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HTM16 - Semester 2 > Fertigungstechnik - erledigt > Flashcards

Fertigungstechnik - erledigt Flashcards

1
Q

Richtlinien zur Auswahl der Werkstoffe

A

Beanspruchung ( Zug, Druck, Biegung ..)
Verschleisfestigkeit (Bremse Lager ..)
Temeratur (Dampfturbine, Flugzeug, Auto ..)
Chem. Beständigkeit ( Schiffbau, Rohre ..)
zusätzliche Behandlung (Beschichten, Wärmebehandlung)
physik. Eigenschaften (Leitfähigkeit, Gewicht ..)

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2
Q

Verschiedenen Fertigungsverfahren

A 
Urformen, 
Umformen, 
Trennen, 
Fügen, 
Beschichten, 
Stoffeigenschaften ändern
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3
Q

Urformen + Bsp

A

Herstellung eines festen Körpers aus einem formlosen Stoff. (Sandguss-flüssig, Plasmaspritzen-Gas, Sintern-Pulver)

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4
Q

Umformen + Bsp

A

Fertigen eines festen Körpers durch plastisches Ändern. Walzen,Biegeumformen

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5
Q

Trennen

A

Fertigen eines festen Körpers durch Trennen des stofflichen Zusammenhangs. Drehen,Schleifen,Zerteilen

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6
Q

Fügen

A

Beim Fügen werden 2+ Bestandteile unter Verwendung von Verbindungsstoffen/elementen zusammengeführt. Ausschäumen, Ausgiesenm, Schrauben

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7
Q

Beschichten

A

Aufbringen von formlosen,pulvrigen,flüssigen oder gasförmigen Stoffen zum Oberflächenschutz, Farbgebung oder erzielung elektr. Eigensch. Aufdämpfen, Feuerverzinken

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8
Q

Stoffeigenschaften ändern

A

Veränderung der Werkstoffeigensch. (Komplett o. nur Teile) Härten,Magnetisieren,Nitrieren

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9
Q

wann wird gegossen

A

Gegossen wird wenn andere Herstellungsverfahren unwirtschaftlich oder technisch nicht möglich sind, oder um Gießeigenschaften auszunutzen. (Gute gleiteigenschaften zb.)

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10
Q

Blockgießen

A

Gießen des Metalls in Dauerformen, Erstarrung, es entstehen Halbzeuge (Blöcke) die weiterverarbeitet werden. Verunreinigungen sammeln sich oben daher wird der Block vor Weiterbearbeitung “geköpft”.

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11
Q

Stranggießen

Vorteile

A

Schmelze wird vom Tiegel in eine Wassergekühlte Kokille geleitet in der sie erstarrt. Strang kann direkt in Walzwerk geleitet werden sodass ein kontinuierlicher Prozess entsteht.

Vorteile: gute Produktivität, wenig Materialverlust, Voll/Hohlprofile möglich.

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12
Q

Gießen mit verloreren Formen und Dauermodellen

Anforderungen an Formsand

Anwendung

A

Modell wird nach Zeichnung erzeugt.
(Schwindmaß berücksichtigen)!!!
Modell wird mit Formsand eingeformt
Beim Guss wird Modell heraußgenommen, und ausgegossen. -Form Verloren

Anforderungen an Formsand: gute Festigkeit, Bildsamkeit, Langlebigkeit, Feuerfest. (quarzsand Ton, Wasser)

Speiser zur Kompensation der Volumsabnahme beim erstarren (+Luftentwichung beim Einguss)

Anwendung; Turbinenräder Kurbelwelle

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13
Q

Präzisionsformen - Gießen mit verlorenen Modellen

Vorteile

A 
Modell durch Spritzen Pressen aus Wachs/Kunststoff hergestellt. 
Mehrere Modell zu Traube verbunden
In Keramikmasse getaucht - Schale
Ofen - Keramik Troknet Wachs schmilzt
Gießen
Trennen der Stücke
ggf. Nachbearbeitung

Vorteile: höchste Maßgenauigkeit, kompl. Geometrie mögl. beste Oberflächenqualität, geringe Wanddicken möglich.

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14
Q

Vollformverfahren

Magnet Vollformverfahren

Vorteile

A

Modell wird hergestellt (Schaumstoff, Polystyrol … ) oder mehrere Modellteile werden miteinander verklebt.

Modelle zu Trauben verklebt und mit einer dünne Schicht überzogen die den direkten Kontakt zum Quarz (form) Sand der Gießform verhindert.
Modell wird eingefort und verbrennt/vergaßt beim Ausgiessen durch die Hitzeeinwirkung.
Quarzsand wird durch Vibration zusätzlich verfestigt.)

Auch mit Eisengranulat als “Formstoff” möglich und Magnetfeld statt vibration. heißt dann Magnet Vollformverfahren

Vorteile; Hohe Oberfl. Qualität, billig, automatisierbar, konstruktive Freiheit unbegrenzt.

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15
Q

Gießen in Dauerformen

A

Formen werden wiederholt genutzt. müssen Hitzebeständig, verschleißfest sein.

Nur für Massenproduktion.
Vorteile: geringe Produktionsfläche, gute Produktivität, gute Oberflächengüte, gute mechanische Eigenschaften

Nachteile; Teure Formen, Hohe Eigenspannung der Gußteile hohe Oberflächenhärte

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16
Q

Druckguss

2 Arten

A

Schmelze wird unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in die geteilte Dauerform gedrückt. Vorwiegend für NE-Metalle wie Alu, Mag/Zink/Zinnlegierungen.
1 Abguss = Schuss, bis 300 schüsse pro stunde
Form hält bis zu 500000 Schuss aus.

Vorteile: Herstellung von geringen Wanddicken möglich. Teile können Mit eingegossen werden. (Boilzen stifte)

2 Arten: Warmkammer Druckgießen
Kaltkammer Druckgießen

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17
Q

Niederdruckverfahren - Gießen

Vorteile

A

Form wird auf Ofengesetzt durch Rohr dicht verbunden. Luft wird mit geringem Druck in den Ofen gepresst, Schmelze steigt nach oben. Sehr genaue Formfüllung. Druck wird bis zum Erstarren gehalten.

Vorteile; Gussteile mit hoher Dichte, keine Gasblasen oder Verunreinigunge, feinkörniges Gefüge, Druck und Verschleißfest.

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18
Q

Schleudergussverfahren

A

Schmelzgut wrid in sich Drehende Dauerform gegossen, und durhc die Zentrifugalkraft in der Form verteilt. Gut für symmetrische Teile,
Gekühlte und ungekühlte Formen.
Für fast alle Metalle/Legierungen geeignet.

Rohrherstellung möglich, Menge des Materials bestimmt Wanddicke, bis zu 8m länge und 2,5m Durchmesser

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19
Q

Gusswerkstoffe allgemein

A

Alle Werkstoffe die durch Gießen verarbeitet werden wenn dabei Gussteile enstehen bei denen keine weiteren Verarbeitung durch Umformen nötig ist.

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20
Q

Vorgänge beim Gießen

A

Schmelzen : (Fest) - Temperaturanstieg, Atombeweglichkeit steigt an

Vergießen (Flüssig): - Gestaltgebung, fließen , benetzen

Erstarren (Fest) : - Temperatursenkung, Atombeweglichkeit sinkt, Volumsabnahme

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21
Q

Gießtemperaturen

A

sollten möglichst niedrig gehalten werden.
Hierzu nutzt man folgendes: Beim Vermischen von 2 Komponenten ist die Schmelztemperatur des Gemischs immer geringer als die Temperatur der einzelnen Komponenten.

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22
Q

eutektische Legierungen

A

geringe Gießtemperatur homogenes Gefüge guteFlies und Formfülleigenschaften

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23
Q

FließFormfü+llvermögen

A

Entfernung die das Metall in der form zurücklegt bis durch die Erstarrung zum Stillstand kommt

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24
Q

Volumenänderung

A

Physiklaisch Bedingt muss mittels Vergörßerung des Modells etc berücksichtigt werden

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25
Q

Urformen Kunststoffe - Spritzgießen
Woraus bestet Spritzgussmaschine

Ablauf des Spritzgießens

Vorteile

A

Spritzgusswerkzeug besteht aus Plastifizier und Spritzeinheit und aus 2geteiltem Formwerkzeug mit Öffnungs und Schließeinheit

Kunststoffgranulat wird im Plastifizierzylinder verdichtet/plastifiziert
Schließzylinder schließt Formwerkzeug und hält es gegen den Spritzdruck geschlossen
Kolben drückt die Schnecke nach vorne und spritzt die weiche Kunststoffmasse mit hoher Geschwindigkeit und Druck in den Hohlraum.
Erstarrung
Öffnungszylinder öffenet Werkzeug sodass Werksteil von Auswerfer/Druckluft ausgeworfen wird.

Formgebung in 1 Arbeitsgang (Rohstoff - Fertigteil)
keine Nachbearbeitung nötig
Automatisierbar
hohe Reproduzierbarkeit 
günstig (in Massenproduktion)
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26
Q

Urformen Kunststoffe - Extrudieren

Anwendung

A

Konstiniuerliche Herstellung eines Kunststoffstrangs mit einer Schneckenstangpresse dem Extruder.

Aufgesetzte Profildüse (bestimmt Querschnittsprofil) Strang wird mit Luft/Wasser gekühlt und nach dem Erstarren in Stücke geschnitten

Profile, Rohre , Stäbe …

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27
Q

Extrusionsblasen von Hohlkörpern

A

Zur Hestellung von Hohlkörpern wie Flaschen Kanister Tanks

Kunststoffschlauch wird in zweigeteiltes Werkzeug geführt
Nach dem Schließen bläst Druckluft das Schlauchstück auf und presst es an die Hohlwandform an der es erstarrt.
Öffnen , Bauteil wird ausgestossen

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28
Q

Blasextrudieren

A

Kunststoffmasse wird zu dünnem Schlauch extrudiert und durch Aufblasen zur Folie gereckt. (dicke 10-30µm)

Kalandrieren: herstellung dicker folien durch warmes Auswalzen eines frisch extrudierten Flachbandes.

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29
Q

Urformen Schaumstoffe

A

Aufschäumen des flüssigen Kunststoffs mit vielen kleinen Gasbläschen –> chem zersetzung oder verdampfen von treibmittel

2 Wichtige: Polystyrol SChaumstoff
Geschäumtes Polyurethan (Blöcke)

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30
Q

Warmumformen Thermoplast Halbzeuge

A

zur Herstellung großformatiger Bauteile aus Halbzeugen

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31
Q

Tiefziehen Kunststoff
Vakuum
Stempel

A

Vakuum: Formbare Kunststoffplatte wird durch Unterdruck in den Werkzeughohlraum gezogen

Stempel: Zusätzlicher Stempeldruck für dickwandigere Bauteile

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32
Q

Pulvermetallurgie - Sintern

Ablauf

Anwendung

A

Herstellung von Metallpulvern
Pressen der Pulver zu Formeteilen
Sintern: verfestigen der Formteile

Pulverherstellung
Formgebung (Pressen)
Wärmebehandlung (Sintern)
Nachpressen (Kalibrieren)
Nachbehandlugnsarten

Schmelztechnisch nicht anders herstellbare Werkstoffe (Hartmetalle .. )
Bauteile mit Porösem Gefüge (Filter, Lager)
Formteile wenn wirtschaftlich günstiger

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33
Q

Sintern - Pulverherstellung

A

Pulvereigenschaften wirken sich auf Verarbeitbarkeit und Eigenschaften der Fertigteile aus

Verdüsungsverfahren:
für Größen 3-200µm
Schmelzen und unter Luft/Dampf/Wasserstrahl zerstäuben

Rotationszerstäubung: Sich drehender Stab wird an Stirnseite geschmolzen und die Zentrifugalkraft schleudert die Teilchen nach außen

Elektrolyse: An Kathode wird reines Metall abgeschieden das leicht zu Pulver zerfällt

Mechanisch in Mühlen

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34
Q

Sintern - Formgebung/ Pressen

A

CIP: cold isostatic pressing
HIP: hot isostatic pressing (Höhere Festigkeit)

Pulver werden in Werkzeugformen gefüllt und bei 4000-8000bar zu Pressling geformt. (gleichmäßig verdichtet)

Je höher der Druck umso geringer ist das Porenvolumen.
Auch Formung ohne Druck möglich –> Schütt/ Schlickergießverfahren. –>großes Porenvolumen

Zusammenhalt der Pulver beruht auf Adhäsion und Verklammerung.

Gleitmittelzusätze um Reibung zu mindern (vergaßen später)

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35
Q

Sintern - Sintern

3 Zonen

A

Wärmebehandlungsvorgang bei dem die vorher hergestellten Rohlinge durch Diffusion zu einem Gefüge zusammenwachsen.

60-80% der Schmelztemp.
Flüssige Phase möglich - Komponente wird flüssig dringt in Porenräume ein, feste Bindung.

Sinterprozesse werden unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt um unerwünschte Reaktionen (Oxidation) zu vermeiden.

Abbrennzone (Bindemittel vergaßt)
Sinterzone
Kühlzone

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36
Q

Sintern - Nachpressen/Kalibrieren

Sinterschmieden

A

Volumsänderung während Sintervorgangs daher wird zur Maßhaltigkeit nachgepresst (höhere Festigkeit , geringere Zähigkeit)

Auch warm Möglich wenn dabei noch Formänderung entsteht nennt man dies Sinterschmieden

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37
Q

Nachbehandlungsarten Sintern

A

Infiltrieren: niedrig schmelzende Metall in Porenräume - Druckdicht - höhere Zähigkeit

Tränken(Öl Wachs Silikon): Korrossionsschutz, Dichtheit

Galvanische Behandlung
Dampfbehandlung
Wärmebehandlungsarten/Härten nach Aufkohlung

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38
Q

Wichtige Sinterwerkstoffe
Hartmetalle

Anwendung

A

Sinterhartmetalle
Verbundwerkstoffe aus Hartstoffen und Bindemittel zb. Wolframkarbide, Titan , Tantalkarbide
Hohen Verschleißwiederstand, Zäh, Härte, Warmhärte

Schneidwerkstoff für Dreh und Fräßmaschinen
Auf Verschleiß beanspruchte Maschinenteile

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39
Q

Umformen
Umformbarkeit bestimmen

Vorteile

Arten

A

Aufschluss über die Umformbarkeit von Werkstücken gibt das Spannungsdehnungsdiagramm.
Umformen findet im Bereich zwischen Streckgrenze Re und Zugfestigkeit Rm statt.

oft Kostengü+nstiger ggü anderen Fertigungsverfahren
mech. Eigenschaften werden oft verbessert
kein Werkstoffverlust
schwierige Formen herstellbar
Metalle durch Kristallaufbau gut umformbar

Warmumformen
Kaltumformen

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40
Q

Warmumformen
Vorteile

Nachteile

A

Arbeitstemperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur
große Umformbarkeit
geringe Umformkraft nötig
geringe Festigkeits und Dehnungsänderung

geringe Form/Maßgenauigkeit
Verzunderung möglich

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41
Q

Kaltumformen
Vorteile

Nachteile

A

Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur
Gute Maßgenauigkeit
keine Verzunderung

geringe Umformbarkeit
hohe Umformkraft nötig
Erhöhung der Festigkeit Dehnung (Kaltverformung)

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42
Q

Biegen

Anwendung

A

Plastisches Umformen durch Biegekraft
die äußeren Fasern werden gestreckt, die inneren gestaucht

Rohre Bleche Drähte Stäbe

Biegeradius nicht beliebig wählbar: hängt von Querschnittsform, Werkstoff und Temperatur ab

Bleche werden quer zur Walzrichtung gebogen.
Bei dicken Profilen erfolgt leichte Querschnittsänderung

Gesenkbiegen (Stempel)
Rollbiegen
Tiefziehen, 
Hydromech. Tiefziehen
Druckziehen
Drücken
Walzen 
Gesenkformen
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43
Q

Tiefziehen (Bleche)

Ziehspalt
Ziehverhältnis

A

Werkstoffzuschnitt wird ohne beabsichtigte Änderung der Dicke zu Hohlkörper geformt.
Schmierstoffe um Reibung zu vermeiden
Ziehspalt etwas größer als Blechdicke hängt aber von Werkstoff und Dicke ab
Ziehverhältnis beschreibt Änderung eines Blechs beim Ziehen - wenn zu groß - mehrere Ziehstufen
ß = D/d

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44
Q

Hydromechanisches Tiefziehen

A

Kein Gegenstempel sondern Membran

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45
Q

Druckziehen

A

Für Stäbe Drähte rohre
Im kalten Zustand durch verengte Werkzeugöffnung gezogen und dabei auf Form/Maß gebracht. (Zwischenglühen um Zerstörung zu vermeiden)

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46
Q

Drücken

A

Umformen eines Blechteils an rotierenden Fremdkörpern
zb Gasflaschen, Felgen , Pfannen
Günstig, Gute Oberfläche, Genau, leicht

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47
Q

Walzen

Walztwerkausführungen

Anwendung

A

Druckumformen durch Abrollen rotationssymmetrischer Werkzeuge

Unterschied durch:
Temperatur(warm.kalt)
Richtung (längs,schräg,quer)
Querschnittsform

Duowalzwerk
Triowalzwerk
Quattrowalzwerk
Mehrwalzenwalzwerk
Planetenwalzwerk

Gegossene Bleche zu Knüppel, Brammen oder Platinen gewalzt (Halbzeuge)

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48
Q

Gesenkformen

Vorteile

Anwendung

A

Massenfertigung
Schmiedestück wird in einem zweiteiligen Gesenk aus einem Rohteil geschlagen

geringer Werkstoffverlust
Wiederholgenauigkeit
schwierige Formen möglich

Kurbelwelle, Schraubschlüssel

49
Q

Trennen

A

Herstellen geometrisch bestimmter Körper durch Formändern und Vermindern des Stoffzusammenhalts.

Scherschneiden
Zerteilen
Spanen
Abtragen
Zerlegen
Reinigen 
Evakuieren
50
Q

Scherschneiden (Zerteilen)

Schneidvorgang

Schneidspalt

Schneidkraft

A

Zerteilen von Werkstücken zwischen 2 an sich aneinander vorbeibewegenden Schneiden.

Werkstoff wird gestaucht (wird zur Scherfläche hingezogen)
Werkstoff beginnt zu fließen (Pl. änderung)
Reist an den Schnittlängen auseinander (Überschreiten der Scherfestigkeit)

Schneidspalt muss vorhanden sein zw. Stemple und Schneidplatte (0,5-5% der Blechdicke)

Schneidkraft: FS = Schnittfläche x Scherfestigkeit
FS = Länge x Dicke x Scherfestigkeit

Scherfestigkeit= 0,8xRm bei s>2mm
1xRm bei s 1-2mm
1,1xRm bei s<1mm

51
Q

Scherschneiden Werkstoffausnutzung

Ausnutzungsgrad
Streifen / Band

Vorgehen

A

Bei großen Stückzahlen oder teurem Material minimale Steg und Randbreite.
Also möglichst viele Schnitte und wenig Abfall.
Für Aussage den Ausnutzungsgrad berechnen

Streifen n= AnzahlxFläche / StreifenlängexBreite
Band n= Anzahl je Vorschub x Fläche / Vorschub x Breite

Einfache Schnittformen bevorzugen
Geschickte Ausnutzung des Materials 
Große Radien wählen
Rundungen meiden
Einfache Konturen als Werkstückbegrenzung ansehen
Unterschiedliche Anordnungen
Mehrreihige Anordnungen
52
Q

Scherschneiden
Unterscheidungsmekmale Schnittstreifen

Vorschubbegrenzung
Ausführungen

A

Anzahl Reihen : Einreihig - schwerpunkt = 1 Achse
Mehrreihig : min. 2 Reihenachsen (parallel oder versetzt)

Anzahl ausschnitte je Hub: Einfach: 1Werkstück je hub
Mehrfah: min 2 Werkstücke je Hub

Anzahl Werkzeugdurchgänge min2:
Symmetrisch: Umklappen nach 1 Durchgangn gleicher Streifenanfang

Unsymmetrisch: Streifenende = Streifenanfang

Vorschubbegrenzung; Abfallbeschränkung, Taktvorschub für Folgewerkzeuge (Toleranzen gewährleisten)

Ausführungen:
Ausschneidanschlag
Abschneidanschlag
Anschneid-Stift-Platte-Winkel
Pendelanschlag
Automatischer vorschub
Suchstift
53
Q

Spanen

2 ARten

Vorteile

Wettbewerbsfähigkeit abhängig von

A

Spanen ist ein Trennvorgang bei dem mit Hilfe von Schneiden eines Werkzeuges Werkstoffschichten in Form von Spänen mechanisch abgetrennt werden.

spanen mit geometrisch bestimmter Schneide
spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide

Fertigungsgenauigkeit
Reproduzierbarkeit der qualität
geoemtirsch unbegrenze möglichkeiten
Fertigungsflexibilität

Automatisierung
Stanzeiten
Prozess/Fertigungsüberwachung
Komplettbearbeitung in 1 Aufspanung
Werkzeugnahe Programmiertehcnologie
54
Q

Spanbildung beim Spanen

Spanarten

A

Durch den eindringenden Keil wird der Werkstoff von der Spanfläche gestaucht, getrennt und fließt als Span ab. B_ereich in dem diese pl Verformung abläuft nennt man Spanwurzel.

Reissspan: bei spröden werkstoffen, Rauche Oberfläche

Scherspan bei zähen werkstoffen

Fließspan zähe Werkstoffe bei hoherSchnitt geschwindigkeit

55
Q

Verschleiß

Verschleißformen

A

Schneide der Werkzeuge nutzt sich durhc Reibung, Oxidation und Diffusion durch hohe Temperatur ab. Dadurch wird die Schneidgeometrie verändert.

Kantenversetzung an der Spanfläche
Freiflächenverschleiß
Spanflächenverschleiß
Schneidkantenverschleiß
Kolkverschleiß
56
Q

Bohren

Öffnungswinkel bohrer ca 120°

Senken

Reiben

Anwendung

Kernbohren

Tiefbohren

A

Bohren ist Spanen mit kreisförmiger Schnittbewegung bei dem die Drehachse des Werkzeugs und die Rotationsachse der Innenfläche ident siind und die vorschubarbeit in Richtung dieser Archse verläuft.

Senken: Erzeugung von Senkrecht zur Drehachse liegenden Planflächen

Reiben: Aufbohren mit geringer Spanungsdicke zur Herstellung passgenauer Bohrungen mit hoher Oberflächengüte.

Verschraubungen Innengewinden Zentrierungen

Führung des Werkzeugs zusätzlich durch innenliegenden Zentrierkern (Holzbearbeitung)

Bohrkopf auf Rohrschaft für tiefen bis zu 100x Durchmesser . Kühlschmierstoff wird von außen zugeführt, Bohrer zentriert sich selbst in der Bohrung. Anwendung zb Panzerrohre.

57
Q

Fräßen

2 Arten

Fräßformen

A

Spanen mit Werkzeugen mit geometrisch bestimmter Schneide, bei kreisförmiger Drehund Schneidbewegung und beliebiger quer zur Drehachse liegender Vorschubbewegung.

Gleichlauffräßen
Gegenlauffräßen

Planfräsen
Rundfräsen
Schraubfräsen
Wälzfräsen
Profilfräsen
Formfräsen
58
Q

Gleichlauffräßen
Vorteile Nachteile

Gegenlauffräßen
Vorteile Nachteile

A

Schneidbewegung gleich Vorschubbewegung
Fräßspan wird vom breiten ende her abgetrennt,
Mattes Aussehen der Oberfläche
Schneidkraft drückt Werkstück nach unten gegen Auflage und unterstüzt somit die Einspannkraft.

Schneidbewegung entgegen Vorschubbewegung
erhöhter Reibverschleiß
glatte aber wellige Struktur
Werkstück wird nicht gegen Werkzeug gezogen

59
Q

High Speed Cutting HSC Hochgeschwindigkeitsfräsmaschine

Merkmale/Vorteile

Effiziente HSC Bearbeitung

Anwendung

weitere Vorteile

4 Vorraussetzungen

A

Extreme Umdrehungsfrequenzen der Spindel
Hohe Vorschubgeschwindigkeiten
Große schnittgeschwindigkeiten bei dnene die Werkstücke kalt bleiben
Top Oberflächengüte - keine Nachbearbeitung nötig

Entscheidend ist Spanvolumen / min. dafür ist gutes Verhältnis von Drehzahl zu vorschub nötig. (kostentechnisch)

Werkzeug/Formenbau, Luft Raumfahrt, Automobilindustrie, Präzisionsteile

extreme Hauptzeitverküzrung
Reduzierung der Bearbeitungskräfte
Vermeidung der Werkstückserwärmung
Qualitätsverbesserung
erlaubt empfindliche Werkstückkonturen/Werkzeuge

Hohe Stabilität und Steifigkeit
Schwingungsfreie, feingewcuhtete Spindelantriebe
Geringe zu beschleunigende Massen
Absaugeinrichtung

60
Q

Räumen

Räumnadel

A

Spanen mit einem mehrzahnigen Werkzeug desssen Schneidezähne hintereinander liegen und jeweils um eine Spanungsdicke gestaffelt sind.

Wichtigstes Werkzeug Räumnadel
zur herstellung von Innenprofilen

61
Q

Schleifen

Ziel der Bearbeitung

Hauptbestandteile Schleifscheibe

Körnung

Schleifauswahl

Gefüge

A

Spanen mit vielschneidigem Werkzeug aus gebundne Schleifkorn mit geometrisch unbestimmten Schneiden.

Form - Maß und Oberflächenqualität des Werkstücks zu verbssern

Gekörntes Schleifmittel
Bindemittel
Porenraum (Spanabtransport)

Korngröße entspricht der ZUahl der Maschen pro Zoll Sieblänge der Prüfsiebe
Grob 4-24
mittel 30-60
fein 70 - 220
sehr fein 230 - 1200

Weiche Schleifwerkzeuge zum Schleifen von harten Werkstücken und für große Berührugnsflächen zwischen Schleifwerkzeug und Werkstück bei geringem Vorschub

Harte Schleifwerkzeuge für Weiche Werksoffe und kleiner Berührungsfläche und großem Vorschub.

Bestimmt durch Anteil von Schleifmittel Bindemittel Porenraum.
0 dicht
30 sehr porös

62
Q

Schleifen 2

Selbstschärfung der Schleifscheibe

A

Schleifkörner werden durch Bindemittel zusammengehlaten. Bindefestigkeit ermöglciht abbrehcne/heraußbrehcen des Schleifkorns ab Überschreitung einer bestimmten Schneidkraft so dass ein neues schärferes Korn zum einsatz kommt.

63
Q

Honen

A

Spanen mit geometrisch unbestimmter schneide wobei die vielschneidigen Werkzeuge eine aus zwei Komponentne bestehende Schnittbewegung durchführen sodass die bearbeitete Oberfläche sich überkreuzende Spuren aufweist

64
Q

Läppen

A

ist Spanen mit losem in einer Paste verteiltem Korn bei möglichst ungeordneter Schneidbahn.

65
Q

Abtragen

A

chemisch
elektrochemisch
thermisch
mechanisch

Einsatz von abtragenden Verfahren ist vor allem dann sinnvoll wenn die mech. Eigenschaften von Hartmetallen hocleg. Stählen und Verbundstoffen eine konventionelle Bearbeitung ausschließen.

Chemisches Abtragen durch chem. Reaktion mit dem Wirkmedium

Elektrochemisches Abgragen durch Einwirken des el . Stromes

Thermisches Abtragen durch Einbringen einer konzentrierten Wärmemenge in die Wirkzone (schmelzen verdampfen)

Mech. Abtragen durch Umwandlung de rkinetischen Energie eines beschleunigten Mediums (wasser)

66
Q

Ätzabtragen

A

Vorwiegen zur Formgebung planarer Strukturen aus dünne Blechen. bsp. Oberflächenätzen. (Beschriftung , Skalen)

67
Q

Elektrochem. Abtragen

A

Werkstoff wird unter Einwirken eines Elektrlytes und Strom anoidsch aufgelöst. Werkstück muss elektrisch leitend Sein.

68
Q

Funkerosion

2 Arten

A

Senkerosion:
Formelektrode wird durch Senkung im Werkstück abgebildet.
Schneiderosion: Drahtelektrode quer zur Werkstückoberfläche (Schnitt- Stanzwerkzeugherstellung / Profilwerkzeuge)

Materialabtrag erfolgt jeweils durch kurzzeitige örtlich getrennte elektrische Funkentladung.
Dieser ganze Prozess läuft in einer el. nicht leitenden Flüssigkeit ab.

69
Q

Wasserstrahlschneiden

A

dünner Wasserstrahl dem meist Strahlmittel wie Quarzsand beigemischt wird.

Vorteile: Alle Werkstoffe möglich. keine Temperaturbeinflussung, kein Verzug/Staub/Dampf. Druckempfindliche Werkstoffe möglich, mehrlagiges Schneiden Möglich.

Nachteile: Maßgenauigkeit nicht höher als 0,1mm , geringe Geschwindigkeit, hohe Kosten

Anwendung: Formteile aus Kunststoff/Faserverbundsstoff, Schneider von Leiterplatten, Stein, Glas, Keramik, Metall

70
Q

Laserstrahlschneiden

A

Gebündelte energiereiche Lichstrahlen werden durch Gase/Kristalle oder Diodenlaser erzeugt.
Mit linsen auf sehr kleine Oberfläche konzentriert. Hohe Energiedichte. Werkstoff schmilzt/verdampft udn wird durch Gasstrahl weggeblasen.

Vroteile: berührungslose Energieübertragung, hohe Schnittgeschwindigkeit (bis zu 100m/min) gute Präzision, hohe Bearbeitungsqualität, keine mech. Kräfte auf Werkstück, geringe Wärmebelstung, Atomatisiert, Flexibel.

Nachtiel: Investitionskosten

71
Q

Fügen

Formschlüssiges 
Vorgesapnnt formschlüssiges
Kraftschlüssiges
Stoffschlüssiges
durch Zusammensetzten
durch Füllen
durch an/einpressen
durch Umformen
A

Formschlüssiges Fügen
Werkstücke werden durch ineinanderpassende Formen verbunden

Kraftschlüssiges Fügen: durch Reibkräfte/Drehmomente

Vorgesapnnt formschlüssiges Fügen: Kraft und Formschlüssig als sicherheit

Stoffschlüssiges Fügen: Bindemechanismus ist stoffschluss. Halt durch Kohäsion und Adhäsion

Fügen durch Zusammensetzten: Auflegen, Einlegen, Einhängen

Fügen durch Füllen: Einbringen von flüssigen gasförmigen pulvrigen oder pastösen Stoffen in Hohl/Porenräume

Fügen durhc an/einpressen;: Fügeteile werden elastisch verformt und bleiben durch Reibungskraft erhalten(zb einpressen mit übermaß)

Fügen durch Umformen: 2+ teile werden durch erstarrende flüssigkeit gebunden

72
Q

Schweißen

2 Arten

A

Vereinigung von Werkstücken unter Anwendung von Wärme oder Kraft mit oder ohne Schweißzusatz.

Kann durch Schutzgase Pulver und Pasten erleichtert werden. Energie wird von außen zugeführt, stoffschlüssig und unlösbar.

Pressschweißen
Schmelzschweisen

73
Q

Kaltpressschweißen

A

Verbindung durhc Molekularkräfte zwischen den sich berührenden ebenen Flächen. Große Kraft zum Aneinanderpressen. Anwendung wenn Erwärmung der Bauteile nicht zulässig ist.

74
Q

Reibschweissen

A

Wärme für Verbindung wird durch mechanische Reibung erzeugt (Schnelle Relativbewegung der Teile9
Schweissen erfolgt nach Abschaltung der Relativbewegung

75
Q

Ultraschallschweissen

Anwendung

Vorteile

A

Reibschweissen mit kleiner Amplitude, aber großer Relativgeschwindigkeit.
Reibung bricht Oxidschichten auf Verbindung durch Molekularkräfte und Druck.

Feintechnik, Mechatronik, Elektrik

Geringe Erwärmung, billig, Teile verschiedener Werkstoffe können verbunden werden, Dicke ist irrelevant

76
Q

Punktschweissen

A

Werkstücke werden an einzelnen Schweisspunkte verbunden. Vorwiegend bei Blechen.

Durch 2 Kupferelektroden zusammengedrückt, kurzzeitig fließt hoher STrom, durch Widerstand entsteht hohe Temperatur und es bildet sich linsenförmiger Schweispunkt. Dickenverhältnis höchstens 3:1 (Elektrodne durchmesser)
Sollte nur durch statische Kräfte und Abscherung beansprucht werden.

77
Q

Buckelschweissen

A

Elektroden sind Kupferplatten, eins der Werkstücke wird mit Buckeln versehen diese ergeben die Schweisspunkte.

Sicheres Verschweissen genau an den Buckeln, mehrere Stellen können auf einmal verschweisst werden, glatte Schweissstellen, Automatisierbar, schnell , keine vorbereitung

78
Q

Schmelzschweissen

Vorteile
Nachteile

A

durch örtlich begrenzten Schmelzfluss mit Schweisszusatz verbunden

freie Gestaltung, einfach, leicht(gewicht), hochfest, dicht

Gefügeänderung, verzug, nicht für alle Metalle geeignet

79
Q

Gassschweissen

A

Teile werden durch eine Brenngassauerstoffflamme zum Schmelzen gebracht (O aus luft)

> 3mm: Flamme ist auf Naht gerichtet, schweisstab wird mit kreisenden Bewegungen abgeschmolzen. Dickere Teile durch hohe Wärmekonzentration(langsame abkühlung)

<3mm: Flamme in Schweissrichtung, Schmelzbad liegt nicht in größter Temperaturzone, schweisstab wird unter dem flammenkegel mit tupfenden bewegungen in schmelzbad geschmolzen

80
Q

Lichtbogenschweissen

A

Wärmequelle ist der Lichtbogen der zwischen Elektrode und Werkstück gezündet wird. Durch hohe Temp schmelzen die KLanten der Fügeteile und die Stabelektrode.

81
Q

Schutzgasschweissen

A

Untergruppe des Lichtbogenschweissens. Elektrode lichtbogen und Schmelzbad sind gegen Einflüsse der Atmosphäre durch Shcutzgas abgeschirmt. Drahtelektrode wird endlos zugeführt.
Automatisiert möglich

82
Q

Plasmaschweissen

A

Plasmastrahl dient als Wärmequelle -(wird durch Lichtbogen/zugeführtesGas erzeugt)
Zuführung eines Plasmagases für aufrechterhaltung des Lichtbogens nötig. Zusatzwerkstoff über externes Drahtgerät. Plasmastrahl trifft auf Schweisstelle,. Schutzgasmantel stabilisiert Strahl und Schützt schmelzbad vor luft.

Dicke Bleche können ohne Nahtfuge geschweisst werden da 5000-30000°. Besondere Sicherheitsvorkehrunge nötig(Laut)
Mikroteile durch schmale Schweißnaht möglich

83
Q

Löten

vortiele

nachteile

Ablauf

A

thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen fügen mit hilfe eines Zusatzmetalls.

Schwesstemperatur < Schmelztemp. des Werkstoffs.

Verschiedene Werkstoffe mögl.
Nichtmetall. Werkstoff. möglich
geringe Termperatur
Geringer Verzug
mehrerer lötstellen gleichzeitig

korrossionsgefhar durch potentialunterschied lot - werkstoff
festigkeitsminderung durhc flussmitteleinschlüsse möglcih
verzunderung bei zu hoher Temperatur

Lot dringt in Gefüge des Werkstoffs, löst einen Teil und bildet eine Legierung –>Diffusion

84
Q

Löten Vorraussetzung

wann gute bentzbarkeit

spaltbreite

A

Lötbenetzung.

Hängt von der Grenzflächenspannung y zw. lot und Grundwerkstoff und atmosphäre ab.
bester winkel = 0°
brauchbar bis 30°

gute legierugnsbildung
löstelle metallisch rein
Werkstück und Lot genügend erwärmt

zieht lot in den lötspalt durch kappilarwirkung (0.05-0,2mm)

85
Q

Lötverfahren

A

Weichlöten unter 450 festigkeit bis 50mpa
Hartlöten 450-900 festigkeit bis 500mpa
Hochtemperaturlöten über 900 festigkeit bis 1100mpa

86
Q

Löten Flussmittel

A

Erwärmte Metalle verbinden sich rasch mit Sauerstoff und bilden Oxidschicht, diese verhindert das benetzten durch lot.
Flussmittel zum lösen der oxidschicht und zur verhinderung weiterer oxidation. Nach dem löten müssen die reste des flussmittels von der lötstelle entfernt werden sonst korrosion.
3 Gruppen
A flüssig
B fest
C paste

87
Q

Konstruktive gestaltung lötverbindugnen

A

Dann richtig wenn kappilar druck lot in den spalt zieht und diffusions stattfindet

Weichlöten - Überlappverindunge wegen geringer Festigkeit
Hartlöten - kleinere Fugenflächen möglich

88
Q

Kleben

A

Verbinden von Werkstücke mit Hilfe eines Zusatzwerkstoffes (Kleber) mit oder ohne Anwendung von Druck oder Wärme unter ausnutzung der Adhäsion.

Haftung abhängig von Adhäsion und Kohäsion
(sollen etwas gl. groß sien.)
Adhäsion . oberlfächenhaftung des Klebstoffs am Werkstück(Kraft zwischen den Kontaktflächen)

Kohäsion. Festigkeit innerhalb des Klebstoffs (Kraft zwischen den Molekülen)

Kennzeichen für zu erwartenden Adhasion ist das _Benetzugnsvermögen.
Ma0 ist der Randwinkle alpha . je kleiner umso besser

89
Q

Vorteile des Klebens

A 
Gleichmäßige Spannungsverteilung
Gefügeschonend
Wenig gewicht
el isolierend
schwingungsdämpfend
gas/flüssigkeitsdicht
kein einfluss auf mag. eigenschaften
automatisierbar
verbindung verschiedener Werkstoffe
90
Q

Nachteile des Klebens

A 
große fläche nötig
geringe dauerfestigkeit
geringe wärmefestigkeit
lange komplizierte aushärtung
Keine Kontrollverfahren
Temperaturbegrenzt
Klebstoffe oft Gefahrenstoffe
91
Q

Kleberarten

A

Festklebstoffe (Ein und Zweikomponentenkleber)
Kontaktklebstoffe
Haftklebstoffe (_bänder folien .. )

92
Q

Gestaltung der klebfläche

A

Teil soll möglichst nur auf Schb und Druck belastet Werden.

93
Q

Beschichten

A

Viele Produkte erhalten nach der Fertigung eine dem Einsatzzweck entsprechende Oberflächenbehandlung.
Diese Erhöht Lebensdauer und Attraktivität.
Beim Beschichten wird eine Meist dünne, festhaftende Schicht aus Lack Kunststoff metall email oder keramik aufgebracht.

94
Q

Beschichtne aus dem Flüssigen oder plastischem Zustand

A

Emmaillieren
Lackieren
Schmelztauchen
Elektrostatisches Lackieren.

95
Q

Emaillieren

A

Beschichtugnswerkstoff wird durch Tuach oder PSirzten auf die Oberfläche aufgebracht. Nach dem Trocknen wird der Werkteil gebrannt bei 700-900 °.
Anwendung: Korrosionsbeständige Shcihten
Hitzebeständige Shcihcten
Dekorative Schichten

96
Q

Lackieren

A

Beschichtungswerkstoff wird mit Pinsel Walze oder durch Spritzen aufgebracht.

97
Q

Schmelztauchen

A

Hauptsächlich Feuerverzinken . Teile werden in 450° heisse Zinkschmelze getaucht. Stahlbau, Bleche

98
Q

Elektrostatisches Lackieren

A

Teilche bewegen sich duirch el. Feld von Spritzpistole auf substratoberfläche. el Ladung fliest am Substrat (geerdet) wieder ab

99
Q

Beschichten aus dem festen zustand

A

thermisches Spritzen
Pulverbeschichten
Elektrostatisches Pulverbeschichten

100
Q

Thermisches Spritzen

A

Verfahren bei dnene Spritzzusätze innerhalb oder außerhalb von Spritzgeräten aufgeschhmolze werden und auf die oberfläche geschleudert werden.

101
Q

Pulverbeschichten

A

Als korrosionsshcut oder dekorative

Wirbelsintern: Beschichtne von Bauteilen mit Kunststoffen. Pulver wird in einem behälter aufgewirbelt. In die Pulverwolke werden die über die schmelztemperatur der Pulverteile erwärmten Werkstücke getaucht. bei kontakt mit der Oberlfäche schmelzen die PUlverteilchen und das Werkstück wird so mit einer Gleichmäßigen schicht überzogen. (300-500µm) dekorativ, gleitschichten, korrosionsschutz

102
Q

Elektrostatische Pulverbeschichtung

A

Vorwiegend pulver aus duroplastischen _Harzen. Wie el.st. lakickeren , und Pulverteilchen haften lose an der Oberfläche, und werden anschließend in öfen abgeschmolzen.
Zur oberflächenbehandlung von Großgeräten

103
Q

Beschichten aus dem gas/dampfförmigen oder ionisiertem zustand

A

PVD Beschichten . Physical Vapor deposition

Verdampfunge eines in festem Zustand vorliegenden Werkstoffes mit anschließender Kondensation auf dem Werkstück.

104
Q

Stoffeigenschaften ändern

A

Hauptsächlich Wärmebahndlung: Eigenschaftsverbesserung von Stählen eisen oder gusswerkstoffen .
Besonders Härte Festigkeit und Bearbeitbarkeit lassen sich verbesser. Ursache ist die Veränderung des Werkstoffgefüges. Dazu wird das Werkstück bewussten Temperatur-Zeit folgen unterworfen . und zusätzliche ch./mech. Behandlung.

Thermische Behandlung
Thermochemische Behandlung
Themomechanische Behandlung

105
Q

Thermische Behandlung

A 
Spannungsarmglühen
GKZglühen
Weichglühen
Rekristallisationsglühen
Normalglühen
Härten
106
Q

Thermochemische Behandlung

A

Einsatzhärten: Randschicht aufkohlen und härten

107
Q

Themomechanische Behandlung

A

Erwärmen und Plastisches Umformen

108
Q

Spannungsarmglühen

Anwendung:

A

Ausgleichen und abbauen von Eigenspannungen ohne Gefügeveränderung. Glühtemperatur liegt bei 550 - 650 °C, die Glühdauer beträgt 1 bis 10 Stunden. Langsames erwärmen und langsames abkühlen.

Schmiede und Gussteile vor spandender Bearbeitung
Enbehandlung geschweister Konstruktionen

109
Q

GKZglühen -Weichglühen

Anwendung

A

Durch Weichglühen wandeln sich der Streifenzementit und ein Teil des Korngrenzenzementits in kleine Zementitkügelchen um.

Erwärmen auf 700° halten bis 10h langsames abkühlen.
Verbesserung der Festigkeit und bearbeitbarkeit beim Kaltumformen und Spanen.

Werkzeugstähle vor spanen

110
Q

Rekristallisationsglühen

Anwendung

A

Durch Kaltverformung wird das Kristallgitter gequetscht, und das Material versprödet. Zwischen 450 - 700°C beginnen neue Kristalle aus den intakten Keimen zu wachsen.
Das Glühen dauert 1-2 Stunden, langsames Abkühlen.
Zwischenglühen bei Biegen, Drücken, (Tief)Ziehen, Walzen, usw. –> Kaltverfestigung rückgängig gemacht

111
Q

Normalglühen

Anwendung

A

Normalglühen ist ein kurzzeitiges(20min) Glühen knapp über der G-S-K-Linie. Bei der dabei auftretenden Kornneubildung entsteht ein feines, gleichmässiges Gefüge.(Optimale Kombi aus Zähigkeit/Festigkeit.

Legierte und unlegierte Sthäle <1% C, Guss schmiedeteile, Gewalzte Halbzeuge und kaltumgeformte Teile.

112
Q

Härten

A

Erwärmen und Halten auf entsprechender Härtetemperatur (Austenitbildung) mit nachfolgendem schnellem Abschrecken (Martensitbildung). Stähle 0,25-0,8% C.
Danach Anlassen um Versprödung zu mindern.

113
Q

Anlassen

A

Durch Anlassen werden Sprödigkeit und innere Spannungen von gehärtetem Stahl auf Kosten der Härte abgebaut.
Niedrig legierter Stahl 200-350
Hoch legierter Stahl 500-700
Wichtg= BetriebsT < AnlassT des Bauteils

114
Q

Rapid Prototyping

A

Unterstützt den Entwicklungsprozess eines Produktes um an oder mit diesen Erpobungen eine Bewertung des Desgins sowie einer Einordnung mit anderen Komponenten durchzuführen.

Damit können Entscheidungen für eine schnelle Serienproduktion/Einführugn erfolgen.

Grundlage: Kontur eines Teils wird schichtweise durch Aufeinanderfolge von Volumselementen aufgebaut.
Aus 2d wird 3d. Modellbildugn aus CAD Datei.

115
Q

Stereolitographie Rapid Prototyping

A

Spezielle flüssige Kunstoffe werden durch Einwirken von Laserstrahlung in Schichten von 0,1 - 0,3 mm vernetzt und damit fest polymerisiert. Anschließendes Aushärten in UV Anlage

116
Q

Lasersintern Rapid Prototyping

A

Pulverauftrag erfolgt Schichtweise mit Auftragwalze (0,1-0,2mm)
Dünne Pulverschicht mit Laser aufgeschmolzen bzw miteinander verschmolzen.
Übershcüssiges Pulver stützt und wird später abgetragen.

(Für entwicklungs und funktionsmuster)

117
Q

Laminate Verfahren Rapid Prototyping

A

Modell entsteht durch Fügen (Kleben) aufeinanderfolgender Schichten. Konturieren dieser Schichten mit Laser /Schneidwerkzeug.
Meist Papier und thermisch aktivierbarer Kunststoff.

für massive teile zb Abformmodelle

118
Q

Extrusionsverfahren Rapid Prototyping

A

Schmelzbare Werkstoffe (Wachs, Kunststoff) werden durch beheizbare Düse als Schicht aufgetragen

Schneller Aufbau von Modellen
Niedrige genauigkeit

119
Q

3D Drucken Rapid Prototyping

A

Material ist Pulverförmiger Werkstoff auf Stärke Gips oder Verbundbaiss. der auf Bauebene Aufgetragen wird.
Pulver wird nicht geschmolzen sonder hier wird zustäzlich ein Bindemittel injiziert.
ca 25mm aufbau in 1 h

Teile können direkt danach überprüft, infiltriert, bearbeitet (Anstreichen , schleifen) werden.

Konzeptmodelle
Funktionsbauteile
Prototypendesignkontrolle
Gussformen für LOW Temp Modelle

HTM16 - Semester 2 (5 decks)

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