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Spanende Fertigungstechnik (Subject) / Kurzfragen (Lesson)

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• In welche Fertigungsverfahren-Untergruppen teilt die DIN 8580 die Hauptgruppe Trennen auf? Nennen Sie für jede Gruppe ein Beispiel! Zerteilen (mechanisch) : Scherschneiden Spanen mit geom. bestimmter Schneide: Drehen,Fräsen Spanen mit geom. unbestimmter Schneide: Schleifen thermisches Abtragen (nicht mechanisch): Brennschneiden Zerlegen: Lösen von Klebeverbindungen Reinigen: Entfetten
• Differenzieren Sie die Untergruppen Zerteilen und Abtragen Zerteilen: Trennen von Werkstoffteilen ohne Erzeugen von formlosen Stoff (Späne, Pulver oder ähnliches) auf mechanischem Weg Abtragen: Basiert auf dem Entfernen von Teilchen auf nicht mechanischem Weg, etwa thermisch oder chemisch, mit Erzeugung von formlosem Stoff
• Welche Fertigungsverfahren gehören zu der Gruppe Zerteilen? 5 Stück Bruchtrennen, Spalten, Reißen, Scherschneiden, Keilschneiden: Beißschneiden und Messerschneiden
• Welche Fertigungsverfahren gehören in die Gruppe Abtragen? 5 Stück Funkenerosives Abtragen, Elektronenstrahlbearbeitung, Laserstrahlbearbeitung (Laserschneiden, Laserbohren), Plasmaätzen, Autogenes Brennschneiden, Plasma-Schmelzschneiden, Ätzen, Thermisch-chemisches Entgraten, Wasserstrahlschneiden
• Geben Sie 5 Fertigungsverfahren aus der Gruppe Zerlegen an! Demontieren, Lösen einer Kraftschlüssigen Verbindung, Ablöten, Lösen einer Klebeverbindung, Zerlegen flexibler Verbindungen
• Was unterscheidet die Verfahren Zerteilen und Spanen mit geom. bestimmter Schneide? Zerteilen: Am Ende 2 dimensionsähnliche Bauteile Spanen mit geom. best. Schnede: 1 Teil und viele dimensionsmäßig kleine Späne
• Was ist das Ziel des Feinschneidens und wie wird es erreicht? Herstellung von Werkstücken mit glatten und weitgehend rechtwinkligen Schnittflächen. Der allseitig eingespannte Blechzuschnitt wird allein durch Fließscheren ohne Bruch und unebene Brechflächen getrennt
• Welcher Trennvorgang wird beim Feinschneiden vermieden? Bruchtrennen
• Skizzieren Sie den Aufbau eines Feinschneide-Werkzeugs! Blech, Schneidestempel, Niederhalter mit Ringzacke, Schneidsplatte, Gegenhalter/Auswerfer Skript S2
• Definieren Sie die Begriffe: Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Wirkgeschwindigkeit und nennen Sie die jeweiligen Formelzeichen! Schnittgeschwindigkeit vc: Geschwindigkeit bei der eine Werkzeugschneide in Schnittrichtung durch den zu bearbeitenden Werkstoff geführt wird Vorschubgeschwindigkeit Vf: Geschwindigkeit des Werkzeuges in Vorschubrichtung (Bewegung entlang oder in das Werkstück) Wirkgeschwindigkeit Ve: Resultierende aus Schnitt und Vorschubgeschwindigkeit, weicht von der Schnittbewegung nr geringfügig ab, da Vc wesentlich höher als Vf
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• Wie nennt man den Winkel zwischen Schnittgeschwindigkeit und Wirkgeschwindigkeit und welches Formelzeichen hat er? Wirkungswinkel η
• Wie unterscheidet sich das Werkzeug- von Wirkbezugssystem? Wirkbezugssystem ist gegenüber dem Werkzeugbezugssystem um den Wirkwinkel η gedreht
• Wie werden die Ebenen im Wirkbezugssystem gegenüber den im Werkzeugbezugssystem gekennzeichnet? Zusätzlich mit dem Index "e" = effective
• Warum hat das Wirkbezugssystem an Bedeutung verloren? vc groß, vf relativ klein, ve= Resultierende vc ist ungefähr ve Werkzeugbezugsebene ist ungefähr Wirkbezugsebene
• Warum gibt es in der Praxis eine Mindestschnitttiefe? Bei zu geringen Schnitttiefen schneidet das Werkzeug wegen des Eckenradiuses nicht mehr sondern verformt das Werkstück nur.  
• Zeigen Sie anhand einer Skizze den Zusammenhang zwischen Spanungsbreite und Schnitttiefe! Tragen Sie die Formelzeichen in die Skizze ein Die Spanungsdicke h und die Spanungsbreite b können mit hilfe des Einstellwinkels κr aus dem Vorschub f bzw. aus der Schnitttiefe ap berechnet werden
• Was unterscheidet die Reißspanbildung von den anderen Spanbildungsarten? Wird ein spröder Werkstoff durch ein spanendes Verfahren bearbeitet, entsteht meist der Reißspan (auch Bröckelspan genannt). Durch dem Keil vorausgehende Risse im Werkstück löst sich der Span ohne wesentliche Verformung.Durch das Herausbrechen des Spans ist die Oberfläche des Werkstücks nach reißspanender Bearbeitung rau. Ein Beispiel für ein Material, bei dem Reißspäne entstehen, ist Messing.
• Wie beeinflusst der Spanwinkel die Schnittkraft? Nimmt Spanwinkel ab, nimmt Fc zuNimmt Spanwinkel zu, nimmt Fc ab pro Grad Winkeländerung wird die Schnittkraft um 1,5% erhöht oder gesenkt
• Wie wird die spezifische Schnittkraft in einem doppellogarithmischen Diagramm dargestellt? Siehe Skript Seite 3 (linear)
• Warum ist der Kerbverschleiß an der Nebenschneide für Schlichtoperationen ein wichtiger Faktor? Oberfläche wird schlechter= Schlichtoperation nicht mehr ordentlich durchfürhbar
• Nennen Sie drei Gründe warum Kerbverschleiß entsteht! Hohe Drücke, Hohe Temperaturen, Hohe thermische und mechanische Wechselbelastung, Gradbildung
• Wieso kommt es am Ende des Schnittes zur Gratbildung? plastische Verformung am Ende fürht zu Scherzonenverrundung = Gratbildung
• Warum kommt es bei der Zerspanung von rostfreiem Stahl an Schultern zur Gratbildung? Aufgrund von Kaltverfestigung tritt häufig Kerbverschleiß in Höhe der Schnittiefe auf, der wiederum zu Gratbildung führt. Runde Wendeschneidplatten oder kleine Einstellwinkel verwenden
• Warum ist die Größe des Spanwinkels in der Regel ein Kompromiss? Wenn der Spanwinkel größer wird, bekommt man eine bessere Oberfläche, eine bessere Spanbildung und abnehmenden Verschleiß jedoch wird dadurch der Keilwinkel kleiner und das Werkzeug hat eine geringere Stabilität.
• Welche Werkstoffe werden bevorzugt mit großen Spanwinkel bearbeitet? weiche Werkstoffe wie z.b Aluminium oder Kupfer
• Warum werden große Spanwinkel für diese Werkstoffe benutzt (Alu, Kupfer) besserer Spanfluss, geringere Reibung, geringere Spanstauchung, bessere Oberfläche, geringere Schnittkräfte
• Wofür steht die Bezeichnung Cermet? Hartmetall mit wenig oder keinen Wolframcarbiden
• Wie wurde das Wort Cermet gebildet? Ceramic+Metal
• Welche Kennbuchstaben werden nach ISO 513 für die Schneidstoffe Hartmetall, Cermet, Schneidkeramik, Diamant und Bohrnitrit verwendet? In welche Untergruppen werden die Schneidstoffe aufgeteilt? Differenzieren Sie die Untergruppen und nennen Sie den Jeweiligen Kennbuchstaben! Schneidkermaik(Ceramic): CA (Schneidkeramik, Aluminiumoxid), CM, (Mischkeramik, Oxide) CN (Siliziumnitridkeramik), CR (Schneidkeramit, Aluminiumoxid verstärkt (roughing)), CC (Schneidkeramik, beschichtet (coated)), Diamant: DP (Polykristaliner Diamant), DM (Monokristalliner Diamant) Bornitrid: BN (Bornitrid ohne Spezifikation), BL(Bornitrid, niedriger Bornitridgehalt), BH (Bornitrid, hoher Bornitridgehalt), BC (Bornitrid, beschichtet (coated) Hartmetalle und Cermets: HW (Unbeschichtetes Hartmetall, Haupbestandteil Wolframcarbid mit Korngröße > 1 μm), HF (HW nur <1μm), HT (Hauptbestandteil Titancarbid/nitrid), HC (Beschichtet)
• Was sind Werkstückstoff Hauptgruppen nach ISO 513? Unterteilung der Werkstoffe nach Zähigkeit, Verschleißbeständigkeit
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• Nennen Sie jeweils die Werkstück Haupgruppen nach ISO 513 mit der zugeordneten Kennfarbe und dem entsprechenden Kennbuchstaben! Stahl: P, blau;   Rostfreier Stahl: M, gelb;   Gusseisen: K, rot;   Aluminium: N, hellgrün; Warmfeste Legierungen: S, hellbraun;  Gehärteter Stahl: H, grau
• Wie wird eine Anwendungsgruppe nach ISO 513 beschrieben? Aus einem Buchstaben (P,N,H,S,M,K) für den Werkstoff und aus 2 Zahlen für die härte (von 01 bis 50) Je höher die Zahl desto zäher der Werkstoff, je kleiner desto härter und damit verschleißfester
• Was bedeutet die Bezeichnung HS18-1-2-10 HS: Schnellarbeitsstahl, Bezeichnung: HS W%-Mo%-V%-Co% 
• Nennen sie die vier wichtigsten Legierungsbestandteile von HSS Stahl und erläutern sie ihren Einfluss auf das Einsatzverhalten! Mo und/oder Cr: verbessterte Durchhärtbarkeit W: höhere Warmhärte, Verschleißfestigkeit und Anlassbeständigkeit V: Verschleißfestigkeit (ist aber in hartem Zustand schwer schweißbar) Co: Warmhärte und Anlassbeständigkeit
• Was versteht man unter Gradient-Sinterung bei Hartmetall und welchen Vorteil bietet es? Der Gradient befindet sich unterhalb der Schneidoberfläche und besteht aus viel Kobalt und wnig y-Phasen, d.h. er wird durch Bindegehalt eingestellt und die Formgebung während des Sinterns eingestellt. Vorteil: höhere Wärmefestigkeit gegen plastische Verformung und Schneidkantenzähigkeit werden kombiniert
• Was unterscheidet Cermet und Hartmetall? Verglichen mit Hartmetall weist Cermet bessere Verschleißfestigkeit und geringere Neigung zum Kleben auf. Andererseits hat es eine geringere Druck und Wärmewechselfestigkeit. Cermets können für eine höhere Verschleißfestikeit auch PVD beschichtet sein.
• Wie kann man Cermet von Hartmetall leicht unterscheiden, auch wenn beide Werkzeuge beschichtet sind? Hartmetall ist schwerer, weil dichte von Wolfram höher ist als von Titan
• Welche Vor- und Nachteile hat die PVD (Physical Vapour Deposition) Beschichtungstechnologie? Vorteile: Beschichtung von Cermets und HSS möglich, Umweltverträglich, Beschichtung scharfer Schneiden möglich, Geringere Schichtdicken als CVD(Chemical -"-) Nachteile: Begrenzte chemische Verbindung mit Substrat, Hohe Druckeigenspannung
• Durch welches Phänomen ist die maximale Schichtdicke bei PVD-Beschichtungsprozessen begrenzt? Dicke PVD Beschichtungen können zu hohen Druckspannungen führen, die zum Abplatzen der Beschichtung führen
• Wie ist der Schneidstoff mit der Bezeichnung CR nach DIN ISO 513 aufgebaut? Al2O3 + SiC-Whiskey (= einzelne Faser im Al2O3 Gefüge)
• Welche Vorteilhaften Eigenschaften hat der Schneidstoff CR? Fasern sorgen für höhere Bruchfestigkeit, da die Bruchzähigkeit erhöht ist
• Was versteht man in der Zerspanungstechnik unter einem Taylordiagramm und wie ist es aufgebaut? = Standzeitdiagramm hilft optimale Standzeiten oder Schnittgeschwindigkeiten zu finden, was entweder minimale Stückkosten oder minimale Bearbeitungskosten ermöglicht. Ordinate = Standzeit Abszisse= Schnittgeschwindigkeit Im Diagramm Taylorgeraden die je nach Werkstoff und Vorschub variieren
• Was kann man aus einem Taylordiagramm ablesen? mit welcher Schnittgeschwindigkeit und Werkstoff (zugehöriger Vorschub) kann welche Standzeit erreicht werden? Alternativ: Man will eine bestimmte Standzeit erreichen, mit welchem Werkstoff, kann welche Geschwindigkeit verwendet werden? Wie lautet die dem Taylordiagramm zugehörige Standzeitformel? Leiten Sie diese her! Tc=(Vc/Ct)κ k=Geradensteigung Taylorgerade: y=m(x-x0) logTc=k(logVc-logCt) Ct bei Tc=1 min
• Welche Vor- und Nachteile hat die schleifbearbeitung gegenüber dem Hrtdrehen? Vorteile: Drallfrei, keine weißen Schichten, Außenschleifen für große Stückzahlen wirtschaftlicher, viel genauer als Drehen da Kühlung und Fc = const. Nachteile: höhere Kosten, Drehmaschine billiger, Fertigungskosten (Kühlung, höhere Fc = höhere Energie), Aufarbeitung der Späne vor dem Recycling, Unflexibel da nur Hart oder Weich, In oder Außenbearbeitung
• Wie sollten die Backen eines Dreibackenfutters gestaltet sein um Ringe mit geringem Kreisformfehler Herzustellen? Skizzieren Sie die Backenform! Backen sollen möglichst viel umschließen, damit das Bauteil gleichmäßig nach außen gedrück wird und rund bleibt
• Für welche Bearbeitungsverfahren wird nicht wassermischbarer Kühlschmierstoff bevorzugt? Gewindebohren, Gewindeschneiden, Räumen,
• Welchen Vorteil haben wassermsichbare Kühlschmierstoffe? Fokus auf Kühlung, billige Anschaffung
• Skizzieren Sie ein Räumwerkzeug zur Herstellung eines Innen-Vierkantprofiels und bennenen Sie die Elemente! Räumwerkzeug, Werkstück, Fühung
• Wie kann die Spanungsdicke bei einem Räumprozess verändert werden? benutzen eines anderen Räumwerkzeugs
• Wie kann die Nutzungszeit bei einem Räumwerkzeug verlängert werden? Verwendung von Schneidöl, Nachschleifen oder Reserveschleifen (Reservezahnung dient zur kompensation der durch Nachschleichfen bewirkten Maßänderung)

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