Grundlagen der Fertigungstechnik - Carl Hanser Verlag · 2016. 9. 7. · 3.2 Stellung und Bedeutung...

Leseprobe

Grundlagen der Fertigungstechnik

Herausgegeben von Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Holger Dürr,Klaus-Jürgen Matthes

ISBN (Buch): 978-3-446-44821-6

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Vorwort

Dieses Buch entstand aus der Vorlesungsreihe „Fertigungslehre“ an der Technischen UniversitätChemnitz, die gemeinsam durch die Lehrstühle „Fertigungslehre“, „Fertigungstechnik / Umform-verfahren“ und „Schweißtechnik“ der TU Chemnitz sowie durch den Lehrstuhl „Hütten-, Gießerei-und Urformmaschinen“ der Technischen Universität Bergakademie Freiberg getragen wird.

Hauptanliegen der Herausgeber ist es, den Studentinnen und Studenten im Bachelor der Fach-richtungen Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen sowie der integralen Studiengänge so-lides Basiswissen der Teilefertigung in der Einheit von Theorie der Fertigungsverfahren und Fer-tigungsprozessgestaltung zu vermitteln.

Das Lehrbuch behandelt die wesentlichen Grundlagen der Verfahrenshauptklassen Urformen, Um-formen, Trennen, Fügen und Beschichten und schließt mit einem Leitfaden zur Fertigungsprozess-gestaltung ab. Die Behandlung aller Verfahrensmodifikationen ist nicht Gegenstand dieses Lehr-buches.

Die Autoren haben sich bemüht, sich auf solche Wissensfelder zu beschränken, die bei der stän-digen Weiterentwicklung der Fertigungsverfahren und Fertigungsmethoden als wissenschaftlicheGrundlage längerfristig Bestand haben.

Die Autoren danken besonders Frau Ute Eckardt und Frau Katrin Wulst vom Carl Hanser Verlagfür die Anregungen und kooperative Zusammenarbeit.

Birgit AwiszusJürgen Bast

Holger DürrPeter Mayr

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 15

2 Urformen 172.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik . . . . . . . . . . . . 172.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . 172.1.3 Blockgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.4 Stranggießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.5 Formgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.1.6 Gussabnehmer und statistische Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2 Verfahrensprinzipien beim Urformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.2 Gieß- bzw. Formverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.3 Gussteilherstellung in Formen für den einmaligen Gebrauch . . . . . . . . 22

2.2.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2.3.2 Handformerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.3.3 Maschinenformerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.3.4 Spezialformverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2.4 Gussteilherstellung in Formen für den mehrmaligen Gebrauch (Dauerfor-men) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.4.2 Schwerkraftkokillengießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.4.3 Druckgießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.2.4.4 Arten von Druckgießmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.2.4.5 Verfahrensablauf beim Druckgießen . . . . . . . . . . . . . . . 352.2.4.6 Thixogießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.2.4.7 Niederdruckgießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.2.4.8 Schleudergießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3 Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.3.2 Kennzeichnende Kenngrößen der Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . 39

2.3.2.1 Niedrige Gießtemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3.2.2 Fließ- und Formfüllungsvermögen . . . . . . . . . . . . . . . . 412.3.2.3 Volumenänderung beim Schmelzen und Erstarren . . . . . . . . 42

2.3.3 Arten von Gusswerkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.3.3.1 Gusseisenwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.3.3.2 Stahlguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.3.3 Aluminium- und Magnesiumgusswerkstoffe . . . . . . . . . . . 442.3.3.4 Kupfergusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.3.5 Mechanische Kennwerte wichtiger Gusswerkstoffe . . . . . . . 44

8 Inhaltsverzeichnis

2.4 Gussteilgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3 Umformen 493.1 Begriffe, Ordnungsgesichtspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.1.1 Definitionen und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.1.2 Einordnungsgesichtspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.2 Stellung und Bedeutung der Umformverfahren im Rahmen der Fertigungstechnik . 513.2.1 Historische Entwicklung der Metallerzeugung und der mechanischen Me-

tallbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.2.2 Vergleich der Umformverfahren mit anderen „mechanischen Formge-

bungsverfahren“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.2.3 Typische Einsatzgebiete der Umform- und Zerteiltechnik . . . . . . . . . . 533.2.4 Besonderheiten und Entwicklungstrends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.3 Ausgewählte Grundlagen der Umformtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.4 Typische Prozesse und Verfahren der umformenden Halbzeugfertigung . . . . . . . 68

3.4.1 Wichtige Prozessketten der Halbzeugfertigung . . . . . . . . . . . . . . . 683.4.2 Ausgewählte Umformverfahren zur Halbzeugfertigung . . . . . . . . . . . 70

3.4.2.1 Verfahrensübersicht Walzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.4.2.2 Verfahrensübersicht Freiformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.4.2.3 Verfahrensübersicht Durchdrücken – Strangpressen . . . . . . . 743.4.2.4 Verfahrensübersicht Durchziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.4.2.5 Verfahrensübersicht Biegeumformen . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.5 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Massivumformung . . . . . . . . . . . . 783.5.1 Stauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.5.1.1 Verfahrensübersicht Stauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.5.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Stauchens . . . . . . . . . . 79

3.5.2 Freiformschmieden und Rundkneten (Feinschmieden, Rundhämmern) . . . 813.5.2.1 Verfahrensübersicht Freiformschmieden . . . . . . . . . . . . . 813.5.2.2 Bedeutung und Besonderheiten des Freiformschmiedens . . . . . 823.5.2.3 Verfahrensübersicht Rundkneten . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.5.2.4 Bedeutung und Besonderheiten des Rundknetens . . . . . . . . . 83

3.5.3 Gesenkschmieden und Warmpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.5.3.1 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen mit Grat 843.5.3.2 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen ohne

Grat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.3.3 Verfahrensübersicht zur Herstellung der Anfangsformen und

Massenverteilungs-Zwischenformen für das Gesenkschmiedenund Warmpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

3.5.3.4 Bedeutung und Besonderheiten des Gesenkschmiedens undWarmpressens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.5.4 Kaltfließpressen und Kaltschmieden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.5.4.1 Verfahrensübersicht Kaltfließpressen und Kaltschmieden . . . . 933.5.4.2 Bedeutung und Besonderheiten des Kaltfließpressens und Kalt-

schmiedens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.5.5 Walzverfahren der Teilefertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.5.5.1 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung bzw. Verän-derung von Werkstückgrundformen . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Inhaltsverzeichnis 9

3.5.5.2 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung von Neben-formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.5.5.3 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Feinbearbeitung vonOberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.6 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Blechumformung . . . . . . . . . . . . 1063.6.1 Verfahren zur Herstellung ebener Blechformteile durch Trennverfahren . . 106

3.6.1.1 Verfahrensübersicht Zerteilverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 1063.6.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Scherschneidens . . . . . . . 108

3.6.2 Verfahren zur Herstellung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . . 1103.6.2.1 Verfahrensübersicht Zug-Druck-Umformverfahren zur Erzeu-

gung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . 1103.6.2.2 Verfahrensübersicht Druck-Umformverfahren zur Erzeugung

bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . 1133.6.2.3 Verfahrensübersicht Zug-Umformverfahren zur Erzeugung bzw.

Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . . . 1143.6.2.4 Verfahrensübersicht Biege-Umformverfahren zur Erzeugung

bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile . . . . . . . . . . . 1153.6.3 Technologischer Ablauf bei der Herstellung von Blechformteilen . . . . . 117

3.7 Werkzeuge der Umform- und Schneidtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.8 Einflussfaktoren auf die Fertigungsgenauigkeit von Umformteilen . . . . . . . . . 120

4 Trennen 1234.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.2 Trennen durch Spanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanab-

nahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284.2.2.4 Hilfsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.2.2.5 Flächen und Vorschubgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.2.2.6 Eingriffsgrößen des Werkzeuges . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.2.2.7 Spanungsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.2.2.8 Werkzeuggeometrie für das Spanen mit geometrisch bestimmter

Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.2.2.9 Werkzeugverschleiß / Standbegriffe und Spanbildung . . . . . . 1374.2.2.10 Schneidstoffe (geometrisch bestimmte Schneide) . . . . . . . . . 1404.2.2.11 Kühlschmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434.2.2.12 Schnittkraftberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.3 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1 Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.3.1.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1.2 Drehverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.3.1.3 Drehwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.3.1.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

4.3.2 Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150


4.3.2.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.3.2.2 Fräsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.3.2.3 Fräswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.3.2.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

4.3.3 Bohren, Senken, Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.3.3.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.3.3.2 Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.3.3.3 Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.3.3.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

4.3.4 Hobeln und Stoßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.3.5 Räumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

4.3.5.1 Räumverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614.3.5.2 Räumwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.3.5.3 Zeitspanvolumen und Schnittzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

4.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.4.1 Spanungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.4.2 Schleifverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.4.3 Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

4.4.3.1 Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.4.3.2 Form der Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.4.3.3 Zusammensetzung der Schleifwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . 169

4.4.4 Schleifscheibenvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.4.4.1 Auswuchten der Schleifscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.4.4.2 Abrichten der Schleifscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

4.4.5 Kenngrößen des Schleifprozesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.4.5.1 Außenrund-Einstechschleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.4.5.2 Geschwindigkeitsquotient q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.5.3 Verschleißquotient G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

4.4.6 Honen und Läppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.6.1 Honen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.4.6.2 Läppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

4.5 Trennen durch Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.5.1 Funkenerosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.5.1.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.5.1.2 Anlagentechnik zum funkenerosiven Schneiden . . . . . . . . . 1854.5.1.3 Anlagentechnik zum funkenerosiven Senken . . . . . . . . . . . 186

4.5.2 Wasserstrahltechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.5.2.1 Verfahrensgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1934.5.2.2 Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.5.2.3 Verfahrensmerkmale (Kerbtiefe, Schnittfläche, Schnittfuge) . . . 1994.5.2.4 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1994.5.2.5 Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Verfahrens . . . . 200

4.5.3 Laserstrahltechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.5.3.1 Grundlagen zum Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.5.3.2 Entstehung und Besonderheiten von Laserlicht . . . . . . . . . . 2014.5.3.3 Lasertypen zur Materialbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . 2024.5.3.4 Nd:YAG-Festkörperlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203


4.5.3.5 CO2-Gaslaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2044.5.3.6 Diodenlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2054.5.3.7 Excimerlaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2064.5.3.8 Vorteile des Werkzeuges Laserstrahl . . . . . . . . . . . . . . . 2064.5.3.9 Verfahren der Lasermaterialbearbeitung . . . . . . . . . . . . . 207

5 Fügen 2115.1 Einführung in die Fügetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

5.1.1 Einteilung der Fügeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2115.1.1.1 Schweißbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

5.2 Schweißen mit Lichtbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.1 Grundlagen der Lichtbogentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.2 Lichtbogenhandschweißen (E-Hand) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

5.2.2.1 Prinzipskizze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2275.2.3 Schutzgasschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

5.2.3.1 Übersicht und Gemeinsamkeiten der Verfahren . . . . . . . . . . 2295.2.3.2 Metall-Schutzgasschweißen (MSG) . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.2.3.3 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) . . . . . . . . . . . . . . . 2345.2.3.4 Plasmaschweißen (WPL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

5.2.4 Unterpulverschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2385.2.4.1 Verfahrensprinzip und Schweißausrüstung . . . . . . . . . . . . 2385.2.4.2 Anwendung des UP-Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

5.3 Widerstandspressschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.3.1 Physikalische Grundlagen des Widerstandspressschweißens . . . . . . . . 2395.3.2 Punktschweißen (RP-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

5.3.2.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.3.2.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.4 Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.2.5 Schweißpunkteinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.3.2.6 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

5.3.3 Rollennahtschweißen (RR-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.3.3.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2465.3.3.4 Einrichtungen zum Rollennahtschweißen . . . . . . . . . . . . . 2465.3.3.5 Schweißstromart und Stromtaktprogramme . . . . . . . . . . . . 2475.3.3.6 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

5.3.4 Buckelschweißen (RB-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.2 Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.3.4.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.3.4.4 Elektroden zum Buckelschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . 2495.3.4.5 Buckel zum Widerstandsschweißen (auszugsweise) . . . . . . . 2505.3.4.6 Einrichtungen zum Buckelschweißen . . . . . . . . . . . . . . . 2505.3.4.7 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

5.3.5 Abbrennstumpfschweißen (RA-Schweißen) . . . . . . . . . . . . . . . . . 251


5.3.5.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2515.3.5.2 Einsatzmöglichkeiten (auszugsweise) . . . . . . . . . . . . . . . 2525.3.5.3 Besonderheiten des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2535.3.5.4 Einrichtungen zum Abbrennstumpfschweißen . . . . . . . . . . 2535.3.5.5 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

5.4 Schweißen durch Bewegungsenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.4.1 Grundlagen zur schweißtechnischen Nutzung kinetischer Energie . . . . . 2545.4.2 Reibschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

5.4.2.1 Verfahrensprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2545.4.2.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.4.2.3 Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2575.4.2.4 Konstruktive Gestaltung und Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . 2575.4.2.5 Fertigungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

5.5 Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.5.1 Physikalisch-chemische Grundlagen des Lötens . . . . . . . . . . . . . . . 2595.5.2 Oberflächenaktivierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2615.5.3 Lötverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2635.5.4 Lote und Grundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2695.5.5 Gestaltung von Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2715.5.6 Allgemeine Anforderungen an Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . 272

5.6 Kleben – adhäsives Verbinden von Werkstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2735.6.1 Kann man sich auf geklebte Erzeugnisse verlassen? . . . . . . . . . . . . . 2735.6.2 Warum ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich? . . . . . . . . . . . . 2735.6.3 Der Klebstoff: erst flüssig, dann fest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2755.6.4 Verarbeitung von Klebstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.6.5 Gestaltung von Klebverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.6.6 Qualitätssicherung in der Klebtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5.7 Fügen durch Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.7.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.7.2 Durchsetzfügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

5.7.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2795.7.2.2 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.7.2.3 Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.7.2.4 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

5.7.3 Stanznieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2825.7.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2825.7.3.2 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2835.7.3.3 Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2835.7.3.4 Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

6 Beschichten 2856.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2856.2 Verfahrensübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3 Beschichten aus dem flüssigen oder plastischen Zustand . . . . . . . . . . . . . . . 286

6.3.1 Emaillieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3.2 Lackieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.3.3 Schmelztauchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287


6.4 Beschichten aus dem festen Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2876.4.1 Thermisches Spritzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2876.4.2 Auftragschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2946.4.3 Auftraglöten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2966.4.4 Wirbelsintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

6.5 Beschichten aus dem gasförmigen, dampfförmigen oder ionisierten Zustand . . . . 2986.5.1 PVD-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2986.5.2 CVD-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2986.5.3 Elektrolytisches Abscheiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2996.5.4 Chemisches Abscheiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

7 Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung 3017.1 Definitionen, Ziele, metallkundliche Effekte und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . 3017.2 Wärmebehandlungsprozesse für Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

7.2.1 Thermische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3047.2.2 Thermochemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3117.2.3 Thermomechanische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

7.3 Bemerkungen zur fertigungstechnischen Realisierung . . . . . . . . . . . . . . . . 3187.4 Stellung der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . 319

8 Rapid Prototyping 3218.1 Prototypen in der Produktentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3218.2 Das Grundprinzip des Rapid Prototyping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3228.3 Die Rapid Prototyping-Prozesskette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

8.3.1 3D-CAD-Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3238.3.2 STL-Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3248.3.3 Rapid Prototyping-Datenaufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3258.3.4 Rapid Prototyping-Bauprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3268.3.5 Finishbearbeitung und Folgeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

8.4 Industrielle Rapid Prototyping-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3288.4.1 Polymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3288.4.2 Laser-Sintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3308.4.3 Laminate-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3318.4.4 Extrusionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3338.4.5 3D-Drucken (Three Dimensional Printing – 3DP) . . . . . . . . . . . . . . 335

8.5 Folgetechniken und Rapid Tooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3368.6 Tendenzen der Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

9 Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen 3399.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

9.1.1 Aufgaben und Ziele der Fertigungsprozessgestaltung . . . . . . . . . . . . 3399.1.2 Einflussgrößen auf den Planungsaufwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

9.2 Grundlagen und Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1 Gliederung der Fertigungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

9.2.1.1 Prozesselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1.2 Mengenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439.2.1.3 Organisationsstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345


9.2.2 Funktionelle Flächeneinteilung am Einzelteil . . . . . . . . . . . . . . . . 3479.2.3 Bestimmflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

9.3 Ausarbeiten von Fertigungsprozessen der Teilefertigung . . . . . . . . . . . . . . 3519.3.1 Prüfen der konstruktiven / funktionellen Anforderungen . . . . . . . . . . 3519.3.2 Auswahl der Planungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3519.3.3 Generierendes Ausarbeiten des Fertigungsprozesses . . . . . . . . . . . . 352

9.3.3.1 Tätigkeiten zur Entscheidungsfindung . . . . . . . . . . . . . . 3529.3.3.2 Ermittlung der technischen Elemente (Bearbeitungselemente)

und des Rohteiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3539.3.3.3 Prozessgrobentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3549.3.3.4 Prozessdetaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

9.4 Vergleich technologischer Varianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3619.4.1 Entscheidungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3619.4.2 Methoden zur Berechnung vergleichbarer Kosten . . . . . . . . . . . . . . 363

9.4.2.1 Kostenschema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.4.2.2 Zuschlagskalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3639.4.2.3 Einzelkostenkalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . 3649.4.2.4 Berechnung technologischer Einzelkosten pro Stück . . . . . . . 3669.4.2.5 Stundenkostenkalkulationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . 369

9.4.3 Methodeneinschätzung für Variantenvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . 371

10 Literaturverzeichnis 373

4 TrennenProf. Dr.-Ing. habil. H. Dürr, ChemnitzDr. rer. nat. R. Pilz (TU Chemnitz, Professur

Dr.-Ing. S. Herrbach, ChemnitzProf. Dr.-Ing. E. Seliga ( ,

4.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen

Die Ordnungsmerkmale der Verfahrenshauptgruppe Trennen sind Stoffzusammenhaltvermindernund Formändern. Die Verfahrenshauptgruppe Trennen umfasst die fünf Verfahrensgruppen Zertei-len, Spanen, Abtragen, Zerlegen und Reinigen (Bild 4.1).

Bild 4.1: Beispiele trennender Bearbeitungsverfahren

Trennen ist das Herstellen geometrisch bestimmter fester Körper mittels Werkzeugen durchFormändern und Stoffzusammenhaltvermindern. Geometrisch bestimmte feste Körper sindHalbzeuge, montagefähige Einzelteile oder Werkzeuge.

Die weitere Klassifizierung der Verfahren ist verfahrensgruppenabhängig und wird in den nachfol-genden Abschnitten für das Spanen und Abtragen erläutert.

und Umformtechnik)

ZwickauWests hsische Hochschuleäc Institut für Produktionstechnik)

f r Werkzeugmaschinenü -

-

c

124 4 Trennen

4.2 Trennen durch Spanen

4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung

Die Verfahrensgruppe Spanen umfasst die große Anzahl von Verfahrensuntergruppen und speziel-len Verfahren, mit denen verschiedenartige Formelemente an Werkstücken durch Abtrennen vonStoffteilchen auf mechanischem Weg gefertigt werden können.

Trennende, insbesondere spanende Werkzeuge, sind meist werkstückunabhängige Werkzeuge mitgeringer Formspeicherung. Um dennoch verschiedenartige Formelemente erzeugen zu können, istein komplizierter Bewegungsaufwand notwendig. Die Werkzeuge besitzen den Vorteil der Nach-stellbarkeit, so dass hohe Forderungen hinsichtlich Maß-, Form- und Lagetoleranz sowie Oberflä-chengüte erfüllt werden können. Spanende Fertigungsverfahren sind daher vorwiegend Verfahrender Fertig- bzw. Feinbearbeitung vorgeformter (z. B. umgeformter) Werkstücke in mittleren Stück-zahlbereichen.

Tabelle 4.1: Fertigungsverfahren im Qualitätsvergleich (RZ) nach DIN 4766 (Auszug)

Generell stehen die Fertigungsverfahren miteinander im „Anwendungswettbewerb“. Die besonde-ren Vorteile des Spanens liegen in der

• hohen Fertigungsgenauigkeit,• hohen Reproduzierbarkeit der Qualität (Tabelle 4.1),

4.2 Trennen durch Spanen 125

• nahezu geometrisch unbegrenzten Bearbeitungsmöglichkeit und• hohen auftrags- und stückzahlbezogenen Fertigungsflexibilität.Die Nachteile des Spanens sind vor allem im Materialverbrauch (Späneabfall), in der relativ ge-ringeren Produktivität und in den Festigkeitseigenschaften (unterbrochener Faserverlauf) des End-produktes zu sehen.

Allgemein gesagt, hat die spanabhebende Bearbeitung überall dort ihre Berechtigung, wo sie unterBerücksichtigung der genannten Faktoren vorteilhafter als die spanlose Formung anzuwenden ist.Daraus lassen sich die nachstehend genannten Einflussgrößen auf den Spanungsvorgang und somitauch auf die Werkstückqualität ableiten:

• Bearbeitungsverfahren• Werkstück (Werkstoff, Festigkeit, Gefüge, Homogenität, Abmessungen, Gestalt, Stabilität)• Werkzeug (Sorte, Anschliff, Verschleiß, Abmessungen, Steifigkeit)• Werkzeugmaschine (Spannelemente, Steifigkeit und Schwingungsverhalten, Betriebszustand)• Spanungsbedingungen (Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe, Vorschub, Werkzeugwinkel, Küh-

lung, Schmierung)

Der Gesamtzusammenhang zwischen Einflussgrößen und Werkstückqualität ist im Bild 4.2 dar-gestellt. Die Werkstückqualität wird wesentlich vom System Werkzeugmaschine – Werkzeug –Werkstück bestimmt.

Bild 4.2: Einflussgrößen auf die entstehende Werkstückoberfläche bei der Metallzerspanung

Die Wettbewerbsfähigkeit der Zerspanungstechnik wird zukünftig vor allem durch folgende Fak-toren beeinflusst:

• Flexible Automatisierung der Werkstück- und Werkzeughandhabung• Einstellbare Werkzeugsysteme zur Minimierung der Rüst- und Nebenzeit• Hohe Standzeiten der Werkzeuge im HSC-(High Speed Cutting-)Bereich und in der Hartzerspa-

nung durch verbesserte Schneidstoffeigenschaften

126 4 Trennen

• Automatisierte Prozess- und Fertigungsmittelüberwachung• Komplettbearbeitung in einer Aufspannung• Kundengerechte Modularisierung der Fertigungsmittel durch Plattformstrategien• Werkstattnahe und wissensbasierte Programmiertechnologien• Minimierung des Kühl- und Schmiermittelverbrauchs bis zur Trockenbearbeitung

4.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung

In den folgenden Ausführungen soll auf die wesentlichsten verfahrensübergreifenden Grundlagender spanenden Formung eingegangen werden. Sie sollen dazu dienen, die Verfahrenssystematik,-kinematik, -einflussgrößen und Verschleißgrößen im Zusammenhang zu sehen.

4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick

Prinzipiell sind die Klassifizierungsmerkmale Automatisierungsgrad, Schneidengeometrie, Form-elementegeometrie und Lage der Bearbeitungsstelle für die Verfahrenseinteilung und -auswahlentscheidend.

nach Automatisierungsgrad:

maschinell manuellautomatisierter programmierter Ablauf unbestimmte Relativbewegung Werkzeug – Werkstück

nach geometrischer Art der Schneide:

geometrisch bestimmte Schneide geometrisch unbestimmte SchneideSchneidenanzahl, Geometrie der Schneidkeile und Lage derSchneiden zum Werkstück sind bekannt (Drehen, Bohren,Fräsen)

Schleifen, Honen, Läppen

nach Art der zu erzeugenden Fläche (Formelement):

Tabelle 4.2: Einfache Grundkinematikebene Fläche kreiszylindrische Fläche

Plandrehen Planfräsen Runddrehen

Schraubflächen ProfilflächenAbbilden mit Werkzeugprofil Form implizit im Werkzeug

Schraubdrehen/Gewindestrehlen Profildrehen

nc

nc nc

nc nc

vfvf

vf

vf vf


Tabelle 4.3: Komplizierte GrundkinematikFormflächen einfacher Art Freiformflächen (3D) Verzahnungsflächen

Werkstück und Werkzeug wälzeneinander ab (Abwälzen)

räumliche Steuerung derVorschub- bzw.

Schnittgeschwindigkeit beimFormdrehen

z. B. Hohlformen (Gesenke)5-Achsbearbeitung beim

Formfräsen

Fräser mit Bezugsprofil führt mitder Vorschubbewegung simultane

Werkzeugbewegung aus.Wälzfräsen

4.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik

Die Zerspanungstechnologien zeichnen sich durch eine eindeutige Definition ihrer Basisgrößenaus. Im Bild 4.3 ist dazu ein Überblick gegeben. Die weiteren Erläuterungen dieser Größen erfolgtüberwiegend am Beispiel des Drehens.

Bild 4.3: Basisgrößen der Zerspantechnik (Erläuterung der Basisgrößen S. 128–136)

128 4 Trennen

4.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanabnahme

Beim Spanen wird eine in der Ausgangsform eines Fertigteils bereits enthaltene End- bzw. Fer-tigform durch die mechanische Trennwirkung eines Schneidkeils erzeugt. Die Bewegungen beimZerspanvorgang sind Relativbewegungen zwischen Werkzeugschneide und Werkstück. Die Be-wegungen können gerade, kreisförmig oder beliebig sein. Es sind Bewegungen an der Wirkstelle,die durch die Werkzeugmaschine erzeugt werden.

Im einzelnen sind dies folgende Bewegungsvorgänge:

• Bewegungen, die die Spanabnahme vorbereiten (Anstell-, Zustell-, Nachstell-, Rückstellbewe-gung)

• Bewegungen, die unmittelbar zur Spanabnahme führen (Schnitt-, Vorschub-, Wirkbewegung).Die Späne entstehen durch die Wirkbewegung nach einer vorangegangenen Zustellbewegung.Die Bewegungsrichtungen sind dabei momentane Richtungen der Bewegungen im ausgewähltenSchneidenpunkt (Bild 4.4).

Bild 4.4: Bewegungen zwischen Werkzeugschneide und Werkstück (Richtungen der Schnitt-,Vorschub- und Wirkbewegungen)

Die Wirkbewegung ist die resultierende Bewegung aus Schnitt- und gleichzeitig ausgeführter Vor-schubbewegung. Erfolgt keine gleichzeitige Vorschubbewegung (z. B. beim Stoßen), dann ist die

(Umfangsfräsen)


Schnittbewegung auch die Wirkbewegung. In diesem Zusammenhang sind folgende Geschwindig-keiten für den Spanungsvorgang von Bedeutung:

• Schnittgeschwindigkeit vc • Vorschubgeschwindigkeit vf • Wirkgeschwindigkeit veIst das Verhältnis vf zu vc sehr klein, so gilt die Annäherung: ve ≈ vc. Weitere Informationenbezüglich der Bewegungen, Bewegungsrichtungen, Geschwindigkeiten, Wege sowie deren Kom-ponenten sind der DIN 6580 zu entnehmen.

4.2.2.4 Hilfsgrößen (Bilder 4.5, 4.6, 4.7, 4.8)

Die einheitliche Betrachtung der verschiedenen spanenden Fertigungsverfahren erfordert die Ein-führung einiger Hilfsgrößen:

Vorschubrichtungswinkel ϕ

Der Vorschubrichtungswinkel ist der Winkel zwischen Vorschubrichtung und Schnittrichtung. Erkann konstant sein, z. B. beim Drehen ϕ = 90◦ oder sich während des Zerspanvorganges ständigändern, wie z. B. beim Umfangsfräsen.

Bild 4.5: Arbeitsebene, Vorschub- undWirkrichtungswinkel beim Drehenϕ = 90◦

Bild 4.6: Arbeitsebene, Vorschub- undWirkrichtungswinkel beimGegenlauffräsen ϕ < 90◦

Wirkrichtungswinkel η

Der Wirkrichtungswinkel ist der Winkel zwischen Wirkrichtung und Schnittrichtung.

tan η = sin ϕ[(vc/vf ) + cos ϕ]

Arbeitsebene Pfe

Die Arbeitsebene (vgl. DIN 6581) ist eine gedachte Ebene, die die Schnittrichtung und die Vor-schubrichtung im ausgewählten Schneidenpunkt enthält. In der Arbeitsebene vollziehen sich dieBewegungen, die an der Spanabnahme beteiligt sind.

(Umfangsfräsen)

Sachwortverzeichnis

3D-Drucken 328, 3353D-Geometriemodellierung 3233D-Plotter 333

Abbrenn-Längenverlust 254Abbrennen 251Abbrennprozess 253Abbrennstumpfschweißen 213, 251f.Abbrennstumpfschweißen aus dem Kalten

251Abbrennstumpfschweißen mit Vorwärmen

251Abgraten 107Abkühlen 40Abkühlen/Abschrecken 304f.Abkühlungskurve 40Abkühlzeit 219Abrasivmittel 197Abrichten 175Abscheiden, chemisches 300Abscheiden, elektrolytisches 299Abschneiden 107Absetzen 89Abstreckdrücken 101, 113Abstreckziehen 112Abtragen 181Aggregatzustand 40Aktivgasgemische 232An- und Einpressen 212Anfahrblock 18Anfangsform 87Anisotropie 59f.Anlagentechnik zum Wärmebehandeln 318Anlassen 309Anlegieren 240Anstauchen 79, 85, 87, 89, 95Arbeitsebene 129Arbeitseingriff 132Arbeitsgang 343Arbeitshöchstgeschwindigkeiten 174Arbeitskontrolle 340Arbeitsplanung 339

Arbeitsplatzstundenkosten 370Arbeitssteuerung 340Arbeitsstufe 343Arbeitstemperatur 262, 270Arbeitsvorbereitung 339Arbeitswerteermittlung 359Argon 229, 234Aufheizen 40Aufkohlungshärten 312, 319Aufschmelzquerschnitt 223Aufstickungshärten 312Auftraglöten 296Auftragschweißen 294Auftragschweißverfahren 295Auftragschweißwerkstoffe 295Aufweiten 103Ausbreitung 259Ausklinken 107Ausknicken 80Ausscheidung 304, 310, 316f.Ausschneiden 107Austenitformhärten 318Austenitisieren 304Auswuchten 175

Bainit 310, 317Bainitisieren 310Bandelektrode 238Bauteil 17Beanspruchung 50Bearbeitungseigenschaften 301, 319Bearbeitungselemente 353Befüllkammer 35Belastungsverhalten 60Benetzen 260Benetzungswinkel 260Besanden 32Beschichten 211, 285Beschichtungsverfahren 286Beschneiden 86, 107Bestimmflächen 349Bewegungsabläufe, rotatorisch 254

386 Sachwortverzeichnis

Bewegungsabläufe, translatorisch 254Bezeichnung 168BG-Glühen 308Biege-Umformen 55, 68Biegen 115Biegen, freies 89Biegerichten 116Biegeumformen 50, 77Bindungsarten 173Blechschneiden 108Blechumformung 50Blockgießen 18Bodendicke 282Bodenreißer 110Bohren 157Bohrungsdrücken 103Borieren 314Brazing alloy 269Breiten 73, 85Brinellhärte 45Buckel 248, 250Buckel, angeschoben 250Buckelelektroden 249Buckelform 250Buckelschweißeinrichtung 250Buckelschweißen 213, 248f.Buckelschweißmaschine 250Buckelschweißwerkzeuge 249Buckelschweißeinrichtung 250BY-Behandlung 316f.

CAD-Systeme 58Carbonitrierhärten 312Chromieren 315CNC-Steuerung 188Computer 32Cr-Ni-Äquivalent 220Croning-Prozess 32CVD 298

Dauerform 33Dauerkern 34Dauermodell 29, 337Dauerstrom 247Dauerwechselstrom 247Deformationsverhalten 60Dehnung 44Dichte 38

Dichtnaht 247Dielektrikum 183, 190Diffusion 304, 312Digitalisieren 323Diodenlaser 205Direct Croning-Verfahren 32Direkthärten 313Dissoziation 259Dissoziationsvorgänge 224Doppelbuckelschweißen 248Doppelpunktschweißen 239Drahtflammspritzen 290Drahtführungseinrichtung 185Drahtspule 232Drahtvorschubgerät 232, 236Drehen 146Drehstromgleichrichter 225Drehverfahren 146Drehwerkzeuge 148Drosselspule 226Druck 34Druck-Umformen 54, 68Druck-Umformverfahren 113Druck-Zeit-Programm 254Druckgießmaschine 35Druckgießverfahren 34Druckmedium 115Druckübersetzer 195Druckumformen 50Drücken 102, 111Drückwalzen 101Durchdrücken 74, 86, 113Durchdrücktechnik 237Durchsetzen 89Durchsetzfügen 278f.Durchsetzfügeverbindung 280Durchsetzfügeverfahren, mehrstufig 279Durchziehen 76, 112

Eigenschaft 40Eigenspannungen 304Eindrücken 96, 106Einimpulsschweißen 244Einphasen-Punktschweißeinrichtung 243Einphasengleichrichter 225Einprägen 95f.

Sachwortverzeichnis 387

Einrichtungen zumAbbrennstumpfschweißen 253

Einrichtungen zum Buckelschweißen 250Einsatzhärten 312, 319Einsatzstoffe 39Einschneiden 108Einschnürdehnung 60Einsenken 95f.Einspannlänge 254Einzelbuckelschweißen 248Einzelkostenkalkulationsmethode 364Einzelpunktschweißen 239Elektrode, abschmelzende 230Elektrode, nicht abschmelzende 230Elektroden zum Buckelschweißen 249Elektroden, Standzeit 251Elektrodenabnutzung 246Elektrodenhalter 227Elektrodenkraft 242, 246, 248, 251Elektrodenumhüllung 227Elektrodenverschleiß 192, 240Elektrodenwerkstoff 242Elektrodenwerkstoffe 192Elementarzelle 58Elemente, technische 353Emaillieren 286Energie, kinetische 254Energiekosten 368Engen 112Entgraten 86Entladephase 183Entwicklung, historisch 51Erstarren 21Erwärmen 304f.Erwärmgeschwindigkeit 305Erwärmung, direkte 267Erwärmung, indirekte 267Eutektikum 41Excimerlaser 206Extrusionsverfahren 328, 333

Faltenbildung 110Feingießen 337Feinschmieden 82Feinschneiden 109Feinstpunktschweißung 241Ferrit 308, 317

Fertigung 46Fertigungsgenauigkeit 121f., 124Fertigungslohn 367Fertigungsprozess 343Fertigungsprozessgestaltung 319, 339Fertigungsvarianten 361Fertigungsverfahren 211Festkörperlaser 203Feuerfestigkeit 25Feuerverzinken 287Filteranlage 190Finishbearbeitung 327Flach-Längswalzen 70Flach-Querwalzen 72, 105Flach-Schrägwalzen 105Flächen, freie 348Flächeneinteilung 347Flächenklassifizierung 348Flächenkonstanz 117Flammfeldlöten 266Flammlöten 265Flammlöten, manuelles 266Fließbedingung 64Fließgesetz 63Fließkurve 65Fließpressen 87, 279Fließspannung 64f.Fließvermögen 41Flüssigkeitsstrahlen 192Flussmittel 262Flussmittellötung 261Folgeprozess 336Folgetechnik 336Folgeverfahren 327Folie 27Form 168Formändern 123Formänderungszustand 62Formen für den einmaligen Gebrauch 22Formen für den mehrmaligen Gebrauch 22Formfüllung 33Formfüllungsvermögen 41Formgießen 18Formhohlraum 41Formmaschine 25Formpressen 85f., 95Formrecken 88


Formschluss 217Formstoffmischung 25Formteilquerwalzen 88Fräsen 150Fräserarten 155Fräsverfahren 151Freifläche 133Freiformen 72, 78Freiformschmieden 72, 81Freiwinkel 135Fremderwärmumg 251Fügbarkeit 218, 281Fügen 211f., 216Fügen durch Löten 215Fügen durch Schweißen 213Fügen durch Umformen 212, 278f., 282Fügen durch Urformen 212Fügen, Wirkprinzipien 216Fügetechnik 211Führungssystem 195, 198Fülldruck, kapillar 260f.Füllen 212Füllmuster 326Fugenform 222Funkeneinzelentladung 183Funkenentladung 187Funkenerosion 182Funktionsflächen, spezielle 347Fused Deposition Modeling 333Fused Layer Modeling 333

Gasblase 38Gasdüse 232Gasdurchlässigkeit 25Gase, aktiv 230, 232Gase, inert 229Gasentladung 224Gaslaser 204Gaslot 269Gasnitrieren 313Gasversorgung 232Gebrauchseigenschaften 301, 311, 318f.Gefüge 41, 58, 172Gegenlauffräsen 150Gegenstandsprinzip 346Genauigkeiten, erreichbare 53, 180

Genauschmieden 86Generator 188Geregeltes Abkühlen aus der Umformwärme

317Gesamtschweißstrom 249Gesamtwiderstand 239f.Geschwindigkeitsquotient 179Geschwindigkeitszustand 62Gesenkbiegen 116Gesenkformen 78, 84, 114Gesenkschmieden 84Gesenksicken 116Gesetz, HOOKEsches 60Gesetz, Joulesche 239, 245Gestaltänderungsenergie-Hypothese 64Gestalterzeugung, abformend 119Gestalterzeugung, kinematisch 119Gießsystem 21Gießtemperatur 41Gießverfahren 33GKZ-Glühen 307Gleichgewichtsbedingung 64, 68Gleichlauffräsen 150Gleichmaßdehnung 60Gleichrichter 225, 232Gleichstrom-Mittelfrequenz-Invertertechnik

243, 246Gleitziehen 76, 112Glühen auf kugeligen Zementit 307Granulat 17Graphit 44Grenzflächenvorgang 260Grenzziehverhältnis 110Grobkornglühen 308Grundflächen 347Grundstrom 233Gütewerte, mechanisch-technologische 219Gusseisenwerkstoffe 43Gussstück 39Gussteilgestaltung 45Gusswerkstoffe 39

Härtegrade 172Härten 309Haftung 288Halbhohlniete 282Halbwarmumformung 49


Halbzeug 18Halbzeugart 50Halten 304f.Handformerei 24Handzange 280Hartguss 44Hartlöten 215, 262Hartlot 269Hauptformänderung 63Hauptnormalspannung 62Helium 229, 234High-Deposition-Welding 233Hilfsflächen 347Hilfslichtbogen 236f.Hinterschnitt 282, 284Hobeln 160Hochdruckpumpe 195Hochfrequenzgenerator 236Hochfrequenzzündimpuls 236Hochgeschwindigkeitsflammspritzen 291Hochleistungsverfahren 239Hochtemperaturlöten 215, 263Hochtemperaturlot 263, 269Hohlprägen 114Honen 179HSC-Fräsen 154

Impulsgenerator 185Impulslichtbogen 233Inchromieren 315Induktionslöten 266Induktor, wassergekühlt 266Injektorstrahl 195Innenhochdruck-Umformen 115Inverter 226Ionisation 224

Kaltdraht-Heißdrahtschweißen 235Kaltfließpressen 92Kaltkammerdruckgießmaschine 35Kaltpressschweißen 213, 254Kaltschmieden 92, 95Kaltumformen 279, 307, 310, 317Kaltumformung 49Kapillarspalten 260Keil-Querwalzen 100Keilwinkel 135Kenngrößen 178

Kerbtiefe 199Kerbwirkung 221Kern 25Kernbohren 159Kernformstoffmischung 25Kinematik 50Klebbarkeit 218Kleben 29, 215, 273Klebfestigkeit 274, 276Klebfläche 276Klebstoff 273, 275Klebstoff, heißhärtend 276Klebstoff, Verarbeitung 276Klebstoffbestandteile 277Klebstoffkomponente 277Klebtechnik 273Klebverbindung 273, 276Klebverbindung, Gestaltung 276Knabberschneiden 108Körnung 170Kohärenz 202Kohäsion 273Kohäsionskräfte 260Kohlenstoff 44Kohlenstoffäquivalent 219Kokille 18Kokillenwerkstoff 33Kolbenlöten 263Kontaktrohr 232Kontaktwiderstand 239f., 248Kontaktwiderstandserwärmung 267Kontaktzündung 227Kontrolleinrichtung 242Korngröße 304, 308, 315Kostenschema 363Kraft-Stromprogramm 244Krafteinleitungsvermögen 66Kragenziehen 112Kristallisator 20Kristallstruktur, -gitter 58f.Kriterien, nichtquantifizierbare 363Krümmungsmittelpunkt 260Kühlschmierstoffe 143Kunstharz 29Kurzlichtbogen 232f.

Lackieren 286


Längenzugabe 253Längsnahtschweißmaschine 246Längswalzen 70Längswalzverfahren 98Läppen 180Laminate-Verfahren 328, 331Laminated Object Manufacturing 331Lampen-Masken-Verfahren 328Langbuckel 250Laser 32, 201Laser-Scanner-Verfahren 328Laser-Sintern 328, 330Laserbarren 205Laserstrahlschneiden 207Laserstrahlschweißen 208Laserstrahlung 201Lasertypen 202Layer Laminate Manufacturing 331Legierung, eutektische 270Legierungselement 44Leichtmetallguss 43Lichtbogen, rotierender 232f.Lichtbogenhandschweißen 214, 227Lichtbogenspritzen 291Lichtbogentechnik 224Lichtleitfasern 203Liquidustemperatur 263, 270Lochen 86, 107Lötbarkeit 218Löten 259Löten, partielles 267Löten, physik.-chem. Grundlagen 259Lötkolben 263Löttemperatur 262Lötverbindungen, Gestaltung 271Lötverfahren 263Lötzeit 262Lot 269Lotbadoberfläche 265Lotbadtauchlöten 264Lotschmelzbad 264Lotschmelzbereich 262Lotwelle, schmelzflüssige 265Lunker 39

MAG-Schweißverfahren 234Martensit 304, 309, 318

Maschinen mit Sekundärgleichrichtern 251Maschinen mit Wanderrollen- und

Dornschlittenarmaturen 246Maschinenauswahl 356Maschinenbau 20Maschinenformerei 25Maschinenstundenkosten 369Maskenformverfahren 29Massivschneiden 108Massivumformung 50Materialeinzelkosten 366Mechanisierungsgrad 229, 234f., 237Mehrimpulsanlage 241Mehrimpulsschweißen 244Mehrstofflegierung 270Mengenstruktur 343Metall-Aktivgasschweißen 214, 230Metall-Inertgasschweißen 214, 230Metall-Schutzgasschweißen 214, 230f.Metallcarbidbehandlung 315Methode der Finiten Elemente 58MIG-Schweißen 232MIG-Schweißverfahren 234Mikroplasmaschweißen 237Mikrostereolithografie 329Mindestscherzugkraft 245Minimalmengenschmierung 143Mischkristall 304, 312Mittelfrequenzanlagen 251Mittelzeitschweißbedingungen 245Model Maker 333Modell 25Modellplatte 25Molekül, polymerisationsfähiges 275Molekülvergrößerung 275Monochromasie 202MSG-Doppeldrahtschweißen 233MSG-Tandemschweißen 233Multi-Jet Modeling 333Multiphase Jet Solidification 333

Nachpresszeit 239Nachschlagen 114Nachschneiden 109Nachwärmen 244Nebenzeiten 243Neigungswinkel 135


Nibbeln 108Niederdruckgießverfahren 37Nietkopf 283Nietverbindung 283Nitrieren 311, 313Nitrocarburieren 314Normalglühen 308, 317Normalisierendes Umformen 317Normalspannung 61

Oberflächenspannungen 262Oberfläche, klebgerechte 277Oberflächenaktivierung 261f.Oberflächenbehandlung 273f.Oberflächenqualitäten, erreichbare 167Oberwerkzeug 249Ofenformen 268Ofenlöten 262, 268Organisationsstruktur 345Oxidbeseitigung 261Oxidhaut 263Oxinitrieren 313

Pausenphase 183Perlit 304, 307f., 317Phasenänderung 304Phasendiagramm 41Pilgerwalzen 70Planetärerosion 189Planungsweise 351Planungsweise, generierend 352Planungsweise, projektierend 352Plasmadüse 236Plasmagas, inert 236Plasmasäule 224, 236Plasmaschweißanlage 236Plasmaschweißbrenner 237Plasmaschweißen 214, 236Plasmaspritzen 292Polymer 275Polymerisation 328Polystyrol 29Post Processing 327Präzisionsformverfahren 28Präzisionsschmieden 86Pressschweißen 213Pressschweißverfahren 217Produktdatenmanagement-Systeme 58

Produktentwicklung 56, 321Profil-Längswalzen 70, 99, 104Profil-Querwalzen 72, 100, 104Profil-Schrägwalzen 100, 104Profilquerwalzen 88Projizierdrücken 101, 113Prozessdetaillierung 353, 356Prozesselemente 343Prozessentwurf 352Prozessgrobentwurf 354Prozessphase 343Prozessstufe 343Prüfmittelauswahl 359Pulsstrom 233Pulverflammspritzen 290Punktdurchmesser 245Punktschweißen 213, 239Punktschweißen, einseitiges 240Punktschweißen, zweiseitiges 240Punktschweißmaschine 267Punktschweißelektroden 239PVD 298

Qualitätssicherung 277, 282, 284, 319Quarzsand 25Quasiisotropie 60Quernahtschweißmaschine 246Querwalzen 71Querwalzverfahren 98

Räumen 161Räumnadel 162Randschichthärten (thermisches) 309Rapid Prototyping 32, 322Rapid Prototyping-Bauprozess 326Rapid Prototyping-Prozesskette 322Rapid Prototyping-Verfahren 328Rapid Tooling 336Rapid-Melt 233Recken 73, 89Reckstauchen 88Reckwalzen 88, 99Reduzieren 96Reiben 158Reiberwärmung 254, 259Reibschubspannung 67Reibschweißen 213, 254, 256Reibschweißen, kombiniertes 255


Reibschweißmaschine 254f.Reibschweißverbindungen 257Reibung, mechanisch 254Reibungsarbeit 66Rekristallisationsglühen 308Restaustenit 307, 309f.Reversieren 251Ringbuckel 250Ringwalzen 100Riss 39Risse 310, 319Roboterzange 280Rohteilwahl 354Rollbiegen 116Rollenbreite 248Rollenelektrode 245Rollenelektrodenpaar 245Rollennahtschweißen 213, 245f.Rollennahtschweißen, Einrichtungen 246Rollenprofil 248Rollenwerkstoff 248Rotieren 37Rundbuckel 250Rundhämmern 82Rundkneten 73, 82

Sandguß 337Scannen 323Schaeffler-Diagramm 220Scherkraft 37Scherschneiden 106Schiebung 62Schiebungsarbeit 66Schlacke 228Schlackenschicht 238Schlauchpaket 232Schleifmittelarten 169Schleifverfahren 164Schleifwerkzeuge 168Schleudergießverfahren 37Schlichte 29Schließkopf 282Schmelze 35Schmelzlöten 260Schmelzschweißeignung 219Schmelzschweißen 214Schmelzschweißverfahren 217

Schmelztauchen 287Schmelztemperatur 41Schmiedewalzen 99Schneiddraht 186Schneide 134Schneidenecke 134Schneiderodieranlage 185Schneiderodieren 182Schneidkeil 133Schneidkopf 195, 197Schneidkraft 110Schneidstoffe 140Schneidstoffeigenschaften 140Schneidteil 133Schnittfläche 109Schnittfuge 199Schnittleistung 199Schnitttiefe 131Schnittvorschub 131Schrägwalzen 70Schrägwalzverfahren 98Schub-Umformen 55Schubfließspannung 67Schubspannung 61Schubspannungs-Hypothese 64Schubumformen 50Schutzgasatmosphäre 262f.Schutzgase 229Schutzgase, inert 231, 263Schutzgase, reduzierende 262Schutzgasofenlöten 268Schutzgasschweißen 214, 229f.Schutzgasschweißverfahren 229f.Schutzgaswirkung 251Schwalllöten 265Schwalllötmaschine 265Schweiß-ZTU-Diagramm 219Schweißbarkeit 218, 280Schweißeignung 218ff.Schweißeinrichtungen mit

Kondensatorentladung 243Schweißen durch Bewegungsenergie 254Schweißen, manuell 235Schweißen, vollmechanisch 235Schweißkaverne 238Schweißlichtbogen 224Schweißmöglichkeit 218, 221


Schweißpulver 238Schweißpunkteinrichtung 242Schweißsicherheit 218, 221Schweißstromquellen 225Schweißverfahrensgruppen 217Schweißwulst 257Schweißzangen 242Schweißsicherheit 220Schwerkraft 33Schwerkraftkokillengießverfahren 34Schwermetallguss 43Schwindmaß 41Schwindung 42Schwungradantrieb 254Seigerung 40Sekundärkühlung 20Selektives Laser-Sintern 330Senken 158Senkerodieranlage 186Senkerodieren 182Servoregelung 187Setzen 79Sicherheitsanforderungen 174Silikongießen 336Simulation 57Sintern 330SLICE-Prozess 322Soldering alloy 269Solid Ground Curing 328Solidustemperatur 270Spanarten 139Spanbarkeit 301, 308Spanbildung 138Spanen 124Spanfläche 133Spanformen 140Spannmittelauswahl 357Spannungs-Dehnungs-Diagramm 60Spannungs-Formänderungs-Beziehung 63Spannungs-Hauptachsensystem 61Spannungs-Tensor 61Spannungsarmglühen 307Spannungsmittelwert 61Spannungsverteilung 48Spannungszustand 61Spanungsquerschnitt 132Spanwinkel 135

Speiser 42Sprengschweißen 254Spritzguss 336Spritzprozess 288Spritzschicht 288Spritzwerkstoff 292Sprühlichtbogen 232f.Spülvorgang 191Stabelektrode 227Stahlgusswerkstoffe 43Standzeit 138Stanzniete 282Stanznieten 278, 282Stanznietverbindung 284Stauch-Längenverlust 254Stauchen 73, 78f., 85, 87, 89Stauchgrat 253Steigen 85Steigrohr 37Stempel 279Stempelkontur 282Stereolithografie 328Stichlochtechnik 237STL-Schnittstelle 324Stoffeigenschaftsändern 304Stoffschluss 217Stoffwiderstand 239f., 248Stoffzusammenhaltvermindern 123Stopfenwalzen 70Stoßen 160Strahlfänger 195, 198Stranggießen 18Strangpressen 74Stratified Object Manufacturing 332Streckenenergie 220Streckgrenze 60Streckziehen 114Strom-Kraft-Programm 251Strompause 248Stromprogramm 244Stromtaktprogramm 247f.Stromverlauf, impulsförmig 226Stromzeit 243, 248Stülpziehen 111Stützkonstruktion 326Stumpf- und T-Stoß 222Stundenkostenkalkulationsmethode 369


Sublimation 259, 263Sulfonitrieren 314Suspensionsstrahl 195

T.I.M.E. 233Temperatur 40Temperatur-Zeit-Ablauf 305, 311, 315Temperatureinsatzgrenze 275Temperaturfelder 223Temperaturgeregeltes Walzen 317Temperaturverteilung 36Textur 60Thermische Behandlung/Verfahren 304f.Thermo-Jet 333Thermochemische Behandlung/Verfahren

311f.Thermomechanische Behandlung/Verfahren

315f.Thermomechanisches Umformen 317Thixogießverfahren 36Three Dimensional Printing 335Thyristor 226Tiefen 114Tieflochbohren 159Tiefziehen 110Tiegelofen 35Tisch-Rollenschweißmaschine 246Ton 25Topologie 47Transduktor 226Transformator 225, 242Transistor 226Transistor-Kaskaden 226Trennen 52, 123, 211Trockenbearbeitung 143

Überdeckungsgrad 177Überlappungsprinzip 276Ultraschallschweißen 213, 254Umform- und Zerteiltechnik, Besonderheiten

und Entwicklungstrends 55Umform- und Zerteiltechnik, Einsatzgebiete

54Umformarbeit 66Umformbarkeit 58Umformen 52, 211Umformen, Definition 49Umformen, Einordnungsgesichtspunkte 49

Umformer 225Umformfestigkeit 64Umformgeschwindigkeit 62, 65Umformgrad 62Umformkraft 66Umformmechanismen 59Umformtemperatur 49, 65Umformvermögen 66, 80Umformwirkungsgrad 67Umformzone 49Umhüllung 228f.Umrichter 226Umrichter, primär getaktet 226Umrichter, sekundär getaktet 227Universalwerkstatt 346Unterdruck 26Unterpulverschweißen 214, 238Urformen 17, 211Urformwerkzeug 21

Vakuumformverfahren 26Vakuumgießen 336Vakuumofenlöten 268Variantenvergleich, technologischer 353Verarbeitungseigenschaften 301, 319Verbindungsarten 217Verfestigungsexponent 65Vergleichsspannung 64Vergleichsumformgeschwindigkeit 66Vergleichsumformgrad 65Vergüten 310Vergüten aus der Umformwärme 317Verjüngen 95f., 113Verlorene Form 337Verlorene Modelle 337Verlustwärme 239Verlustwärmemenge 239Vermischungsgrad 295Verschleißfestigkeit 34Verschleißquotient 179Verzug 307, 309Vibration 30Vielbuckelschweißen 248Vielpunktschweißen 239Viskosität 37Vollformverfahren 29Vollhohlniete 282


Volumendefizit 42Volumenerwärmung 305Volumenkonstanz 63, 117Vorschub 130Vorschubrichtungswinkel 129Vorwärm-Längenverlust 254Vorwärmen 220, 244

Wachsausschmelzverfahren 28Wärmeübertragung 305Wärmebehandeln 224Wärmebehandeln, Wärmebehandlung 301ff.Wärmebehandlung 44Wärmebilanz 240Wärmeeintrag 223Walzbiegen 77Walzen 70Walzprofilieren 78Walzrichten 77Walzrunden 116Walzziehen 76, 112Wanddicke 41Warmkammerdruckgießmaschine 35Warmpressen 84Warmumformung 50Wasserabrasivstrahlschneiden 194Wasserstrahlschneidanlage 195Wasserstrahlschneiden 195Wechselrichter 226Wechselstrommaschinen 251Weichglühen 307Weichlöten 215, 262Weichlot 269Weichlot, eutektisch 270Weiten 112, 115Wellenlöten 265Werkstattprinzip 346Werkstoffausnutzungsgrad 301Werkstoffauswahl 46Werkzeug-Bezugssystem 134Werkzeugauswahl 358Werkzeuge der Umform- und

Schneidtechnik 119Werkzeugverschleiß 137Widerstandserwärmung 239, 267Widerstandslöten 267Widerstandspressschweißen 239

Widerstandsschweißen 213Widerstandsschweißtransformator 242WIG-Schweißen 234f.WIG-Schweißverfahren 234Wirbelsintern 296Wirkmedium 111Wirkrichtungswinkel 129Wirktemperaturbereich 262Wirkvorschub 131Wirkwärmemenge 239, 241Wolfram-Inertgas-Schweißen 230, 234Wolfram-Plasmaschweißen 230Wolfram-Schutzgasschweißen 214, 230Wolfram-Wasserstoffschweißen 230Wolframelektrode 234, 236Wolframelektrode, nicht abschmelzend 234,

236

Zahnvorschub 130Zeitermittlung 359f.Zeitsteuerung 243Zentrifugalkraft 33Zerschneiden 107Zerspankraft 144Zerteilen 52, 123Zerteilverfahren 106Zinskosten 367Zündphase 183Zug-Druck-Umformen 55, 68Zug-Umformen 55Zugdruckumformen 50, 110ff.Zugfestigkeit 45, 60Zugumformen 50, 114f.Zusammensetzen 212Zusammensetzung 36, 169Zuschlagskalkulationsmethode 363Zweistofflegierung 270Zwischenform 68Zwischenformen 88Zwischenstufenvergüten 310

Inhaltsverzeichnis1 Einleitung2 Urformen2.1 Einführung2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik2.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess2.1.3 Blockgießen2.1.4 Stranggießen2.1.5 Formgießen2.1.6 Gussabnehmer und statistische Zahlen

2.2 Verfahrensprinzipien beim Urformen2.2.1 Einleitung2.2.2 Gieß- bzw. Formverfahren2.2.3 Gussteilherstellung in Formen für den einmaligen Gebrauch2.2.3.1 Einleitung2.2.3.2 Handformerei2.2.3.3 Maschinenformerei2.2.3.4 Spezialformverfahren

2.2.4 Gussteilherstellung in Formen für den mehrmaligen Gebrauch (Dauerformen)2.2.4.1 Einleitung2.2.4.2 Schwerkraftkokillengießverfahren2.2.4.3 Druckgießverfahren2.2.4.4 Arten von Druckgießmaschinen2.2.4.5 Verfahrensablauf beim Druckgießen2.2.4.6 Thixogießverfahren2.2.4.7 Niederdruckgießverfahren2.2.4.8 Schleudergießverfahren

2.3 Gusswerkstoffe2.3.1 Einführung2.3.2 Kennzeichnende Kenngrößen der Gusswerkstoffe2.3.2.1 Niedrige Gießtemperatur2.3.2.2 Fließ- und Formfüllungsvermögen2.3.2.3 Volumenänderung beim Schmelzen und Erstarren

2.3.3 Arten von Gusswerkstoffen2.3.3.1 Gusseisenwerkstoffe2.3.3.2 Stahlguss2.3.3.3 Aluminium- und Magnesiumgusswerkstoffe2.3.3.4 Kupfergusswerkstoffe2.3.3.5 Mechanische Kennwerte wichtiger Gusswerkstoffe

2.4 Gussteilgestaltung

3 Umformen3.1 Begriffe, Ordnungsgesichtspunkte3.1.1 Definitionen und Abgrenzung3.1.2 Einordnungsgesichtspunkte

3.2 Stellung und Bedeutung der Umformverfahren im Rahmen der Fertigungstechnik3.2.1 Historische Entwicklung3.2.2 Vergleich der Umformverfahren mit anderen „mechanischen Formgebungsverfahren“3.2.3 Typische Einsatzgebiete der Umform- und Zerteiltechnik3.2.4 Besonderheiten und Entwicklungstrends

3.3 Ausgewählte Grundlagen der Umformtechnik3.4 Typische Prozesse und Verfahren der umformenden Halbzeugfertigung3.4.1 Wichtige Prozessketten der Halbzeugfertigung3.4.2 Ausgewählte Umformverfahren zur Halbzeugfertigung3.4.2.1 Verfahrensübersicht Walzen3.4.2.2 Verfahrensübersicht Freiformen3.4.2.3 Verfahrensübersicht Durchdrücken – Strangpressen3.4.2.4 Verfahrensübersicht Durchziehen3.4.2.5 Verfahrensübersicht Biegeumformen

3.5 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Massivumformung3.5.1 Stauchen3.5.1.1 Verfahrensübersicht Stauchen3.5.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Stauchens

3.5.2 Freiformschmieden und Rundkneten (Feinschmieden, Rundhämmern)3.5.2.1 Verfahrensübersicht Freiformschmieden3.5.2.2 Bedeutung und Besonderheiten des Freiformschmiedens3.5.2.3 Verfahrensübersicht Rundkneten3.5.2.4 Bedeutung und Besonderheiten des Rundknetens

3.5.3 Gesenkschmieden und Warmpressen3.5.3.1 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen mit Grat3.5.3.2 Verfahrensübersicht Gesenkschmieden und Warmpressen ohne Grat3.5.3.3 Verfahrensübersicht zur Herstellung der Anfangsformen und Massenverteilungs-Zwischenformen für das Gesenkschmieden und Warmpressen3.5.3.4 Bedeutung und Besonderheiten des Gesenkschmiedens und Warmpressens

3.5.4 Kaltfließpressen und Kaltschmieden3.5.4.1 Verfahrensübersicht Kaltfließpressen und Kaltschmieden3.5.4.2 Bedeutung und Besonderheiten des Kaltfließpressens und Kaltschmiedens

3.5.5 Walzverfahren der Teilefertigung3.5.5.1 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung von Werkstückgrundformen3.5.5.2 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Erzeugung von Nebenformen3.5.5.3 Verfahrensübersicht Walzverfahren zur Feinbearbeitung von Oberflächen

3.6 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Blechumformung3.6.1 Verfahren zur Herstellung ebener Blechformteile durch Trennverfahren3.6.1.1 Verfahrensübersicht Zerteilverfahren3.6.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Scherschneidens

3.6.2 Verfahren zur Herstellung räumlicher Blechformteile3.6.2.1 Verfahrensübersicht Zug-Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile3.6.2.2 Verfahrensübersicht Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile3.6.2.3 Verfahrensübersicht Zug-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile3.6.2.4 Verfahrensübersicht Biege-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile

3.6.3 Technologischer Ablauf bei der Herstellung von Blechformteilen

3.7 Werkzeuge der Umform- und Schneidtechnik3.8 Einflussfaktoren auf die Fertigungsgenauigkeit von Umformteilen

4 Trennen4.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen4.2 Trennen durch Spanen4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung4.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick4.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik4.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanabnahme4.2.2.4 Hilfsgrößen4.2.2.5 Flächen und Vorschubgrößen4.2.2.6 Eingriffsgrößen des Werkzeuges4.2.2.7 Spanungsgrößen4.2.2.8 Werkzeuggeometrie für das Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide4.2.2.9 Werkzeugverschleiß / Standbegriffe und Spanbildung4.2.2.10 Schneidstoffe (geometrisch bestimmte Schneide)4.2.2.11 Kühlschmierstoffe4.2.2.12 Schnittkraftberechnung

4.3 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide4.3.1 Drehen4.3.1.1 Spanungsvorgang4.3.1.2 Drehverfahren4.3.1.3 Drehwerkzeuge4.3.1.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.2 Fräsen4.3.2.1 Spanungsvorgang4.3.2.2 Fräsverfahren4.3.2.3 Fräswerkzeuge4.3.2.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.3 Bohren, Senken, Reiben4.3.3.1 Spanungsvorgang4.3.3.2 Verfahren4.3.3.3 Werkzeuge4.3.3.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.4 Hobeln und Stoßen4.3.5 Räumen4.3.5.1 Räumverfahren4.3.5.2 Räumwerkzeuge4.3.5.3 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide4.4.1 Spanungsvorgang (Schleifen)4.4.2 Schleifverfahren4.4.3 Schleifwerkzeuge4.4.3.1 Bezeichnung4.4.3.2 Form der Schleifwerkzeuge4.4.3.3 Zusammensetzung der Schleifwerkzeuge

4.4.4 Schleifscheibenvorbereitung4.4.4.1 Auswuchten der Schleifscheiben4.4.4.2 Abrichten der Schleifscheiben

4.4.5 Kenngrößen des Schleifprozesses4.4.5.1 Außenrund-Einstechschleifen4.4.5.2 Geschwindigkeitsquotient q4.4.5.3 Verschleißquotient G

4.4.6 Honen und Läppen4.4.6.1 Honen4.4.6.2 Läppen

4.5 Trennen durch Abtragen4.5.1 Funkenerosion4.5.1.1 Grundlagen4.5.1.2 Anlagentechnik zum funkenerosiven Schneiden4.5.1.3 Anlagentechnik zum funkenerosiven Senken

4.5.2 Wasserstrahltechnologie4.5.2.1 Verfahrensgrundlagen4.5.2.2 Anlagentechnik4.5.2.3 Verfahrensmerkmale (Kerbtiefe, Schnittfläche, Schnittfuge)4.5.2.4 Anwendungsgebiete4.5.2.5 Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Verfahrens

4.5.3 Laserstrahltechnologie4.5.3.1 Grundlagen zum Verfahren4.5.3.2 Entstehung und Besonderheiten von Laserlicht4.5.3.3 Lasertypen zur Materialbearbeitung4.5.3.4 Nd:YAG-Festkörperlaser4.5.3.5 CO2-Gaslaser4.5.3.6 Diodenlaser4.5.3.7 Excimerlaser4.5.3.8 Vorteile des Werkzeuges Laserstrahl4.5.3.9 Verfahren der Lasermaterialbearbeitung

5 Fügen5.1 Einführung in die Fügetechnik5.1.1 Einteilung der Fügeverfahren5.1.1.1 Schweißbarkeit

5.2 Schweißen mit Lichtbogen5.2.1 Grundlagen der Lichtbogentechnik5.2.2 Lichtbogenhandschweißen (E-Hand)5.2.2.1 Prinzipskizze

5.2.3 Schutzgasschweißen5.2.3.1 Übersicht und Gemeinsamkeiten der Verfahren5.2.3.2 Metall-Schutzgasschweißen (MSG)5.2.3.3 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG)5.2.3.4 Plasmaschweißen (WPL)

5.2.4 Unterpulverschweißen5.2.4.1 Verfahrensprinzip und Schweißausrüstung5.2.4.2 Anwendung des UP-Verfahrens

5.3 Widerstandspressschweißen5.3.1 Physikalische Grundlagen des Widerstandspressschweißens5.3.2 Punktschweißen (RP-Schweißen)5.3.2.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung5.3.2.2 Einsatzmöglichkeiten5.3.2.3 Besonderheiten des Verfahrens5.3.2.4 Elektroden5.3.2.5 Schweißpunkteinrichtung5.3.2.6 Fertigungshinweise

5.3.3 Rollennahtschweißen (RR-Schweißen)5.3.3.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung5.3.3.2 Einsatzmöglichkeiten5.3.3.3 Besonderheiten des Verfahrens5.3.3.4 Einrichtungen zum Rollennahtschweißen5.3.3.5 Schweißstromart und Stromtaktprogramme5.3.3.6 Fertigungshinweise

5.3.4 Buckelschweißen (RB-Schweißen)5.3.4.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung5.3.4.2 Einsatzmöglichkeiten5.3.4.3 Besonderheiten des Verfahrens5.3.4.4 Elektroden zum Buckelschweißen5.3.4.5 Buckel zum Widerstandsschweißen5.3.4.6 Einrichtungen zum Buckelschweißen5.3.4.7 Fertigungshinweise

5.3.5 Abbrennstumpfschweißen (RA-Schweißen)5.3.5.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung5.3.5.2 Einsatzmöglichkeiten5.3.5.3 Besonderheiten des Verfahrens5.3.5.4 Einrichtungen zum Abbrennstumpfschweißen5.3.5.5 Fertigungshinweise

5.4 Schweißen durch Bewegungsenergie5.4.1 Grundlagen zur schweißtechnischen Nutzung kinetischer Energie5.4.2 Reibschweißen5.4.2.1 Verfahrensprinzip5.4.2.2 Anwendungsbereich5.4.2.3 Zusatzstoffe5.4.2.4 Konstruktive Gestaltung und Festigkeit5.4.2.5 Fertigungshinweise

5.5 Löten5.5.1 Physikalisch-chemische Grundlagen des Lötens5.5.2 Oberflächenaktivierung5.5.3 Lötverfahren5.5.4 Lote und Grundwerkstoffe5.5.5 Gestaltung von Lötverbindungen5.5.6 Allgemeine Anforderungen an Lötverbindungen

5.6 Kleben – adhäsives Verbinden von Werkstoffen5.6.1 Kann man sich auf geklebte Erzeugnisse verlassen?5.6.2 Warum ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich?5.6.3 Der Klebstoff: erst flüssig, dann fest5.6.4 Verarbeitung von Klebstoffen5.6.5 Gestaltung von Klebverbindungen5.6.6 Qualitätssicherung in der Klebtechnik

5.7 Fügen durch Umformen5.7.1 Einführung5.7.2 Durchsetzfügen5.7.2.1 Grundlagen5.7.2.2 Anwendung5.7.2.3 Ausrüstung5.7.2.4 Qualitätssicherung

5.7.3 Stanznieten5.7.3.1 Grundlagen5.7.3.2 Anwendung5.7.3.3 Ausrüstung5.7.3.4 Qualitätssicherung

6 Beschichten6.1 Einführung6.2 Verfahrensübersicht6.3 Beschichten aus dem flüssigen oder plastischen Zustand6.3.1 Emaillieren6.3.2 Lackieren6.3.3 Schmelztauchen

6.4 Beschichten aus dem festen Zustand6.4.1 Thermisches Spritzen6.4.2 Auftragschweißen6.4.3 Auftraglöten6.4.4 Wirbelsintern

6.5 Beschichten aus dem gasförmigen, dampfförmigen oder ionisierten Zustand6.5.1 PVD-Verfahren6.5.2 CVD-Verfahren6.5.3 Elektrolytisches Abscheiden6.5.4 Chemisches Abscheiden

7 Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung7.1 Definitionen, Ziele, metallkundliche Effekte und Abgrenzung7.2 Wärmebehandlungsprozesse für Stähle7.2.1 Thermische Verfahren7.2.2 Thermochemische Verfahren7.2.3 Thermomechanische Verfahren

7.3 Bemerkungen zur fertigungstechnischen Realisierung7.4 Stellung der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess

8 Rapid Prototyping8.1 Prototypen in der Produktentwicklung8.2 Das Grundprinzip des Rapid Prototyping8.3 Die Rapid Prototyping-Prozesskette8.3.1 3D-CAD-Modellierung8.3.2 STL-Schnittstelle8.3.3 Rapid Prototyping-Datenaufbereitung8.3.4 Rapid Prototyping-Bauprozess8.3.5 Finishbearbeitung und Folgeverfahren

8.4 Industrielle Rapid Prototyping-Verfahren8.4.1 Polymerisation8.4.2 Laser-Sintern8.4.3 Laminate-Verfahren8.4.4 Extrusionsverfahren8.4.5 3D-Drucken (Three Dimensional Printing – 3DP)

8.5 Folgetechniken und Rapid Tooling8.6 Tendenzen der Entwicklung

9 Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen9.1 Einführung9.1.1 Aufgaben und Ziele der Fertigungsprozessgestaltung9.1.2 Einflussgrößen auf den Planungsaufwand

9.2 Grundlagen und Begriffe9.2.1 Gliederung der Fertigungsprozesse9.2.1.1 Prozesselemente9.2.1.2 Mengenstruktur9.2.1.3 Organisationsstruktur

9.2.2 Funktionelle Flächeneinteilung am Einzelteil9.2.3 Bestimmflächen

9.3 Ausarbeiten von Fertigungsprozessen der Teilefertigung9.3.1 Prüfen der konstruktiven / funktionellen Anforderungen9.3.2 Auswahl der Planungsweise9.3.3 Generierendes Ausarbeiten des Fertigungsprozesses9.3.3.1 Tätigkeiten zur Entscheidungsfindung9.3.3.2 Ermittlung der technischen Elemente (Bearbeitungselemente) und des Rohteiles9.3.3.3 Prozessgrobentwurf9.3.3.4 Prozessfeinentwurf

9.4 Vergleich technologischer Varianten9.4.1 Entscheidungskriterien9.4.2 Methoden zur Berechnung vergleichbarer Kosten9.4.2.1 Kostenschema9.4.2.2 Zuschlagskalkulationsmethode9.4.2.3 Einzelkostenkalkulationsmethode9.4.2.4 Berechnung technologischer Einzelkosten pro Stück9.4.2.5 Stundenkostenkalkulationsmethode

9.4.3 Methodeneinschätzung für Variantenvergleich

10 LiteraturverzeichnisSachwortverzeichnis

Grundlagen der Fertigungstechnik - Carl Hanser Verlag · 2016. 9. 7. · 3.2 Stellung und Bedeutung...

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