Probeseiten - Verlag Handwerk und Technik

I Fertigungstechnik
1
I Fertigungstechnik
1.2 Spanbildung und Spanarten
Seite 4
1.1 Winkel und Flächen am Schneidkeil
Übungen
1.
Die Spanbildung erfolgt in 3 Abschnitten:
– Stauchen
Der Werkstoff wird durch die Schnittbewegung des
Schneidkeils vor der Spanﬂäche elastisch und plastisch verformt.
– Trennen
Beim Eindringen des Schneidkeils entsteht im
Werkstück ein Riss.
– Spanen
Der abgescherte Span gleitet an der Spanﬂäche
des Schneidkeils ab und wird nach oben geschoben.
2.
Reißspan
Beispiel: – Fräsen von Gusswerkstücken
Scherspan
Beispiel: – Drehen von Automatenstahl
Fließspan
Beispiel: – Drehen von Wellen aus Baustahl
3.
Standzeit:
Zeitspanne, in der die Schneide vom Anschliff bis
zum nötigen Nachschleifen dauernd spanend im Eingriff war.
Seite 3
Übungen
1.
Die Grundformen der Werkzeugschneiden sind Keile.
2.
Vorteile eines kleinen Keilwinkels:
– erleichtert das Trennen
– Werkzeugschneide dringt leichter in das Werkstück
ein
– gut für weiche Werkstoffe geeignet
Nachteil eines kleinen Keilwinkels:
– geringe Stabilität
– größerer Verschleiß
– nicht so gut für harte Werkstoffe geeignet
3.
4.
Der Freiwinkel verhindert, dass der Schneidkeil des
Werkzeugs auf der Werkstückoberﬂäche reibt. Reibung würde Wärme erzeugen, der Schneidkeil könnte seine Härte verlieren und daher schneller stumpf
werden.
Ein großer Spanwinkel erleichtert die Spanabnahme.
Je größer der Spanwinkel, desto kleiner wird die
Schnittkraft.
– kleiner Spanwinkel, niedrige Schnittgeschwindigkeit → Reißspan
– mittlerer Spanwinkel, niedrige Schnittgeschwindigkeit → Scherspan
– großer Spanwinkel, hohe Schnittgeschwindigkeit
→ Fließspan
5.
1.3 Spanende Fertigung von Bauteilen
mit handgeführten Werkzeugen
Seite 5
Übungen
a : Freiwinkel
b : Keilwinkel
g : Spanwinkel
1.
Der Flachmeißel eignet sich zum Abscheren und zur
Flächenbearbeitung.
Er wird zum Entgraten und Verputzen von Gussstücken und Schweißnähten verwendet.
2.
Nuten können mit Kreuzmeißeln oder Nutenmeißeln
gefertigt werden.
a + b + g = 90°
6.
Der Spanwinkel ist der Winkel zwischen der Spanﬂäche am Schneidkeil und einer Senkrechten zur Werkstoffoberﬂäche.
Ist der Winkel positiv, dann schneidet der Schneidkeil
die Werkstoffoberﬂächen.
Es wird viel Werkstoff abgetragen.
Ist der Winkel negativ, wirkt der Schneidkeil schabend.
Es wird wenig Werkstoff abgetragen.
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I Fertigungstechnik
3
1.4 Spanende Fertigung von Bauteilen
mit Maschinen
4.
Gehauene Feile → schabende Wirkung
Gefräste Feile → schneidende Wirkung
5.
Einhiebige Feilen: Zur Bearbeitung von weichen Metallen (z. B. Aluminium)
Feilen mit Kreuzhieb: Zur Bearbeitung von härteren
Werkstoffen (z. B. Stahl, Messing, Gusseisen)
Raspeln: Zur Bearbeitung von Holz, Kork, Kunststoffen und Leder
Übungen
1.
Schnittbewegung
Spanlänge
Eine große Hiebzahl bewirkt eine geringere Spanabnahme der einzelnen Keile.
Es handelt sich z. B. um eine „Schlichtfeile“. Die Oberﬂächenqualität wird durch die geringere Spangröße
besser.
Eine kleine Hiebzahl bewirkt eine größere Spanabnahme der einzelnen Keile.
Es handelt sich z. B. um eine „Schruppfeile“. Die Oberﬂächenqualität wird durch die größere Spangröße
schlechter.
7.
Flachstumpffeile, Dreikantfeile, Vierkantfeile,
Halbrundfeile, Rundfeile
8.
Fertigungsplanung:
Individuelle Antworten möglich
z. B.
Lfd.
Nr.
Arbeitsgang
Werkzeuge/
Prüfmittel
Hilfsstoffe/
Hilfsmittel
Rohmaße prüfen
Stahlmaß
2
Grundﬂäche eben
feilen
Kreide
Flachstumpffeile (Schruppen Feilenbürste
und Schlichten)
3
Rechten Absatz
30 x 9 x 29 sägen
Bügelsäge
4
Seitenﬂäche auf
Maß feilen
Kreide
Flachstumpffeile (Schruppen Feilenbürste
und Schlichten)
Kreide
Flachstumpffeile (Schruppen Feilenbürste
und Schlichten)
6
4 Radien R10 feilen
Kreide
Flachstumpffeile (Schruppen Feilenbürste
und Schlichten)
7
2 Fasen feilen
evtl. vorher sägen
Kreide
Flachstumpffeile (Schruppen Feilenbürste
und Schlichten)
8
Werkstück
entgraten
Flachstumpffeile
10
Werkstück
säubern
Fertigmaße prüfen
(Endkontrolle)
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2.
Bei kreisförmigen Bewegungen ist der Platzbedarf erheblich geringer als bei geradlinigen Bewegungen.
Seite 18
Übungen
1.
Stirnﬂäche auf Maß
feilen
9
Zustellbewegung
Spanbreite
Die Schnittbewegung beeinﬂusst die Spanlänge.
Die Vorschubbewegung hat Einﬂuss auf die Spandicke.
Die Zustellbewegung beeinﬂusst die Spanbreite.
1
5
Vorschubbewegung
Spandicke
f
ap
6.
Seite 13
Berechnet:
Durchmesser 5 mm: n = 1273,24
1
min
Durchmesser 10 mm: n = 636,62
1
min
Durchmesser 20 mm: n = 318,31
1
min
Oder abgelesen aus dem UmdrehungsfrequenzDiagramm (HT3040 S.19)
2.
m
Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 25,13 min
zu beachten: d = 25 mm → d = 0,025 m
Die zulässige Schnittgeschwindigkeit wurde nicht überschritten.
Seite 20
Übungen
Sauberer
Lappen
1.
Typ N für normale Werkstoffe, z. B. Stahl, harte Aluminiumlegierungen
Typ H für harte Werkstoffe, z. B. Schichtpressstoffe,
Hartgummi, Hartguss
Typ W für weiche Werkstoffe, z. B. Kupfer, Aluminium
und weiche Aluminiumlegierungen
2.
Die Bohrerspitze soll symmetrisch geschliffen sein,
damit beide Schneiden gleich beansprucht werden.
3.
Die Querschneide hat eine schabende Wirkung und
erhöht so die erforderliche Vorschubkraft.
Messschieber
IV Steuer- und Regeltechnik
15
2 Steuerungstechnische Begriffe
2.5 Prozessdarstellung
Seite 120
Seite 123
Übungen
Übungen
1.
1.
Grundfunktionen:
UND bedeutet, erst wenn alle Eingangssignale den
Wert 1 haben, gilt A1 = 1
ODER bedeutet, wenn mindestens ein Eingangssignal den Wert 1 hat, gilt A1 = 1
NICHT bedeutet eine Umkehrung des Signals.
XOR bedeutet, nur wenn E1 oder E2 den Wert 1 haben, gilt A1 = 1.
Wenn E1 und E2 den Wert 1 haben, gilt A1 = 0.
2.
a) E1 und E2 und E3
b) Es handelt sich um eine UND-Verknüpfung
c) E1–
E2– & –A1
E3–
Individuelle Antworten möglich, z. B.
Steuern
Beim Steuern ergibt der offene
Ablauf der Signalverarbeitung
eine Steuerkette.
Regeln
Beim Regeln wird der
geschlossene Ablauf der
Signalverarbeitung zum
Regelkreis.
– Glühofen nur mit Steuerein– Glühofen mit Regeleinrichtung
richtung
– Heizung mit Steuereinrich– Heizung mit Regelventil
tung
(Thermostat)
– Klimaanlage (Warm oder Kalt) – Klimaautomatik (Temperatur in °C einstellbar
2.
a)
Walze
F
Walzgut
Dickenmessgerät
4.1 Druckluft
Seite 128
Übungen
Walze
b)
Sollwert
(eingestellt)
Regel
einrichtung
(Soll-Ist-Vergleich)
Ist-Wert
(gemessen)
Walzvorgang
Dickenmessgerät
Seite 122
Übungen
1.
a) Außenthermometer
Analoges Signal – sobald eine Temperaturänderung stattﬁndet, passt sich die Anzeige des Thermometers der neuen Temperatur an.
b) Kaffeeautomat
Binäres Signal – bei Geldeingabe (Wasser „an“)
wird der Becher gefüllt
(dann wieder Wasser „aus“)
c) Dickenmessung
Digitales Signal – alle 30s wird eine Dickenmessung durchgeführt, dadurch wird die sich ändernde physikalische Größe (hier die Dicke) stufenweise angezeigt.
d) Zeiger einer Uhr
Digitales Signal – jede Sekunde rückt der Zeiger
um einen bestimmten Abstand weiter, der Abstand wird also nicht kontinuierlich mit der Zeit
verändert.
handwerk-technik.de
1.
Die Industriedruckluft wird vor dem Verbrauch geölt.
2.
Druckluft
Vorteile
Ungefährliches
Arbeitsmedium
Nicht umweltbelastend
Nachteile
Leckstellen bedeuten
Druckverlust
Druckluft ist komprimierbar,
daher ist die Erzeugung sehr
hoher Kräfte nicht möglich
Geeignet für Lebensmittelindustrie
Es können hohe Geschwindigkeiten erreicht werden
Wirkt dämpfend
Kann auch in exposionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden (kein Funkenﬂug)
Seite 129
Übungen
1.
Individuelle Antworten möglich, z. B.
Druckluft wird im Betrieb eingesetzt:
– in Pneumatikanlagen
– für Montagewerkzeuge (Schraubendreher, …)
– zum Aufpumpen von Fahrzeugreifen
– zum Entfernen von Kühlﬂüssigkeit, Spänen (abblasen)
– zur Reinigung von Böden und Maschinen
…
2.
Im Gespräch sollen die Regeln im Umgang mit Druckluft (HT3040 S.129 links) thematisiert werden.
V Verfahrenstechnik
19
Seite 164
c) Funktionsplan
Übungen
E1
1.
Hydraulikanlage
Unterschiede
Material:
E2 &
Rohre
Schlauchleitungen
Hydraulikschläuche mit
aufgepressten
Schlaucharmaturen
Sie verbinden feste mit
beweglichen
Bauteilen.
Präzisionsstahlrohre
Schläuche aus
Synthesekautschuk mit Gewebeeinlagen
Sie verbinden
bewegliche
und/oder fest
angeordnete
Teile.
Weitere
Verschraubun- …
Armatur zum
Bauteile: gen notwendig
Befestigen
Vorteile:
Lange haltbar, Können Druck- Können Druckstöße aufneh- stöße aufnehkönnen hohe
men, ﬂexibel
Drücke aufneh- men, ﬂexibel
men
Altern (HaltNachteile: Starr installiert, Altern (Haltnicht geeignet barkeitsangabe barkeitsangabe
beachten) für
bei wenig Platz beachten)
verschiedene
Druckbereiche
unterschiedliche Schläuche
nötig
Einsatzgebiet:
2.
Rohre verbinden fest
angeordnete
Bauteile.
a) Mögliche Bauteile für eine hydraulische Presse:
Antriebsteil:
– doppelt wirkender Zylinder
Steuerteil:
– 4/3-Wegeventil (Umlauf-Mittelstellung),
2/2-Wegeventil
Versorgungsteil:
– Antriebsmotor,
Hydropumpe,
Manometer,
Rücklaufﬁlter, Manometer (Verschmutzungsanzeige), Druckbegrenzungsventil, Rückschlagventil
Drosselventil
b) Weg-Schritt-Diagramm des Pressenzylinders
Weg - Schritt - Diagramm
1
1
Zylinder
0
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E1
E2
2
A1
Schläuche
3=1
d) Möglicher Hydraulikschaltplan
Zylinder
Drosselventil
Muskelkraftbetätigtes
2/2-Wegeventil
Muskelkraftbetätigtes
Wegeventil in
Umlaufstellung
Rückschlagventil
Druckbegrenzungsventil
Pumpe
Tank
M Antriebsmotor
V Verfahrenstechnik
20
V Verfahrenstechnik
1 Fertigungsprozesse
Seite 169
Übungen
1.
Informieren, Planen, Entscheiden, Ausführen, Kontrollieren, Bewerten
2.
Nur so kann man nicht die Arbeit/Aufgabe selbst betrachten, sondern auch die ganze Herangehensweise
an die Problemstellung und Schlüsse daraus ziehen,
wie oder was man bei einem späteren Auftrag besser
machen kann.
10. Einen sicheren Standpunkt mit Ausweichmöglichkeit
wählen, Schutzhelm, Schutzhandschuhe, Sicherheitsschuhe und evtl. einen Gehörschutz tragen.
11. Beim Heben von scharfkantigen Lasten muss das
Anschlagmittel durch einen Kantenschutz geschützt
werden.
12. Eine Last gilt als scharfkantig, wenn ihr Kantenradius R kleiner ist als der Durchmesser d des Seils, die
Nenndicke d der Rundstahlkette oder die Dicke d des
Hebebandes.
13. Der Kranhaken muss sich über dem Schwerpunkt der
Last beﬁnden, da diese sonst anfängt zu pendeln und
ausschlägt.
3.1 Verbindungsarten
2 Hebezeuge
Seite 174
Übungen
1.
Schwenkkran, Hebebühne/Scherenhubtisch, Manipulator
2.
Individuelle Antwort
3.
a) Kübel, Greifer, Lasthebemagnete, Traversen, Zangen
b) Rundstahlkette, Hebebänder, Rundschlingen,
Stahldrahtseile, Seile aus Natur- und Chemiefaser
4.
Für den Transport des Stangenmaterials sind Rundstahlketten als Anschlagmittel zu wählen, da diese
unempﬁndlich gegenüber scharfen Kanten und rauen
Oberﬂächen sind.
5.
a) Rauer Betrieb, z. B. Schwerindustrie, Transport von
Rohmaterial, Bauwesen.
b) Überall, wo leichte und oberﬂächenschonend
Lasten angehoben werden müssen wie z. B. in der
Montage lackierter Bauteile, beispielsweise in der
Automobilindustrie.
c) Überall, wo leichte, eigensteife und relativ robuste Anschlagmittel gefordert sind.
6.
Vom Hersteller, z. B. durch eine Plakette an einer Kette
direkt am Anschlagmittel.
7.
Fachkräfte, die für die Bedienung von Hebezeugen
ausgebildet oder darin unterwiesen wurden.
8.
Verhaltensfehler beim Anschlagen der Last, Lastüberschreitung, Mängel an den Hebezeugen oder den
Lastaufnahmeeinrichtungen.
9.
Sichere Anschlagpunkte wählen, maximale Tragfähigkeit nicht überschreiten, auf den persönlichen Schutz
achten.
Seite 178
Übungen
1.
Lösbare Verbindungen:
z. B. a) Verschraubungen, b) Bohrer in einer Spannvorrichtung, c) Verstiften eines Gehäusedeckels, …
Unlösbare Verbindungen:
d) Schweißverbindung, e) Nieten, f) Bördeln
Starre Verbindung:
g) Rohrverschraubung, h) Gehäusedeckelverschraubung eines Getriebes, …
Bewegliche Verbindung:
i) Lagerung eines Kranhakens, j) Scharnier einer Tür,
k) Führung einer Werkbankschublade, …
2.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
kraftschlüssig
kraftschlüssig
formschlüssig
stoffschlüssig
formschlüssig
kraftschlüssig
kraftschlüssig
kraftschlüssig
formschlüssig
formschlüssig
formschlüssig
handwerk-technik.de
VII Technische Kommunikation
26
8.
a) Schmierfett
DIN 51825-K2K-30
K = Schmierfett für Wälzlager, Gleitlager und Gleitﬂächen im Gebrauchstemperaturbereich von –20° … 140 °C
2 = Konsistenzkennzahl
K = obere Gebrauchstemperatur +120 °C
–30 = untere Gebrauchstemperatur –30 °C
b) Schmierfett
K = Schmierfett für Wälzlager, Gleitlager
DIN 51825-K1G-20 und Gleitﬂächen im Gebrauchstemperaturbereich von –20° … 140 °C
1 = Konsistenzkennzahl
G = obere Gebrauchstemperatur +100 °C
–20 = untere Gebrauchstemperatur –20 °C
c) Hydrauliköl
H = Hydrauliköl,
DIN 51502-HLP100 L = Erhöhung des Korrosionsschutzes
und der Alterungsbeständigkeit,
P = zum Herabsetzen der Reibung und
des Verschleißes im Mischreibungsgebiet und/oder zur Erhöhung der
Belastbarkeit
100 = Viskositätskennzahl
d) Hydrauliköl
HFA = Öl- in Wasseremulsion (Schwer
DIN 51502-HFA220 entﬂammbare Hydraulikﬂüssigkeit)
220 = Viskositätskennzahl
9.
VII Technische
Kommunikation
1.1 Darstellungsarten
Seite 246
Übungen
1.
2.
Individuelle Antworten
10. Mineralöle werden aus Erdöl gewonnen, synthetische Öle werden künstlich erzeugt.
11. Additive sind Zusatzstoffe, die dem Öl beigemengt
werden, um die Gebrauchseigenschaften zu verbessern.
12. Graﬁt eignet sich zum Schmieren hoch belasteter
Gleitlager, mischbar mit Öl, Fett und Wasser.
Individuelle Schülerlösungen möglich, z. B.
Zeichnungen, Stücklisten, Beschreibungen, Skizzen/
Notizen
Technische Unterlagen im „Alltag“:
Montageanleitungen – für Maschinen, Möbel, …
Funktionsbeschreibungen – für die Montage (z. B. wie
funktioniert das Handhabungsgerät, das für die Montage von Bauteilen verwendet wird)
Produktbeschreibung – für einen Verkaufskatalog
(hier steht, wofür das Produkt (z. B. eine Drehmaschine) verwendet werden kann)
Technische Zeichnung – für die Fertigung (die Zeichnung stellt z. B. das Werkstück dar, das gefertigt werden soll)
Fotos und/oder Skizzen – für Werbezwecke in Katalogen
Explosionszeichnung – z. B. als Montageanleitung für
Fahrräder
Gesamtzeichnung – z. B. für eine Kupplung bei der ein
Teil ausgetauscht werden soll
Räumliche Darstellung – z. B. für eine Kundenpräsentation
Stückliste – um Einzelteile aus dem Lager zu holen,
für Bestellungen, …
3.
Individuelle Lösungen erwünscht
4.
Stückliste für Rohrklemme
Pos. Menge Ein- Benennung
Sachnr./
Bemerkung
heit
Norm
1
1
Stck. Klemmkörper 120 x 50
S235JR
x 50
ISO 47622
2
Stck. Zylinderschraube, mit M10 x 45
Innensechskant
handwerk-technik.de
VII Technische Kommunikation
28
Seite 258
Vorrichtung
Übungen
1.
a)
Winkel
b) Das Auto fährt in der Seitenansicht nach rechts.
c) Das Auto fährt in der Draufsicht nach unten.
2.
Werkstück
Vorderansicht
Seitenansicht
Draufsicht
1
3
1
2
4
4
2
2
oder oder
3
3
3
2
2 (ohne verdeckte
Kante)
1
4
1
3
5
6
6
6
5
5
4
6
5
Platte
Seite 259/260
Übungen
3.
Führung
Auﬂage
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IX Fachrechnen
39
6 Formeln umstellen
Seite 307
Übungen zum Lehrsatz des Pythagoras
Seite 304
a)
1.
2.
3.
v = s ⇒ s = v · t, t = s
t
v
Strebenlänge = 2,28 m
Länge Aufhängeseil = 4,56 m
Leiterhöhe = 3,35 m
b) l = l1 + l2 ⇒ l1 = l – l2, l2 = l – l1
Seite 309
c)
A = A1 + A2 – A3 ⇒ A2 = A – A1 + A3, A1 = A – A2 + A3
d) U = d · p ⇒ d = U
p
e)
V=m
ρ ⇒ m =V · ρ
f)
pe = pabs – pamb ⇒ pamb = pabs – pe
Übungen zur Volumenbestimmung eines Quaders
1.
Würfelvolumen V = 148,877 dm³
2.
a) Behältervolumen VB = 0,864 m³
b) Einfüllbare Kühlﬂüssigkeitsmenge = 864 Liter
g) v = d · p · n ⇒ n = v , d = v
(d · p)
(p · n)
(F · I )
(F · I )
h) F1 · l1 = F2 · l2 ⇒ F2 = 1 1 , l1 = 2 2
I2
F1
3.
Quaderlänge l = 2,1m
Übungen zur Volumenbestimmung eines Zylinders
1.
Menge des aufzufüllenden Kühlschmiermittels
= 62,8 Liter
i)
A = a 2 · h ⇒ h = A2 , a =
a
A
h
2.
Füllhöhe der Tonne
j)
c2 = a2 + b2 ⇒ c = a2 + b2
3.
Rohrdurchmesser d = 9,21 cm
40 cm
7 Geometrie
8 Masseberechnungen
Seite 305
Seite 310
Übungen zu Flächenberechnungen
1.
a) Werkstückﬂäche AW = 84 cm2
b) Ja, da die Werkstückﬂäche 1 mm2 kleiner ist als die
Bodenﬂäche.
2.
a) ARegal = 200 cm2
1.
Masse Aluminiumkörper = 64,8 kg
2.
a)
b)
c)
d)
Aluminium 42,875 kg
Stahl 122,65625 kg
Kupfer 128,90625 kg
Blei 176,5625 kg
3.
a)
b)
c)
d)
Aluminium 4,7493 kg
Stahl 13,80815 kg
Kupfer 14,51175 kg
Blei 19,8767 kg
4.
Errechnete Dichte = 7,85
5.
a) Werkstückmasse vor der Bearbeitung = 43,74 kg
b) Werkstückmasse nach der Bearbeitung = 24,66 kg
b) 400 cm2, l = 200 mm und b = 200 mm
3.
a) 0,5 · 3 m = 1,5 m2
b) Abstand 0,1 m jeweils → 0,5 – 0,1 – 0,1 = 0,3 m
3 m : 5 (Anzahl der Wandtafeln) = 0,6 m
max. Abmessung der Wandtafeln: 0,3 m · 0,6 m
Seite 306
kg
dm3
→ Stahl (unlegiert)
Übungen zur Berechnung von Kreisﬂächen
1.
a) Auﬂageﬂäche je Fuß A = 49 087,385 mm2
b) Gesamte Auﬂageﬂäche Ages = 3 141 592,654 mm2
2.
a) Grundﬂäche Öltonne A = 502 654,8246 mm2
b) Mindestﬂäche Vorratsraum AV = 5 760 000 mm2
3.
a) Stahlplattenﬂäche
p
p
A = d2 ·
= (600 mm)2 · = 282 743,3388 mm2
4
4
→ 28,27 dm2
b) Nein, da die Fläche der Stahlplatte 0,27dm2 zu
groß ist.
c) d 2 = A · 4
p
2
d = 25 dm² · 4
p
d = 5,64 dm
→ maximaler Plattendurchmesser = 564 mm
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9 Diagramme und Schaubilder
Seite 312
Individuelle Antworten
a) Z. B. Kursentwicklung einer Aktie, Drehzahldiagramm
eines Motors
b) Z. B. Umsatzentwicklung der letzten Jahre, Entwicklung der Anzahl der Mitarbeiter
c) Z. B. Zusammensetzung des Umsatzes, Zusammensetzung der Arbeitsunfälle

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