Untersuchung des Einflusses von Wärmedehnungen bei Werkzeugmaschinen auf die Fertigungsstabilität (PDF)

Die ständig wachsenden Forderungen an die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeug­ maschinen verlangen eine systematische Untersuchung aller Faktoren, die die Mass-und Formgenauigkeit der zu fertigenden Werkstücke beeinflussen. Als Einflussgrössen treten Verlagerungen zwischen Werkzeugschneide und Werk­ stück auf sowie Änderungen der vorgeschriebenen Bewegungsrichtung und Abweichungen von der vorgeschriebenen Bewegungsgeschwindigkeit. Die Ur­ sachen können sowohl in geometrischen und kinematischen Fehlern der Maschine liegen als auch durch Verformung der Maschine während des Arbeitsvorganges hervorgerufen werden. Zu den letztgenannten Einflussgrössen zählen Verformun­ gen der Maschine durch Schnittkräfte und periodisch wiederkehrende Verformun­ gen durch Unwuchten. Diese wirken sich bei jedem Werkstück in gleicher Weise aus. Ausserdem treten Verformungen auf, die von der Laufzeit der Maschine abhängig sind, beispielsweise Schneidkantenversatz auf Grund von Werk­ zeugverschleiss und Maschinenverformungen infolge von Erwärmung. Die vorliegenden Untersuchungen befassen sich mit den Ursachen und Aus­ wirkungen thermisch bedingter Dehnungen der Werkzeugmaschinen. Ursache für die Verformung ist die ungleichmässige Erwärmung der einzelnen Maschinenteile während des Betriebes. Die Erwärmung erfolgt einerseits durch Wärmequellen in der Umgebung der Maschine, wie Sonnenstrahlung, Heizung und Luftströmung, andererseits durch Umsetzung elektrischer oder mechanischer Energie in Wärme innerhalb der Maschine. Eingehende Untersuchungen ergaben, dass die letztgenannten Wärmequellen im allgemeinen den grösseren Einfluss auf die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen haben.