Präzision und Genauigkeit sind in der Technik sehr wichtig, und Planlauf ist eine der häufigsten Ursachen für Fehler bei der Bearbeitung.
Axialschlag ist der Betrag, um den die Rotationsachse eines Schneidwerkzeugs von einer Ebene abweicht.
Dies kann einen großen Einfluss auf die Genauigkeit des Endprodukts haben, was zu teurer Nacharbeit, mehr Abfall und weniger Effizienz führen kann.
Das Verständnis des Planlaufs ist wichtig für Ingenieurstudenten und Fachleute, die sicherstellen möchten, dass die Bearbeitung gut funktioniert und präzise bleibt.
In diesem Blogbeitrag werde ich über die Ursachen und Auswirkungen des Planlaufs sprechen, darüber sprechen, wie man ihn misst, und nach den besten Möglichkeiten suchen, um seine Auswirkungen auf die Bearbeitungsvorgänge auf ein Minimum zu beschränken.
Egal, ob Sie ein erfahrener Ingenieur oder ein neugieriger Student sind, schnallen Sie sich an und machen Sie sich bereit, die faszinierende Welt des Planlaufs kennenzulernen.
Einführung in den Axialschlag
Formale Definition:
Der Gesamtbetrag entlang der Drehachse, um den die Drehung eines Schneidwerkzeugs von einer Ebene abweicht.
Axialschlag ist eine Art von Schlag, der beschreibt, wie weit die Rotationsachse eines Schneidwerkzeugs von einer Ebene entfernt ist.
Dies passiert, wenn die Rotationsachse nicht mit der Mittelachse der Spindel übereinstimmt und die Differenz entlang der Rotationsachse gemessen wird.
Auf der anderen Seite tritt ein Rundlauffehler auf, wenn sich die Rotationsachse von der Mittelachse der Spindel wegbewegt, aber parallel dazu bleibt.
Beide Arten von Unrundheit können Probleme wie Vibrationen, Geräusche und Genauigkeitsverlust verursachen.
Rundlauf vs. Axialschlag
Entlang der Länge der Mittelachse ist der Höhenschlag immer gleich, aber der Höhenschlag ändert sich je nachdem, wo er in Bezug auf die Basis gemessen wird.
Die Position einer Oberfläche, wenn sie sich in einer vertikalen Ebene dreht, wird durch ihren axialen Schlag beeinflusst.
Ihr Rundlauf hingegen beschreibt, wie rund bzw. Außermittig sie ist.
Üblicherweise werden Drehtische und -tische sowohl mit Rund- als auch mit Planlauf ausgeführt.
Messung des Planlaufs
Der Planlauf ist der Winkel zwischen zwei Achsen, die nicht in derselben Ebene liegen.
In diesem Fall wächst der Unterschied zwischen einem Teil und einer Referenzachse, wenn Sie sich von der Stelle entfernen, an der sie sich treffen.
Auf der Spindel des Drehtisches oder Tisches wird eine Messuhr angebracht, um den Planschlag zu messen.
Der Indikator wird dann so bewegt, dass er die Referenzfläche berührt, und der Tisch wird gedreht, um herauszufinden, wie weit er von der Referenzebene entfernt sein kann.
Tipp: Aktivieren Sie die Untertitel-Schaltfläche, wenn Sie sie benötigen. Wählen Sie „Automatische Übersetzung“ im Einstellungs-Button, wenn Sie mit der englischen Sprache nicht vertraut sind. Möglicherweise müssen Sie zuerst auf die Sprache des Videos klicken, bevor Ihre bevorzugte Sprache für die Übersetzung verfügbar ist.
Ursachen und Auswirkungen des Planlaufs
Einige der Dinge, die zu Axialschlag führen können, sind verschlissene oder falsch ausgerichtete Lager, eine verbogene Spindel oder ein verbogenes Werkstück, eine unsaubere Werkzeug- oder Vorrichtungsausrichtung und die Werkzeugmaschine, die sich beim Erhitzen ausdehnt.
Wenn der Planlauf nicht berücksichtigt oder während der Bearbeitung nicht behoben wird, kann dies dazu führen, dass das Teil weniger genau ist, Teile aussortiert werden, die Kosten steigen und die Produktivität sinkt.
Auswirkungen des Planlaufs
Planlauf kann Bearbeitungsvorgänge beeinträchtigen, indem er die Spanlast ungleichmäßig macht oder das Werkzeug zu stark rattert.
Dies kann dazu führen, dass sich die Spitze bewegt, was die Art und Weise verändert, wie die Oberfläche hergestellt wird und wie rau sie ist.
Es kann auch zu Veränderungen in der Topographie der Oberfläche kommen.
Wenn der Wert beispielsweise hoch genug ist, kann sich der Abstand zwischen den Werkzeugspuren ändern und die vom k-ten Zahn hinterlassene Werkzeugspur kann entfernt werden.
Außerdem ändert sich der Planlauf dort, wo sich das Schneidwerkzeug in der vertikalen Ebene befindet, was zu ungleichmäßiger Spanbelastung, kürzerer Standzeit und mehr Vibrationen führen kann.
Dies wiederum kann dazu führen, dass die Oberfläche des Werkstücks ein schlechtes Finish hat, wie beispielsweise Rauheit, Wellen und Rattermarken.
Bei der Bearbeitung entlang der Z-Achse kann der Planlauf auch die Schnittiefe verändern und zu Maßfehlern wie z. B. Verjüngung führen.
Wenn empfindliche oder hochpräzise Teile bearbeitet werden, können die Auswirkungen des Planlaufs auf die Oberflächengüte sehr deutlich werden.
Rundlauf
Auf der anderen Seite tritt ein Rundlauffehler auf, wenn sich die Rotationsachse von der Mittelachse der Spindel wegbewegt, aber parallel dazu bleibt.
Beide Arten von Unrundheit können ein Werkzeug oder ein Ausrüstungsteil ungenauer machen, was dazu führen kann, dass es sich von seiner idealen Achse dreht.
Ein Rundlauf erschwert das Zentrieren eines Teils auf dem Tisch, was zu einem Winkelfehler führen kann, der zu groß ist, um akzeptabel zu sein.
Rund- und Planlauf können dazu führen, dass Schneidwerkzeuge zu schnell oder ungleichmäßig verschleißen, was zu einem vorzeitigen Bruch führen und den Prozess weniger sicher machen kann.
Solche Brüche könnten es schwieriger machen, die verbleibenden Schneidkanten zu überholen oder zu verwenden, was die Kosten für Verbrauchsmaterialien erhöhen würde.
Unrundheit hat einen großen Einfluss darauf, wie genau die Bearbeitung ist und wie lange Werkzeuge halten.
Messung des Planlaufs
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Axialschlag zu messen, die sich darin unterscheiden, wie genau sie sind und wie schwierig sie zu verwenden sind.
Statische Testmethoden
Statische Prüfungen sind eine gängige Methode zur Messung des Axialschlags, da sie einfacher und kostengünstiger sind als dynamische Prüfungen.
Statische Tests werden durchgeführt, wenn die Spindel oder das Werkstück stillsteht.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun, die in den Rotationsachsen der American Society of Mechanical Engineers erläutert werden.
Eine Messuhr mit einem Standard-Magnetfuß ist eine einfache und gängige Methode, um den Schlag einer Kupplung oder einer Welle zu messen.
Um diesen Test durchzuführen, wird der Magnetfuß auf eine ebene Fläche in der Nähe der Kupplung oder Welle gelegt, und die Messuhr wird auf die Kupplung oder Welle gelegt, um den Rundlauf zu messen.
Ein zu großer Schlag bedeutet, dass der Innendurchmesser der Kupplungsnabe verschlissen oder die Welle verbogen ist.
In manchen Fällen ist es auch sinnvoll, den Planlauf der Kupplung durch Aufsetzen der Messuhr auf die Außenfläche der Kupplungsnabe zu prüfen.
Dynamische Testmethoden
Dynamische Testmethoden sind schwieriger zu verstehen, liefern jedoch etwas genauere Ergebnisse, da sie Wärme, Vibration und Zentrifugalkraft berücksichtigen.
Die dynamische Prüfung wird durchgeführt, während sich die Spindel oder das Werkstück bewegt.
Es kann auch auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise unter Verwendung der zeitbasierten oder frequenzbasierten Methoden.
Bei der zeitbasierten Methode misst ein Tachometer, wie schnell sich die Spindel dreht, und ein Beschleunigungsmesser, um zu messen, wie viel Unrundheit die Maschine zum Zittern bringt.
Das frequenzbasierte Verfahren misst die Frequenz der durch Schlag verursachten Schwingungen mit einem Frequenzanalysator.
Ausrüstung und Kalibrierung
Die Genauigkeit der Messungen des Planlaufs hängt von der verwendeten Ausrüstung und davon ab, wie sie eingerichtet und kalibriert ist.
Unabhängig davon, welche Methode verwendet wird, müssen genaue Messungen eingerichtet und korrekt kalibriert werden.
Es ist wichtig sicherzustellen, dass das Gerät richtig eingerichtet und kalibriert ist, damit es genaue Messwerte liefern kann.
Wellenschlag
Meistens wird der axiale Wellenschlag verwendet, um den Zustand von Axiallagern zu prüfen.
Sie wird in der Mitte der Welle (auf ihrer Drehachse) gemessen.
Planschlag ist der Begriff für Messungen, die nicht in der Mitte liegen.
In diesem Fall werden Ebenheit und Rechtwinkligkeit Teil der Messung, was den meisten Anwendungen egal ist.
Der Radialwellenschlag ist eine Methode, um zu messen, wie viel sich eine runde Welle um ihren Mittelpunkt bewegt, wenn sie sich dreht.
Antriebs-/Wellenausrichtung, Lagersteifigkeit, zunehmender Rundlauf durch Lagerverschleiß und Auswuchten sind alles Dinge, die dies verursachen können.
Unterschied zwischen Plan- und Rundlauf
Beide Rundlaufarten sind Abweichungen von der vorgesehenen Drehachse, jedoch sind die Richtung der Abweichung und die Auswirkungen auf das Werkstück bei jeder Art unterschiedlich.
Rundlauf erklärt
Rundlauffehler liegt vor, wenn die Rotationsachse nicht mit der Mittellinie der Spindel übereinstimmt, aber immer noch davon entfernt ist.
Der Rundlauf ist ein Maß, das entlang der gesamten Maschinenachse gleich ist.
Es zeigt, wie sich ein Drehtisch bewegt, wenn er sich in einer horizontalen Ebene dreht.
Es wird manchmal als Exzentrizität oder laterale Translation bezeichnet.
Axialschlag erklärt
Wenn sich die Rotationsachse eines Schneidwerkzeugs von einer Ebene entlang seiner Rotationsachse wegbewegt, wird dies als Planschlag bezeichnet.
Durch die Abweichung ist die Achse nun gekippt und verläuft nicht mehr parallel zur Hauptachse.
Wie viel Axialschlag vorhanden ist, hängt davon ab, wo auf der Basis er gemessen wird.
Planlauf kann zu einer Reihe von Problemen führen, wie z. B. Ungleichmäßiger Spanlast, zu viel Werkzeugrattern, Spitzendrift und Problemen mit Oberflächenrauheit und -generierung.
Auswirkungen von Rund- und Planlauf
Beide Arten von Unrundheit können ein Werkzeug oder ein Ausrüstungsteil ungenauer machen, was dazu führen kann, dass es sich von seiner idealen Achse dreht.
Rundlauf erschwert das Zentrieren eines Teils auf einem Tisch, was zu Winkelfehlern und schlechter Oberflächengüte in Form von Rundheitsfehlern führt.
Der Axialschlag ändert sich dort, wo sich das Schneidwerkzeug in der vertikalen Ebene befindet, was zu ungleichmäßiger Spanbelastung, kürzerer Standzeit und mehr Vibrationen führt.
Dies wiederum kann dazu führen, dass die Oberfläche des Werkstücks ein schlechtes Finish hat, wie beispielsweise Rauheit, Wellen und Rattermarken.
Bei der Bearbeitung entlang der Z-Achse kann der Planlauf auch die Schnittiefe verändern und zu Maßfehlern wie z. B. Verjüngung führen.
Messen von Plan- und Rundlauf
Meistens wird eine Messuhr mit einem Standard-Magnetfuß verwendet, um den Schlag einer Kupplung oder Welle zu messen.
Legen Sie einfach den Magnetfuß auf eine ebene Fläche in der Nähe der Welle oder Kupplung.
Setzen Sie dann die Messuhr auf die Kupplung oder Welle und beobachten Sie, wie sich die Messuhr bewegt.
Ein zu großer Schlag bedeutet, dass der Innendurchmesser der Kupplungsnabe verschlissen oder die Welle verbogen ist.
In manchen Fällen ist es auch sinnvoll, den Planlauf der Kupplung durch Aufsetzen der Messuhr auf die Außenfläche der Kupplungsnabe zu prüfen.
Der Axialschlag kann auf verschiedene Arten gemessen werden.
Messuhren, Lasersensoren und Koordinatenmessgeräte sind einige der gebräuchlichsten Möglichkeiten, dies zu tun.
Einfache Messungen werden oft mit Messuhren, wie solchen mit Magnetfuß, durchgeführt.
Der Test wird durchgeführt, indem der Magnetfuß auf eine ebene Fläche gestellt und die Messuhr auf die Welle oder Kupplung gesetzt wird, um den Schlag zu messen.
Genauere und präzisere Messungen können mit Lasersensoren oder Koordinatenmessgeräten durchgeführt werden.
Mit diesen Geräten können Sie Messungen vornehmen, ohne sie zu berühren, und sie können den Schlag entlang mehr als einer Achse gleichzeitig messen.
Minimierung und Eliminierung von Axialschlag
Um den Planschlag zu reduzieren oder zu beseitigen, ist es wichtig, die Maschine richtig einzurichten und zu warten.
Hier sind einige der besten Möglichkeiten, den Axialschlag zu reduzieren:
- Präzisionswerkzeughalter: Die Verwendung von Präzisionswerkzeughaltern wie Schrumpf- oder Einpresswerkzeughaltern kann Ihnen eine genaue und präzise Werkzeugdrehung ermöglichen, was dazu beitragen kann, Unrundheit zu reduzieren.
- Auswahl von Maschinen und Werkzeughaltern mit minimalem Rundlauf: Die Auswahl von Maschinen und Werkzeughaltern mit minimalem Rundlauf ist der Schlüssel, um den Gesamtrundlauf eines Systems auf einem Minimum zu halten.
- Gleichmäßiger Druck: Stellen Sie sicher, dass rund um den Schaft der gleiche Druck herrscht, um Unrundheit zu reduzieren.
- Prüfen und Ersetzen verschlissener Lager: Um den Planschlag zu verringern, sollten verschlissene oder beschädigte Lager regelmäßig überprüft und ersetzt werden.
- Überwachung und Kontrolle der Schnittkräfte: Die Verwendung der richtigen Schnittparameter kann beispielsweise helfen, die Schnittkräfte zu kontrollieren und den Planschlag zu reduzieren.
Industriestandards und Spezifikationen
Es gibt Industriestandards und Spezifikationen für den Planlauf, die verwendet werden, um sicherzustellen, dass Teile bestimmte Genauigkeits- und Präzisionsanforderungen erfüllen.
Organisationen wie die International Organization for Standardization (ISO) und das American National Standards Institute legen diese Regeln und Anforderungen (ANSI) fest.
Der Rundlauf ist einer der am häufigsten verwendeten Industriestandards für den Planlauf.
Rundlaufabweichung ist eine Art geometrische Toleranz, die verwendet wird, um zu messen, wie stark sich eine Oberfläche nach oben oder unten bewegt, wenn sie sich in einer horizontalen Ebene dreht.
Beim Rundlauf wird die Bezugsachse als Bezugspunkt für das Toleranzfeld verwendet.
Dadurch entsteht eine 2D-Toleranzzone um die Bezugsachse.
Um dem Callout zu entsprechen, müssen alle Punkte auf der realen Oberfläche innerhalb dieser Toleranzzone liegen.
Durch die Kombination von zwei kurzen Achsen an den Enden des Teils kann der Rundlauf auch zur Überprüfung anderer Merkmale des zentralen Teils verwendet werden.
In der Geschäftswelt gibt es weitere Regeln zum Planlauf, wie zum Beispiel:
- ISO 1101: Diese Norm beschreibt die allgemeinen Anforderungen für die geometrische Tolerierung von Werkstücken, einschließlich der Verwendung von Toleranzzonen zur Kontrolle von Form, Ausrichtung und Lage.
Diese Norm, ANSI Y14.5, legt fest, wie geometrische Bemaßung und Tolerierung (GD&T) in Konstruktionszeichnungen verwendet werden müssen.
Diese Norm, ASME B89.3.4, sagt, wie man den Planlauf mit Messuhren oder elektronischen Wegmesstastern misst.
Diese Industriestandards und Spezifikationen geben Ingenieuren, Herstellern und für die Qualitätskontrolle Verantwortlichen die Möglichkeit, miteinander zu sprechen und sicherzustellen, dass Teile bestimmte Anforderungen erfüllen.
Durch die Einhaltung dieser Standards und Richtlinien können Hersteller sicherstellen, dass ihre Teile genau sind und die Anforderungen ihrer Kunden erfüllen.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Planlauf für Ingenieure und Maschinisten eine wichtige Sache ist, über die sie nachdenken müssen, wenn sie wollen, dass ihre Arbeit präzise ist.
Es ist immer eine Bedrohung für die Genauigkeit und Effizienz von Bearbeitungsvorgängen, aber mit den richtigen Werkzeugen, Techniken und Kenntnissen kann man damit umgehen.
Durch das Verständnis der Ursachen und Auswirkungen des Axialschlags und die Anwendung bewährter Methoden zur Verringerung seiner Auswirkungen können Ingenieure ein hohes Maß an Genauigkeit erreichen, die Produktivität verbessern und Ausschuss reduzieren.
Der Planlauf erinnert aber auch an die empfindliche Balance, die zwischen der Komplexität der Herstellung und dem Streben nach Perfektion gewahrt werden muss.
Während wir immer wieder neue Ideen entwickeln und die Grenzen des Möglichen verschieben, müssen wir angesichts der Herausforderungen demütig bleiben und immer versuchen, mehr über die Welt um uns herum zu lernen und besser zu werden.
Teilen auf…
