- Stoffeigenschaft ändern

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1 Musterlösung zur Klausur Fertigungslehre im Wintersemester 3/4 A) Fertigungsverfahren werden in sechs Hauptgruppen eingeteilt. Benennen Sie diese Hauptgruppen! Welche Hauptgruppe wurde in der Vorlesung Fertigungslehre nicht behandelt? Pkt. 3 - Stoffeigenschaft ändern B) Die Wahl des für die Herstellung eines Werkstückes anzuwendenden Fertigungsverfahrens richtet sich nach welchen Kriterien? Bitte vier Kriterien benennen! den verlangten Maßtoleranzen, den Oberflächengüten, betrieblichen Gegebenheiten (Fertigungs- und Prüfmittel), den geforderten Stückzahlen. C) Was versteht man unter Allotropie oder Polymorphie? Einige Metalle können bei bestimmtem Temperaturen umkristallisieren (z. B. Fe < 9 C krz, > 9 C kfz). Ihre Eigenschaften ändern sich dabei sprunghaft. D) Was ist eine Metalllegierung? Gezielte Veränderung der Eigenschaften von reinen Metallen durch legieren (mind. Komponenten), z. B. zur Erhöhung der Festigkeit. 0,5 0,5 0,5 0,5

2 A) In welchen Größenordnungen bewegt sich die Schwindung von Gußeisen % Stahlguß % Gusseisen Stahlguss? Angabe bitte in Prozent! B) Skizzieren Sie den Ablauf der Formherstellung und des Gießens mit verlorenen Formen und Dauermodell! Pkt. 6 C) Wozu benötigt man Kerne bei der Herstellung verlorener Formen? Hohlräume im Werkstück werden durch Kerne ausgebildet. D) Was ist bei der Geometrie von verlorenen Modellen besonders zu beachten? Es ist darauf zu achten, dass der Modellgrundstoff (flüssig oder gasförmig) aus der Form entweichen kann.

3 3a) Was versteht man unter Fließpressen? Pkt. Das Fließpressen ist ein Durchdrücken eines zwischen Werkzeugteilen aufgenommenen Rohlings (z. B. Stabausschnitt, Blechausschnitt) zum Erzeugen einzelner Werkstücke. 3b) Nach welchen Kriterien werden Fließpressverfahren eingeteilt? Nach dem Aufbau der verwendeten Werkzeuge Fließpressen mit starren Werkzeugen und Je Wirkmedien (3) Nach der Richtung des Werkstoffflusses bezüglich der Wirkrichtung der Maschine Vorwärts-, Rückwärts-, Quer- und kombiniertes Fließpressen Nach der Form der hergestellten Werkstücke Voll- und Hohlfließpressen 3c) Welche Anforderungen bestehen an Fließpresswerkstoffe? Geringe Fließspannung, hohes Umformvermögen, geringe Neigung zur Kaltverfestigung, Je homogenes Gefüge (4) 3D) Benennen Sie vier Anwendungen des Fließpressens! Nieten, Schraubenrohlinge, Bolzen, Hülsen, Werkstücke mit Innen- und Außenverzahnungen

4 4a) Was versteht man unter Räumen? Pkt. Räumen ist Spanen mit einem mehrzahnigen Werkzeug, dessen Schneidzähne hintereinander liegen und jeweils um eine Spanungsdicke gestaffelt sind. Die Vorschubbewegung wird durch die Staffelung der Schneidzähne ersetzt. Die letzten Zähne haben das am Werkstück gewünschte Profil. Der Arbeitsvorgang ist nach einem Durchlauf des Räumwerkzeuges beendet und die Werkstückoberfläche gleichzeitig fertig bearbeitet. 4b) Welche Vorteile hat das Räumen? Für welche Anwendungen ist das Verfahren wirtschaftlich einsetzbar? Die Vorteile der Verfahren liegen in der hohen Zerspanleistung. Weiter können hohe Oberflächengüten und Genauigkeiten (Toleranzen von IT 7) erreicht werden. Wirtschaftlich einsetzbar ist dieses Verfahren nur in der Serienfertigung (hohe Werkzeugkosten, für jede geänderte Werkstückform ist ein neues Werkzeug notwendig. 4c) Skizzieren und beschreiben Sie die wesentlichen Eigenschaften und konstruktiven Merkmale einer Räumahle zum Innenräumen! 6 Diese Skizze sollte grundsätzlich erkennbar sein.

5 5a) Wie funktioniert das funkenerosive Abtragen? Pkt. 4 (Skizze kann helfen, ist aber allein nicht ausreichend) 5b) Aus welchen Komponenten besteht eine Funkenerosionsanlage? 4 Angabe der Komponenten ist ausreichend 5c) Für welche Anwendungen wird das funkenerosive Abtragen eingesetzt? Für welche Werkstoffe eignet sich das Verfahren ganz besonders? Schneiden und Senken Besonders geeignet für gehärtete Werkstoffe

6 6a) Nach welchen Kriterien werden Lacksysteme eingeteilt? Pkt. Art der Zusammensetzung Beschaffenheit des Lackes Auftragsverfahren Filmbildung Glanzgrad Verwendung Anwendung ( Pkt. Wenn alle 7 genannt, sonst pkt. bis mind. 4, dann 0,5 pkt.) 6b) Welche Maßnahmen werden zur Verringerung von Emissionen beim Lackieren ergriffen? 3

7 6c) Skizzieren Sie das Grundprinzip des elektrostatischen Sprühens? 3 6d) Welches sind die Vor- und Nachteile des elektrostatischen Sprühens? Benennen Sie mindestens vier! keine Beschichtung elektrisch abgeschirmter Bereiche, Gefahr der Überbeschichtung mit Läufern an Kanten und Ecken durch Feldkonzentrationen, höherer Festkörpernutzungsgrad, Sprühabgewandte Teile werden zum Teil mitbeschichtet, Lackeinsparung, geringere Umweltbelastung, max. (je 0,5)

8 7a) Wie funktioniert das Reibschweißen? Skizze zweckmäßig! Pkt. 4 oder gleichlautende Erklärung 7b) Wo findet das Reibschweißen Anwendung? Anwendung findet das Reibschweißen im Maschinenbau (Zahnräder, komplette Getriebewellen, Kolbenstangen, Hydraulikzylinder, Kurbelwellen etc.) im Fahrzeugbau (Achsen, Ventile, Gelenkwellen, Schaltstangen, Rohrwellen etc.) in der Werkzeugfertigung (Schaft-Werkzeug-Verbindung, z. B. für Bohrer und Reibahlen) in der Luft- und Raumfahrttechnik (Wellen-Scheiben-Verbindungen an Turbinen). 7c) Wie kann ein Werkstück in einer Roboterschweißzelle so positioniert werden, dass immer in Wannenlage geschweißt werden kann? Mit Hilfe eines Kipptisches. 7d) Skizzieren Sie das Setzen eines Schließringbolzens! 3

9 8A) Beschreiben Sie das Vakuuminjektionsverfahren und vergleichen Sie dieses mit dem Vakuum Assisted Resign Transfer Molding (VARTM)! Zu Beginn des Fertigungsprozesses wird ein textiles Halbzeug in die Kavität eingelegt, das Werkzeug geschlossen und mit Vakuum beaufschlagt. Durch den Überdruck wird das Werkzeug zugehalten und die Verstärkungsstruktur kompaktiert. Gleichzeitig wird das Harz in das Fasermaterial gesaugt. Um die Kavität vollständig füllen zu können, muss mindestens ein Vakuumanschluss am Fließwegende vorhanden sein. Pkt. 5 Beim Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM) werden das VI und das RTM-Verfahren kombiniert. Um einen maximalen Fließfortschritt zu erzielen, wird neben der durch Druck stattfindenden Harzinjektion zusätzlich an den Steigern evakuiert. 8B) Für welche Bauteile eines Flugzeuges kommen bevorzugt Faser-Kunststoff Verbunde zum Einsatz? Max. 4

10 9a) Definieren Sie Einzelkosten und Gemeinkosten! Pkt. Einzelkosten sind alle Kosten, die einem Kostenträger direkt zugeordnet werden können. Gemeinkosten sind alle Kosten, die einem Kostenträger mit Hilfe von Zuschlägen zugerechnet werden können. 9b) Warum versagt in vielen Fällen die differenzierte Zuschlagskalkulation? Die differenzierte Zuschlagskalkulation versagt bei einer weitgehend automatisierten Fertigung (zu hohe Fertigungsgemeinkostenzuschläge, die Kosten werden nicht vom Fertigungspersonal, sondern überwiegend von den Fertigungsmitteln verursacht). 9c) Aus welchen Teilelementen setzen sich die Maschinenkosten zusammen? Alle fünf Elemente bitte detailliert beschreiben! Die kalkulatorischen Abschreibungen (K ) werden unter Berücksichtigung des geltenden Wiederbeschaffungswertes (einschließlich Aufstellungs- und Anlaufkosten) und der voraussichtlichen Nutzungsdauer bestimmt. Die kalkulatorische Abschreibung soll der tatsächlichen Wertminderung entsprechen. Die kalkulatorischen Zinsen (K ) werden meist mit Hilfe der üblichen Zinssätze für langfristiges Fremdkapital angesetzt. Zur Vereinfachung der Rechnung und im Sinne der Vergleichbarkeit verschiedener Perioden werden die Zinsen vom halben Wiederbeschaffungswert der Anlage als angenäherter Durchschnittswert berechnet. Die Raumkosten (K 3) werden auf die, von der Maschine beanspruchten, Grundfläche einschließlich aller Nebenflächen bezogen. Sie enthalten Abschreibungen und Zinsen auf Gebäude und Werksanlagen, Instandhaltungskosten für Gebäude, Kosten für Licht, Heizung, Reinigung und Versicherung. Die Energiekosten (K 4) für den Betrieb der Maschine oder Anlage enthalten Kosten für Strom, Gas, Wasser usw. und werden durch Erfassen des jeweiligen Bedarfes über einen längeren Zeitraum hinweg ermittelt. Die Instandhaltungskosten (K 5) umfassen laufende Wartungen, die in der Bilanz nicht aktiviert werden müssen. Sie werden als Jahresdurchschnittswerte über längere Zeiträume hinweg ermittelt. Für die unterschiedliche Reparaturanfälligkeit verschiedener Maschinenarten werden geeignete Kennzahlen gebildet. 3