2. Fertigungsgenauigkeit Flashcards
Die Fertigung von Werkstücken erfolgt unter Qualitätsschwankungen.
Diese Fertigungsunsicherheit bestimmt die Fertigungsgenauigkeit mit der ein Werkstück in einem Fertigungssystem unter Berücksichtigung aller Einflussgrößen gefertigt werden kann.
Bei der Festlegung der Fertigungsgenauigkeit eines Bauteils sind sowohl die Funktionsanforderungen, als auch die Herstellkosten zu berücksichtigen.
Fertigungsgenauigkeit ist somit Ausdruck der Qualität des gesamten Fertigungsprozesses
(…)
Die Bauteilgenauigkeit wird durch geometrische und stoffliche Parameter definiert
Wesentlichen Einfluss hierauf nehmen: ?? (4)
- der Fertigungsprozess (Fertigungsgenauigkeit)
- die Konstruktion (u.a. Festlegung des Fertigungsverfahrens)
- das Funktionsverhalten (der späteren Konstruktion)
- Wirtschaftlichkeit
(Siehe auch Abb. Folie 3)
Qualitativer Begriff für das Ausmaß einer Annäherung von Ermitteltem auf Bezogenes
Definition von?
Genauigkeit
In der Technik werden meist ?? angegeben. (Denn 100% Genauigkeit ist kaum realisierbar)
Toleranzen
Bei Genauigkeit unterscheidet man zwischen welchen Werten? (3)
Wahrer Wert
- tatsächlicher Merkmalswert
- (Idealwert/Exakter Wert)
Richtiger Wert
- Näherungswert für den wahren Wert
- (Normwert/Sollwert)
Erwartungswert
- Wert des mittleren Ermittlungsergebnisses
- (Wiederholungswert/Mittlerer Istwert)
Auswahl des Fertigungsverfahrens durch: ?? (2)
- Analyse der Aufgabenstellung
—> (bzw. Anforderungsmerkmale) - Analyse des vorhandenen bzw. zu beschaffenden Betriebsmittels
Auswahl des Fertigungsverfahrens
Analyse der Aufgabenstellung
—> (bzw. Anforderungsmerkmale)
Nenne Analysemerkmale: ?? (4)
- Technologie (Werkstoff, Werkstoffzustand, Halbzeug, Oberflächengenauigkeit, Toleranz)
- Geometrie (Abmessungen, Teilefamilie, Getriebeelemente)
- Auftragsdaten (Jahresstückzahlen, Losgröße, Wiederholhäufigkeit)
- Zeitwerte (Bearbeitungszeiten, Werkzeugstandzeiten, Umrüstzeiten, Vorbereitungszeiten)
Auswahl des Fertigungsverfahrens
Analyse des vorhandenen bzw. zu beschaffenden Betriebsmittels
Nenne Analysekriterien: ?? (3)
- Technologie
—> be- bzw. verarbeitbare Werkstoffe, erzielbare Oberflächengüten, Toleranzen, Zeitspanungsvolumina, Prozessfähigkeit - Geometrie
—> fertigbare Geometrien, bearbeitbare Abmessungen - Zeitwerte
—> Werkzeugstandzeiten, Umrüstzeiten, Zykluszeiten, Zeitspanungsvolumina
Das gewählte Fertigungsverfahren begründet eine Maschinen- oder Anlagentechnologie deren technischer Zustand (z.B. Verschleiß) Einfluss auf die Bauteilgenauigkeit hat.
Die aus der 1.VL bekannten Fertigungssysteme („Fertigungszelle“ oder „Fertigungsnetz“) sind teilweise aus gleichen Maschinen aufgebaut, die jedoch jede für sich einen eigenen Betriebszustand besitzen, d.h. also keine redundante Genauigkeit
(Nur lesen)
…
Nenne Einflussfaktoren auf die Genauigkeit! (5)
Stabilität und Verschleiß der Konstruktionselemente und Funktionselemente:
—> Lager- und Führungstoleranzen
—> Verschleiß an Achs- und Führungselementen
—> Prozess- und systembedingte Thermodynamik
Verschleiß der aktiven Prozesskomponenten:
—> Verschleißart und -form der Werkzeuge
Abweichung der Geräte- und Maschinenstreuung im Nutzungsbereich:
—> Parallelnutzung mehrerer Geräte und Maschinen bei gleichem Produktionsspektrum
Metallurgische und stoffliche Inhomogenität:
—> Prozessschwankungen und Schwingungen
Funktionseinstellungenauigkeiten:
—> Positionier-, Einstell- und Kalibrierungenauigkeit
Nenne Systembedingte Ungenauigkeiten in der Fertigung: ?? (4)
- maschinen- und verfahrensbedingte Einflussfaktoren
- werkzeugbedingte Einflussfaktoren
- werkstückbedingte Einflussfaktoren
- umweltbedingte Einflussfaktoren
Systembedingte Ungenauigkeiten in der Fertigung
Nenne maschinen- und verfahrensbedingte Einflussfaktoren: ?? (5)
- unters. Funktionstoleranzen der Maschinenelemente
- Ungenauigkeiten der Positionier- und Steuerungssysteme
- Wirksamkeit der Funktionskräfte
- Schwingungen des Gesamtsystems
- Energieumwandlung
Systembedingte Ungenauigkeiten in der Fertigung
Nenne werkzeugbedingte Einflussfaktoren: ?? (3)
- Werkzeuggeometrie
- Werkzeugpositionierung und -anordnung
- Werkzeugverschleiß und Verschleißfolgewirksamkeit
Systembedingte Ungenauigkeiten in der Fertigung
Nenne werkstückbedingte Einflussfaktoren: ?? (2)
- Geometrie der Werkstücke bzw. Halbzeuge
- Gefügestruktur und Stoffeigenschaften
Systembedingte Ungenauigkeiten in der Fertigung
Nenne umweltbedingte Einflussfaktoren: ?? (2)
- Temperatur und Feuchtigkeit
- physiologische und psychologische Bedingtheit
Beschaffenheit einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen.
Definition von?
Qualität
Qualitätsforderung
Gesamtheit der Einzelforderungen an die Beschaffenheit einer Einheit: ?? (3)
- Sicherheit
- Zuverlässigkeit
- Verfügbarkeit
Im Qualitätsmanagement wird eine Gesamtheit an Einzelforderungen an die Beschaffenheit bewertet.
—> z.B. alle Betriebsprozesse nach DIN ISO 9000
(Nur lesen, in VL gesagt)
…
Qualitätssicherung
Maßnahmen zur Erzielung der geforderten Qualität: ?? (3)
- Qualitätsplanung
- Qualitätsprüfung
- Qualitätslenkung
Voraussetzungen für die qualitätsorientierte Fertigung
Auflisten oder durchlesen! (6)
- Fertigungs- und prüfgerechte Dokumentation
- Qualitätsbedingte Grundsatzfragen:
—> Was soll geprüft werden?
—> Wo wird geprüft?
—> Welche Systemunsicherheiten sind kalkülbedingt zulässig? - Fertigungs- und aufgabengerechte Mess- und Prüfeinrichtungen
—>
—>
—>
- eindeutige Angaben über Funktionsmaße und die funktionsbedingten Makro- und Mikroformen
sowie deren zulässige Abweichungen - Die Konstruktionsteile müssen vorgabengetreu gefertigt werden
- die gefertigten Teile müssen im Hinblick auf die Angaben eindeutig geprüft werden
Beispiel: Ultrapräzisionsdrehbearbeitung
Erreichbare Genauigkeiten:
- Formabweichung unter ?(1)? auf ?(2)?
- Rautiefen bis unterhalb von Rt = ?(3)?
Bearbeitbare Werkstoffe: ?(4)? (2)
Anwendung bei: ?(5)? (2)
(1) 1 μm
(2) 100 mm
(3) 0,05 μm
(4)
- NE Metalle (Al, Cu, u.a.)
- Kunststoffe (PMMA, CFK)
(5)
- Metalloptischen Bauelementen
- Magnetspeicherplatten
Skalierung:
1 μm = ?? mm
10 μm = ?? mm
100 μm = ?? mm
1 μm = 0,001 mm
10 μm = 0,01 mm
100 μm = 0,1 mm
Beispiel: Drahterosionsbearbeitung
Erreichbare Oberflächengüten:
Ra von ?(1)? bis ?(2)?
Bearbeitbare Werkstoffe: ?(3)?
Werkzeug: ?(4)? (2)
(1) 0,5 μm
(2) 0,8 μm
(3) alle elektrisch leitfähigen Werkstoffe
(4)
- spezielle Cu-Legierungen (CuW)
- Graphit
(Folie 11)
Beispiel: Kokillenguss/Schwerkraftgießen
(Ein eher grobes Fertigungsverfahren)
Erreichbare Genauigkeiten:
- Oberflächenrauheit:
—> Rt von ?(1)? bis ?(2)?
- erreichbare relative Maßgenauigkeit:
—> bis zu ?(3)?
Wirtschaftliche Stückzahl:
—> mehr als ?(4)? Stück
(1) 20 μm
(2) 320 μm
(3) 0,08 mm
(4) 200
Nenne Grundbegriffe der Fertigungsmesstechnik: ?? (6)
- Prüfen
- aktive Prüfung
- passive Prüfung
- direkte Messung
- indirekte Messung
- Prüfmittel
Was versteht man unter:
1) Prüfen: ??
2) Aktive Prüfung: ??
3) Passive Prüfung
1) Messen bzw. Lehren
2) Messen bzw. Lehren während der Fertigung
3) Messen bzw. Lehren nach der Fertigung
Was versteht man unter:
1) der direkten Messung: ??
2) der indirekten Messung: ??
1) eine Absolutmessung
2) eine Vergleichsmessung
Was versteht man unter:
Prüfmittel: ?? (3)
- analog oder digital anzeigende Messgeräte
- Lehrensysteme als Maßverkörperung
- Hilfsmittel (z.B. Kalibrierungseinrichtung)
Messen: liefert ?? Messwerte (Toleranz)
absolute
Lehren: Vergleich (gut/schlecht)
—> keine ??
Messwertausgabe
Fehlerunterteilung
In welche Fehlertypen lassen sie Fehler ganz allgemein einteilen? (2)
- Systematische Fehler
—> bestimmbar und kompensierbar - zufällige Fehler
—> zahlenmäßige Angabe der Unsicherheit und nicht kompensierbar
Aus den systematischen Fehlern resultiert was?
Eine Unrichtigkeit
Aus den zufälligen Fehlern resultiert was?
Eine Unsicherheit
Definition Ungenauigkeit: ??
Zu erwartende Unrichtigkeit bei gegebener Unsicherheit
Systematische Fehler haben ?? Ursachen
feststellbare
Eine immer gleiche Abweichung des Messwertes von dem wahren Wert
Systematische Fehler lassen sich unter den gleichen Messbedingungen nicht erkennen.
Wahr/Falsch?
WAHR
—> erst wenn die Ursache bekannt ist, sind diese Fehler kompensierbar
Typisches Beispiel für systematische Fehler aus dem Maschinenbau: ??
Lineare Fehler in Vorschubachsen
—> diese lassen sich in der Maschinensteuerung kompensieren
Systematische Fehler
Auch physiologische Fehler, wie z.B. veränderte Sehschärfe lässt sich durch eine Brille korrigieren.
Wahr/Falsch?
Wahr
Sind zufällige Fehler kompensierbar?
NEIN
Zufällige Fehler streuen um einen Mittelwert
Wahr/Falsch?
Wahr
Bsp. für zufällige Fehler: ??
- Sonneneinstrahlung
- Alkoholgenuss
- Werkzeugverschleiß
- Werkzeugbruch
Fehler können unterteilt werden in vermeidbare, korrigierbare und nicht korrigierbare Fehler.
Wahr/Falsch?
Wahr
Die Unsicherheit wird entsprechend der sie bewirkenden Ursache als mechanische, thermische oder physikalische Unsicherheit sowie Laboratoriums- und Betriebsunsicherheit definiert.
Wahr/Falsch?
Wahr
Topologie der Bauteilgeometrie
Eine Bauteilgeometrie wird durch was definiert? (2)
Durch Konstruktion und Fertigung!
Die Bauteilgeometrie kann unterteilt werden in: ?? (2)
- Makrogeometrie
—> Räume, Flächen, Linien, Punkte - Mikrogeometrie
—> Maßtoleranzen, Formtoleranzen, Lagetoleranzen, Oberflächengestalt