Aufwand, Nutzen und Grenzen des Hochgeschwindigkeitsdrehens:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Shaker
1996
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Darmstädter Forschungsberichte für Konstruktion und Fertigung
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Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen und Abkürzungen IV
1 Einleitung 1
2 Stand der Forschung 3
2 1 Historische Entwicklung der Hochgeschwindigkeitszerspanung 3
2 2 Begriffsdefinition Hochgeschwindigkeitsdrehen 5
2 3 Heute industriell genutzter Schnittgeschwindigkeitsbereich 6
2 4 Bisheriger maschinenseitiger Entwicklungsstand 8
2 5 Sicherheitsbetrachtungen 11
2 6 Spanbildung 12
2 7 Zerspanungskräfte 16
2 8 Zerspanungstemperaturen 19
2 9 Erreichte Oberflächenqualitäten 21
2 10 Verschleißverhalten unterschiedlicher Schneidstoffe 23
2 11 Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit 26
3 Problemstellung und Zielsetzung 29
4 Maschinenseitiger Aufwand 30
4 1 Anforderungen an eine Hochgeschwindigkeitsdrehmaschine 30
4 2 Erforderliche Hauptantriebsleistung 31
4 3 Denkbares Maschinenkonzept 33
4 4 Sicherheitseinrichtungen 34
441 Gefahrenanalyse 34
442 Dimensionierung einer Fangeinrichtung 35
443 Dimensionierung einer Schutzkabine 41
4 5 Antriebsstrang 43
451 Hauptspindel 43
452 Antriebsmotor 46
5 Technologischer Nutzen 50
5 1 Schnittgeschwindigkeitsabhängigkeit der Schnittkraft im orthogonalen
Zerspanprozeß 50
5 2 Versuchsergebnisse zur Schnittkraft und zum Scherwinkel 59
5 3 Erreichbare Oberflächengüten 69
5 4 Erreichbare Standzeiten 71
6 Wirtschaftlicher Nutzen 76
6 1 Berechnung der Fertigungszeit für das Längsdrehen 76
6 2 Optimierung der Fertigungszeit 81
n ______________________ _______________Inhalt
621 Ermittlung der optimalen Drehfrequenz 81
622 Optimale Drehfrequenz bei Variation der Schnittparameter 81
623 Auswirkung der Beschränkung der Schnittparameter auf die
optimale Drehfrequenz 85
6 3 Fertigung einer Beispielwelle 87
631 Drehen aus dem Vollen 88
632 Überdrehen eines vorgeschmiedeten Teiles 93
6 4 Folgerungen für die praktische Anwendung 94
6 5 Auswahl geeigneter Werkstücke 96
7 Physikalische Grenzen des Verfahrens 99
7 1 Bedeutung der Kenntnis physikalischer Grenzen für die Weiterent-
wicklung eines Fertigungsverfahrens 99
7 2 Das Spannmittel als maßgebliche technische Grenze in Beziehung zu
technologischen und wirtschaftlichen Randbedingungen 100
7 3 Schrumpffutter als physikalisch ideales Spannmittel 103
7 4 Werkstoffabhängige Grenzen des Hochgeschwindigkeitsdrehens 109
8 Spannmittel für das Hochgeschwindigkeitsdrehen 113
8 1 Übersicht technisch realisierter schnelldrehender Spannmittel 113
8 2 Auswahl aussichtsreicher Wirkprinzipien für schnelldrehende
Spannmittel 115
8 3 Kennzahlensystem zur Beurteilung und Entwicklung schnelldrehender
Spannmittel 117
8 4 Beispielhafte Anwendung des Kennzahlensystems auf ausgeführte
Spannmittel 125
8 5 Fliehkraftkompensierendes Spannzangenfutter 134
851 Funktionsprinzip und Dimensionierungsgrundlagen 134
852 Ergebnisse der Spannkraftmessung 141
8 6 Hydrodehnspannfutter 143
861 Mechanisches Ersatzmodell 143
862 Geometrieoptimierung der Dehnhülse 144
863 Beanspruchungsoptimale Geometrie des Futtermantels 147
864 Druckverlust infolge Volumenvergrößerung der Ölkammer 149
865 Druckverteilung im rotierenden Ölvolumen 152
866 Praktische Dimensionierung 155
867 Übertragung auf reale Geometrien durch FEM-Simulation 157
868 Meßergebnisse eines ausgeführten Hydrodehnspannfutters 159
8 7 Klemmhülsenfutter 162
871 Möglicher Aufbau 162
872 Simulation des Betriebsverhaltens 163
8 8 Spanndom 165
881 Funktionsprinzip 165
882 Berechnung des Spannkraftverhaltens 166
883 Spannkrafterzeugung 170
884 Spannkraftmessung 172
9 Zusammenfassung 176
10 Literaturverzeichnis 177
Inhalt_________________________________________________________________III
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