A. Herbert Fritz Günter Schulze Herausgeber. Fertigungstechnik. 9., neu bearbeitete Auflage A \ fyj Springer
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1 A. Herbert Fritz Günter Schulze Herausgeber Fertigungstechnik 9., neu bearbeitete Auflage A \ fyj Springer
2 IX , , ? Einführung Urformen Urformen durch Gießen Grundbegriffe der Gießereitechnologie Formen und Form verfahren Form verfahren mit verlorenen Formen Dauerfor inverfa h ren Schmelzen Gießen Putzen Wärmebehandlung Qualitätsmanagement Konstruieren mit. Gusswerkstoffen Metallkundliche Grundlagen des Gießens Entstehung der Gussgefüge Stoffzustände Keimbildung und Impfen Homogene Keimbildung Impfen der Schmelze Kristallformen Globulare Kristallformen Säulenförmige Kristalle Dendritische Kristallformen Erstarrungstypen Isotropes, anisotropes und quasi-isotropes Verhalten von Gusswerkstoffen Gusswerkstoffe Eisengusswerkstoffe Gusseisen Gusseisen mit Lamellengrafit Gusseisen mit Kugelgrafit Gusseisen mit Vermiculargrafit Temperguss Weißer Temperguss Stahlguss Nichteisen-Gusswerkstoffe Leichtmetall-Gusswerkstoffe Druckgusslegierungen Kokillengusslegierungen Sandgusslegierungen Schwermetall-Gusswerkstoffe Zink-Druckgusslegierungen Kupfergusswerkstoffe Gießbarkeit Fließ- und Formfüllungsvermögen Schwinduna fschrumofuns)
3 X Warmrissneigung Gasaufnahme Penetrationen Seigerungen Fehlerzusammenstellung bei Sandguss Form- und Gießverfahren Formverfahren mit verlorenen Formen Tongebundene Formstoffe 51 Handformen 54 Maschinenformen mit Kästen 56 Kasten loses Formen Kohlensäure-Erstarrungsverfahren (CO,-Verfahren) Maskenformverfahren Formverfahren mit verlorenen Formen nach verlorenen Modellen Feingießverfahren Vollformgießverfahren Formverfahren mit Dauerformen Druckgießverfahren Kokillengießverfahren Schleudergießverfahren Stranggießverfahren >.8.3 '2.8.4 ;> Gestaltung von Gussteilen Allgemeines Gestaltungsregeln Gießgerechte Gestaltung Beanspruchungsgerechte Gestaltung Fertigungsgerechte Gestaltung Normung von Erzeugnissen aus Gusseisen Normung von Erzeugnissen aus Stahlguss Urformen durch Sintern (Pulvermetallurgie) Pulvermetallurgische Grundbegriffe Pulvererzeugung Presstechnik Sintern Verfahren zum Verbessern der Werkstoffeigenschaften Anwendungen Gestaltung von Sinterteilen Allgemeines Gestaltungsregeln Werkstoff- und werkzeuggerechte Gestaltung Fertigungs- und fügegerechte Gestaltung Generative Fertigungsverfahren (Rapid Manufacturing) Stereolithografie Funktionsschema 'Fertigungsablauf Polymerisation Selektives Lasersintern HO 110
4 XI Laminierverfahren Extrusionsverfahren D-Drucken 113 Ergänzendes und weiterführendes Schrifttum Fügen Das Fügeverfahren Schweißen Bedeutung der Schweißtechnik Das Fertigungsverfahren Schweißen; Abgrenzung und Definitionen Einteilung dei Schweißverfahren Flinweise zur Wahl des Schweißverfahrens Werkstoffliche Grundlagen für das Schweißen Wirkung der Wärmequelle auf die Werkstoffeigenschaften Physikalische Eigenschaften der Werkstoffe Einfluss des Temperaturfeldes Werkstoffbedingte Besonderheiten und Schwierigkeiten beim Schweißen Probleme während des Erwärmens Probleme während des Erstarrens Verbindungs- und Auftragschweißen unterschiedlicher Werkstoffe Schweißbarkeit metallischer Werkstoffe Schmelzschweißverfahren Gasschweißen (G) (Ordniingsnummer: 311) Verfahrensprinzip Die Acetylen-Sauerstoff-Flamme Betriebsstoffe: Acetylen, Sauerstoff Der Schweißbrenner Arbeitsweisen beim Gasschweißen "" Zusatzwerkstoffe; Schweißstäbe Anwendung und Anwendungsgrenzen Lichtbogenhandschweißen (E) (Ordnungsnummer: 111) - Metall-Lichtbogenschweißen Verfahrensprinzip und Schweißanlage Vorgänge im Lichtbogen Schweißstromquellen Zusatzwerkstoffe; Stabelektroden Aufgaben der Elektrodenumhüllung Metallurgische Grundlagen Die wichtigsten Stabelektrodentypen Bedeutung des Wasserstoffs Normung der umhüllten Stabelektroden Ausführung und Arbeitstechnik Stoßart; Nahtart; Fugenform 154? Einfluss der Schweißposition 156.; Magnetische Blaswirkung ' Anwendung und Anwendungsgrenzen Schutzgasschweißen (SG) »Verfahrensprinzip Wirkung und Eigenschaften der Schutzgase Wolfram-Schutzgasschweißen (WSG) (Ordnungsnummer: 14) 160
5 XII Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) (Ordnungsnummer: 141) Verfahrensprinzip Schweißanlage und Zubehör 161 Schweißstromquellen 161 Schweißbrenner 161 Wolframelektrode 161 Zündhilfen 162 Sieb-(Filter-) kondensator 162 Kraterfülleinrichtung Hinweise zur praktischen Ausführung WIG-Impulslichtbogenschweißen Anwendung und Grenzen Wolfram-Plasmaschweißen (WP) (Ordnungsnummer: 15) Physikalische Grundlagen Verfahrensgrundlagen Verfahrensvarianten Metall-Schutzgasschweißen(MSG) (Ordnungsnummer: 13) Verfahrensprinzip Schweißanlage; Zubehör Die innere Regelung Lichtbogenformen und Werkstoffübergang Auswahl der Schutzgase und Drahtelektroden 173 Fülldrahtelektroden MSG-Verfahrensvarianten MIG-Schweißen (Ordnungsnummer: 131) 176 Impulslichtbogenschweißen MAG-Verfahrensvarianten 178 Kurzlichtbogentechnik 178 Schweißen mit rotierendem Lichtbogen Praktische Hinweise; Anwendung und Möglichkeiten Unterpulverschweißen (UP) (Ordnungsnummer: 12) Verfahrensprinzip; Schweißanlage Verfahrensvarianten 182 UP-Doppeldrahtverfahren 183 UP-Mehrdrahtverfahren 183 UP-Auftragschweißen mit Bandelektroden Aufbau und Eigenschaften der UP-Schweißnaht Zusatzstoffe Zusatzwerkstoffe Schweißpulver 186 Schmelzpulver 187 Agglomerierte Pulver 187 Schweißpulver-Kennwerte 188 Metallurgisches Verhalten der Draht-Pulver- Kombination 188 " Hinweise zur praktischen Ausführung Anwendungen und Anwendungsgrenzen Elektronenstrahlschweißen (EB) (Ordnungsnummer: 51) 190,3!3.5.1 Verfahrensprinzip Eigenschaften und Anwendungen Der Tiefschweißeffekt Die Schweißnahtvorbereitung Anwendungsbeispiele 192
6 XIII Schweißeignung der Werkstoffe Vor- und Nachteile des Verfahrens Laserstrahlschweißen (LA) (Ordnungsnummer: 52) Verfahrensprinzip Eigenschaften und Anwendung Vor- und Nachteile des Verfahrens Widerstandsschweißen (Ordnungsnummer: 2) Widerstandspressschweißen Punktschweißen (Ordnungsnummer. 21) Wärmeerzeugung an der Schweißstelle Verfahrenstechnische Grundlagen Verfahrensvarianten Punktschweißelektroden Technologische Besonderheiten 202 Elektrodeneindrücke 202 Strornnebenschluss 202 Thermisches Gleichgewicht 202 Sekundärfensteröffnung 203 Strom- und Kraftprogramme Anwendung und Anwendungsgrenzen Rollennahtschweißen (Ordnungsnummer: 22) Buckelschweißen (Ordnungsnummer: 23) Pressstumpfschweißen (Ordnungsnummer: 25) Abbrennstumpfschweißen (Ordnungsnummer: 24) Widerstandsschmelzschweißen Elektroschlackeschweißen (Ordnungsnummer: 72) Gestaltung von Schweißverbindungen Allgemeines " Gestaltungsregeln Gestaltung von Schmelzschweißverbindungen Gestaltung von Punktschweißverbindungen Löten (Ordnungsnummer: 9) Grundlagen des Lötens Einteilung der Lötverfahren 221 Fester Körper 221 Flüssigkeit 221 Reflowlöten (Wiederaufschmelzlöten) 222 Gas 222 Elektrischer Strom Flussmittel; Vakuum; Schutzgas Lote 226 Weichlote (DIN , DIN EN ISO 9453, DIN EN ) 228 Hartlote (DIN EN 1044, DIN EN ISO 3677) Konstruktive Gestaltung von Lötverbindungen 229 Wahl und Form der Spaltbreite Oberflächenfeingestalt der Lötstellen Gestaltung von Lötverbindungen Allgemeines 230
7 XIV Gestaltungsregeln Gestaltung gelöteter Blechverbindungen Gestaltung gelöteter Rund Verbindungen Gestaltung gelöteter Rohrverbindungen Gestaltung gelöteter Bodenverbindungen Kleben Wirkprinzip des Klebens Vorbehandlung zur Steigerung der Klebfestigkeit Vorbereitung der Klebung Eigenschaften polymerer Werkstoffe Klebstoffarten Physikalisch abbindende Klebstoffe Reaktionsklebstoffe Herstellung der Klebung 243 Mischen der Mehrkomponenten-Klebstoffe 243 Auftragen des Klebstoffs 243 Fügen und Fixieren 243 Abbinden unter Druckanwendung 244 Abbindetemperatur und Abbindezeit Anwendungsbeispiele Gestaltung von Klebverbindungen Allgemeines Gestaltung geklebter Blechverbindungen Gestaltung geklebter Rohrverbindungen Gestaltung geklebter Rundverbindungen 251 Ergänzendes und weiterführendes Schrifttum Trennen (Zerteilen; Spanen; Abtragen; thermisches Schneiden) Allgemeines und Verfahrensübersicht Scherschneiden Beschreibung des Schneidvorgangs Schneidkraft Gestaltung von Schneidwerkzeugen Vorschubbegrenzungen Spanen Einteilung nach DIN Technische und wirtschaftliche Bedeutung Grundbegriffe der Zerspantechnik Bewegungen und Geometrie von Zerspanvorgängen Eingriffe von Werkzeugen 265 4<4.3 Spanungsgrößen Geometrie am Schneidteil Kräfte und Leistungen Standzeit- und Verschleißbegriffe Grundlagen zum Spanen 269
8 XV : , ' Spanbildung Spanstauchung Scherwinkelgleichungen Spanarten Spanformen Energieumwandlung beim Spanen Schneidstoffe Werkzeugstähle Schnei larbeitsstähle Hartmetalle Schneidkeramik Diamant und Bornitrid Werkzeugverschleiß Kühlschmierstoffe Hart-, Hochgeschwindigkeits- und Trockenbearbeitung Hartbearbeitung Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSC) Trockenbearbeitung Mikrozerspanung Standzeitberechnung und Standzeitoptimierung Schnittkraftberechnung Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden Drehen Drehverfahren Drehwerkzeuge Zeitberechnung Bohren, Senken, Reiben Bohrverfahren Bohrwerkzeuge Zeitberechnung Fräsen Fräsverfahren Fräswerkzeuge Zeitberechnung Flobeln und Stoßen Hobel- und Stoßverfahren Hobelwerkzeuge Zeitberechnung Räumen Räumverfahren Räumwerkzeuge Zeitberechnung Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden Schleifen Grundlagen Kinematische Grundlagen Schneideneingriff und Schneidenraum Schleifkraft und Verschleiß Schleifwerkzeug Schleifmittel und Bindung
9 XVI i ,8: ; ' Anorganische Bindungen Organische Bindungen Schleifwerkzeuge mit Korund und Siliciumcarbid-Kornwerkstoffen Schleifwerkzeuge mit Diamant- und Bornitrid-Kornwerkstoff (CBN) Werkzeugaufspannung Abrichten des Schleifwerkzeugs Der Schleifprozess Änderung des Schneidenraums im Schleifprozess Rauheit Schleifkraft und Schleifleistung Schleiftemperatur und Kühlung Schleifscheibenverschleiß Einflüsse verschiedener Einstellgrößen auf das Schleifergebnis Mehrstufiger Schleifprozess Kostenberech nu ng Schleif verfahren Planschleifen Rundschleifen Schraubschleifen Wälzschleifen Profil schleifen Honen Kinematische Grundlagen Einfluss der Einstellgrößen auf den Honvorgang und das Honergebnis Einfluss des Werkzeugs Einfluss des Werkstücks Einfluss des Kühlschmierstoffs Plateauhonen Messsteuerung des Honprozesses Läppen Grundlagen Einfluss von Prozessgrößen auf das Läppergebnis Läppverfahren Planläppen Außen- und Innenrundläppen Kugel läppen Polierläppen Gleitschlei fen Strahlspanen Ansätze zur Miniaturisierung spanender Verfahren Auswahl spanender Fertigungsverfahren Abtragende Verfahren Thermisches Abtragen Funkenerosives Abtragen (Erodieren) Chemisches Abtragen Abtragen durch Ätzen Thermisch-chemisches Entgraten (TEM) Elektrochemisches Abtragen Thermisches Schneiden Autogenes Brennschneiden
10 XVII Verfahrensgrundlagen Thermische Beeinflussung der Werkstoffe Geräte und Einrichtungen Technik des Brennschneidens Qualität brenngeschnittener Erzeugnisse 377 Form- und Lagetoleranzen 377 Schnittflächenqualität Anwendung des Brennschneidens Plasmaschneiden Verfahrensvarianten 382 Plasmapressluftschneiden 382 Plasmawasserinjektionsschneiden Laserschneiden Verfahrensprinzip Verfahrensmöglichkeiten und Grenzen Wasserstrahlschneiden Einleitung Verfahrensgrundlagen Physikalische Grundlagen Technologische Grundlagen Einsatz und Anwendung Gestaltung spanend herzustellender Werkstücke Allgemeines Gestaltung für das Drehen Form-und Lageabweichungen Gestaltungsbeispiele Gestaltung für das Bohren, Senken, Reiben Gestaltung von Gewinden " Gestaltung für das Fräsen ,5 Gestaltung für das Hobeln und Stoßen Gestaltung für das Räumen Gestaltung für das Schleifen Gestaltung von Schnittteilen Werkstoffausnutzung Fertigung Genauigkeit Beanspruchung 407 Ergänzendes und weiterführendes Schrifttum Umformen Einteilung und Vorteile der Umformverfahren Grundlagen der Umformtechnik Druckumformen Walzen 420 5:3.1.1 Definition und Einteilung nach DIN Verhältnisseim Walzspalt Kraft- und Arbeitsbedarf beim Walzen 426
11 XVIII Schmieden Freiformschmieden Gesenkschmieden Kraft- und Arbeitsbedarf beim Schmieden Eindrücken Durchdrücken Strangpressen Fließpressen Zug-Druck-Umformen Draht- und Stabziehen Gleitziehen von Rohren Abstreckziehen von Hohlkörpern Tiefziehen Zuschnittermittlung beim Tiefziehen Drücken Kragenziehen (Bördeln von Öffnungen) Zugumformen Längen Weiten Tiefen (Streckziehen) Blechprüfung zur Kennwertermittlung Tiefungsversuch nach Erichsen Näpfchen-Tiefziehprüfung nach Swift Beurteilung von Blechen mittels Messrastertechnik Biegen Einteilung der Biegeverfahren Biegespannungen, Verformungen und Kräfte Innenhochdruckumformen (IHU) Allgemeines Anwendungsgebiete Bauteil- und Prozessauslegung Simulation der Formgebung Anlagen- und Werkzeugtechnik Fertigteilaualität Vorausplanung mit dem Kunden 476 Werkzeugeinfluss 479 Beispiele für Messungen und Toleranzen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Fertigungsbeispiele 481 * 5.8 Gestaltung von Umformteilen Allgemeines 482 '5.8.2 Gestaltung von Gesenkschmiedestücken 483,' '"5.8.3 Gestaltung von Tiefziehteilen Ergänzendes und weiterführendes Schrifttum Sachwortverzeichnis
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