Analytische Untersuchungen Zur Technologie Der Kugelbearbeitung

ISBN-13: 9783540166948 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 173 str.

Hubert Buchs

Opis

FUr Produkte, die keiner konstruktiven nderung unterlie gen, die abel' praktisch nicht substituierbar sind, tendiert del' Preis nach unten und die Qualit t stetig nach oben. Del' Fertigungstechnologie kommt dabei eine entscheidende Holle zu, da durch sie beide Faktoren determiniert sind. Die Kugel ist ein solches Produkt. Als geometrischer K5r per ist sie seit Jahrtausenden bekannt. Seit ca. 300 Jahren werden Marmorkugeln in sogenannten Marmel- odeI' Schusser mUhlen hergestellt. Poppe /P7/ beschrieb die MUhlen erst mals 1837. Die SchussermUhle bestand aus einem Schleif stein, del' konzentrische Hillen besaB und von einem Wasser rad angetrieben wurde und einer FUhrungsscheibe aus Eichen holz. Die grob behauenen Steine wurden zwischen FUhrungs scheibe und Schleifstein in del' Schleif rille allm hlicb rund geschliffen. Die "Untersberger MarmormUhlen" an del' Almbach-Klamm zwischen Salzburg und Berchtesgaden arbeiten seit 1683 nach diesem Prinzip. 1854 beschrieb Dingler /D2/ eine Maschine zum "Schleif en" von Ventilkugeln aus Messing. Sechs Kugeln mit 2" Durch messer fUr Lokomotivpumpen wurden danach in sechs bis sie ben Stunden mit hinreichender Genauigkeit gefertigt. Die industrielle Herstellung von Kugeln begann in Deutsch land mit del' Erfindung del' sogenannten "Kugelfr smaschine" 1883 durch Friedrich Fischer in Schweinfurt. Am 17.7.1890 wurde das Verfahren patentiert. Das Verfahrensprinzip del' "Kugelfr1l.smaschine" entsprach dem del' SchussermUhlen, wahr scheinlich ohne daB Fischer dieses Prinzip gekannt hatte. Seit diesel' Zeit wurden die Kugelbearbeitungsmaschinen st ndig verbessert, doch das Verfahrensprinzip ist bis heute erhalten geblieben: die Kugelbearbeitung zwischen konzentrischen Hillen, das SKR-Prinzip."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Aufgabenstellung und Abgrenzung.- 3. Fertigungsverfahren der Kugelfertigung.- 3.1 Urformen.- 3.2 Umformen.- 3.2.1 Kaltumformung.- 3.2.2 Halbwarmumformung.- 3.2.3 Warmumformung.- 3.2.4 Schrägwalzen von Kugelrohlingen.- 3.3 Trennen.- 3.3.1 Zerteilen.- 3.3.2 Spanen mit geometrisch bestimmter Schnei-denform.- 3.3.3 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform.- 3.3.3.1 Kugelrollieren (Flashen).- 3.3.3.2 Schleifen.- 3.3.3.3 Honen.- 3.3.3.4 Läppen.- 3.3.4 Reinigen.- 3.4 Sonstige Kugelfertigungsverfahren.- 3.5 Zusammenfassende Betrachtung der Kugelfertigungsverfahren.- 4. Kugelfertigungsmaschinen, die nach dem Skr-Prinzip Arbeiten.- 4.1 Baugruppen der SKR-Maschinen.- 4.2 Klassifikation der SKR-Maschinen.- 5. die Wechselseitige Beeinflussung von Kugeldurchmesser und Rillenquerform.- 5.1 Allgemeine Erkenntnisse der Verschleißforschung.- 5.2 Rillenquerform.- 5.3 Stationärer Verschleiß.- 5.4 Instationärer Verschleiß.- 5.5 Prozeßkennwert der Kugelbearbeitung.- 5.6 Experimentelle Ermittlung der Rillenquerform.- 6. Kontaktflächengeometrie Zwischen Kugel und Rille.- 6.1 Experimentelle Ermittlung der Druckflächenform.- 6.1.1 Rillenschmiegung für Schleifscheibe und Führungsscheibe.- 6.1.2 Ermittlung der Druckflächenform.- 6.2 Hertz’sche Flächenpressung.- 6.3 Plächenpressung im Axial-Rillenkugellager.- 6.4 Mathematische Formulierung einer Lastverteilung im Kugel-Rillen-Kontakt.- 6.4.1 Orthogonale zentrische Normalkraft.- 6.4.2 Orthogonale exzentrische Normalkraft.- 7. Ermittlung der Schleifkraft.- 7.1 Zusammenhang zwischen Reibkraft und Schleifkraft.- 7.2 Versuchseinrichtung zur experimentellen Ermittlung der Reibkraft.- 7.3 Rollreibkraft der Kugel in einer konzentrischen Rille.- 8. Ermittlung der Abrollradien.- 8.1 Abrollradius bei Hertz’sehen Kontakten.- 8.2 Experimentelle Ermittlung des Abrollradius beim Schleifen.- 9. Rechnerische Ermittlung der Kugelkinetik und -Kinematik.- 9.1 Stand der Forschung.- 9.2 Relativbewegung zwischen Kugeloberfläche und Rillenoberfläche.- 9.3 Kräfte beim Abrollen einer Kugel in einer Rille mit endlichem Teilkreisradius.- 9.3.1 Zentrifugalkraft.- 9.3.2 Kreiselmoment.- 9.3.3 Corioliskraft.- 9.3.4 Massenkräfte in Bewegungsrichtung.- 9.3.5 Die äußeren Kräfte.- 9.4 Ermittlung der Kugeleigendrehachse (KEDA).- 9.4.1 Das Gleichungssystem der Kugelbewegung.- 9.4.2 Numerische Integration des Gleichungssystems.- 9.4.3 Kugelbewegung für bestimmte Parameterkombinationen.- 9.4.3.1 Normalkraft und Reibwerteinfluß.- 9.4.3.2 Einfluß der Druckflächenform.- 9.4.3.3 Einfluß der effektiven Rillentiefe.- 9.4.3.4 Asymmetrische Lasteinleitung.- 9.4.3.5 Einfluß zusätzlich bewegter Werkzeugteile.- 9.4.3.6 Einfluß des Rillenteilkreisradius.- 9.5 Wertung der Ergebnisse.- 10. Antriebsleistung von SKR-Kugelbearbei-TÜngsmaschinen.- 11. Bewegungszone und Schleifzone.- 11.1 Das Differentialgleichungssystem zur Beschreibung der Kugelbewegung und dessen Lösung.- 11.2 Bewegungskurven für verschiedene Bewegungsformen der KEDA.- 11.2.1 Umlaufende KEDA.- 11.2.2 Sinusförmig pendelnde KEDA in der x, z-Ebene.- 11.2.3 Sprungförmige Änderung der KEDA in der x, z-Ebene nach einer Rechteckfunktion.- 11.3 Abschnittsweise Berechnung der Bewegungskurve.- 11.3.1 Impulsförmige Änderung der KEDA.- 11.3.2 Impulsförmige Änderung der KEDA mit konstanter Periodendauer.- 11.3.3 Zufallsbedingte Änderung der KEDA.- 11.4 Diskussion der Ergebnisse.- 12. Zusammenfassung und Ausblick.- 13. Literaturverzeichnis.