Werkzeugmaschinen und Werkzeugsysteme

Studieng?nge mit diesem Modul

Kurzbeschreibung: Werkzeugmaschinen z?hlen zu den bedeutendsten Produktionsmitteln in der fertigungstechnischen Industrie und sind die Basis, auf der Rationalisierung, Produktionsentwicklung und Qualit?tsverbesserung in allen Teilbereichen beruhen. Zu tiefgreifendem Verst?ndnis der Fertigungsprozesse ist fundiertes Wissen über das Einflu?verhalten der entsprechenden Werkzeugmaschinen erforderlich. Für Werkzeugmaschinen der beiden Fertigungsgrundprinzipien -abbildendes und gesteuertes Formen- werden die verschiedenen Maschinenkonzepte und deren Komponenten vorgestellt sowie Berechnungs- und Analysemethoden zur Bestimmung des Maschinenverhaltens und der Kosten vermittelt. Für die Ingenieurausbildung im Studienschwerpunkt Produktionstechnik ist dieses Modul eine Pflichtlehrveranstaltung, die zur Auswahl oder Konstruktion der geeigneten Maschinen einschlie?lich der Steuerungen notwendig ist.

Lehrinhalte: 1 Einteilung und Elemente der Werkzeugmaschinen

2 Gestelle
2.1 Aufbau und Aufgaben
2.2 Thermische Einflüsse
2.3 Statische Kr?fte
2.4 Eigenspannungen

3 Dynamisches Verhalten von Werkzeugmaschinen
3.1 Freie Schwingungen
3.2 Anregungen bei Werkzeugmaschinen
3.3 Fremderregte Schwingungen
3.4 Selbsterregte Schwingungen

4 Geradführungen
4.1 Funktion, Anforderungen und Eigenschaften
4.2 Formen
4.3 Gleitführungen
4.4 W?lzführungen
4.5 Hydrostatische Führungen

5 Hauptantriebe
5.1 Motoren
5.2 Getriebe
5.3 Energiespeicher

6 Vorschubantriebe
6.1 Prinzipieller Aufbau
6.2 Lageregelung
6.3 Gleichstrommotor
6.4 Drehstrommotor
6.5 Schrittmotor
6.6 Linearmotor
6.3 Hydraulischer Antrieb

7 Numerische Steuerungen
7.2 Aufbau numerischen Steuerungen
7.3 Steuerungsarten
7.4 Eingabe, Programmierung
7.5 Interpolation
7.6 Wegme?systeme
7.7 Fehler der Lageeinstellung

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Studierende - erkennen die Zusammenh?nge im System Werkzeug/Maschine/Werkstück, - analysieren die Wechselwirkung zwischen Eingangsgr??en, Systemparametern und technologischen Kenngr??en und - beurteilen die Interdependenzen der einzelnen Werkzeugmaschinenkomponenten zur Auslegungsoptimierung bei maximaler Wirtschaftlichkeit der Gesamtinvestition
Wissensvertiefung

K?nnen - instrumentale Kompetenz
Die Studieren wenden rechnerunterstützte Berechnungsverfahren und me?technischer Analysen an, um die leistungs- und genauigkeitsbestimmenden Kriterien, wie die geometrischen, kinematischen, statischen, dynamischen, und thermischen Eigenschaften der Maschine zu bewerten, sie kalkulieren die Wirtschaftlichkeit einer Investitionsentscheidung auf Basis der Herstellkosten mit statischen und dyn. Verfahren der Investitionsrechnung. Die Studierenden setzen moderne Programmiersysteme zur NC-Programmerstellung ein.

K?nnen - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden planen auf Grundlage der geforderten technologischen wirtschaftlichen Kenngr??en Investitionen, und leiten mit dem vermittelten Systemverst?ndnis gezielt Verbesserungen der Produktivit?t und Fertigungsqualit?t ein.

K?nnen - systemische Kompetenz

Lehr-/Lernmethoden: Vorlesung mit intergrierten ?bungen, Laborübungen im Werkzeugmaschinenlabor, Projektarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Fertigungstechnik, Mathematik I. II u. III, Steuerungs- und Regelungstechnik, Windows Anwendungen

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
45	Vorlesung mit intergrierten ?bungen
15	Laborpraktikum in Kleingruppen
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
25	Aufbereitung, Analyse und Pr?sentation der Laborergebnisse
35	Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
30	Prüfungsvorbereitung

Literatur: Weck, M.: Werkzeugmaschinen 1-Maschinenarten und Anwendungsbereiche-5. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1998Weck, M.: Werkzeugmaschinen 2 -Konstruktion und Berechnung- 6. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1997Weck, M.: Werkzeugmaschinen 3 -Automatisierung und Steuerungstechnik- 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1995Milberg, J.: Werkzeugmaschinen -Grundlagen, Springer Verlag, Berlin, 1999Conrad, K.-J., u.a.: Taschenbuch der Werkzeugmaschinen, Fachbuchverlag, Leipzig, 2002

Prüfungsanforderungen: Kenntnisse der Elemente von Werkzeugmaschinen: Gestelle, Betten, Führungen für Wirkbewegungen, Vorschub- und Hauptantriebe, Aufgaben der Elemente und realisierte L?sungen. Vertiefte Kenntnisse des informatorischen ?bertragungsverhaltens: mechanische, geometrische und thermische St?rgr??en und deren realisierte Kompensationen. Kenntnisse der Strukturen numerischer Steuerungen und der Durchführung und Organisation der NC-Programmierung. Fertigkeiten beim L?sen anwendungsbezogener Aufgabenstellungen.