Präzisionsbearbeitung
Prüfungsvorbereitung TU Ilmenau
Prüfungsvorbereitung TU Ilmenau
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Cartes-fiches
Faustformel Kosten
Die Halbierung der Toleranz hat eine Vervierfachung der Fertigungskosten zur Folge
Formtoleranzen
- Rundheit
- Zylindrität
- Geradheit
- Ebenheit
- Linienform
- Flächenform
Lagetoleranzen
- Parallelität
- Winkelabweichung
- Neigung
- Konzentrizität
- Koaxilität
- Symmetrie
- Rundlauf
- Position
Anforderungen an technische Oberflächen
- Verschleißfestigkeit
- Reibungsarmut
- Oberflächenhärte
- Dichtungseigenschaften
- Korrosionsbeständigkeit
- Aussehen
- ...
Gestaltsabweichungen der Oberfläche: Ordnungen
- Formabweichungen
- Welligkeit
- Rauheit - Rillen
- Rauheit - Riefen
- Rauheit - Gefüge
- Gitteraufbau
Formabweichungen: Beispiele und Ursachen
- Unebenheit, Unrundheit
- Führungsfehler der WZM, elastische Durchbiegung, falsche Einspannung
Welligkeit: Beispiele und Ursachen
- Wellen
- Außermittige Einspannung; Schwingung
Rillen: Beispiele und Ursachen
- Rillen
- Schneidenform, Vorschub (kinematische Rauheit)
Riefen: Beispiel und Ursachen
- Riefen, Schuppen, Kuppen
- Vorgang der Spanbildung, Knospenbildung, Galvanik
Gestaltabweichung 5. Ordnung: Beispiel und Ursachen
- Gefügestruktur
- Kristallisationsvorgänge, Korrosion
Gestaltabweichung 6. Ordnung: Beispiel und Ursachen
- Gitteraufbau
- Physikalische und chemische Vorgänge im Gitteraufbau
Def.: Einzelrauhtife Rei
Rei ist die Summe aus der Höhe der größten Profilspitze und der Tiefe des größten Profiltals der Rauheitsprofils innerhalb einer Einzelmessstrecke.
Def.: Rauhtiefe Rz
Rz ist der arithmetische Mittelwert der Einzelrauhtiefen Rei aufeinanderfolgender Einzelmessstrecken.
Def.: Maximale Rauhtiefe Rmax
Rmax ist die größte Einzelrauhtiefe innerhalb der Gesamtmessstrecke.
Empfohlene Rauhtiefe Rz der Oberfläche im Vergleich zu Maßtoleranz T.
\(R_z =k\times{T}\)
k: Faktor zur Berücksichtigung der Funktionsanforderungen; k= 0,5 ... 0,05 (keine besonderen Anforderungen - sehr hohe Anforderungen an die Funktion)
Def.: Mittenrauhwert Ra
Ra ist der arithmetische Mittelwert der Beträge aller Profilwerte des Rauheitsprofils.
Def.: Mittenrauhwert Rq
Rq ist der quadratische Mittelwert aller Profilwerte des Rauheitsprofils.
Varianten Oberflächenfeinwalzen
- Maßwalzen
- Glattwalzen
- Festwalzen
Maßwalzen Eigenschaften
- Einschränken der Maßabweichungen
- Minimierung von Rundheitsfehlern
Glattwalzen Eigenschaften
- Erhöhen der Oberflächengüte
- Optimierung des Verschleißverhaltens
Festwalzen Eigenschaften
- Steigern der Dauerfestigkeit
Vorteile des Walzen
- Reduzierung der Rauhtife um mehr als 60%
- Verrunden der Resstrauhspitzen
- Steigerung der Oberflächenhärte
- Steigerung der Verschleißfestigkeit
- Umweltfreundlich, da kein Materialabtrag und geräuschlos
- Sehr kurze Prozesszeiten
- Hohe Prozesssicherheit
- Geringe Investitionskosten
Walzen:
Ursachen für Kratzer
- Verschmutzung
- Verschlissene Rollen
Walzen
Lösungen bei Kratzern
- Kühlschmierstoff ersetzen
- Rollen ersetzen
Walzen
Ursachen für schuppige Oberflächen
- Zu große Werkzeugzustellung
- Zu große Reibung
Walzen
Lösungen bei schuppigen Oberflächen
- Weniger Zustellung
- Mehr Schmierung
Walzen
Ursachen für spiralförmige Abdrücke oder zurückbleibende Werkzeugmarken
- Vorbearbeitung zu glatt oder zu ungleichmäßig
- Zu wenig rolliert
- Rollen stecken fest
- Fremdkörper im System
- Rollenbahnen überlappen nicht
- Späne in Bohrung
Walzen
Lösungen bei spiralförmigen Abdrücken und zurückbleibenden Werkzeugmarken
- Kleinerer Schneidenradius oder höherer Vorschub des Zerspanwerkzeugs
- Werkzeugdurchmesser vergrößeren
- Druckunterstützung bei geringen Wandstärken
- Verwendung von Bearingizing-Werkzeug
- Vorschub reduzieren
- Werkstück vor Rollieren reinigen
Walzen
Ursache für zu großes oder zu kleines Maß nach dem Rollieren
- Falsches Aufmaß beim Zerspanen
Walzen
Lösung bei zu großem oder zu kleinem Maß nach Rollieren
- Zerspanwerkzeug präziser einstellen
Walzen
Ursachen für Trichter- oder Kegelförmige Formabweichung
- Verarbeitungsproblem
- Fluchtung
- Werkzeug verläuft
- Bauteil ist dünnwandig
- Bauteil hat unregelmäßige Geometrie
Walzen
Lösungen bei trichter- oder kegelförmigen Formabweichungen
- Fluchtung der Werkstüberträger und des Werkzeugs kontrollieren
- Ändern der Aufspannung für mehr Stabilität
- Bearingizing-Werkzeug verwenden
Anforderungen an Schneidstoffe
- Härte und Druckfestigkeit
- Biegefestigkeit
- Zähigkeit
- Kantenfestigkeit
- Innere Bindefestigkeit
- Warmfestigkeit
- Geringe Oxidations-, Diffusions-, Korrosions- und Klebneigung
- Abriebfestigkeit
Merkmale Werkzeugstähle
- C-Gehalt von 0,6% - 1,3%
- Geringe Warmhärte: bis 300°C
- Härte bis 900 HV30
- Für Handwerkzeuge
- Kaum noch Bedeutung in der Zerspanung
Merkmale Schnellarbeitsstähle
- Hochlegierte Werkzeugstähle
- Warmhärte bis etwa 600°C
- Härte bis 1000 HV30
- Beschichtung mittels PVD, z.B: TiN
Wichtige Legierungselemte bei Schnellarbeitsstählen
- Kohlenstoff (Härte)
- Chrom (Durchhärtbarkeit)
- Molybdän / Wolfram (Warmhärte, Verschleißwiderstand, Zähigkeit)
- Vanadium (Verschleißfestigkeit)
- Kobalt (Warmhärte / Anlassbeständigkeit)
Merkmale Hartmetalle
- Gesintertes Stoffsystem
- Temperaturbeständig bis 1200°C
- Härte: 1300 - 1700 HV30
- Metallcarbide als Härteträger
- Bindemetalle für Zähigkeit
Übliche Metallcarbide in Hartmetall als Schneidstoff
- Wolframcarbid
- Titancarbid
- Tantalcarbid
- Niobcarbid
Bindemetalle in Schneidstoff-Hartmetall
- Kobalt
- Nickel
- Molybdän
Merkmale Schneidkeramiken
- Härte: 1400 - 2400 HV30
- Temperaturbeständig bis 1300° - 1800°C
- Gesintert ohne Bindemittel
- Sehr hohe Schnittgeschwindigkeit/ -temperatur da nicht durch Bindemittel beschränkt
- Geringe Bruchfestigkeit
- Hohe Schlag- und Thermoschockempfindlichkeit
- Basis: Al2O3 ; Si3N3 (Siliciumnitrid)
