Werkzeugmaschinen (Fach) / Werkzeugmaschinen (Lektion)

Fragenkatalog WIW

Diese Lektion wurde von KBerndt erstellt.

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• 50. Welche Führungsarten kennen Sie? - hydrodynamische und hydrostatische Gleitführung - aerostatische Gleitführung - Wälzführung - elektromagnetische Lager
• 51. Skizzieren und erläutern Sie die Stribeck-Kurve. Bild
• 52. Wie entsteht der Stick-Slip-Effekt? - bei kleinen Geschwindigkeiten, im Bereich von Mischreibung kommt es häufig zu ungleichförmigen Bewegungen in Folge des Stick-Slip-Effektes - dieser ist in der negativen Steigung der Stribeckkurve im Mischreibungsbereich begründet - gekennzeichnet ist er durch periodisches Gleiten und Haften   - unter dem Stick-Slip-Effekt versteht man den permanenten Übergang von Haft- und Gleitreibung - dabei üben gedämpfte, gekoppelte Oberflächenanteile eine schnelle Bewegungsfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleiten aus à Anregung von Schwingungen
• 53. Durch welche Maßahmen kann der Stick- Slip-Effekt gemindert bzw. verhindert werden? - geringer Reibwertabfall - kleinere Übergangsbereiche à schnelleres erreichen des Flüssigkeitsbereiches (Wahl eines geeigneten  Schmiermittels) - durch die Auswahl geeigneter Werkstoffpaarungen - Erhöhung der Steifigkeit, geringere Massen, Wahl anderer Führungsarten - hohe Verfahrgeschwindigkeiten, hohe Dämpfung
• 54. Welche Vorteile ergeben sich aus dem Kunststoffeinsatz bei Gleitführungen? - gute Laufeigenschaften (geringe Fressneigung) - verminderter Stick-Slip Effekt durch günstige Reibungskennlinie - relativ Preiswert - Alternative besonders bei langen Führungen
• 55. Warum können hydrodynamische Führungen mit Kunststoffbahnen u. U. kritisch sein? - Kunststoffe auf Epoxidharz Basis neigen bei Kontakt mit Flüssigkeiten zum Quellen - Folge können Spalthöhenveränderungen sein, welche zum Klemmen der Führung führt
• 56. Skizzieren und erläutern Sie das Grundprinzip der hydrostatischen Führungen. Bild   - Führungsflächen werden durch Ölspalt (Druck) voneinander getrennt, auch in Ruhestellung - dadurch entsteht ein Arbeitsspalt - die Führungen arbeiten anschließend im Bereich der Flüssigkeitsreibung
• 57. Welche Ölversorgungssysteme können bei hydrostatischen Systemen zur Anwendung kommen? - eine Pumpe je Tasche - gemeinsame Pumpe & Vordrosseln - gemeinsame Pumpe mit lastabhängiger Drossel - gemeinsame Pumpe und Aufteilung des Ölstromes über Stromregelventile - gemeinsame Pumpe mit Progressiv-Mengen-Regler  
• 58. Welche Variante erbringt die größte Fugensteifigkeit? - eine Pumpe für alle Taschen und regelbare Vordrosseln
• 59. Warum können bei Führungen Umgriffe erforderlich sein? - damit die Führung Momente aufnehmen kann - Sie erzeugen Vorspannungen, die zur Steifigkeitserhöhung führt - Sie verhindern in hydrostatischen Führungen eine zu große Spalthöhe bei einer unter die Mindestbelastung sinkende Kraft Fo
• 60. Welchen Einfluss hat die Spalthöhe h auf die Steifigkeit, Dämpfung und Verlustleistung? Einfluss auf Steifigkeit:             - System wird mit steigender Last und kleinerem Spalt steifer             - Systemsteifigkeit kann theo. Bis ins unendliche erhöht werden,               die Grenze ist hierbei der Systemdruck und die Belastbarkeit der Bauteile   Einfluss auf Verlustleistung:             - Spalthöhe h geht in 3. Potenz der Verlustleistung ein und hat somit einen   erheblichen Einfluss auf die Verlustleistung der Führung   Einfluss auf Dämpfung:             - Spalthöhe geht in der Dämpfungsgleichung als Quotient mit der 3. Potenz ein             à Spalthöhe hat großen Einfluss auf die Dämpfung             à je kleiner der Spalt, je größer wird die Dämpfung   - großer Ölspalt = gute Dämpfung                ?????????????????????????????????
• 61. Was sind die Vor- und Nachteile von aerostatischen Führungen und Lagerungen? + sehr geringe Reibung                                 - größere Bauteilabmessungen erforderlich + kein Stick-Slip                                            - pneumatische Instabilitäten mögl. + praktisch kein Verschleiß                           - schlechte Notlaufeigenschaften + sehr gute Wiederholgenauigkeit                 - hoher Aufwand für Fertigung und + niedrige Geräuschentwicklung                    Luftaufbereitung + chemische Stabilität des Schmiermediums + keine Verschmutzung durch Schmiermedium + keine Abdichtung notwendig
• 62. Warum muss der Spalt bei Luftlagern kleiner sein als bei hydrostatischen Lagern? - aufgrund der wesentlich geringeren dynamischen Viskosität der Luft gegenüber Öl muss man, wenn man eine vergleichbare Steifigkeit wie bei hydrostatischen Lagern erzielen will, die Spalthöhe bei diesen Lagerungen kleiner wählen   - selbsterregte Schwingungen, pneumatische Instabilität à Kompressibilität der Luft, Ausbildung eines Schwingungsfähigen Systems  
• 63. Nennen Sie Vor- und Nachteile, die sich bei der Anwendung von Wälzführungen in WZM ergeben. + reine Rollreibung                                        - geringe Dämpfung + leichter, ruckfreier Lauf (kein Stick-Slip)   - Führung muss vor Eintritt von Fremdkörpern + relativ geringer Verschleiß (Laufbahnen      geschützt werden Müssen gehärtet sein, Wartungsarm)           - Ungenauigkeiten von Führungsbahn und + geringe Reibung                                           Wälzkörper übertragen sich auf das Werkstück + Führung/ Lager vorspannbar à spielfrei + einfache Montage + Standardisierung der Wälzelemente
• 64. Welche Schmierungsart wird bei Wälzlagern besonders häufig angewendet und warum? - am häufigsten Lebensdauerschmierung, das ist eine Fettschmierung   Gründe für Anwendung:        - keine Schmieranlage notwendig                                                - Aufbau des optimalen Schmierfilms                                                - keine Schmieranlage notwendig                                                - einfacher konstruktiver Aufbau, keine aufwändigen   Schmierkanäle notwendig
• 65. Welche Antriebsarten an WZM unterscheidet man? - linear / rotatorisch elektrische Antriebe - linear/ rotatorisch hydraulische Antriebe   Hauptantriebe:            Realisierung der Schnittbewegung Nebenantriebe:           Realisierung der Vorschubbewegung Zusatzantriebe:           Antrieb für Kühlmittel, Hydraulikpumpen, Lüfter usw.
• 66. Welche Anforderungen werden an WZM- Antriebe gestellt? - optimale Anpassung an die Arbeitsaufgabe der WZM - hohe Einstellfeinheit und Steifigkeit                                    - gute Dynamik - hoher Gleichlauf                                                                 - großer Drehzahlbereich  
• 67. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Werkstückdurchmesser bzw. Werkzeugdurchmesser, Schnittgeschwindigkeit und Drehzahlbereich? - bei der Festlegung des Spindeldrehzahlbereichs müssen die zu erzielenden Schnittgeschwindigkeiten, sowie der Durchmesserbereich des Werkstückspektrums berücksichtigt werden - Drehzahlsteifigkeit muss gewährleistet werden (Schnittgeschwindigkeit soll bei Belastungsänderung nahezu konstant bleiben)
• 68. Stellen Sie den typischen Verlauf der Leistungs- und Momentenkennlinie von Antrieben dar!
• 69. Welche Antriebsmotoren kommen in WZM zur Anwendung und welche Unterschiede, Vor- und Nachteile ergeben sich? Elektrische Motoren:  + höhere Lebensdauer                      + stufenlose Einstellung der                                    + größerer Wirkungsgrad                     Schnittgeschwindigkeit                                    + geringere Wärmeentwicklung        + Rechts- Linkslauf mögl.                                      - geringeres Beschleunigungsvermögen   Hydraulische              + geringeres Leistungsgewicht          + stufenlose Verstellbarkeit Motoren:                     + höheres Beschleunigungsvermögen durch geringere Massenträgheit                                      - große Wärmeentwicklung                                    - hohe Geräuschbelastung  
• 70. Was versteht man unter Antriebssteifigkeit? - Aufnahmefähigkeit von dynamischen und statischen Kräften - Ausregeln von Störgrößen
• 71. Welche Getriebearten kommen in WZM zum Einsatz? - gleichförmig übersetzende Getriebe           à gestufte Getriebe                                                                        à stufenlose Getriebe - ungleichförmig übersetzende Getriebe
• 72. Was sind gleichförmig übersetzende Getriebe? à Eingangs- und Ausgangsbewegungen stehen in einem festen Verhältnis zueinander (Übersetzungsverhältnis)   Stufengetriebe:           - Zahnradgetriebe (Stirn-, Kegelrad-, Schneckengetriebe)                                    - Zugmittelgetriebe (Riemen-, Kettengetriebe) Stufenlose Getriebe:  - mechanisch (Umschlingungsgetriebe,…)                                    - elektrisch und hydraulisch
• 73. Erläutern Sie die Funktionsweise des Umschlingungsgetriebes! - grundsätzlich aus 2 achsparallel angeordneten Kegelscheibenpaaren (1.fest,2.axial verschiebbar) - Drehmoment wird von einem Scheibenpaar zum anderen durch Keile übertragen - stufenlose Drehzahländerung durch gegenläufiges axiales Versetzen der verstellbaren Scheiben
• 74. Wie lassen sich Drehzahlen stufen und welche Stufung ist für WZM von Bedeutung? - für wirtschaftlichen Einsatz von WZM wird ein breites Spektrum von Einsatzfällen benötigt Beeinflusst wird dies durch:   - Geometrie der Werkzeuge                                                - Werkstoffe und die Bearbeitungsart - um dies zu realisieren werden Stufengetriebe eingesetzt (es lassen sich annähernd die wirtschaftliche Schnittgeschwindigkeit und die optimale Drehzahl einstellen) - Drehzahl kann arithmetisch () oder geometrisch (A= const.) gestuft werden - in WZM geometrisch gestufte Getriebe, damit die gewünschte gleichmäßige Überdeckung des Drehzahlbereichs erreicht werden kann (hoher Wirkungsgrad, geringes Bauvolumen)
• 75. Wie verhält sich der Drehzahlabfall bei einer geometrischen Drehzahlstufung? - das Verhältnis von 2 aufeinander folgenden Stufen ist konstant
• 76. Welche Bedeutung habe die Normzahlen für gestufte Antriebe? (Normzahl= geometrisch gestufte Zahlenreihe, deren Logarithmus arithmetisch gemittelt ist)   - Verwendung von Normzahlen à Verminderter Arbeitsaufwand bei der Konstruktion, der Herstellung und beim Einsatz von WZM   Vorteile: - genormte Drehzahlen der Antriebmotoren passen sich den Drehzahlreihen an - es treten immer wieder gleiche Übersetzungen auf à Zahnräder werden zu Normteilen - Berechnung von Übersetzungen und Zähnezahlen anhand von Tabellenwerten mögl. - Ermittlung von Fertigungszeiten und Vorgabewerten vereinfachen sich - Flexibilität bei der Auswahl der Fertigungsmaschine
• 77. Welche Aussagen lassen sich aus Aufbaunetz und Drehzahlbild zur Getribeberechnung ableiten? Aufbaunetz:    - jede Verbindungsstufe entspricht Übersetzungsstufe - Anzahl Wellen, Stufen, Stufensprung Drehzahlbild:   - Drehzahl jeder Welle, Übersetzungsverhältnisse
• 78. In welchem Zusammenhang stehen Drehzahlstufung, Teilungsdurchmesser und Zähnezahl bei Zahnradgetrieben?
• 79. In welchen Maschinen werden ungleichförmig übersetzende Getriebe eingesetzt (Beispiele)? - Pressen, Stoßmaschinen, Scheren, Zustell- und Vorschubbewegung bei Drehautomaten, Materialvorschub bei Stanzen
• 80. Wozu werden Kupplungen benötigt? - starre Momentübertragung                                                 - Montageerleichterung - Ausgleich von Wellenversatz (axial, radial, Winkel)           - Überlastschutz - Einfluss auf das dynamische Verhalten - Schaltbarkeit: Trennen und Verbinden von Wellen
• 81. Wie sind Vorschubantriebe aufgebaut? Welche Forderungen müssen Sie erfüllen?
• 82. Welche elektr. Antriebsmotoren kommen zum Einsatz? - lineare elektrische Motoren: asynchron Linearmotor - rotatorische elektrische Motoren: Gleichstrommotor, Synchronmotor, Asynchronmotor
• 83. Welche Kriterien spielen bei der Auswahl der Motoren eine Rolle? - Lastmoment , Spindelmoment - Vorschubkraft, Gewichtskraft Reibungskräfte, Spindelsteigung
• 84. Erläutern Sie das Prinzip des Schrittmotors! Skizze siehe Antriebstechnik - elektromagn. Energiewandler - Antriebselement für diskontinuierliche Bewegungen - Bewegung durch Anker, bei elektr. Eingangsimpuls à Bewegung um deltaphie - zwischen den Schritten à Anker durch Feldkräfte in bestimmten Lagen gehalten - für kleinere Schritte Halbschrittbetrieb oder Mikroschrittbetrieb
• 85. Wie wirkt ein rotatorisches, hydraulisches Getriebe mit Flügelzellenpumpen? - Rotor mit radial bewegliche Lamellen (Flügel) - durch exzentrische Lagerung des Rotors à verändertes Kammervolumen bei Drehung (Kammerverringerung auf Druckseite)
• 86. Durch welche Parameter werden bei hydraulischen, translatorischen Getrieben die Vorschubgeschwindigkeit und –kraft beeinflusst? - Förervolumen der Pumpe ändern, Schluckvolumen des Motors

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