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Fertigungstechnik 1 / 2.Sem. Prüfungsfragen C:\WINDOWS\DESKTOP\inArbeit\metall-abtrenntechnik.doc

1.) Nennen Sie die Kenngrößen zur Bewertung der Zerspanbarkeit und geben Sie je ein Beispiel für einen

leicht-, normal- und schwerzerspanbaren Werkstoff an! Durch welche Eigenschaft ist Automatenstahl
besonders gekennzeichnet

Zerspanbarkeit:

à zusammengesetzt aus Kenngrößen (Werkstoffeigenschaften) die das Verhalten des

Werkstoffes beim Zerspanen kennzeichnen.

Kenngrößen:

1.) Werkzeugverschleiß und Standzeit des Werkzeuges

2.) Zerspankraft und Energieaufwand

3.) Oberflächengüte am Werkstück

4.) Spanbildung und Spanform

leicht zerspanbar:

Messing, Aluminium, Automatenstähle

normal zerspanbar:

Gusseisen, niedriglegierte Stähle

schwer zerspanbar:

hochlegierte Stähle, Keramik, Gestein, Glas

Automatenstahl:

... ist besonders gekennzeichnet durch Schwefel, Phosphor und Blei-Zusätze

welche die Sprödigkeit erhöhen und das Spanverhalten verbessern.

(,,Spanbrecher" à kurz gebrochene Späne)

2.) Bei einem Zerspanvorgang können die Späne in verschiedene Formen auftreten und das Werkzeug

verschleißt

a) Beschreiben Sie drei prinzipielle Möglichkeiten, wie das in der automatisierten Fertigung

angestrebte Ziel ,,günstige Spanform ­ kurz gebrochen Späne" erreicht werden kann!

b) Beschreiben Sie drei prinzipielle Möglichkeiten zur Verschleißminderung an

Zerspanwerkzeugen

a)

I.) Spanleitstufen:

(Spanbrecher) bringt durch umlenken des Spanes ihn zu brechen!

Spanleitplatte

II.) Auswahl der Schnittwerte:

(Schnittgeschwindigkeit/Vorschub/Schnitttiefe): vC, f , ap

III.) Auswahl des Werkstoffes der bearbeitet werden soll:

günstig: Automatenstahl, Guss

b)

Verbesserung der Oberflächengüte am Werkzeug

durch Feinschleifen oder Läppen der Kontaktzonen (Freifläche, Spanfläche)

àReibung sinkt à mechanischer Antrieb kann gesenkt werden.

Erhöhung der Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit

der Span- und Freifläche bei

Erhaltung einer ausreichender Zähigkeit des Grundgefüges z.B.: Beschichten mit

Hartstoffen (TiN)

Einsatz von Kühlschmierstoffen

: kühlt, schmiert, spült, (schreckt ab, Späne verspröden und brechen)

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3.) Welcher Inhalt verbirgt sich hinter der Angabe vcT480 = 90 m/min? Nennen und erläutern Sie einen

Anwendungsfall!!

90 m/min ist die einzustellende Schnittgeschwindigkeit, bei der sich eine

Standzeit von T= 480 min ergibt.

vcT480 ist eine Wirtschaftliche Vorgabe der Standzeit bei einer best. Schnittgeschwindigkeit für

den Facharbeiter hier für Drehautomaten. Da bei Drehautomaten das Einrichten von

Werkzeugen sehr Zeitaufwendig ist, wird eine hohen Standzeit gewählt, damit nicht ständig

das Werkzeug gewechselt werden muss.

4.) Worin unterscheidet sich Fräsen und Schleifen? Wesentliche Unterschiede!

- Beim Schleifen sind die

Schneidkeile geometrisch unbestimmt

!

- Schnittwinkel unterschiedlich (Grund s.o.)

- etwa 10facher spez. Energieaufwand als beim Fräsen

- Anzahl der Zähne ist wesentlich höher (und kleinere Größe) als beim

Fräsen

- bessere Oberflächerauheit als beim Fräsen

- Maßgenauigkeit ist besser (beim Schleifen)

5.) Stellen sie das Prinzip und die kinematischen Verhältnisse (Bewegung zwischen Werkzeug und

Werkstück) des Fertigungsverfahrens ,,Spitzenlosschleifen" in einer Skizze mit Erläuterungen dar!
Nennen Sie typische Bearbeitungsbeispiele!

Werkstück (,,übermittig!", wird abgebremst gegenüber

Schleifscheibe

[wegen Regelscheibengeschw.])

Schleifscheibe

Regelscheibe

(angetrieben)

(angetrieben aber langsamer als Schleifscheibe)

Auflage

Spitzenlos-Querschleifen

wird für runde Werkstücke, die sich nicht zwischen Spitzen

spannen lassen genutzt! z.B.: Normteile, gehärtete Stifte, Nadellager...

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1.

a) Welche Anforderungen werden an einen Schneidwerkstoff gestellt?
b) Ordnen Sie die Schneidwerkstoffe Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Schneidkeramik, Kubisches

Bornit und TiN-beschichteten Schnellarbeitsstahl in das Schaubild Härte = (Zähigkeit) ein!
Kennzeichnen Sie die Lage des ,,idealen" Schneidwerkstoffes!

c) Welche Produktivitätssteigerung lässt sich beim Übergang von Schnellarbeitsstahl- zu

Hartmetallwerkzeugen erreichen?

a)

-

Härte und Druckfestigkeit

- Warmfestigkeit, Warmhärte

(Thermoschockunempfindlichkeit)

(Temperaturwechselbeständigkeit)

-

Zähigkeit, Biegefestigkeit

(versch. WZ-Belastungen!)

(harte Oberfläche und Zäher Kern)

-

Verschleißfestigkeit

(Abriebfestigkeit)

(Oxidationsbeständigkeit)

(geringe Diffusions- und Klebneigung)

(Kantenfestigkeit)

-

Reproduzierbares Verschleißverhalten

b)

ideal

Härte

CBN

SK

HM

TiN-HSS

HSS

Zähigkeit

2.) Worin unterscheidet sich Fräsen und Schleifen? Wesentliche Unterschiede!

- Beim Schleifen sind die

Schneidkeile geometrisch unbestimmt

!

- Schnittwinkel unterschiedlich (Grund s.o.)

- etwa 10facher spez. Energieaufwand als beim Fräsen

Anzahl der Zähne ist wesentlich höher (und kleinere Größe) als beim

Fräsen

- bessere Oberflächerauheit als beim Fräsen

- Maßgenauigkeit ist besser (beim Schleifen)

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3.) Stellen Sie das Prinzip und die kinematischen Verhältnisse der Verfahren Nachformfräsen und

Kernbohren dar! Nennen Sie typische Fertigungsbeispiele!

-Nachformfräsen

Steuerung

überträgt Form

Fräser

Bezugsformstück (Modell)

Werkstück

wird abgefahren und 1:1

übernommen

Anwendungsbeispiel: Nacharbeiten von Schmiedegesenken

-Kernbohren

für große Durchmesser

Kernbohrer

Kern

4.) Zeichnen Sie folgende Abhängigkeiten in Form von Tendenzdiagrammen! Standzeit =

f(Schnittgeschw.) / spezifische Schnittkraft = f(Spanungsdicke) / Schnittleistung = f(Schnittgeschw)
Welcher Inhalt verbirgt sich hinter der Angabe vcT480 = 90 m/min? Nennen und erläutern Sie einen
Anwendungsfall!!

spez. Schnittkraft

Standzeit

Spanungsdicke

Schnittgeschwindigkeit

90 m/min ist die einzustellende Schnittgeschwindigkeit, bei der sich eine Standzeit von T=

480 min ergibt.

vcT480 ist eine Wirtschaftliche Vorgabe der Standzeit bei einer best. Schnittgeschwindigkeit für

den Ingenieur hier für Drehautomaten. Da bei Drehautomaten das Einrichten von

Werkzeugen sehr Zeitaufwendig ist, wird eine hohen Standzeit gewählt, damit nicht ständig

das Werkzeug gewechselt werden muss.

5.) Welche Voraussetzung muss beim Räumen eines Innenprofils erfüllt sein und welcher besonderen

werkstückseitigen Einschränkung unterliegt dabei das Verfahren Räumen?

Voraussetzung ist ein vorbearbeitete Bohrung! es ist nur für ein durchgehendes Profil anzuwenden!

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Kinematik des Zerspanvorgang:

Vorschubbewegung

ve

vc

n ... Drehzahl

n

d

f ... Vorschub (Weg pro Umdrehung)

Pfe

Schnittbewegung

v

c... Schnittgeschwindigkeit vc = d . . n

v

f... Vorschubgeschwindigkeit vf = f . n

vf

WZ

ve... Wirkgeschwindigkeit

Pfe... Arbeitsebene

... Vorschubrichtungswinkel

WSt

Spanen

mit geometrisch unbestimmten Schneiden

mit geometrisch bestimmten Schneiden

gebundenes Korn ungebundenes Korn einschneidig mehrschneidig

Schleifen... Läppen... Drehen... Bohren...

Flächen und Schneiden am Schneidkeil:

Span

Nebenschneide S′

Spanfläche

Freifläche

Eckradius r

Hauptschneide S

vf

Dreharten:

Längsdrehen, Querdrehen , Plandrehen, Abstechdrehen, Profildrehen, Nachformdrehen

Längsdrehen

Querdrehen

Quer-Plandrehen

Quer-Abstechdrehen

Längs-Plandrehen

Profildrehen

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