Grundlagen der Fertigungstechnik

Grundlagen der Fertigungstechnik

 

 

 

von: Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Holger Dürr, Peter Mayr

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016

ISBN: 9783446448216

Sprache: Deutsch

402 Seiten, Download: 36668 KB

 
Format:  PDF, auch als Online-Lesen

geeignet für: Apple iPad, Android Tablet PC's Online-Lesen PC, MAC, Laptop
Typ: A (einfacher Zugriff)

 

eBook anfordern

Mehr zum Inhalt

Grundlagen der Fertigungstechnik



  Inhaltsverzeichnis 8  
  1 Einleitung 16  
  2 Urformen 18  
     2.1 Einfu?hrung 18  
        2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik 18  
        2.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess 18  
        2.1.3 Blockgießen 19  
        2.1.4 Stranggießen 19  
        2.1.5 Formgießen 21  
        2.1.6 Gussabnehmer und statistische Zahlen 21  
     2.2 Verfahrensprinzipien beim Urformen 22  
        2.2.1 Einleitung 22  
        2.2.2 Gieß- bzw. Formverfahren 22  
        2.2.3 Gussteilherstellung in Formen fu?r den einmaligen Gebrauch 23  
           2.2.3.1 Einleitung 23  
           2.2.3.2 Handformerei 25  
           2.2.3.3 Maschinenformerei 26  
           2.2.3.4 Spezialformverfahren 27  
        2.2.4 Gussteilherstellung in Formen fu?r den mehrmaligen Gebrauch (Dauerformen) 34  
           2.2.4.1 Einleitung 34  
           2.2.4.2 Schwerkraftkokillengießverfahren 35  
           2.2.4.3 Druckgießverfahren 35  
           2.2.4.4 Arten von Druckgießmaschinen 36  
           2.2.4.5 Verfahrensablauf beim Druckgießen 36  
           2.2.4.6 Thixogießverfahren 37  
           2.2.4.7 Niederdruckgießverfahren 38  
           2.2.4.8 Schleudergießverfahren 38  
     2.3 Gusswerkstoffe 40  
        2.3.1 Einfu?hrung 40  
        2.3.2 Kennzeichnende Kenngrößen der Gusswerkstoffe 40  
           2.3.2.1 Niedrige Gießtemperatur 42  
           2.3.2.2 Fließ- und Formfu?llungsvermögen 42  
           2.3.2.3 Volumenänderung beim Schmelzen und Erstarren 43  
        2.3.3 Arten von Gusswerkstoffen 43  
           2.3.3.1 Gusseisenwerkstoffe 44  
           2.3.3.2 Stahlguss 45  
           2.3.3.3 Aluminium- und Magnesiumgusswerkstoffe 45  
           2.3.3.4 Kupfergusswerkstoffe 45  
           2.3.3.5 Mechanische Kennwerte wichtiger Gusswerkstoffe 45  
     2.4 Gussteilgestaltung 46  
  3 Umformen 50  
     3.1 Begriffe, Ordnungsgesichtspunkte 50  
        3.1.1 Definitionen und Abgrenzung 50  
        3.1.2 Einordnungsgesichtspunkte 50  
     3.2 Stellung und Bedeutung der Umformverfahren im Rahmen der Fertigungstechnik 52  
        3.2.1 Historische Entwicklung 52  
        3.2.2 Vergleich der Umformverfahren mit anderen „mechanischen Formgebungsverfahren“ 53  
        3.2.3 Typische Einsatzgebiete der Umform- und Zerteiltechnik 54  
        3.2.4 Besonderheiten und Entwicklungstrends 56  
     3.3 Ausgewählte Grundlagen der Umformtechnik 59  
     3.4 Typische Prozesse und Verfahren der umformenden Halbzeugfertigung 69  
        3.4.1 Wichtige Prozessketten der Halbzeugfertigung 69  
        3.4.2 Ausgewählte Umformverfahren zur Halbzeugfertigung 71  
           3.4.2.1 Verfahrensu?bersicht Walzen 71  
           3.4.2.2 Verfahrensu?bersicht Freiformen 73  
           3.4.2.3 Verfahrensu?bersicht Durchdru?cken – Strangpressen 75  
           3.4.2.4 Verfahrensu?bersicht Durchziehen 77  
           3.4.2.5 Verfahrensu?bersicht Biegeumformen 78  
     3.5 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Massivumformung 79  
        3.5.1 Stauchen 79  
           3.5.1.1 Verfahrensu?bersicht Stauchen 79  
           3.5.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Stauchens 80  
        3.5.2 Freiformschmieden und Rundkneten (Feinschmieden, Rundhämmern) 82  
           3.5.2.1 Verfahrensu?bersicht Freiformschmieden 82  
           3.5.2.2 Bedeutung und Besonderheiten des Freiformschmiedens 83  
           3.5.2.3 Verfahrensu?bersicht Rundkneten 83  
           3.5.2.4 Bedeutung und Besonderheiten des Rundknetens 84  
        3.5.3 Gesenkschmieden und Warmpressen 85  
           3.5.3.1 Verfahrensu?bersicht Gesenkschmieden und Warmpressen mit Grat 85  
           3.5.3.2 Verfahrensu?bersicht Gesenkschmieden und Warmpressen ohne Grat 87  
           3.5.3.3 Verfahrensu?bersicht zur Herstellung der Anfangsformen und Massenverteilungs-Zwischenformen fu?r das Gesenkschmieden und Warmpressen 88  
           3.5.3.4 Bedeutung und Besonderheiten des Gesenkschmiedens und Warmpressens 90  
        3.5.4 Kaltfließpressen und Kaltschmieden 93  
           3.5.4.1 Verfahrensu?bersicht Kaltfließpressen und Kaltschmieden 94  
           3.5.4.2 Bedeutung und Besonderheiten des Kaltfließpressens und Kaltschmiedens 98  
        3.5.5 Walzverfahren der Teilefertigung 99  
           3.5.5.1 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung von Werkstu?ckgrundformen 100  
           3.5.5.2 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Erzeugung von Nebenformen 105  
           3.5.5.3 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Feinbearbeitung von Oberflächen 106  
     3.6 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Blechumformung 107  
        3.6.1 Verfahren zur Herstellung ebener Blechformteile durch Trennverfahren 107  
           3.6.1.1 Verfahrensu?bersicht Zerteilverfahren 107  
           3.6.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Scherschneidens 109  
        3.6.2 Verfahren zur Herstellung räumlicher Blechformteile 111  
           3.6.2.1 Verfahrensu?bersicht Zug-Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile 111  
           3.6.2.2 Verfahrensu?bersicht Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile 114  
           3.6.2.3 Verfahrensu?bersicht Zug-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile 115  
           3.6.2.4 Verfahrensu?bersicht Biege-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile 116  
        3.6.3 Technologischer Ablauf bei der Herstellung von Blechformteilen 118  
     3.7 Werkzeuge der Umform- und Schneidtechnik 120  
     3.8 Einflussfaktoren auf die Fertigungsgenauigkeit von Umformteilen 121  
  4 Trennen 124  
     4.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen 124  
     4.2 Trennen durch Spanen 125  
        4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung 125  
        4.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung 127  
           4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick 127  
           4.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik 128  
           4.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanabnahme 129  
           4.2.2.4 Hilfsgrößen 130  
           4.2.2.5 Flächen und Vorschubgrößen 131  
           4.2.2.6 Eingriffsgrößen des Werkzeuges 132  
           4.2.2.7 Spanungsgrößen 133  
           4.2.2.8 Werkzeuggeometrie fu?r das Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide 134  
           4.2.2.9 Werkzeugverschleiß / Standbegriffe und Spanbildung 138  
           4.2.2.10 Schneidstoffe (geometrisch bestimmte Schneide) 141  
           4.2.2.11 Ku?hlschmierstoffe 144  
           4.2.2.12 Schnittkraftberechnung 145  
     4.3 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide 147  
        4.3.1 Drehen 147  
           4.3.1.1 Spanungsvorgang 147  
           4.3.1.2 Drehverfahren 147  
           4.3.1.3 Drehwerkzeuge 149  
           4.3.1.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit 149  
        4.3.2 Fräsen 151  
           4.3.2.1 Spanungsvorgang 151  
           4.3.2.2 Fräsverfahren 152  
           4.3.2.3 Fräswerkzeuge 156  
           4.3.2.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit 157  
        4.3.3 Bohren, Senken, Reiben 158  
           4.3.3.1 Spanungsvorgang 158  
           4.3.3.2 Verfahren 159  
           4.3.3.3 Werkzeuge 159  
           4.3.3.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit 160  
        4.3.4 Hobeln und Stoßen 161  
        4.3.5 Räumen 162  
           4.3.5.1 Räumverfahren 162  
           4.3.5.2 Räumwerkzeuge 163  
           4.3.5.3 Zeitspanvolumen und Schnittzeit 163  
     4.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide 164  
        4.4.1 Spanungsvorgang (Schleifen) 164  
        4.4.2 Schleifverfahren 165  
        4.4.3 Schleifwerkzeuge 169  
           4.4.3.1 Bezeichnung 169  
           4.4.3.2 Form der Schleifwerkzeuge 169  
           4.4.3.3 Zusammensetzung der Schleifwerkzeuge 170  
        4.4.4 Schleifscheibenvorbereitung 176  
           4.4.4.1 Auswuchten der Schleifscheiben 176  
           4.4.4.2 Abrichten der Schleifscheiben 176  
        4.4.5 Kenngrößen des Schleifprozesses 179  
           4.4.5.1 Außenrund-Einstechschleifen 179  
           4.4.5.2 Geschwindigkeitsquotient q 180  
           4.4.5.3 Verschleißquotient G 180  
        4.4.6 Honen und Läppen 180  
           4.4.6.1 Honen 180  
           4.4.6.2 Läppen 181  
     4.5 Trennen durch Abtragen 181  
        4.5.1 Funkenerosion 183  
           4.5.1.1 Grundlagen 184  
           4.5.1.2 Anlagentechnik zum funkenerosiven Schneiden 186  
           4.5.1.3 Anlagentechnik zum funkenerosiven Senken 187  
        4.5.2 Wasserstrahltechnologie 193  
           4.5.2.1 Verfahrensgrundlagen 194  
           4.5.2.2 Anlagentechnik 196  
           4.5.2.3 Verfahrensmerkmale (Kerbtiefe, Schnittfläche, Schnittfuge) 200  
           4.5.2.4 Anwendungsgebiete 200  
           4.5.2.5 Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Verfahrens 201  
        4.5.3 Laserstrahltechnologie 202  
           4.5.3.1 Grundlagen zum Verfahren 202  
           4.5.3.2 Entstehung und Besonderheiten von Laserlicht 202  
           4.5.3.3 Lasertypen zur Materialbearbeitung 203  
           4.5.3.4 Nd:YAG-Festkörperlaser 204  
           4.5.3.5 CO2-Gaslaser 205  
           4.5.3.6 Diodenlaser 206  
           4.5.3.7 Excimerlaser 207  
           4.5.3.8 Vorteile des Werkzeuges Laserstrahl 207  
           4.5.3.9 Verfahren der Lasermaterialbearbeitung 208  
  5 Fu?gen 212  
     5.1 Einfu?hrung in die Fu?getechnik 212  
        5.1.1 Einteilung der Fu?geverfahren 212  
           5.1.1.1 Schweißbarkeit 219  
     5.2 Schweißen mit Lichtbogen 225  
        5.2.1 Grundlagen der Lichtbogentechnik 225  
        5.2.2 Lichtbogenhandschweißen (E-Hand) 228  
           5.2.2.1 Prinzipskizze 228  
        5.2.3 Schutzgasschweißen 230  
           5.2.3.1 Übersicht und Gemeinsamkeiten der Verfahren 230  
           5.2.3.2 Metall-Schutzgasschweißen (MSG) 232  
           5.2.3.3 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) 235  
           5.2.3.4 Plasmaschweißen (WPL) 237  
        5.2.4 Unterpulverschweißen 239  
           5.2.4.1 Verfahrensprinzip und Schweißausru?stung 239  
           5.2.4.2 Anwendung des UP-Verfahrens 239  
     5.3 Widerstandspressschweißen 240  
        5.3.1 Physikalische Grundlagen des Widerstandspressschweißens 240  
        5.3.2 Punktschweißen (RP-Schweißen) 240  
           5.3.2.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung 240  
           5.3.2.2 Einsatzmöglichkeiten 242  
           5.3.2.3 Besonderheiten des Verfahrens 242  
           5.3.2.4 Elektroden 242  
           5.3.2.5 Schweißpunkteinrichtung 243  
           5.3.2.6 Fertigungshinweise 246  
        5.3.3 Rollennahtschweißen (RR-Schweißen) 246  
           5.3.3.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung 246  
           5.3.3.2 Einsatzmöglichkeiten 246  
           5.3.3.3 Besonderheiten des Verfahrens 247  
           5.3.3.4 Einrichtungen zum Rollennahtschweißen 247  
           5.3.3.5 Schweißstromart und Stromtaktprogramme 248  
           5.3.3.6 Fertigungshinweise 249  
        5.3.4 Buckelschweißen (RB-Schweißen) 249  
           5.3.4.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung 249  
           5.3.4.2 Einsatzmöglichkeiten 249  
           5.3.4.3 Besonderheiten des Verfahrens 250  
           5.3.4.4 Elektroden zum Buckelschweißen 250  
           5.3.4.5 Buckel zum Widerstandsschweißen 251  
           5.3.4.6 Einrichtungen zum Buckelschweißen 251  
           5.3.4.7 Fertigungshinweise 252  
        5.3.5 Abbrennstumpfschweißen (RA-Schweißen) 252  
           5.3.5.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung 252  
           5.3.5.2 Einsatzmöglichkeiten 253  
           5.3.5.3 Besonderheiten des Verfahrens 254  
           5.3.5.4 Einrichtungen zum Abbrennstumpfschweißen 254  
           5.3.5.5 Fertigungshinweise 255  
     5.4 Schweißen durch Bewegungsenergie 255  
        5.4.1 Grundlagen zur schweißtechnischen Nutzung kinetischer Energie 255  
        5.4.2 Reibschweißen 255  
           5.4.2.1 Verfahrensprinzip 255  
           5.4.2.2 Anwendungsbereich 256  
           5.4.2.3 Zusatzstoffe 258  
           5.4.2.4 Konstruktive Gestaltung und Festigkeit 258  
           5.4.2.5 Fertigungshinweise 258  
     5.5 Löten 260  
        5.5.1 Physikalisch-chemische Grundlagen des Lötens 260  
        5.5.2 Oberflächenaktivierung 262  
        5.5.3 Lötverfahren 264  
        5.5.4 Lote und Grundwerkstoffe 270  
        5.5.5 Gestaltung von Lötverbindungen 272  
        5.5.6 Allgemeine Anforderungen an Lötverbindungen 273  
     5.6 Kleben – adhäsives Verbinden von Werkstoffen 274  
        5.6.1 Kann man sich auf geklebte Erzeugnisse verlassen? 274  
        5.6.2 Warum ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich? 274  
        5.6.3 Der Klebstoff: erst flu?ssig, dann fest 276  
        5.6.4 Verarbeitung von Klebstoffen 277  
        5.6.5 Gestaltung von Klebverbindungen 277  
        5.6.6 Qualitätssicherung in der Klebtechnik 278  
     5.7 Fu?gen durch Umformen 279  
        5.7.1 Einfu?hrung 279  
        5.7.2 Durchsetzfu?gen 280  
           5.7.2.1 Grundlagen 280  
           5.7.2.2 Anwendung 281  
           5.7.2.3 Ausru?stung 281  
           5.7.2.4 Qualitätssicherung 283  
        5.7.3 Stanznieten 283  
           5.7.3.1 Grundlagen 283  
           5.7.3.2 Anwendung 284  
           5.7.3.3 Ausru?stung 284  
           5.7.3.4 Qualitätssicherung 285  
  6 Beschichten 286  
     6.1 Einfu?hrung 286  
     6.2 Verfahrensu?bersicht 287  
     6.3 Beschichten aus dem flu?ssigen oder plastischen Zustand 287  
        6.3.1 Emaillieren 287  
        6.3.2 Lackieren 287  
        6.3.3 Schmelztauchen 288  
     6.4 Beschichten aus dem festen Zustand 288  
        6.4.1 Thermisches Spritzen 288  
        6.4.2 Auftragschweißen 295  
        6.4.3 Auftraglöten 297  
        6.4.4 Wirbelsintern 297  
     6.5 Beschichten aus dem gasförmigen, dampfförmigen oder ionisierten Zustand 299  
        6.5.1 PVD-Verfahren 299  
        6.5.2 CVD-Verfahren 299  
        6.5.3 Elektrolytisches Abscheiden 300  
        6.5.4 Chemisches Abscheiden 301  
  7 Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung 302  
     7.1 Definitionen, Ziele, metallkundliche Effekte und Abgrenzung 302  
     7.2 Wärmebehandlungsprozesse fu?r Stähle 304  
        7.2.1 Thermische Verfahren 305  
        7.2.2 Thermochemische Verfahren 312  
        7.2.3 Thermomechanische Verfahren 316  
     7.3 Bemerkungen zur fertigungstechnischen Realisierung 319  
     7.4 Stellung der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess 320  
  8 Rapid Prototyping 322  
     8.1 Prototypen in der Produktentwicklung 322  
     8.2 Das Grundprinzip des Rapid Prototyping 323  
     8.3 Die Rapid Prototyping-Prozesskette 324  
        8.3.1 3D-CAD-Modellierung 324  
        8.3.2 STL-Schnittstelle 325  
        8.3.3 Rapid Prototyping-Datenaufbereitung 326  
        8.3.4 Rapid Prototyping-Bauprozess 327  
        8.3.5 Finishbearbeitung und Folgeverfahren 328  
     8.4 Industrielle Rapid Prototyping-Verfahren 329  
        8.4.1 Polymerisation 329  
        8.4.2 Laser-Sintern 331  
        8.4.3 Laminate-Verfahren 332  
        8.4.4 Extrusionsverfahren 334  
        8.4.5 3D-Drucken (Three Dimensional Printing – 3DP) 336  
     8.5 Folgetechniken und Rapid Tooling 337  
     8.6 Tendenzen der Entwicklung 338  
  9 Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen 340  
     9.1 Einfu?hrung 340  
        9.1.1 Aufgaben und Ziele der Fertigungsprozessgestaltung 340  
        9.1.2 Einflussgrößen auf den Planungsaufwand 341  
     9.2 Grundlagen und Begriffe 344  
        9.2.1 Gliederung der Fertigungsprozesse 344  
           9.2.1.1 Prozesselemente 344  
           9.2.1.2 Mengenstruktur 344  
           9.2.1.3 Organisationsstruktur 346  
        9.2.2 Funktionelle Flächeneinteilung am Einzelteil 348  
        9.2.3 Bestimmflächen 350  
     9.3 Ausarbeiten von Fertigungsprozessen der Teilefertigung 352  
        9.3.1 Pru?fen der konstruktiven / funktionellen Anforderungen 352  
        9.3.2 Auswahl der Planungsweise 352  
        9.3.3 Generierendes Ausarbeiten des Fertigungsprozesses 353  
           9.3.3.1 Tätigkeiten zur Entscheidungsfindung 353  
           9.3.3.2 Ermittlung der technischen Elemente (Bearbeitungselemente) und des Rohteiles 354  
           9.3.3.3 Prozessgrobentwurf 355  
           9.3.3.4 Prozessfeinentwurf 357  
     9.4 Vergleich technologischer Varianten 362  
        9.4.1 Entscheidungskriterien 362  
        9.4.2 Methoden zur Berechnung vergleichbarer Kosten 364  
           9.4.2.1 Kostenschema 364  
           9.4.2.2 Zuschlagskalkulationsmethode 364  
           9.4.2.3 Einzelkostenkalkulationsmethode 365  
           9.4.2.4 Berechnung technologischer Einzelkosten pro Stu?ck 367  
           9.4.2.5 Stundenkostenkalkulationsmethode 370  
        9.4.3 Methodeneinschätzung fu?r Variantenvergleich 372  
  10 Literaturverzeichnis 374  
  Sachwortverzeichnis 386  

Kategorien

Service

Info/Kontakt

  Info
Hier gelangen Sie wieder zum Online-Auftritt Ihrer Bibliothek