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sinumeriksWir gehren zur Werkstatt

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3. berarbeitete Auflage

Diese Broschre wurde erstellt in Zusammenarbeit zwischen der

SIEMENS AG Automatisierungs- und Antriebstechnik Motion Control Systeme

ErlangenWeitere Informationen finden Sie unter:

http://www.siemens.de/SINUMERIK http://www.siemens.de/jobshop

und der

R. & S. KELLER GmbH Didaktik + Technik

Wuppertal

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Vorwort

Diese Broschre wendet sich an alle, die Interesse an modernen Fertigungsverfahren haben. Sie untersttzt die Siemens-Werkstatt-Initiative namens JobShop, deren Ziel eine attraktive Facharbeit an Dreh- und Frsmaschinen ist.

Dem Laien soll das Heft Anregung sein, sich mit der vielschichtigen Materie eines zukunftsorientierten Berufszweigs zu befassen. Der Kenner wird die lockere Aufmachung der ihm vertrauten Themen genieen.

Beide, Laie und Fachmann, knnen sich ber die neue Steuerung SINUMERIK 810 D mit ShopMill und ShopTurn informieren. Deren grafische Oberflche ermglicht einen sehr leichten Einstieg und gleichzeitig hochproduktives Arbeiten mit CNC-Maschinen.

Lassen Sie sich von dem Titel Wir gehren zur Werkstatt einbeziehen in eine Partnerschaft mit Siemens im Sinne einer attrak-tiven, zukunftsorientierten und wirtschaftlichen Gestaltung des Arbeitsplatzes Werkstatt.

Erlangen / Wuppertal, im Januar 2001

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Wir gehren zur Werkstatt

1 Technik im Dienste des MenschenSiemens-Technik weltweit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Technik um uns herum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Die Technik der Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Ideen ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2 Maschinen machen moderne Technik mglichEin Blick zurck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Auf dem Weg zur Perfektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Der Facharbeiter und seine Maschine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Die Vielfalt der CNC-Dreh- und Frsmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15SINUMERIK-Steuerungen gestern und heute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Die Achsen - Keine Zerspanung ohne Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Die Antriebe - Keine Leistung ohne starke Muskeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3 Arbeit will geplant seinDas NC-Programm - Wie sag ichs meiner Maschine? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Bewegte Gedanken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Der Ort des Geschehens: Raum fr Bewegungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Auf den Punkt gebracht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Wenn es schnell gehen soll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

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4 Wie Werkstcke geformt sind ...Konturen bestehen aus Geraden und Bgen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Wie Geraden nach DIN programmiert werden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Grundlagen zum Programmieren von Bgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Wie Bgen nach DIN programmiert werden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Grafische Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Konturen und Werkzeugwege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5 ... und wie sie gefertigt werdenWerkzeuge heute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Werkzeuge im Einsatz* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Wenn sich etwas dreht* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Drehzahl und Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Die Umfangsgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Durchmessern . . . . . . . . . . . 44Die Umfangsgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Drehzahlen . . . . . . . . . . . . . 45Die Schnittgeschwindigkeit: Wenn ein Werkzeug schneidet. . . . . . . . . . . . . . . . . 46Vorschub und Oberflchengte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Konstante Schnittgeschwindigkeit von Hand regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6 Auf die richtige Technik kommt es anFrsen mit ShopMill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Drehen mit ShopTurn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Qualitt im Detail ergibt Funktion im Ganzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

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1 Technik im Dienste des Menschen

1.1 Siemens-Technik weltweit

Siemens als Motor des Fortschritts - auf allen Kontinenten

Relais-TechnikSPS

Kommunikation MikroelektronikSpeed-HighTech-Competition

Steuerungs-Technik

ICE 3

Kraftwerk-TechnikHausgerte

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1.2 Technik um uns herum

Die Dinge um uns herum bestehen aus den verschiedensten Bauteilen.

Diese unterscheiden sich nicht nur in denWerkstoffen, sondern auch durch ihre Formen.

In dieser Broschre werden Sie die wichtigstenVerfahren zur Herstellung dieser"runden" und "eckigen" Bauteile

kennenlernen.

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1.3 Die Technik der Fertigung

Die wichtigsten Fertigungsverfahren zur Herstellung dieser Bauteile sind:

Durch Drehen und Frsen knnen die Werkstcke passend zu den verschieden-sten Anforderungen gefertigt werden.

Eckige Teile werden meist gefrst.

Drehen Frsen

Runde Teile

werden meist

gedreht.

Die Werkstcke knnen auf den Dreh- und Frsmaschinen mit einer Wiederholgenauigkeit von wenigen Mikrometern und spiegelglatten Oberflchen gefertigt werden. Die Genauigkeit ist dabei um ein Vielfaches grer als das menschliche Haar dick ist (0,05 mm).

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1.4 Ideen ...

Der Konstrukteur legt die Mae und die Oberflchengte des Werkstckes fest.

Der Technische Zeichner erstellt daraus die technische Zeichnug als Grundlage fr die Fertigung.

Drehschieber aus einer Lenkung

Dichtplatte aus einer Schleifmaschine

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... durch Technik verwirklichenBevor die Fertigung beginnt, muss zunchst das Pro-gramm geschrieben werden.

Das Programm wird danach direkt in Spne umgesetzt.

Bei diesen Zerspanungstechniken spielt das Erfahrungswissen des Facharbeiters eine beraus wichtige

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Rolle.

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2 Maschinen machen moderne Technik mglich

2.1 Ein Blick zurck

Als der Mensch anfing, Steine zu bearbeiten und dafr Werkzeuge herzustellen, musste er vor allen Dingen Vorrichtungen zum Bohren konstruieren. Das kann als Beginn der Entwicklung von Werkzeugmaschinen angesehen werden.

Den ersten Schwerpunkt in der Weiterentwick-lung bildet das Mittelal-ter mit den Dreh- und Bohrgerten des Hand-werks.Die Hauptbewe-gung erfolgt durch Menschen- oder Wasser-kraft.

Den zweiten Schwerpunkt bildet die Industrielle Revolution im 18./19. Jahrhun-dert: Die Dampfmaschine als "krftiger An-trieb" und der Kreuzsupport sind Meilensteine in der Geschichte der Werkzeugmaschinen.

Die Abbildung soll das mhselige Arbeiten mit dem Handmeiel und die bequeme Arbeitsweise mit dem Kreuzsupport veranschaulichen, der von den konservativen Drehern verchtlich "going car" (Laufkar-ren) genannt wurde.

Bohrapparat mit Fiedelantrieb (5.Jahrtausend v.Chr.)

Drechsler an der Wippen-drehbank (um 1425)

Bohrmaschine mit Wasserantrieb (um 1615)

James Watt (1736 bis 1819),Erfinder der Dampfmaschine

Henry Maudslay (1771 bis 1831) Erfinder des Kreuzsupportes

Alte Drehbank und Zugspindeldrehbank

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2.2 Auf dem Weg zur Perfektion

Durchdachte Mechanik bei allen wichtigen Baugruppen der Werkzeug-maschinen sind die wesentlichen Kennzeichen der technischen Weiterentwick-lung im 19. Jahrhundert.

Zunchst wurden die Maschinen von einem zentralen Antrieb aus ber Transmissionsriemen in Bewegung versetzt.

Spter bekamen die Werkzeug-maschinen Einzelantriebe, wodurch eine hhere Produktivitt in der Kombination Mensch/Maschine erreicht wurde.

Stufenscheibe mit Rdervorgelege

Kreuzsupport

Reitstock

Dreherei (um 1850)

Dreherei (um 1950)

Drehbank (um 1916)

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2.3 Der Facharbeiter und seine Maschine

* CNC bedeutet: "Computer Numerical Control", das ist also eine Maschine, die einen Computer hat, der mittels numerischer Daten die Maschine steuert.

Konventionelles Frsen (um 1950)

Konventionelles Drehen (um 1950)

Konventionelles Bohren (um 1950)

Wer heute ber Messen geht, knnte glauben, dass die Werkz