MdF
Maschinen
Maschinen
Worin unterscheidet sich das Negativ-Thermoformen vom Positiv-Thermoformen?
Beim Positiv-Thermoformen wird das Werkzeug in die erwärmte Platte „hineingedrückt“, anschließend wird Vakuum angelegt. Das Bauteil hat innen präzise Maße, einen dicken Boden und dünngezogene Wände. Das Vorstrecken erfolgt durch Vorblasen. Beim Negativ-Thermoformen wird die Platte in das darunter angeordnete Werkzeug durch das angelegte Vakuum hineingezogen. Das Bauteil hat außen präzise Maße, einen dünngezogenen Boden und dicke Wände. Das Vorstrecken erfolgt durch einen Stempel.
Nennen Sie den Unterschied zwischen Gleichlauf- und Gegenlauf-Fräsen.
Gegenlauf-Fräsen: Die Werkzeugschneide bewegt sich entgegen der Vorschubrichtung.
Gleichlauf-Fräsen: Die Werkzeugschneide bewegt sich in Vorschubrichtung.
Welche Funktion verbirgt sich hinter der Anweisung T?
T = TOOL: Anweisung, unter der mit einer Ziffer versehen die Werkzeuggeometriedaten verwaltet werden und das Werkzeug bei einem gemeinsamen Aufruf mit M6 in die Arbeitsspindel eingewechselt wird.
Nennen Sie die Gleichung zur Berechnung der Schnittgeschwindigkeit und formen Sie diese nach dem Fräsdurchmesser um. Bezeichnen Sie die Paramenter mit den dazugehörigen Einheiten.
Schnittgeschwindigkeit vc = πDn mit der Einheit m/min und D = vc/(πn), wobei D der Fräsdurchmesser in mm, n die Drehzahl in 1/min.
Nennen Sie die Gleichung zur Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit und formen Sie diese nach dem Vorschub um. Berechnen Sie die Parameter mit den dazugehörenden Einheiten.
Vorschubgeschwindigkeit vf = fzzn in mm/min und fz=vf/ (z*n), wobei fz der Vorschub des Fräsers je Zahn in mm, n die Drehzahl in 1/min, und z die Zähnezahl ist.
Wie lautet der Aufbau eines vollständigen NC-Satzes? Fassen Sie Gruppen zusammen und bezeichnen Sie diese.
N | G | X Y Z A B C | I J K | F S T | M
N = Satznummer
G = Wegbedingungen
X Y Z A B C = Geometrische Anweisungen
I J K = Interpolationsparameter
F S T = Technologische Anweisungen
M = Maschinenfunktionen
Wie wird das Koordinatensystem einer Fräsmaschine bezeichnet? Bennenen Sie die Achsen. Wie wird die Regel genannt? Was ist die Definition dieser Regel?
Kartesisches Koordinaten System
Linear Achsen X, Y, Z, Rotationsachsen A, B, C
Rechte Handregel: Daumen = X-Achse, Zeigefinger = Y-Achse, Mittelfinger = Z-Achse
jeweils in positiver Achsrichtung
Eine Fräsbahn, die mit einem rechtsdrehenden Werkzeug im Gegenlauf eine programmierte Bahn erzeugen soll, muss mit G___ programmiert werden.
Programmierung mit G41
Wie sind Werkstücke mit unbearbeiteten Flächen zu positionieren?
Die Werkstücke sind an Punkten zu positionieren.
Wie sind Werkstücke mit bearbeiteten Flächen zu positionieren?
Werkstücke mit bearbeiteten Flächen sind an Flächen zu positionieren.
Ein Werkstück soll mit einer bearbeiteten Fläche in der ersten Ebene positioniert werden. Für die zweite und dritte Ebene stehen nur unbearbeitete Flächen am Werkstück zur Verfügung. Definieren Sie die korrekte Positionierung des Werkstücks (Anlageflächen/-punkte).
1te Ebene Anlagefläche bearbeitet
2te Ebene 2 Punkte unbearbeitet
3te Eben 1 Punkt unbearbeitet
Nennen Sie die Anzahl der Punkte, die notwendig sind, um den Koordinatenursprung (Nullpunkt) eines Werkstückes auf einer Bearbeitungsmaschine zu ermitteln. Wie isthierbei vorzugehen?
1te Ebene 3 Punkte
2te Ebene 2 Punkte
3te Ebene 1 Punkt
Nennen Sie die drei Punkte, die beachtet werden müssen, um ein Werkstück korrekt zu spannen.
1. Korrekte Positionierung
2. Krafteinleitung der Spannkräfte, damit die zu bearbeitenden Flächen nicht beeinfluss werden.
3. Aufnahme der Bearbeitungskräfte über feste Anschläge
Nennen Sie die zwei Werkzeugparameter, die bei einer NC-Bearbeitung benötigt werden und zwingend bei der Werkzeugvermessung ermittelt werden müssen. Wie sind diese Parameter definiert?
1. Werkzeuglänge in Z in mm, ausgehend von der Werkzeugspitze zum Nullpunkt der Werkzeugaufnahme.
2. Werkzeugradius R in mm
Nennen Sie die vier Informationen, die notwendig sind, um mit einem NC-Programmiersystem einen NC-Code zu erzeugen.
1. Werkstückgeometrie
2. Werkzeuggeometrie
3. Bearbeitungsparameter
4. Arbeitsplan
Woraus besteht die Plastifiziereinheit einer Schneckenspritzgießmaschine?
- Beheizter Zylinder
- Einfülltrichter
- Schnecke
- Motor (Rotation)
- Hydraulikzylinder
- Düse
Skizzieren Sie das Positiv-Thermoformen. Welche typischen Fehler treten beim PositivThermoformen ohne Vorstrecken auf?
Typische Fehler ohne Vorstrecken:
- Wanddickenabweichungen, wie dicker Boden, dünn gezogene Wände
- Abgeformte Innenkontur entspricht der Geometrie des Werkzeugs
Welche physikalischen Größen beschreiben das statische und das dynamische Verhalten (Verformung, Auslenkung) einer Werkzeugmaschine in einer vorgegebenen Richtung vollständig?
Statisches Verhalten (Auslenkung in Abhängigkeit einer statischen Kraft):
Federkonstante (statische Steifigkeit)
Dynamisches Verhalten (Auslenkung in Abhängigkeit einer dyn. Kraft / Anregung):
Federkonstante (statische Steifigkeit), Masse, Dämpfung
Feder, Masser, Dämpfer System => statisch nur Feder, Dynamisch alle.
Welche Aspekte sollten bei der NC-gerechten Konstruktion eines Bauteils berücksichtigt werden?
- Radien nicht kleiner als nötig
- Aspektverhältnisse nicht zu groß
- Spannflächen
- Toleranzen nicht genauer als nötig
- Werkstoffauswahl
- Späneabtransport
Konstruktionsweise Portalfräsmaschinen
Relativ großer Tisch (z.B. Bearbeitung große Aluminiumplatten)
Alle Achsbewegungen in Portal verbaut: Gantry-Bauweise
+ kompakter
- nicht so steif
Zwei Achsbewegungen Portal + Tischbewegung: Tischbauweise
+ Portal steif
- Viel Platz (Tisch verfährt)
Wie ist eine WZM (Werkzeugmaschine) definiert?
Mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungeinrichtung, die durch relative Bewegung zwischen Werkstück und Werkzeug eine vorgegebene Form am Werkstück oder eine Veränderng einer vorgegebenen Form an einem Werkstück erzeugt. (DIN 69 651)
Für welche Gruppen von Fertigungsverfahren gibt es WZM?
Werkzeugmaschinen kommen in allen Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach
DIN 8580 zum Einsatz. Am häufigsten werden WZM in den Hauptgruppen Urformen
(z. B. Gießereimaschinen, Sinterpressen), Umformen (z.B. Schmiedehämmer, Tiefziehpressen),
Trennen (z.B. Dreh- und Fräsmaschinen, Erodiermaschinen, Laserschneidanlagen)
und Fügen (z. B. Laserschweißanlagen) eingesetzt.
Nach welchen Markmalen können WZMs eingeteilt werden?
Fertigungsverfahren, dem Aufbau der Maschine und gegebenenfalls nach dem Automatisierungsgrad.
Nennen sie Gebrauchswertparameter von Werkzeugmaschinen!
Produktivität; Arbeitsgenauigkeit; Flexibilität; Verfügbarkeit der Maschine; Verbrauch
von Energie, Werkzeugen und Hilfsstoffen; Arbeits- und Umweltschutz.
Nennen sie Kenngrößen von Werkzeugmaschinen!
– Maximale Werkstückgröße bzw. maximale Verfahrwege in den Achsen
– Maschinendrehzahlbereich
– Geschwindigkeiten
– Genauigkeiten
– Leistungen.
Was beschreiben Kennlinien und welche Kennlinien sind typisch für Werkzeugmaschinen?
Kennlinien beschreiben das Verhalten von zwei Größen zueinander, z. B. an Drehmaschinen:
Drehzahl - Schnittgeschwindigkeits - Kennlinien.
Was versteht man unter einer Universalmaschine, was unterscheidet sie von einer Einzweckmaschine?
Die Universalmaschine gestattet die Bearbeitung eines breiten Spektrums an Bearbeitungsaufgaben,
jedoch meist mit einer etwas geringeren Produktivität als Einzweckmaschinen.
Wie können die Eigenschaften Flexibilät und Produktivität von Werkzeugmaschinen beschrieben werden?
Flexibilität und Produktivität von Werkzeugmaschinen zeigen gegenläufiges Verhalten
und sind stark vom Automatisierungsgrad abhängig.
Welche Ziele werden mit der Automatisierung im Wesentlichen verfolgt?
– kurze Produktionszeiten (pro Maschine)
– kurze Durchlaufzeiten (gesamter Fertigungsprozess)
– höhere Auslastung der Maschinen
– geringere Kapitalbindung.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Hauptzeiten?
bessere Schneidstoffe höhere Schnittgeschwindigkeit
mehrere Werkzeuge im Eingriff z. B. Bohrköpfe (mehrere Bohrköpfe im Eingriff);
höhere Produktivität, geringere Flexibilität.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Nebenzeiten?
Verfahrwege, Werkzeugwechsel verkürzen
(Ein-) Spannzeiten der Rohlinge verkürzen z. B. Palettenwechsel, zentrale Spannstelle
Welche Entwicklung kennzecihnet den Beginn des Industriezeitalters?
Die Mechanisierung der Support- und Leitspindeldrehbank.
Nennen Sie Anforderungen an Werkzeugmaschinen, welche sich aus der Verwendung der WZM ergeben!
Aufbau, Arbeitsraum, Bewegungsgröße, Werkstückanzahl- und Vielfalt, Umweltbedingungen,
verfahrensspezifische Bewegungen und Kräfte, Ergonomie, Wartungsfreundlichkeit,
Kosten, Aufstellfläche, Emission von Lärm und Staub...
Wie werden die tragenden und stützenden Grundkörper der WZM genannt?
Gestelle bzw. Gestellbauteile.
Welche Konstruktionen kommen zur Verwendung bei Gestellen von WZM?
Schweißkonstruktion, Gusskonstruktion (je nach verwendetem Werkstoff) sowie Kombination
aus beidem.
Welche Komponenten beeinflußen die Gestellform?
Die Gestellform wird vor allem durch die Lage und Länge der Bewegungsachsen und
der damit zusammenhängenden räumlichen Anordnung der Baugruppen und Bauteile
wie beispielsweise Spindel, Schlitten, Support, Motoren und Steuerorgane festgelegt
Skizieren sie ein C-Gestell und ein O-Gestell.
Um welche Bauformen handelt es sich bei folgenden Gestellen?
Erläutern Sie, wie Prozesskräfte, Werkstückgewicht, Zugänglichkeit Einfluss auf die Gestaltung der Gestelle nehmen!
− Prozesskräfte aus den Fertigungs- und Bearbeitungsvorgängen. Das sind zum Beispiel
Schnitt- oder Umformkräfte, aber auch Flieh- und Unwuchtkräfte der Werkstücke
und Maschinenteile.
− Werkstückgewicht und damit verbunden, das vorgesehene Handling zur Werkstückbeschickung.
Roboter und Manipulatoren können beliebig agieren, Kräne können im
Wesentlichen nur senkrecht die Werkstücke zuführen.
− Zugänglichkeit bei Betrieb, Montage und Wartung. Werkstück- und Werkzeugwechsel,
aber auch Spänebeseitigung, muss ohne Behinderung möglich sein. Verbrauchsmaterialien
wie Kühl- und Schmierstoffe, aber auch Filter der Hydraulik- und Pneumatikkomponenten
sollten gut zugänglich sein.
Welche Werkstoffeigenschaften sind wichtig für die Gestelle?
− Festigkeit (Streckgrenze, Dauerfestigkeit)
− spezifisches Gewicht
− Elastizitätsmodul, Gleitmodul
− Materialdämpfung
− Reibwert, Härte
− Abbau von Eigenspannungen, Kriechen, Relaxion
− thermischer Ausdehnungskoeffizient, spezifische Wärme, Wärmeübergangszahl.
-
- 1 / 212
-
Cartes-fiches
Wie ist eine WZM (Werkzeugmaschine) definiert?
Mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungeinrichtung, die durch relative Bewegung zwischen Werkstück und Werkzeug eine vorgegebene Form am Werkstück oder eine Veränderng einer vorgegebenen Form an einem Werkstück erzeugt. (DIN 69 651)
Für welche Gruppen von Fertigungsverfahren gibt es WZM?
Werkzeugmaschinen kommen in allen Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach
DIN 8580 zum Einsatz. Am häufigsten werden WZM in den Hauptgruppen Urformen
(z. B. Gießereimaschinen, Sinterpressen), Umformen (z.B. Schmiedehämmer, Tiefziehpressen),
Trennen (z.B. Dreh- und Fräsmaschinen, Erodiermaschinen, Laserschneidanlagen)
und Fügen (z. B. Laserschweißanlagen) eingesetzt.
Nach welchen Markmalen können WZMs eingeteilt werden?
Fertigungsverfahren, dem Aufbau der Maschine und gegebenenfalls nach dem Automatisierungsgrad.
Nennen sie Gebrauchswertparameter von Werkzeugmaschinen!
Produktivität; Arbeitsgenauigkeit; Flexibilität; Verfügbarkeit der Maschine; Verbrauch
von Energie, Werkzeugen und Hilfsstoffen; Arbeits- und Umweltschutz.
Nennen sie Kenngrößen von Werkzeugmaschinen!
– Maximale Werkstückgröße bzw. maximale Verfahrwege in den Achsen
– Maschinendrehzahlbereich
– Geschwindigkeiten
– Genauigkeiten
– Leistungen.
Was beschreiben Kennlinien und welche Kennlinien sind typisch für Werkzeugmaschinen?
Kennlinien beschreiben das Verhalten von zwei Größen zueinander, z. B. an Drehmaschinen:
Drehzahl - Schnittgeschwindigkeits - Kennlinien.
Was versteht man unter einer Universalmaschine, was unterscheidet sie von einer Einzweckmaschine?
Die Universalmaschine gestattet die Bearbeitung eines breiten Spektrums an Bearbeitungsaufgaben,
jedoch meist mit einer etwas geringeren Produktivität als Einzweckmaschinen.
Wie können die Eigenschaften Flexibilät und Produktivität von Werkzeugmaschinen beschrieben werden?
Flexibilität und Produktivität von Werkzeugmaschinen zeigen gegenläufiges Verhalten
und sind stark vom Automatisierungsgrad abhängig.
Welche Ziele werden mit der Automatisierung im Wesentlichen verfolgt?
– kurze Produktionszeiten (pro Maschine)
– kurze Durchlaufzeiten (gesamter Fertigungsprozess)
– höhere Auslastung der Maschinen
– geringere Kapitalbindung.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Hauptzeiten?
bessere Schneidstoffe höhere Schnittgeschwindigkeit
mehrere Werkzeuge im Eingriff z. B. Bohrköpfe (mehrere Bohrköpfe im Eingriff);
höhere Produktivität, geringere Flexibilität.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Nebenzeiten?
Verfahrwege, Werkzeugwechsel verkürzen
(Ein-) Spannzeiten der Rohlinge verkürzen z. B. Palettenwechsel, zentrale Spannstelle
Welche Entwicklung kennzecihnet den Beginn des Industriezeitalters?
Die Mechanisierung der Support- und Leitspindeldrehbank.
Nennen Sie Anforderungen an Werkzeugmaschinen, welche sich aus der Verwendung der WZM ergeben!
Aufbau, Arbeitsraum, Bewegungsgröße, Werkstückanzahl- und Vielfalt, Umweltbedingungen,
verfahrensspezifische Bewegungen und Kräfte, Ergonomie, Wartungsfreundlichkeit,
Kosten, Aufstellfläche, Emission von Lärm und Staub...
Wie werden die tragenden und stützenden Grundkörper der WZM genannt?
Gestelle bzw. Gestellbauteile.
Welche Konstruktionen kommen zur Verwendung bei Gestellen von WZM?
Schweißkonstruktion, Gusskonstruktion (je nach verwendetem Werkstoff) sowie Kombination
aus beidem.
Welche Komponenten beeinflußen die Gestellform?
Die Gestellform wird vor allem durch die Lage und Länge der Bewegungsachsen und
der damit zusammenhängenden räumlichen Anordnung der Baugruppen und Bauteile
wie beispielsweise Spindel, Schlitten, Support, Motoren und Steuerorgane festgelegt
Skizieren sie ein C-Gestell und ein O-Gestell.
Um welche Bauformen handelt es sich bei folgenden Gestellen?
Erläutern Sie, wie Prozesskräfte, Werkstückgewicht, Zugänglichkeit Einfluss auf die Gestaltung der Gestelle nehmen!
− Prozesskräfte aus den Fertigungs- und Bearbeitungsvorgängen. Das sind zum Beispiel
Schnitt- oder Umformkräfte, aber auch Flieh- und Unwuchtkräfte der Werkstücke
und Maschinenteile.
− Werkstückgewicht und damit verbunden, das vorgesehene Handling zur Werkstückbeschickung.
Roboter und Manipulatoren können beliebig agieren, Kräne können im
Wesentlichen nur senkrecht die Werkstücke zuführen.
− Zugänglichkeit bei Betrieb, Montage und Wartung. Werkstück- und Werkzeugwechsel,
aber auch Spänebeseitigung, muss ohne Behinderung möglich sein. Verbrauchsmaterialien
wie Kühl- und Schmierstoffe, aber auch Filter der Hydraulik- und Pneumatikkomponenten
sollten gut zugänglich sein.
Welche Werkstoffeigenschaften sind wichtig für die Gestelle?
− Festigkeit (Streckgrenze, Dauerfestigkeit)
− spezifisches Gewicht
− Elastizitätsmodul, Gleitmodul
− Materialdämpfung
− Reibwert, Härte
− Abbau von Eigenspannungen, Kriechen, Relaxion
− thermischer Ausdehnungskoeffizient, spezifische Wärme, Wärmeübergangszahl.
Was ist unter der statischen Belastung von Gestellen und Gestellbauteilen zu verstehen?
Die statische Belastung resultiert aus den Prozesskräften des Bearbeitungs- und Fertigungsvorganges
und Gewichtskräften aus allen Anbauteilen.
Welche konstruktiven Gesichtspunkte beeinflussen das statische Verhalten der Werkzeugmaschinen und damit die Aufnahme und Leitung der statischen Belastung im Gestell?
− Grundform der Bauteile (verschiedene Formen verschiedene Trägheitsmomente)
− Verrippung
− Krafteinleitung
− Fügeverbindung
Wie wirken sich dynamische Anregungskräfte auf das Gesamtsystem Werkzeugmaschine aus?
Es kommt zu Schwingungen.
Gründe für Maschinenschwingungen sind?
− unausgewuchtete Rotationsteile
− Lage- und Fluchtungsfehler
− Schnitt- und Umformkräfte bei Pressen
− unterbrochener Schnitt bei spanender Bearbeitung
− Masseneingriffsgrößen beim Fräsen
− Erschütterung, die über Fundamente eingeleitet werden
Wie berechnt man die dynamische Verformung xdyn?
Mit welchen konstruktiven Maßnahmen lassen sich große dynamische Verformungen vermeiden?
– Masse- und Gewichtsverteilung optimieren (keine großen Massen an Stellen mit großer
Schwingungsamplitude)
– Dämpfung in Gestellen anstreben
– dynamische Zusatzsysteme (aktive und passive) gegebenenfalls vorsehen
Welche Erscheinungsformen von Starrkörperschwingungen sind am WZMs zu beachten?
Kippen, Heben, Schieben, Drehen
In Welchem Schwingungs(Resonanz-)bereich sollten Werkzeugmaschinen betrieben werden?
Im tief abgestimmten Bereich.
Woher kann Wärme in Werkzeugmaschinen stammen?
Reibung, Bearbeitungsvorgänge, Wärmezufuhr bei Halbwarm- und Warmumformung.
Erklären Sie den Unterschied zwischen Wärmedehnung und Wärmespannung!
Eingeleitete Wärme führt zu einer Wärmedehnung, ist diese behindert, entsteht eine
Wärmespannung.
Wann treten thermisch bedingte Verformungen an einer Werkzeugmaschine auf?
Bei ungleichmäßiger Erwärmung der WZM sind Verformungen möglich.
Was bewirkt unkontrollierter Wärmeeinfluss?
Es leidet die Bearbeitungsqualität.
Was ist zu tun, wenn eine WZM stets unter eheblicher thermischer Belastung arbeitet?
Eine Temperierung der Gesamtmaschine oder einzelner Baugruppen ist vorzusehen, um
die Maschine auf konstantem thermischem Niveau zu halten.
Was verstehen Sie unter Topologieoptimierung?
Optimierung der Lastpfade im Werkzeugmaschinengestell.
Welche Aufgaben haben Führungen und Lagerungen?
Aufnahme der Kräfte bei minimalem Spiel, Ermöglichen von Bewegungen.
Welche Anforderungen werden an Führungen und Lagerungen gestellt?
Hohe Arbeitsgenauigkeit und großes Leistungsvermögen über lange Zeit,
minimaler Verschleiß, niedrige Herstell- und Betriebskosten.
Nennen Sie wesentliche Eigenschaften von Führungen und Lagerungen!
– geringere Reibung und Stick-Slip-Freiheit
– geringer Verschleiß und Sicherheit gegen Fressen
– gute Dämpfung in Trag- und Bewegungsrichtung
– hohe Steifigkeit und geringes Führungsspiel bzw. Spielfreiheit
Wie erfolgt die Einteilung der Führungen hinsichtlich der Bewegungen?
Nach den Bewegungsarten: geradlinig/kreisförmig
Nach der Bewegungsform: Bewegungsführung, Verstellführung
Bei Bewegungsführungen unterscheidet man nach physikalischem Prinzip:
Gleitführung (Schmierfilm)
Wälzführung (Wälzkörper)
Wie erfolgt die Einteilung der Führungen hinsichtlich des Schmierfilmaufbaus?
– hydrodynamische (Öl)
– hydrostatische (Öl)
– aerostatische (Luft)
– elektromagnetische (selten im WZM)
– Wälzführungen und -lager
