Grundlagen der Fertigungstechnik (Fach) / Fragenkatalog (Lektion)

UPB Fragenkatalog

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• Nehme eine Unterteilung des Fließpressens vor. Vorwärts-Fließpressen: Voll-Vorwärts-Fließpressen, Hohl-Vorwärts-Fließpressen, Napf-Vorwärts-Fließpressen Rückwärts-Fließpressen: Voll-Rückwärts-Fließpressen, Hohl- Rückwärts-Fließpressen, Napf- Rückwärts-Fließpressen Quer-Fließpressen: Voll-Quer-Fließpressen, Hohl- Quer-Fließpressen, Napf- Quer-Fließpressen
• Wo werden Walzverfahren zur Stückgutfertigung eingesetzt? - Gewinde walzen, rotationssymmetrische (Hohl-)Körper, bei Stahl: zur Masseverteilung- kleine und mittlere Serien
• Nenne die Vorteile des Feinwalzens kurze Rüstzeit konventionelle Drehmaschinen verwendbar Arbeitsersparniss zum Läppen Honen und Feinschleifen Geringe Werkzeugkosten durch geringen Rollenverschleiß Unrundheiten und Konizitäten von Wellen werden verringert besseres Korrosions- und Verschleißverhalten infolge Verfestigung der Oberfläche durch Kaltverformung Einengung des Toleranzfeldes bei gut formbaren Werkstoffen Bearbeitung mehrerer Formflächen Bearbeitung von Innendurchmessern Verbesserung der Oberflächeneigenschaften
• Warum werden Bauteile glattgewalzt? - zur Feinstbearbeitung metallischer Oberflächen- führt zu geringer Rautiefe- hoher Materialtraganteil- keine herausragenden Spitzen- Härtzunahme- kurze Hauptzeit- Einsatz auf allen konventionellen oder CNC- Maschinen- Kein Werkstoffabtrag- einfach reproduzierbar- geringer Schmierstoffbedarf- geringe Geräuschemission- lange Werkzeugstandzeiten- keine Maßveränderung durch Werkzeugverschleiß
• Welche Grundverfahren des Profilumformens gibt es? Drei-Rollen-Biegen Profilbiegen mit bewegter Matrize (auch beim Strangpressen) Freies Profilbiegen Streckbiegen Querkraftfreier Biegevorgang Innenhochdruckumformen
• Wie lässt sich die Querschnittsdeformation beim Profilbiegen reduzieren? Wirkmedium (Öl) Keramikgranulat Klammern Kunststoffkeile Klammern und Öldruck Flexibler Seildorn Polyurethanplatten
• Beschreibe den Verfahrensablauf des Innenhochdruckumformens! Profil in die Maschine eingelegen Werkzeug wird zugefahren Aufnehmer wird in Position gefahren Rohrenden abgedichtet Das Profil wird mit dem Wirkmedium befüllt und dann umgeformt.
• Definieren IHU Das Innenhochdruckumformen basiert darauf, das zb. ein Rohr aufgeweitet, dabei in axialer oder radialer Richtung gestaucht und zuletzt durch einen Kalibrierdruck gegen die Werkzeugwand expandiert wird. Das IHU-Verfahren ist ein Kaltumformverfahren. Es handelt sich um ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern komplizierter Geomnetrie aus einem rohr- oder platinenförmigen Rohteil
• Welche Vorteile hat das Innenhochdruckumformen? Herstellung von komplizierter Geometrie aus einem Rohr
• Warum wird das maximale Aufweitungsverhältnis beim IHU durch axiales Nachschieben vergrößert?  Da das Material zuerst in axialer und radialer Richtung gestaucht wird, entsteht eine Materialanhäufung und eine daraus resultierende Spannung im Werkstück, welche das Aufweitungsverhältnis begünstigt
• Wie kann man eine Sicke an einem Rohrende erzeugen? Sicken sind manuell oder maschinell hergestellte rinnenförmige Vertiefungen. Sie werden manuell mit einem Sickenhammer auf Sickenstock oder maschinell mit einer Sickenmaschine ins Blech gedrückt - durch Aufweiten mittels Elastomer, IHU ginge auch, allerdings zu teuer
• Wie kann man gekrümmte Profile herstellen? konventionell: Streckbiegen, Rollenbiegen innovativ: Runden beim Strangpressen
• Was für Unterteilungen des Blechumformens sind möglich? - Biegen mit geradliniger Werkzeugbewegung- Biegen mit drehender Werkzeugbewegung
• Wodurch unterscheiden sich Blech- und Massivumformverfahren? Massivumformung: große Querschnitts- und Abmessungsänderung, große Formänderung, große Verfestigung des Werkstoffes, hohe Kräfte, hohe Werkzeugbeanspruchung Blechumformung: geringe Querschnitts- und Abmessungsänderung, geringere Formänderung, geringere Verfestigung des Werkstoffes, geringere Kräfte
• Welche Versagensfälle können beim Biegen auftreten? Maßfehler in Breitenrichtung Formfehler der Biegekante Beschädigung der Oberfläche Rissbildung Biegewinkelfehler Maßfehler der Biegeradien Maßfehler der Biegeschenkel
• Nenne vier Verfahrensvarianten des Drückens Engen durch Drücken Aufweiten durch Drücken Erzeugen von Innenborden durch Drücken Erzeugen von Außenborden durch Drücken Einhalsen durch Drücken Gewindedrücken
• Beschreibe das Verfahren des Inkrementellen CNC-Blechdrückers. Blech schneiden Zuschnitt mit Halterung fixieren Start der Bewegung von Drückstichel Drückstichel formt Blech um: Kontur abfahren mit kontinuierlicher Zustallung in axialer Richtung
• In welchen Produkten kommen Blechbiegeteile zum Einsatz? Tiefziehteile (z.B. im BMW, Waschbecken) Massenfertigung kleinster Steckverbindungen (Elektroindustrie) Einzelfertigung von Dickblechbauteilen oder Teilen für Schiffs- und Apparatebau Produktbeispiele: Aktenschrank, Computertisch, Büroschrank,Mähdrescher, Maispflücker
• Du sollst einen flachen Kotflügel in a) größeren b) sehr kleinen Mengen herstellen. Welches Verfahren würdest du wählen? Begründe kurz. a) Tiefziehverfahren, da kurze Taktzeitenb) Drücken/Inkrementelle CNC Blechumformung (Handdrücken)
• Unter welchen Randbedingungen würdest du Drückverfahren anstelle von Tiefziehverfahren einsetzen? Beim Drücken erfolgt nur ein lokaler Werkzeugeingriff.
• Was für Versagensfälle gibt es beim Drücken? Ausknicken des Flansches durch Wellen- und Faltenbildung (Ursache: Druckspannungen, zu großer Vorschub) Radiale Risse am äußeren Napfbereich (Ursache: Überschreitung der Biegewechselfestigkeit des Materials durch ständiges Beseitigen der Falten) Risse in tangentialer Richtung am Übergang zwischen Flansch und Zarge (Ursache: Zugspannungen, zu großer Stufensprung)
• Definiere das Fertigungsverfahren Schweißen! Fachwissen Technik: Schweißen ist das Vereinigen (fügen) oder Beschichten von Werkstoffen in flüssigem oder plastischem Zustand unter Anwendung von Wärme und/oder Druck, mit oder ohne der Verwendung von Zusatzwerkstoffen. Schweißen zählt dabei zu den unlösbaren, stoffschlüssigen Verbindungsarten.(Im Skript nur Definition Schweißtechnik: Schweißtechnik ist die Summe von Kenntnissen und Erfahrungen, die von Fachleuten im Laufe vieler Jahrzehnte für die Anwendung von schweißtechnischen Prozessen erarbeitet und zusammengetragen worden sind.
• Welche beiden Unterscheidungsarten von Schweißverfahren kennst du? Pressschweißen: unter Anwendung von Kraft ohne oder mit Schweißzusatz. Örtlich begrenztes Erwärmen – auch bis zum Schmelzen – ermöglicht oder erleichtert das Schweißen Schmelzschweißen: Fügen bei örtlich begrenztem Schmelzfluss ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne Schweißzusatz
• Wovon hängt die Schweißbarkeit eines Bauteils ab? Werkstoff (z.B. Kohlenstoffgehalt im Stahl)
• Nenne einige dir bekannte Schweißverfahren. Pressschweißen, Schmelzschweißen und Kaltpressschweißen
• Was ist Autogen-/Gasschmelzschweißen? - Fertigungsverfahren, bei denen in der Regel metallische Werkstoffe unter zur Hilfenahme einer Brenngas-Luft-, Brenngas-Druckluft- oder Brenngas- Sauerstoff- Flamme bearbeitet werden, sind in der Autogentechnik zusammengefasst. (Sauerstoff und Brenngase sind die Betriebsmittel der Autogentechnik.)
• Für welche Schweißverfahren werden Stromquellen mit fallender Kennlinie verwendet? MIG- und MAG- und UP-Schweißen
• Worin besteht der Unterschied zwischen MIG- und MAG-Schweißverfahren? Verwendung verschiedener Gase MIG: Metall-Interngas (Nicht Eisen Metalle)MAG: Metall-Aktivgas (Stahlwerkstoffe)
• Worauf beruht die Wärmeentwicklung beim Widerstandspunktschweißen? Die Wärmeentwicklung beruht auf Joulscher Widerstandserwärmung in stromdurchflossenen Werkstücken, bei gleichzeitiger Druckeinwirkung auf die Flügelteile
• Nenne die beiden Möglichkeiten der Brennerführung beim MIG-Schweißen Stechend und Schleppend
• Einstellen von MIG/MAG Anlagen: Was passiert unterhalb/oberhalb des brauchbaren Kennlinienbereichs? Der Lichtbogen wird zu kurz oder zu lang
• Wie kann es zur Entstehung von Poren in der Schweißnaht kommen? -Brenner hat zu großen Winkel zur Werkstoffoberflächennormalen#-Kristallisation (Kornbildung)-ungünstiger Nahtform (innseitig Poren und Risse)
• Wovon hängen die Stoff- und Kontaktwiderstände beim WPS (Widerstandspunktscheißen) ab? Kontakwiderstand Rk: Form, Größe der Elektrodenarbeitsflächen, Rauhtiefe und Reinheit der Oberflächen, Elektrodenkraft und Werkstückanlage, plastische Verformbarkeit, Temeperatur Stoffwiderstand Rs: Spezifischer Widerstand, Werkstückdicken, Wirksamer Elektrodendurchmesser, Stromverteilung, Temeperatur
• Wie lässt sich das Problem des Nebenschlusses verringern? (WPS) Problem: Ein Teil des Stromes fließt über naheliegende Schweißlinsen bzw. andere Kontaktstellen ab Abhilfe: Punktabstand vergrößern, Schweißstrom vergrößern, ggf. Fügeverfahren kombinieren
• Was ist Kleben? Fügen gleicher oder ungleicher Werkstoffe unter Verwendung eines Klebstoffs
• Was ist Klebstoff? ein nichtmetallischer Stoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit (Adhäsion und Kohäsion) verbinden kann (DIN 16920)
• Was versteht man unter Kohäsion und Adhäsion? -Kohäsion= innere Festigkeit (Eigenschaft des Klebstoffs)-Adhäsion= Haftung auf der Oberfläche
• Nenne Vor- und Nachteile der Klebetechnik! Vorteile: Flächenförmige Kraftübertragung ermöglicht hohe Werkstoffausnutzung Gewichtsneutrale Verbesserung des mech. Eigenschaftsprofils geringer Wärmeeintrag in die Konstruktion Artverschiedene Werkstoffe stoffschlüssig fügbar Verbindungsmögl. für sehr dünne Fügeteile (Schall-) Isolierende Wirkung der Klebschicht Abgedichtete Verbindung Vermeidung von Beschädigung von sichtbaren Außenflächen Toleranzausgleich Nachteile: Einfluss der Zeit auf den Verfahrensablauf (Klebstoffaushärtung) Oberflächenvorbehandlung erforderlich Begrenzte thermische Formbeständigkeit Alterungsabh. von Kleb- und Grenzschicht aufwendige Qualitätskontrolle geringe Schälfestigkeiten Kriechneigung der Klebschicht Mangelnde Reparatur- und Recyclingkonzepte
• Nenne die vier Möglichkeiten des Klebens mit physikalisch abbindenden Klebstoffen! Nasskleben, Kontaktkleben, Aktivierkleben, Haftkleben
• Nenne die drei dir bekannten chemisch reagierenden Klebstoffsysteme und erläutere diese. Nenne außerdem jeweils ein Bespiel! Polymerisationsklebstoffe (Cyanacrylate [Sekundenkleber], anaerobe Klebstoffe) Reaktion niedermolekularer Substanzen unter Öffnung von Mehrfachbindungen oder Ringstrukturen zu Makromolekülen Polyadditionsklebstoffe (Epoxidharzklebstoffe) Reaktion mehrfachfunktioneller Monomere unter Wanderung von Wasserstoffatomen, aber ohne Einbeziehung von C=C Doppelbindungen Polykondensationsklebstoffe (Silikone, Polyimide)  Ähnlich Polyaddition, aber Bildung je einer niedermolekularen Verbindung pro geknüpfter Bindung
• Wovon hängt die Festigkeit einer Klebung ab? Festigkeit einer Klebung= f(Adhäsion, Kohäsion), wenn mögl. K<A
• Wie groß ist der Randwinkel bei idealer/nicht vorhandener Benetzung? -α= 0°/180°
• Welche Beanspruchungsarten einer Klebschicht sind zu realisieren/vermeiden? Begründe kurz -zu realisieren: Scherzug (exzentrisch), Scherzug (zentrisch), Torsion-zu vermeiden: Zug, Spaltung
• Nenne die drei Faustregeln für die klebegerechte Konstruktion. Schälende Beanspruchungen vermeiden! Zugspannungen vermeiden oder durch Druckspannungen ersetzen! Spannungsspitzen verringern, bzw. vermeiden!
• Nenne die zerstörungsfreien und zerstörenden Prüfverfahren für Klebeverbindungen! zerstörungsfrei: Röntgenstrahlung, Ultraschall, el. Prüfung, Wärmeflussprüfung, Computer-Tomographie zerstörend: Zug-Druck-Schlagfestigkeit, Temperatur- und Alterungsbeständigkeit, Winkel- und Rollenschälfestigkeit, Biegefestigkeit, Haft-Dehnverhalten
• Was passiert mit den Eigenschaften eines Klebstoffs bei nicht konstanter Umgebungstemperatur? verschlechtern sich, Gleitung nimmt enorm zu (schon bei geringerer Schubspannung)
• Was versteht man unter Viskosität und wie hängt sie von der Temperatur ab? Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid; je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist es. Temperaturabh.RGT-Regel: Erhöhung der Temp um 10K = Halbierung der Reaktionszeit
• Wie lässt sich die Klebstoffaushärtung beschleunigen? -Mikrowellenaushärtung-Induktive Aushärtung -IR-Strahlungsaushärtung
• Was wird unter „Mechanischem Fügen“ verstanden? Mechanisches Fügen wird als kraft- und formschlüssiges Verbinden durch Umformvorgänge zwischen mindestens zwei Bauteilen definiert. Mittelbare Verbindungen tragen Verbindungselemente wie Nieten, Schrauben, Stifte, Nägel etc. Unmittelbare Verbindungen sind das Verklammern, Verpressen von Oberflächen der Bauteile ohne Verbindungselemente wie das Clinchen, Bördel, Falzen. Anwendungsgebiete sind das Kaltfügen, das Realisieren von metallischen/nichtmetallischen Mischverbindungen verschiedener Materialien und Werkstoffdicken.
• Systematisiere die mechanischen Fügeverfahren. -Blindnieten-Funktionselemente-Schließringbolzen-linienförmiges Fügen-Clinchverfahren-Stanznieten

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