DE4436445A1 - Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen - Google Patents

Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen

Info

Publication number
DE4436445A1
DE4436445A1 DE4436445A DE4436445A DE4436445A1 DE 4436445 A1 DE4436445 A1 DE 4436445A1 DE 4436445 A DE4436445 A DE 4436445A DE 4436445 A DE4436445 A DE 4436445A DE 4436445 A1 DE4436445 A1 DE 4436445A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measurements
vibrations
cut
milling machine
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4436445A
Other languages
English (en)
Inventor
Reinhold Gesell
Helmut Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Widia GmbH
Original Assignee
Widia Heinlein GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Widia Heinlein GmbH filed Critical Widia Heinlein GmbH
Priority to DE4436445A priority Critical patent/DE4436445A1/de
Publication of DE4436445A1 publication Critical patent/DE4436445A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/12Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/098Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring noise
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2717/00Arrangements for indicating or measuring
    • B23Q2717/006Arrangements for indicating or measuring in milling machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewerten des dyna­ mischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen, ins­ besondere von Fräsern, wobei zunächst Schwingungen bzw. Körperschallsignale von dem spanenden Werkzeug aus minde­ stens einer Richtung X bzw. Y bzw. Z von einem Schwingungs­ aufnehmer erfaßt werden und wobei die Schwingungen/Körper­ schallsignale sodann gegebenenfalls verstärkt und schließ­ lich in einen Rechner zur Auswertung gegeben werden.
Zur objektiven Bewertung von spanend arbeitenden Werkzeugen wie z. B. von Fräsern ist man zur Zeit auf das Messen der Schnittkräfte durch direkte oder indirekte Ermittlung der Leistungsaufnahme und auf die Feststellung der Standzeiten beschränkt. Darüber hinaus kann auch die Bearbeitungsquali­ tät, d. h. die erzielbare Oberflächengüte zur Beurteilung herangezogen werden. Ein weiterer, wichtiger Gesichtspunkt ist darüber hinaus die "Laufruhe" eines Werkzeuges während der Bearbeitung. Die Ermittlung der Laufruhe läßt sich je­ doch zur Zeit nur subjektiv durchführen mit der Folge, daß die erzielbare Genauigkeit und Objektivität nicht besonders gut sind.
Darüber hinaus ist es ganz allgemein bekannt, Schwingungs­ messungen an Maschinen mit Hilfe von Schwingungsaufnehmern durchzuführen. Das Wissen um die tatsächlich auftretenden Schwingungen bei einer bestimmten Drehzahl eines Werkzeuges ergibt für sich allein aber noch kein brauchbares Kriterium für eine objektive Bewertung des durch den Zerspanprozeß hervorgerufenen, dynamischen Verhaltens des Werkzeuges.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, mit deren Hilfe es möglich ist, das dynamische Verhalten von Werkzeugen bei Zerspanprozessen objektiv zu bewerten.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ver­ gleichende Messungen zweier ähnlicher, d. h. einander ent­ sprechender Werkzeuge bei jeweils gleichen Schnittbedingun­ gen durchgeführt werden, wozu Schwingungen/Körperschall­ signale einerseits unter Last und andererseits bei jeweils gleicher Drehzahl ohne Last erfaßt werden und daß derartige Messungen mindestens bei einer Drehzahl durchgeführt wer­ den.
Eine objektive Bewertung des dynamischen Verhaltens des Werkzeuges aufgrund des Zerspanungsprozesses wird mit den besagten Maßnahmen dadurch erreicht, daß jeweils Schwin­ gungsmessungen am arbeitenden Werkzeug und bei gleicher Drehzahl an dem nicht arbeitenden Werkzeug erfolgen. Hier­ bei ergeben sich unterschiedliche Schwingungszahlen, die jeweils ein Kriterium für das betreffende Werkzeug dar­ stellen.
Anhand derartiger Kriterien, die schließlich bei unter­ schiedlichen Drehzahlen und/oder Vorschüben und/oder Ein­ griffsverhältnissen gewonnen werden können, lassen sich z. B. auch graphische Darstellungen erstellen, die sodann einen raschen und unkomplizierten Vergleich verschiedener, jedoch einander entsprechender Werkzeuge gestatten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines konkreten Aus­ führungsbeispieles und eines Fließschemas gemäß der einzi­ gen Figur näher erläutert.
Die beim Leerlauf z. B. durch Unwucht und die beim Zerspan­ prozeß bei jeweils definierten Drehzahlen am Werkzeug 1 auftretenden Schwingungen 2 werden an einer oder mehreren geeigneten Stellen der Maschine durch einen Schwingungsauf­ nehmer 3 erfaßt und als Signal 4 gegebenenfalls an einen Verstärker 5 und sodann als verstärktes Signal 6 an eine Meßdatenerfassungseinrichtung 7 weitergegeben. Der Schwin­ gungsaufnehmer 3 kann ein Beschleunigungsaufnehmer sein, der eine der jeweiligen dynamischen Beschleunigung propor­ tionale Ladungsverschiebung erzeugt, die in dem nachge­ schalteten Ladungsverstärker in eine proportionale Spannung oder Stromstärke gewandelt wird. Für den vorliegenden Fall sind auch Beschleunigungsaufnehmer mit integriertem La­ dungsverstärker geeignet. Grundsätzlich können jedoch auch alle anderen Vibrationsaufnehmer wie z. B. Geschwindigkeits­ aufnehmer, Wegaufnehmer usw. verwendet werden.
Die gewonnenen bzw. verstärkten Signale 6 werden sodann der Meßdatenerfassungseinrichtung 7 z. B. in Gestalt einer Meß­ datenerfassungskarte eines Personal-Computers 8 zugeführt und sodann werden die analogen Signale digitalisiert und anschließend mit einer geeigneten Software 9 weiterverar­ beitet und schließlich erfolgt eine Auswertung und gege­ benenfalls Speicherung in einem hierzu geeigneten Rechner­ teil 10. Die Ausgabe der ermittelten Ergebnisse erfolgt durch eine Anzeige bzw. einen Ausdruck mit Hilfe eines Mo­ nitors 11 oder eines Druckers 12 bzw. in sonstiger, geeig­ neter Weise.
Das Signal 4 bzw. das verstärkte Signal 6 beruht auf einer Schwingung 2, die z. B. eine Schwingung in X-Richtung sein kann. In gleicher Weise können ferner Signale 13 und 14, die von Schwingungen in Y- bzw. in Z-Richtung erfolgen, der Maßdatenerfassungseinrichtung 7 zugeführt werden und sodann verarbeitet und ausgegeben werden.
Für die objektive Bewertung des dynamischen Verhaltens des Werkzeuges 1 bei einem Zerspanprozeß werden die Schwin­ gungszahlen bei bestimmten Drehzahlen im Leerlauf und bei Last gemessen und sodann die Differenz der beiden Schwin­ gungszahlen als effektive Schwingungszahl für die Beurtei­ lung ermittelt. Die von einem Werkzeug gewonnenen Ergeb­ nisse werden ferner zur objektiven Bewertung mit den Er­ gebnissen eines anderen Werkzeuges verglichen. Dies kann schließlich mit Hilfe von Diagrammen und graphischen Dar­ stellungen geschehen, in denen die effektive Schwingungs­ zahl über der Drehzahl aufgetragen wird.
Wenn ferner zusätzliche Rahmenbedingungen eine Rolle spie­ len können wie z. B. unterschiedliche Auskraglängen oder dergleichen, so lassen sich die Ergebnisse in räumlichen Graphiken längs einer X-, einer Y- und einer Z-Koordinate wiedergeben. Ein rascher Vergleich der gewonnenen Ergeb­ nisse ist auf diese Weise dann jederzeit möglich.

Claims (2)

1. Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen (1), insbesondere von Fräsern, wobei zunächst Schwingungen/Körperschallsig­ nale (2) von dem spanenden Werkzeug (1) aus mindestens einer Richtung (X, Y, Z) von einem Schwingungsaufnehmer (3) erfaßt werden und wobei die Schwingungen/Körper­ schallsignale (2) sodann gegebenenfalls verstärkt und schließlich in einen Rechner zur Auswertung gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß vergleichende Messungen zweier ähnlicher, d. h. einander entsprechen­ der Werkzeuge (1) bei jeweils gleichen Schnittbedin­ gungen durchgeführt werden, wozu Schwingungen/Körper­ schallsignale (2) einerseits unter Last und anderer­ seits bei gleicher Drehzahl ohne Last erfaßt werden und daß derartige Messungen bei mindestens einer Drehzahl erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen bei jeweils verschiedenen Drehzahlen und/oder Vorschüben und/oder Eingriffsverhältnissen durch­ geführt werden.
DE4436445A 1994-10-13 1994-10-13 Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen Withdrawn DE4436445A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4436445A DE4436445A1 (de) 1994-10-13 1994-10-13 Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4436445A DE4436445A1 (de) 1994-10-13 1994-10-13 Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4436445A1 true DE4436445A1 (de) 1996-04-18

Family

ID=6530580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4436445A Withdrawn DE4436445A1 (de) 1994-10-13 1994-10-13 Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4436445A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999015310A1 (en) * 1997-09-22 1999-04-01 Design & Manufacturing Solutions, Inc. A device and method for recommending dynamically preferred speeds for machining
DE202008014792U1 (de) 2008-11-07 2010-03-25 Qass Gmbh Vorrichtung zum Bewerten von Zerspanungsprozessen
CN105699035A (zh) * 2016-01-28 2016-06-22 哈尔滨理工大学 一种车削大螺距梯形外螺纹的振动测试方法
CN106541301A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 天津航天长征火箭制造有限公司 一种变螺旋铣刀切削稳定性快速预测方法
CN114346762A (zh) * 2022-02-22 2022-04-15 南京航空航天大学 一种高速铣削加工过程颤振监测方法、系统及可存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2400291A1 (de) * 1973-01-08 1974-07-18 Interactive Systems Verfahren und vorrichtung zur anzeige des abnutzungszustandes eines werkzeuges
SU512027A1 (ru) * 1973-04-02 1976-04-30 Предприятие П/Я Р-6194 Способ измерени величины линейного износа режущего инструмента
EP0215268A1 (de) * 1985-08-20 1987-03-25 Bärbock, Jörg Bewertungsverfahren und Vorrichtung zum Erkennen der Schnittqualität beim Trennen von Werkstoffen
DE4026757A1 (de) * 1989-09-05 1991-03-14 Gen Electric Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des zustands eines werkzeugs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2400291A1 (de) * 1973-01-08 1974-07-18 Interactive Systems Verfahren und vorrichtung zur anzeige des abnutzungszustandes eines werkzeuges
SU512027A1 (ru) * 1973-04-02 1976-04-30 Предприятие П/Я Р-6194 Способ измерени величины линейного износа режущего инструмента
EP0215268A1 (de) * 1985-08-20 1987-03-25 Bärbock, Jörg Bewertungsverfahren und Vorrichtung zum Erkennen der Schnittqualität beim Trennen von Werkstoffen
DE4026757A1 (de) * 1989-09-05 1991-03-14 Gen Electric Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des zustands eines werkzeugs

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999015310A1 (en) * 1997-09-22 1999-04-01 Design & Manufacturing Solutions, Inc. A device and method for recommending dynamically preferred speeds for machining
US6085121A (en) * 1997-09-22 2000-07-04 Design & Manufacturing Solutions, Inc. Device and method for recommending dynamically preferred speeds for machining
CN1096334C (zh) * 1997-09-22 2002-12-18 设计与制造方案有限公司 推荐切削加工的动态优选速度的设备和方法
DE202008014792U1 (de) 2008-11-07 2010-03-25 Qass Gmbh Vorrichtung zum Bewerten von Zerspanungsprozessen
EP2631616A2 (de) 2008-11-07 2013-08-28 Qass GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsanalyse sowie Musterdatenbanken dafür und Verwendung einer Musterdatenbank
CN106541301A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 天津航天长征火箭制造有限公司 一种变螺旋铣刀切削稳定性快速预测方法
CN105699035A (zh) * 2016-01-28 2016-06-22 哈尔滨理工大学 一种车削大螺距梯形外螺纹的振动测试方法
CN105699035B (zh) * 2016-01-28 2018-01-12 哈尔滨理工大学 一种车削大螺距梯形外螺纹的振动测试方法
CN114346762A (zh) * 2022-02-22 2022-04-15 南京航空航天大学 一种高速铣削加工过程颤振监测方法、系统及可存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1162029B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen des Verschleisszustandes eines Werkzeuges
DE69804982T2 (de) Vorrichtung und verfahren zum empfehlen von dynamisch bevorzugten bearbeitungsgeschwindigkeiten
DE112010001558B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ratterunterdrückung bei Arbeitsmaschinen
Abouelatta et al. Surface roughness prediction based on cutting parameters and tool vibrations in turning operations
DE102011084427A1 (de) Überwachungsverfahren und Überwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschine
DE102016116523B4 (de) Vibrationsanalysevorrichtung, die einen Zyklus der Werkzeugvibration in Bezug zum Werkstück berechnet
DE102012014313B4 (de) Numerische steuervorrichtung eines maschinenwerkzeugs mit tonumwandlungseinheit
DE102012210118A1 (de) Schwingungsbestimmungsverfahren und Schwingungsbestimmungsvorrichtung
DE112017004081T5 (de) Verfahren und System zur Schwingungsüberwachung zum Betreiben einer Maschine
DE513144T1 (de) Verfahren und vorrichtung zur quantitativen bestimmung der haerte einer rolle.
DE19940869A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bewertung der Steifheit von Lagern
WO2010020543A1 (de) Vorrichtung zur verminderung von schwingungen einer werkzeugspindel
DE102006023716B3 (de) Vorrichtung zur Zustands- oder Bruchüberwachung eines Werkzeuges oder eines Werkstückes in einem maschinellen Prozess
DE60117049T2 (de) Maschinenzustandsüberwachungsvorrichtung mit steuerungseinrichtung
DE4436445A1 (de) Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen
DE3808013C1 (de)
DE19511882B4 (de) Verfahren zum Verfestigen von Werkstückoberflächen
DE102019003921B4 (de) Werkstückprüfverfahren und Werkstückprüfsystem
DE19614883A1 (de) Verfahren zur Antastung und zum Scannen bei Koordinatenmeßgeräten
DE102014003844A1 (de) Verfahren zum Überprüfen eines mindestens zwei Schneiden aufweisenden Werkzeugs
Cekic et al. Experimental investigation of effect of overhang tool length on tool vibration and surface roughness
DE3127702C2 (de) Verfahren zur Regelung der Schnitthöhe der Walzen von Walzenladern
DE102020003469A1 (de) Werkzeugmaschine und Steuerverfahren für eine Werkzeugmaschine
Li et al. Multimilling-insert wear assessment using non-linear virtual sensor, time-frequency distribution and neural networks
DE3712651A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontrolle des zustands der rollen und gegenrollen waehrend des gleichzeitigen rollens mehrerer ringflaechen eines sich drehenden werkstuecks

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: WIDIA GMBH, 45145 ESSEN, DE

8141 Disposal/no request for examination