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Das Friisen ist ein vielseitiges, hiiufig angewendetes
Arbeitsverfahren der spanenden Formung. Durch den zunehmenden
Einsatz bandgesteuer- ter Friismaschinen und die Entwicklung
besonders leistungsfiihiger Werkzeuge, z. B. der
Hartmetallmesserkopfe, hat es noch an Bedeutung gewonnen. Fiir den
Betriebsmann ist es daher in der Werkstatt ebenso wie bei der
Arbeitsvorbereitung und Kalkulation wichtig, mit den ver-
schiedenen Teilgebieten des Friisens vertraut zu sein. Als
Grundlage kann das vorliegende Buch gute Dienste leisten. Die
Beschreibung der einzelnen Friisverfahren wird durch Richtwerte
fiir die Arbeitsgeschwindigkeit, Arbeitsbeispiele und Angaben iiber
erforderliche Betriebsmittel ergiinzt. Die ausfiihrlichen Hinweise
zur Arbeitszeitermittlung diirften auch fiir das Programmieren der
Maschinen von Nutzen sein. Wer sich eingehender mit Einzelfragen
oder mit der nicht einfachen Friistheorie beschiiftigen will,
findet im Literaturver- zeichnis eine geeignete Auswahl aus dem
sehr umfangreichen Schrift- tum, auf das im Text durch Zahlen in
eckigen Klammern verwiesen wird. Juni 1970 ist als internationale
Einheit fiir die Kraft das Newton Seit (N) gesetzlich eingefiihrt.
Die bisher giiltigen Einheiten Kilopond (kp) bzw. Pond (p) sind nur
noch fUr eine Dbergangszeit bis Ende 1977 zugelassen. In den
folgenden AusfUhrungen werden daher bereits 2 Schnittkrafte in N,
Festigkeiten in Njmm und Drehmomente in Nm angegeben. Zum Vergleich
der alten und neuen Einheiten nach DIN 1301 [I] diene die folgende
Gegeniiberstellung: Krajte Festigkeiten Drehmomente 2 I kp=9,81N 10
N I kpjmm2 lONjmm 1kpm lONm 2 100p=0, lkp 1 N I Njmm 0, lkpjmm2 I
Nm 0,1 kpm 1 1. Frasverfahren und ihre Anwendung 1. 1.
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."
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.
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 *).
This book is not an academic treatise. It is a concise story that
tells what America's multinationals did to the U.S. economy and how
they did it. It is an applied and actionable book which includes
many suggested solutions that function as steps the reader can take
in their company. This book is based on a promise made by
multinationals in 2018 when 181 CEOs signed a commitment letter to
lead their companies not just for the benefit of their investors,
but for the benefit of all stakeholders: customers, employees,
suppliers, communities, and shareholders. During the last 40 years,
the American dream has been dismantled by the policies and
decisions of the multinational corporations (MNCs). Instead of
benefitting all stake holders, they chose to favor their
shareholders over all stake holders and short-term profits over
society and country. To begin this process of change to achieve
these new commitments, they must first understand what corporations
did wrong since 1980 that didn't benefit the other stakeholders.
This book will provide managers a detailed summary of the problems
and obstacles they will need to address and overcome if they are
going to make good on their commitment to meet the needs of all
stakeholders, including employees, suppliers, communities, and an
economy that serves all Americans. It also offers many solutions
that will help them improve their job performance. It is in the
interest of America's multinationals to find ways to protect their
technologies, reduce outsourcing, and shift their focus to playing
in a long-term economic game if they want to be competitive in the
future.
Die guten Erfolge, die mit Einlauflappen an ungeharteten
Stirnradern, insbesondere an GroBgetrieben, erzielt wurden, gaben
dazu AnlaB, in diese Untersuchungen uber das Einlauflappen von
Getrieben auch gehartete Zahnrader einzubeziehen. Die an unge-
harteten Stirnradern gewonnenen Ergebnisse lassen sich nicht ohne
weiteres auf ge" hartete Rader ubertragen, da sowohl veranderte
Oberflachenharten als auch der unver- meidliche Harteverzug ganz
andere Ausgangsbedingungen schaffen. In dies em Zu- sammenhang ist
vor allen Dingen interessant, inwieweit sich durch Lappen die durch
den Harteverzug bedingten Verzahnungsfehler beseitigen lassen, und
das Einlauflappen als wirtschaftliches Verfahren das kostspielige
Zahnflankenschleifen ersetzen kann. In die Versuche wurden
einsatzgehartete, bad- und gasnitrierte Radpaare unterschied-
licher Abmessungen einbezogen. Fur das Einlauflappen von
Kegelradern liegen bisher keine Richtlinien vor. Wegen der
komplizierten Zahnform ist in vielen Fallen auch ein Schleifen
nicht moglich. Deshalb sind gerade an Kegelradern eingehende
Untersuchungen uber das Einlauflappen von be- sonderer
Dringlichkeit. Wegen der Vielzahl der unterschiedlichen
Verzahnungstypen wurden die Untersuchungen zunachst auf gehartete
und ungehartete boge1).verzahnte Kegelrader beschrankt. Zur
Bestimmung gunstiger Lappbedingungen fur Kegelrader war es zunachst
notwendig, eine Methode zu tinden, das Lappergebnis meBtechnisch zu
erfassen, da es im Gegensatz zu Stirnradern nur bedingt moglich
ist, Flankenform und Flankenrichtung mit ausreichender Genauigkeit
zu messen. 2. Untersuchungen tiber das Einlauflappen von
Stirnradern 2.1 Einlauflappen als Bearbeitungsverfahren
Entscheidend bei der Beurteilung des Laufverhaltens von
Hochlastgetrieben ist neben Lebensdauer und Getriebegerausch die
Genauigkeit der Bewegungsubertragung. Diese einzelnen Merkmale
werden auBer vom Getriebewerkstoff sowie den Getriebeabmes- sungen
im wesentlichen von der Fertigungsgenauigkeit eines Getriebes
beeinfluBt.
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 *).
Die MaB- und Formgenauigkeit eines durch Spanabnahme bearbeiteten
Werk- stuckes wird beeinfluBt durch Abweichungen von der
vorgeschriebenen Relativ- bewegung zwischen Werkzeugschneide und
Werkstuck. Die Ursachen koennen sowohl in geometrischen und
kinematischen Fehlern der Maschine liegen, als auch durch
Verformungen der Maschine wahrend des Arbeitsvorganges
hervorgerufen werden. Zu den letztgenannten EinfluBgroeBen zahlen
Verformungen der Maschine durch Schnittkrafte und Eigengewichte
sowie periodisch wiederkehrende Ver- formungen, z. B. durch
Unwuchten und ZahneingriffsstoeBe. AuBerdem treten Ab- weichungen
auf, die von der Laufzeit der Maschine abhangig sind,
beispielsweise Schneidkantenversatz auf Grund von
WerkzeugverschleiB und Maschinenver- formungen infolge von
Erwarmungen. Je nach Maschinenart, -groeBe und -einsatz wird die
eine oder die andere EinfluB- groeBe das Arbeitsergebnis bestimmen.
In vielen Fallen sind neben dem statischen und dynamischen
Verhalten einer Werkzeugmaschine die thermisch bedingten
Formanderungen 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 vernachlassigen. Thermisch beding te
Maschinenverformungen koennen sich schon bei gleichmaBi- ger
Erwarmung ergeben, und zwar dann, wenn die einzelnen Maschinenteile
einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten haben, wodurch
Spannungen auf- treten, die zu Verformungen fuhren. Im allgemeinen
aber rufen gleichmaBige Erwarmungen selbst an einem so viel-
gestaltigen Koerper, wie ihn eine Werkzeugmaschine darstellt,
lediglich eine Ver- groeBerung des Volumens, nicht aber eine
AEnderung seiner geometrischen Form hervor. In den meisten Fallen
ist eine unterschiedliche Erwarmung der einzelnen Maschi- nenteile
wahrend des Betriebes die Ursache thermisch bedingter Verformungen.
Wegen ihrer hoheren Warmharte und VerschleiBfestigkeit begannen die
Hart- metalle schon bald nach ihrer Einfiihrung in der
Zerspantechnik vor etwa 40 Jah- ren den Schnellarbeitsstahl auf dem
Gebiet des Drehens zu verdrangen. 1m unter- brochenen Schnitt
dagegen blieb der Einsatz der Hartmetalle, bedingt durch ihre
geringe Zahigkeit, zunachst nur wenig erfolgreich. Lediglich bei
der Bearbeitung von GrauguB im Friisvorgang fanden Hartmetalle in
zunehmendem MaBe Ver- wendung. Erst durch eine Weiterentwicklung
der Hartmetalle gelang es, die Zahigkeit so zu erhohen, daB die
heute im Handel erhaltlichen Hartmetalle den durch den
unterbrochenen Schnitt bedingten Schneidenbeanspruchungen, z. B.
beim Frasen von Stahl und StahlguB, unter normalen Verhaltnissen
standhalten. Beim Schruppfrasen von Stahl mit hartmetallbestiickten
Messerkopfen fiihrte das Streben nach groBen Zerspanleistungen zur
Anwendung moglichst hoher Schnittgeschwindigkeiten und Vorschiiben
[1]. Bei der Wahl derartiger Schnitt- bedingungen zeigen sich an
den Hartmetallschneiden auBer dem auch beim Dre- hen auftretenden
VerschleiB auf der Span- und der Freiflache VerschleiBerschei-
nungen in Form von Rissen, die - wie die Erfahrung zeigt [2] -
haufig nach groBeren Fraslangen zu Ausbriichen fiihren konnen.
Gerade bei mehrschneidigen Hartmetallwerkzeugen miissen
Ausbrucherscheinungen auf jeden Fall vermieden werden, da bei Bruch
eines Messers meist die folgenden ebenfalls mehr oder weniger stark
beschadigt werden und damit die Wirtschaftlichkeit des Hartmetall-
einsatzes in Messerkopfen in Frage gestellt wird [3].
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.
Beim Zerteilen der Stangen gewinnt das Scheren besonders bei
grossen Werk stuckzahlen immer mehr an Bedeutung, da die
Scherzeiten kurz sind und kein Werkstoff verlorengeht. Nachteilig
sind verschiedene Mangel an den gescherten Abschnitten, die ein
Weiterverarbeiten der Werkstucke haufig erschweren oder unmoglich
machen. Ein grosser Teil dieser Mangel ist auf eine ungenugende
Kenntnis des Verfahrens, seiner Moglichkeiten und Grenzen
zuruckzufuhren. Das geht auch daraus hervor, dass bisher kaum
Schrifttum uber das Zerteilen von Stangen durch Abscheren vorliegt.
Wesentliche Fragen sind ungeklart, wie eine umfangreiche Ermittlung
des Erkenntnisstandes zu Beginn der Arbeit ergab. Zwei besonders
den Fertigungstechniker und den Konstrukteur interessierende
Aufgaben sind vordringlich: 1. Fertigung geometrisch richtiger bzw.
weiterverarbeitbarer Stangenabschnitte durch Scheren. 2. Ermittlung
der dabei in den Maschinen auftretenden Beanspruchungen als
Grundlage fur die Maschinenkonstruktion. Zu ihrer Losung liefert
die Arbeit einen Beitrag. Nach einer allgemeinen Beschreibung der
geometrischen und kinematischen Mog lichkeiten, Stangen durch
Abscheren zu zerteilen, wurde die Aufgabe unter Berucksichtigung
praktischer Belange eingeschrankt. Untersucht wurden acht
Werkstoffe (Ma 8, Ck 15, Ck 35, Ck 45, Ck 60,41 Cr 4, AIMgSi 1,
AICuMg 1) in neun Werkstuck-Werkzeug-Kombinationen: Flachkantmesser
scheren Recht Ohne Werkstuckhalter eck- u. Quadratquerschnitte
(Freies Scheren) Spitzkantmesser scheren Mit Abschnitt- und
Quadratquerschnitte Stangenhalter Rundkantmesser scheren Mit
Stangenhalter Rundquerschnitte Fur die gewahlten Messerformen
wurden Schneidwinkel und Koordinatensysteme in Anlehnung an die fur
die Zerspantechnik genormten Begriffe definiert. Die Scherversuche
wurden in einer handelsublichen Knuppelschere fur 400 Mp Scherkraft
und einer eigens fur die Aufgabe gebauten Schervorrichtung fur 150
Mp Scherkraft durchgefuhrt."
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