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Werkzeugmaschinen Dämpfende Aufstellelemente reduzieren Schwingungen

| Autor / Redakteur: Uwe Schürrle / Rüdiger Kroh

Schwingungen beeinflussen die Arbeitsqualität, die Produktivität und damit die Wirtschaftlichkeit von Werkzeugmaschinen. Die Aufstellung auf Maschinenlagerungssysteme mit dämpfenden Elastomeren reduziert Eigen- und Fremdschwingungen deutlich.

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Bild 1: Mit einem dämpfenden Maschinenlagerungssystem wird das dynamische Verhalten der Werkzeugmaschine positiv beeinflusst.
Bild 1: Mit einem dämpfenden Maschinenlagerungssystem wird das dynamische Verhalten der Werkzeugmaschine positiv beeinflusst.
(Bild: Isoloc)

Die heutige Hochgeschwindigkeitstechnik ist in erheblichem Maße von der Leistungsfähigkeit der Werkzeugmaschine abhängig. Dort sind sowohl schnelldrehende Hauptspindeln, als auch dynamische Maschinenachsen erforderlich. Die Maschinenstrukturen werden dabei dynamisch höher beansprucht und gegen Schwingungseinflüsse anfälliger, die Arbeitsqualität wird beeinträchtigt. Schwingungen einer Maschinenstruktur können jedoch unter anderem zu Relativverlagerungen am Wirkpunkt (TCP) führen, die die Maß- und Formhaltigkeit sowie die Oberflächenqualität des Werkstückes unzulässig beeinflussen.

An der Werkzeugmaschine treten verschiedene Schwingungsarten auf

Auch die Produktivität einer Werkzeugmaschine wird durch das Auftreten von Vibrationen eingeschränkt, wenn die maximale Wirkleistung (als nutzbarer Anteil der installierten Maschinenleistung) dadurch nicht voll genutzt werden kann. Dies ist beispielsweise darauf zurückzuführen, dass eine einwandfreie Bearbeitungsqualität (geforderte Rautiefe, rattermarkenfreie Oberfläche) häufig nur mit geringerem Zeitspanungsvolumen und damit geringerem Leistungseinsatz der Maschine möglich ist. Kann ein Werkstück, welches durch bestimmte Qualitätsanforderungen gekennzeichnet ist, infolge mangelnder Produktivität der Maschine nicht in einer angemessenen Zeit gefertigt werden, ist die wirtschaftliche Nutzung einer Maschine fraglich.

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Es können verschiedene Schwingungsarten am schwingungsfähigen System Werkzeugmaschine auftreten (Bild 2). Man unterscheidet grob zwischen fremderregten, das heißt erzwungenen oder freien Schwingungen, sowie selbsterregten Schwingungen. Bei einer Impuls- oder Sprunganregung schwingt beispielsweise das Maschinensystem bevorzugt mit seinen Eigenfrequenzen aus (freie Schwingungen), wobei die Schwingungsamplituden exponentiell in Abhängigkeit der Dämpfung abklingen (Bild 3).

Bearbeitungsprozess der Maschine erzeugt Schwingungen

Der Schutz einer Maschine vor Baugrunderschütterungen und den dadurch verursachten Schwingungen des Fundamentes, welche die Maschinenstruktur zu Schwingungen mit den untersten Eigenfrequenzen anregen, ist sehr wichtig. Hier schaffen die Isoloc-Maschinenlagerungssysteme Abhilfe. Eine elastische, gedämpfte Aufstellung ist eine sehr wirksame und einfache Möglichkeit, die Schwingungen der Maschinenstruktur zu reduzieren.

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