Fertigungstechnik
FT an der UNI Braunschweig
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Flashcards
Nennen Sie zwei Maßnahmen, die eine günstige Spanform begünstigen können.
Werkzeug: Spanformer, Spanbrecher, Spanstufen
Prozess: Spantiefe ap, Vorschub f
Welche Eigenschaften muss ein idealer Schneidstoff besitzen?
hohe Zähigkeit
hohe Biegefestigkeit
hohe Verschleißfestigkeit
hohe Warmhärte
Ordnen Sie den Fertigungsverfahren Honen, Schleifen, Läppen die wirkprinzipien zu und skizzieren Sie die typischen Oberflächentexturen.
Schleifen: bahngebunden
Honen: Kraftgebunden
Läppen: raumgebunden
Erläutern Sie die Begriffe Rapid-Prototyping und Rapid Tooling.
Rapid-Prototyping:
-schnelle Herstellung von Mustern und Erstbauteilen
-schichtweise Aufbau eines Bauteils nach versch. Verfahren und Materialien
-Konstruktion des Bauteils mittels CAD
-Bauteile entstehen in wenigen Stunden
Rapid Tooling
-ergänzt das RP durch z.B. Umformverfahren
-schnelle Erstellung von Formwerkzeugen für technische endproduktnahe Prototype und Kleinserien
Um an den Zylinderbohrungen eines Motorblocks gute Betriebseigenschaften zu erreichen, werden mehrere aufeinander abgestimmte Bearbeitungsschritte durchgeführt. Nennen und begründen Sie die Notwendigkeit dieser Prozesse!
-Freinbohren: legt die Position der Bohrung im Block fest
-Wasserstrahl-Oberflächenbehandlung: gute Haftung der Beschichtung
-Thermisches Spritzen: reibungsarme Oberfläche/Verschleißbeständigkeit
-Honen: erzeugt eine tribologisch optimierte Oberfläche
Nennen Sie mindestens 3 Maßnahmen, welche durchgeführt werden müssen, um die Prozessfähigkeit zu erhöhen.
-Änderung des Werkzeugs
-Änderung des Kühlmittels
-Werkzeugeinstellung ändern
-Änderung der Umgebungseinflüsse (Schwingungen, Temperatur)
Nennen Sie zwei alternative Verfahren zur Herstellung tiefer Löcher. Worin liegen die Vorteile dieser Verfahren?
Funkenerosion und Laserschneiden
-größeres Verhältnis von Länge zu Durchmesser
-flexible Lochgeometrie
Vergleichen Sie qualitativ ur- umformende und spanende Fertigungsverfahren (Werkstoffausnutzung und den Energiebedarf je kg Fertigteil) Nennen Sie zwei Gründe, warum die Verfahren, die hierbei am schlechtesten abschneiden, trotzdem eingesetzt werden.
Ur- und umformende Verfahren weisen einen geringeren Energiebedarf und eine bessere Werkstoffausnutzung auf.
Die spanenden Verfahren eignen sich jedoch eher zum maßgenauen Fertigen und erzeugen bessere Oberflächen. Mit ihnen können komplexere Formen gefertigt werden.
Nennen Sie zwei Beispiele für die Unterteilung der Fräsverfahren nach der erzeugten Oberfläche!
Planfräsen
Rundfräsen
Wälzfräsen
Formfräsen
Profilfräsen
Nennen Sie mindestens 6 Sensoren, welche beim Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide zur Prozess- und Qualitätsüberprüfung verwendet werden können. Begründen Sie jeweils den Verwendungszweck!
-Thermoelement (Temp)
-Piezosensor (Schleifkräfte)
-Laserscanner (Scheibenverschleiß)
-induktiver Taster (Maß, Form, Lage)
-Tastnadel (Rauheit)
-Koortdinatenmessmaschine (Maß,Form,Lage)
Was muss beim Plandrehen eines Zylinders beachtet werden?
-beim Drehen muss die Schneidenspitze des Drehmeißels auf der Symmetrieebene des Bauteils liegen, da sonst ein Steg entsteht.
--->Schneidenbruchgefahr!!!
-Vorsicht beim Drehen mit konstanter Drehzahl: vc--->0
Nennen Sie zwei Beispiele für die Unterteilung der Fräsverfahren nach der Werkzeugform.
Umfangsfräsen
Stirnfräsen
Erläutern Sie anhand der Formeln die Prozessfähigkeitsindizes cp und cpk. Warum ist cp immer mindestens genauso groß wie cpk?
cp=(Go-Gu)/(6*s) Information über Streuung des Prozesses.
cpk=D/(3*s) Information über die Lage des Mittelwertes.
Cp>=Cpk weil Go-Gu>=2*D
Nennen Sie jeweils drei Vor- und Nachteile der Laserbearbeitung! Welche Laserarten werden dafür eingesetzt? Geben Sie auch die dazugehörigen Wellenlängen an!
Vorteile:
-Laser wird nie stumpf
-berührungslos, kräftefrei
-weiche wie harte Werkstoffe bearbeitbar
-hohe Positioniergenauigkeit
-kleiner Schnittspalt
-hohe Prozessgeschw.
Nachteile:
-hohe Energie erforderlich
-schwer einstellbar
-teure Anlage
Arten:
-CO2 (10,6my, infrarot) Gaslaser
-YAG (1,06my, infrarot) Hestkörperlaser
-Excimer(0,2my, UV) Gaslaser
Nennen Sie vier beim Schleifen eingesetzte Schneidstoffe und ordnen Sie sie nach ihrer Härte bei Raumtemp. Welche Probleme treten bei der Zerspanung mit Diamant auf?
Von hart nach weich: Diamant,CBN,SiC,AL2O3
Diamant bringt Kohlenstoff in Werkstück ein (Diffusion) und ist nicht bei hohen Temp. einsetzbar.
Nennen Sie drei Einflussgrößen auf die Spanbildung bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide.
vc, fz, Werkstoff
Erläutern Sie den Aufbau konventioneller und hochharter Schleifscheiben!
Konventionell: Schleifkörper AL2O3, SiC und Poren in Matrix
Hochhart: Harte Schicht (CBN, D) auf homogenem Grundkörper (Keramik, Kunstharz)
Welche Hauptziele werden bei der Produktfertigung verfolgt?
Erzeugung der geforderten Qualitäten bei niedrigen Fertigungskosten und -zeiten.
Nennen Sie vier verschiedenen Kornarten für Schleifscheiben!
-Aluminiumoxid
-Siliziumkarbid
-kubisches Bornitrid
-Diamant D bzw. polykristalliner Diamant PKD
Nennen Sie zwei Beispiele für die Unterteilung der Fräsverfahren nach der Kinematik.
Gegenlauf- und Gleichlauffräsen
Zählen Sie die Hauptgruppen der Fertigungsverfahren auf und nennen Sie je Gruppe ein Beispiel, dass bei der Fertigung eines Handys eingesetzt wird! Spezifizieren Sie dabei auch die Handy-Teile!
Urformen(Gießen von Gehäuseteilen)
Umformen (Gewindewalzen von Mini-Schrauben)
Trennen (Ätzen und Bohren der Leiterplatten)
Fügen (Löten von elektrischen Kontakten)
Beschichten (vergolden von Kontakten)
Stoffeigenschaften ändern (photochem. Verfahren bei Chipfertigung)
Nennen Sie je zwei Vor- und Nachteile von Ur- und Umformenden Verfahren gegenüber spanenden Verfahren! Nennen Sie dazu auch Verfahrensbeispiele!
Vorteile:
-bessere Werkstoffaufnutzung
-geringerer Energiebedarf
-gute Eignung für Massenfertigung
Nachteile:
-höhere Anlagekosten
-geringere Flexibilität
-niedrigere Qualitäten
Beispiele: Gießen, Schmieden, Pressen, Drehen, Fräsen, Bohren
Beschreiben und erklären Sie anhand einer Skizze den Zerspanungsmechanismus beim Läppen. Wie sieht die Oberflächentextur nach einem Läppvorgang aus?
Beim Läppen gleiten die zu bearbeitende Werkstückoberfläche und die entsprechende Gegenfläche des Werkzeugs aufeinander ab. Dabei bewirkt das im Arbeitsspalt zwischen beiden Teilen befindlichen lose aufgebrachte Läppmittel die Werkstückzerspanung.
Wie hängen die Begriffe Schärfen, Reinigen, Konditionieren, Profilieren und Abrichten zusammen? Welcher dieser Begriffe umfasst die unterschiedlichen Prozesse zur Einsatzvorbereitung von Schleifscheiben?
Der Begriff der Konditionierung umfasst die unterschiedlichen Prozesse zur Aufbereitung von Schleifscheiben.
Was muss beim Plandrehen eines Zylinders beachtet werden?
-Beim Drehen muss die Schneidenspitze des Drehmeißels auf der Symmetrieebene des Bauteils liegen, da sonst ein Steg entsteht.
---->Schneidenbruchgefahr!!!
Vorsicht beim Drehen mit konst. Drehzahl: vc---->0
Welche Kornart sollte nicht beim Schleifen von Fe-Werkstoffen eingesetzt werden (Begründung) ?
Diamant aufgrund der Affinität von Kohlenstoff zu Eisen.
(Verschleiß duch Diffusion--->Kolkverscheiß)
Nennen Sie zwei Verfahrensvarianten beim Bohren
Aufbohren
Gewindebohren
Senken
Reiben
Einbohren
Worin unterscheiden sich Prozessfähigkeit und Maschinenfähigkeit
Prozessfähigkeit:
Bewertung der Gesamtstreuung, die die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Prozesses unter echten Betriebsbed. zeigt.
Maschinenfähigkeit:
Bewertung der "inneren Streuung" des betreffenden Prozesses, die wenig bis garnicht beeinflussbar sind.
Nennen Sie die verschiedenen Kornarten für Schleifscheiben
Aluminiumoxid AL2O§
Siliziumkarbid SiC
Kubisches Bornitrid CBN
Diamant D bzw. polykristalliner Diamant PKD
Nennen und beschreiben Sie (mit Formeln) mindetens zwei Rauhigkeitswerte!
gemittelte Rauriefe Rz=1/n * sum(zi)
Mittenrauwert Ra= 1/L * int(abs(y)dx) über L
Nennen und skizzieren Sie die Gestaltabweichung 1.-3- Ordnung!
1. Ordnung: Formabweichungen
2. Ordnung: Welligkeit
3. Ordnung: Rauhigkeit
Worin unterscheiden sich Prozessfähigkeit und Maschinenfähigkeit?
Prozessfähigkeit:
Bewerten der Gesamtstreuung, die die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Prozesses unter echten Betriebsbedingungen zeigt.
Maschinenfähigkeit:
Bewertung der "inneren Streuung" des betreffenden Prozesses, die wenig bis garnicht beeinflussbar ist.
Zählen Sie die Hauptgruppen der Fertigungsverfahren auf und nenne Sie je Gruppe mindestens ein Beispiel wellches bei der Fertigung von PKW-Teilen eingesetzt wird. Spezifizieren Sie dabei auch die zutreffenden PWK-Teile!
Urformen: Gießen von Motorblöcken und Getriebteilen
Umformen: Blechumformungen von Karosserieteilen
Trennen: Stanzen von Blechteilen
Fügen: Kleben der Heck- und Frontscheibe
Beschichten: Lackieren der Karosse
Stoffeigenschaften ändern: Härten von Antriebswellen
Welche Maßnahme muss an einem Motorblock durchgeführt werden, um eine erhebliche Gewichtseinsparung zu erreichen?
Der Motorblock sollte in Leichtbauweise hergestellt werden, z.B. aus einer Aluminiumlegierung.
Welche Maßnahme muss an einem Motorblock durchgeführt werden, um eine erhebliche Gewichtseinsparung zu erreichen?
Der Motorblock sollte in Leichtbauweise hergestellt werden, z.B. aus einer Aluminiumlegierung.
Beschreiben und erklären Sie anhand einer Skizze den Zerspanungsmechanismus beim Läppen.
Wie sieht die Oberflächentextur nach einem Läppvorgang aus?
Beim Läppen gleiten die zu berarbeitende Werkstückoberfläche und die entsprechende Gegenfläche des Werkzeugs aufeinander ab. Dabei bewirkt das im Arbeitsspalt zwischen beiden Teilen befindliche lose aufgebrachte Läppmittel die
Erläutern Sie die Begriffe Rapid-Prototyping und Rapid Tooling!
Rapid Prototyping:
- schnelle Herstellung von Mustern und Erstbauteilen
- schichtweiser Aufbau eines Bauteils nach versch. Verfahren und Materialien
- Konstruktion des Bauteils mittels CAD
- Bauteile entstehen in wenigen Stunden
Rapid Tooling:
- Ergänzung der RP-Verfahren durch z.B. Umformverfahren
- Schnelle Erstellung von Formwerkzeugen für techn. endproduktnahe Prototypen und Kleinserien
In einem Schleifscheibenlager befinden sich vier unterschiedliche Schleifscheiben:
A: A 60 J 5
B: C 120 B 8
C: A 46 K 6
D: C 80 M7
Sortieren Sie die Scheiben nach:
a) Härte
b) Korngröße
c) Welche Kornwerwerkstoffe werden eingesetzt?
a) DCAB (hart zu weich)
b) CADB (groß nach klein)
c) A und C beinhalten Korund (Al2O3), B und D Siliziumcarbid (SiC)
In welche Kostenarten unterteilen sich die Fertigungskosten? Geben Sie jeweils ein Beispiel!
- einmalige Vorbereitungskosten Kvor (Programmierung von NC, Werkzeug- und Vorrichtungsbau)
- Auftragswiederholungskosten Aw (Rüstkosten, Transportkosten)
- Fertigungseinzelkosten Ke (Maschinenkosten, Lohn,etc)
In welchen Fällen mus ein Bauteil geschliffen statt gedreht werden?
- zu komplizierte Werkstückstruktur
- zu harter Werkstoff
- Oberflächenqualität
