Es soll ein Grundverständnis über KGTs, KGSs und die einzelnen Herstellungsverfahren geschaffen werden. Dieses Grundwissen kann Unternehmen helfen, die in die Kugelgewindespindelfertigung einsteigen wollen, schnell und gebündelt die ersten notwendigen Informationen zu erhalten. Außerdem kann das Ergebnis dieser Arbeit, in Unternehmen die bereits KGS fertigen, angewandt werden. Beispielsweise für die in Kenntnissetzung neuer Mitarbeiter, zur Erweiterung der Herstellungsverfahren oder zur Kontrolle der derzeitigen Verfahren. Am Schluss soll eine Methode vorgestellt werden, die bei der Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens helfen soll.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Zielsetzung
- 1.2 Vorgehensweise
- 2. Stand der Technik des Kugelgewindetriebs
- 3. Herstellverfahren zur Kugelgewindespindelherstellung
- 3.1 Walzen
- 3.1.1 Begriffe und Kenngrößen der Umformtechnik
- 3.1.2 Schmierung
- 3.1.3 Walzverfahren
- 3.1.4 Gewindewalzen
- 3.2 Fräsen
- 3.2.1 Kenngrößen und Basisgrößen des Fräsens
- 3.2.2 Schrauben- bzw. Gewindefräsen
- 3.2.3 Wirbeln
- 3.3 Schleifen
- 3.3.1 Kennwerte des Schleifens
- 3.3.2 Gewindeschleifen
- 3.1 Walzen
- 4. Methoden der betriebswirtschaftlichen Bewertung
- 4.1 Investitionsrechnungen
- 4.2 Methoden der Kalkulation und Kostenrechnung
- 5. Methoden der Entscheidungsfindung
- 6. Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens
- 7. Reflexion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Studienarbeit zielt darauf ab, ein umfassendes Verständnis der Herstellung von Kugelgewindespindeln (KGS) zu vermitteln. Sie untersucht verschiedene Herstellungsverfahren und bewertet diese sowohl technisch als auch wirtschaftlich. Die Arbeit soll Unternehmen sowohl beim Einstieg in die KGS-Fertigung als auch bei der Optimierung bestehender Prozesse unterstützen.
- Vergleich verschiedener Herstellungsverfahren für Kugelgewindespindeln (Walzen, Fräsen, Schleifen)
- Technische Bewertung der Verfahren anhand relevanter Kenngrößen und Parameter
- Wirtschaftliche Bewertung der Verfahren mittels Investitionsrechnung und Kostenkalkulation
- Anwendung von Entscheidungsfindungsmethoden zur Auswahl des optimalsten Verfahrens
- Entwicklung einer Methode zur systematischen Auswahl des optimalen Herstellungsverfahrens
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der Antriebstechnik ein, beginnend mit historischen Aspekten bis hin zur modernen Kugelgewindetriebstechnik (KGT). Sie erläutert den Aufbau eines KGTs, fokussiert auf die Kugelgewindespindel (KGS) und benennt die drei Haupt-Herstellungsverfahren (Walzen, Fräsen/Wirbeln, Schleifen). Die Arbeit zielt auf die Untersuchung und den Vergleich dieser Verfahren, um das technisch und wirtschaftlich optimale Verfahren zu ermitteln.
2. Stand der Technik des Kugelgewindetriebs: Dieses Kapitel beschreibt den Kugelgewindetrieb als Maschinenelement, seine Funktionsweise, Vorteile (hohe Genauigkeit, geringer Verschleiß, hoher Wirkungsgrad) und Nachteile (geringere Dämpfung, fehlende Selbsthemmung). Es werden typische Anwendungsgebiete im Maschinenbau und der Automatisierungstechnik beleuchtet. Der Aufbau des KGTs, bestehend aus KGS und Kugelgewindemutter, wird detailliert erklärt, wobei die Rolle der Kugelrückführung für die Kraftübertragung hervorgehoben wird.
3. Herstellverfahren zur Kugelgewindespindelherstellung: Dieses Kapitel stellt die drei Hauptverfahren zur KGS-Herstellung detailliert vor: Walzen (mit Fokus auf Kaltumformung, Kenngrößen, Schmierung und den Varianten Einstech- und Durchlaufwalzen), Fräsen (mit Kenngrößen, Schraubenfräsen und dem speziellen Wirbelverfahren), und Schleifen (mit Kenngrößen, Außenrundschleifen und den Varianten des Gewindeschleifens). Für jedes Verfahren werden die technischen Grundlagen, wichtige Parameter und Berechnungsformeln erläutert.
4. Methoden der betriebswirtschaftlichen Bewertung: Dieses Kapitel beschreibt Methoden zur wirtschaftlichen Bewertung der Herstellverfahren. Es werden dynamische Investitionsrechenmethoden (Kapitalwertmethode, interne Zinsfußmethode, Annuitätenmethode) und die Break-Even-Analyse vorgestellt. Zusätzlich werden Kostenkalkulationsmethoden (Zuschlagskalkulation und Maschinenstundensatzrechnung) erläutert, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu vergleichen.
5. Methoden der Entscheidungsfindung: Kapitel 5 beschreibt verschiedene Methoden der Entscheidungsfindung, die bei der Auswahl des optimalen Herstellungsverfahrens helfen. Es werden die technisch-wirtschaftliche Bewertung nach VDI 2225, die Nutzwertanalyse und die SWOT-Analyse vorgestellt. Zusätzlich wird das Quality Function Deployment (QFD) als Methode zur systematischen Produktplanung erläutert.
6. Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens: Dieses Kapitel präsentiert eine Methode zur Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens basierend auf einer Kombination aus technischen und wirtschaftlichen Kriterien. Es wird eine modifizierte House-of-Quality (HoQ)-Matrix verwendet, um die verschiedenen Verfahren anhand relevanter Merkmale zu bewerten und zu vergleichen. Ein Beispiel verdeutlicht die Anwendung der Methode, wobei der Wirbelprozess als optimales Verfahren identifiziert wird.
Schlüsselwörter
Kugelgewindespindel (KGS), Kugelgewindetrieb (KGT), Herstellungsverfahren, Walzen, Fräsen, Wirbeln, Schleifen, Umformtechnik, Zerspantechnik, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Investitionsrechnung, Kostenrechnung, Entscheidungsfindung, QFD, Nutzwertanalyse, SWOT-Analyse, technische Kenngrößen, wirtschaftliche Kennzahlen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Studienarbeit: Herstellung von Kugelgewindespindeln
Was ist der Gegenstand der Studienarbeit?
Die Studienarbeit befasst sich umfassend mit der Herstellung von Kugelgewindespindeln (KGS). Sie vergleicht verschiedene Herstellungsverfahren (Walzen, Fräsen, Schleifen) hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und wirtschaftlichen Aspekte, um das optimale Verfahren zu ermitteln.
Welche Herstellungsverfahren werden untersucht?
Die Arbeit untersucht detailliert drei Hauptverfahren zur KGS-Herstellung: Walzen (inkl. Kaltumformung, Schmierung und verschiedenen Walzvarianten), Fräsen (inkl. Schraubenfräsen und Wirbelverfahren) und Schleifen (inkl. Außenrundschleifen und Gewindeschleifen). Für jedes Verfahren werden die technischen Grundlagen, Parameter und Berechnungsformeln erläutert.
Wie werden die Verfahren technisch bewertet?
Die technische Bewertung der Verfahren erfolgt anhand relevanter Kenngrößen und Parameter, die für jedes Verfahren spezifisch beschrieben werden. Es werden die Vor- und Nachteile jedes Verfahrens im Detail betrachtet.
Wie werden die Verfahren wirtschaftlich bewertet?
Die wirtschaftliche Bewertung basiert auf dynamischen Investitionsrechenmethoden (Kapitalwertmethode, interne Zinsfußmethode, Annuitätenmethode) und der Break-Even-Analyse. Zusätzlich werden Kostenkalkulationsmethoden (Zuschlagskalkulation und Maschinenstundensatzrechnung) eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu vergleichen.
Welche Methoden der Entscheidungsfindung werden angewendet?
Zur Auswahl des optimalen Herstellungsverfahrens werden verschiedene Entscheidungsfindungsmethoden herangezogen, darunter die technisch-wirtschaftliche Bewertung nach VDI 2225, die Nutzwertanalyse, die SWOT-Analyse und das Quality Function Deployment (QFD). Eine modifizierte House-of-Quality (HoQ)-Matrix wird verwendet, um die Verfahren anhand relevanter Merkmale zu bewerten und zu vergleichen.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in sieben Kapitel: Einleitung (mit Zielsetzung und Vorgehensweise), Stand der Technik des Kugelgewindetriebs, Herstellverfahren zur Kugelgewindespindelherstellung, Methoden der betriebswirtschaftlichen Bewertung, Methoden der Entscheidungsfindung, Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens und Reflexion.
Welches Verfahren wird als optimal identifiziert?
Die Arbeit identifiziert anhand einer Kombination aus technischen und wirtschaftlichen Kriterien mithilfe einer modifizierten HoQ-Matrix ein optimales Herstellungsverfahren. Im Beispiel der Arbeit wird der Wirbelprozess als optimales Verfahren hervorgehoben. Die genaue Begründung findet sich im Kapitel "Auswahl des optimalsten Herstellungsverfahrens".
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Kugelgewindespindel (KGS), Kugelgewindetrieb (KGT), Herstellungsverfahren, Walzen, Fräsen, Wirbeln, Schleifen, Umformtechnik, Zerspantechnik, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Investitionsrechnung, Kostenrechnung, Entscheidungsfindung, QFD, Nutzwertanalyse, SWOT-Analyse, technische Kenngrößen, wirtschaftliche Kennzahlen.
Für wen ist diese Arbeit relevant?
Die Arbeit ist relevant für Unternehmen, die in die Fertigung von Kugelgewindespindeln einsteigen möchten oder ihre bestehenden Prozesse optimieren wollen. Sie bietet eine fundierte Grundlage für die Auswahl des technisch und wirtschaftlich optimalen Herstellungsverfahrens.
Wo finde ich detaillierte Informationen zu den einzelnen Herstellungsverfahren?
Detaillierte Informationen zu den einzelnen Herstellungsverfahren (Walzen, Fräsen, Schleifen) finden sich in Kapitel 3 der Arbeit. Dieses Kapitel beschreibt die technischen Grundlagen, wichtigen Parameter und Berechnungsformeln für jedes Verfahren.
- Arbeit zitieren
- Max Vieweg (Autor:in), 2019, Mögliche Herstellungsverfahren für Kugelgewindespindel, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/490984
