Analytische Untersuchungen zur Technologie der by Hubert Büchs

By Hubert Büchs

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 consistent with ist sie seit Jahrtausenden bekannt. Seit ca. three hundred 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.

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Analog werden solche mit vertikaler Arbeitsebene KFV-, KSV-, KLV- oder allgemein als KBV-Maschinen bezeichnet (Bi1d 8). ndigen Kennzeichnung wird im folgenden der WerkzeugauSendurchmesser mit angegeben. Zum Beispiel KFV-900 = Kuge1Flashing-Maschine mit vertika1er Arbeitsebene und 900 rom WerkzeugauSendurchmesser. 0 0_0 0'0 .... 0 "'0 "'0 Bild 14: Kugelbearbeitungsmaschine mit horizontaler Arbeitsebene - 34 - 5. 1 Allgemeine Erkenntnisse der VerschleiBforschung Zu den Themen Reibung und Versch1eiS im allgemeinen und zum WerkzeugverschleiS im besonderen sind zahlreiche Untersuchungen veroffentlicht worden.

Rillentiefe und Kugelradius sind ohne Einflue auf ~o Gl. 8) gilt fUr den starren KBrper. FUr elastische KBrper ist mit einer VergrBeerung der groeen Halbachse der Druckfl~che zu rechnen. ·FUr die im allgemeinen bei der Kugelherstellung verwendeten Werkstoffe mit hohem E-Modul ist mit Werten kleiner 1 % zu rechnen. - 45 - Dies bedeutet, daS die Vergr~Serung des Schmiegungswinkels fUr die meisten Werkstoffe vernachl~ssigbar klein ist. Unter dieser Voraussetzung gilt Gl. 8) auch fUr KBrper mit elastischen Eigenschaften.

8) auch fUr KBrper mit elastischen Eigenschaften. 3 Station~rer VerschleiS Da die Kugel im Laufe der Bearbeitung kleiner wird und das Werkzeug einem gewissen VerschleiS unterliegt, wird die Rille im Laufe der Bearbeitung tiefer. Dadurch ist der Fall gegeben, daS der Rillenradius dem Kugelradius entspricht. Die BerUhrl~nge ist durch den Schmiegungswinkel ~o bestimmt. Er laSt sich nach Gl. 8) ermitteln. Zu einem bestimmten Zeitpunkt hat die Kugel ihr Soll-MaS erreicht und wird der Maschine entnommen.

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