Fachkunde Metall LEHRMITTEL. Jörg Bartenschlager Josef Dillinger Walter Escherich Werner Günter

Transkript

1 42781 LEHRMITTEL EUROPA-FACHBUCHREIHE für metalltechnische Berufe Jörg Bartenschlager Josef Dillinger Walter Escherich Werner Günter Dr. Eckhard Ignatowitz Stefan Oesterle Ludwig Reißler Andreas Stephan Reinhard Vetter Falko Wieneke Fachkunde Metall 57., neu bearbeitete Auflage VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsseiberger Straße 23 Haan-Gruiten Europa-Nr.: 10129

2 8 Inhaltsverzeichnis 1 Prüftechnik 1.1 Größen und Einheiten Grundlagen der Messtechnik Grundbegriffe Messabweichungen Messmittelfähigkeit, Prüfmittelüberwachung Längenprüfmittel Maßstäbe, Lehren und Endmaße Mechanische und elektronische Messgeräte Pneumatische Messgeräte Elektronische Messgeräte Optoelektronische Messgeräte Multisensortechnik in Koordinatenmessgeräten Oberflächenprüfung Oberflächenprofile Kenngrößen von Oberflächen Oberflächen-Prüfverfahren Toleranzen und Passungen Toleranzen Passungen Form-und Lageprüfung Form-und Lagetoleranzen Prüfung ebener Flächen und Winkel Rundform-, Koaxialitäts- und Rundlauf prüfung Gewindeprüfung Kegelprüfung Practice your English 66 2 Qualitätsmanagement 2.1 Arbeitsbereiche des QM Die Normenreihe DIN EN ISO Qualitätsforderungen Qualitätsmerkmale und Fehler Werkzeuge des Qualitätsmanagements Qualitätslenkung Qualitätssicherung Maschinenfähigkeit Prozessfähigkeit Statistische Prozessregelung mit Qualitäts regelkarten Auditierung und Zertifizierung Kontinuierlicher Verbesserungsprozess: Mitarbeiter optimieren Prozesse Practice your English 87 3 Fertigungstechnik 3.1 Arbeitssicherheit Gliederung der Fertigungsverfahren Gießen Formen und Modelle Gießen in verlorene Formen Gießen in Dauerformen Gusswerkstoffe Gussfehler Formgebung der Kunststoffe Weiterverarbeitung der Halbzeuge und Fertigteile Umformen Verhalten der Werkstoffe beim Umformen Umformverfahren Biegeumformen Zugdruckumformen Druckumformen Maschinen zum Umformen Schneiden Scherschneiden Strahlschneiden Spanende Fertigung Grundlagen Fertigen mit handgeführten Werkzeugen Fertigen mit Werkzeugmaschinen Schneidstoffe Kühlschmierstoffe Sägen Bohren Senken Reiben Drehen Fräsen Schleifen Räumen Feinbearbeitung Funkenerosives Abtragen Vorrichtungen und Spannelemente Fertigungsbeispiel Spannpratze Fügen Fügeverfahren Press- und Schnappverbindungen Kleben Löten Schweißen Generative Fertigungsverfahren Rapid Prototyping Rapid Tooling Rapid Manufacturing Beschichten Fertigungsbetrieb und Umweltschutz Practice your English 259

3 Inhaltsverzeichnis 9 4 Werkstofftechnik 4.1 Übersicht der Werk- und Hilfsstoffe Auswahl und Eigenschaften der Werkstoffe Innerer Aufbau der Metalle Innerer Aufbau und Eigenschaften Kristallgittertypen der Metalle Baufehler im Kristall Entstehung des Metallgefüges Gefügearten und Werkstoffeigenschaften Gefüge reiner Metalle und Legierungen Stähle und Eisen-Gusswerkstoffe Gewinnung von Roheisen Herstellung von Stahl Das Bezeichnungssystem für Stähle Einteilung der Stähle nach Zusammen setzung und Güteklassen Stahlsorten und ihre Verwendung Handelsformen der Stähle Legiemngs- und Begleitelemente Erschmelzen der Eisen-Gusswerkstoffe Das Bezeichnungssystem für Gusseisen werkstoffe Eisen-Gusswerkstoffarten Nichteisenmetalle Leichtmetalle Schwermetalle Sinterwerkstoffe Keramische Werkstoffe Wärmebehandlung der Stähle Gefügearten der Eisenwerkstoffe Eisen-Kohlenstoff-Diagramm Gefüge und Kristallgitter bei Erwärmung Glühen Härten Vergüten Härten der Randzone Fertigungsbeispiel: Wärmebehandlung einer Spannpratze Kunststoffe Eigenschaften und Verwendung Chemische Zusammensetzung und Herstellung Technologische Einteilung und innere Struktur Thermoplaste Duroplaste Elastomere Wichtige Kunststoffe und ihre Kennwerte Verbundwerkstoffe Werkstoffprüfung Prüfung der Verarbeitungseigenschaften Prüfung mechanischer Eigenschaften Kerbschlagbiegeversuch Härteprüfungen Dauerfestigkeitsprüfung Bauteil-Betriebslasten-Prüfung Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen Metallografische Untersuchungen Prüfung der Kunststoff-Kennwerte Umweltproblematik der Werk- und Hilfsstoffe Practice your English Maschinentechnik 5.1 Einteilung der Maschinen Funktionseinheiten von Maschinen und Geräten Innerer Aufbau von Maschinen Funktionseinheiten einer CNC-Werkzeugmaschine Funktionseinheiten einer Klimaanlage Sicherheitseinrichtungen an Maschinen Funktionseinheiten zum Verbinden Gewinde Schraubenverbindungen Stiftverbindungen Nietverbindungen Welle-Nabe-Verbindungen Funktionseinheiten zum Stützen und Tragen Reibung und Schmierstoffe Lager Führungen Dichtungen Federn Funktionseinheiten zur Energie übertragung Wellen und Achsen Kupplungen Riementriebe Kettentriebe Zahnradtriebe Antriebseinheiten Elektromotoren Getriebe Linearantriebe Practice your English Elektrotechnik 6.1 Der elektrische Stromkreis Schaltung von Widerständen Stromarten Elektrische Leistung und elektrische Arbeit Überstrom-Schutzeinrichtungen Fehler an elektrischen Anlagen Schutzmaßnahmen bei elektrischen Maschinen Hinweise für den Umgang mit Elektrogeräten Practice your English 436

4 Sensoren 10 Inhaltsverzeichnis 7 Montage, Inbetriebnahme, Instandhaltung 7.1 Montagetechnik Montageplanung Organisationsformen bei der Montage Automatisierung der Montage Montagebeispiele Inbetriebnahme Aufstellen von Maschinen oder. Anlagen Inbetriebnahme von Maschinen oder Anlagen Abnahme von Maschinen oder. Anlagen Instandhaltung Tätigkeitsgebiete und Definition Begriffe der Instandhaltung Ziele der Instandhaltung Instandhaltungskonzepte Wartung Inspektion Instandsetzung Verbesserungen Auffinden von Störstellen und Fehlerquellen Korrosion und Korrosionsschutz Ursachen der Korrosion Korrosionsarten und ihr Erscheinungsbild Korrosionsschutz-Maßnahmen Schadensanalyse und Schadens vermeidung Beanspruchung und Festigkeit der Bauelemente Practice your English Automatisierungstechnik 8.1 Steuern und Regeln Grundlagen der Steuerungstechnik Grundlagen der Regelungstechnik Grundlagen und Grundelemente von Steuerungen Arbeitsweise von Steuerungen Steuerungskomponenten Pneumatische Steuerungen Baugruppen pneumatischer Anlagen Bauelemente der Pneumatik Schaltpläne pneumatischer Steuerungen Systematischer Schaltplanentwurf Beispiele pneumatischer Steuerungen Vakuumtechnik Elektropneumatische Steuerungen Bauelemente elektrischer Kontakt steuerungen Signalelemente Verdrahtung mit Klemmleiste Beispiele für elektropneumatische Steuerungen Ventilinseln Hydraulische Steuerungen Energieversorgung und Druckmittel aufbereitung Arbeitselemente und Hydrospeicher Hydraulikventile Proportionalhydraulik Hydraulikleitungen und Zubehör Beispiele für hydraulische Schaltungen Speicherprogrammierbare... Steuerungen Speicherprogrammierbare Steuerung als Kleinsteuerung Speicherprogrammierbare Steuerung als modulares Automatisierungssystem Handhabungstechnik in der Automation Handhabungssystemtechnik Einteilung der Handhabungssysteme Kinematik und Bauarten von Industrie robotern Funktionseinheiten von Industrierobotern Programmierung von Industrierobotern Koordinatensysteme Bewegungsarten von Industrierobotern Kommunikation von Industrierobotern Sicherheit beim Einsatz von Handhabungs systemen Practice your English Automatisierte Fertigung 9.1 CNC-Steuerungen Merkmale CNC-gesteuerter Maschinen Koordinaten, Null- und Bezugspunkte Steuerungsarten, Korrekturen Erstellen von CNC-Programmen Zyklen und Unterprogramme Programmieren von CNC-Drehmaschinen Programmieren von CNC-Fräsmaschinen Programmierverfahren Achs-Bearbeitung nach PAL Automatisierte Fertigungseinrichtungen Betriebswirtschaftliche Anforderungen Vergleich: Herkömmliche Fertigung und automatisierte Fertigung Automatisierungsstufen von Fertigungs anlagen Automatisierung von Werkzeugmaschinen Transportsysteme in automatisierten Fertigungsanlagen Informationsfluss in automatisierten Fertigungsanlagen Beispiel einer automatisierten Fertigungs anlage für Getriebewellen Flexibilität und Produktivität von Fertigungs anlagen Practice your English 608

5 Inhaltsverzeichnis Technische Projekte 10.1 Grundlagen der Projektarbeit Die Durchführungsphase mit Projekt Arbeitsorganisation Linie und Projekt 609 realisierung Der Projektbegriff Der Projektabschluss Technische Projektarten Veränderte Vorgehensmodelle bei der 10.2 Projektarbeit als vollständige Handlung 623 Projektarbeit und planmäßige Problemlösung 610 io.5 Technische Projekte dokumentieren Projekte in Phasen erarbeiten am Projekt Textverarbeitung 625 beispiel Hebevorrichtung Tabellenkalkulation Die Initialisierungsphase Präsentationssoftware Die Definitionsphase Technische Kommunikation Die Planungsphase mit Konzeptentwicklung 10.6 Practice your English 636 als Hauptprojekt 615 Lernfelder Lernfeld: Fertigen von Bauelementen mit handgeführten Werkzeugen 638 Lernfeld: Fertigen von Bauelementen mit Maschinen 640 Lernfeld: Herstellen einfacher Baugruppen 642 Lernfeld: Warten technischer Systeme 644 Lernfeld: Fertigen von Einzelteilen mit Werkzeugmaschinen 646 Lernfeld: Installieren und Inbetriebnahme steuerungstechnischer Systeme 648 Lernfeld: Montieren von technischen Systemen 650 Lernfeld: Programmieren und Fertigen auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen 652 Lernfeld: Instandsetzen von technischen Systemen 654 Lernfeld: Herstellen und in Betrieb nehmen technischer Teilsysteme 656 Lernfeld: Überwachen der Produkt- und Prozessqualität 658 Lernfeld: Instandhalten von technischen Systemen 660 Lernfeld: Sicherstellen der Betriebsfähigkeit automatisierter Systeme 662 Firmenverzeichnis 664 Sachwortverzeichnis 667