Zwischenprüfung - Konstrukteur

Themengebiete, Fragen & Antworten

(Schuljahr 2004/05)

1 Zeichnungserstellung

1.1 Normgerechte Gestaltung

1.2 Skizze - Zweck und Aufbau

Zweck
Oft fehlen von vorhandenen oder von zu Bruch gegangenen Maschinenteilen die Werkzeichnungen. In solchen Fällen wird nach dem Muster des vonhandenen Maschinenteils zunächst eine Freihandskizze und anschließend eine Reinzeichnung angefertigt.
Aufbau

1.3 Detailzeichnung - Aufbau und Inhalt

Die herauszuzeichnende Stelle ist in der Gesamtdarstellung einzurahmen.
Sie ist mit einem Großbuchstaben, möglichst die letzten Buchstaben des Alphabets, zu kennzeichnen.
Das Detail wird möglichst in der Nähe der eingerahmten Stelle angeordnet.
Der Vergrößerungsmaßstab ist hinter dem Kennbuchstaben anzugeben.

1.4 Gruppenzeichnung - Aufbau und Inhalt

Sie zeigt die Anordnung und das zusammenwirken von Einzelteilen in einer Gruppe. Aus Gruppenzeichnungen werden Teilzeichnungen erstellt. Sie werden außerdem zur Montage und zur Wartung einer Anlage benötigt. Alle Elemente der Gruppe sind dabei in einer Stückliste aufgeführt.

1.5 Zusammenbauzeichnung - Aufbau und Inhalt

Eine Zusammenbauzeichnung dient zur Erläuterung von Zusammenbauvorgängen.

1.6 Explosionszeichnung - Aufbau, Inhalt und Zweck

Explosionsdarstellungen sind besondere Formen von Gesamtzeichnungen. Sie zeigen die Teile einer Baugruppe räumlich so angeordnet, dass ihre Zusammengehörigkeit und Ordnungsstruktur besonders anschaulich wird. Explosionsdarstellungen werden vielfach zur Information der Kunden, für Montage-, Gebrauchs- und Reparaturanweisungen und für Ersatzteillisten verwendet.

1.7 Schnittdarstellungen

1.8 Projektionen

1.9 Durchdringungen

Durchdringen sich Körper mit ebenen Flächen, so entstehen als Durchdringungsfiguren gerade Linien, wenn aber ein oder beide Körper gekrümmte Flächen haben, dann entstehen Kurven.

Bei Körperdurchdringungen legt man zweckmäßigerweise nur Hilfsebenen bzw. Hilfsschnitte, die die Körper möglichst in geradlinig begrenzten Flächen oder Kreisflächen schneiden. Ist das nicht möglich, so müssten die entstehenden Schnittkurven wie Ellipse, Parabel oder Hyperbel besonders konstruiert werden.

Die Konstruktionen von Körperdurchdringungen lassen sich im allgemeinen auf folgende Grundkonstruktionen zurückführen: eine Kante oder Mantellinie durchstößt die ebene oder gekrümmte Fläche eines Körpers.

1.10 Verschneidungen

Verschneidungen sind schiefe Schnitte an Grundkörpern.

1.11 Kegelschnitte

1.12 Stückliste - Zweck und Inhalt

Zweck
Für Angaben, die sonst nicht direkt in der zeichnerischen Darstellung untergebracht werden können.
Inhalt

1.13 Abwicklungen - Zweck und Erstellung

1.14 DIN A1 - Fläche in m²

DIN A0 = 1 m²
DIN A1 = DIN A0 / 2 = 0,5 m²

2 Zeichnen

2.1 Zeichenmaschine

Zeichenmaschinen erleichtern das Zeichnen von Hand durch Höhen- und Neigungsverstellung des Zeichenbrettes. Schnelles, genaues Zeichnen wird durch einen präzise parallel geführten und drehbaren, mit Maßstäben ausgerüsteten Zeichenkopf ermöglicht.

2.2 CAD System - erforderliche Hardware

2.3 CAD System - erforderliche Software

2.4 CAD - Vorteile, Nachteile

Vorteile
Nachteile

2.5 CAD - Datenspeicherung

2.6 Software - Arten und Fabrikate

2.7 Kopieren, Drucken, Plotten

2.8 Zeichnungsarchivierung

2.9 Datensicherung → Warum?

3 Toleranzen

3.1 Toleranzen → Wozu?

Maßtoleranzen sollen die Funktion der Produkte und die Montierbarkeit von Bauteilen sicherstellen. Aus Kostengründen werden die Toleranzen jedoch nicht kleiner als notwendig gewählt.

3.2 Maße mit Toleranzangabe

Toleranzen können angegeben werden durch:

3.3 Freimaßtoleranzen - Arten und Anwendung

Toleranzen können auch durch frei gewählte Abmaße angegeben werden, wenn dies wegen der Funktion der Bauteile erforderlich ist. Im Unterschied zu den Allgemeintoleranzen und den Toleranzklassen, können die Abmaße direkt der Zeichnung entnommen werden.

3.4 Form- und Lagetoleranzen - Arten

3.5 Formtoleranzen - Arten und Anwendung

3.6 Lagetoleranzen - Arten und Anwendung

4 Passungen

4.1 Anwendung - Grund

Gefertigte Teile setzen voraus, dass sie ihre Funktion erfüllen, ohne Nacharbeit eingebaut und untereinander ausgetauscht werden können.

4.2 Einheitsbohrung und Einheitswelle - Unterschied

Beim Passungssystem Einheitsbohrung erhalten die Bohrungsmaße das Grundabmaß H.
Das Passungssystem Einheitsbohrung wird vor allem im Maschinenbau und im Fahrzeugbau angewandt. Dort kommen sehr viele unterschiedliche Bohrungsdurchmesser vor.
Beim Passungssystem Einheitswelle erhalten die Wellenmaße das Grundabmaß h.
Das Passungssystem Einheitswelle wird vor allem dort eingesetzt, wo lange Wellen mit durchgehend gleichem Durchmesser verwendet werden. Dies ist teilweise bei Hebezeugen, Textilmaschinen und landwirtschaftlichen Maschinen der Fall.

4.3 Lage der H-Passung zur Nulllinie

Das Mindestmaß ist gleich dem Nennmaß und das Höchstmaß liegt über der Nulllinie.

4.4 Einheitsbohrung - Schreibweise, groß/klein

H/…

4.5 Einheitswelle - Schreibweise, groß/klein

h/…

4.6 Spielpassung - Buchstaben

Passungssystem Einheitsbohrung: H/a…h
Passungssystem Einheitswelle: h/A…H

4.7 Übergangspassung - Buchstaben

Passungssystem Einheitsbohrung: H/j…n oder p
Passungssystem Einheitswelle: h/J…N oder P

4.8 Übermaßpassung - Buchstaben

Passungssystem Einheitsbohrung: H/n oder p…z
Passungssystem Einheitswelle: h/N oder P…Z

5 Fertigungstechnik

5.1 Zerspanende Fertigung: Bohren

5.1.1 Erkläre den Begriff "Bohren"!
Beim Bohren führt meist das Werkzeug eine kreisförmige Schnittbewegung aus, wobei die Vorschubbewegung geradlinig in Richtung der Rotationsachse erfolgt. Durch die Vorschubkraft dringen die Werkzeugschneiden in den Werkstoff ein. Die kreisförmige Schnittbewegung erzeugt die Schnittkraft.
5.1.2 Nenne einige Bohrwerkzeuge!
5.1.3 Nenne einige Senkwerkzeuge!
5.1.4 Was ist Reiben?
Reiben ist ein Aufbohren mit geringer Spanungsdicke zur Herstellung passgenauer Bohrungen mit hoher Oberflächengüte.
5.1.5 Wie ist eine Handreibahle aufgebaut?
Die Zahnteilung der Reibahlen ist ungleich!
5.1.6 Worauf ist beim Schneiden von Gewinden in Grundlöcher zu achten?

5.2 Zerspanende Fertigung: Drehen

5.2.1 Erkläre den Begriff "Drehen"!
Drehen ist Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide und kreisförmigen Schnittbewegungen. Meist führt das Werkstück die Drehbewegung aus. Das einschneidige Werkzeug ist fest eingespannt und wird an der zu bearbeitenden Fläche entlang geführt.
5.2.2 Welche Drehverfahren werden angewendet?
5.2.3 Wie können Werkstücke beim Drehen gespannt werden?
5.2.4 Von was ist die Wahl der Schnittgeschwindigkeit abhängig?
Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit werden aus Tabellen entnommen.

5.3 Zerspanende Fertigung: Feilen

5.3.1 Erkläre den Begriff "Feilen"!
Feilen ist ein spanendes Fertigungsverfahren zur Herstellung von ebenen und gekrümmten Flächen bei kleinen Zerspanungsmengen unter hohem Zeitaufwand. Dabei zerspanen viele hintereinander angeordnete Feilzähne schichtweise den abzutrennenden Werkstoff.
5.3.2 Wie lauten die Bezeichnungen der Feilen nach der Zahnteilung?

5.4 Zerspanende Fertigung: Räumen

5.4.1 Erkläre den Begriff "Räumen"!
Räumen ist Spanen mit mehrzahnigen, stangenförmigen Werkzeugen und gerader oder schraubenförmiger Schnittbewegung.
Die Vorschubbewegung wird ersetzt durch die gestaffelte Anordnung der Schneidzähne des Werkzeugs.
5.4.2 Nenne die Vor- und Nachteile des Räumens gegenüber Stoßen!
Vorteile:
Nachteile:

5.5 Zerspanende Fertigung: Schleifen

5.5.1 Was ist Schleifen?
Schleifen ist ein Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden. Die rotierenden Schleifkörper bestehen aus gebundenen Schleifkörnern und eingeschlossenen Poren, die als Spankammern dienen.
5.5.2 Welche Vorteile hat das Schleifen?

5.6 Zerspanende Fertigung: Fräsen

5.6.1 Was ist Fräsen?
Fräsen ist ein Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung von:
5.6.2 Welcher Unterschied besteht zwischen Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen?
5.6.3 Nenne einige Fräsverfahren!
Nach der Art der Vorschubbewegung und nach der Art der gefertigten Fläche unterscheidet man die Fräsverfahren.
5.6.4 Welches sind die in der Praxis am häufigsten verwendeten Beschichtungsarten?
Steigerung der Oberflächenhärte von 950 HV (HSS) auf über 2000 HV (TiN), bzw. 3000 HV (TiCN) und 3600 HV (TiAlCN) unter Beibehaltung der Zähigkeitseigenschaften des Grundkörpers.

5.7 Fügen und Trennen: Fügen

5.7.1 Was ist Fügen?
Durch Fügen werden zwei oder mehrere Werkstücke miteinander verbunden. Nach der Wirkungsweise unterscheidet man formschlüssiges, kraftschlüssiges, vorgespannt formschlüssiges und stoffschlüssiges Fügen.
Bei lösbaren Verbindungen können die Teile ohne Zerstörung zerlegt werden. Bei unlösbaren Verbindungen müssen zum Zerlegen Verbindungsstellen oder Bauteile zerstört werden.

5.8 Fügen und Trennen: Schrauben und Gewinde

5.8.1 Nenne die Bestimmungsgrößen bei Gewinden!
5.8.2 Nach welchen Kriterien werden in der Technik Gewindearten eingeteilt?
5.8.3 Welche Flankenwinkel besitzen metrische ISO-Gewinde und Withworth-Gewinde?
Metrische ISO-Gewinde: 60° Flankenwinkel
Withworth-Gewinde: 55° Flankenwinkel
5.8.4 Wie unterscheiden wir ein Regelgewinde von einem Feingewinde?
Bei einem Feingewinde wird zusätzlich zum Nenndurchmesser die Steigung angegeben, z. B. M 16 x 1,5.
5.8.5 Nenne einige Kopfformen von Schrauben!
5.8.6 Wie können Schrauben nach der Schaftform eingeteilt werden?
5.8.7 ErkläMre den Begriff "Festigkeitsklasse 12.9" einer Schraubenbezeichnung!
5.8.8 Nenne Anwendungsgebiete der Schrauben nach Schaftform!
5.8.9 Wie werden Muttern nach ihrer Form unterteilt?
5.8.10 In welche Hauptgruppen werden Schraubensicherungen unterteilt?
5.8.11 Welche Werkzeuge werden zum Anziehen von Schraubenverbindungen verwendet?

5.9 Fügen und Trennen: Stiftverbindungen

5.9.1 Welche Aufgaben haben Stiftverbindungen?
Mit Stiftverbindungen werden lösbare Verbindungen hergestellt. Sie werden meist auf Abscherung beansprucht.

Nach dem Verwendungszweck unterscheidet man:

Passstifte:
sichern die Lage von 2 Bauteilen zueinander.

Befestigungsstifte:
verbinden 2 oder mehrere Bauteile kraft- und formschlüssig und können somit Kräfte und Drehmomente übertragen.

Abscherstifte:
verhindern die Beschädigung von Bauteilen, indem sie als Soll-Bruchstelle bei unzulässiger Beanspruchung den Kraftfluss unterbrechen.

5.9.2 Wie werden Stifte nach ihrer Form unterteilt und nach welchen Kriterien werden sie ausgewählt?
Die Auswahl richtet sich nach:
5.9.3 Worin liegt der Vorteil von Spannstiften (Spannhülsen) gegenüber Zylinderstiften?
5.9.4 Welche Verjüngung besitzen Kegelstifte?

Kegelstifte haben eine genormte Kegelverjüngung.

C = 1 : 50

(1 mm Durchmesserunterschied auf 50 mm Länge)

5.10 Fügen und Trennen: Nieten

5.10.1 Nenne die Vor- und Nachteile der Nietung gegenüber der Schweißung!
Vorteile:
Nachteile:
5.10.2 Zähle einige Nietarten auf!
5.10.3 Erkläre die Arbeitsgänge einer geschlagenen Nietung!

5.11 Fügen und Trennen: Löten

5.11.1 Was ist Löten?

Löten ist ein stoffschlüssiges Fügen und Beschichten von Werkstoffen mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalls, dem Lot.

Die Schmelztemperatur des Lotes liegt unterhalb der Schmelztemperatur der zu verbindenden Grundwerkstoffe.

Die Grundwerkstoffe werden benetzt, ohne geschmolzen zu werden.

Durch Löten lassen sich gleiche oder verschiedenartige, metallische Werkstoffe fest, dicht und leitfähig verbinden.

5.11.2 Nach welchen Kriterien werden Lötverfahren eingeteilt?

Arbeitstemperaturen:

Weichlöten:
Die Arbeitstemperatur liegt unter 450°C. Das Weichlöten wendet man an, wenn an die Belastbarkeit keine hohen Anforderungen gestellt werden, die Verbindung aber dicht oder leitfähig sein soll. Z. B. elektronische Bauelemente.

Hartlöten:
Die Arbeitstemperatur liegt über 450°C.

Hochtemperaturlöten:
Die Arbeitstemperatur liegt über 900°C. Hochtemperaturlöten ist ein Löten unter Schutzgas oder im Vakuum.

5.11.3 In welche Hauptgruppen werden Lote unterteilt?
5.11.4 Erkläre den Begriff "Arbeitstemperatur"!
Die Arbeitstemperatur eines Lotes ist die niedrigste Oberflächentemperatur des Werkstückes, bei der das Lot benetzt, fließt und legiert.

5.12 Fügen und Trennen: Kleben

5.12.1 Nenne Anwendungen für Klebeverbindungen!

Klebeverbindungen dienen vorwiegend zum Verbinden von Konstruktionsteilen, Sichern von Schrauben, Dichten von Fügeflächen.

Anwendungsgebiete:
5.12.2 Nenne die Vor- und Nachteile des Klebens!
Vorteile:
Nachteile:
5.12.3 In welche Hauptgruppen werden Klebstoffe unterteilt?

Schmelzklebstoffe erstarren rein physikalisch durch Abkühlung.

Nassklebstoffe härten durch Verdunsten eines Lösungsmittels aus.

Reaktionsklebstoffe sind die am häufigsten angewendeten Klebstoffe für Metalle. Sie härten durch eine chemische Reaktion aus. Nach der Verarbeitungstemperatur werden sie in Warm- und Kaltkleber, nach der Zusammensetzung in Ein- und Zwei-Komponenten-Kleber unterteilt.

5.12.4 Wodurch unterscheiden sich Warm- von Kaltklebern?

Kaltkleber härten bei der Bezugstemperatur 20°C aus.

Warmkleber benötigen Temperaturen von ca. 120°C - 400°C für die Aushärtung.

5.12.5 Wovon hängt die Haltbarkeit einer Klebeverbindung ab?
Die Haltbarkeit einer Klebeverbindung hängt von der Adhäsionskraft des Klebestoffes an den Fügeflächen und von der Kohäsionskraft im Innern der Klebeschicht ab.

5.13 Fügen und Trennen: Schweißtechnik

5.13.1 Was ist Schweißen?
Schweißen (thermisches Fügen) ist das Vereinigen oder Beschichten von Werkstoffen in flüssigem oder plastischem Zustand, unter Anwendung von Wärme und/oder Kraft, ohne oder mit Zusatzwerkstoffen.
5.13.2 Nenne die Vor- und Nachteile des Schweißens!
Vorteile:
Nachteile:
5.13.3 Wie werden Schweißverfahren grundsätzlich eingeteilt?
5.13.4 Welche Schweißnahtformen und Schweißstoßarten gibt es?
Schweißnahtformen:
Schweißstoßarten:
5.13.5 Was bedeutet der Begriff "a"-Maß und wie wird dieses gemessen?
Das "a"-Maß ist das Maß für die Nahtdicke bei Kehlnähten.
Gemessen wird es vom Wurzelpunkt bis zur Nahtoberfläche (an der dünnsten Stelle).

5.14 Fügen und Trennen: Sägen

5.14.1 Welche Arten von Sägen gibt es?
5.14.2 Welche Faustregel gilt bei der Auswahl der Sägeblätter?

6 Längenprüftechnik

6.1 Grundlagen der Längenprüftechnik

6.1.1 Worin besteht der Unterschied zwischen Messen und Lehren?
6.1.2 Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, um bei einer Messung den richtigen Messwert zu erhalten?
6.1.3 Wie lautet die Bezeichnung der gebräuchlichsten Messmittel und deren Messgenauigkeit?
6.1.4 Wann ist die Messmittelfähigkeit gegeben?
Das Messmittel ist fähig (geeignet), wenn die Messunsicherheit höchstens 10% der Maßtoleranz beträgt.

6.2 Längenprüfmittel

6.2.1 Was sind Lehren?
Prüfmittel, die entweder ein Maß oder ein Maß und die Form des Prüfgegenstandes verkörpern (Grenzlehren, Radiuslehren, usw.).
6.2.2 Welche Lehrenarten werden unterschieden?
6.2.3 Was sind Formlehren?
Prüfmittel, die eine Form verkörpern (Winkel-, Gewindelehren). Die Prüfung erfolgt nach dem Lichtspaltverfahren.
6.2.4 Wozu dienen Grenzlehren?
Zum Prüfen der Grenzmaße von tolerierten Werkstücken.
6.2.5 Was wird beim Prüfen mit einer Grenzlehre festgestellt?
Ob das Istmaß und die Istform eines Werkstücks vom Sollmaß oder der Sollform abweicht.
6.2.6 Welche Gründe sprechen für den Einsatz von Lehren in der Produktion?
6.2.7 Wie ist die Bezeichnung der zwei gebräuchlichsten Grenzlehren?

6.3 Oberflächenprüfung

6.3.1 In welcher Einheit werden Rauheitskenngrößen angegeben und woraus werden sie ermittelt?
In µm und aus dem Rauheitsprofil.
6.3.2 Was bedeutet die Angabe der Rautiefe Rz 16?
Die gemittelte Rautiefe der Oberfläche beträgt ≤16 µm (erreichbar u. a. durch Feindrehen).
6.3.3 Wie kann die Rauheit ohne Messgerät ermittelt werden?
Durch Oberflächenvergleich mit dem Fingernagel oder einer kleinen Kupferscheibe und einem Oberflächen-Vergleichsmuster.
6.3.4 Wie werden Oberflächenmessungen durchgeführt?
Durch objektive Prüfungen mittels Tastschnittverfahren.

6.4 Toleranzen und Passungen

6.4.1 Warum werden in der Technik Toleranzen verwendet?
Besonders in der Serienfertigung müssen Werkstücke, unabhängig von ihren Herstellern, ohne Nacharbeit montiert werden können und untereinander austauschbar sein.
6.4.2 Was wird unter Toleranz verstanden?
Der Unterschied zwischen den größten zulässigen Abweichungen von geforderten Maßen.
6.4.3 Was wird unter Nennmaß verstanden?
Es ist das in der Zeichnung genannte Maß.
6.4.4 Was wird unter Allgemeintoleranzen verstanden?
Plus-Minus-Toleranzen, d. h. oberes und unteres Abmaß sind gleich groß.
6.4.5 Wo kommen Allgemeintoleranzen zur Anwendung?
Bei Zeichnungsmaßen, bei denen keine Toleranzen eingetragen sind.
6.4.6 Nach welchen Allgemeintoleranzen wird unterschieden?
6.4.7 In welche Toleranzklassen werden die Allgemeintoleranzen eingeteilt?
6.4.8 Welches Passsystem wird in der Technik vorzugsweise angewendet?
Das ISO-Passsystem (International Organization for Standardization).
6.4.9 Was bedeutet der Begriff "Passung"?
Der Unterschied zwischen dem Maß der Bohrung und dem Maß der Welle an der Fügestelle, der sich durch den Zusammenbau zweier Teile ergibt.
6.4.10 Wie ist die Bezeichnung der Passungsarten und wie können diese anhand des Beispiels Welle und Bohrung beschrieben werden?

Spielpassung:
Das Mindestmaß der Bohrung ist größer als das Höchstmaß der Welle.

Übergangspassung:
Es kann sowohl Übermaß als auch Spiel auftreten.

Übermaßpassung:
Das Höchstmaß der Bohrung ist kleiner als das Mindestmaß der Welle.

6.4.11 Was bedeutet "Passungssystem Einheitsbohrung"?
Borungen werden nach den Toleranzfeldern H gefertigt.
6.4.12 Was bedeutet Ø 20 H7?

6.5 Form- und Lageprüfung

6.5.1 Welche Maßeinheiten gelten bei Winkelmaßen?

7 Werkstofftechnik

7.1 Gesinterte Werkstoffe

7.1.1 Was sagt der Begriff "Sintern" aus?
Gesinterte Werkstoffe werden aus Metallpulver hergestellt, das durch hohen Druck zu Werkstück-Presslingen geformt wird. Diese Presslinge erhalten durch eine anschließende Wärmebehandlung - dem Sintern - ihre Endfestigkeit. Die Technik des Sinterns bezeichnet man auch als Pulvermetallurgie.
7.1.2 Was sind die Vorteile des Sinterns?
7.1.3 Was sind die Nachteile des Sinterns?
7.1.4 Wie erfolgt die Herstellung von gesinterten Werkstoffen?

Die Herstellung erfolgt in mehreren Stufen: Pulverherstellung, Pressen des Pulvers zu Formteilen, Sintern der Presslinge, Nachpressen und kalibrieren.

Die Sinterzeit beträgt je nach Größe des Werkstücks zwischen 30 min. und 150 min.

Die Sintertemperatur reicht von 600°C bis 3200°C.

Beispiele für gesintertes Material sind:

7.2 Härteprüfverfahren

7.2.1 Welche Härteprüfverfahren werden in der Praxis angewendet?
7.2.2 Wie ist der Ablauf der Härteprüfung nach Brinell?
Eine Kugel aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall wird mit einer Prüfkraft in die Probe eingedrückt.
Gemessen wird der Durchmesser des Kugeleindrucks. Der Härtewert HB wird dann mittels Tabelle ermittelt.
7.2.3 Wie ist der Ablauf der Härteprüfung nach Vickers?
Die Spitze einer 4-seitigen Pyramide aus Diamant, mit einem Spitzenwinkel von 136°, wird in die Probe eingedrückt.
Die Vickershärte errechnet sich aus der Prüfkraft und der Pyramideneindruckdiagonalen. Der Vickershärtewert HV wird dann aus einer Tabelle abgelesen.
7.2.4 Welche Werkstoffe werden nach Vickers geprüft?
Bei der Vickershärteprüfung können sowohl harte als auch weiche und dünne wie auch dicke Werkstoffe geprüft werden. Maßgebend ist die jeweilige Prüfkraft, die zur Härteprüfung angewendet wird.
7.2.5 Wie wird eine Härteprüfung nach Rockwell durchgeführt?
Bei einer Härteprüfung nach Rockwell wird eine gehärtete Stahlkugel (HRB), oder ein Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel (HRC), in die Probe eingedrückt. Der Härtewert ergibt sich aus der Eindringtiefe, der direkt am Messgerät abgelesen wird.
7.2.6 Wo wird die HRC-Prüfung (Diamantkegel) angewendet?
7.2.7 Wo wird die HRB-Prüfung (Stahlkugel) angewendet?
7.2.8 Welche Werkstoffe können mit der Brinellhärteprüfung geprüft werden?
Mit dieser Härteprüfung können nur weiche und mittelharte Werkstoffe geprüft werden.

7.3 Nichteisenmetalle

7.3.1 Wie werden Nichteisenmetalle ein- bzw. unterteilt?
7.3.2 Welche Eigneschaften hat Kupfer (Cu)?
7.3.3 Wofür wird Zink verwendet?
Zink wird für Legierungen und als Korrosionsschutz verwendet. Aufgrund der guten Gießbarkeit, eignet sich Zink speziell für Druckguss-Serienteile.
7.3.4 Wofür werden Kupferlegierungen verwendet?

7.4 Stahl- und Gusswerkstoffe

7.4.1 Was ist Stahl?
Als Stahl bezeichnet man alle Eisenwerkstoffe, die für die Warmformgebung geeignet sind und nicht mehr als 2,06 % Kohlenstoff enthalten. Durch unterschiedliche Herstellung, Legierungen und Wärmebehandlung werden verschiedene und dem Verwendungszweck angepasste Stähle gefertigt.
7.4.2 Wie wird Stahl hergestellt?
Das weiße Roheisen ist das Ausgangsmaterial für die Stahlherstellung. Die Umwandlung von Roheisen in technisch verwertbaren Stahl nennt man Frischen.
7.4.3 Wie wird die Festigkeit erreicht?
7.4.4 Welches ist das meist verwendete Frischverfahren?
Die meist verwendete Art ist das LD-Verfahren (Linz-Donawitz-Verfahren), bei dem Sauerstoff mit 8 bar - 12 bar, durch die flüssige Schmelze geblasen wird.
Es werden beim Frischen die unerwünschten Bestandteile (z. B. Schwefel, Phosphor, usw.) fast völlig verbrannt, dabei wird auch der Kohlenstoffgehalt gesenkt.
7.4.5 Wodurch erhält der Stahl die gewünschten Eigenschaften?

Die Eigenschaften der Stähle hängen weitgehend von den Legierungselementen und den erwünschten oder unerwünschten Begleitelementen ab.

Metallische Legierungsbestandteile sind: Al, Cr, Co, Mn, Mo, Ni, V, W.
Nichtmetallische Begleitelemente sind: C, H, N, P, S, Si.

7.4.6 Was wird durch Legieren erreicht?
Durch Legieren erhält der Stahl bessere Gebrauchseigenschaften, wie Sprödbruchempfindlichkeit, Tiefziehfähigkeit, Eignung zum Schweißen und für Automatenverarbeitung = Qualitätsstähle.
7.4.7 Wodurch unterscheiden sich niedrig- bzw. hochlegierte Stähle?

Bei niedriglegierten Stählen liegt die Summe der Legierungsanteile unter 5 %.

Hochlegierte Stähle haben mindestens ein Legierungselement mit mehr als 5 % Anteil.

7.4.8 Wie sind Stähle nach ihrer Verwendung unterteilt?
7.4.9 Wie unterscheiden sich die Baustähle von den Werkzeugstählen vom Kohlenstoffgehalt?
7.4.10 Wie werden Sonderstähle eingeteilt?
Qualitätsstähle und Edelstähle für besondere Verwendungszwecke.
7.4.11 Wie sind Werkzeugstähle nach der Legierung unterteilt?
7.4.12 Was sagen Werkstoffnummern aus?
Z. B. für Stähle: 1.0223(XX)
Z. B. für Gusseisen-Werkstoffe: EN-JS1060
7.4.13 Welche Vorteile bringt die Herstellung von Werkstücken durch Gießen?
Es können komplizierte Werkstückformen wirtschaftlich hergestellt werden.
7.4.14 Welche Eigenschaften hat Kugelgrafitguss?
7.4.15 Wo wird Kugelgrafitguss verwendet?
7.4.16 Was ist Temperguss?
Rohgussteile werden nach dem Gießen einer langdauernden Wärmebehandlung (Tempern) unterzogen und erreichen dadurch eine wesentlich bessere Zähigkeit als Gusseisen.
7.4.17 Wo wird Temperguss verwendet?
7.4.18 Was ist Stahlguss?
Stahlguss ist in Formen gegossener Stahl.
Er wird unlegiert, legiert oder hochlegiert vergossen.
7.4.19 Wo wird Stahlguss verwendet?

7.5 Werkstoffprüfung

7.5.1 Welche Ziele haben Werkstoffprüfungen?
7.5.2 Welche einfachen Werkstoffprüfungen werden angewendet?
7.5.3 Wozu dient die Funkenprobe?

Bei der Funkenprobe wird das zu prüfende Metallstück in einem abgedunkelten Raum gegen eine rotierende Schleifscheibe gedrückt.

Durch Vergleichen mit Vergleichsmaterialien kann aus der Farbe und Form des Funkenbildes auf die Art und Zusammensetzung des Werkstoffes geschlossen werden.

7.5.4 Was kann mit der Magnetprobe festgestellt werden?
Ob Stähle magnetisch oder antimagnetisch sind.
Der überwiegende Teil der rostbeständigen Stähle ist antimagnetisch (austenitischer Stahl).
7.5.5 Was kann bei der Biege- und Bruchflächenprüfung festgestellt werden?

Ein Probestück wird in den Schraubstock gespannt und gebogen.

Spröde Werkstoffe lassen sich nicht biegen, sondern brechen ohne vorhergehende Verformung.

Zähharte Werkstoffe lassen sich biegen, brechen aber nicht, sondern federn zurück.

Weiche Werkstoffe lassen sich leicht biegen, brechen aber erst nach mehrmaligem hin- und herbiegen.

7.5.6 Was wird mit der Feilprobe festgestellt?

Mit der Feilprobe kann herausgefunden werden, ob ein Werkstoff hart oder weich ist.

Rutscht die Feile beim Feilversuch über das Werkstück, ist es mit Sicherheit ein harter Werkstoff.

7.5.7 Welche labormäßigen Prüfverfahren werden angewendet?

7.6 Wärmebehandlung

7.6.1 Welche Wärmebehandlungsverfahren gibt es?
7.6.2 Was ist Glühen?
Glühen ist eine Wärmebehandlung, bestehend aus langsamen Erwärmen, Halten auf Glühtemperatur und langsamen Abkühlen. Mit Glühen können bleibende Gefügeveränderungen erreicht werden.
7.6.3 Was gibt es für Glühverfahren?
7.6.4 Warum wird das Spannungsarmglühen angewendet?

Beim Spannungsarmglühen werden innere Spannungen im Werkstück durch plastisches Fließen des Werkstoffs bei Glühtemperatur verringert.

Die inneren Spannungen können durch Gießen, Walzen, Schmieden oder Schweißen entstanden sein.

Das Glühen der Werkstücke erfolgt bei 550°C bis 650°C während 1 bis 4 Stunden.

7.6.5 Warum wird das Rekristallisationsglühen (Zwischenglühen) angewendet?
Wenn durch Kaltverformung entstandenes, verzerrtes Gefüge wieder in einen unverzerrten Gefügezustand zurückgeführt werden soll.

Durch mehrere Stunden langes Glühen bei 550°C bis 650°C bildet sich ein völlig neues Gefüge.

7.6.6 Warum und wie wird weichgeglüht?

Beim Weichglühen erwärmt man den Stahl je nach Kohlenstoffgehalt auf 680°C bis 750°C und hält ihn dort mehrere Stunden.

Durch das Weichglühen wandelt sich der Streifenzementit in körnigen Zementit um. Dadurch ist der Werkstoff leicht umformbar und spanbar.
Auch gehärtete Werkstücke können durch Weichglüen wieder spanbar gemacht werden.

7.6.7 Aus welchen Gründen wird das Normalglühen angewendet?

Nach dem Schmieden, Walzen oder Gießen, entsteht im Stahl sehr oft ein grobkörniges bzw. ungleiches Gefüge. Dies wird durch Normalglühen beseitigt.

Es erfolgt durch kurzzeitiges Glühen bei Temperaturen knapp oberhalb der GSK-Linie. Dabei kommt es zur völligen Kornneubildung. Es entsteht ein gleichmäßiges, feinkörniges Gefüge.

In der Fachsprache bezeichnet man diesen Vorgang auch als Rückfeinen.

7.6.8 Was können beim Glühen für Fehler gemacht werden?
7.6.9 Wodurch unterscheidet sich das Glühen vom Härten?
Glühen und Härten unterscheiden sich durch die Höhe der Temperatur und die Art der Abkühlung. Beim Glühen wird langsam abgekühlt, beim Härten wird abgeschreckt.
7.6.10 Was wird unter dem Begriff "Härten" verstanden?
Härten ist eine Wärmebehandlung, die Stähle hart und verschleißfest macht.
7.6.11 Aus welchen Arbeitsgängen besteht das Härten?
7.6.12 Welche Voraussetzung benötigt ein härtbarer Stahl?
Nur Stähle mit mehr als 0,2 % Kohlenstoff sind zum Härten geeignet.
7.6.13 Welche Abschreckmittel werden angewendet?
Die Abschreckwirkung mit Wasser ist am schroffsten, mit bewegter Luft am mildesten.

8 Sicherheitsvorschriften, Schutzmaßnahmen, Unfallverhütung

8.1 Welche Gruppen von Sicherheitszeichen gibt es?

8.2 Durch welche Schutzmaßnahmen werden Unfälle vermieden?

Durch benutzen von: Jeder Betriebsangehörige muss die Unfallverhütungsvorschriften kennen und genau beachten.

8.3 Wodurch werden Gefahren beim Schweißen verhindert?

Durch benutzen von:

8.4 Wodurch werden Gefahren beim Gasschweißen verhindert?

Durch Beachten von:

8.5 Wodurch werden Gefahren beim Arbeiten an Hydraulik- und Pneumatikanlagen verhindert?

Durch Beachten von:

8.6 Was ist bei der Benutzung von elektrischen Betriebsmitteln zu beachten?

Die Anschlussleitungen der Maschine dürfen nicht beschädigt sein (Zuleitungskabel, Stecker von Bohrmaschinen, Winkelschleifern, usw.).

Erkennbare Mängel an der Maschine feststellen und sofort dem Vorgesetzten melden.

8.7 Was bewirkt der NOT AUS-Schalter?

Spindel und Vorschub schalten sofort aus.

8.8 Wodurch werden Unfälle verursacht?

8.9 Welche Maßnahmen sind bei Erkennen von Gefahren zu treffen?

9 Umweltschutz

9.1 Wie können Fertigungsverfahren umweltfreundlich gehalten werden?

Sie sollten so erfolgen, dass keine Giftstoffe freigesetzt und keine Schadstoffe in die Umgebung abgelassen werden.

9.2 Welche gefährlichen gesundheitsschädlichen Schadstoffe sind zu vermeiden?

9.3 Wie erfolgt der Umgang mit anfallenden Reststoffen?

Die Reststoffe sind zu sammeln und nach der Aufarbeitung möglichst mehrfach zu verwenden.
Die unbrauchbaren Reststoffe sind sachgemäß zu entsorgen.

9.4 Warum dürfen Grenzwerte der Schadstoffgehalte nicht überschritten werden?

Durch das Überschreiten der Schadstoffgehalte können Mitarbeiter gesundheitliche Schäden erlangen und die Umwelt wird stark belastet.

9.5 Welche Entsorgungsprobleme fallen bei der spanenden Fertigung an?

9.6 Warum müssen Abgase bei Schweiß- und Härtearbeiten abgesaugt werden?

Beim Schweißen und Löten entstehen schwer metallische Feinstäube, und die beim Härten eingesetzte Härtesalze sind hoch giftig. Für gute Frischluftzufuhr und staubfreie Atemluft ist zu sorgen.

9.7 Wie erfolgt die Entsorgung von Abfällen und Gefahrenstoffen?

Gebrauchte Gefahrenstoffe und umweltbelastende Abfälle aus der Fertigung müssen gesammelt und in gekennzeichneten Behältern zur Entsorgung zugeführt werden.

9.8 Welche metallischen Werkstoffe sind überwiegend umweltverträglich?

9.9 Welche Metalle sind giftig?

Giftig sind die Metalle Blei (Pb) und Cadmium (Cd), wenn sie z. B. als Feinstaub eingeatmet werden. Beim Löten mit Pb- und Cd-haltigem Weichlot, muss die Abluft abgesaugt und der Arbeitsraum gut gelüftet werden.

9.10 Wie sollen gesundheitsschädliche und umweltbelastende Stoffe gelagert werden?

Die Lagerung muss gesichert erfolgen, so dass die Stoffe auf keinen Fall in die Umwelt gelangen.

9.11 Wie soll die Auswahl der Werk- und Hilfsstoffe erfolgen?

Es sollen möglichst nur Werk- und Hilfsstoffe eingesetzt werden, die nicht gesundheitsschädlich und ohne Schädigung der Umwelt zu erzeugen, zu verarbeiten und zu entsorgen sind.

9.12 Bei welchen Fertigungsverfahren entstehen Werkstoffabfälle?

9.13 Warum ist das Recycling der Kunststoffe wichtig?

Um Abfall zu vermeiden und Rohstoffe zu schonen.
Aus granuliertem Kunststoff werden neue Bauteile gefertigt.

9.14 Welchen Sinn macht das Recycling der Hilfsstoffe?

Viele Hilfsstoffe können nach dem Gebrauch aufbereitet und wiederverwendet werden.

Verfasser: Domenic Laritz
Erstellungsdatum: 27. Aug. 2005
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