Fertigungstechnik 01 AKAD
Kontrollfragen zu Modul FTE01
Kontrollfragen zu Modul FTE01
Kartei Details
| Karten | 122 |
|---|---|
| Lernende | 29 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 30.10.2014 / 13.09.2022 |
| Weblink |
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Wodurch unterscheiden sich die Verfahren Drücken und Drückwalzen?
- Drückwalzen ist ein Druckumformverfahren, bei dem ein rotierendes Werkstück so stark gegen einen Innendorn gedrückt wird, dass die Werkstückdicke reduziert wird. Dadurch ist auch z.B. ein Innenverzahnen möglich.
- Drücken ist ein Zugdruckumformverfahren, bei dem die Werkstückdicke auf Grund der geringen Kräfte nahezu unverändert bleibt.
Warum ist die aufeinander abgestimmte Regelung von Innendruck und Axialkraft beim Innenhochdruckumformen von großer Bedeutung?
Innendruck sorgt für ein Aufweiten und Anpassen an die Werkzeugwand. Die Axialkraft sorgt für ein Nachschieben des Bleches in den Umformbereich. Bei geeigneter Führung der Größen können Blechdicken konstant gehalten werden.
Aus welchem Grund ist die beim Streckziehen erzielbare Formänderung geringer als beim ähnlich durchgeführten Tiefziehen?
Beim Steckziehen wird das Blech fest eingespannt, der Streckziehprozess findet aus der Blechdicke statt und verringert diese.
Beim Tiefziehen wird das Blech zwar von einem Niederhalter gehalten, kann aber nachfließen. Die Blechdicke ändert sich kaum.
Warum ist das Gleitziehbiegen, anders als das Drahtziehen, trotz Ähnlichkeiten in der Prozesskinematik ein Biegeverfahren und kein Zugdruckumformen?
Beim Drahtziehen wird der Querschnitt verändert, es herrschen im Draht innen Zugspannungen und im Werkzeug an der Oberfläche Druckspannungen.
Beim Gleitziehbiegen bleibt der Querschnitt bleibt unverändert, der Beanspruchungszustand führt zu Biegespannungen.
Was passiert, wenn die Werkzeugbewegung beim Verschieben (Durchsetzen) nicht rechtzeitig gestoppt wird?
Das Werkstück wird abgeschert (Schneidvorgang).
Wodurch unterscheiden sich die beim Verschieben wirksamen Schubspannungen von Torsionsspannungen beim Verdrehen?
Beim Verdrehen sind die Torsionsspannungen in der Bauteilmitte gleich Null. Die Torsionsspannungen verteilen sich auf den Bereich, der tordiert wird.
Zerteilen: Beschreiben Sie die wesentlichen Vorgänge während der fünf Phasen des Scherschneidens?
1 – Niederhalter klemmt das Blech auf die Matritze
2 – Der Stempel biegt das Blech um Stempel- und Matrizenkante, zunächst elastisch, dann plastisch
3 – Mit dem weiteren Verfahren des Stempels steigt die Spannung im Blechquerschnitt über die Scherfestigkeit, das Blech schert an den Rändern plastisch (Glattschnitt)
4 – In der Blechmitte kommt es hervorgerufen durch einen mehrachsigen Spannungsstand zu Anrissen und einem Restbruch
5 – Nach vollständiger Trennung erfolgt eine Rückfederung des Blechs
Schergeschnittene Konturen weisen neben dem Glattschnittbereich häufig auch eine Bruchfläche und einen Grat auf. Nennen und beschreiben Sie kurz je ein Verfahren zur Vermeidung von Bruchfläche und Grat?
Bruchfläche: Feinschneiden und Nachschneiden
Grat: Konterschneiden (1. Schritt Durchsetzen ohne Materialtrennung, 2. Schritt Schnitt von der Gegenseite) -> meist großer Restbruch.
Wozu dienen in der spanenden Bearbeitung die Verfahrensvarianten Schruppen und Schlichten?
Schruppen: Vorbearbeitung, großes Zeitspanungsvolumen (großer Materialabtrag in wenig Zeit), rauhe Oberfläche
Schlichten: Endbearbeitung, geringeres Zeitspanungsvolumen, feine Oberfläche, hohe Maß- und Formgenauigkeit
Wie kann man beim Drehen ebene Flächen herstellen?
Planen (Querdrehen), d.h. Vorschubrichtung quer zur Hauptspindelachse.
Nennen Sie je ein Verfahren zur spanenden Herstellung von Außenund Innengewinden?
Außengewinde: Drehen, Fräsen, Gewindeschneiden mit Schneideisen
Innengewinde: Ausdrehen, Fräsen, Gewindeschneiden mit Gewindebohrer
Warum benötigt das Räumen keine Vorschubbewegung (Zustellung)?
Das Räumwerkzeug (Räumnadel, Räumkette, …) hat mehrere Schneiden mit unterschiedlichem Offset. Dadurch werden alleine durch die Werkzeug- oder Werkstückbewegung mehrere Späne erzeugt.
Was ist der wesentliche Unterschied von Werkzeugen beim Spanen mit bestimmter und unbestimmter Schneide?
geometrisch bestimmte Schneide: Werkzeug mit definierten Funktionsflächen und –winkeln (z.B.Wendeschneidplatte)
geometrisch unbestimmte Schneide: Die Funktionsfläche wird aus mehreren, mehr oder weniger definiert angeordneten Funktionskörpern gebildet (z.B. Schleifscheibe)
Erklären Sie den Selbstschärfeffekt beim Schleifen?
Schleifkörner verschleißen während des Prozesses. Durch die Abflachung wird die Schleifkraft im Korn größer. Ist die Kraft im Korn größer als die Bindungskraft zum nächsten Korn, bricht das Korn aus. Das darunter liegende unverschlissene Korn übernimmt die Prozessfunktion.
Was ist Unterschied zwischen Läppen und Hohnen? Welche Gemeinsamkeiten haben beide Verfahren?
Beim Läppen befinden sich spanhabhebende Schleifkörner in einem Fluid. Bei Hohnen sind die Schleifkörper in einem Werkzeug fest gebunden. Beide Verfahren haben die gleiche Werkzeugführung (axial+rotatorisch) und führen zu sehr feinen Oberflächen. Die erzielbare Genauigkeit ist bei Läppen etwas höher.
Ordnen Sie Brenn-, Schmelz- und Sublimierschneiden nach Schnittqualität und Prozessgeschwindigkeit? Welche Mechanismen wirken jeweils?
Qualität: Brenn < Schmelz < Sublimier
Geschwindigkeit: Brenn > Schmelz > Sublimier
Sublimieschneiden: Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand durch hohen Energieeintrag, z.B. durch Lasersublimierschneiden, typische Werkstoffe Holz, Leder, Kunststoff
Erläutern Sie den Abtragvorgang beim Funkenerodieren?
Zwischen Werkzeug (meist Draht) und Werkstück ist ein mit einem Dielektrikum (Öl) gefüllter Spalt. Das Dielektrikum isoliert und verhindert den Stromfluss. An Unebenheiten konzentriert sich das elektrische Feld, es kommt zum Überschlag und zur Plasmabildung. Die Oberfläche von Werkstück (und Werkzeug) schmelzen an, durch verdampfendes Dielektrikum wird die Schmelze fortgetragen.
Nennen Sie zwei Verfahren zur Entfernung von Zunderanhaftungen auf einem Werkstück?
- Strahlen
- mechanisches Reinigen (Bürsten)
- chemisches Reinigen (Beizen)
- Schmiede: Wasserstrahl (glühendes Bauteil)
Erklären Sie kurz (!) die Funktionsweise von Schraubenverbindungen?
Beim Einschrauben werden Innen- und Außengewinde aneinander gepresst. Durch die Verkürzung der Schraube entsteht eine Zugkraft in der Schraube, die als Vorspannung auf die verschraubten Bauteile wirkt. Diese Vorspannung presst die verschraubten Bauteile in ihren Kontaktfugen zusammen und erzeugt dadurch eine Haftkraft gegen eine Relativbewegung der verschraubten Bauteile zueinander. Die Gewindesteigung ist selbsthemmend gewählt.
Die Schraube soll im Maschinenbau nicht als Bolzen wirken.
Wie kann man die notwendige Fügekraft bei Pressverbindungen (z.B. Aufpressen einer Nabe auf eine Welle) reduzieren?
1. Auslegung: Rauhe Oberfläche führt zu einer geringeren notwendigen Presspassung und damit zu geringeren Fügekräften
2. Fertigung: Anwärmen der Nabe oder Abkühlen der Welle reduziert die Überdeckung. Bei ausreichender Temperaturdifferenz Fügekraft Null möglich.
Welchen Vorteil hat das Durchsetzfügen (Clinchen) gegenüber Schrauben und Nieten?
Es entfallen Bohrungen und Verbindungselemente
Erläutern Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Nieten und Schrauben?
Bohrungen notwendig, erzeugen Vorspannkraft (Nieten geringer) Schrauben lösbar, Nieten auch (gering) auf Schub beanspruchbar
Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen Schmelz- und Pressschweißen?
Schmelzschweißen: Aufschmelzen des Werkstoffs, meist Schweißzusatzwerkstoff erforderlich, Schutzgas
Pressschweißen: Kein Aufschmelzen erforderlich, meist kein Schweißzusatzwerkstoff oder Schutzgas erforderlich, Schweißen utner hohem Druck, Anwendung Bleche und Profile.
Nennen Sie fünf Möglichkeiten beim Schmelzschweißen, die Energie in das Werkstück einzubringen.
Brennerflamme (autogen)
Gasentladung (Lichtbogen)
Laserstrahl
elektrischer Widerstand (Punktschweißen)
exotherme chem. Reaktion (Schienenschweißen)
Welchen Zweck haben Flussmittel beim Löten?
-Entfernen einer Oxidschicht an der Werkstückoberfläche
-Reduzieren der Oberflächenspannung des Lotes
-Verbesserung der Fließfahigkeit
Beschreiben Sie Adhäsion und Kohäsion.
Adhäsion: Anhangskraft, Anhaften (des Klebstoffs) am Grundmaterial
Kohäsion: Kraft der inneren Bindung, Zusammenhalt im Klebstoff (und im Grundmaterial)
Abbindende Klebstoffe enthalten häufig Lösungsmittel. Wozu dienen diese und worauf ist beim Verdunsten zu achten?
Lösungsmittel halten das Klebstoffpolymer in Lösung, der Klebstoff wird dünnflüssig. Beim Verdunsten des Lösungsmittels verklammen sich die langkettigen Polymere und der Klebstoff härtet chemisch aus (Beispiel Duroplast). Mindestens ein Klebepartner sollte durchlässig für das Lösungsmittel sein, sonst Voraushärtung notwendig.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen dem Korrosionsschutz durch Verzinnen und Verzinken?
Verzinnen: Passiver Korrosionsschutz durch reaktionsträges Zinn. Bei Verletzung der Zinnschicht z.B. durch Kratzer beginnt Korrosion.
Verzinken: Aktiver Korrosionsschutz durch reaktionsfreudiges Zink. Die Korrosionsschicht von Zink verhindert das Weiteroxidieren. Ist die Zinkschicht komplett umgewandelt, korrodiert der Grundwerkstoff.
Nennen Sie kurz drei Verfahren zum Verzinken von Stahl?
1. Feuerverzinken (Eintauchen in schmelzflüssiges Zink)
2. Thermisches Spritzen (Aufgeschmolzenes Zink wird aufgeblasen)
3. Elektrolytisches Verzinken (Abscheidung durch Strom in Elektrolytlösung)
Nennen Sie je ein Verfahren zum Beschichten mit thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen. Beschreiben Sie kurz die Verfahrenscharakteristik.
Thermoplast: Flammspritzen (Spritzen des aufgeschmolzenen Kunststoffs)
Duroplast: Pulverlackieren (elektrische geladene Kunststoffteilchen werden auf das geerdete Werkstück gesprüht).
Nennen Sie zwei Verfahren, mit denen sehr gleichmäßige, dünne funktionale Schichten erzeugt werden können. Für welches Verfahren entscheiden Sie sich, wenn diese Schicht auf ein Kunststoffteil aufzubringen ist und warum?
CVD (Chemical Vapor Deposition): hohe Temperatur, nicht für Kunststoffsubstrate geeignet
Chemisches Abscheiden: durch Metallisierung kann auch Kunststoff beschichtet werden
Wodurch unterscheiden sich PVD und CVD?
PVD (Physical Vapor Depostion, physikalische Gasphasenabscheidung):
- Beschichtungswerkstoff liegt direkt vor
- geringe Temperatur, Abscheiderate abhängig von der Temp.
CVD (Chemical Layer Deposition , chemische Gasphasenabscheidung):
- Beschichtungswerkstoff entsteht durch chem. Reaktion
- größere Gleichmäßigkeit und Reinheit der Schicht
- hohe Substrattemperatur
Nennen Sie vier Ziele des Beschichtens?
1. Erhöhung der Verschleißfestigkeit
2. Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit
3. Verbesserung der Gleiteigenschaften
4. Ergänzung fehlenden Materials
5. Aufbringen stromisolierender Schichten
Nennen Sie vier Ziele des Beschichtens?
1. Erhöhung der Verschleißfestigkeit
2. Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit
3. Verbesserung der Gleiteigenschaften
4. Ergänzung fehlenden Materials
5. Aufbringen stromisolierender Schichten
Nennen Sie je ein Verfahren, dass folgende Mechanismen der Stoffeigenschaftsänderung nutzt:
- Phasenänderung und Phasenumwandlung:
- Bildung von Versetzungen
- Änderung der Korngröße
- Diffusion
- Bildung von Mischkristallen
- Phasenänderung und Phasenumwandlung:
Härten, Diffusionsverfahren
- Bildung von Versetzungen
Kaltumformung, Verfestigung
- Änderung der Korngröße
Rekristallisationsglühen, Grobkornglühen
- Diffusion
Diffusionsglühen, Auf- und Abkohlen, Nitrieren, etc.
- Bildung von Mischkristallen
Ausscheidungshärten
Was passiert beim Verfestigungsstrahlen? Mit welchem Ziel setzt man es ein?
In die Oberfläche werden Druckeigenspannungen eingebracht. Dadurch wird die Ermüdungsfestigkeit verbessert. Nebeneffekt: Die Oberfläche wird lokal kalt umgeformt. Dadurch kommt es zur Bildung von Versetzungen und damit zur Festigkeitssteigerung.
Welchen Zweck hat das Erwärmen und Abkühlen beim Härten von Stahl?
Beim Erwärmen wird der Stahl aus Ferrit/Perlit in Austenit umgewandelt. Beim Abkühlen wandelt sich der Stahl wieder um, je nach Abkühlgeschwindigkeit in Martensit (sehr schnelles Abkühlen), Zwischenstufengefüge Bainit oder Ferrit/Perlit. Beim Härten durch schnelle Abkühlen entsteht Martensit. Eine Anschließende Wärmebehandlung, das Anlassen, entspannt den Martensit, die Bruchdehnung steigt und die Festigkeit nimmt ab.
Nennen Sie den Unterschied zwischen Normalglühen und Rekristallisationsglühen?
Das Normalglühen erzeugt aus eine Austenitisierung heraus durch langsames Abkühlen eine neues Gefüge (stabiles Gefüge aus FE-CSchaubild).
Das Rekristallisationsglühen findet unterhalb der Austenitisierungstemperatur statt und sorgt nur für eine Neuausbildung der Körner, die Gefügezusammensetzung bleibt unverändert.
Wann wendet man Einsatzhärten an? Wie ist der Verfahrensablauf?
Anwendung für Stähle mit geringem C-Gehalt (in der Randschicht). Die Randschicht wird aufgekohlt und dadurch härtbar.
Was ist der Sinn des Anlassens nach dem Härten?
Entspannung des Martensits, höhere Bruchdehnung, geringere Festigkeit
