Fertigungstechnik

-> Trennen: Läppen, Fräsen

-> Fügen: Gasschweißen

-> Urformen: Maskenformen

-> Umformen: Tiefziehen

-> Beschichten: Feuerverzinken

-> (Stoffeigenschaften ändern: Härten, Glühen, Anlassen)

IT 5 bis 7: Rundschleifen

IT7 bis 12: Planfräsen

IT11 bis 16: Gießen

Formen und Gießverfahren:

-> Gießen in verlorene Form:

-> mit Dauermodellen:

-> Handformen, Maskenformen, Vakuumformen, Maschienenformen

-> mit verlorenen Modellen:

-> Feingießen, Vollfromgießen

-> Gießen in Dauerform (Wiederverwendbar -> Kosten sparend):

-> ohne Modell:

-> Druckgießen, Kokillengießen, Schleudergießen, Stranggießen

-> Siebkern: Durch einsetzen des Siebkerns kann das Mitreisen von Schlake (beim Gießen) unterbunden werden.

-> Anschnitt: Der Anschnitt ist ein Kanal, der dazu dient das flüssige Metall in die Gussform zu leiten

-> Lauf: Der Lauf mündet in das herzustellende Gussteil, vom Speiser hin zum Gussteil. Er sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze.

-> Kokille: Dauerform, wird beim mechanischen Kokillengießen genutzt

-> Lunker: Das sind Fehler im Gussteil. Diese schwächen das Gefüge.

-> Schwindmaß: Die prozentuale Volumenänderung eines Materials während des Abkühlens, vom Gießzustand zur Raumtemperatur.

Gusseisen mit Lamelengrafit: 1%

Stahlguss: 2%

-> Abstech- bzw EInstechdrehen

-> Querplandrehen

-> Gewindedrehen

Hauptaufgaben:

-> Kühlwirkung: beim Beabreiten/Zerspannen kommt es zu Reibung wodurch Wärme entsteht und das KSS bringt eine Wärmeabfuhr.

-> Schmierwirkung: Verminderung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück.

Zusatzaufgaben:

-> Spanabfuhr: KSS nimmt die Späne auf / schlägt diee ab und transportiert diese ab sodass sie den Spanprozess nicht stören

-> Korrosionsschutzbildung für Maschie und Werkstoff

Spanen mit mit geometrisch bestimmter Schneide:

-> Drehen, Bohren, Fräsen, Sägen, Hobeln

Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide

-> Schleifen, Läppen, Honen

Spanarten:

• Reißspan (Bröckelspan): Bei spröden Werkstoffen

• Fließspan /Gelitspan): Entsteht bei zähen Werkstoffen& hohen Schnittgeschw.. Werkstoff wird plastisch verformt

• Scherspan (Lamellenspan): Der Span wird in einzelnen Segmenten (Lamellen) abgeschert, die aber noch aneinander haften und einen zusammenhängenden Span bilden.

Spanform:

• Spiralspäne (Wendelspäne): Spiralförmige oder korkenzieherartige Späne. Sie sind oft bei mittleren Vorschüben anzutreffen und können, wenn sie zu lang werden, problematisch sein.

• Kurzspäne: Kurze, gebrochene Spanstücke. Sie sind die angestrebte Idealform in der automatisierten Fertigung, da sie leicht abzuführen sind und keine Gefahr (z. B. durch Verfangen in der Maschine) darstellen.

• Ursache: Abrasion (mech. Abrieb -> Auswirkung: Kantenbruch

• Ursache: Adhaision -> Auswirkung: ankleben von Teilen des Spanes als Pressschweissung

Pro:

• Man kann verschiedene Werkstoffe mit einandere verbinden

• geringe bis keine Gewichtzunahme

Con:

• Aufwendige Vorbereitung der Oberfläche

• Nicht Hitzebeständig

Durch Adhaision -> zwischen Bauteil und Klebstoff und Kohäsion -> innerhalb des Klebstoffs

Lunker = Lufteinschlüsse, passiert beim erstarren

Eine Kokille ist eine wiederverwendbare Gussform. Dauerform

• Vorteile:

  • Hohe Maßgenauigkeit: Die Bauteile sind sehr präzise.

  • Gute Oberflächenqualität: Die Gussteile haben eine glatte Oberfläche.

  • Feines Gefüge: Durch die schnelle Abkühlung an der kalten Metallwand der Kokille entsteht ein feinkörniges und dichtes Materialgefüge, was oft zu besseren mechanischen Eigenschaften (z.B. höherer Festigkeit) führt.

  • Wirtschaftlichkeit: Durch die Wiederverwendbarkeit der Form ist das Verfahren bei mittleren bis hohen Stückzahlen sehr wirtschaftlich.

Typische Produkte aus dem Kokillenguss sind beispielsweise Motorkolben, Zylinderköpfe oder Gehäuseteile im Maschinenbau.

• Nachteile

  • Hohe Werkzeugkosten: Die Herstellung einer Kokille ist sehr teuer und aufwändig. Lohnen sich erst bei mittleren bis hohen Stückzahlen.

  • Begrenzte geometrische Freiheit: Da die Kokille wiederverwendbar sein muss, muss das erstarrte Gussteil auch wieder aus der Form entnommen werden können

  • Lange Vorlaufzeiten: Die Anfertigung der Kokille selbst dauert oft mehrere Wochen oder Monate.

  • Eingeschränkte Werkstoffauswahl: Das Verfahren eignet sich nicht für alle Metalle. Metalle mit sehr hohen Schmelzpunkten (z. B. Stahl) würden die Kokille zu stark thermisch belasten und ihren Verschleiß extrem beschleunigen.

  • Hohes Gewicht der Form

Alle bestimmt, nur Schleifkorn nicht

Späne nach ihrer Entstehung in 4 Gruppen eingeteilt: Reisspäne (spröde Werkstoffe), Scherspäne (zähe Werkstoffe), (Lamellenspäne), Fließspäne.

Erwünscht:

• Scherspäne am besten, da schöne Abführung und gute Oberfläche, bricht leicht

Unerwünscht:

• Reisspan unschöne Oberfläche, aber gute Hitze abführung

• Fließspan & Lamellenspäne, Oberfläche zwar sehr gut aber unhandlicher und zusammenhängender Span -> ungünstig für Automatisierung der Fertigungsprozesse.

Die kostenoptimierte Schnittgeschwindigkeit ($v_{k, \text{opt}}$) liegt genau dort, wo die Summe dieser beiden Kostenkurven am niedrigsten ist.

• Fährt man langsamer, steigen die Fertigungskosten (Maschinenlaufzeit) stärker an, als die Werkzeugkosten sinken.

• Fährt man schneller, steigen die Werkzeugkosten (häufiger Wechsel) stärker an, als die Fertigungskosten sinken.

EB = System Einheitsbohrung:

Bei diesem Passsystem wird grundsätzlich die Bohrung als einheitliches Bezugselement gewählt. Da für die Bohrung hierbei das Nennmaß als Mindestmaß festgelegt ist, wird das Toleranzfeld des Systems EB das H-Feld

EW = System Einheitswelle:

Hier ist die Welle einheitliches Bezugselement, d. h. die Welle hat für jedes Nennmaß das einheitlich gleichbleibende Maß, und das Passmaß der Bohrung wird je nach Passcharakter größer oder kleiner ausgeführt. Da beim System EW für die Welle das Nennmaß als Höchstmaß festgelegt wurde, ist das Toleranzfeld für das System EW das h-Feld.

Entsprechend der erforderlichen Genauigkeit

Dauermodelle:

• Holz, Metall, Kunststoff

Verlorene Modelle:

• Wachs, Polystrolschaumstoff

Die Summe aus Freiwinkel (alpha), Keilwinkel (beta) und Spanwinkel (gamma) am Schneidkeil beträgt in der Ebene der Schnittdarstellung immer 90°.

Vorteil eines negativen Spanwinkels

Der Hauptvorteil eines negativen Spanwinkels ist die erhöhte Stabilität und Robustheit der Schneidkante.

Da der Spanwinkel (gamma) negativ ist, wird der Keilwinkel (beta) bei gleichem Freiwinkel (alpha) größer. Dieser massivere Keil kann deutlich höhere Schnittkräfte und Stöße aufnehmen, ohne zu brechen.

Eine Erhöhung der Schnitttiefe (ap) führt zu einem näherungsweise linear proportionalen Anstieg aller drei Zerspankraftkomponenten (Fc, Ff und Fp).

Die Zerspankräfte hängen direkt vom Spanungsquerschnitt (A) ab, der abgetrennt werden muss. Der Spanungsquerschnitt berechnet sich (vereinfacht beim Drehen) aus: A = ap * f

(wobei: ap = Schnitttiefe und f = Vorschub). Wenn sie also die Schnitttiefe ap linear erhöhen während der Vorschub f gleich bleibt, verdoppelt sich auch der abzuspaltende Spanungsquerschnitt A. Da alle drei Zerspankraftkomponenten (Schnittkraft, Vorschubkraft, Passivkraft) direkt von der Größe dieses Querschnitts abhängen, steigen sie ebenfalls (fast) linear mit der Schnitttiefe an.

Die meiste Energie wird über den Span abgeführt.

Bei der Trockenbearbeitung von Stahl (ohne KSS) werden etwa 80 % der gesamten Zerspanungsenergie (die fast vollständig in Wärme umgewandelt wird) mit dem abfließenden Span aus der Schnittzone transportiert.

1. + 2 : Grund- und Gegenkörper sind die beiden Festkörper, die sich in relativem Kontakt zueinander befinden (z. B. Bremsbelag und Bremsscheibe)

1. Der er Zwischenstoff befindet sich zwischen den beiden Körpern. Dies kann ein Schmierstoff (Öl, Fett), aber auch Verunreinigungen, Luft oder Verschleißpartikel sein.

2. Das Umgebungsmedium ist die Atmosphäre, die das System umgibt (z. B. Luftfeuchtigkeit, Umgebungstemperatur, Gase).

Ein tribologisches System gilt als offen, wenn es sowohl Energie als auch Materie (Stoff) mit seiner Umgebung austauscht.

Weil das System (die Schnittzone) ständig Materie – insbesondere den Span – an die Umgebung abgibt und gleichzeitig Stoffe (wie KSS oder Luft) aufnimmt, handelt es sich um ein klassisches offenes System.

1. Freiflächenverschleiß (VB)

   • Dies ist der Abrieb an der Freifläche des Werkzeugs (die Fläche, die an der neu erzeugten Werkstückoberfläche reibt).

2. Kolkverschleiß (KT)

   • Dies ist eine mulden- oder kraterförmige Vertiefung auf der Spanfläche (die Fläche, über die der Span abläuft).

3. Kerbverschleiß (VC oder VBN)

   • Dies ist eine lokale, verstärkte Abnutzung (eine Kerbe) direkt an der Schnitttiefengrenze.