Mehr Info - iwb

5 Verhalten von Werkzeugmaschinen beim Rührreibschweißen
Werkzeug-Achsrichtung relativ zum Werkzeug für kurze Zeiten annähernd frei
schwingen kann. Durch die hohe Vorspannung und den kontinuierlicheren Eingriff
des Werkzeugs beim Rührreibschweißen ist dies nicht bzw. nur sehr eingeschränkt
möglich. Die flache Form der Werkzeugschulter im Gegensatz zur
Form der Wendeschneidplatten trägt höchstwahrscheinlich zu dieser Tatsache
bei. Zusätzlich dazu befindet sich beim Rührreibschweißen zwischen der Werkzeugoberfläche
und dem Spannwinkel der hochgradig plastifizierte Werkstoff der
Fügepartner, der einen gesicherten Kontakt zwischen Fügezone und Werkzeug
herstellt.
Übertragen auf die strukturdynamischen Auswirkungen bedeutet dies, dass beim
Rührreibschweißen zu allen Zeiten ein geschlossener Kraftfluss über die Komponenten
Antriebswelle, Maschinentisch, Spannwinkel, Werkstück, Werkzeug,
Spindel, Maschinenständer und Bett herrscht. Für die mechanische Auslegung
von Maschinen zum Rührreibschweißen muss dies in jedem Fall berücksichtigt
werden. Das Gleiche gilt für die regelungstechnische Auslegung der Vorschubantriebe,
die während des Prozesses unter signifikant veränderten Rahmenbedingungen
betrieben werden müssen als bei reinen Positionierbewegungen. Dafür
muss das Übertragungsverhalten von Werkzeugmaschinen während des
Schweißprozesses näher untersucht werden. Insbesondere muss geklärt werden,
welchen Einfluss die bereits angesprochene Fügezone auf dieses Verhalten hat
(siehe Abschnitt 5.3.2).
Dass ähnliche Betrachtungen für das dynamische Verhalten von Fertigungsmaschinen
eine Rolle spielen können, wurde z. B. bereits bei der Bearbeitung mit
geometrisch unbestimmter Schneide (Schleifen) gezeigt. Die dynamische Relativverlagerung
in der Kontaktzone wird hier nicht ausschließlich durch das
Nachgiebigkeitsverhalten der Maschine bestimmt, sondern auch durch die zusätzliche
Nachgiebigkeit der Schleifscheibe (und deren Materialabtrag) in der
Kontaktzone beeinflusst (SCHÜTTE 2004). Abbildung 5-10 zeigt diesen Einfluss
am Beispiel einer Walzenschleifmaschine. Die Kontaktnachgiebigkeit der
Schleifscheibe bewirkt im niederfrequenten Bereich ein weicheres Systemverhalten.
Im kritischeren, höherfrequenten Bereich wird das System, begleitet von einer
reduzierten Phasendrehung, steifer (WECK 1996).
64