Dynamikgerechter Entwurf von Werkzeugmaschinen- by Frank Albertz

Dynamikgerechter Entwurf von Werkzeugmaschinen- by Frank Albertz

By Frank Albertz

Die vorliegende Dissertation entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München. Herrn Prof. Dr. -Ing. 1. Milberg und Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank für die wohlwollende Förderung und großzügige Unterstützung meiner Arbeit. Herrn Prof. Dr. -Ing. Dieter Spath, dem Leiter des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebstechnik der Universität (TH) Karlsruhe, danke ich für die Übernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Darüber hinaus möchte ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts und allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstützt haben, recht herzlich danken. München, im September 1995 Frank Albertz Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis o Tabelle der verwendeten Kurzzeichen und Indizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V zero. 1 Kleine und große lateinische Buchstaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V zero. 2 Kleine und große griechische Buchstaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII zero. three Indizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII OA Mathematische Zeichen und Schreibweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX zero. five Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1 challenge beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 1. 2 Grundsätzliche Lösungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1. three Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens in der Entwicklungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . four 1. three. 1 examine des Istzustandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . four 1. three. 2 Beschreibung des Sollzustandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 l. a. Zielsetzung und Arbeitsschwerpunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . eight 2 Stand der Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . eleven 2. 1 Schwingungserscheinungen an Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . eleven 2. 2 Auswirkung der konstruktiven Gestaltung auf das dynamische Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . thirteen 2. three Experimentelle Erfassung des dynamischen Verhaltens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2. four Berechnung des dynamischen Verhaltens von Gestellstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . sixteen 2. five Rechnergestützter Entwurf von Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 three CAD-gestützter Entwurf von Werkzeugmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Die Führung, bestehend aus zwei Schienen, vier Umgriffschuhen und eventuell weiteren Elementen, wie Dämpfungsschuhen, wird dabei als eine Einheit betrachtet. Eigenschaften dieser Führung umfassen neben Anzahl und Art der Führungselemente die räumliche Lage der beiden Schienen zueinander. Die auf diese Weise erstellte Führung wird auf der Grobstruktur plaziert. Die Grobstruktur ist für den weiteren Modellaufbau nicht mehr erforderlich und wird deshalb ausgeblendet. Der Vertikalschlitten mit der Antriebseinheit ist in diesem Beispiel eine Standardbaugruppe, die bereits konstruiert wurde.

Sie stellen somit ein geeignetes Hilfsmittel für den Entwurf dar. Durch automatische Generierung von FEM-Modellen aus CAD-Modellen können dann mit geringem zusätzlichem Aufwand bereits in der Entwurfsphase Aussagen über das dynamische Verhalten getroffen werden. Bisher bestehen allerdings kaum Ansätze für den systematischen Einsatz parametrischer CAD-Systeme beim Entwurf von Werkzeugmaschinen. In diesem Kapitel werden aus der Analyse des Entwurfsprozesses Anforderungen an eine CAD-gestützte Entwurfsmodellierung abgeleitet.

7 Mitte). Die Beziehungen zwischen den Maßen müssen in diesem Fall nachträglich durch explizite Relationen realisiert werden. Häufig sind hierfür eine große Anzahl Relationen erforderlich. Es ergeben sich dann sehr unübersichtliche und damit schwer zu ändernde Modelle. 6 (a). 7 rechts). Hierbei werden in einem ersten Schritt Schnittstellenkomponenten im Raum angeordnet. Als Schnittstellen bieten sich hierfür die gestaltbestimmenden Führungselemente an. Im nächsten Schritt werden die Gestellstrukturen als Verbindungsstrukturen zwischen diesen Schnittstellen erzeugt.

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