Vorlesung 3 Flashcards
Definition „Gestell
Gestell = Grundkörper einer Werkzeugmaschine
Arten von Gestellen
Arten von Maschinengestellen:
- Maschinenbetten
- Maschinenständer
- Arbeitstische
- Schlitten
- Untersätze für Arbeitstische und Schlitten
- Arbeitsspindelkästen
- Getriebekästen
Bauweisen von Gestellen
typische Werkstoffen für Gestellbauteile und deren Eigenschaften
typische Werkstoffen für Gestellbauteile:
- Stahl S275JR, S275J0, S275J2G3 nach DIN EN 10025 für Stahl-SchweißKonstruktionen
- Gusseisen mit Lamellengraphit EN-GJL-150 bis – 350 nach DIN EN 1561
- Gusseisen mit Kugelgraphit EN-GJS-400-15 nach DIN EN 1563 für stoßbeanspruchte Gestelle, z. B. von Kurbelpressen
- Reaktionsharzbeton (Mineralgussbeton), bestehend in den meisten Fällen aus Epoxydharz (wegen der erzielbaren hohen geometrischen Genauigkeit und ausreichender Topfzeit bei der Verarbeitung besonders größerer Gestellbauteile) und Zuschlagstoffe aus den Gesteinsarten Granit, Quarzit sowie Basalt
- Faserverbundwerkstoffe: Kunststoff mit Carbonfaser (CFK) Kunststoff mit Glasfaser (GFK) Kunststoff mit Aramidfaser (AFK)
- geschäumten Metallen (Aluminium-, Magnesiumlegierungen) für den Leichtbau
Formel der statischen Festigkeit
statisches Verhalten von Gestellbauteilen:
- abhängig von den Kontaktstellen und Gestellbauteilen im Kraftfluss
Einflussgrößen auf die statische Steifigkeit der Gestellbauteile
Einflussgrößen auf die statische Steifigkeit der Gestellbauteile:
- gewählter Werkstoff in Abhängigkeit seines Elastizitäts- bzw. Gleitmoduls
- Abstand zwischen Einspannstelle und Belastungsangriff
- Querschnittsform und -abmessungen (Trägheitsmomente I und Ip) sowie Verrippungen
- Verstrebungen und Durchbrüche
- Einspannverhältnisse in Bezug auf Kontaktflächen-,Verschraubungs- und Führungsanschlussgestaltung
Einfluss von Verrippungen
Einfluss von Verrippungen:
- Erhöhung der Biege- und Torsionssteifigkeit bei geringen Fertigungs- und Materialeinsatz
Anordnung von Rippen an Maschinenständern und bewährte Konstruktionen
bewährte Konstruktionen:
- Rhomboidverrippungen aus durchgehenden Längsrippen zum Verhindern von Querschnittsverzerrungen und zur Erhöhung des äquatorialen Trägheitsmoment
- Längsverrippungen zur Erhöhung der Biegesteifigkeit
- Schotten zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit
Gestaltung von Durchbrüchen
Gestaltung von Durchbrüchen: erhebliche Verringerung der Torsionssteifigkeit
- möglichst Anordnen in Nähe der neutralen Faser bei Biegebeanspruchung
- Kleinhalten der Abmessungen der Durchbrüche
- Anbringen von Wulstverstärkungen und umlaufenden Stegen
dynamisches Verhalten von Gestellbauteilen: Ursachen und Arten
dynamisches Verhalten von Gestellbauteilen:
- Ursachen für die dynamisch wirkenden Kräfte und Momente: Wechselkräfte aus dem Zerspanungsvorgang, verursacht durch ungleiches Aufmaß, unterbrochene Schnitte, die Eingriffsfrequenz der Schneiden, das Lamellieren der Späne, u. a.
- Unwucht von umlaufenden Massen
- Zahneingriffskräfte an Zahnrädern, z. B. verursacht durch Rundlauf-, Teilungs- und Zahnformfehler
- Formfehler von Riemenscheiben oder Strukturfehler von Riemen
- Form- und Maßungenauigkeiten in Wälzlagern sowie die Überrollfrequenz des Lagers
- Ölströme mit periodisch schwankender Fördermenge
Arten von auftretenden Schwingungen:
- Starrkörper-Schwingungen
- Kontinuum-Schwingungen
treten z.T. gleichzeitig auf
Formel der dynamischen Festigkeit
Möglichkeiten der Dämpfungsbeeinflussung
Möglichkeiten der Dämpfungsbeeinflussung:
- die Wahl des Werkstoffes [Werkstoffe mit guter innerer Dämpfung sind: Grauguss mit Lamellengraphit (Werkstoffdämpfung ca. 10–20% der Gesamtdämpfung),Mineralguss und geschäumte Metalle]
- die konstruktive Gestaltung von Verbindungsstellen, z. B. kann bei geschweißten Gestellen die Kontaktdämpfung ca. 80–90% der Gesamtdämpfung betragen
- die Integration von Dämpfungselementen in die Maschine
