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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Welche Fehler können durch die Missachtung der Regeln zum erstarrungsgerechten Konstruieren von Gussteilen entstehen?
Lunkerbildung (z.B. durch Dickenunterschiede)
Formabweichung (z.B. durch falsche Berücksichtigung der Schwindung)
Verzug (z.B. durch Eigenspannungen hervorgerufen durch ungleichmäßige Abkühlung)
Rissbildung (z.B. durch Eigenspannungen in Bereichen schärferer Kerben)
Nennen Sie drei Maßnahmen, die eine gute Bearbeitbarkeit von Gussteilen ermöglichen.
- Bearbeitungszugaben vorsehen
- Werkstoffe mit guten Zerspanungseigenschaften vorsehen
- Einspannflächen einplanen
Beschreiben Sie den Prozess des Feingießens. Wann setzt man Feingießen ein?
Feingießen ist ein Verfahren mit verlorener Form und verlorenem Modell. Ein Beispiel wäre das Wachsausschmelzverfahren mit einem Modell aus Wachs. Modelle könne auch aus Styporor hergestellt werden.
Feinguss wird angewendet zur Herstellung endformnaher Bauteile.
Was versteht man unter Kokillengießen? Nennen Sie drei Verfahren. Wann setzt man Kokillengießen ein?
Kokillengießen ist Gießen in eine dauerhafte Form, meist hergestellt aus Stahl.
Verfahren sind Druckguss, Schleudergießen, Schwerkraftkokillenguss.
Kokillenguss wird angewendet bei großen Stückzahlen auf Automatisierten Gießanlagen.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Druckgießen im Warmkammerund im Kaltkammerverfahren.
Warmkammerverfahren: Druckkammer liegt in der Schmelze (Blei, Zink, …)
Kaltkammerverfahren: Druckkammer liegt außerhalb der Schmelze und muss zu jedem Schuss befüllt werden
(Alu, Magnesium, …)
Wie stellt man bei Stranggießen sicher, dass der Gusswerkstoff in der Kokille erstarrt und nicht die Erstarrungsfront nach vorne aus der Kokille herausgeschoben wird?
- Hohe Kühlleistung durch Wasserkühlung der Kokille
- Steuerung der Abzugsgeschwindigkeit
Welche Gießverfahren ermöglichen gratfreie Bauteile und warum?
Gießverfahren mit einer ungeteilten, einteiligen Form wie z.B. Vollformgießen und Feingießen
Was ist Thixotrophie? Was ist bei der Erzeugung eines thixotrophen Werkstoffzustands zu beachten?
Thixotrophie ist die Eigenschaft bestimmter Stoffe, die Viskosität mit steigender Scherbeanspruchung zu verringern
(z.B. Zahncreme, Ketchup)
- Auswahl einer geeigneten Legierung, die ein Phasengemisch festflüssigzwischen Liquidus- und Soliduslinie aufweist.
- exakte Temperaturführung während des Prozesses
- Zugabe geeigneter Legierungselemente zur Kornfeinung meist
sinnvoll
Nennen Sie drei Pulververdichtungsverfahren und beschreiben Sie diese kurz.
Einseitiges Pressen: Druckbeaufschlagung von einer Seite, Dichteverteilung im Grünling ungleichmäßig
Koaxiales Pressen: beidseitige Druckbeaufschlagung, bessere Dichteverteilung im Grünling.
Isostatisches Pressen: allseitige Druckbeaufschlagung, z.B. durch ein hydraulisches Medium
Welche Vorteile bietet die Pulvermetallurgie gegenüber umformenden oder spanenden Fertigungsverfahren?
- Werkstoff muss nicht aufgeschmolzen werden
- Werkstoffausnutzung ca. 100%
- homogene Verteilung der Legierungselemente im Werkstück
- komplexe, endformahe Geometrie möglich
- definierte Porosität möglich
- Gradientenwerkstoffe möglich
Erläutern Sie das Prinzip des selektiven Lasersinterns.
Das räumliche Bauteil entsteht durch Aufschmelzen von Metallpulver. Dieser Vorgang erfolgt schichtweise.
Vorteile: Losgröße 1 Stück aus Metall herstellbar, Herstellung von Hinterschneidungen, Hohlräumen etc. möglich
Im Karosseriebau konkurriert Stahl mit den Leichbauwerkstoffen Aluminium und Magnesium. Bewerten Sie die Eignung von Stahl- Aluminium und Magnesiumblechen bezüglich ihrer Umformbarkeit und Begründen Sie Ihre Einschätzung.
- Aluminium hat ein kfz-Kristallgitter mit 24 Gleitsystemen
- Stahl (Ferrit) hat ein krz-Kristallgitter mit 12 Gleitsystemen
- Magnesium hat ein hexagonal dichtest gepacktes Kristallgitter mit 3 Gleitsystemen
Al hat die besten, Mg die schlechtesten Umformeigenschaften
Charakterisieren Sie das Kalt- und das Warmumformen jeweils stichpunktartig.
Kaltumformen: Raumtemperatur, hoher Kraftbedarf, geringer Umformgrad möglich, Kaltverfestigung, große Stückzahlen
Warmumformen: Unterhalb Rekristallisationstemperatur, hoher Energiebedarf zum Erwärmen, geringe Umformkraft, großerUmformgrad möglich, Verzunderung.
Warum eignen sich Vielwalzgerüste zum Walzen dünner Bleche besser als Zweiwalzengerüste?
Bei Zweiwalzengerüsten können sich die Walzen relativ schnell verbiegen, ein in der Mitte dickeres Blech ist die Folge. Bei Mehrwalzengerüsten werden die Arbeitswalzen von dicken Walzen gestützt und vertragen einen höheren Walzdruck ohne große Verformungen.
Welche Vorteile haben gewalzte Außengewinde gegenüber spanend hergestellten Außengewinden?
- höhere Ermüdungsfestigkeit durch Druckeigenspannungen
- Faserverlauf nicht unterbrochen, geringere Kerbempfindlichkeit
- schnell und präzis herstellbar
- geringer Materialeinsatz, keine Späne
Wie kommt es beim Ringwalzen zu einer Vergrößerung des Ringdurchmessers?
Plastische Verformung erfolgt näherungsweise unter Volumenkonstanz. Wird der Ring flacher und schmaler gewalzt muss sein Durchmesser zunehmen.
Welche Ziele kann eine lediglich oberflächennahe plastische Verformung an Werkstücken haben? Nennen Sie zwei Verfahren..
- Verfestigen der Oberfläche
- Einbringen von Eigenspannungen
- Reduzierung der Rauheit
Glattwalzen, Glattdrücken, Verfestigungsstrahlen
Beschreiben Sie die Phasen der Formfüllung beim Gesenkschmieden.
- Stauchen: Reduzierung der Höhe der Rohlings
- Breiten: Der Werkstoff fließt quer zur Bewegung des Werkezugs
- Steigen: Der Werkstoff steigt in Bewegungsrichtung des Werkzeugs
- Kalibrieren: Nach dem eigentlichen Umformub wird das erkaltetet
Werkstück geringfügig kalt umgeformt, um die Endgeometrie zu erreichen + leichte Kaltumformung.
Grenzen Sie die Verfahren Fließpressen und Strangpressen voneinander ab.
Fließpressen: Herstellung von endformnaher Kontur, Kalt- oder Warmumformung, Fließrichtung in, gegen oder quer zur Bewegungsrichtung des Stempels
Strangpressen: Herstellung von Halbzeug, Fließrichtung in der Bewegungsrichtung des Stempels.
Zugdruckumformung wird meist kalt durchgeführt. Bei manchen Werkstoffen ist die Formänderungsfähigkeit schnell erschöpft. Durch welche Mechanismen einer Zwischenglühung kann man die Formänderungsfähigkeit wieder herstellen?
Das Zwischenglühen führt zu den gleichen Mechanismen wie eine
Warmumformung: Abbau von Versetzungen (Reduzierung der Festigkeit) und Rekristallisation des Gefüges.
Beim Durchziehen von Hohlkörpern kannn die Wandstärke nahezu konstant erhalten bleiben oder reduziert werden. Welche Maßnahmen sind jeweils erforderlich?
- Erhalten der Wandstärke: Durchziehprozess ohne Innenwerkzeug.
Die Wandstärke kann aber unregelmäßig werden.
- Verringerung der Wandstärke: Durchziehprozess mit Innenwerkzeug
(mitlaufende Stande, Dorn) verringern Außendurchmesser und
Wandstärke, sehr genauer Innendurchmesser.
Was passiert, wenn das Tiefziehverhältnis größer als das Grenzziehverhältnis ist? Welche Möglichkeiten gibt es, das Teil dennoch herzustellen? Nennen Sie zwei Verfahrensvarianten.
Das Blech wird reißen. Der Tiefziehvorgang kann in mehrere Schritte unterteilt werden, ggf. ist ein Zwischenglühen erforderlich.
Nennen Sie drei Vorteile des hydromechanischen Tiefziehensgegenüber dem konventionellen Tiefziehen.
Die Matrize wird durch ein hydraulisches Volumen ersetzt.
- erspart Anfertigung einer formabbildenden Matrize
- Bleche unterschiedlicher Dicke verarbeitbar
- geringere Reibung ermöglicht größeres Grenzziehverhältnis
- Blechvorwölbung vor dem Ziehvorgang kann bei geringer
Umformung eine gute Festigkeit ergeben.
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
