Werkzeugmaschinen I at Leibniz Universität Hannover

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Erläutern Sie kurz die Notwendigkeit eines Analog-Digitalumsetzers für das Messsystem. Gehen Sie dabei auf die beiden wesentlichen Kriterien dieses Bauteils ein!

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Was ist eine Werkzeugmaschine nach der Definition von Otto Kienzle?

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Nennen Sie vier Kategorien in die Elemente von Werkzeugmaschinen eingeteilt werden können.

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Nennen Sie die vier Merkmale von Werkzeugmaschinen, die auch als Hauptfunktionen bezeichnet werden.

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Nennen Sie drei Möglichkeiten um thermischen
Verlagerungen in einer Werkzeugmaschine zu vermeiden.

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Nennen und erläutern Sie zwei verschiedene

Mechanismen, die zu Ratterschwingungen beim Fräsen

führen können.


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Nennen Sie zwei Vorgehensweisen wie Sie einen
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Bei der Auslegung einer hydrostatischen Führung stellte sich heraus, dass sich deutlich unterschiedliche Belastungen in den linken und rechten Tragtaschen ergeben.
Nennen Sie zwei Methoden, wie Sie den unterschiedlichen Belastungen gerecht werden, ohne dass der Tisch auf einer Seite aufsetzt.

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Erläutern Sie drei technische Maßnahmen, um den durch
den Stick-Slip-Effekt auftretenden geometrischen Fehler
in einer hydrodynamischen Führung zu verringern.

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Nennen Sie jeweils zwei Vor- und zwei Nachteile eines Lineardirektantriebs gegenüber einem Kugelgewindetrieb.

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Nennen Sie die vier Kriterien nach denen Messsysteme in
Werkzeugmaschinen eingeteilt werden.

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Nennen Sie zwei Möglichkeiten die Drehzahl eines Asynchronmotors konstruktiv oder steurungstechnisch zu veränder.

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Werkzeugmaschinen I

Erläutern Sie kurz die Notwendigkeit eines Analog-Digitalumsetzers für das Messsystem. Gehen Sie dabei auf die beiden wesentlichen Kriterien dieses Bauteils ein!

Der AD-Wandler wird benötigt um die analogen (zeitkontinuierlichen) Messsignale in digitale (zeitdiskrete) Positionssignale zu quantisieren. Es wird zwischen der zeitlichen und wertmäßigen Quantisierung unterschieden. Die zeitliche Quantisierung entspricht der Abtastrate, die wertmäßige der Auflösung des AD-Wandlers.

Werkzeugmaschinen I

Was ist eine Werkzeugmaschine nach der Definition von Otto Kienzle?

Eine Werkzeugmaschine ist eine Arbeitsmaschine, die ein Werkzeug am Werkstück unter gegenseitiger bestimmter Führung zur Wirkung bringt.

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie vier Kategorien in die Elemente von Werkzeugmaschinen eingeteilt werden können.

1. Gestell 

2. Führungen 

3. Antrieb 

4. Steuerung

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie die vier Merkmale von Werkzeugmaschinen, die auch als Hauptfunktionen bezeichnet werden.

- WZM wird Energie zugeführt, da die Fertigungsvorgänge unter Energieaufwand ablaufen. 


- WZM dienen der Herstellung von Werkstücken 


- WZM verwenden Werkzeuge zur Herstellung von Werkstücken 


- Werkzeug und Werkstück müssen gegenseitig geführt werden

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie drei Möglichkeiten um thermischen
Verlagerungen in einer Werkzeugmaschine zu vermeiden.

- Thermosymmetrische Konstruktion
- Bearbeitung erst ab dem thermisch stabilen / stationären Zustand
- Kühlleistung erhöhen
- Motor mit höherem Wirkungsgrad wählen
- Plausible Antworten

Werkzeugmaschinen I

Nennen und erläutern Sie zwei verschiedene

Mechanismen, die zu Ratterschwingungen beim Fräsen

führen können.


- fallende Schnittkraftcharakteristik  – durch eine
Schwingung zwischen Werkzeug und Werkstück entsteht eine
Relativbewegung / Geschwindigkeit -> Variation der
Schnittkraft


- Regenerativeffekt – Phasenverschiebung in der
Schwingung zwischen zwei Zahneingriffen führt zum
Aufschwingen


- Lagekopplung auch ok

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie zwei Vorgehensweisen wie Sie einen
ratternden Prozess umgehen können.

- Drehzahl verändern
- Schnitttiefe reduzieren

Werkzeugmaschinen I

Bei der Auslegung einer hydrostatischen Führung stellte sich heraus, dass sich deutlich unterschiedliche Belastungen in den linken und rechten Tragtaschen ergeben.
Nennen Sie zwei Methoden, wie Sie den unterschiedlichen Belastungen gerecht werden, ohne dass der Tisch auf einer Seite aufsetzt.

- jede Bahn eigene Pumpe
- eine Pumpe mit Kapillaren als Vorwiderstand

Werkzeugmaschinen I

Erläutern Sie drei technische Maßnahmen, um den durch
den Stick-Slip-Effekt auftretenden geometrischen Fehler
in einer hydrodynamischen Führung zu verringern.

- Steifere Achskonstruktion


- Reduzierung des Übergangs von μ0->μ (z.B.
Gleitpaarung ändern)


- geringere bewegte Masse

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie jeweils zwei Vor- und zwei Nachteile eines Lineardirektantriebs gegenüber einem Kugelgewindetrieb.

+ Mechanisch steifer Achsaufbau erlaubt hohe Regelbandbreite 

+ Direkte Kraftübertragung ermöglicht hohe Genauigkeiten und Dynamik 

+ Antriebsstrang ist verschleißfrei 

+ Direktes Antriebsprinzip ermöglicht kontrollierbares Dämpfungsverhalten


- Dynamik variiert stark mit der Massenträgheit 

- Schlechter Wirkungsgrad da erhebliche Wärmeentwicklung

- Bauraum und Eigengewicht im Vergleich groß 

- Keine Selbsthemmung 

- Direktes Einwirken von Störkräften

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie die vier Kriterien nach denen Messsysteme in
Werkzeugmaschinen eingeteilt werden.

1. Art der Istmaßerkennung

2. Art der Messwertaufnahme  

3. Messwerterfassung 

4. Wahl des Bezugsystems

Werkzeugmaschinen I

Nennen Sie zwei Möglichkeiten die Drehzahl eines Asynchronmotors konstruktiv oder steurungstechnisch zu veränder.

- konstruktiv: Polpaarzahl änder 

- steuerungstechnisch: Änder der Speisefrequenz -> Umrichter


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