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Maschinen
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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.
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Cartes-fiches
Was beschreibt die STRIBECK-Kurve?
Die STRIBECK-Kurve beschreibt das Verhalten von Reibpartnern unter unterschiedlichen
Schmiermitteldicken.
Nennen Sie die drei Reibungsbereiche der STRIBECK-Kurve!
Festkörper-, Misch- und Flüssigkeitsreibung.
Welche Querschnitte besitzen Führungen?
(Nach welcher Geometire austeilbar und Bezeichnung der Führungen)
Rechteck: Flachführung
Dreieck: Schwalbenschwanz-, Dach- und V- Führung
Kreis: Säulenführung
Welches sind die im Werkzeugmaschinenbau am häufigsten eingesetzten Führungen
und warum?
Hydrodynamische Gleitführungen und Gleitlager, Grund: geringe Herstellkosten und
gute Funktionseigenschaften.
Wie wird das Spiel von Führungen ausgeglichen?
Mit Passleisten.
Weshalb werden bevorzugt Schmalführungen verwendet?
Um ein Verkanten zu vermeiden.
Skizzieren Sie eine Prismen-Flachführung, eine Doppelprismenführung und eine Doppelprismen-Flachführung, welche ist statisch überbestimmt?
Skizzieren Sie eine Schwalbenschwanzführung!
Beschreiben Sie die Funktionsweise eines hydrostatischen Lagers!
Öldruckaufbau außerhalb des Lagers, Zuführung in Öltaschen, die als hydraulischer
Widerstand wirken, den Ölabfluss behindern und damit den Öldruck aufrechterhalten.
Welches sind herausragende Vorteile von Wälzführungen?
Belastbarkeit, Geschwindigkeit, Betriebssicherheit, Preis-Leistungs-Verhältnis
Erklären Sie den Unterschied zwischen Führungen mit und ohne Wälzkörperumlauf.
Führungen ohne Wälzkörperumlauf sparen Bauraum, können aber wegen einer festen
Anzahl Wälzkörper nur einen begrenzten Hubweg zurücklegen.
Bei Führungswagen mit Wälzkörperumlauf ist der Hub nur von der Schienenlänge
begrenzt.
Welche Abdeckungen werden für Führungselemente verwendet?
– Faltenbälge
– Faltenbälge mit Stahlmatten
– Gliederschürzen
– Rollenabdeckung mit Kunststoff- und Stahlband
– Teleskop- und Stahlabdeckung
– Bürstenleisten
Welche Anordnungen des paarweisen Einbaus von Wälzlagern für Spindelsysteme gibt es?
O-Anordnung
X-Anordnung
Tandemanordnung
Welche thermischen Besonderheiten bietet die O-Lagerung?
Ein eingestelltes Betriebsspiel bleibt erhalten, wenn die Welle wärmer als das Lagergehäuse
wird.
Auf welchen Wert erhöht sich die Tragfähigkeit eines Lagers, wenn statt einem Lager zwei gleiche Lager verbaut werden?
Auf das 1,625-fache.
Welche Aufgaben haben die Hauptspindelabdichtungen?
Diese verhindern das Eindringen von Verschmutzungen in Form von Spänen und Spanteilen,
Stäuben, Kühlschmierstoffen und verschmutzter Druckluft beim Reinigen der
Maschine. Gleichzeitig sollen sie das Austreten von Lagerschmierstoffen verhindern.
Welche Aufgaben haben die Hauptspindelabdichtungen?
Berührungsfreien Dichtungen.
Nach welchem Prinzip funktionieren Fanglabyrinthe?
Berührungsfreien Dichtungen.
Wozu werden Kugelrollspindeln verwendet?
Für Vorschubantriebe und Messgerätebau, sie dienen zur Umwandlung von Dreh- in
Linearbewegungen oder umgekehrt.
Nennen Sie Vorteile von Kugelrollspindeln!
– sehr guter Wirkungsgrad
– kein Stick-Slip-Effekt
– bei richtiger Dimensionierung kaum Verschleiß und dadurch ausreichende Lebensdauer
– vorspannbar (spielfrei)
– ausreichende Federsteifigkeit
Nennen Sie Nachteile von Kugelrollspindeln!
– geringe Dämpfung
– Erwärmung der Mutter sowie Spindel bei hohen Drehzahlen durch Kugelumlenkung
In welche zwei Gruppen lassen sich Antriebe einteilen?
Elektromotoren und hydraulische Motoren.
Nennen Sie typische Hauptarbeitsbewegungen an WZMs, für Bohrmaschinen,
Hobelmaschinen, Pressen!
– Hauptspindelbewegung bei Bohrmaschinen
– Tischbewegung bei Hobelmaschinen
– Bewegung des Stößels bei Pressen
Nennen Sie Vorteile hydraulischer Antriebe.
Geringes Leistungsgewicht, hohes Beschleunigungsvermögen aufgrund geringer Massenträgheit.
Nennen Sie Vorteile elektrischer Antriebe.
Hohe Lebensdauer, größerer Wirkungsgrad, geringe Wärmeentwicklung.
Welche Aufgabe erfüllen Frequenzumrichter bei Synchronmotoren?
Sie dienen der Drehzahlanpassung bzw. Realisierung unterschiedlicher Drehzahlen.
Welche Bauart von Asynchronmotoren wird in WZMs verwendet?
Kurzschlussläufer
Was versteht man unter einem Direktantrieb?
Antrieb ohne mechanische, Drehzahl und Moment beeinflussende Übertragungselemente.
Was ist eine Motorspindel?
Der Rotor sitzt direkt auf Hauptspindel.
Vorteile von Motorspindeln sind:
– Geringe Kosten
– hohe Verdrehsteifigkeit
– kompakter Aufbau
– ruhiger, genauer Spindellauf.
Was versteht man unter einem Linearmotor?
Linearmotoren sind abgewickelte Drehstrommotoren, sie führen direkt eine translatorische
Bewegung aus.
Welche hydraulischen Antriebsmöglichkeiten gibt es?
Translatorische, rotatorische
Wie ist prinzipiell ein hydrostatisches Getriebe aufgebaut?
Verstellbare Hydraulikpumpe, einstellbarer Hydraulikmotor.
Wozu wird ein einstellbarer Hydraulikmotor benötigt?
(Bei einem Hydraulik Getriebe)
Zur Einstellung der Maximaldrehzahl.
Nennen Sie die 3 Hauptkomponenten der Elektrokonstruktion einer WZM!
Energieversorgung, Steuerungskomponenten, Sicherheitsfunktionen
Welche Aufgaben nehmen die Sensoren wahr?
Erfassung von verschiedenen Zuständen der WZM.
Was sind die Merkmale einer CNC-Maschine?
– Achsantriebe,
– Meßsysteme,
– Automatisierung bei Werkstück- und Werkzeugwechsel, Datenschnittstellen.
Welche Vorteile bringen CNC-Maschinen?
Gleichbleibende, bedienerunabhängige Qualität, keine permanente Überwachung, kürzere
Bearbeitungszeiten.
Was ist im Teileprogramm gespeichert?
Geometriedaten, Werkzeugdaten, Drehzahlen, Vorschübe …
Welche Vorteile gibt es auch im Werkstattbetrieb mit CNC-Maschinen?
Werkstück-Prototypen sind schneller verfügbar, Werkstücke sind schneller modifizierbar
(z. B. für Vorserie, Prüfwerkstücke, Ersatzteilfertigung nach der Serie), nicht zu
komplexe Werkstücke sind in der Werkstatt programmierbar.
