Dämpfung von Loslagerkomponenten einer Hauptspindel

Die Kenntnis von Dämpfungs- und Steifigkeitswerten von Hauptspindelkomponenten gewinnt im Werkzeugmaschinenbau an Bedeutung, um das dynamische Verhalten von Hauptspindeln besser prognostizieren und optimieren zu können. Zur Bestimmung dieser Parameter wird ein neuartiger Prüfstandsaufbau benötigt, da die Messungen dynamisch erfolgen und eine Minimierung äußerer Einflüsse auf die Messungen erforderlich ist. In diesem Bericht wird ein modularer Prüfstand zur dynamischen Untersuchung von Loslagerkomponenten vorgestellt. Zwei Loslagerkomponenten, eine Gleit- und eine Kugelbuchse, wurden in verschiedenen Konfigurationen vermessen. Mit Hilfe eines simulationsgestützten Abgleichs wurden lokale Parameter bestimmt und diese in einem Hauptspindelaufbau validiert. Hierbei konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation nachgewiesen werden, sodass die lokalen Parameter der Loslagerkomponenten geeignet sind, Prognosen über das dynamische Verhalten zu erstellen. In einem nächsten Arbeitsschritt sind dynamische Untersuchungen der Werkzeugschnittstelle sowie Messungen unter Rotation der Spindelwelle geplant. Damit können neue Erkenntnisse über das statische und dynamische Verhalten von Hauptspindeln unter verschiedenen Drehzahlen gewonnen werden.

To calculate the dynamic behavior of main spindles, local stiffness and damping properties of their machine elements are required. While the stiffness of spindle bearings is thoroughly investigated and their damping behavior was measured for selected types, there are only approximate stiffness and no damping values available for floating bearing elements. Therefore in this paper stiffness and damping properties of a slide and a linear bushing are determined by measurement, compared and validated.