Erklärungen

1. Hiermit erkläre ich, die vorliegende Studienarbeit ohne die Hilfe Dritter nur mit den angegebenen Quellen und Hilfsmitteln angefertigt zu haben. Alle Stellen, die den Quellen entnommen wurden, sind als solche kenntlich gemacht worden. Diese Arbeit hat in gleicher oder ähnlicher Form noch keiner Prüfungsbehörde vorgelegen.

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a. Mit ist bekannt, dass ein Exemplar der Studienarbeit Bestandteil der Prüfungsakte wird und bei der TU Darmstadt verbleibt [§19 Abs. 7 Diplomprüfungsordnung / Allgemeiner Teil (DPO/AT) vom 15. Juli 1991 (Amtsblatt 1992, S.23) in der Fassung der zweiten Änderung vom 7. Februar 1994 (Amtsblatt S. 441)].

b. Ich bin damit

dass die Studienarbeit in den Bibliotheksbestand der TU Darmstadt aufgenommen wird und öffentlich zugänglich gemacht wird.

3. Die TU Darmstadt bittet Sie im Interesse eines freien Informationsaustausches, ihr Urheberrecht an der Arbeit zu wissenschaftlichen Zwecken nutzen zu dürfen. Sie können die Nutzung Ihres Urheberrechts durch die TU Darmstadt ohne Angabe von Gründen und ohne nachteilige Folgen für die Bewertung der Arbeit verweigern.

Ich bin damit

dass die TU Darmstadt das Urheberrecht an meiner Studienarbeit zu wissenschaftlichen Zwecken nutzen kann.

Aufgabestellung und Zielsetzung der Arbeit

Im Rahmen dieser Arbeit werden der aktuellen Stand der Technik und der Forschung sowie die Trends im Bereich Werkzeugmaschinen am Beispiel Fräsmaschinen angezeigt. Anschließend soll diese Arbeit als eine Literaturliste zur Verfügung stehen, die eine Zusammenfassung über die Trends und die Forschung im Bereich Fräsmaschinen vorliegt.

1 Einleitung

1.1 Die historische Entwicklung der modernen Werkzeugmaschinen

Die Geschichte der Werkzeugmaschinen begann etwa 1712, als Thomas Newcomen die erste Dampfmaschine erfand, die der Grundstein für die Entwicklung von Werkzeugmaschinen, mit denen metallische Werkstücke bearbeitet werden konnten, war. [1]

Der englische Erfinder John Wilkinson baute etwa 1775 eine Horizontalbohrmaschine für die Bearbeitung der Innenflächen von zylindrischen Teilen und damit begann die Geschichte der modernen Werkzeugmaschinen. Henry Maudslay entwickelte etwa 1794 die erste Bettdrehmaschine. Die weitere Verbreitung der Werkzeugmaschinen wurde von Joseph Whitworth dadurch, dass er 1830 Messinstrumente erfand, mit denen man auf einen Millionstel Zoll genau messen konnte, fortgesetzt. Die Erfindung von Whitworth war deshalb so wertvoll, weil für die spätere Massenproduktion von Geräten mit austauschbaren Teilen genaue Messverfahren unverzichtbar waren.

In Europa und den USA wurden fast gleichzeitig die frühesten Versuche stattgefunden, um austauschbare Teile herzustellen. Dafür wurden in erster Linie Koordinatenfeilanlagen, mit denen man per Hand Teile mit im Wesentlichen identischen Abmessungen herstellen konnte, eingesetzt. Etwa 1798 erhielt der amerikanische Erfinder Eli Whitney einen Regierungsauftrag zur Produktion von 10000 Armeegewehren, deren Teile austauschbar sein mussten , deswegen geht Das erste tatsächliche Massenproduktionsverfahren auf Whitney zurück.

Im 19. Jahrhunderts konnte man mit gewöhnlichen Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Stoßmaschinen, Hobelmaschinen, Schleifmaschinen und Sägen sowie mit Fräs-, Räum- und Bohrmaschinen bereits eine relative hohe Maßgenauigkeit erreichen.

Nach 1920 spezialisierte sich der Anwendungsbereich einzelner Werkzeugmaschinen. Von 1930 bis 1950 ist man gelungen, leistungsfähigere und stabilere Werkzeugmaschinen zu bauen, um den inzwischen verfügbaren verbesserten Schneidstoffen Rechnung zu tragen.

Anfang des 20. Jahrhunderts konnte man größere Werkzeugmaschinen bauen und zudem ihre Genauigkeit erhöhen.

Die spezialisierten Werkzeugmaschinen haben eine sehr kostengünstige Herstellung normierter Teile ermöglicht. Diese Maschinen konnten nicht auf die Produktion verschiedenartiger Teile oder auf geänderte Normen umgestellt werden, sie waren wenig anpassungsfähig. Daher versuchte man Werkzeugmaschinen zu entwickeln, die äußerst flexibel und genau sind und an eine Steuerung mittels Computer angepasst werden können. Diese Maschinen und auch komplex gestaltete Produkte kostengünstig sind inzwischen überall in Gebrauch. [13]

1.2 Allgemeines über Werkzeugmaschinen

„Eine Werkzeugmaschine ist eine Arbeitsmaschine, die ein Werkzeug an einem Werkstück unter gegenseitiger bestimmter Führung zur Wirkung bringt“. [2]

Werkzeugmaschinen und den Betriebsmitteln (Werkzeuge, Vorrichtungen, Mess- und Prüfmittel) ist ein Teil von den Fertigungsmitteln. Sie sind notwendig, um eine Fertigung im Bereich der Produktionstechnik aufrecht zu erhalten.

Mit den Werkzeugmaschinen kann man Werkstücke aus festen Materialien (z. B. Metall) zu verschiedenen Produkten verarbeiten. Die gewünschte Form erfolgt, indem man Material vom Werkstück mit Hilfe eines auf der Maschine angebrachten Werkzeugs abgetragen (z.B. Fräsen) oder es in die gewünschte Form gepresst wird.

Die gegenseitige Führung von Werkstück und Werkzeug (Richtung in der ich fräsen darf) und die Richtung, mit der beide während der Bearbeitung zueinander bewegt werden (Winkel wie man fräsen darf) sowie die Geschwindigkeit sind die entscheidende Punkte bei der Fertigung.

Werkzeugmaschinen werden zur Herstellung von Maschinen- oder Werkzeugteilen eingesetzt und gehören zu den wichtigsten Grundlagen der modernen Industrie. [13]

Nach DIN 69 651/1.2/ ist eine Werkzeugmaschine definiert als:

„Mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungseinrichtung, die durch relative Bewegung zwischen Werkstück und Werkzeug eine vorgegebene Form am Werkstück oder eine Veränderung einer vorgegebenen Form an einem Werkstück erzeugt“ [3]

1.3 Einteilung der Werkzeugmaschinen

Die Werkzeugmaschinen unterteilt man üblicherweise nach:

¨ Arbeitsverfahren (siehe Abb.1)

Hierbei unterscheidet man zwischen:

a) Werkzeug für die spanlose Formgebung

* Hämmer

* Pressen

* Biegemaschinen

* Scheren

* Ziehmaschine

b) Werkzeug für die spannende Formgebung

* Drehmaschinen

* Hobelmaschinen

* Fräsmaschinen

* Schleifmaschinen

* Sägemaschinen

¨ Einsatzbreite (Universalmaschinen, Mehrzweckmaschinen, Sondermaschinen)

¨ Anwendungsfeld (Maschinen für Einzelfertigung, Kleinserienfertigung, Massen-

Fertigung)

¨ Technolgiebezogene Merkmale (z.B. weg-, kraft- und energiegebundene Um-

Formmaschine

¨ Lage der Hauptspindel (horizontal, vertikal, Überkopf)

¨ Bauart (z.B. Frontdrehmaschinen, Schrägbettdrehmaschinen usw.)

¨ Steuerungstechnik (manuell, konventionell, NC-Gesteuerte)

¨ Automatisierungsgrad

¨ Einbindung in den Fertigungsprozess (Einzelmaschine, Mehrmaschinensystem

Transferstraßen). [4]

Abbildung 1 Klassifizierung von Werkzeugmaschinen nach den Fertigungsverfahren [2][3]

1.4 Allgemeines über Fräsen

„Fräsen ist ein spannendes Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmten Schneiden. Die meist mehrzahnigen Werkzeuge führen eine kreisförmige Schnittbewegung aus. Die Schnittbewegung wird durch eine Rotation des Werkzeuges erzeugt. Die Vorschubbewegung ist senkrecht oder schräg zur Drehachse des Fräsers gerichtet. Dadurch können beliebig geformte Werkstückflächen bis auf wenige Ausnahmen erzeugt werden“. [2]

Das Fräsen wird mit drehenden mehrschneidigen Werkzeugen entstanden. Das Fräsen ist durch eine diskontinuierliche Spanabnahme (rhythmisch wiederkehrende Spanunterbrechung und Schnittkraftschwankung) gekennzeichnet. Das Werkzeug führt die rotierende Hauptbewegung aus und das Werkstück führt regelmäßig die Zustell- und Vorschubbewegung aus. Dabei werden ebene und gekrümmte Flächen an Werkstücken hergestellt. Die Zerspankraft bleibt nicht gleich, weil die Schneiden nicht immer im Eingriff der Spanungsquerschnitt. Dabei müssen die einzelnen Schneiden weniger Zerspanwärme aufnehmen und die Späne können besser abgeführt werden. Das hat auch den Nachteil ziemlich die Entstehung von leichter Erwärmung Abkühlung und Schwingungen, die für Werkzeug, Werkstückoberfläche und Maschine Schaden verursachen können. [5][13]

Verschiedene Merkmale beeinflusst der Fräsvorgang z.B.

- die Art und die Leistung der zu Verfügung stehenden Fräsmaschinen.

- das Fräswerkzeug und dessen Schnittbedingungen.

- das zu fräsenden Werkzeug, der Stabilität und Form des Fräsens.

Je nach der Art der Erzeugung ebener Flächen unterscheidet man zwischen Stirnflächen Umfangsfräsen und Stirnumfangsfräsen.

2 Fräsmaschinen

Durch die Fräsmaschinen werden die spanende Bearbeitung mit umlaufenden, ein- oder mehrschneidigen Werkzeugen gedient. Sich fortlaufend ändernde Zerspankräfte werden nach Größe und Richtung durch die Zahneingriffverhältnisse entstanden. Fräsmaschinen setzen hohen statischen und dynamischen Beanspruchungen aus.

Die Zerspanbedingungen, die bei der Bearbeitung eines Werkstückes anwendbar sind, werden durch das schwächste Element im Kraftfluss zwischen Werkstück, Werkzeug, Maschine und Spannvorrichtung festgelegt.

hohe geometrische Genauigkeit und Spielfreiheit der Führungen und Vorschubantriebe sind zur Erzeugung von winkeligen, ebenen und formtreu gewölbten Schnittflächen, sowie von einer guten Widerholgenauigkeit beim Positionieren, verlangt. [14][15]

Wegen der Vielfältigkeit der Bearbeitungsaufgaben haben sich bei den Fräsmaschinen entsprechende Grundbauformen entwickelt. Diese Grundbauformen sind auf der Art der Bearbeitung und die Werkstückgrößen zusammengepasst. [4]

2.1 Fräsverfahren

Die Einteilung der Fräsverfahren nach DIN 8589 Teil 3 ist in Abb. 2.1

Dargestellt.

Abbildung 2.1 Einteilung der Fräsverfahren [8]

Unterscheidung nach den Fräsverfahren :

Planfräsen zur Erzeugung von ebenen Flächen z.B. Dichtungsflächen von Flanschen, Motor- oder Getriebegehäusen, Führungsbahnen von Werkzeugmaschinen usw. durch eine geradlinige Vorschubbewegung. und ordnet sich in Umfangs-Planfräsen (Walzenfräser), Stirn-Planfräsen (Messerkopf), Stirn-Umfangsfräsen (Walzenstirnfräser oder Schaftfräser). (siehe Abb.2.2) [9]

Stirnplanfräsen Umfangsplanfräsen

Wälzfräsen zur Erzeugung von Zahnrädern oder Keilwellen. Die Fräsachse ist beim Walzfräsen parallel zur bearbeiteten Fläche des Werkstücks. Der Wälzfräser arbeitet nur mit den Umfangsschneiden und hat eine profilierte Zahnform. Die Belastung von Werkzeug und Maschinen ist ungleichmäßig wegen des ungleichmäßigen Spans (siehe Abb.2.3). [14]

Ein Fräser mit Bezugsprofil kann beim Wälzfräsen eine mit der Vorschubbewegung simultane Wälzbewegung ausführen. Dabei wälzen Werkzeug und Werkstück in der Verzahnmaschine so miteinander wie zwei fertigverzahnte Räder in einem Getriebe.[10]

Profilfräsen beim Profilfräsen Verwendet man ein Werkzeug mit werkstückgebundener Form zur Erzeugung von Führungen mittels Längs-Profilfräsen mit geradliniger Vorschubbewegung des Fräsers, Formprofilfräser mit beliebiger, zwei- oder dreidimensionaler Fräservorschubbahn und Rund-Profilfräsen mit kreisförmiger Vorschubbewegung des Fräsers. Es bildet sich das Profil des Werkzeuges auf dem Werkstück ab (Abb.2.4). [9][10]

Schraubfräsen zur Erzeugung von Spindeln, Gewinden oder Zylinderschnecken. Beim Schraubfräsen entstehen unter wendelförmiger Vorschubbewegung schraubenförmige Flächen am Werkstück (Abb.2.5). [10]

Rundfräsen zur Erzeugung zylindrischer Flächen mittels Außen-Rundfräsen und Innen-Rundfräsen (siehe Abb.2.6). Beim Rundfräsen rotiert zusätzlich zum Werkzeug auch das Werkstück Beispiele: große Bohrungen, lange Druckwalzen. Rundfräsen gliedert sich in Umfangs-Rundfräsen(Die Werkzeugachse ist parallel zur Zylinderachse), Stirn-Rundfräsen(Die Werkzeugachse steht senkrecht zur Zylinderachse) und Stirnumfangs-Rundfräsen(Die Werkzeugachse steht senkrecht oder ist parallel zur Zylinderachse) (Abb.2.6). [9]

Innen-Rundfräsen Außen-Rundfräsen Stirn-Umfangsrundfräsen

Formfräsen (auch Kopierfräsen, Profilfräsen oder Gesenkfräsen genannt) werden durch Bohr-Fräsbearbeitung komplizierte Formen, Kammern und gewölbte Flächen gefräst. Zur Herstellung beliebiger räumlicher Flächen mittels Freiformfräsen(durch Drehen des Handrades) (Gravieren), Nachformfräsen(durch eine Schablone), kinetische Formfräsen(durch Kurvenscheibe, Trommelkurven, Getriebe) und NC-Formfräsen(durch das NC-Programm der Steuerung) (siehe Abb.2.7). [9]

Abbildung 2.7 Formfräsen [10]

Schlagzahnfräsen zur Erzeugung von ebenen Flächen. Der Fräser hat nur eine Schneide und kann auch bei einem Winkelfehler der Frässpindel, bei Spiel in der Frässpindel, bei wechselnden Schnittkräften, oder bei nicht exakt gleich langen Fräserzähnen (Messerkopf) hohe Oberflächengüten erzeugen. [16]

2.1.1 Gleichlauffräsen

Der Fräser führt die Kreisförmige Schnittbewegung und das Werkstück die geradlinige Vorschubbewegung aus.

Beim Gleichlauffräsen (Abb.2.8) sind die Richtung der Schneide des rotierenden Werkzeugs und die Richtung des Vektors der Vorschubsrichtung gleichgerichtet. Beim Gleichlauffräsen wird absolute Spielfreiheit bzw. hohe Steifigkeit der Vorschubeinheit von der Vorschubeinrichtung des Schlittens der Werkzeugmaschine erfordert. Dabei sind die erreichbaren Oberflächengüten besser und der Freiflächenverschleiß im Allgemeinen geringer. [17]

Die Verarbeitung wird mit der größten Spandicken und damit mit ausreichender Spanungsdicke beginnen, so dass es zu einem steilen Kraftanstieg beim Eintritt in das Werkstück kommt. An das Werkzeug wird das Werkstück angezogen und auf die Tischfläche gepresst. Die absolute Spielfreiheit bzw. hohe Steifigkeit der Vorschubeinheit vermeidet ein ruckartiges Einziehen des Werkstücks in das Werkzeug (Rattern). Alle modernen Bearbeitungsmaschinen mit Kugelumlaufspindeln erfüllen diese Bedingung und das ist die günstigere Bearbeitungsvariante für moderne Schneidstoffe .Bei einigen Anwendungen, wie z.B. dem Hartfräsen, ist das Fräsen im Gleichlauf sogar die einzig erfolgversprechende Bearbeitungsart. [11][17]

Vorteile:

- längere Werkzeugstandzeiten zu erwarten

- Große Schnitttiefen möglich

Nachteile:

- Bei konventionellen Fräsern besteht die Gefahr des Einhakens

2.1.2 Gegenlauffräsen

Beim Gegenlauffräsen (Abb.2.9) sind die Richtung der Schneide des rotierenden Werkzeugs und die Richtung des Vektors der Vorschubrichtung einander entgegengerichtet. Der Schnittvorgang wird mit Spanungsdicke Null(die Schneide will dem Werkstück ausweichen und „drückt“) beginnen. Die Schnittkraft, die dabei entsteht wirkt entgegen der Vorschubkraft. Beim Gegenlauffräsen wird eine stabile Aufspannung des Werkstücks auf den Maschinentisch erfordert, so dass ein Abheben verhindert werden können. [11][17]

Vorteile:

- Beim Gegenfräsen wird das Einhaken des Fräsers verhindert

- Ausreißen des Werkstücks möglich

Nachteile:

- kürzere Werkzeugstandzeiten

Fazit: In der Praxis wird Gleichlauffräsen mehr als Gegenlauffräsen bevorzugt angewendet.

Ausnahmen:

- Bearbeitung harter Werkstückoberflächen, z.B. Gusshaut, Schmiedehaut, die beim Gegenlauffräsen von unten heraus aufgebrochen wird.

- Herstellung tiefer, schmaler Nuten, da die Späne beim Gegenlauffräsen leichter entfernt werden können. [9]

2.2 Fräswerkzeuge

Nach den vielseitigen Einsatzmöglichkeiten der Fräsverfahren ist eine Vielzahl von Werkzeugen entwickelt worden. Die Fräswerkzeuge unterschieden sich im Wesentlichen durch ihren Anwendungszweck.

Die Fräswerkzeuge unterteilt man üblicherweise nach:

¨ Dem Zweck: Nuten- , Prismen- oder Formfräsen.

¨ Dem Werkzeugaufbau: Vollfräser oder Wendeplattenfräser.

¨ Dem Mitnahme: Aufsteckfräser oder Schaftfräser.

¨ Der Anordnung der Zähne: Mantelschneiden, Stirnschneiden

¨ Der Form der Zähne: Spitzverzahnte und hinter drehte Fräser

¨ Der Form des Meridians: Zylindrischer Fräser, Kegelfräser,

Profilfräser

¨ Dem Verlauf des Zähne: Gerade oder schraubenförmig gerichtete

Zähne.[9][14]

Arten von Fräswerkzeugen:

Ø Fräsköpfe/Eckfräser und Planfräser (Abb.2.10):

Der Fräskopf ist als aufsteckbarer Stirnfräser gekennzeichnet, dessen Hauptschneiden stirnseitig liegt d.h. seine Hauptaufgabe eine ebene Fläche zu erzeugen. Mit dem Eckfräser können Absätze hergestellt oder Bohrungen erweitert werden.

Sie besitzen folgende Eigenschaften:

¨ Sie haben stirnseitig in der Regel zwischen 5-50 Schneiden in Form von Schneidplatten.

¨ Die erzeugte Oberfläche und die Fräsachse stehen senkrecht zueinander.

¨ Sie haben eine zentrische Bohrung, die zur Zentrierung und Aufnahme dient.

¨ Die radiale Mitnahme erfolgt über eine Quernut.

¨ Sie ermöglichen hohe Zerspanungsleistungen.

Eckfräser Planfräser

Anwendungsgebiete:

¨ Einsetzen auf Waagrecht- und Senkrechtfräsmaschinen ist möglich.

¨ Mit Planfräsköfen oder Eckfräsköpfen können ebene Flächen erzeugt werden.

¨ Mit Eckfräsköpfen werden rechtwinkeliger Absätze hergestellt und Nuten gefertigt.

¨ Mit runden Schneidplatten und Eckfräsköpfen können Freiformflächen hergestellt werden. [9]

Ø Schaftfräser (Abb.2.11):

Die Schaltfräser besitzen als wesentlichen Kennzeichen einen integrierten Schaft, der in einer Fräseraufnahme eingesetzt wird.

Sie besitzen folgende Eigenschaften:

¨ Sie haben eine zylindrische Umfangsfläche mit 2-8 Schneiden und Stirnschneiden.

¨ Sie sind meist spiral- aber auch geradgenutet.

¨ Die radiale Mitnahme erfolgt über den meist zylindrischen Schaft mit/ohne Spannfläche

Schafteckfräser Schaftschruppfräser

Anwendungsgebiete:

¨ Einsetzen auf Waagrechte- und Senkrechtefräsmaschinen ist möglich.

¨ Offener und geschlossener Nuten können erzeugt werden.

¨ Mit dem Langlochfräser können Bohrungen hergestellt werden.

¨ Aller metallischen Werkstoffe können verarbeitet werden. [9]

Ø Scheibenfräser (Abb.2.12):

Scheibenfräser sind Fräser, die eine Form von Scheiben haben und ihre Breite ist im Vergleich zum Durchmesser gering.

Sie besitzen folgende Eigenschaften:

¨ Sie haben Umfangsschneiden und mindestens an einer Stirnseite Schneiden.

¨ Zwei oder drei Flächen werden gleichzeitig hergestellt.

¨ Die radiale Mitnahme erfolgt über Längsnut oder eine stirnseitige Quernut.

¨ Scheibenfräser werden von einem Fräsdorn aufgenommen.

Anwendungsgebiete:

¨ Einsetzen auf Waagrecht- oder Senkrecht-Fräsmaschinen ist möglich.

¨ Ebene Flächen, oder rechtwinkeliger Absätze können hergestellt werden.

¨ Nuten geringer Tiefe und großer Tiefe können mit geradverzahnten oder mit kreuzverzahnten Scheibenfräser gefertigt werden.

¨ Mit Scheibenfräsern geringere Schnittbreite(Trennflächen) können Material getrennt werden. [9]

Ø T-Nutenfräser (Abb.2.13):

Nutenfräser dienen speziell der Herstellung von Nuten und daher Formfräser.

Sie besitzen folgende Eigenschaften:

¨ Sie sind gerad-, kreuz- oder pfeilverzahnt.

¨ Sie haben Umfangsschneiden und an jeder Stirnseite Schneiden.

¨ Drei Flächen werden gleichzeitig erzeugt.

¨ Sie ermöglichen eine hohe Produktivität.

¨ Nutenfräser werden von einem Fräsdorn aufgenommen.

Abbildung 2.13 T-Nutenfräser [18]

Anwendungsgebiete:

¨ Einsetzen auf Waagrecht- und Senkrecht-Fräsmaschinen ist möglich.

¨ Rechtwinkeliger Absätze können erzeugt werden.

¨ Nuten großer Tiefe mit kreuzverzahnten Nutenfräser können gefertigt werden.

¨ Aller metallischen Werkstoffe können verarbeitet werden. [9]

2.3 Bauformen und die wichtigsten Ausführungsarten(Typen) von Fräsmaschinen

Die Fräsmaschinen werden nach folgenden Kriterien gebaut:

Ø Die Lage der Hauptspindel: waagerechte ,senkrechte oder schwenkbare Spindel.

Ø Der konstruktive Aufbau des Gestells (Bett, Konsole, Portal).

Ø Die Art und die Anordnung des Tisches (Werkstückträger).Große, schwere Werkstücke werden auf Maschinen bearbeitet, die die Vorschubbewegungen durch das Werkzeug ausführen lässt. Kleinere Werkstücke werden mit Vorschubbewegungen des Tisches bei fester Lage der Arbeitsspindel bearbeitet, wenn keine anderen Forderungen dagegen sprechen.

Ø Die Zuordnung der Bewegungsachsen.

Ø Die Lage der Bewegungsachsen.

Ø Die Art der Steuerung: von Hand, verschiedene Kopiersteuerung, NC-Steuerung. [2][3]

Wegen der Vielfältigkeit der Einsatzvarianten gibt es viele unterschiedliche Bauarten von Fräsmaschinen.

Je nach Bauformen unterteilt man die Fräsmaschinen üblicherweise nach:

¨ Bettfräsmaschinen

¨ Konsolfräsmaschinen (Waagrecht- und Senkrecht-Konsolfräsmaschinen)

¨ Langfräsmaschinen.

¨ Portalfräsmaschinen.

¨ Ständerfräsmaschinen.

¨ Kreuztischfräsmaschinen.

¨ Bohr- und Fräsmaschinen.

¨ HSC (High speed-Cutting) Fräsmaschinen.

¨ Sonderfräsmaschinen z.B. Gewindefräsmaschinen oder Wälzfräsmaschinen.

3 Konstruktiver Aufbau der Fräsmaschinen

Die Fräsmaschinen werden aus unterschiedlichen Gesichtspunkten wie z.B. nach konstruktiven Merkmalen unterschieden, nach bestimmten Einsatzmöglichkeiten oder nach Steuerungsart benannt.

3.1 Bettfräsmaschinen

Die Benennung von Bettfräsmaschinen führt nach dem Maschinenbett, auf das sich die ganze Maschine aufgebaut wird. Die Höhenlage des Aufspanntisches und damit des Werkstücks bleibt unveränderlich. Entsprechend dagegen sind die Konsolfräsmaschinen. Die Höhenlage des Tisches ist bei Konsolfräsmaschinen veränderlich.

Die Bettfräsmaschinen werden bei der Bearbeitung schwerer Werkstücke bei unveränderlicher Höhenlage des Aufspanntisches eingesetzt.

Bauweisen der Bettfräsmaschinen:

Der Aufbau der Bettfräsmaschinen ist oft modular und kann den Beanspruchungen des Anwenders angepasst werden.

Bettfräsmaschinen setzen sich meistens aus einem Unterteil und einem Ständer, der eine Vertikalführung besitzt, und aus einer Querführung, zusammen. Der Ständer wird mit dem Unterteil fest verschraubt. Eine Horizontalfräseinheit oder eine Vertikalfräseinheit ist in der Vertikalführung in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet. Die Querführung wird vom Grundstell getragen. Auf der Querführung ist ein Kreuzschlitten, auf dem der Maschinenlängstisch gleitet. [14]

In Abb.3.1 ist eine schematische Darstellung der Bettfräsmaschine dargestellt.

Je nach Anordnung der Hauptspindel unterteilt man die Fräsmaschinen üblicherweise nach Vertikal- und Horizontalfräsmaschinen. Die meisten Bettfräsmaschinen können wahlweise mit Fräseinheiten der einen oder anderen Art ausgeschaltet werden und bieten darüber hinaus Kombinationsmöglichkeiten.

Vertikal-Bettfräsmaschinen (siehe Abb.3.2)

Die Querbewegung wird von der Fräseinheit ausgeführt. Daraus resultieren der große Querweg und die hervorragende Bedienerführung.

¨ vertikal- und Querführung sind auf Zug und Druck belastet.

¨ Längsführung hat tragende Funktion.

¨ Linearführung mit Rollenumlaufeinheiten.

¨ Vertikalfräskopf manuell schwenkbar +/- 90°. [19]

Horizontal- Vertikal-Bettfräsmaschine (siehe Abb.3.3)

¨ Hohe Motorleistung mit geregelten AC-Motoren.

¨ Spindelaufnahme.

¨ Hydromechanischer Werkzeugeinzug.

¨ Hydraulischer Gewichtsausgleich für die Vertikalbewegung.

¨ Hintere Bettstützung.

¨ Hohe Zerspannleistung. [19]

Abbildung 3.3 Horizontal- Vertikal- Bettfräsmaschine (Reckermann) [19]

Universal-Bettfräsmaschine (siehe Abb.3.4)

Die Universalfräsmaschinen besitzen gegenüber der waagrecht- Fräsmaschine einen schwenkbaren oder austauschbaren Fräskopf. Auf Universalfräsmaschinen können neben dem waagrecht-, senkrecht- und Winkelfräsen auch mit Hilfe eines Teilapparates z.B. Schraubennuten in Drehkörper gefräst werden. Sie werden bei der Bearbeitung viele Werkstücke mit Fräs- und Bohrbearbeitung im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Einzelproduktion eingesetzt. [5]

Die Bewegungen der drei Koordinatenrichtung (x, y, z) werden bei den Bettfräsmaschinen auf Tisch, Ständer und Fräseinheit aufgeteilt, das Werkstück übernimmt eine oder zwei Achsen, das Werkzeug übernimmt eine, zwei oder drei Achsen.

¨ Tisch führt Längsbewegung aus.

¨ Ständer führt Querbewegung aus.

¨ Fräseinheit führt Vertikalbewegung aus.

Nach der Achsenzuordnung unterteilt man die Bettfräsmaschinen nach:

a) Kreuztisch-Fräsmaschine, mit einer Werkzeug- und zwei Werkstückachsen (Abb.3.5-a).

b) Tisch-Fräsmaschine, mit zwei Werkzeug- und einer Werkstückachse mit starrem Ständer (Abb.3.5-b).

c) Tisch-Fräsmaschine, mit zwei Werkzeug- und einer Werkstückachse mit querverfahrbarem Ständer (Abb.3.5-c).

d) Starrtisch-Fräsmaschine mit drei Werkzeugachsen mit längsverfahrbarem Ständer (Abb.3.5-d).

e) Starrtisch-Fräsmaschine mit drei Werkzeugachsen mit querverfahrbarem Stände (Abb.3.5-e).[6]

a ) b) c)

d) e)

a) Kreuztisch-Fräsmaschine, mit einer Werkzeug- und zwei Werkstückachsen.

b) Tisch-Fräsmaschine, mit zwei Werkzeug- und einer Werkstückachse mit starrem

Ständer

c) Tisch-Fräsmaschine, mit zwei Werkzeug- und einer mit querverfahrbarem

Ständer.

d) Starrtisch-Fräsmaschine mit drei Werkzeugachsen mit längsverfahrbarem

Ständer.

e) Starrtisch-Fräsmaschine mit drei Werkzeugachsen mit querverfahrbarem

Ständer.

3.1.1 Kreuztischfräsmaschinen

Bei der Kreuztischbauweise führt der Kreuztisch, der auf den breiten Führungsbahnen des Bettes liegt, Bewegungen in den zwei Bearbeitungsebenen aus. Der Frässchlitten übernimmt die vertikale Zustellung. Dadurch ergibt sich eine hohe statische und dynamische Steifigkeit. [5]

In Abb. 3.6 ist eine CNC- Kreuztisch-Fräsmaschine dargestellt. Sie wird mit dem CNC-Rundtisch und mit einem CNC-gesteuerten Fräskopf ausgerüstet. Als Änderung wird diese Maschine mit Längstisch und einem festen Fräskopf ausgeführt. [6]

3.1.2 Tischfräsmaschinen

Bei der Tischbauweise führt die werkzeugtragende Baugruppen (meist der Ständer) zwei Vorschubbewegungen auf das Bett aus. Am Ständer gleitet der Spindelstockträger in Flachführungen in vertikaler Richtung. Der Spindelstock führt eine horizontale Bewegung aus. Über zwei Ketten oder Stahlseile mit dem Spindelstockträger ist ein Gegengewicht, das die bewegte Masse, die sich im inneren des Ständers befindet und dient zur Entlassung der Führungen, ausgleicht, verbunden. [5]

In Abb.3.7 ist eine Tisch-Fräsmaschine mit starrem Ständer dargestellt.

1.Ständer 2.Fräseinheit 3.Universalfräskopf 4.Antriebsmotor 5.Arbeitstisch 6.Adapter 7.Trommelmagazin 8.Doppelgreifer 9.Steuertableau 10.Steuerschrank

Abbildung 3.7 Tisch- Fräsmaschine mit starrem Ständer (Kekeisen) [6]

Der Ständer führt eine senkrechte Bewegung in der Z-Achse aus. Die Fräseinheit führt die Querbewegung in der Y-Achse aus. Der Universalfräskopf ist um die zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Achsen A und C drehbar. Diese zwei Drehungen des Fräskopfes hängen voneinander nicht ab. (Patent der Firme Kekeisen)[6]

3.1.3 Fahrständer Bettfräsmaschinen

Sie haben als Gestell ein Maschinenbett in T-förmiger Bauweise. Der Fahrständer ist eine kastenförmige Gussausführung hoher Stabilität. Der Werkzeugträger bewegt sich an dem Fahrständer.

Bauweisen der Fahrständer-Bettfräsmaschine:

Ein geschlossener Fahrständer mit einem Universalfräskopf wird auf dem Maschinenbett verfahren, so dass zwei Bewegungsachsen dem Werkzeug zugeordnet sind. Durch dreh- oder schwenkbare Tischausführungen kann das Werkstück neben dem Verfahren der dritten Achse zusätzliche NC-Achsen erhalten. [2]

In Abb.3.8 ist eine Grundmaschine in Fahrständer-Bett-Bauweise dargestellt.

Abb.3.9 zeigt eine Universal- Fahrständerfräsmaschine der Firma Kekeisen.

Diese Universal Fahrständer Bettfräsmaschine wird großartig für die vierseitige Bearbeitung von sehr großen und sperrigen Teilen konzipiert. Werkstücke mit hohem Gewicht oder mit Übergröße können wegen des ruhenden Tisches immer mit gleicher bleibender Dynamik bearbeitet werden. Der Bedienmann kann durch das mitfahrende Podest jederzeit dicht am Ort des Ereignisses sein. Die absolute Trennung zwischen Bett und Tisch ermöglicht es, diesen entsprechend den Erfordernissen zu verändern z.B. als Plattenfeld oder mit Absetzung für einen Rundtisch. [20]

3.2 Portalfräsmaschinen

Die Benennung von Portalfräsmaschinen führt nach dem Portal, das durch die Ausführung des Fräskopfes an einem Querbalken zwischen zwei Ständer gebildet wird.

In Abb. 3.10 ist eine schematische Darstellung der Portalfräsmaschine dargestellt

3.2.1 Portalfräsmaschinen mit starren Ständer

Sind Fräsmaschinen mit einer Werkstück- und zwei Werkzeugachsen, die mit einem starren in Portalbauweise ausgeführten Ständer konzipiert werden.

In Abb.3.11 ist eine Portalfräsmaschine in Tisch- Bauweise mit starrem Ständer von der Firma DROOP & REIN dargestellt.

„Der Ständer 1 dieser Maschine ist in Portalbauweise ausgeführt. Er besteht aus dem Maschinenfuß und dem angeschraubten Querhaupt, an welchem ein Kreuzsupport 2 entlang der Y-Achse geführt wird. Der Spindelkasten 3 wird auf dem Kreuzsupport längs der Z-Achse geführt. Der Tisch 5 bewegt sich auf dem feststehenden Bett in X-Richtung. Der Gabelfräskopf 4 ist um A-, B- und C-Achse schwenkbar. Der Schaltschrank 7 mit allen Anschlüssen für die elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Versorgungen des Spindelkastens befindet sich über dem Spindelkasten. Die Vorschubantriebe werden durch die Servomotoren 6 angetrieben. Die Steuerung 8 ist mit einem Handhabungsgerät zum Positionieren 9 ausgerüstet“. [12]

3.2.2 Portalfräsmaschinen in Gantry Bauweise

Als Gantry-Antrieb bezeichnet man eine Werkzeugmaschine, bei der sich ein Bewegungssystem einer geometrischen Achse speziell bewegt. Dabei wird der gesamte Ständer der Maschine bewegt oder bei einer Portalbauform wie einer Portalfräsmaschine wird beider Ständer zugleich bewegt. [16]

In der Gantry Bauweise wird das Werkstück auf einem starren Tisch gespannt und alle drei Bewegungsachsen werden dem verfahrbaren Maschinenportal zugeordnet. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die gesamte Maschine nur noch so lang sein muss, wie das längste zu bearbeitende Werkstück bzw. die Aufspannplatte. [2]

Die Abb.3.12 zeigt den schematischen Aufbau von Portalfräsmaschine in Gantry Bauweise

In Abb.3.13 und Abb.3.14 sind Portalfräsmaschinen mit Gantry Bauweise dargestellt.

3.3 Konsolfräsmaschinen

Konsolfräsmaschinen werden infolge ihres relativ niedrigen Preises und ihrer großen Universalität und Flexibilität bei der Bearbeitung kleiner bis mittelgroßer Werkstücke sowie zur Werkzeugfertigung und für den Werkstattbetrieb bevorzugt in verschiedenen Bauweisen eingesetzt, obwohl sie wegen ihrer geringeren Steifigkeit zunehmend von stabileren Systemen verdrängt werden. Je nach Anordnung der Hauptspindel unterteilt man die Konsolfräsmaschinen üblicherweise nach waagrechten, senkrechten und kombinierten Konsolfräsmaschinen.

Abb.3.15 zeigt die Grundbauform von Konsolfräsmaschinen.

Bauweisen der Konsolfräsmaschine:

Die Konsolfräsmaschinen bestehen aus einem Ständer mit gegossener Grundplatte, einem Ausleger, einem Kreuzschlitten, der die Führung für den in der X-Achse verfahrbarem Längstisch trägt und die Querbewegung in der Y-Achse ausführt und aus einer Konsole für die Vertikalbewegung in der Z-Achse (siehe Abb.3.17 ). Die Konsolfräsmaschine eignet sich zum Fräsen verschiedenen Aufgaben.

Die Abb.3.16 zeigt schematische Darstellungen für eine waagerechte, eine senkrechte und eine kombinierte Konsolfräsmaschine.

a)Waagrechte Konsolfräsmaschine

b)Senkrechte Konsolfräsmaschine

c)Kombinierte Konsolfräsmaschine

Die Fräsdorngegenlagen werden bei den waagrechten Konsolfräsmaschinen auf dem verschiebbaren Ausleger aufgenommen aber bei den senkrechten und bei den kombinierten Konsolfräsmaschinen werden die schwenkbaren Fräskopfe auf dem Ausleger aufgenommen. [12]

Die Fräsköpfe können bei den senkrechten Konsolfräsmaschinen um eine horizontale Achse drehen, so dass die Spindel auch in eine schräge Lage gebracht werden können.

In Abb.3.17 ist eine Konsolfräsmaschine dargestellt.

Die waagerechte Konsolfräsmaschine besitzt einen Hauptantrieb für die waagrechte Hauptspindel. Die kombinierte Konsolmaschine besitzen zwei Hauptantriebe: Hauptantrieb für die waagerechte Hauptspindel und Hauptantrieb für die senkrechte Hauptspindel.

Die Abb.3.18 zeigt die perspektivische Darstellung einer modernen kombinierten Konsolfräsmaschine.

Die beide Hauptspindel 1 und 2 sind im schwenkbaren Fräskopf 3 gelagert. Der Fräskopf 3 ist auf dem Ausleger 4 aufgenommen. Er schwenkt um +/-90°. Die Konsole 5 bewegt sich senkrecht auf den Führungen des Ständers 6 in der Z-Achse, der Kreuzschlitten 7 bewegt sich quer auf den Führungen der Konsole in der Y-Achse, der Längstisch 8 bewegt sich längst auf den Führungen des Kreuzschlittens in der X-Achse.[6]

Die kombinierten Konsolfräsmaschinen werden häufig in Instandsetzungsarbeiten, Reparaturen eingesetzt.

3.4 Sonderfräsmaschinen

Die Sonderfräsmaschinen werden beim Fräsen Aufgaben entweder infolge der Form und der Art der Werkstücke, wie Turbinenteile, Rotoren für Generatoren, Kurbelwellen, Flugzeugteile u.a. oder aus technologischen Gründen am wirtschaftlichsten als speziell gestaltete Fräsmaschinen konzipiert. So gibt es z.B. Kopierfräsmaschinen, Wälzfräsmaschinen zur Herstellung von Zahnrädern, Gewindefräsmaschinen, Kurbelwellenfräsmaschinen, Nutenfräsmaschinen, Plattenfräsmaschinen.

3.4.1 Kopierfräsmaschinen

Für die Bearbeitungsverfahren wurden die Vorschub- und Verfahrwege bei den bisher beschriebenen Maschinen entweder von Hand oder automatisch (NC-Programm) vorgegeben. Es gibt noch eine Technik, die im Großwerkzeug- und Formenbau mit seinen komplizierten räumlich gekrümmten Flächen angewendet wird. Diese Technik bezeichnet man sie als Kopiertechnik, bei der die zu erstellende Oberflächengeometrie synchron mit einem Taster von einem Modell abgegriffen wird. Die Auslenkung des Tasters wird dabei in Steuerungsbefehle der Maschine umgesetzt.

Je nach Anordnung der Hauptspindel gibt es waagerechte und vertikale Kopierfräsmaschinen. Als Ausleger- und Portalfräsmaschinen sind die Vertikal- Fräsmaschinen zur Verfügung. Auf verschiedenen Seiten des Auslegers liegen Fühler und Werkzeug. Der Einsatz von verfahrbaren Ständern, separaten Fühlermaschinen oder mehrspindligen Systemen wurden als andere Lösungen vorgesehen. Eine Maschine, die hoher statischer und dynamischer Steifigkeit besitzt und nur ein Konzept mit einem geschlossenen Kraftfluß bietet, wird von den steigenden Zerspanleistungen vorausgesetzt.

Diese Gründe führen zum verstärkten Einsatz von Portalfräsmaschinen. Durch den vermehrten Einsatz von CAD/CAM -Systemen nimmt in der Zukunft die Bedeutung der Kopiertechnik ab. [5]

In Abb.3.19 ist eine Kopierfräsmaschine dargestellt.

Abbildung 3.19 Kopierfräsmaschine [22]

3.4.2 Wälzfräsmaschinen zur Herstellung von Zahnrädern

Verschiedene Fräsen Aufgaben wie z.B. Stirnräder, Schneckenräder und Kegelräder können von diesen Maschinen durchgeführt werden. Die kinematischen Vorgänge des Verfahrens sind neben der bekannten Steifigkeit für die Konstruktion dieser Maschine grundsätzlich. Das hat für den Antrieb die Bedeutung von einer Verkettung verschiedenen Bewegungen. Das Werkzeug und das Werkstück werden zunächst wie ein Schneckentrieb zusammenarbeiten. Es muss zerspannt und nicht gekämmt werden. Das bedeutet eine der Zähnezahl des herzustellenden Zahnrades muss einstellbar sein, um die entsprechende Übersetzung zwischen Hauptspindel und Werkstückspindel einzustellen. Auf dem Frässchlitten ist der Fräskopf schwenkbar, damit der Wälzfräser um seinen Steigungswinkel schräg zur Vorschubrichtung verstellt werden kann. [5]

In Abb.3.20 ist eine Wälzfräsmaschine von der Firma KOEPFER dargestellt.

Abbildung 3.20 Wälzfräsmaschine (KOEPFER) [23]

3.4.3 Gewindefräsmaschinen

Gewindefräsmaschinen stehen als Kurzgewindefräsmaschinen und Langgewindefräsmaschinen zur Verfügung. In den beiden Maschinen geht der Hauptantrieb zur Frässpindel. Bei den Kurzgewindefräsmaschinen ist die Frässpindel parallel zur Werkstückachse und bei den Langgewindefräsmaschinen ist sie um den Steigungswinkel schräg dazu geneigt.

Ø Langgewindefräsmaschinen:

Die Langgewindefräsmaschine hat den Aufbau wie eine Spitzendrehbank, eben weil das Werkstück diese Bedingung stellt. Der langsame Rundvorschub wird auch hier von der Werkstückspindel erzeugt. Der Frässchlitten ist einem Support einer Drehmaschine ähnlich, weil er auch über Wechselräder und Leitspindel von der Werkstückspindel angetrieben wird. Der Frässpindel ist wie oben erläutert um den Steigungswinkel schräg dazu geneigt werden kann. Der Frässchlitten kann sich auch selbstverständlich für verschiedene Gewindedurchmesser und Gewindetiefen quer bewegen. Rechts- und Linksgewinde können mit dem scheibenförmigen Profilfräser gefräst werden. Die beide Lauffräsen (Gleich- und Gegenlauffräsen) sind dabei möglich. Innengewindefräsen sind auch möglich aber das Werkstück muss fliegend gespannt werden. Ein kritischer Punkt ist dabei zu beachten.

Sehr lange Gewinde sind nicht fräsbar, weil sie von der Spindel des Innengewindefräsapparates verhindert wird. Diese Länge ist vom Gewindedurchmesser abhängig. [5]

Ø Kreuzgewindefräsmaschinen:

Im Gegensatz zur Langgewindefräsmaschinen besitzen die Kreuzgewindefräsmaschinen einen Spindelstock, der das fliegend eingespannte Werkstück mit dem langsamen Rundvorschub antreibt, so dass auch Innengewinde gefräst werden können , wenn der Fräserdurchmesser entsprechend klein ist.

Im Vergleich mit dem Wälzfräser für Zahnräder sind die Schneiden nicht schraubenförmig angeordnet, sondern wie auf einer Rundzahnstange, dessen Zahnabstand der Gewindesteigung entspricht.

Während einer Werkstückumdrehung um eine Steigungshöhe muss die Frässpindel neben der hohen Schnittdrehzahl noch einen Pinolenvorschub erzeugen und sie fährt auch zur gleichen Zeit auf einem Querschlitten so lange radial in das Werkstück, bis nach etwa 1/6 Umdrehungen des Werkstückes die gewünschte Schnitttiefe erreicht ist. Mit konstanter Schnitttiefe wird weitergefräst, bis das Gewinde fertig ist, infolge des Schnittauslaufs ist es nach etwa 5/4 Umdrehungen der Werkstückspindel. Der Querschnitt kann dann wieder herausfahren. [5]

4 Bohr und Fräswerke

Die Bohr- und Fräswerke eignen sich hervorragend für die vier- und fünfseitige Bearbeitung mittelgroßer und großer Werkstücke in einer Aufspannung. Der Aufbau der Bohr- und Fräswerke ist wie den Aufbau den Tisch-Fräsmaschinen mit einer Werkstückachse und mit zwei Werkzeugachsen. Man unterscheidet zwischen folgenden Bauformen:

¨ Bohr und Fräswerke mit querverfahrbarem Ständer (siehe Abb.4.1)

¨ Bohr und Fräswerke mit starren Ständer (siehe Abb.4.2)

¨ Bohr und Fräswerke mit starren Tisch (siehe Abb.4.3)

1 Tisch 2 Spindelstock 3 Ständer 4 Bohrspindel

Abbildung 4.1 CNC-Waagrecht Bohr- und Fräswerke mit querverfahrbarem Ständer (Kekeisen) [13]

Diese CNC-Waagerecht Bohr- und Fräswerke mit querverfahrbarem Ständer besitzt einen NC-Rundtisch, einen Werkzeugwechsler mit Magazingrößen von 30 bis 100 Plätzen. Die Aufnahme von großen Werkzeugen ist auch möglich. Das Kettenmagazin wird bei großer Werkzeuganzahl als Doppelschleife angesetzt. Die Bestückung erfolgt stets von der Rückseite her. An der linken Seite der Maschine werden der Werkzeugwechsler und das Magazin angeschraubt.

Abbildung 4.2 Bohr- und Fräswerk mit starrem Ständer [12]

Eine fünfseitige Bearbeitung ist durch einen Universal- Fräs und Bohrkopf in Verbindung mit dem Rundtisch möglich sowie das Fräsen von schrägen Flächen in einer Aufspannung.

Die Bohr- und Fräswerke besitzen generell entweder einen längsverfahrbaren Frästisch oder einen längsverfahrbaren Rundtisch. Der modulare und ein vielfältiges Programm an Zusatzeinrichtungen bieten die Gelegenheit der Anpassung an das jeweilige Teilspektrum.

Abbildung 4.3 schematische Darstellung des Bohr- und Fräswerkes mit starren Tisch [12]

Die Bohr- und Fräswerke mit starren Tisch und drei Werkzeugachsen werden bevorzugt bei der Bearbeitung schwere Werkstücken eingesetzt. [12]

5 Bearbeitungszentren von Fräsmaschinen

„Bearbeitungszentren sind numerische gesteuerte Werkzeugmaschinen zum Bohren und Fräsen, die mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung in Verbindung mit einem Werkzeugmagazin und einem Drehtisch für die Rundumbearbeitung ausgerüstet sind. In einer Aufspannung des Werkstücks werden verschiedene Fräs -und Bohroperation durchgeführt“. [14]

Bearbeitungszentren werden zu den NC-Universalmaschinen zugeordnet. Die Bearbeitungszentren besitzen hervorragend sehr hohe Flexibilität, die die Anpassung der Maschine an die zu bearbeitenden Werkstücke ermöglicht. Sie sind auch durch ihre relativ geringe Produktivität angesehen. Die Einsatzmöglichkeiten für die moderne Bearbeitungszentren sind massenhaft wie z.B. Fertigungsaufgaben in der Mittel- und Großserienfertigung bei den Flugzeugbau, Automobilindustrie, Pneumatik- und Medizintechnik und in deren Zulieferunternehmen. [2][14]

Die Bearbeitungszentren unterteilt man üblicherweise nach:

* Der Anordnung der Hauptspindel in horizontale Bearbeitungszentren und vertikale Bearbeitungszentren

* Der Achsenzuordnung,

* Der Bauweise der Grundmaschine,

* Der Anordnung des Werkzeugwechsels,

* Der Anordnung des Werkzeugmagazins.[2]

5.1 Horizontal-Bearbeitungszentren

Horizontal-Bearbeitungszentren besitzen eine waagrechte Hauptspindel. Die Bauweise der Horizontal-Bearbeitungszentren ist infolge der Zuordnung der Achsen auf das Werkzeug oder auf das Werkstück und der Gestellbauweise unterschiedlich.

Horizontal-Bearbeitungszentren besitzen grundsätzlich größere Werkstückspeicher als Vertikal-Bearbeitungszentren und ihre Werkstückwechselsysteme sind Standard. Im Großserieneinsatz verringern sich dadurch die Produktionsnebenzeiten [2]

Die in Abb.5.1 dargestellte Bauform des Bearbeitungszentrums mit horizontaler Arbeitsspindel ist als Gantry-Bauweise mit allen Achsen im Werkzeug. Das Werkstück sitzt auf einem Tisch, der als 4.Bewegungsachse ausgelegt ist.

Abbildung 5.2 Bearbeitungszentrum mit horizontaler Hauptspindel, seitlich geführtem Spindelstock und querverfahrbarem Ständer (Wotan) [6]

„Der seitlich geführte Spindelstock 1 mit waagerechter Hauptspindel 2 bewegt sich am Maschinenständer 3 in der senkrechten Y-Achse. Der Maschinenständer 3 bewegt sich quer mit dem Ständerschlitten 4 in der Z-Achse, der Maschinentisch 5, der auf einem Rundtisch aufgebaut wird, übernimmt die Bewegung in der X-Achse. Die in der Pinole 6 hydrostatisch gelagerte Hauptspindel bewegt sich in der W-Achse. Ständerbett 7 und Tischbett 8 sind in Kreuzbettanordnung zueinander angeordnet. Zum Werkzeugwechsel entnimmt der am Zubringer 9 drehbare Doppelgreifer 10 das Werkzeug aus dem Kettenmagazin 11. Der manuelle und der automatische Betrieb kann durch die schwenkbare Bedienpult 12 gesteuert werden“ [6]. Bis zu 60 Werkzeuge können vom Kettenmagazin aufgenommen werden. Aus der Hauptspindel wird das gebrauchte Werkzeug durch die leere Doppelgreiferzange gebracht. Der Doppelgreifer schwenkt um 180°. Die Hauptspindel nimmt das neue Werkzeug auf und das gebrauchte Werkzeug wird dem Kettenmagazin übergegeben. Die seitliche Befestigung des Werkzeugmagazins am Maschinenständer und das Anschrauben des Zubringers am Spindelstock ermöglicht es, dass das Werkzeug in jeder Stellung des Ständers und des Spindelstockes gewechselt werden kann. Die Belastung der beweglichen Teile der Maschine mit zusätzlichen Gewichten wenn hohe Genauigkeitsansprüche an die Maschine gestellt werden, ist nicht gestattet. Das ist unvorteilhaft bei dieser Maschine. [6]

5.2 Vertikal-Bearbeitungszentren

Vertikal- Bearbeitungszentren besitzen eine vertikale Hauptspindel und als Bauform haben sie die Gantry-Bauweise mit allen 3 Bewegungsachsen im Werkzeug. Die Führungen liegen auf stabilen Seitenständern. Der Y-Achsenantrieb ist auf die zwei Seiten des Querträgers verfügbar. Das Werkstück wird auf einem Starrtisch angebracht. Die Ständer und der Tisch werden auf einem starren Bett in Kastenbauweise, das als Grundkörper eingebaut wird, befestigt.

In Abb.5.4 ist ein Bearbeitungszentrum mit vertikaler Hauptspindel, frontal geführtem Spindelstock, starrem Tisch und querverfahrbarem Ständer von der Firma CHIRON dargestellt.

Abbildung 5.4 Bearbeitungszentrum mit vertikaler Hauptspindel, frontal geführtem Spindelstock, starrem Tisch und querverfahrbarem Ständer (Chiron) [6]

„Der Spindelstock 1 mit senkrechter Hauptspindel 2 bewegt sich am Maschinenständer 3 in der Z-Achse. Der Maschinenständer verfährt auf einem Kreuzschlitten quer in der Y-Achse, das untere Teil des Kreuzschlittens übernimmt die Bewegungen in der X-Längsachse. Auf dem Maschinenbett 4 wird der starre Arbeitstisch 5 mit den Spannvorrichtungen 6 aufgebaut. Der Werkzeugwechsler 7 hat ein Magazin mit 20 Arbeitsplätzen, die um die Hauptspindel angeordnet sind. Jeder Magazinplatz verfügt über einen separaten Greifarm 8. Das schwenkbare Bedienpult 9 ist mit einem Bildschirm und einer Maschinensteuertafel ausgerüstet. Der Elektroschrank ist weiter hinten an den Maschinen angebaut. Der Späneförderer 10 befindet sich unter die Tischkante“. [6]

Bei der Bearbeitung von schweren Werkstücken wird der Tisch belastet. Die Verwendung von Maschinen mit starren Tisch und drei Werkzeugachsen ist bevorzugt. Dieses Bearbeitungszentrum ist zum Bohren, Reiben, Gewinden und Fräsen konzipiert.

5.3 Mehrspindelbearbeitungszentren

Die Mehrspindelbearbeitungszentren eignen sich hervorragend, wenn für die Bearbeitung auf einspindligen Bearbeitungszentren die Gesamtstückzahlen der zu fertigenden Werkstücke riesig sind. Im Vergleich zu den einspindligen Bearbeitungszentren hat die Anwendung von Mehrspindelbearbeitungszentren folgende Vorteile:

¨ Die Kosten sind für die Herstellung und für den Betrieb relativ niedriger.

¨ Der Platzbedarf sowie der Personenbedarf ist geringer.

¨ Die Zeit ist für den Auftragsdurchlauf sowie für den Werkzeug- und Werkstückwechsel relativ kürzer

Die Abb.5.5 enthält eine Darstellung für ein Zweispindel-Bearbeitungszentrum mit drei Werkzeugen, mit horizontalen Hauptspindel, seitlich geführten Spindelstock und längsverfahrbarem Ständer.

Der Kreuzschlitten setzt sich der aus der zweispindligen Bearbeitungseinheit 1 und dem Kreuzschlittenteil 2 zusammen und wird am Ständer 3 in der senkrechten Y-Achse geführt. Der Fahrständer bewegt sich längs in der X-Achse.

Die zweispindlige Bearbeitungseinheit wird am Kreuzschlittenteil in der Z-Achse geführt. Auf dem Plattenrundtisch 4 wird den Aufspannturm 5 befestigt.

Der Aufspannturm nimmt bis zu acht Werkstücke 6 auf. Auf dem Schwenktisch 7 sind zwei Rundtische vorhanden. Zwei Werkstücke werden gleichzeitig von den zwei horizontal vorhandenen Arbeitsspindeln bearbeitet.

In einer Spannlage des Werkstückes können 3 Seiten bearbeitet werden, d.h. in einer Stellung des Aufspannturmes werden sechs Werkstücke an den der Arbeitsspindel zugewandten Seiten bearbeitet[12]

Das Werkzeugmagazin 8 ist als Trommelmagazin mit 48 Werkzeugplätzen ausgeführt. Der Bediener ist durch eine Trennwand zwischen den beiden Aufspanntürmen vor spänen geschützt, die über den Späneförderer 9 entsorgt werden

6 Hauptspindel der Fräsmaschinen

Die Hauptspindel(Arbeitsspindel) ist die letzte Welle des Hauptantriebes. Sie ist eine Schlüsselkomponente einer modernen Werkzeugmaschine. Die Herstellungsgenauigkeit hängt von der Führungsgenauigkeit der Hauptspindel ab.

Die Hauptspindeln führen die rotatorische Schnittbewegung aus und vorbereiten das Schnittmoment für die Bearbeitung und sie werden direkt zum Werkstück oder Werkzeug verbunden. Die Hauptspindeln stellen die Schnittstelle zwischen Werkstück und Werkzeugmaschine dar. Die Kräfte und Momente, die bei der Zerspanung entstehen, werden von den Hauptspindeln aufgenommen. Qualitative Besonderheiten folgen aus der Reaktion den Hauptspindeln auf statische, dynamische und thermische Belastungen.

Die Hauptspindel müssen folgende Anforderungen eintreffen:

¨ Bei Drehmaschinen die Werkstücke, bei Bohr-, Fräs- und Schleifmaschinen die Werkzeuge mit großer Genauigkeit aufzunehmen und geometrisch zu fixieren.

¨ Hohe Fertigungsgenauigkeit.

¨ Große statische und dynamische Steifigkeit des Spindel-Lager-Systems.

Einteilung der Hauptspindel:

Die Werkzeugtragenden Hauptspindeln sind bei den Drehmaschinen dominant und bei Bohr- und Fräsmaschinen typisch.

Man unterteilt die Hauptspindeln üblicherweise nach der Art der Lagerung (siehe Abb.6.1):

¨ Wälzlagerung

¨ Hydrostatische Gleitlagerung

¨ Hydrodynamische Gleitlagerung

¨ Aerostatische Lagerung

¨ Magnetlagerung

Die größtenteils aller Werkzeugmaschinen- Hauptspindeln sind wälzgelagert:

Vorteile der wälzgelagerten Hauptspindeln:

¨ Ein geeignetes Wälzlager ist für jeden Betriebsfall, d.h. für jede Kraft, Drehzahl und für jede Genauigkeitsanforderung vorhanden.

¨ Die wälzgelagerte Hauptspindeln haben genormte Abmessungen und ruhiger Lauf

¨ Die wälzgelagerte Hauptspindeln besitzen hoher Wirkungsgrad und geringer Schmiermittelbedarf

Nachteile der wälzgelagerten Hauptspindeln:

¨ Geringere Schwingungsdämpfung

¨ Ruckendes Gleiten bei niedrigen Drehzahlen.

Abbildung 6.1 Einteilung der Hauptspindel nach der Kontaktart in der Lagerung [3]

Die Hauptspindel wird bezüglich der zu realisierenden Steifigkeit und Genauigkeit festgelegt. Eine Durchmesserabstufung vom Spindelflansch in Richtung Nebenlager hat sich auch hinsichtlich der Montage durchgesetzt. Ausgangspunkt der Auslegung ist oft das Festsetzen der Aufnahmeflächen für Werkstück- oder Werkzeugadapter. [3] Bei den Hauptspindeln werden meistens Werkstoffe verwendet, die sich infolge ihres hohen E-Moduls und der erreichbaren Verschleißfestigkeit durchgesetzt haben. Das Einsetzen von Verbundwerkstoffen(glasfaserverstärkte Kunststoffe) und Guss (Grauguss mit Kugelgraphit) sind bisher Einzelfällen vorbehalten

Für den Antrieb der Hauptspindeln (siehe Abb.6.2) gibt es folgende Möglichkeiten:

Der Direktantrieb (Hauptspindel ist gleichzeitig Rotor) (siehe Abb.6.3)

Dieser Antrieb hat folgende Besonderheiten zur Verfügung:

¨ Die Leistungs- Drehmomenten- Kennlinie des Motors wird gleichbleibend zur Spindel umgewandelt und stellt damit die Zerspanungsaufgaben bereit.

¨ Die Zugänglichkeit zur Spindel für die Ausführung der Werkzeugspannung oder für das Bringen von Stangenmaterial bei Drehmaschinen wird durch diese Aufstellung des Motors verbaut. Hohlwellenmotoren schaffen hierfür Alternativen.

Den Indirekten Antrieb (siehe Abb.6.3)

Eine Getriebestufe mit Konstantübersetzung setzt zwischen dem Motor und der Spindel (Abb.6.4) .Konstruktiv wird dies durch einen Riementrieb (Keil- oder Zahnriemen) gelöst. Durch eine nicht schaltbare Zahnradübersetzung ist diese Variante auch möglich.

Dieser Antrieb ist bezeichnet durch:

¨ Die Leistungs- Drehmomenten- Kennlinie des Motors wird entsprechend der Übersetzung des Anpasstriebes ohne Aufweitung verschoben (Abb.6.5). Im Regelfall wird der Nenndrehzahl des Motors zu kleineren Drehzahlen verschoben.

¨ Die Anpassung des Bereichs konstanter Leistung an die Anforderungen der Bearbeitung ist möglich aber das ist mit einer Veränderung im Regelfall Verringerung der Maximaldrehzahl verbunden.

¨ Zugangsmöglichkeit zum Spindelinneren für die Ausführung der Werkzeugspannung oder das Zuführen von Stangenmaterial.

¨ Verschiedene Möglichkeiten für die räumliche Anordnung des Motors in der Antriebeinheit.

Abbildung 6.5 Verschiebung der Leistungskennlinie an der Arbeitsspindel [4]

Bei der Wälz-Lagerung unterscheidet man zwischen folgenden Verfahren:

Ø Fest-Loslager-Verfahren (siehe Abb.6.6)

Ø Angestellte Lagerung (siehe Abb.6.7)

Die vordere Lagerstelle wird bei der Klassischen Fest-Loslagerung als Festlager bearbeitet und die hintere als loslager.

Abbildung 6.6 Fest-Loslager-Prinzip einer Bohrmaschinenhauptspindel (nach FAG Schweinfurt) [2]

Zur Aufnahme der radialen (zweireihigen Zylinderrollenlager) und axialen Belastung (zweireihiges Axial- Schrägkugellager) an der vorderen Lagerstelle werden getrennte Lagerarten angewendet. Die axiale und radiale Steifigkeit lassen sich damit gut aufeinander anpassen und zusammen eine günstige Laststeife erreichen. Einbauraum und Drehzahlhöchstwert werden hingegen negativ beeinflusst. Die hintere Lagerung unter Verwendung von einem zweireihigen Zylinderrollenlager bewirkt durch die fehlende Lagerbordausführung am Außenring als Loslager. [2]

Bei der angestellten Lagerung werden bestimmte Lagerausführungen (Kegelrollen- und Schrägkugellager) beim Einbau gegeneinander angestellt. Wenn die beiden an der vorderen und hinteren Lagerstelle liegen, ist eine Trennung in Fest- und Loslager nicht gegeben (Abb.6.6 & Abb.6.7)

Die beiden Lager werden durch ihre axiale Verspannung bei der Montage angestellt. Jedes der beiden Lager kann axiale Betriebskräfte in jeweils unterschiedlichen Richtungen aufnehmen. [2][3][4][6]
7 Entwicklungen, Forschungsthemen und Forschungstrends

Heutzutage und auch in Zukunft werden ein Großteil der HSC-Spindeln wälzgelagert sein, da sich Wälzlager infolge ihrer ausgewogenen Merkmalen hinsichtlich Konstruktions- und Integrationsaufwand, Drehzahleignung, Steifigkeit, Verlustleistung und Preis im Vergleich zu anderen Lagerungsprinzipien hervorheben. Für die gewöhnlich in HSC-Spindeln bediensteten Schrägkugellager heißt dies einen Betrieb bei Drehzahlkennwerten von 2,5 x 106 mm/min und darüber. Deshalb wird die Leistungsfähigkeit üblicher Spindel-Lager-Systeme vollständig ausgereizt. Um bei diesen Forderungen einen unbehinderten Betrieb der Lagerung versichern zu können, erfordere es eines Höchstmaßes an Verfahren bei der Auslegung von Spindel-Lager-Systemen sowie erheblichster Genauigkeit bei der Fertigung. [24]

An den Instituten für Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (ISW), Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (IWB) und Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik (IWM) werden an verschiedenen Projekten geforscht. Einige werden hier zusammengefasst.

„Entwicklung schnell laufender, wälzgelagerter Hauptspindeln für Werkzeugmaschinen“ [24]

Das Ziel des Projektes ist das Abstimmen der konventionellen Spindel-Lager-Systeme an höchste Drehzahlen und die Bearbeitung den Vorschlägen, wie diese Systeme und deren Umgebungen gestaltet sein müssen.

In (Abb.7.1) ist eine Hauptspindel dargestellt.

Entsprechend werden während dieses Projektes verschiedene Forschungsschwerpunkte untersucht:

¨ Getrennte Untersuchung des dynamischen Einflusses der Lagerung und der Spindel- Maschinen-Schnittstelle auf das Betriebsverhalten von Motorspindeln .

¨ Erprobung von Lagern mit 3 Wälzkontakten für den Einsatz in der Hauptspindel.

¨ Optimierung der Öl-Luft Schmierung von Zylinderrollenlagern.

¨ Fettschmierung von Zylinderrollenlagern.

„Gestaltungsvarianten für Spindellager zur Steigerung der erreichbaren Drehzahlen“[24]

Die verfügbare Spindelleistung und ihres Betriebsverhalten beeinflusst die erreichbare Zerspanleistung und die Bearbeitungsgenauigkeit in entscheidendem Maße. Dies ist aber von den Merkmalen der eingesetzten Spindellager und ihren Einbaubedingungen in der Spindel abhängig.

Das Projekt beschäftigt sich mit der experimentellen Untersuchung der Berechnungs- und Optimierungsansätze verschiedener Spindellagerkonzepte, wie beispielsweise konventioneller Spindellager, Lager mit modifizierter Geometrie oder Mehrpunkt.

„Integrierte Simulation des Systems "Werkzeugmaschine - Antriebe - Zerspanprozess" auf der Grundlage ordnungsreduzierter FEM-Strukturmodelle“ [25]

Mit diesem Projekt soll ein Konzept zur Simulation und Optimierung von Werkzeugmaschinen unter industriellen Effektivitäts- und Effizienzgesichtspunkten realisiert werden. Entsprechend sind die Automatisierung der Modellreduktion, um eine effiziente Simulation im Zeitbereich zu garantieren, die FEM-Modellierung elektromechanischer Voschubantriebssysteme durch Entwicklung eines parametrischen Modellierungskonzepts und die Berücksichtigung von Prozesskräften von Bedeutung.

Die (Abb.7.2) enthält die Lösungsidee zur effizienten FEM-Modellierung der Übertragungssysteme.

„Adaptronik für Werkzeugmaschinen“ [25]

Eine industrielle Anwendung an Werkzeugmaschinen ist kaum vorhanden, obwohl die Vorteile aktiver Schwingungsdämpfung auf der Hand liegen. Ein hauptsächlicher Grund dafür liegt in der fehlenden Systematik zur Auslegung adaptiver Dämpfungssysteme.

Das Ziel dieses Projekt ist es, eine ganzheitliche Simulationsmethodik zur anforderungsgerechten Konstruktion aktiver Dämpfungssysteme an Werkzeugmaschinen zu entwickeln.

„Eco-Efficient Machine Tools by means of radical mass and energy needs reduction (EcoFit) “[26]

Im Rahmen dieses Projekt wird die Masse von Werkzeugmaschinen massiv reduziert. Daher wird die Leistungsaufnahme der Maschinen geringer.
Zur Entwicklung industriell eingesetzter Maschinen soll einen neuen Ansatz geschafft werden. In der Zukunft sollen Maschinen in Leichtbauweise mit kontrollierter Flexibilität an Stelle von bisher entwickelten steifen und massiven Maschinen entwickelt werden. Dementsprechend ist eine energiesparende, umweltschonendere und effizientere Produktion möglich.
Maschinen in Leichtbauweise haben die Eigenschaft, dass durch die Verringerung von bewegten Massen zum Einen eine höhere Energieeffizienz der Maschine und zum Anderen eine höhere Lebensdauer von Maschinenteilen durch geringere Belastung erreicht werden. Außerdem vermindern die ebenso reduzierten Trägheitskräfte das Verletzungsrisiko bei Unfällen. Als Nachteil zählt die Auswirkung der reduzierten Gesamtmasse jedoch auf das Systemverhalten. Die dynamische Steifigkeit wird durch die Massenreduktion vermindert und damit neigt die Maschine zu einer erhöhten Schwinganfälligkeit. Um eine Lösung zu finden, müssen Methoden, die die Schwingungen des Systems durch Dämpfung unterdrücken, Schwingungen isolieren oder Schwingungen vollständig vermeiden, gebracht werden

„Mechatronik-Simulation von Werkzeugmaschinen“ [25]

Das Ziel dieses Projekt ist es, die entscheidenden Effekte der Parallelbearbeitung an einem Dreh-Fräszentrum zu untersuchen und die Grenzen der dynamischen Belastbarkeit zu erforschen und deren Ursachen zu klären. Infolge der Ergebnisse sollen Empfehlungen erarbeitet werden, um die dynamische Belastbarkeit und somit die Produktivität und die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern.

Die Abb.7.3 zeigt ein mechatronisches Simulationsmodell einer Werkzeugmaschine.

„Strukturbasierte Modellierung des für die Stabilität des Zerspanprozesses relevanten drehzahlabhängigen Übertragungsverhaltens eines Spindel/Werkzeug-Systems“ [27]

Im Rahmen dieses Projekt soll zuerst eine Modellierungs- und Parametrierungsstrategie für die Abbildung des drehzahlabhängigen Übertragungsverhaltens eines Spindel/Werkzeug-Systems entwickelt werden. Dabei wurde ein elastisches MKS-Modell verwendet, welches durch eine Kopplung mit einem Prozesskraftmodell die Berechnung von Ratterkarten durch Simulationen im Zeitbereich zulässt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll eine Modellierungs- und Parametrierungsstrategie für eine geeignete drehzahlabhängige Ersatzbeschreibung entwickelt werden, mit der eine zeiteffiziente Berechnung von Ratterkarten durch analytische/teilanalytische Verfahren möglich wird.

Die Abb.7.4 zeigt das Prinzipielle Vorgehen zur Ermittlung von Ersatzparameter.

„Simulationsgestützter Entwurf und anwendungsbezogene Optimierung aktiv magnetisch gelagerter elastischer WZM-Motorspindeln mit nichtlinearer Systemdynamik“ [27]

Das Ziel dieses Projekt ist es, eine insbesondere geeignete Simulationsumgebung zu entwickeln und zu verifizieren. Diese unterstützt den Entwurf und die Bewertung des Gesamtsystems „aktiv magnetisch gelagerte Spindel“ in Anwendungsfällen, in denen sich ein nichtlineares Verhalten der Regelstrecke befindet.

Dabei sollen für die Komponenten und Verhaltensbereiche elastischer Spindelkörper, Magnetlager, Verstärker, Hauptantriebsmotor, dynamische Prozesskräfte sowie nichtlineare Regler und Beobachter verknüpfbare und im Zeitbereich simulierbare Modelle und zugehörige Parametrierungsvorschriften entwickelt und mit Messungen an einer realen Spindel abgeglichen werden.

Die Abb.7.5 stellt das Modell der Magnetspindel und die Oberflächenqualität als Ergebnis eines simulierten Fertigungsprozesses dar.

Literaturquellen

[1] Weck, M., & Brecher, C. (2005). Werkzeugmaschinen Maschinenarten und Anwendungsbereiche. Heidelberg: Springer Verlag.

[2] (Hrsg.), K.-J. C. (2006). Taschenbuch der Werkzeugmaschinen. München ,Wien: Carl Hanser Verlag.

[3] Hirsch, A. (2000). Werkzeugmaschinen Grundlagen Lehr- und Übungsbuch. Braunschweig / Wiesbaden: Friedr. Vieweg & Sohn Verlag.

[4] Tschätsch, H. (2003). Werkzeugmaschinen der spanlosen und spanenden Formgebung. Dresden: Carl Hanser Verlag.

[5] Schicker, H. (2002). Fräsmaschinen und Fräsen. München: GRIN Verlag.

[6] Perovic, B. (2006). Handbuch Werkzeugmaschinen Berrechnung, Auslegung und Konstruktion. München ,Wien: Carl Hanser Verlag.

[7] Prof.Dr.-Ing.Abele. (WS0809). Skript zur Vorlesung Werkzeugmaschinen und Industrieroboter. Darmstadt: Technische Universität Darmstadt.

[8] Schönherr, H. (2002). Spanende Fertigung. München : Oldenbourg Verlag.

[9] Fritz, A. H., & Schulze, G. (. (2007). Fertigungstechnik. Heidelberg: Springer Verlag.

[10] FRANKEN, E. (2004). Handbuch der Gewindetechnik und Frästechnik (Anwendungen . Tipps . Tabellen). Erlangen: Publicis Corporate Publishing.

[11] Perovic, B. (Dezember 2001). Bauarten spanender Werkzeugmaschinen Steifigkeiten, Steuerungen und Bauformen. Renningen: Expert Verlag.

[12] Perovic, B. (2009). Spanende Werkzeugmaschinen Ausführungsformen und Vergleichstabellen. Berlin Heidelberg: Springer.

[13] http://www.referate10.com/referate/Kunst/5/Referat-Frasen-reon.php Stand 12/2009

[14] www.Studentshelp.de Stand 12/2009

[15] http://www.studentshelp.de/p/referate/02/6060.htm Stand 12/2009

[16] www.wikipedia.de Stand 12/2009

[17] www.uni-potsdam.deualmitarbeiterzeisslerlehrevmhmaterialfraesen.pdf Stand 12/2009

[18] http://www.heinrich-meier.de/wDeutsch/produkte.php Stand 12/2009

[19] www.Reckermann.de Stand 12/2009

[20] www.Kekeisen.de Stand 12/2009

[21] www.ifw.uni-hannover.de Stand 12/2009

[22] www.snkc.jb Stand 12/2009

[23] www.emag.de Stand 12/2009

[24] www.wzl.rwth-aachen.de/de/index.htm Stand 12/2009

[25] http://www.iwb.tum.de Stand 12/2009

[26] http://www.isw.uni-stuttgart.de Stand 12/2009

[27] http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_maschinenwesen/iwm Stand 12/2009

[28] http://www.directindustry.de Stand 12/2009