Modellbasiertes Verfahren zur Kompensation thermoelastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen:
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| Veröffentlicht: |
Garbsen
PZH, Produktionstechn. Zentrum
2011
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| Schriftenreihe: | Berichte aus dem IFW
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INHALTSVERZEICHNIS SEITE V
INHALTSVERZEICHNIS
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN VII
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DES WISSENS 3
2.1 EINFLUSSGROESSEN AUF DAS THERMISCHE VERHALTEN VON WERKZEUGMASCHINEN 3
2.2 GRUNDLAGEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG 4
2.2.1 WAERMELEITUNG 5
2.2.2 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG 5
2.2.3 WAERMESTRAHLUNG 7
2.3 BERECHNUNG DES TEMPERATURFELDS UND DER THERMISCHEN VERLAGERUNGEN 8
2.3.1 THERMISCHES KNOTENPUNKTMODELL 9
2.3.2 FINITE-ELEMENTE-METHODE 10
2.4 BESCHREIBUNG DES THERMISCHEN FEHLERS 13
2.5 MASSNAHMEN ZUR VERRINGERUNG DER SENSITIVITAET 14
2.6 MASSNAHMEN ZUR VERRINGERUNG DER TEMPERATURVARIATION 15
2.7 DIREKTE MESSUNG DER THERMISCHEN VERLAGERUNG 17
2.8 INDIREKTE KOMPENSATION THERMISCHER VERLAGERUNGEN 18
2.8.1 ANALYTISCHE MODELLE 19
2.8.2 EMPIRISCHE MODELLE 21
2.9 FAZIT 28
3 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 30
4 BERECHNUNG DER THERMISCHEN VERLAGERUNGEN 32
4.1 UNTERSUCHTE WERKZEUGMASCHINEN 34
4.2 BESTIMMUNG DER TEMPERATURMESSSTELLEN 35
4.2.1 PLATZIERUNG DER TEMPERATURSENSOREN 36
4.2.2 WAERMEQUELLEN 37
4.3 BESTIMMUNG DER THERMISCHEN RANDBEDINGUNGEN FUER DIE SIMULATION 42
4.3.1 MATERIALEIGENSCHAFTEN 42
4.3.2 KONVEKTION 43
4.3.3 WAERMESTRAHLUNG 44
4.4 THERMOMECHANISCHE SIMULATION DER MASCHINENELEMENTE 46
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DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
SEITE VI INHALTSVERZEICHNIS
4.4.1 ERSTELLUNG DES SIMULATIONSMODELLS 46
4.4.2 SIMULATION DES MASCHINENBETTES 50
4.4.3 SIMULATION DES X-SCHLITTENS 54
4.4.4 SIMULATION DES Y-SCHLITTENS 56
4.4.5 SIMULATION DES Z-SCHLITTENS 59
4.5 MODIFIZIERTE KINEMATISCHE TRANSFORMATION 61
4.6 BEWERTUNG DES EINFLUSSES DER EINZELNEN WAERMEQUELLEN 66
4.7 EINFLUSS DER RANDBEDINGUNGEN AUF DAS BERECHNUNGSERGEBNIS 68
4.7.1 THERMISCHER AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT 68
4.7.2 WAERMELEITFAEHIGKEIT 69
4.7.3 KONVEKTIONSKOEFFIZIENT 70
4.7.4 EMISSIONSKOEFFIZIENT 71
4.7.5 GEOMETRISCHE RANDBEDINGUNGEN 72
4.8 EINFLUSS VON WERKSTUECK UND PROZESS 74
4.9 ANPASSUNG DES MODELLS FUER VERSCHIEDENE MASCHINENVARIANTEN 78
5 MESSTECHNISCHE UNTERSUCHUNG DER THERMISCHEN VERLAGERUNGEN 82
5.1 TEMPERATURMESSUNG 82
5.2 UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS DER LINEARACHSEN 87
5.3 UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS DER MOTORSPINDEL 93
5.4 UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS DES MASCHINENBETTES 97
5.5 KALIBRIERUNG DES THERMISCHEN MODELLS 100
5.6 VERGLEICH ZWISCHEN BERECHNUNGSMODELL UND REGRESSIONSANALYSE 103
6 KOMPENSATION DER THERMISCHEN VERLAGERUNGEN 106
6.1 BERECHNUNG DER KOMPENSATIONSWERTE 107
6.2 VALIDIERUNG DES KOMPENSATIONSVERFAHRENS 112
7 UNTERSUCHUNG DES BELASTUNGSABHAENGIGEN VERHALTENS 121
7.1 BELASTUNGSABHAENGIGES VERHALTEN DER MOTORSPINDEL 121
7.2 MASCHINE MIT KUGELGEWINDETRIEBEN 126
8 FOLGERUNGEN FUER DIE PRAXIS 132
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 134
10 LITERATURVERZEICHNIS 137
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