DE4436445A1 - Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen - Google Patents
Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden WerkzeugenInfo
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/12—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements 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
- B23Q17/0952—Arrangements 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
- B23Q17/098—Arrangements 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q2717/00—Arrangements for indicating or measuring
- B23Q2717/006—Arrangements 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.
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)
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)
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 |
-
1994
- 1994-10-13 DE DE4436445A patent/DE4436445A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
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)
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 | |
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 | |
Cai et al. | A method for identification of machine-tool dynamics under machining | |
DE4436445A1 (de) | Verfahren zum Bewerten des dynamischen Verhaltens von spanend arbeitenden Werkzeugen | |
DE3808013C1 (de) | ||
DE102020206132A1 (de) | Vorrichtung zur Erfassung einer Spindelunregelmäßigkeit | |
Knight | Chatter in turning: some effects of tool geometry and cutting conditions | |
DE19511882B4 (de) | Verfahren zum Verfestigen von Werkstückoberflächen | |
DE102019003921B4 (de) | Werkstückprüfverfahren und Werkstückprüfsystem | |
DE19614883A1 (de) | Verfahren zur Antastung und zum Scannen bei Koordinatenmeßgeräten | |
Cekic et al. | Experimental investigation of effect of overhang tool length on tool vibration and surface roughness | |
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 |