen. Eine Prufung
der Korrosionsbestandigkeit rost- bestandiger Stahle kann im
allgemeinen nach dem Potentialdifferenz-Messverfahren [1] oder nach
der Tupfelreaktion mit Kupfersulfat [2] erfolgen. Sobald jedoch
korrosionsfoerdernde Bedingungen auftreten, fuhrt erfahrungsgemass
die Reinigung im Spulautomaten gegenuber der Reinigung von Hand bei
Bestecken zu ver- starkten Korrosionserscheinungen. So treten
beispielsweise bei der Reinigung im Spul- automaten bisweilen
punktfoermige, stark eingefressene Korrosionsstellen (Lochfrass)
auf (Abb. 1 *).
Allgemeiner UEberblick uber Holzspanwerkstoffe - Definition und
Einteitungsschema fur Formteile Beginnend mit den Jahren 1949/50
ist es in Zusammenarbeit zwischen der For- schung und der Praxis
gelungen, in der Holzspanplattenindustrie einen neuen Zweig der
Holzindustrie mit besonderer rationeller technischer Holznutzung
und -vergutung unter Verwendung von vorwiegend schwachem Holz und
hartbaren Kunstharzbindemitteln zu schaffen. Dieser Industriezweig
hat mittlerweile, ge- messen an seiner Produktion und der
technischen Eignung seiner Erzeugnisse, zunehmende forst- und
holzwirtschaftliche Bedeutung gewonnen [1, 2, 3, 4]; 3 3 seine
Produktion hat sich seit 1950 von ca. 50000 m auf 1,12 Mill. m im
Jahre 1962 erhoeht. Neben der Fertigung flachig-ebener Werkstoffe
hat man schon fruh- zeitig versucht, bestimmte Holzspanjormteile
herzustellen, um damit den Ver- wendungswert der Holzspanwerkstoffe
weiter zu erhoehen. Die Fabrikation von Formteilen aus Vollholz und
Sperrholz, sowie in letzter Zeit auch aus Holz- faserstoffen, ist
technisch bekannt und wird seit langem betrieben [5]. Die Moeg-
lichkeiten, aus Holzspanmasse Formteile herzustellen, sind jedoch
vielseitiger, denn sie lassen sich rationeller herstellen und
gestatten einen annahernd verlust- losen Materialeinsatz. Sie
koennen den Anwendungsbereich von Holz bzw. von Holzwerkstoffen
verbreitern sowie bestimmte Marktbedurfnisse und Wunsche
befriedigen. Die Entwicklung von Holzspanformteilen ist bisher
jedoch vor- wiegend empirisch-praktisch betrieben worden. UEber die
wissenschaftlich-tech- nischen Grundlagen dieses Teilgebietes der
Holzsp:1nwerkstoffe liegen nur in geringem Umfang Angaben vor.
In der Einleitung des l. Heftes Stanztechnik (Heft 44) war in
Aussicht gestellt, eine planmassige Einteilung des umfassenden
Stoffes zu geben. So schildert Heft 44 die technologischen
Grundlagen des Schneidens. Heft 57 ist ganz den einzelnen Bauteilen
eines Schnittes gewidmet. Das vorliegende Heft 59, das nun in
zweiter Auflage erscheint!, entwickelt die Grundsatze, nach denen
ein Schnittwerkzeug ge- plant werden muss, d. h. es zeigt an der
Dynamik des Schneidens die Anspruche an die Berechnung, die
Herstellungsgenauigkeit und die Betriebsnotwendigkeiten eines
Schnittes, es beschreibt die verschiedenen zur Blechausnutzung
moeglichen Verfahren und zahlt schliesslich die Gesichtspunkte fur
einen wirtschaftlichen Werkzeugeinsatz auf. Der Aufbau eines
Schnittes wird wesentlich bestimmt durch das Werkstuck, die
Betriebsverhaltnisse, die Kosten. Der Einfluss des Werkstuckes
wirkt sich in der verwendeten Stoffart, in seiner Form, Groesse und
Dicke und in der von ihm ge- forderten Genauigkeit aus. Die
Betriebsverhaltnisse ergeben sich aus der ver- langten Liefermenge,
aus der Vorform des Bleches (Tafel, Streifen, Band, Abschnitt usw.
) und aus der Maschinenart und -groesse, fur die das Werkzeug
vorgesehen ist, aus den Einrichte-und Bedienungsforderungen im
Zusammenwirken von Maschine und Werkzeug. Zu diesen mehr oder
minder rein technischen Gesichtspunkten tritt die Umgrenzung des
zulassigen Aufwandes. Dasjenige Werkzeug arbeitet wirt-
schaftlicher, das mit den geringsten Gesamtkosten fur Herstellung
und Instand- haltung, fur menschliche und mechanische Energie und
fur Stoffverbrauch in der kurzesten Zeit die gestellten Forderungen
erfullt.
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