Thermik Flashcards
(34 cards)
Wodurch entsteht der Temperaturgang bei Werkzeugmaschinen?
Temperaturänderungen durch Maschinenbetrieb (z.B. Motoren, Spindeln) und
Umgebungsbedingungen.
Materialien erfahren bei Temperaturänderung
eine Volumenänderung
* Diese führt zu Deformationen bei
Maschinen
Was sind die Auswirkungen des Temperaturgang bei WZM?
Präzisionsverluste, Verformungen der Maschinenstruktur, beeinflusste
Bearbeitungsgenauigkeit.
Bei Werkzeugmaschinen (WZM) im Speziellen
betrachtet man die Verlagerungen am
Werkzeugbezugspunkt (TCP, tool centre point)
Woran erkennt man den Temperaturgang bei WZM?
Durch Überwachung der Temperatur an verschiedenen
Maschinenkomponenten und Vergleich mit Toleranzgrenzen.
Wodurch wird der Temperaturgang bei WZM vermieden?
Einsatz von Temperaturkompensation, besseren Materialien,
Temperaturstabilisierungssystemen.
Was kann man gegen den Temperaturgang bei WZM tun?
Kühlung oder Wärmedämmung, stabile Umgebungsbedingungen, thermische
Kompensationstechniken.
Was ist das «Thermische Gedächtnis»?
WS merkt sich die Temperatur von voher, wo es voher war z.B. in einem anderem Raum oder in einem Bearbeitungsprozess vorher. Diese Wärme nimmt er mit, wenn er nun in einen andern Raum geht.
Beispiele:
* Messgerät (Messschraube, Messschieber) in der Hosentasche
* Erwärmen des Messgerätes in der Hand
* Einrichtungen wie Schaltschränke neben dem Puffer
Wichtig ist die Betrachtung der Einflussgrössen in der Vergangenheit
Weshalb ist es bei der thermischen Betrachtung von Werkzeugmaschinen und in der Fertigung von Bedeutung?
Maschinengestell:
* Unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten
* Materialmix (Stahl, Gusseisen, Aluminium,
Polymerbeton,…)
* Inhomogenes Temperaturfeld
* Werkzeugausdehnung
* Aufstellung
* –> translatorische und rotatorische Verlagerungen am TCP
Messsystem
* Direktes oder indirektes Messsystem (vgl. Folie 6 KGT)
* Messsystemtemperatur(feld)
Werkstück
* Werkstückdimension
* Befestigung auf dem Maschinentisch
* Material
Beschreiben Sie das Thermisches-Einfluss-Diagramm?
203.
Nennen Sie die grössten thermische Einflüsse bei WZM.
Raumklima
Fluide
Prozess:
* Kühlschmiermittel
* Dielektrikum (Erodiermaschine)
Maschine:
* Schmieröl
* Hydraulikflüssigkeit
* Gestellstabilisierung
* Sperrluft
* Pneumatik
Personen
* Abwärme durch Bedienpersonal und Personen in der Umgebung der Maschine
* Bedienerfehler
Maschine
Antriebsverluste:
* Motoren (ca. 5-10% Verlustleistung)
* Übertragungselemente z.B. Kugelgewindetrieb (ca. 2-5%)
* Getriebe (je Zahnradstufe ca. 1-2%)
* Kupplungen (ca. 1%)
* Lager
* Elektroschrank
Zusatzaggregate:
* Pumpen
* Kühlaggregate
* Kühlflüssigkeiten
* Aufbereitungsstation
* Schmieröl
* Hydrauliköl
* Druckluft
Prozess
* Zerspanwärme
* Späne
* Kühlschmiermittel
* Wärmeentstehung beim Umformen
* …
* Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit -> Temperaturleitfähigkeit
Thermische Prozesse
* Laser
* Erodieren
* Gravieren
* Plasma
* Schweissen
Beschreiben Sie die Möglichkeiten der Raumklimatisierung?
Einfache Raumklimatisierung
* Einfaches, günstiges System (±0.5 K möglich)
* Heizung ist einfacher zu regeln als eine Kühlung
* Kühlung mit Klimaanlage (Air Control: AC) oder temperierter Flüssigkeit (z.B.
Wärmetauscher mit Grundwasser)
* „Top-Down“ Zirkulation
Geschlossener Kreislauf
* Geschlossener Kreislauf, temperierte Luft wird wiederverwendet
* Frischluftzufuhr ist nötig
* kann Jahreszeitabhängig geregelt werden und so die Kühlkosten reduzieren
* „Bottom-up“ Zirkulation
Geschlossener Kreislauf „closed loop“
* ±0.002 K sind möglich im „Top-down“ System (Lawrence Livermore National
Laboratory /USA 1978)
* Kaskadierter Regelkreis
* Regelt Wasserdurchfluss am Luft-/Wasser-Wärmetauscher
* Regelt Lufttemperatur
* Luftmengendurchfluss wir nicht geregelt
Offener Kreislauf/schnell reagierend
* Raumtemperierung auf ±0.05 K möglich
* Sehr schnelles System
* „Top-Down“ Zirkulation
Offener Kreislauf/WZM
* Kühlschmiermitteltank auf konstanter Temperatur geregelt
* Träges System ausreichend grosserTank erforderlich
Welche Fehlerquellen bei der Raumklimatisierung, bzw. dem Verwenden von Fluiden zur Stabilisierung gibt es bei WZM?
Kurzschluss:
Teile des klimatisierten Raums oder der sich im Raum der
befindenden Maschinen und Gegenstände werden schlecht bis gar nicht vom
Luftstrom erreicht (Nester).
Bei Flüssigkeitsstrom (z.B. KSM)
* Ansammlungen auf der Maschine (Pfützen)
* Einseitiges Abfliessen des KSM
Beurteilen Sie den Einfluss des KSM auf das (thermische)
Maschinenverhalten.
Kühlschmirmittel - Flüssigkeitsdusche
* Das KSM verdampft und entzieht der
Umgebung Wärme
* KSM-Vorlauftemperatur 22 °C
KSM beeinflusst die Wärmeverteilung und führt zu Ungenauigkeiten bei der
Bearbeitung durch unterschiedliche Wärmequellen.
207.
Was ist der ETVE (Environmental temperature variation error)?
gstoppt (uffgrund kei Ziit mehr lol)
für mehr Details im Google Docs (Theorie & Frooge)
Wie wird der ETVE gemäss ISO 230-3 bestimmt?
Kann es sein, dass die thermischen Fehler der Maschine nach
Abkühlen nicht auf Null zurück gehen? (Maschine kehrt nicht in den
Ausgangszustand zurück)
Beschreiben Sie die thermische Wirkkette.
Wann eignen sich FEM-Simulationsmodelle zur Evaluation von
thermisch induzierten Achsfehlern?
Wann nicht?
Welche thermisch induzierten Achsfehler kennen Sie, die nicht als
geometrische Fehler der Maschine abgebildet werden können?
Wie können Sie thermische Fehler von Rotationsachsen (gemäss
der ISO-Norm) messen?
Weshalb sind C-Gestelle in Bezug auf das thermische Verhalten
von Werkzeugmaschinen ungünstig?
Durch welche Grundprinzipien können thermische Fehler an
Werkzeugmaschinen vermieden werden?
Was ist das «Athermal Design» Prinzip?
Weshalb ist das Abbe-Offset-Free Prinzip besonders geeignet,
um thermische Fehler von Maschinen klein zu halten?
Wie können Fehler an Werkzeugmaschinen durch thermische
Aktuatoren kompensiert werden?
