Welche 6 Hauptgruppen der Fertigungsverfahren werden unterschieden?
· Umformen
· Urformen
· Fügen
· Trennen
· Beschichten
· Änderung der Werkstoffeigenschaften
Erklärung der einzelnen Hauptgruppen mit Angabe von je 3 Verfahrensbeispielen dazu.
Urformen:
Das Werkstück wird aus einem formlosen Stoff geschaffen.
Fertigungsverfahren z.B.
· Gießen (aus flüssigem Stoff)
· Extrudieren (aus plastischen / teigigen Stoff)
· Sintern (aus körnigen / pulvrigen Stoff)
Umformen:
Die Form eines Werkstoffes wird durch plastische Verformung geändert.
z.B. Walzen, Biegen, Schmieden
Trennen:
Werkstücke werden aus Rohteilen hergestellt
z.B. Fräsen, Schleifen, Drehen, Bohren
Fügen:
Mehrere Teile werden miteinander verbunden / lösbar und unlösbare Verbindungen
Lösbar = Verschraubung
Unlösbar = Schweißen, Löten, Kleben
Beschichten:
Eine fest haftende Schicht wird auf ein Werkstück aufgebracht.
z.B. Lackieren, Galvanisieren, Spritzen
Änderung der Stoffeigenschaften:
Stoffeigenschaften werden durch umlagern, aussondern oder einbringen von Teilchen geändert.
z.B. Härten, Anlassen, Glühen
Welche 3 Faktoren sind bei den spanenden Fertigungsverfahren besonders wichtig?
· Die Form der Werkzeugschneide
· Die auftretenden Kräfte und Temperaturen
· Die Verschleißfestigkeit der Schneidstoffe
Skizziere die Grundform des Schneidkeiles mit den Flächen und Winkeln.
Was versteht man unter einem negativen Spanwinkel und wann wird dieser eingesetzt?
Summe von 90° wird überschritten, d.h. der negative Spanwinkel = - Gamma.
Wird bei spröden und harten Werkstoffen eingesetzt.
Skizziere einen Fließspan. Wie sieht dieser aus und unter welchen Bedingungen entsteht dieser?
Er entsteht bei weichen Werkstoffen, hoher Schnittgeschwindigkeit, großem Spanwinkel.
-> es wird eine hohe Oberflächengüte erreicht.
Nenne die notwendigen Eigenschaften von Schneidstoffen.
· Große Warmhärte
· Hohe Verschleißfestigkeit (gegen Abrieb, Oxidation, Diffusion)
· Hohe Wärmewechselbeständigkeit (sonst Risse)
· Große Druckfestigkeit (sonst Verformung, Abweichung)
· Große Zähigkeit und Biegefestigkeit (wegen schlagartiger Beanspruchung)
Warum ist eine hohe Wärmewechselbeständigkeit wichtig und bei welchem Fertigungsverfahren ist das besonders wichtig?
Die hohe Wärmewechselbeständigkeit ist wichtig, da ansonsten Risse in der
Werkzeugschneide entstehen -> Besonders wichtig beim Fräsen (unterbrochener Schnitt)!
Wovon ist die Auswahl des Schneidstoffes abhängig?
Ist abhängig von Werkstoff, Wirtschaftlichkeit, Fertigungsverfahren. Wichtige Auswahleigenschaften sind Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.
Skizziere das Diagramm mit den wichtigsten Schneidstoffen, abhängig von Härte und Zähigkeit.
Was bedeutet die Bezeichnung PKD? Welche Besonderheiten hat dieser Schneidstoff?
PKD = polykristalliner Diamant
Besonderheit: künstlich hergestellt und richtungsunabhängig belastbar
Woraus besteht Cermet?
Mischung aus Keramik und Metallpulver
Was bedeutet HM und woraus besteht dieses?
HM = Hartmetall / Ist eine Mischung aus verschiedenen Metallpulver
Was bedeutet die Bezeichnung HSS?
High Speed Steel (Schnellarbeitsstahl)
Was versteht man unter der Standzeit eines Werkzeuges?
Ist die spanende Eingriffszeit zwischen zwei Werkzeugwechsel.
Welche Aufgaben haben Kühlschmierstoffe?
· Kühlen von Werkstück und Werkzeug
· Schmieren von Werkstück und Werkzeug
· Reinigung
· Wegspülen von Spänen
· Korrosionsschutz für Werkstück
· Bindung des Staubes bei Schleifen
Skizziere das Diagramm mit den wichtigsten Kühlschmierstoffen, abhängig von Kühl- und Schmierwirkung.
Welche 2 Arten von wassermischbaren Kühlschmiermitteln gibt es und wodurch unterscheiden sie sich?
· Synthetische Kühlschmierstoffe ( = die Bestandteile lösen sich ineinander auf)
· Emulsionen ( = Öl ist fein im Wasser verteilt, aber vermischt sich nicht)
Welche Bewegungen führen Werkzeug und Werkstück beim Drehen aus?
Das Werkstück führt eine drehende Bewegung aus.
Das Werkzeug macht die Vorschub- und Zustellbewegung.
Skizziere die Bewegungen und Spanungsgrößen beim Längsdrehen und Plandrehen
Wie lautet die Formel für die Schnittgeschwindigkeit? (mit Einheit /Bezeichnung der Werte)
vc= d x pi x n
Schnittgeschwindigkeit (m/min.) = Durchmesser Werkzeugspitze (mm) x pi x Drehzahl (U/min)
Welcher Durchmesser wird in der Formel für die Schnittgeschwindigkeit beim Längsdrehen, beim Plandrehen eines Rohres und beim Fräsen eingesetzt?
Wofür sorgt die richtige Auswahl der Schnittdaten?
- optimale Standzeit
- günstige Spanbildung (am Besten Fliesspan)
- geforderte Oberflächengüte
- großes Spanungsvolumen
- möglichst kleine Schnittkraft
Erkläre die einzelnen Verschleißursachen beim Drehen
- Aufbauschneide (Festschweißen von Werkstoffteilchen an der Spanfläche)
- Abrieb (Mechanischer Abrieb durch Span und an der Werkstückoberfläche)
- Oxidation (durch hohe Temperaturen oxidieren Teile des Schneidstoffes – Kerben und Ausbrüche)
- Diffusion (bei chemischer Ähnlichkeit zw. Schneidstoff u. Werkstück entsteht bei hohen Temperaturen ein Atomaustausch – Teile der Spanfläche werden abgetragen)
Aus welchen Kräften setzt sich die Zerspankraft F zusammen? Wodurch entsteht die Passivkraft Fp?
Fc.. Schnittkraft (wirkt tangential zum WST – Umfang)
Ff.. Vorschubkraft
Fa.. Aktivkraft
Fp.. Passivkraft (entsteht durch Ungenauigkeiten bei der Rotation des Werkstückes – Unrundheit )
Die Zerspankraft F setzt sich zusammen aus Schnittkraft Fc, Vorschubkraft Ff, Passivkraft Fp.
Wie lautet die Formel für die Antriebsleistung (mit Bezeichnung der einzelnen Werte und Unterformeln dafür).
Antriebsleistung Pe= Fc x Vc : nü
FC= Schnittkraft
VC= Schnittgeschwindigkeit
nü-> Ergibt sich aus den Verlusten zw. Antriebsmotor und Werkzeugspitzen
nüges=1/nü + 2/nü + …
Welche Bewegungen führen Werkzeug und Werkstück beim Fräsen aus?
Der Fräser dreht sich und die Vorschub- sowie Zustellbewegungen macht das Werkstück.
Worin unterscheiden sich Vorschub f und Vorschub je Zahn fz? Wie lauten die sich daraus ergebenden 2 Formeln für die Vorschubgeschwindigkeit vf?
Der Vorschub f ist der Vorschub in mm pro Umdrehung des Fräsers (mm/U)
Der Vorschub fz ist der Vorschub je Zahn in mm pro Zahn (mm/Zahn)
Vf= f x n Vf= fz x z x n
Skizziere die beiden Verfahren Stirnfräsen und Umfangsfräsen mit Einzeichnen aller Schnittdaten
Stirnfräsen (Fräsen mit der Stirnseite)
Umfangfräsen (Fräsen mit der Umfangsseite)
ap.. axiale Schnitttiefe
ae.. radiale Schnitttiefe
Vf.. Vorschubgeschwindigkeit
Vc.. Schnittgeschwindigkeit
d.. Durchmesser
Skizziere die beiden Verfahren Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen und gib deren Eigenschaften an. Bei welchem Verfahren ergibt sich die bessere Oberfläche und in welchem Ausnahmefall wird doch das andere Verfahren bevorzugt?
Gegenlauffräsen:
- Starker Freiflächenverschleiß
- Fräser wird zum WST gezogen
- WST kann abheben
Das Gegenlauffräsen ist nur vorteilhaft, wenn die Werkstücke harte und verschleißend wirkende Randzonen aufweisen.
Gleichlauffräsen:
- Schneide dringt schlagartig in WST ein
- WZ + WST drängen sich ab (Konturabweichung)
- Bessere Oberflächenqualität
Beim Gleichlauffräsen verringert sich die Schnittkraft durch abnehmende Spanungsdicke, wodurch eine bessere Oberflächenqualität erreicht werden kann.
Was versteht man beim Fräsen unter dem unterbrochenen Schnitt und welche speziellen Verschleißformen ergeben sich dadurch?
Fräser arbeiten im unterbrochenen Schnitt, d.h. nach dem Eingriff mit Erwärmung folgt eine Abkühlung der Schneide -> hohe Temperaturwechselbelastung.
Bei jedem Anschnitt entsteht eine schlagartige Belastung, dadurch können die Schneidkanten beim Eindringen ins Werkstück brechen.
Auch beim Austritt aus dem Werkstück können durch plötzliche Druckentlastung Risse und Plattenbrüche entstehen.
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