Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 102 Issue 7-8

Kurzfassung Die Bohrungsbearbeitung zählt zu den wichtigsten spanenden Fertigungsverfahren zur Herstellung industrieller Bauteile. In einem weiten Anwendungsfeld dieses Verfahrens haben sich aus Vollhartmetall (VHM) hergestellte Wendelbohrwerkzeuge etabliert. Ausschlaggebend sind hierbei die Vorteile, die in einem flexiblen und prozesssicheren Einsatz bei hoher Produktivität sowie guter Bauteilqualität liegen. Jedoch wächst die Bedeutung von alternativen Lösungskonzepten zu den VHM-Bohrwerkzeugen auf Grund von stark ansteigenden Rohstoffkosten für Hartmetall und dem hohen Aufwand für die Wiederaufbereitungsmaßnahmen, wie z. B. Nachschleif- und Nachbeschichtungsoperationen. Solche Alternativen stellen beispielsweise Bohrwerkzeuge mit auswechselbaren Schneidteilen dar, welche die Vorteile von Hartmetallwerkzeugen hinsichtlich des Einsatzverhaltens mit geringeren Werkzeugkosten und wirtschaftlicherer Werkzeugaufbereitung verbinden.

Ultrapräzises 5-Achs-Schleifen auf kleinstem Raum

Christian Brecher, Phillip Utsch, Christian Wenzel March 17, 2017 Page range: 424-427

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Abstract

Kurzfassung Die Fertigung hochpräziser, komplexer Mikrobauteile erfordert höchste Wiederholgenauigkeiten bei der Werkzeug- und Werkstückposition. Präzisionsverluste und Nebenzeiten, die durch Umspannvorgänge entstehen, müssen daher aus technisch-wirtschaftlichen Gründen vermieden werden. Das Fraunhofer IPT hat aus diesem Anlass eine fünfachsige, hydrostatische Miniaturschleifmaschine (Mini-Grind) entwickelt, um kleine Formeinsätze ohne Umspannvorgänge höchst präzise, flexibel und wirtschaftlich fertigen zu können. Insbesondere die Einflüsse von Abbe und thermisch bedingten Fehlern sowie die Skalierungseffekte sind bereits in der Konzeptionsphase berücksichtigt worden.

Arbeitsraumstudien bei Werkzeugmaschinen

Michael F. Zäh, Florian Schwarz March 17, 2017 Page range: 428-431

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Abstract

Kurzfassung Die spanende Fertigung ist seit Jahren einem starken globalen Wettbewerb ausgesetzt, der bei Werkzeugmaschinen immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit stellt. Um weiterhin erfolgreich am Markt agieren zu können, sind sowohl beim Maschinenhersteller als auch in der Anwendung Methoden und Werkzeuge zur simulativen Optimierung von Bearbeitungsaufgaben erforderlich. Im vorliegenden Beitrag wird ein Vorgehen aufgezeigt, mit dem bei Werkzeugmaschinen durch die Untersuchung des Nachgiebigkeitsverhaltens im Arbeitsraum Rückschlüsse auf optimale Bearbeitungspositionen gezogen werden können.

Oberflächenqualität beim Fräsen mit zylindrischen Werkzeugen

Dirk Biermann, Tobias Surmann, Dirk Enk, Felix Kahleyß March 17, 2017 Page range: 432-436

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Abstract

Kurzfassung Werkzeug- und Maschinenschwingungen haben nicht nur einen großen Einfluss auf das Verschleißverhalten der Werkzeuge, sondern auch auf die resultierende Oberflächenqualität. In diesem Beitrag sind die Auswirkungen von selbsterregten Werkzeugschwingungen auf die vom Werkzeug erzeugten Oberflächen bezüglich Mikrostrukturen und Konturabweichungen in Abhängigkeit der Spindeldrehzahl für das Planfräsen mit schlanken zylindrischen Fräsern beschrieben. Die Analyse der auftretenden Effekte wird durch eine am Institut für Spanende Fertigungstechnik entwickelte Simulation durchgeführt und mit Ergebnissen realer Experimente verglichen. Kommt es dabei zu einer Übereinstimmung der Zahneingriffsfrequenz, bzw. eines ganzzahligen Vielfachen der Zahneingriffsfrequenz mit der Eigenfrequenz des Werkzeuges, erlaubt dies zwar hohe axiale Zustellungen, der Prozess liefert jedoch nicht die optimale Oberflächenqualität. Weiterhin kann durch geschickte Wahl der Drehzahl eine definierte Oberflächenrauheit erzielt werden.

Bewegungsrast

Bernd-Arno Behrens, Richard Krimm March 17, 2017 Page range: 437-441

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Abstract

Kurzfassung Für die Qualität umformtechnisch hergestellter Werkstücke ist der Weg-Zeit-Verlauf des Stößels der Presse von wesentlichem Einfluss. Der Einsatz unrunder Zahnräder im Antrieb mechanischer Pressen ist eine Möglichkeit, das Spektrum der realisierbaren Bewegungsabläufe bei gleichbleibender Taktzeit deutlich zu erweitern. Eine Bewegungsrast des Stößels bei konstanter Drehzahl des Antriebsmotors wird jedoch erst durch Kombination einer Stirnradstufe mit unrunden Zahnrädern mit einem Planetenumlaufgetriebe möglich. Hierdurch eröffnen sich Optimierungspotenziale für die Fertigung in hohen Stückzahlen.

Trockenbearbeitung von Aluminiumzylinderköpfen in der Großserie

Holger Dürr, Markus Hanke March 17, 2017 Page range: 442-445

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Abstract

Kurzfassung Die Anwendung der Trockenbearbeitung mit Minimalmengenschmierung (MMS) in der Zerspanung bietet sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile. Für eine erfolgreiche Umsetzung der Minimalmengenschmierung sind insbesondere bei der Komplettbearbeitung von komplexen kubischen Aluminiumbauteilen unter Großserienbedingungen spezielle Randbedingungen zu beachten. In diesem Kontext sind die Aspekte MMS-fähige Werkzeuge und Bearbeitungsmaschinen, Brand- und Explosionsschmutz, zuverlässige MMS-Technologie, Staub- und Späneentsorgung sowie die Auswirkungen thermisch verursachter Bauteildeformationen auf die Maßhaltigkeit zu untersuchen.

Beherrschung der Variantenvielfalt mittels der Clusteranalyse

Alexander Nachtwey, Andreas Behrendt, Ralph Riedel March 17, 2017 Page range: 446-450

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Abstract

Kurzfassung Die wirtschaftliche und politische Situation, in der sich Unternehmen aktuell befinden, ist durch eine zunehmende Sättigung der Märkte geprägt. Der globale Wettbewerb zwingt die Unternehmen zu einem immer höheren Innovationstempo und verstärkt den Kostendruck in allen Bereichen. Zukunftsweisende Produktionseinrichtungen müssen daher einen verstärkten Beitrag zur Verbesserung der Markt- und Kundenorientierung leisten. Der Einsatz hochproduktiver, flexibler und kostengünstiger Fertigungssysteme kann wesentlich zu einer gesteigerten Wettbewerbsfähigkeit beitragen. Die steigende Variantenvielfalt erschwert jedoch die Standardisierung des bestehenden Produktspektrums. Daher ist eine Methode notwendig, die mit geringem Aufwand auch für Produktfamilien mit hohem Variantenspektrum das wirtschaftliche Optimum der Fertigungsprozesskette identifizieren kann und eine Zuordnung des Auftragsspektrums zu unterschiedlichen spezialisierten Fertigungseinrichtungen ermöglicht. Als Lösungsansatz für diese Problemstellung wird in diesem Artikel die Clusteranalyse vorgestellt. Im ersten Teil werden die theoretischen Grundlagen und das Konzept der Strukturermittlung dargestellt. Im zweiten Teil wird eine auf Basis der Methode der Clusteranalyse entwickelte Vorgehensweise zur Teilestrukturierung beschrieben.

Piezobasierte Aktor-Sensor-Einheit zur uniaxialen Schwingungskompensation

Reimund Neugebauer, André Bucht, André Illgen, Volker Wittstock March 17, 2017 Page range: 451-455

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Abstract

Kurzfassung Vorschubantriebe von Werkzeugmaschinen sind mechatronische Systeme bestehend aus den Teilsystemen mechanische Übertragungsglieder und Antriebsregelung. In erster Linie verbinden die Massen und Massenträgheiten der angetriebenen und der antreibenden Komponenten die allgemein praktizierte Auslegung von Mechanik und Antriebstechnik. Abgesehen von der unvermeidbaren axialen Nachgiebigkeit der Vorschubspindel stellt die fehlende Dämpfung der mechanischen Übertragungsglieder und damit der Regelstrecke die größte Schwäche des Gesamtsystems dar. Durch den geregelten piezobasierten Zusatzantriebes in Form einer Aktor-Sensor-Einheit wird nicht nur die Dynamik des Antriebssystems sondern auch das Dämpfungsverhalten deutlich verbessert.

Praktischer Einsatz aktiver Schwingungsdämpfung

Michael F. Zäh, Matthias Waibel, Matthias Baur March 17, 2017 Page range: 456-460

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Abstract

Kurzfassung Der wachsende Wettbewerb auf dem internationalen Markt erfordert verstärkte Bemühungen der Werkzeugmaschinenhersteller, die Fertigungsgenauigkeit und die Bearbeitungsgeschwindigkeit weiter zu erhöhen. Diese Ziele können mit aktiven Komponenten erreicht werden. Allerdings erfordert die Inbetriebnahme adaptiver Strukturen hohe Investitionen und ingenieurwissenschaftliches Know-how. Dieser Erfahrungsbericht zeigt die Herausforderungen auf, die während der Entwicklung eines aktiven Dämpfungssystems am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften ( iwb ) zu überwinden waren.

Analyse und Optimierung des Ideenmanagements

Uwe Dombrowski, Stefan Schmidt, Dennis Tomala March 17, 2017 Page range: 461-465

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Abstract

Kurzfassung Im Rahmen der Produktionsoptimierung mittels Ganzheitlicher Produktionssysteme (GPS) kommt dem Kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) und damit dem Ideenmanagement eine zentrale Rolle zu. Ein gutes Ideenmanagement beinhaltet nicht nur einen funktionierenden KVP, sondern auch ein Betriebliches Vorschlagswesen (BVW), mit dem die administrative Abwicklung der Umsetzung und Prämierung von Ideen unbürokratisch und mit kurzer Durchlaufzeit durchgeführt werden kann. Dieser Artikel erläutert, wie das Ideenmanagement gestaltet werden kann, um das Ideenpotenzial der Mitarbeiter schnell in Verbesserungen der Produktion umzuwandeln. Anhand eines Praxisbeispiels der MAN Nutzfahrzeuge AG in Salzgitter wird darüber hinaus eine Vorgehensweise zur Analyse und Optimierung des Ideenmanagements vorgestellt.

Organisationsformen der Montage

Ties Petersen, Theodor Nebl March 17, 2017 Page range: 466-471

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Abstract

Kurzfassung Die Bestimmung theoretisch möglicher Organisationsformen der Fertigungshauptprozesse Teilefertigung und Montage sowie der fertigungsnahen industriellen Dienstleistungsprozesse Transport, Lagerung und Instandhaltung ist die Voraussetzung dafür, dass in konkret ablaufenden Produktionsprozessen genau die Organisationsformen ausgewählt und gestaltet werden können, die in den Unternehmen bestmögliche Produktivitätseffekte ermöglichen. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass diese Effekte immer dann in ganz besonderer Weise erzielt werden, wenn die Fähigkeitsprofile der Organisationsformen so aufeinander abgestimmt sind, dass sie den Anforderungsprofilen der Produktionsprogramme bestmöglich genügen. Für die Bildung von Organisationsformen sowohl der Fertigungshauptprozesse als auch der fertigungsnahen industriellen Dienstleistungen kann davon ausgegangen werden, dass sie als Kombination eines räumlichen mit einem zeitlichen Organisationsprinzip entstehen. Weiterführende Untersuchungen fügen in diesen Kombinationsprozess zur Bildung „moderner“ Organisationsformen das technische Organisationsprinzip ein. Dieser Aufsatz ist der Bestimmung räumlicher, zeitlicher und technischer Organisationsprinzipien der Montageprozesse sowie ihrer Kombination zu relevanten Organisationsformen der Montage gewidmet.

Statisches und dynamisches Verhalten von Strukturbauteilen mit mineralischen Füllstoffen

Christian Brecher, Martin Kunc March 17, 2017 Page range: 472-475

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Abstract

Kurzfassung Geeignete Kerne bzw. Füllstoffe in Strukturbauteilen, zum Beispiel Maschinenbetten, können deutlich zur Verbesserung des statischen und dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen und dadurch zur Steigerung der Produktivität beitragen. Für die Optimierung der Strukturbauteile mit Füllstoffen bzw. Kernen sind Finite-Elemente-Simulationen von großer Bedeutung. In diesem Beitrag werden Erkenntnisse einer vergleichenden Untersuchung und Simulation von Strukturbauteilen vorgestellt.

Operational Excellence

Constantin May March 17, 2017 Page range: 479-483

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Abstract

Kurzfassung Operational Excellence ist ein Begriff, der im deutschsprachigen Raum zunehmend Verbreitung findet. Bislang fehlt es jedoch an einer begrifflichen Klärung und inhaltlichen Präzisierung. Im vorliegenden Beitrag wird nach der begrifflichen Abgrenzung ein Referenzmodell für Operational Excellence entwickelt, das auf Total Productive Management (TPM) basiert. Die acht Bausteine dieses umfassenden Managementsystems werden in ihren Grundzügen vorgestellt.

Exzellente Elektronik

Joachim Herrmann, Thomas Kutritz March 17, 2017 Page range: 484-487

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Abstract

Kurzfassung Die Beherrschung ständig wachsender Komplexität und die Vernetzung elektronischer Systeme im Automobil sind für Hersteller und Zulieferer in Zeiten steigenden Wettbewerbs- und Innovationsdrucks zu einem ausschlaggebenden Erfolgs- und Imagefaktor geworden. Eine entscheidende Rolle zur Sicherstellung der Qualität dieser Systeme spielt der Versuchsbau. Er stellt in der Produktentstehung eine der wichtigsten, bereichsübergreifenden Kommunikationsplattformen dar. Umfassendes Qualitätsmanagement im Versuchsbau lautet der Ansatz bei Volkswagen, um die Qualität elektronischer Systeme im Fahrzeug frühzeitig sicherzustellen.

Prozessoptimierung durch virtuelles Werkzeugmanagement

August Potthast, Dietmar Kubitz March 17, 2017 Page range: 488-491

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Abstract

Kurzfassung Virtuelle Realität ermöglicht eine sehr genaue und dynamische Einsicht in die Prozesse einer Werkzeugmaschine. Auch das Werkzeugmagazin und die dahinter liegenden Prozesse können mit dieser Technologie untersucht werden. Eine wesentliche Voraussetzung dafür sind maßgenaue 3D-Daten des virtuellen Werkzeugmagazins und der virtuellen Werkzeuge. Das Zusammenspiel zwischen der Werkzeugplanung, der realen Steuerung und dem Simulationssystem führt zu schnelleren Rückschlüssen und damit zu kurzen Span-zu-Span-Zeiten an der realen Maschine.

Vorschau

March 17, 2017 Page range: 492-492

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ZWF – Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb provides expert articles on recent developments in production engineering as well as on industrial service processes. The magazine addresses companies’ executives and specialists in research and development.
The main emphasis is put on the efficiency of production processes and cost reduction. Attention is also dedicated to manpower as being a key factor for the successful implementation of new production technology. Modern and efficient plant management increasingly requires a holistic approach, which is the canon for the editorial work of ZWF. Published in German only.
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