- S. 5 1.1 Die Feinbearbeitung in der Fertigung - . . s. 5 1.2 Anforderungen an feinbearbeitete Werkstucke. - . . s. 6 1.21 Bedeutung der Formfehler an feinbe- beiteten Werkstucken - . s. 6 1.22 Definition der Form- und Lagefehler - - S. 8 Ermittlung der Formfehler 12 1 .23 . . . . . . . . S - - - - - - Formfehler und Funktionstuchtigkeit 1.24 der Werkstucke S - . 11 - AufgabensteIlung . . . . . . . S. 20 1.3 - - - - 2. Innen-Feindrehen . . . . . . . . s. 21 - - 2.1 Begriffsbestimmung des Verfahrens -- - - S. 21 2.2 Gestaltung des Drehwerkzeuges - - S. 23 2.3 Form, Mass und Oberflachengute beim Innen- Feindrehen - . . . . . . . S. . 27 2.31 Einfluss der Zerspanbedingungen auf die Oberflachengute - . . . . . s. . 21 2.32 Einfluss der Zerspanbedingungen auf die Massgenauigkeit -------- s. 31 - - 2.33 Ursachen der Formfehler beim Innen-Feindrehen S. 31 - s. 2.331 Der Zylindrizitatsfehler 31 - - s. 2.332 Der Kreisformfehler 48 2.4 Fertigungskosten beim Innen-Feindrehen S. 50 - 3. Aussenrund-Einstechschleifen --- s. 55 - - s.

. . . . . s. 5 I. Rechnerische Ermittlung der KennIinienfelder und Kennwerte der einzelnen Systeme s. 6 . . . . . . . . . . . . Einkantensteuerung s. 1 . Die unsymmetrische 7 . 12 2. Die unsymmetrische Zweikantensteuerung S. . . . . . . Die symmetrische Zweikantensteuerung s. 15 3. . . . Die symmetrische Vierkantensteuerung S. 20 4. . Zusammenfassung . . . . . s. . 23 5. . . . . . . . . . . II. Untersuchungen im stationaren Zustand s. 25 . . . . . . . . . 1 . Die Geschwindigkeitsverstarkung C s. 25 . 0 . . . . . . . . . . 2. Die Kraftverstarkung E . . s. 27 . . 0 . . . . . KennIinienfeId s. Das Iinearisierte 29 3. . . III. Bearbeitungsversuche . . s. 31 1. Versuche mit einer Stufenschablone . . . . s. 31 a) LangsfehIer . . s. 39 b) DurchmesserfehIer s. 35 2. Messung der Umkehrspanne unter Schnittlast . s. 37 IV. Dynamisches Verhalten und Stabilitatsuntersuchungen S. 43 1. Frequenzganguntersuchung des geschlossenen RegeIkreises . . s. 43 2. Stabilitatsuntersuchungen . . s. 47 a) Versuchsaufbau und Ergebnisse . . . . s. 48 b) Aufteilung des RegeIkreises in Reg- strecke und RegIer . . . . . . . . . . . . . s. 50 c) Kombination mit Proportionalregler nullter Ordnung ....... .. . . s. 53 d) Kombination mit Proportionalregler 2. Ordnung . . . s. 55 e) Moglichkeiten zur Vermeidung von RegeIkreisschwingungen . . s. 63 SchluBbetrachtung . ."

Umlaufende Schleifkorper gehoren wegen der hohen Betriebs-Umfangsgeschwin- digkeit zu den hochst beanspruchten Werkzeugen. Jahrlich melden die Un- fallstatistiken durch Schleifkorperbruche entstandene Unfalle. Wenngleich die Zahl der Scheibenbruche im Verhaltnis zur Gesamtzahl der gefertigten Schleifkorper gering ist, so bedeutet doch jeder UnfaII Schaden an der Gesundheit der die Maschinen bedienenden Menschen und unnotige Kosten. Die Schleifscheibenhersteller sind daher bestrebt, durch eine sorgfalti- ge Herstellung Schleifkorper ausreichender Festigkeit herzustellen. Von den die Benutzer vertretenden Berufsgenossenschaften werden nur solche Schleifkorper fur den Gebrauch zugelassen, die in einer Musterprufung eine ausreichend hohe Bruchumfangsgeschwindigkeit bewiesen haben. Mittels der Bruchumfangsgeschwindigkeit kann die bei der Betriebsgeschwin- digkeit vorhandene Sicherheit gegen einen Bruch durch Fliehkrafte erst dann richtig beurteilt werden, wenn das Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Werkstoffes bis zum Bruch bekannt ist. 1m Schleifbetrieb werden oben- drein durch die Schleifkrafte Werkstoffspannungen erzeugt, die bei der bisherigen Musterprufung nicht berucksichtigt wurden. Die unsichere Kenntnis dieser beiden Voraussetzungen zur Beurteilung der Sicherheit umlaufender Schleifkorper wurde bislang als groBer Mangel empfunden. Daher sind in der vorliegenden Arbeit die in umlaufenden Schleifkorpern durch Fliehkrafte und Bearbeitungskrafte entstehenden Dehnungen bis zum Brucheintritt gemessen worden. Dadurch wird eine Be- urteilung der wahren Sicherheit der Schleifkorper gegen einen Bruch durch Fliehkrafte und Bearbeitungskrafte ermoglicht. 2. Einrichtung der Prufstelle fur schnellumlaufende Werkzeuge Schleifkorper werden hinsichtlich ihrer Sicherheit gegen Bruch in beson- deren Schleuderprufstanden untersucht. Diese bestanden bislang aus kraf- tigen Prufspindeln mit einer geeichten Drehzahlanzeige und gestatteten nur eine Prlifung der Sicherheit gegen einen Bruch durch Fliehkrafte [1J.

Die Oberflache eines Textilgutes wird in der Praxis durch Haften, Reiben und Stossen an Fremdkorpern aller Art, aber auch durch Reiben gegen das gleiche oder ein anderes Textilgut, beansprucht. Dementsprechend sind die Wirkungen an der Oberflache und im Gefuge durchaus unterschiedlicher Art. Man ist in letzter Zeit haufig geneigt, die Scheuerprufung schlechthin in unmittelbare Beziehung zur Gebrauchstuchtigkeit des Textilgutes in bezug auf die'genannten Beanspruchungen zu setzen und wertet ein besse res .Ergebnis in der Scheuerprufung als Beweis fur eine hohere Gebrauchs tuchtigkeit. Dann aber musste eine Scheuerprufung grundsatzlich imstande sein, diese kombinierten Beanspruchungen vollstandig nachzuahmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, dass diese Bedingung fur kein Scheuer prufgerat voll erfullt ist. Man ist vielmehr bemuht, die Einzelprufung moglichst weitgehend entsprechend der speziellen Beanspruchung in der Praxis zu gestalten. Da diese Beanspruchung aber unterschiedlich ist, musste auch die Beanspruchungsart durch die Prufung unterschiedlich sein, und der Geratebauer musste seine Prufgerate nach entsprechenden Grund satzen bauen und fur ihr Einsatzgebiet entsprechend kennzeichn n. Dabei kann durchaus als erstrebenswert bezeichnet werden, ein solches Prinzip fur Scheuerprufungen zu entwickeln, welches im Mittel den verschiedenen Beanspruchungsarten entspricht. Weiter sollen die Ergebnisse dem Abnutzungsgrad der Praxis zahlenmassig entsprechen, zum mindesten aber soll bei der Prufung verschiedener Pro ben die Rangfolge gleich derjenigen sein, welche sich im praktischen Ge brauch ergibt. Das ist naturlich nur dann zu erwarten, wenn die Beanspru chungsart nahezu gleichartig nachgeahmt wird. Insbesondere aber wird man nur Zahlenwerte fur Gewebe usw. vergleichen konnen, die der gleichen Be anspruchungsart ausgesetzt waren."

In der vorliegenden Arbeit sind die Ergebnisse von 2 vom Ministerium fur Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen finanziell gefor derten Forschungsaufgaben zusammengefasst, und zwar aus der Untersuchung der Fertigungsverfahren fur Kreissageblatter mit dem Ziel der Mechanisierung des Richtens und Spannens zwecks Senkung der Herstel lungskosten und aus der Untersuchung des Arbeitsverhaltens von Kreissageblattern und des Einflus ses des Richt- und Spannungszustandes mit dem Ziel der Verbesserung von Schnittgute, Erhohung der Standzeit und Verminderung des Schnittverlustes. Die Untersuchungen wurden in Herstellungsbetrieben und im Institut fur Werkzeugforschung, Remscheid, durchgefuhrt. Zur Bestatigung dieser Ergebnisse sind im Rahmen einer weiteren, vom ge nannten Ministerium ebenfalls finanziell geforderten Untersuchung, Reihen versuche vorgesehen. Diese Forschungsaufgabe befasst sich mit der Verringerung der Flattererscheinungen zur Konstanthaltung hoher Schnitt leistung und einwandfreier Schnittgute und wird vorwiegend in holzverarbeitenden Betrieben durchgefuhrt. Der entsprechende Forschungsbericht ist die Fortsetzung sowohl dieser Arbeit wie des Forschungsberichtes Nr. 61: "Schwingungsverhalten von Kreissage blattern fur Holz Teil I." Fur die Schnittleistung und Schnittgute, die Standzeit und den Schnitt verlust sind massgebend: die Gute des Sageblattes, die richtige Abstimmung der Zahnung mit Schrankung bzw. Stauchung auf das Schnittgut, der zweckmassige Vorschub und der Zustand der Werkzeugmaschine. Auf die Gute der Kreissageblatter und ihre Standzeit haben folgende Fak toren besonderen Einfluss: Werkstoffzusammensetzung, Warmebehandlung (Harten, Anlassen), Seite 5 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen Richt- und Spannungszustand des Blattes, Schrankung (Stauchung) und Scharfe sowie gleichmassige Blattdicke und die Behandlung und Instandhaltung."

Ein grundlegendes Problem bei der spanenden Formgebung ist der Verschlsiss des Werkzeuges. Der Verschleiss ist in mehrfacher Hinsicht von besonderer fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Er verursacht erhebliche Kosten, die durch Wechsel bzw. Schleifen und Abnutzung des Werkzeuges entstehen, begrenzt bei vorgegebener Standzeit die anwendbaren Schnittbedingungen und die erzielbare Zerspanungsleistung, beeinflusst Arbeitsgenauigkeit und Oberflachengute wahrend der Bearbeitung und bestimmt somit die Wirtschaftlichkeit eines Arbeitsvorganges. Aus diesen Grunden ist bis heute der Werkzeugverschleiss Hauptgegenstand der Zerspanungsforschung. Fruher wurde versucht, die Gesetzmassigkeiten empirisch aufzufinden, nach denen sich der Verschleiss bei den verschiede nen Schnittbedingungen und unter dem Einfluss von Werkstoff- und Maschinen eigenschaften am Werkzeug ausbildet. Neuerdings wird versucht, die Ver schleissursachen physikalisch zu ergrunden und das Wesen des Verschleisses zu erfassen, um die Ergebnisse in ein Gesamtbild einordnen zu konnen, eine Zerspanungstheorie aufzustellen und unabhangig von Zufalligkeiten der Versuchsanordnung zu sein. Die bei den hier aufgezeigten Richtungen in der Zerspanungsforschung bedin gen naturgemass auch ihre eigene Versuchsmethodik. Zum, empirischen Auffin den der Verschleissgesetzmassigkeiten mass und beobachtete man die einzelnen Verschleissgrossen, die sich bei den verschiedenen Zerspanungsbedingungen einstellten. Zur Klarung der Verschleissursachen bedient man sich anderer Messverfahren. Es werden z.B. die Schneidentemperaturen, Potentiale, Spannungen und Strome, die bei der Zerspanung auftreten, gemessen, oder es werden Modellversuche durchgefuhrt. Das Ziel der hier beschriebenen Zerspanungsforschung war es, allgemeine Gesetzmassigkeiten aufzufinden."

Auf dem Gebiete der Schweisstechnik sind in den letzten Jahren eine Fulle von neuen Erkenntnissen und Entwicklungen zu verzeichnen. Hierauf fusst die stetig wachsende Bedeutung der Schweisstechnik als Fertigungsverfahren. Der Begriff "schweissbar" ist heute ebenso bedeutungsvoll und wichtig, wie es noch vor Jahren allein das Festigkeitsverhalten oder die chemische Zu sammensetzung des Werkstoffes war. Sehr wesentlichen Anteil an der verstarkten Anwendung schweisstechnischer Fertigungsverfahren haben die Vorteile, die sich bei der Herstellung von Verbindungen metallischer Werkstoffe gegenuber anderen Verfahren, z.B. gegenuber dem Nieten oder dem Verschrauben, ergeben. Das Schweissen er zielt in fast allen Fallen erhebliche Einsparungen an Werkstoff und somit an Gewicht. Ferner lasst sich unter der Voraussetzung, dass die Schweissbar keit der Stahle mit hoherer Festigkeit gut ist, eine Ausnutzung der Fe stigkeitseigenschaften dieser Stahle erzielen, wie sie bei einer Nietung oder Verschraubung oft nicht, moglich ist. Ein weiterer, wesentlicher Vor teil des Schweissens liegt in der hoheren Leistung gegenuber anderen Ferti gungsmethoden begrundet, was zu einer rationellen Produktion fuhrt. Ein sehr grosses Anwendungsgebiet hat die Schweisstechnik im Kessel- und Behalterbau gefunden. Hier betragt die Einsparung an Werkstoff infolge Einsatz schweisstechnischer Fertigungsverfahren, um ein Beispiel zu den vorgenannten Vorteilen anzufuhren, nach Angaben im deutschen und auslan dischen Schrifttum (13) bisweilen bis zu 40 %."

Diese Ausfuhrung genugt zum Reinigen von fabrikneuen Flaschen mit Frisch wassero Ebenso kann fur Flaschen mit enger Offnung am Ende der Reinigungs Operation ein Ausblasen mit Druckluft erfolgen, um das bei der Reinigung eingedrungene Wasser aus den Flaschen zu entfernen. Ein kombiniertes Rei nigen mit verschiedenen Medien z. B. Saurelosung, Laugen, destilliertes Wasser ist jedoch aus Rationalitatsgrunden unmoglich, da die teuren Rei nigungsmittel nach einmaligem Gebrauch ablaufen und so verloren gehen. 2. Neuentwickelte Ausfuhrung mit unterteilter Wanne, Umpumpstationen und verbessertem Verteiler-Spiegel zur wiederholten Verwendung von Reinigungs-Medien Beschreibung Die Abbildung 9 zeigt den rotierenden Ausspritz-Apparat in der neuen ver besserten Ausfuhrung in Seitenansicht und Aufsicht, und zwar in einer Ausfuhrung zum Ausspritzen mit P3-Losung (Lauge) und Warm- bzw. destillier tem Wasser, sowie Ausblasen mit Druckluft. Oben auf dem Aggregat sind die Anschlusse fur die einzelnen Medien zu ersehen. Unter der Wanne sind zwei Behalter anmontiert, von denen einer die. P3-Losung, der andere das Warm wasser bzw. destillierte Wasser enthalt. Diese Behalter sind durch Dampf schlangen bzw. elektrische Heizstabe heizbar. Die genannten Medien werden durch je eine mit Filter versehene Pumpe immer von Neuem unter einem Druck von 3-4 atu den Spritzrohrchen und der Aussenberieselung zugefuhrt. Der Steuerschieber sowie der feststehende Spiegel sind mit konzentrisch ver laufenden Nieren bzw. Bohrungen versehen, um die verschiedenen Reinigungs flussigkeiten zusammen mit der Druckluft steuern zu konnen."

Die Regierung des Landes Nordrhein-Westfalen sieht in der Forderung der wirtschaftlich wichtigen Forschung eine Massnahme grosster Bedeutung. Seit mehreren Jahren werden in steigendem Umfange Mittel zur Verfugung gestellt, die der Gewinnung neuer Erkenntnisse auf allen Fachgebieten dienen. Der gewerblichen Wirtschaft des Landes soll uber die Forschung die Moglichkeit geboten werden, wieder den Stand gegenuber anderen Landern und Volkern zu erreichen, den sie fruher besass, und gleichzeitig mit der schnellen Ent wicklung des internationalen Geschehens Schritt halten zu konnen. Von aus schlaggebendem Interesse ist hierbei die Forderung von Schwerpunktsaufga ben auf zuruckgebliebenen Gebieten und der Aufbau neuer Forschungseinrich tungen fur solche Wissenszweige, deren Erkenntnisse unabdingbare Voraus setzung fur die Zukunft jeder modernen Wirtschaft sind. Aus diesem Grunde wurde auch die Grundung der Forschungsgesellschaft fur Verfahrenstechnik und der Aufbau ihres Institutes an der Technischen Hoch schule in Aachen sehr begrusst. Dieses Institut will sich sowohl der Grund lagenforschungen als auch allgemeiner Untersuchungen fur die praktische Anwendung annehmen, die bisher nur selten und als begrenzte Sonderfragen an einzelnen Stellen durchgefuhrt worden sind. Das Institut soll eine seit langem empfundene Lucke innerhalb aller Forschungseinrichtungen ausfullen; es soll seine Probleme aus der Ganzheit unter Verbindung von Vertretern mehrerer Fakultaten losen, um den Unternehmungen der verschiedensten Indu striEzweige zu besseren und oft ganzlich neuen Methoden fur die Darstellung, Aufbereitung und Verarbeitung ihrer Stoffe zu verhelfen. Ich wunsche dem Institut bei der Durchfuhrung seiner Arbeiten einen vollen Erfolg."

Die vorliegende Arbeit wurde auf Veranlassung des Fachverbandes Gesenk schmieden im Versuchsfeld der Forschungsstelle Gesenkschmieden und in einer Reihe von Qesenkschmiedebetrieben durchgefuhrt. Bei der Oberflachen behandlung der untersuchten Gesenke wirkten die Firma Peter Wolters, Mettmann (Druckstrahllappen) 1) sowie Morsch & Strotzel, Hildesheim (Hartverchromen) und Degussa-Durferrit, Frankfurt/Main (Nitrieren) mit. An Untersuchungen im praktischen Schmiedebetrieb beteiligten sich die Firmen F. Hesterberg & Sohne, Ennepetal-Milspe sowie earl Dan. Pedding haus KG., Ennepetal-Altenvoerde. Die Firma Gebr. Nagel, Priorei i.W., forderte durch Ubertragung grosserer Auftrage an Schmiedestucken an die Forschungsstelle Gesenkschmieden die Untersuchungen betrachtlich. Das Land Nordrhein-Westfalen stellte die zur Durchfuhrung der Arbeiten beno tigten Mittel zur Verfugung. G 1 i e der u n g Vorbemerkung S. 3 1. Einleitung S. 5 1.1 Handhabung in der Praxis. S. 5 2. Die Gesenkoberflache und ihre Behandlung. . . . . . . . S. 5 2.1 Allgemeines uber technische Oberflachen, insbesondere Gesenkoberflachen . . . . . . . . . . . . S. 5 2.2 Oberflachenbehandlungsverfahren und ihre Anwendung auf Gesenke . . . . . . . . . . . S. 7 2.21 Mechanische Verfahren: 2.211 Schmirgeln 8 S. 2.212 Druckstrahllappen 8 S. 2.22 Chemische Verfahren: 2.221 Nitrieren S. 9 2.222 Inchromieren 10 S. 1. Die Untersuchungen wurden in dankenswerter Weise von Herrn Dipl.-Ing., DICKORE betreut Seite 3 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen Elektrochemische Verfahren: 2.23 Elektropolieren S. 11 2.231 12 2.232 Hartverchromen S."

Die Schweisstechnik hat dank der Vielzahl ihrer differenzierten Ferti gungsverfahren namentlich wahrend der letzten 25 Jahre einen nahezu un vergleichlichen Sieges lauf genommen und ist heute fur die industrielle Fertigung unentbehrlich. An ihren Erfolgen hat die elektrische Wider standsschweissung einen bedeutenden Anteil. Wahrend die elektrische Lichtbogenschweissung sowohl bei der Einzelferti gung als auch bei der Massenfertigung verwendet wird, ist das Hauptanwen dungsgebiet der elektrischen Widerstandsschweissung - bis auf wenige Aus nahmen - die Massenfertigung. Hierbei erzielt sie gegenuber anderen Schweissverfahren hochwertige Schweissverbindungen bei hervorstechender Wirtschaftlichkeit. Die Anwendungsmoglichkeit dieser Schweissmethode wird fast ausnahmslos durch konstruktive Gesichtspunkte und nicht durch den Werkstoff als sol chen bestimmt. Mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung lassen sich namlich alle Werkstoffe, die im knetbaren Zustand verschweissbar sind, unter Anwendung von Druck (Pressschweissverfahren) verschweissen. Dar uber hinaus konnen durch Widerstandsschweissverfahren verschiedenste Me talle miteinander verbunden werden, die aus metallurgischen Grunden durch die Schmelzschweissung nicht miteinander verschweisst werden konnen."

Die Entwicklung der Antriebstechnik im In- und Ausland hat in den letzten Jahren zu umwalzenden Neuerungen gefuhrt. Ihre Anwendung im Werkzeugma schinenbau warfen zahlreiche Probleme auf, da Werkzeugmaschinen wechse- de Bearbeitungsaufgaben zu erfullen haben. Von Seiten der interessierten Industrie ist die Anregung gegeben worden, an der Technischen Hochschule Aachen als neutraler Stelle, Untersuchungen zur Klarung dieser Fragen durch zufuhren. Dank der freundlichen Unterstutzung des Ministeriums fur Wirt schaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen konnte das vorliegende Forschungsvorhaben aufgegriffen und unter finanzieller Beteiligung der Werkzeugmaschinen-Industrie weitergefuhrt werden. Die Beteiligung der Elek tro-Industrie erfolgte durch Zurverfugungstellung der notwendigen Gerate. Die Versuchsarbeiten wurden im Laboratorium fur Werkzeugmaschinen und Be triebslehre in Zusammenarbeit mit dem Institut fur Elektrische Nachrich tentechnik an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen durchgefuhrt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in dem vorliegenden 1. Bericht niedergelegt. II. Einleitung Unter den Fertigungsverfahren nimmt die spanende Formgebung eine sehr be deutungsvolle Stellung ein, denn der weitaus grosste Teil aller industriel len Erzeugnisse erhalt seine endgultige Form und Oberflachenbeschaffen heit durch ein oder mehrere spanende Bearbeitungsverfahren. Die standige Forderung nach Erhohung der Produktion bei verbesserter Qualitat hat des halb sowohl auf die Konstruktion der Werkzeugmaschinen als auch auf die Entwicklung der Werkzeugbaustoffe und -formen entscheidenden Einfluss ge habt."