Grundlagen der Fertigungstechnik

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Urformen

2.1 Einfu?hrung

2.1.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungstechnik

2.1.2 Einordnung in den Einzelteilfertigungsprozess

2.1.3 Blockgießen

2.1.4 Stranggießen

2.1.5 Formgießen

2.1.6 Gussabnehmer und statistische Zahlen

2.2 Verfahrensprinzipien beim Urformen

2.2.1 Einleitung

2.2.2 Gieß- bzw. Formverfahren

2.2.3 Gussteilherstellung in Formen fu?r den einmaligen Gebrauch

2.2.3.1 Einleitung

2.2.3.2 Handformerei

2.2.3.3 Maschinenformerei

2.2.3.4 Spezialformverfahren

2.2.4 Gussteilherstellung in Formen fu?r den mehrmaligen Gebrauch (Dauerformen)

2.2.4.1 Einleitung

2.2.4.2 Schwerkraftkokillengießverfahren

2.2.4.3 Druckgießverfahren

2.2.4.4 Arten von Druckgießmaschinen

2.2.4.5 Verfahrensablauf beim Druckgießen

2.2.4.6 Thixogießverfahren

2.2.4.7 Niederdruckgießverfahren

2.2.4.8 Schleudergießverfahren

2.3 Gusswerkstoffe

2.3.1 Einfu?hrung

2.3.2 Kennzeichnende Kenngrößen der Gusswerkstoffe

2.3.2.1 Niedrige Gießtemperatur

2.3.2.2 Fließ- und Formfu?llungsvermögen

2.3.2.3 Volumenänderung beim Schmelzen und Erstarren

2.3.3 Arten von Gusswerkstoffen

2.3.3.1 Gusseisenwerkstoffe

2.3.3.2 Stahlguss

2.3.3.3 Aluminium- und Magnesiumgusswerkstoffe

2.3.3.4 Kupfergusswerkstoffe

2.3.3.5 Mechanische Kennwerte wichtiger Gusswerkstoffe

2.4 Gussteilgestaltung

3 Umformen

3.1 Begriffe, Ordnungsgesichtspunkte

3.1.1 Definitionen und Abgrenzung

3.1.2 Einordnungsgesichtspunkte

3.2 Stellung und Bedeutung der Umformverfahren im Rahmen der Fertigungstechnik

3.2.1 Historische Entwicklung

3.2.2 Vergleich der Umformverfahren mit anderen „mechanischen Formgebungsverfahren“

3.2.3 Typische Einsatzgebiete der Umform- und Zerteiltechnik

3.2.4 Besonderheiten und Entwicklungstrends

3.3 Ausgewählte Grundlagen der Umformtechnik

3.4 Typische Prozesse und Verfahren der umformenden Halbzeugfertigung

3.4.1 Wichtige Prozessketten der Halbzeugfertigung

3.4.2 Ausgewählte Umformverfahren zur Halbzeugfertigung

3.4.2.1 Verfahrensu?bersicht Walzen

3.4.2.2 Verfahrensu?bersicht Freiformen

3.4.2.3 Verfahrensu?bersicht Durchdru?cken – Strangpressen

3.4.2.4 Verfahrensu?bersicht Durchziehen

3.4.2.5 Verfahrensu?bersicht Biegeumformen

3.5 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Massivumformung

3.5.1 Stauchen

3.5.1.1 Verfahrensu?bersicht Stauchen

3.5.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Stauchens

3.5.2 Freiformschmieden und Rundkneten (Feinschmieden, Rundhämmern)

3.5.2.1 Verfahrensu?bersicht Freiformschmieden

3.5.2.2 Bedeutung und Besonderheiten des Freiformschmiedens

3.5.2.3 Verfahrensu?bersicht Rundkneten

3.5.2.4 Bedeutung und Besonderheiten des Rundknetens

3.5.3 Gesenkschmieden und Warmpressen

3.5.3.1 Verfahrensu?bersicht Gesenkschmieden und Warmpressen mit Grat

3.5.3.2 Verfahrensu?bersicht Gesenkschmieden und Warmpressen ohne Grat

3.5.3.3 Verfahrensu?bersicht zur Herstellung der Anfangsformen und Massenverteilungs-Zwischenformen fu?r das Gesenkschmieden und Warmpressen

3.5.3.4 Bedeutung und Besonderheiten des Gesenkschmiedens und Warmpressens

3.5.4 Kaltfließpressen und Kaltschmieden

3.5.4.1 Verfahrensu?bersicht Kaltfließpressen und Kaltschmieden

3.5.4.2 Bedeutung und Besonderheiten des Kaltfließpressens und Kaltschmiedens

3.5.5 Walzverfahren der Teilefertigung

3.5.5.1 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung von Werkstu?ckgrundformen

3.5.5.2 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Erzeugung von Nebenformen

3.5.5.3 Verfahrensu?bersicht Walzverfahren zur Feinbearbeitung von Oberflächen

3.6 Ausgewählte Teilefertigungsverfahren der Blechumformung

3.6.1 Verfahren zur Herstellung ebener Blechformteile durch Trennverfahren

3.6.1.1 Verfahrensu?bersicht Zerteilverfahren

3.6.1.2 Bedeutung und Besonderheiten des Scherschneidens

3.6.2 Verfahren zur Herstellung räumlicher Blechformteile

3.6.2.1 Verfahrensu?bersicht Zug-Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile

3.6.2.2 Verfahrensu?bersicht Druck-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile

3.6.2.3 Verfahrensu?bersicht Zug-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile

3.6.2.4 Verfahrensu?bersicht Biege-Umformverfahren zur Erzeugung bzw. Veränderung räumlicher Blechformteile

3.6.3 Technologischer Ablauf bei der Herstellung von Blechformteilen

3.7 Werkzeuge der Umform- und Schneidtechnik

3.8 Einflussfaktoren auf die Fertigungsgenauigkeit von Umformteilen

4 Trennen

4.1 Systematisierung der Verfahrenshauptgruppe Trennen

4.2 Trennen durch Spanen

4.2.1 Wirtschaftliche Bedeutung

4.2.2 Grundlagen der spanenden Fertigung

4.2.2.1 Klassifizierung im Überblick

4.2.2.2 Basisgrößen der Zerspantechnik

4.2.2.3 Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeiten bei der Spanabnahme

4.2.2.4 Hilfsgrößen

4.2.2.5 Flächen und Vorschubgrößen

4.2.2.6 Eingriffsgrößen des Werkzeuges

4.2.2.7 Spanungsgrößen

4.2.2.8 Werkzeuggeometrie fu?r das Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide

4.2.2.9 Werkzeugverschleiß / Standbegriffe und Spanbildung

4.2.2.10 Schneidstoffe (geometrisch bestimmte Schneide)

4.2.2.11 Ku?hlschmierstoffe

4.2.2.12 Schnittkraftberechnung

4.3 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide

4.3.1 Drehen

4.3.1.1 Spanungsvorgang

4.3.1.2 Drehverfahren

4.3.1.3 Drehwerkzeuge

4.3.1.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.2 Fräsen

4.3.2.1 Spanungsvorgang

4.3.2.2 Fräsverfahren

4.3.2.3 Fräswerkzeuge

4.3.2.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.3 Bohren, Senken, Reiben

4.3.3.1 Spanungsvorgang

4.3.3.2 Verfahren

4.3.3.3 Werkzeuge

4.3.3.4 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.3.4 Hobeln und Stoßen

4.3.5 Räumen

4.3.5.1 Räumverfahren

4.3.5.2 Räumwerkzeuge

4.3.5.3 Zeitspanvolumen und Schnittzeit

4.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide

4.4.1 Spanungsvorgang (Schleifen)

4.4.2 Schleifverfahren

4.4.3 Schleifwerkzeuge

4.4.3.1 Bezeichnung

4.4.3.2 Form der Schleifwerkzeuge

4.4.3.3 Zusammensetzung der Schleifwerkzeuge

4.4.4 Schleifscheibenvorbereitung

4.4.4.1 Auswuchten der Schleifscheiben

4.4.4.2 Abrichten der Schleifscheiben

4.4.5 Kenngrößen des Schleifprozesses

4.4.5.1 Außenrund-Einstechschleifen

4.4.5.2 Geschwindigkeitsquotient q

4.4.5.3 Verschleißquotient G

4.4.6 Honen und Läppen

4.4.6.1 Honen

4.4.6.2 Läppen

4.5 Trennen durch Abtragen

4.5.1 Funkenerosion

4.5.1.1 Grundlagen

4.5.1.2 Anlagentechnik zum funkenerosiven Schneiden

4.5.1.3 Anlagentechnik zum funkenerosiven Senken

4.5.2 Wasserstrahltechnologie

4.5.2.1 Verfahrensgrundlagen

4.5.2.2 Anlagentechnik

4.5.2.3 Verfahrensmerkmale (Kerbtiefe, Schnittfläche, Schnittfuge)

4.5.2.4 Anwendungsgebiete

4.5.2.5 Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des Verfahrens

4.5.3 Laserstrahltechnologie

4.5.3.1 Grundlagen zum Verfahren

4.5.3.2 Entstehung und Besonderheiten von Laserlicht

4.5.3.3 Lasertypen zur Materialbearbeitung

4.5.3.4 Nd:YAG-Festkörperlaser

4.5.3.5 CO2-Gaslaser

4.5.3.6 Diodenlaser

4.5.3.7 Excimerlaser

4.5.3.8 Vorteile des Werkzeuges Laserstrahl

4.5.3.9 Verfahren der Lasermaterialbearbeitung

5 Fu?gen

5.1 Einfu?hrung in die Fu?getechnik

5.1.1 Einteilung der Fu?geverfahren

5.1.1.1 Schweißbarkeit

5.2 Schweißen mit Lichtbogen

5.2.1 Grundlagen der Lichtbogentechnik

5.2.2 Lichtbogenhandschweißen (E-Hand)

5.2.2.1 Prinzipskizze

5.2.3 Schutzgasschweißen

5.2.3.1 Übersicht und Gemeinsamkeiten der Verfahren

5.2.3.2 Metall-Schutzgasschweißen (MSG)

5.2.3.3 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG)

5.2.3.4 Plasmaschweißen (WPL)

5.2.4 Unterpulverschweißen

5.2.4.1 Verfahrensprinzip und Schweißausru?stung

5.2.4.2 Anwendung des UP-Verfahrens

5.3 Widerstandspressschweißen

5.3.1 Physikalische Grundlagen des Widerstandspressschweißens

5.3.2 Punktschweißen (RP-Schweißen)

5.3.2.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung

5.3.2.2 Einsatzmöglichkeiten

5.3.2.3 Besonderheiten des Verfahrens

5.3.2.4 Elektroden

5.3.2.5 Schweißpunkteinrichtung

5.3.2.6 Fertigungshinweise

5.3.3 Rollennahtschweißen (RR-Schweißen)

5.3.3.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung

5.3.3.2 Einsatzmöglichkeiten

5.3.3.3 Besonderheiten des Verfahrens

5.3.3.4 Einrichtungen zum Rollennahtschweißen

5.3.3.5 Schweißstromart und Stromtaktprogramme

5.3.3.6 Fertigungshinweise

5.3.4 Buckelschweißen (RB-Schweißen)

5.3.4.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung

5.3.4.2 Einsatzmöglichkeiten

5.3.4.3 Besonderheiten des Verfahrens

5.3.4.4 Elektroden zum Buckelschweißen

5.3.4.5 Buckel zum Widerstandsschweißen

5.3.4.6 Einrichtungen zum Buckelschweißen

5.3.4.7 Fertigungshinweise

5.3.5 Abbrennstumpfschweißen (RA-Schweißen)

5.3.5.1 Verfahrensprinzip/-beschreibung

5.3.5.2 Einsatzmöglichkeiten

5.3.5.3 Besonderheiten des Verfahrens

5.3.5.4 Einrichtungen zum Abbrennstumpfschweißen

5.3.5.5 Fertigungshinweise

5.4 Schweißen durch Bewegungsenergie

5.4.1 Grundlagen zur schweißtechnischen Nutzung kinetischer Energie

5.4.2 Reibschweißen

5.4.2.1 Verfahrensprinzip

5.4.2.2 Anwendungsbereich

5.4.2.3 Zusatzstoffe

5.4.2.4 Konstruktive Gestaltung und Festigkeit

5.4.2.5 Fertigungshinweise

5.5 Löten

5.5.1 Physikalisch-chemische Grundlagen des Lötens

5.5.2 Oberflächenaktivierung

5.5.3 Lötverfahren

5.5.4 Lote und Grundwerkstoffe

5.5.5 Gestaltung von Lötverbindungen

5.5.6 Allgemeine Anforderungen an Lötverbindungen

5.6 Kleben – adhäsives Verbinden von Werkstoffen

5.6.1 Kann man sich auf geklebte Erzeugnisse verlassen?

5.6.2 Warum ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich?

5.6.3 Der Klebstoff: erst flu?ssig, dann fest

5.6.4 Verarbeitung von Klebstoffen

5.6.5 Gestaltung von Klebverbindungen

5.6.6 Qualitätssicherung in der Klebtechnik

5.7 Fu?gen durch Umformen

5.7.1 Einfu?hrung

5.7.2 Durchsetzfu?gen

5.7.2.1 Grundlagen

5.7.2.2 Anwendung

5.7.2.3 Ausru?stung

5.7.2.4 Qualitätssicherung

5.7.3 Stanznieten

5.7.3.1 Grundlagen

5.7.3.2 Anwendung

5.7.3.3 Ausru?stung

5.7.3.4 Qualitätssicherung

6 Beschichten

6.1 Einfu?hrung

6.2 Verfahrensu?bersicht

6.3 Beschichten aus dem flu?ssigen oder plastischen Zustand

6.3.1 Emaillieren

6.3.2 Lackieren

6.3.3 Schmelztauchen

6.4 Beschichten aus dem festen Zustand

6.4.1 Thermisches Spritzen

6.4.2 Auftragschweißen

6.4.3 Auftraglöten

6.4.4 Wirbelsintern

6.5 Beschichten aus dem gasförmigen, dampfförmigen oder ionisierten Zustand

6.5.1 PVD-Verfahren

6.5.2 CVD-Verfahren

6.5.3 Elektrolytisches Abscheiden

6.5.4 Chemisches Abscheiden

7 Stoffeigenschaftsändern durch Wärmebehandlung

7.1 Definitionen, Ziele, metallkundliche Effekte und Abgrenzung

7.2 Wärmebehandlungsprozesse fu?r Stähle

7.2.1 Thermische Verfahren

7.2.2 Thermochemische Verfahren

7.2.3 Thermomechanische Verfahren

7.3 Bemerkungen zur fertigungstechnischen Realisierung

7.4 Stellung der Wärmebehandlung im Fertigungsprozess

8 Rapid Prototyping

8.1 Prototypen in der Produktentwicklung

8.2 Das Grundprinzip des Rapid Prototyping

8.3 Die Rapid Prototyping-Prozesskette

8.3.1 3D-CAD-Modellierung

8.3.2 STL-Schnittstelle

8.3.3 Rapid Prototyping-Datenaufbereitung

8.3.4 Rapid Prototyping-Bauprozess

8.3.5 Finishbearbeitung und Folgeverfahren

8.4 Industrielle Rapid Prototyping-Verfahren

8.4.1 Polymerisation

8.4.2 Laser-Sintern

8.4.3 Laminate-Verfahren

8.4.4 Extrusionsverfahren

8.4.5 3D-Drucken (Three Dimensional Printing – 3DP)

8.5 Folgetechniken und Rapid Tooling

8.6 Tendenzen der Entwicklung

9 Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen

9.1 Einfu?hrung

9.1.1 Aufgaben und Ziele der Fertigungsprozessgestaltung

9.1.2 Einflussgrößen auf den Planungsaufwand

9.2 Grundlagen und Begriffe

9.2.1 Gliederung der Fertigungsprozesse

9.2.1.1 Prozesselemente

9.2.1.2 Mengenstruktur

9.2.1.3 Organisationsstruktur

9.2.2 Funktionelle Flächeneinteilung am Einzelteil

9.2.3 Bestimmflächen

9.3 Ausarbeiten von Fertigungsprozessen der Teilefertigung

9.3.1 Pru?fen der konstruktiven / funktionellen Anforderungen

9.3.2 Auswahl der Planungsweise

9.3.3 Generierendes Ausarbeiten des Fertigungsprozesses

9.3.3.1 Tätigkeiten zur Entscheidungsfindung

9.3.3.2 Ermittlung der technischen Elemente (Bearbeitungselemente) und des Rohteiles

9.3.3.3 Prozessgrobentwurf

9.3.3.4 Prozessfeinentwurf

9.4 Vergleich technologischer Varianten

9.4.1 Entscheidungskriterien

9.4.2 Methoden zur Berechnung vergleichbarer Kosten

9.4.2.1 Kostenschema

9.4.2.2 Zuschlagskalkulationsmethode

9.4.2.3 Einzelkostenkalkulationsmethode

9.4.2.4 Berechnung technologischer Einzelkosten pro Stu?ck

9.4.2.5 Stundenkostenkalkulationsmethode

9.4.3 Methodeneinschätzung fu?r Variantenvergleich

10 Literaturverzeichnis

Sachwortverzeichnis