Fertigung Fh
Karteikarten zum Fach Fertigung der Jade-Hochschule
Karteikarten zum Fach Fertigung der Jade-Hochschule
Set of flashcards Details
| Flashcards | 141 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Technology |
| Level | University |
| Created / Updated | 28.05.2013 / 27.12.2021 |
| Weblink |
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Beschreiben Sie den Beschichtungsprozess beim PVD-Verfahren.
Dabei wird das Ausgangsmaterial für die Schichten über die
physikalischen Vorgänge des Verdampfens (mit Lichtbogen ("Arc")
oder Elektronenstrahl) oder der Kathodenzerstäubung im Hochvakuum
in die Dampfphase übergeführt und anschließend auf einem
geeigneten Substrat wieder niedergeschlagen. Die dabei erzeugten
Schichtdicken auf Werkzeugen und Bauteilen bewegen sich zwischen
1 µm und maximal 15 µm.
Was ist der Hauptnachteil / Hauptvorteil beim CVD im Vergleich zum PVD?
Nachteil: hohe Temperaturen nötig 1000°
Vorteil: Dichte Schichten, kein Vakuum notwendig
Nennen Sie Anwendungsbeispiele für Schichten, die mittels PVD oder CVD aufgebracht worden sind.
CVD = Verschleißschutzschicht bei Werkzeugen
PVD = Beschichtung von Turbinenschaufeln
Beschreiben Sie das Galvanisieren am Beispiel des Vernickelns.
Bei der Galvanik wird durch ein elektrolytisches Bad Strom geschickt. Am Pluspol (Anode) befindet sich das Metall, das aufgebracht werden soll (z. B. Kupfer oder Nickel), am Minuspol (Kathode) der zu beschichtende Gegenstand. Der elektrische Strom löst dabei Metallionen von der Verbrauchselektrode ab und lagert sie durch Reduktion auf der Ware ab. So wird der zu veredelnde Gegenstand allseitig gleichmäßig mit Kupfer oder einem anderen Metall beschichtet. Je länger sich der Gegenstand im Bad befindet und je höher der elektrische Strom ist, desto stärker wird die Metallschicht (z. B. Kupferschicht).
Hauptgruppe 3, Trennen: In welche 6 Gruppen werden die verschiedenen Verfahren eingeteilt? (Behandelt wurden nur die Gruppen 3.1, 3.2 und 3.3.)
Siehe Skizze
Erläutern Sie die Vorgänge beim Scherschneiden anhand einer Skizze.
Die Werkstofftrennung durch Scherschneiden lässt sich in vier Phasen einteilen:
- Aufsetzen von Ober- und Untermesser mit elastischer Verformung des Werkstoffs mit Verdrängung in Schnittrichtung sowie rechtwinklig zur Bewegungsachse.
- plastische Verformung und Fließen des Werkstoffes
- Rissbildung ausgehend von den Schneidkanten
- Durchreißen
Was ist das Besondere am sog. Feinschneiden? Welche Vorteile erreicht man im Vergleich zum üblichen Scherschneiden?
- höhere Schhneidkraft
- hohe maßgenauigkeit
- keine Grat bildung
Besonderheit: Ringzacke hält das Werkstück
Nennen Sie drei Verfahren aus der Gruppe "Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide".
siehe Skizze
Die Zerspanbarkeit ist eine sog. technologische Eigenschaft eines Werkstoffes; solche Eigenschaften sind häufig nicht durch einen einzelnen Kennwert auszudrücken, sondern hängen von vielen Einflussfaktoren ab. Was bedeutet es in der Praxis, wenn ein Werkstoff gut zerspanbar ist? Durch welche Kenngrößen wird die Eigenschaft Zerspanbarkeit beschrieben?
Gut zerspanbare Werkstoffe zeigen nach dem Zerspanen eine glatte Oberfläche
2 Quantifizierung der Zerspanbarkeit
- 2.1 Standweg
- 2.2 Werkzeugverschleiß
- 2.3 Schneidkraft
- 2.4 Oberflächengüte
- 2.5 Spanform
Skizzieren Sie schematisch einen Schneidkeil im Eingriff und bezeichnen Sie folgende Flächen und Winkel: Spanfläche, Freifläche, Frei-, Keil-, und Spanwinkel. Machen Sie sich die Bedeutung der einzelnen Winkel für den Schneidprozess klar!
siehe Skizze
Aus welchen Einzelkräften setzt sich die Zerspankraft zusammen? Skizzieren Sie die Kräfte- und Geschwindigkeitsvektoren am Beispiel des Drehens.
Siehe skizze
Skizzieren Sie den Vorgang der Spanbildung schematisch, geben Sie stichwortartig die einzelnen Abläufe an und nennen Sie einige wichtige Einflussgrößen auf die Spanbildung.
Skizze
Welche Spanarten werden unterschieden?
- Reißspan
- Schwerspan
- Fließspan
Welche Spanformen kennen Sie? Warum sind lange Späne beim Drehen unerwünscht?
- Bandspäne
- Wirrspäne
- lange Wendelspäne
- Kurze zylindr. Wendelspäne
- Spiralwendelspäne
- Spiralspäne
- Bröckelspäne
- Ungünstig -> Lange Späne
- Großes Spanvolumen, schwierig abzuführen
- Oberflächenbeschädigung
- Verletzungsgefahr
Erläutern Sie die Begriffe Freiflächenverschleiß und Kolkverschleiß anhand einer schematischen Skizze.
Direkt hinter der Schneide auf der Spanfläche können dabei auch eine oder mehrere Mulden, der sogenannte Kolkverschleiß, entstehen, die die Geometrie der Schneide verändern und abschwächen. Diese Verschleißform tritt vorwiegend bei Hartmetall auf, da mit Schnellarbeitsstahl nicht bei den dafür nötigen hohen Temperaturen gearbeitet werden kann
Der Reibungsverschleiß (mechanischer Abrieb / Abrasion) entsteht alleine durch den Druck der aneinandergleitenden Flächen an Freifläche und Spanfläche. Der Reibungsverschleiß nimmt mit steigender Temperatur z
Was sind die Ursachen für den Verschleiß an Zerspanungswerkzeugen?
- Schnittgeschwindigkeit zu klein/groß
- Vorschub zu schnell/langsam
- Schnitttiefe zu groß
- Falsche Kühlschmierung
- Falscher Spanwinkel
Was ist eine Aufbauschneide? Durch welche Maßnahmen können Aufbauschneiden und der dadurch bedingte Verschleiß stark verringert werden?
Aufbauschneiden sind künstliche Schneiden an Bearbeitungswerkzeugen durch Materialaufbackungen, die sich vor allem bei im Verhältnis kleiner Schnittgeschwindigkeit und zu hohem Vorschub (also wenig Drehzahl, hoher Vorschub) an der Spanfläche, aber auch an der Freifläche festschweißen (Blankbremsung)
Die Bildung von Aufbauschneiden kann verringert werden durch:
- Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit
- Einsatz von beschichteten Schneidstoffen
- Glatte, geläppte Spanflächen
- Reichliche Verwendung von Kühlschmierstoffen
Was kennzeichnet der Begriff Standzeit eines Werkzeuges?
Unter Standzeit versteht man bei Maschinen, Werkzeugen und technischen Anlagen die Zeit, in der diese arbeiten können, bis die nächste Wartung, Reinigung o. Ä. durchgeführt werden muss, d. h. in der die Maschine oder Anlage bzw. das Werkzeug ohne Unterbrechung arbeiten kann
Erläutern sie anhand eines Diagramms den Begriff kostenoptimale Schnittgeschwindigkeit!
skizze
Welche Gruppen von Schneidstoffen gibt es?
- Werzeugstähle
- Hartmetalle
- Schneidkeramik
- Hochharte Schneidstoffe aus Bornitrid und Diamant
Ordnen Sie diese Schneidstoffe in einem qualitativen Diagramm nach Verschleißfestigkeit/Härte und Zähigkeit. (Bedenken sie: der ideal Schneidstoff hat maximale Härte und gleichzeitig maximale Zähigkeit, zwei sich meist wiedersprechende Eigenschaften)
siehe Skizze
Was bedeutet die Bezeichnung HS 6-5-2 eines Schnellarbeitsstahl?
Schnellarbeitsstahl, vor allem bekannt durch das vom englischen Namen High Speed Steel abgeleitete HSS (Kürzel nach EN ISO 4957 HS), bezeichnet eine Gruppe legierter Werkzeugstähle mit bis zu 2,06 % Kohlenstoffgehalt und bis zu 30 % Anteil an Legierungselementen wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Kobalt, Nickel und Titan.
Die Bezeichnung ist nach den Legierungselementen geordnet. HS: High speed steel
6: 6% Wolfram 5: 5% Molybdän 2: 2% Vanadium
Was ist eine Wendeschneidplatte (WSP) Woraus bestehen solche WSP meistens? Wie erfolgt die Herstellung
- Wendeschneidplatten bestehen aus Hartmetall, Cermet, polykristallinem kubischem Bornitrid (BN), polykristallinem Diamant (PD) oder Schneidkeramik und dienen somit als Schneidstoffträger zur Zerspanung von beispielsweise Metallen oder Holz.
- Sie werden im Sinter-Verfahren hergestellt und können in Werkzeughalter (z. B. Drehmeißel oder Fräser) eingeschraubt oder geklemmt werden (Verschraubungsprinzip siehe auch: Differenzgewinde).
- Wendeschneidplatten besitzen meist mehrere Schneidkanten.
Welches sind die wichtigsten Eigenschaften von Schnellarbeitsstahl?
• Große Zähigkeit
• Hohe Biegefestigkeit
• Einfach herstellbar
• Härte unter 70 HRC
• Temperaturbeständigkeit bist 600 °C
Was ist ein Hartmetall (HM)? Aufbau, Eigenschaften, Herstellung
siehe Skizze
In welche Hauptgruppen werden die Hartmetalle für Zerspanungswerkzeuge eingeteilt und wo liegen die Unterschiede zwischen diesen Gruppen?
siehe Skizze
Warum werden Werkzeuge aus HS und HM beschichtet? Nennen sie eine sehr typische Beschichtung. Wie dick sind solche Schichten etwa und welche Vockershärte haben sie?
- Erhöhung der Verschleißfestigkeit
- Verringerung von: Adhäsion, Oxidation und Diffusion
Eine typische Beschichtung: TiN (Titannitrid-Beschichtung) (goldfarben) Dicke: 2...15 mikrometer
Nennen Sie zwei häufig verwendete Keramiken für Zerspanungswerkzeuge.
- Oxidkeramik
- Mischkeramik
Warum sind Aluminiumoxid als Schneidstoff für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen und Diamant für Stahl und Eisenwerkstoffe in vielen Fällen nicht geeignet?
Aluminiumoxid:
Oxidische Schneidkeramik (CA) besteht in der Regel aus fast reinem Aluminiumoxid (Al2O3) und besitzt eine hohe Verschleißfestigkeit und Härte bis 2000°C [6]. Sie ist empfindlich gegen wechselnde Schnittkräfte und Temperaturwechsel und wird bei sehr gleichmäßigen Schnittbedingungen ohne Kühlung eingesetzt
Diamant:
Da Einkristalle richtungsabhängige Festigkeitswerte aufweisen, müssen die Diamanten der maximalen Schnittkraftrichtung entsprechend eingebaut werden. Diamantbestückte Werkzeuge eignen sich gut für NE-Metalle und ihre Legierungen, faser- und füllverstärkte Kunststoffe, Gummi, vorgesinterten Hartmetallen, Glas und Keramik.
Welche Aufgaben haben Kühlschmierstoffe (KSS) bei der Zerspanung?
Skizze
Warum möchte man den Einsatz von KSS möglichst gering halten oder ganz vermeiden?
Ein großes Problem ist, dass die KSS durch schnelllaufende Werkzeuge vernebelt werden und Aerosole bilden. Diese gelangen beim Einatmen in den Körper. Aber auch durch Hautkontakt können Gesundheitsschäden entstehen, vor allem allergische Reaktionen.
Welche Vorteile hat das Gießen im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren?
- weitgehende Gestaltungsfreiheit => auch komplizierte Bauteile wirtschaftlich herzustellen
- Werkstoffausnutzung und Energieaufwand verschiedener Fertigungsverfahren
- Hohe Genauigkeiten
Warum sind die Modellmaße größer als die des herzustellenden Gussstücks?
-
Gussstücke schrumpfen („schwinden“) beim Abkühlen => Modellmaße müssen um das sog. Schwindmaß größer sein als die fertigen Gussstücke, Bild 2.5. Schwindmaße sind werkstoffabhängig
Wozu benötigt man beim Gießen Kerne?
Hohlräume und Hinterschneidungen
in Gussteilen werden durch Kerne realisiert
a) Sandkern
b) Gussteil
c) Hohlraum
Welche Aufgaben haben die sog. Speiser bei einer Gussform?
Luft entweicht über die
Speiser
Was sind Dauermodelle, was sind verlorene Modelle?
Dauermodelle sind Modelle, die beim Gießverfahren nciht zerstört werden ( Handformen, Maschinienformen,...)
Verlorene Modelle sind Modelle die bei Gießen zerstört weden (aus Wachs) (Feingießen)
Erläutern Sie das Verfahren Feingießen (auch Präzisionsformgießen oder Wachsausschmelzverfahren genannt).
Unter Feinguss versteht man die Herstellung von kleinen bis kleinsten Gussteilen nach dem Wachsausschmelzverfahren.
- Modell aus Wachs
- Aufbau einer Modelltraube
- mehrmaliges Tauchen in eine keramische Masse
- feinkeramischer, hochtemperaturbeständiger Überzug
- Ausschmelzen des Modellwerkstoffs
- Brennen der Form bei ca. 1.000 °C
- Gießen in die heiße Form
- Entfernen des Keramiküberzugs und Abtrennen der einzelnen Gussstücke
Welches Gießverfahren eignet sich zur Herstellung dünnwandiger Werkstücke aus NE-Metallen bei großen Stückzahlen? (besonders wirtschaftlich)
Vorteile des Feingießens
- komplizierte, auch großflächige Gussstücke aus legierten Stählen, aus Titan und
- anderen Werkstoffen herstellbar
- geringe Wanddicken und kleine Querschnitte möglich - hohe Oberflächengüte, Teile maßgenau (IT 9-10)
Skizzieren Sie schematisch ein Zustandsschaubild einer eutektischen Legierung. Was ist das Besondere an diesen Legierungen? Warum werden sie als Werkstoffe für Gussteile bevorzugt eingesetzt?
Siehe Skizze
am wichtigsten sind die naheutektischen Al-Si-Legierungen: AlSi12; (Zustandsdiagramm Al- Si) aufgrund ihrer guten Gießbarkeit.
Welches ist die wichtigste Al-Guss-Legierung?
am wichtigsten sind die naheutektischen Al-Si-Legierungen: AlSi12; (Zustandsdiagramm Al- Si) aufgrund ihrer guten Gießbarkeit.
