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wt-online - Ausgabe 1/2-2008, S. 015-023

Kompletter Beitrag im pdf-Format 015_39797.pdf

Antriebstechnik, Werkzeugmaschinen

Modellbildung von Motorspindeln unter Betriebsbedingungen *

Motorspindeln sind eine Kernkomponente moderner Produktionsmaschinen für die spanende Fertigung. Neben der verfügbaren Leistung begrenzen selbsterregte Ratterschwingungen die Produktivität. Eine Möglichkeit das erreichbare Zeitspanvolumen zu erhöhen, ist die modellbasierte Berechnung von Stabilitätskarten. Basis für solche Berechnungen ist das Eigenverhalten des Systems. Durch Temperatur- und Drehzahleinflüsse ändert sich das Eigenverhalten jedoch im Betrieb. Der Fachbeitrag zeigt eine Methode auf, diese Änderungen bei der Modellbildung von Spindelsystemen zu berücksichtigen. Dazu wird ein „Timoshenko FE-Modell“ der Spindelwelle genutzt und die Lager als linear elastische Elemente mit veränderlichen Parametern dargestellt. Eine Methode zur berührungslosen Identifikation des drehenden Systems zeigt, dass die Modellberechnungen die relevanten Merkmale des Systems und die Einflüsse der Betriebsbedingungen in sehr guter Näherung abbilden.

Modeling of motorized spindles under the effects of operating conditions

Motorized spindles are a core component of modern cutting machine tools. Beside the available power chatter vibrations are limiting the productivity. One possibility to increase the metal removal rate is the calculation of stability lobe diagrams based on model calculated data of the system “spindle-tool”. Input is the dynamical behavior of the system. Due to temperature and rotation the dynamical behavior changes under operating conditions. This paper describes a method to take care of those changes while modeling high speed spindle systems. Therefore a Timoshenko beam based FE model is used and the spindle bearings are described as linear elastic elements with changing properties. An experimental method for non-contact identification (NCID) of the rotating system shows that the model calculations describe the relevant features of the real system under operating conditions quite good.

Autor:
Abele, E.; Kreis, M.; Schiffler, A.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
wt-online 1/2-2008, Seite 015-023
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