Statische Unwucht. Ebene 1. Rotierender Körper. Seite A. Drehachse. Seite B. Übergewicht. Schwingung

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Sebastian Lorenz
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1 CNCINFO März 2012 Wuchtgüte Ursachen, Auswirkungen von Unwucht und richtig Auswuchten Von Thomas Oertli Moderne Bearbeitungsverfahren stellen spezielle Anforderungen an die Wuchtgüte und Rundlaufgenauigkeit von Werkzeugen. Eine hohe Wuchtgüte sorgt für maximale Laufruhe selbst bei hohen Drehzahlen und gewährleistet auf diese Weise beste Bearbeitungsergebnisse. Zudem werden durch optimal gewuchtete Werkzeuge en reduziert und die Maschinenspindel geschont. In der einschlägigen Literatur zum Thema Unwucht wird sehr oft von Rotoren gesprochen. Bildlich kann man den Ausdruck Rotor mit einem zylindrischen Hobelmesserkopf vergleichen. Für unsere Produkte kann dieser Ausdruck auch mit Werkzeug oder Werkzeugsatz ersetzt werden. Ursachen für Unwucht Unsymmetrische Bauweise des Werkzeughalters: z. B. Spannschraube bei Weldon-Aufnahmen, Einlassventil einer Hydrobüchse Unsymmetrische Massenverteilung infolge Fertigungstoleranzen/Montage: z. B. fehlende oder defekte Schneiden, unterschiedlich schwere Druckbacken Fluchtungsfehler bei der Montage eines Werkzeugkörpers z. B. Bohrung im Fräser nicht winklig zur Nabe, Naben nicht parallel Rundlauffehler: z. B. Rundlauffehler der Fräsespindel oder Werkzeugaufnahme (Motorspindel) Rundlauffehler der Motorspindel z. B. die Lagerung der Motorspindel oder Schnittstelle Motorspindel zur Frässpindel. Bei demontierbaren Werkzeugen die Toleranzen vom Spannsystem z.b. Toleranz zwischen Bohrung und Frässpindel, Rundlauffehler Spannzange etc. Auswirkungen der Unwucht Unwucht erzeugt en / Vibrationen Schlechtere Oberflächenqualität Einschränkung der maximalen Drehzahl en, die sich in der Maschine auf eine andere Spindel überlagern. Lagerschäden an der Spindel oder Motor. Erhöhter Schneidenverschleiss Bildung von Passungsrost an den Schnittstellen CNC-INFO_032012_Wuchtgüte_D.doc 1

Zudem werden durch optimal gewuchtete Werkzeuge en reduziert und die Maschinenspindel geschont. In der einschlägigen Literatur zum Thema Unwucht wird sehr oft von Rotoren gesprochen.

2 Statische Unwucht Ebene 1 Eine statische Unwucht entsteht, wenn der Schwerpunkt des rotierenden Körpers nicht auf der gleichen Linie liegt wie die des Körpers. Eine Ursache ist, dass das Gewicht des Körpers nicht gleichmässig um die verteilt ist, sondern auf einer Seite und Ebene schwerer ist, als auf der anderen. (Bsp 1.: auf ). Die Drehung des Körpers verläuft dann nicht wie ein gleichmässiger Kreis, sondern wie ein Oval. Achse des Körpers Eine andere Ursache ist, dass die Achse des rotierenden Körpers nicht mit der übereinstimmt (siehe Bsp.: Die Achse des Körpers liegt über der ), weil zwischen Spannfutter und Schaft Spiel ist. Die en lassen sich in beiden Fällen durch Auswuchten auf einer Ebene beheben. Bespiel: Ein langer Fräser in einem Weldon-Futter hat in der Regel eine statische Unwucht, da die Achse vom Fräser nicht mit der vom Futter übereinstimmt, sondern parallel zur verschoben ist. Beispiel: Ist an einem Fahrradreifen ein Gewicht befestigt, rumpelt das Rad bei jeder Umdrehung, da der Schwerpunkt nicht auf mehr der Radachse liegt. CNC-INFO_032012_Wuchtgüte_D.doc 2

Die Drehung des Körpers verläuft dann nicht wie ein gleichmässiger Kreis, sondern wie ein Oval.

3 Dynamische Unwucht Ebene 1 Ebene 2 Dynamische Unwuchten treten auf, wenn der Schwerpunkt des rotierenden Körpers in Ruhelage bleibt, aber die Achse des Körpers taumelt. Das liegt daran, dass auf beiden Seiten ( und B) und auf beiden Ebenen ein herrscht und so am Ende der Achse kreisförmige en auftreten. Diese Unwucht kann nur durch dynamisches Auswuchten in zwei Ebenen beseitigt werden. In zwei Ebenen zu wuchten, macht vor allem bei langen, unsymmetrischen Werkzeugen Sinn. Achse des Körpers Bespiel: Ein langer Fräser in einem Spannzangenfutter hat in der Regel eine dynamische Unwucht, da die Achse vom Fräser nicht mit der vom Futter übereinstimmt. Beispiel: Man nimmt diese Form von Unwucht bei einem Autorad als Flattern wahr. Sie werden daher dynamisch gewuchtet, was dazu führen kann, dass auf beiden Seiten der Felge, innen und aussen, Ausgleichsgewichte angebracht werden müssen. CNC-INFO_032012_Wuchtgüte_D.doc 3

Diese Unwucht kann nur durch dynamisches Auswuchten in zwei Ebenen beseitigt werden. In zwei Ebenen zu wuchten, macht vor allem bei langen, unsymmetrischen Werkzeugen Sinn.

4 Der Ausgleich von Unwucht Unwuchtbedingte Kräfte und störende en werden beseitigt, indem man auswuchtet. Die Unwucht kann in der praktischen Realität niemals vollständig ausgeglichen werden. Es bleibt immer eine gewisse Restunwucht zurück. Deshalb gilt: Auswuchten = Wirkungen der Unwucht reduzieren Die Auswucht-Güte Die Genauigkeit einer Auswuchtung wird mit der Wuchtgüte G angegeben. Die Wuchtgüte gilt immer nur für eine bestimmte Betriebsdrehzahl des Werkzeugs. Aus Wuchtgüte, Betriebsdrehzahl und Gewicht des Werkzeugs wird die zulässige Restunwucht berechnet. Eine sinnvolle Wuchtgüte ist überschritten, sobald der Rundlauffehler der Maschinenspindel oder die Wiederholgenauigkeit beim Werkzeugwechsel die Wuchtqualität wieder zunichte machen würde. Beispiel: Der Wechselfehler der HSK-Spindel liegt bei 0,002 mm. Warum ist Auswuchten so wichtig? Lebensdauer Lager, Aufhängungen, Gehäuse und Fundamente werden durch unwuchtbedingte en stark beansprucht und der Verschleiss wächst. Produkte mit nicht ausgewuchteten Teilen haben oft eine kürzere Lebensdauer. Die Lebensdauer der Schneiden wird durch die Unwucht reduziert. Sicherheit Durch en kann der Reibungsschluss an Schraub- und Klemmverbindungen verringert werden, bis sich Messersitze lösen. Elektrische Schalter an Werkzeugmaschinen werden durch Vibration gestört, hydraulische Leitungen können an den Anschlüssen brechen. Unwucht kann die Betriebssicherheit einer Maschine nennenswert herabsetzen Mensch und Maschine werden gefährdet. Wie wuchtet OERTLI? Bei einem Werkzeugsatz werden alle Fräser, ausser dem obersten und untersten Fräser, einzeln gewuchtet. Die minimale Restunwucht wird am zusammengesetzten Satz am obersten und untersten Fräser korrigiert. Deshalb darf der oberste und unterste Fräser nicht ausgetauscht werden, ohne den Satz neu zu wuchten; der komplette Satz muss neu gewuchtet oder die Drehzahl reduziert werden. Ebene 1 Ebene 2 Korrektur Korrektur CNC-INFO_032012_Wuchtgüte_D.doc 4

Die Wuchtgüte gilt immer nur für eine bestimmte Betriebsdrehzahl des Werkzeugs. Aus Wuchtgüte, Betriebsdrehzahl und Gewicht des Werkzeugs wird die zulässige Restunwucht berechnet.

5 Wir empfehlen Werkzeuge in regelmässigen Abständen neu wuchten zu lassen. Im Werk Höri bieten wir einen prompten und professionellen Service für das Neuauswuchten von Werkzeugen und Werkzeugsätzen. Bei Fragen und Unklarheiten wenden Sie sich an unseren Product Manager Thomas Oertli. CNC-INFO_032012_Wuchtgüte_D.doc 5

Neuauswuchten von Werkzeugen und Werkzeugsätzen.

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