Beispiele für Prüfungsfragen zur Lehrveranstaltung

Beispiele für Prüfungsfragen zur
Lehrveranstaltung „Werkzeugmaschinen-Grundlagen“
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Studiengang: Maschinenbau/Produktionstechnik
Studiengang: Wirtschaftsingenieurwesen
Studiengang: Mikrotechnik/Mechatronik
Studiengang: Systems Engineering
Komplex: Einführung in das Themengebiet
1. Wie begründen Sie die Aussage „Produktionstechnik ist ein bestimmender
volkswirtschaftlicher Wettbewerbsfaktor“? Ermöglicht Herstellung von Investitionsund Verbrauchsgüter, weiterhin begehrte Exportartikel des jeweiligen Landes
2. Nennen Sie charakteristische Marktbedingungen und Anforderungen unter denen
sich ein produzierendes Unternehmen behaupten muss!
Marktbedingungen:
Globalisierung der Märkte, Marktsättigung, kürzere
Innovationszyklen, Kosten- und Zeitdruck, turbulenter
Wandel, hohe Arbeitskosten, kurze Arbeitszeiten,
Standortfaktor
Marktanforderungen:
zunehmende Produktindividualität und -komplexität,
zunehmende Variantenvielfalt, sinkende Losgrößen,
hohe Ansprüche an Qualität und Termintreue
Wettbewerbsfähig durch:
steigende Flexibilität, Innovationen, Steigerung von
Produktivität und Qualität, Senkung der Kosten,
erhöhte Zuverlässigkeit, kurze Bearbeitungs- und
Lieferzeiten, Kundenservice
3. Wodurch kann sich ein produzierendes Unternehmen Wettbewerbsvorteile
verschaffen? Innovationen, besondere Feautures gegenüber Konkurrenz
(Wirtschaftlichkeit, Arbeits- und Bediensicherheit, Werkstückgröße,
Bearbeitungsvielfalt), Preis etc
4. Charakterisieren Sie die volkswirtschaftliche Bedeutung des Werkzeugmaschinenbaus (allg.)!
Ermöglicht Herstellung von Investitions- und Verbrauchsgüter, weiterhin begehrte
Exportartikel des jeweiligen Landes
5. Charakterisieren Sie den deutschen Werkzeugmaschinenbau! Überwiegend
mittelständig, hohes Exportvolumen gegenüber Gesamtproduktion ( 70 %), hoher
Qualitätsanspruch, Fertigung nach Kundenaufträgen, hoch qualifiziertes und
erfahrenes Personal, hohe Wertschöpfung pro Beschäftigen, innovativ
6. Welche Anforderungen werden aus Kundensicht an Werkzeugmaschinen gestellt?
- hohe Arbeitsgenauigkeit
- hohe Mengenleistung
- geringe Fertigungszeiten
- hohe Zuverlässigkeit
- geringe Platzbedarf
- niedrige Investitions- und Betriebskosten
- große Flexibilität
- niedrige Produktionskosten
- gute Integrität
- reparaturfreundlich und guter Service
1
- einfache Bedienung und ansehnliches Erscheinungsbild
7. Was versteht man unter „Mehrwertdiensten“ bei der Betreuung von
Produktionsanlagen? Nennen Sie Beispiele! Inspektionen, Ersatzteillieferung und einbau, Fortbildung, Wartung, Notdienste
8. Nennen Sie die vier Gruppen technischer Eigenschaften von Werkzeugmaschinen
mit je 3 Beispielen! Wie wirken sich diese Gruppen technischer Eigenschaften beim
Maschinenanwender aus?
technische Einsatzgrößen -> Bewegungsabläufe und Kollisionsbetrachtungen
-> Dynamisches Verhalten von Regel- und Steuermechanismen
technische Eigenschaften -> Verformungsverhalten bei statischer, dynamischer
thermischer Beanspruchung von Baugruppen und
Maschinen
-> Wirkungsgradberechnung
Auswirkungen:
Größe von Werkstück- und Werkzeugaufnahme, Arbeitsraum,
mögliche Bewegungen und Einstellungen, Drehzahlen,
Geschwindigkeiten, Leistungs-Drehmoment-Drehzahl Verhalten
Herstell- und Montagegenauigkeit von Baugruppe und
Maschine, Genauigkeit von Bewegungen und Bewegungsablauf, Verformungsverhalten, Leistung und Wirkungsgrad
9. Nennen Sie die vier Eigenschaften von Werkzeugmaschinen, die sich direkt auf
deren Arbeitsgenauigkeit auswirken! Welche Eigenschaften bestimmen welche
Fehler am Werkstück? Geometrische Genauigkeit (Maß-, Form- und
Lageabweichung), statische Steifigkeit (Maßgenauigkeit), Thermisches Verhalten
(Maß-, Form- und Lageabweichung), Dynamisches Verhalten (Unwuchten der
Werkstücke, Oberflächenfehler)
10. Wie kann der Konstrukteur einer Werkzeugmaschine die zukünftigen
Fertigungskosten auf dieser Werkzeugmaschine senken? Verringerung von
Zeit/Stück (höhere Schnittgeschwindigkeit -> Auswahl von Werkzeugen für höhere
Schnittgeschwindigkeiten), Vermeidung von zeitintensiven Werkzeugwechsel
11. Nach welchen Merkmalen werden Werkzeugmaschinen klassifiziert? Nennen Sie
mindestens 6 Merkmale mit je zwei Beispielen!
Verwendungszweck:
Einzweck-, Sonder-, Universalmaschinen
Anzahl Fert. Verfahren
Einzelverfahren, mehrere Verfahren
Automatisierungsgrad
handbetrieben, NC- Maschine, Zelle, Zentrum, ...
Antriebsart
konventionell-, hybrid-, Direktantrieb
Genauigkeit
Schwerzerspannung, Präzisionsmaschinen
Hauptspindel
horizontal, vertikal
Anzahl an NC-Achsen
3-achsiges BZ, 5-achsiges Bearbeitungszentrum
12. Beschreiben Sie die Automatisierungsstufen von Werkzeugmaschinen!
Maschine – Antriebe für Schnitt- und Vorschubbewegung, Bewegung, Größe,
Werkstück und Werkzeug von Bediener bestimmt
NC-Maschine – Maschine mit numerischer Steuerung, automatischer Ablauf von
Schnitt-, Vorschub und Zustellbewegung
Zentrum – Werkzeugspeicher, Wechsel manuell
Zelle – Werkstückspeicher und automatisierter Werkstückwechsel (Serienproduktion
ohne Bedienereingriff möglich)
2
System – aus einer oder mehreren WzM bestehend, Werkstückflußsystem,
Werkzeuglogistik, Ver- und Entsorgungssysteme, mit Fertigungssteuerung
verbunden, Rechner mit Teilesortiment übernimmt Steuerung
13. Nennen Sie die Komponenten aus denen Werkzeugmaschinen bestehen mit ihren
Aufgaben und je 2 Beispiele!
Gestell: Bettgestell, Winkelgestell, C- Gestell, Portal-, Tor- oder Rahmengestell
Hauptspindel: luftgelagerte HS, magnetgelagerte HS, hydrostatischgelagerte HS
14. Beschreiben Sie am Beispiel einer Werkzeugmaschine (Waagerecht- oder
Senkrecht-Fräsmaschine, Drehmaschine) den Aufbau des NC-Koordinatensystems
nach DIN 66217!
bauch
Komplex: Funktionsbestimmende Baugruppen von Werkzeugmaschinen
15. Erläutern sie den Begriff „Fertigungstiefe“! Fertigungstiefe = Eigenfertigung / gesamte
Fertigung – Fertigung := Transformation von Produktionsfaktoren zu Gütern
16. Nennen Sie die 3 Bestandteile der Maschinenaufstellung mit ihren Aufgaben und
Anforderungen!
Bauggrund Aufnahme der Belastung -> Tragfähigkeit, Steifigkeit
Fundament statische Steifigkeit -> Schiefstellung, Durchbiegung
dynamisches Verhalten -> dynamisch „weich“ oder „steif“
schwingungsisoliert, Hallenboden als Fundament oder
Spezieller Fundamtenblock nahe am Bauggrund
Aufstellel.
starr -> Fundamentschrauben, einstellbar -> elastisch
dämpfend, isolierend
17. Erläutern Sie die drei Aufstellprinzipien für Werkzeugmaschinen!
ohne Fundament (für Maschinen mit ausreichender Eigensteifigkeit, kleine WzMs)
mit Fundament (für Feinbearbeitungsmaschinen -> ausreichende Eigensteifigkeit,
isolierte Aufstellung für niedrige Eugenfrequenzen, mittlere und große WzMs ->
nicht ausreichende Eigensteifigkeit, Kraftschluß ist über Gestellbausteine zu
schließen)
18. Nennen Sie die Aufgaben und Anforderungen an Werkzeugmaschinengestelle!
Aufnahme und Sicherung der gegenseitigen Lage der WZM Baugruppen bei allen
Betriebsbedingungen (wesentlich für Genauigkeit und Leistungsvermögen
verantwortlich), statisches, dynamisches, thermisches Verhalten
19. Welche Bauformen und Ausführungsarten von Werkzeugmaschinengestellen kennen
Sie? Nennen Sie dazu wesentliche Eigenschaften!
Stahlschweißkonstr. kostengünstig bei geringer Stückzahl
geringe Masse gegenüber Guss (Eisen) bei gleicher
Steifigkeit, leichte Änderungsmöglichkeit
gute und gezielte Kontaktdämpfung
Gusskonstruktion (Eisen)
kostengünstig Herstellung bei großen Stückzahlen
(z.T ab 2 Stück)
keine Glühbehandlung nötig, gute Materialdämpfung
Material preiswert, Wärmeleitfähigkeit, Steifigkeit bei
gleicher Masse höher (im Vergleich zu Mgk)
3
Mineralgusskonstr.
kurze Fertigungszeit, saubere Gussflächen, 6...10x
bessere Materialdämpfung, größere Konstruktionsfreiheit
20. Geben Sie die Definition der Statischen Steifigkeit an! Ist diese für die
Werkzeugmaschine linear oder nichtlinear (und warum)?
C=dF/dx linear weil im elastischen Bereich. nur an Verbindungsstellen unlinear
21. Nennen Sie die konstruktiven Einflussgrößen auf die Statische Steifigkeit!
Werkstoff (E,G-Modul), Abmessungen (Bauteillänge, Kraftangriffspunkt),
Querschnittsform (Trägheitsmomente), Vernippungen, Schotten, Durchbrüche
22. Erläutern Sie die Ursachen und Eigenschaften der drei an Werkzeugmaschinen
auftretenden Schwingungsarten! Für welche ist die Dynamische Steifigkeit wie
definiert?
Freie Schwingung:
-Nicht unter Einfluss äußerer Kräfte, entsteht bei
einmaliger Auslenkung des Schwingers (Hammer)
Fremderregte Schw.
-Äußere Störungen geben Takt vor, zB Unwuchten,
wechselnde Schnittkräfte
Selbsterregte Schw.
-Energiequelle aus der Schwinger Energie aufnimmt
zB Grundrauschen der Schnittkräfte
Dynamische Steifigkeit = Amp. der Erregerkraft / Amp. der erzeugten Schwingung
für fremderregte und gezwungenen Schwingungen
23. Was versteht man unter thermischem Verhalten an Werkzeugmaschinen und welche
Maßnahmen beeinflussen diese Eigenschaft positiv?
24. Teilen Sie die Führungen nach ihrem Flächenkontakt ein! Erläutern Sie dazu das
Funktionsprinzip und die vorhandenen Eigenschaften!
25. Skizzieren Sie eine Rechteckführung und erläutern Sie daran die Begriffe:
Tragführung, offenes Führungssystem, Spieleinstellung in der Seiten- bzw.
Umgriffführung, Breit- und Schmalführung!
26. Welche Elemente ordnet man der Hauptgruppe „Hauptspindel“ zu?
eigentliches Bauteil „Hauptspindel“
den Lagern zur radialen und axialen Lagebestimmung und Kraftweiterleitung
den Dichtungen
den auf der HS angeordneten Elementen zu ihrem Antriebsart
Werkzeug- bzw. Werkstückaufnahmeflächen
evtl. Pinole zur axialen Verschiebung der HS
Elemente zur Steuerung, Automatisierung wie zB.: Werkzeugspanneinrichtungen,
Kühlmittelzufuhr, Messfühler
27. Was versteht man unter Haupt- und Nebenlager, querkraftfreiem Antrieb, Kragarm,
optimalem Lagerabstand bei Werkzeugmaschinen-Hauptspindeln?
Hauptlager – vorderes Radial und Axiallager
Nebenlager – hinteres Radiallager
Kragarm – einseitig gelagerter Träger des HS – Flansch
querkraftfreier Antrieb – übertragt nur ein Drehmoment von einem separat
gelagertem Antriebselement
28. Warum dominieren wälzgelagerte Hauptspindeln gegenüber gleitgelagerten?
- höhere Steifigkeit (durch steife Wälzkörper und dünnen Schmierfilm)
- vorspannbar, dadurch noch steifer
- geringerer Verschleiss (durch geringere Reibung)
4
- geringere Reibung (Rollreibung statt Gleitreibung) -> schnellere Drehzahlen möglich
- keine erhöhte Anlaufreibung, keine Einlaufzet
- preiswert, da genormte Kaufteile
29. Nach welchen Funktionsprinzipien kann man berührungslose Dichtungen aufbauen?
- Kapilaren (wird das so geschrieben?)
- Sperrluft (meist verwendet)
30. Teilen Sie die Antriebe spanender Werkzeugmaschinen nach ihren Aufgaben ein!
Hauptantrieb (rot. B. des Werkzeug), Nebenantrieb (transl. B.des Werkzeug),
Hilfsantrieb (Werkzeug / Werkstückwechsel etc)
31. Nennen Sie Forderungen und Bewertungskriterien für Haupt- und Nebenantriebe!
HA: Umwandlung der Drehbewegung in translatorische Bewegung durch zB
Kurbelgetriebe, Spindel/Muttergetriebe
NA: Drehzahlanpassung durch zB Umwandlungsgetriebe
32. Was versteht man unter abhängigem bzw. unabhängigem Vorschub in spanenden
Werkzeugmaschinen?
siehe 4-47
33. Geben Sie in einem Blockschaltbild an, wie man abhängigen bzw. unabhängigen
Vorschub in spanenden Werkzeugmaschinen realisieren kann!
siehe 4-47
34. Was versteht man unter gestuften und was unter stufenlos stellbaren
Hauptantrieben?
Drehzahlen des Hauptantriebs lassen sich stufenlos (z.B. durch Keilradgetriebe,
Hüllgetriebe) bzw. in festen Stufen (Schaltgetriebe) verstellen
35. Warum ist auf dem Wirkungsgrad des Hauptantriebes einer Werkzeugmaschine
besonderer Wert zu legen?
stärkster Antrieb, verrichtet eigentliche Arbeit
36. Zeichnen Sie die prinzipiellen Varianten zur Leistungs-Drehzahl und zur MomentenDrehzahl-Auslegung bei spanenden Werkzeugmaschinen! Unter welchen
Bedingungen werden diese Varianten angewandt?
37. Welche Gestellbauformen sind für Pressen typisch? Erläutern Sie deren Vor- und
Nachteile!
Torpresse, bzw geschlossene Gestellbauformen: Vorteile: hohe statische Festigkeit,
hohe dynamische Festigkeit, somit hohe Presskräfte; Nachteile: hoher Platzbedarf,
beschränkte Werkstückgröße
38. Skizzieren Sie ein C- und ein Tor-Gestell! Geben Sie darin die Lage der
Umformkräfte und die daraus resultierende Verformung des Pressengestells an!
siehe Skript
39. Welche Aufgabe haben Dehnanker in Pressengestellen?
Vorspannen des Gestells, verbessern der statischen Festigkeit und Minderung der
Unlinearität durch Fugeneinflußes
40. Erläutern Sie das Wirkprinzip weggebundener Pressen! Welche Antriebe werden
dafür eingesetzt?
Motoren mit Untersetzung, hubabhängige Kraft
41. Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Nennkraftwinkel bzw. Nennkraftweg und
Presskraft bei Kurbelpressen! Welche Auswirkung hat die Veränderung des
Nennkraftwinkels?
Sinus Zusammenhang bei Drehbewegung
42. Welcher Unterschied besteht hinsichtlich des Kraft-Weg-Zusammenhanges zwischen
Kurbelpressen und Kurbel-Kniehebel-Pressen?
5
Kurbel-Kniehebel-Pressen besitzt auf Grund des Kraft-Weg-Zusammenhang einen
größeren Kurbelwinkelbereich in dem die Presskraft sehr groß ist
43. Erläutern Sie Vor- und Nachteile von Ober- und Unterantrieb bei Pressen!
Oben: einfachere Gestängeform, günstiger Nt: Gestaltung des Gestell muss massiver
ausfallen
Unten: Wartung einfacher, da Ölkreislauf primär unten Nt: tieferes Fundament von
Nöten
44. Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau eines Motor-Schwungrad-Antriebes und
erläutern Sie die Funktion!
45. Welche maschinenseitigen Möglichkeiten kennen Sie, Tiefziehen mit Niederhaltern
zu realisieren?
46. Welche Baugruppen schützen weggebundene Pressen vor Überlastung durch zu
hohe Kräfte, zu hohes Drehmoment zu hohen Arbeitsbedarf der Umformaufgabe?
Rutschkupplungen gegen Drehmomentüberlastung, Kippsperren gegen
Kräfteüberlastung, bei Arbeitsüberlastung bleibt der Motor einfach stehen, da die
Energie des Schwungrades nicht mehr ausreicht
47. Welche Antriebsmöglichkeiten für hydraulische Pressen kennen Sie? Erläutern Sie
Vor- und Nachteile!
Direktantrieb:
- Der Ölstrom wirkt direkt auf die Kolbenfläche des Arbeitszylinders
- Motor und Pumpen sind auf maximale Leistung auszulegen um die Presskraft
sicherstellen zu können
- Spannungsspitzen
- Kurze Taktzeiten
- Große Ölmengen
Druckspeicherantrieb:
- Pumpen fördern Öl in einen Hochdruckspeicher aus dem nach Bedarf über
Steuerventile Drucköl entommen wird
- Geringe Pumpenleistung ausreichend
- Solange der Druckspeicher wieder gefüllt werden kann, steht die Funktion zur
Verfügung
- Gleichmäßige Belastung des elektrischen Versorgungssystems
- Bei kürzeren Taktzeiten, d.h. kleine Intervalle zwischen den Entnahmen,
insbesondere bei großen Ölfördermengen --> nicht mehr wirtschaftlich einsetzbar
Komplex: Werkzeugmaschinen
48. Was verstehen Sie unter reihenstrukturierten bzw. parallelstrukturierten
Werkzeugmaschinen?
Reihen: serieller Aufbaue der Vorschubbewegungen
Parallel: erlaubt durch Stabkinematik im Raum frei bewegliche Plattformen oder
Werkzeuge
49. Was sind Hauptparameter von Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen?
Drehmaschine: maximal bearbeitbarer Durchmesser x Aufspannlänge
Dreh- und Fräsmaschine: max. Aufspannlänge x max. Aufspannbreite
50. Warum und wozu besitzen konventionelle Drehmaschinen eine Leit- und eine
Zugspindel?
Zugspindel dient dem automatischen Vorschub , Leitspindel dient der Erhaltung
der Kinematik zwischen Drehung des Werkstückes und des Vorschubes
51. Welche Vorteile ergeben sich mit der Schrägbettbauweise bei Drehmaschinen?
Bessere Zugänglichkeit, höhere Steifigkeit, verbesserte Spanabführung, im Prinzip
auch verbesserte Erweiterbarkeit durch z.B.: Roboter
6
52. Skizzieren Sie eine Schrägbettdrehmaschine und bezeichnen Sie die notwendigen
Gestell- und Antriebsbaugruppen!
siehe Skript
53. Bezeichnen Sie die Gestell- und Antriebsbaugruppen der abgebildeten NC-Maschine!
Geben Sie die möglichen Bewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug mit den
dazu gehörenden Führungen an!
Haha! ^^
54. Zeichnen Sie eine Konsolfräsmaschine bei der alle Vorschub- und
Einstellbewegungen durch die Werkstückseite ausgeführt werden! Bezeichnen Sie
die Gestellbaugruppen!
Zeichnen is nich!
55. Was unterscheidet eine NC-Fräsmaschine von einem Bearbeitungszentrum?
siehe Frage 12.
56. Was versteht man unter Gantry-Bauweise bei Bettfräsmaschinen?
stationäres Bett mit fahrbahren oder festen Portal und festem und verschiebbaren
Querträger
57. Erläutern Sie die Begriffe „Werkzeugwechselzeit“ und „Span-zu-Span-Zeit“
Werkzeugwechselzeit = Zeit für Wechsel von 2 Werkzeugen
Span-zu-Span-Zeit= Zeit von Abbremsen des Werkzeugs, Wechsel, und erneutes
Beschleunigen des gewechselten Werkzeugs
beim konventionellen Wechseln wird die Werkstückrotation beim Werkzeugwechsel
unterbrochen
58. Durch welche Besonderheiten unterscheiden sich Schleifmaschinen von anderen
spanenden Werkzeugmaschinen?
geometrisch unbestimmte Schneiden
59. Aus welchen Baugruppen besteht eine Universal-Außen- und
Innenrundschleifmaschine?
60. Wie gliedert sich üblicherweise ein Schleifzyklus beim Schleifen mit oder ohne
Messsteuerung?
ohne Messsteuerung: Eilzustellung, Schruppen, Schlichten ohne Nachregelung
mit Messsteuerung: Eilzustellung linear, Schruppen und Schlichten dann Zeit- und
Wertediskret (digitale Messung und Nachregelung), bei Erreichen des Maßes wird
der Schleifscheibenrückzug eingeleitet (= automatische Maßkontrolle)
61. Was versteht man unter Ausfunken?
Schleifen zur Verminderung der Rauheit, Zerspanungsvolumen und Eingrifftiefe
des Werkzeugs läuft gegen 0
62. Welche Abrichtwerkzeuge kennen Sie? Abhängig von welchen Größen wird der
Abrichtvorgang eingeleitet?
Diamantstein in Form einer Abrichtpinole oder Diamantrolle; Eingeleitet zB.: durch zu
hohe Abweichungen bei der Rundheit, bei Umwuchten
63. Nennen Sie Arten von Flachschleifmaschinen!
Senkrechte HS bzw Stirnschleifen und waagerechte HS bzw Umfangsschleifen
64. Skizzieren Sie eine Flachschleifmaschine mit senkrechter Hauptspindel und
Rundtisch! Geben Sie mögliche Bewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug an!
Bezeichnen Sie die notwendigen Gestell- und Antriebsbaugruppen!
siehe Skript
7
65. Durch welche Baugruppen wird das Werkstück in Spitzenlosschleifmaschinen
aufgenommen und durch welche in Bewegung gesetzt? Durch welche Gestaltung
entsteht der axiale Werkstückvorschub?
66. Welche Arten von Kenngrößen müssen beim Einsatz von Umformmaschinen
beachtet werden?
z.B.: Fließspannungen, Temperaturen des Werkstückes, Streckgrenze des
Werkstücks, Umformgrad, Umformarbeit
67. Nennen Sie die drei verschiedenen Arten von Umformmaschinen hinsichtlich der
Bereitstellung der Kraft- und Energiekenngrößen!
Zugumformmaschinen, Druckumformmaschinen, Biegeumformmaschinen
68. Erläutern Sie den Grundaufbau des Hybridantriebes bei Pressen! Welche Vorteile
bietet er?
Kurbeltrieb mit 1 oder 2 Hydraulikzylindern, die ein Kippen des Werkzeuges
verhinden und zusätzlich auch durch Bremszylinder den Pressvorgang bremsen
können, sprich Beeinflussung des s-v Verlaufs
69. Nennen Sie wichtige Bauarten von Spindelpressen!
70. Wie kann bei Spindelpressen eine Überlastung verhindert werden?
Schlupf zwischen der reibkraftschlüssign Verbindung zwischen Antriebsscheibe und
Schwungrad
71. Erläutern Sie die unterschiedlichen Ausführungen von Hämmern und deren
Einsatzgebiete!
Schabottehämmer: für freiform und Gesenkschmieden
Gegenschlaghämmer: schwere und schwerste Gesenkteile (Kurbelwellen für Schiffe)
72. Welche Besonderheiten weisen Schneidautomaten gegenüber normalen Pressen
auf?
sehr genaue Führung des Messerbalkens, Messerfreilauf notwendig, Neigung des
Messerbalkens
73. Erläutern Sie den Aufbau einer Stufenpresse (Transferpresse) und deren Vorteile
beim Einsatz!
schnelle Bearbeitung, einheitlicher durchgängiger Materialfluss, mehrere
Bearbeitungsschritte automatisch hintereinander
74. Beschreiben Sie das Wirkprinzip einer Mehrstufenpresse für die Massivumformung
und nennen Sie typische Einsatzbereiche!
siehe 73.
75. Welche Besonderheiten weisen Drück- bzw. Drückwalzmaschinen gegenüber
Pressen auf?
Herstellung komplizierterer rotationssymmetrischer Teile, höhere Oberflächengüte
erreichbar, geringere Umformkräfte und hohe Maßhaltigkeit
Komplex: Vorrichtungen
76. Was versteht man unter „Vorrichtungen“ in der Fertigungstechnik?
Fertigungshilfsmittel mit deren Holfe eine definierte Lage eines (oder mehrerer)
Werkstücke zur Werkzeugmaschine bestimmt. durch Spannkräfte gesichert.
77. Nennen Sie die Klassifizierungsmerkmale für Vorrichtungen und untersetzen Sie
diese mit Beispielen!
1. nach der anwendung und dem aufbau: d.h entweder ne standardvorrichtung (z.b.
schraubstock), ne baukastenvorrichtung (nuten- o. bohrungssystem) oder
spezialvorrichtung z.b. ne bohrvorrichtung;
2. konstruktionsprinzip, guss-, schweiß- o. schraubvorrichtung
8
3. nach der anzahl der zu spannenden werkstücke, also eins oder mehrere
4. und ein verwendungszweck, also ob es eine fertigungs-, montage-,
transportvorrichtungist oder sowas. fertigung ist dann eben nach verfahren, bohren,
drehen oder lackiern oder so
78. Nennen Sie die Hauptaufgaben (5) von Vorrichtungen und die Funktionen, die diese
Aufgaben in der Vorrichtungen realisieren!
Positionieren zur Lagefestlegung in einer statisch bestimmten Lage (FG = 0)
Bestimmen zur Lagefixierung mit einer leichten Kraft
Spannen zur endgültigen Lagefixierung bei den in der Fertigung auftretenden
Prozesskräften
ggf. Führen Auferlegung einer Zwangsbewegung
ggf. Teilen beim Zuweisen von mehreren Werkstücklagen
79. Was versteht man unter „Bestimmen“, „Spannen“, „Stützen“, „Führen“ und „Teilen“ in
Vorrichtungen?
siehe 78.
80. Mit welchen Zielen setzt man Vorrichtungen in der Fertigungstechnik ein?!
Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Steifigkeit
81. Welche Anforderungen werden an Vorrichtungen gestellt und wie erfolgt deren
Beurteilung?
Genauigkeit, Sicherheit, einfache Handhabung, geringer Bedien- und Kraftaufwand,
leichte Reinigung, Ausschluss von Bedienfehlern, niedrige Herstellungskosten,
geringer Verschleiß, geringer Wartungsaufwand, Mehrfachnutzung
82. Aus welchen Baugruppen ist eine Vorrichtung aufgebaut?!
Funktionsbaugruppen:
Realisierung von Bestimmen, Spannen, Stützen,
Führen, Teilen
Ergänzungsbaugruppen:
Verschlüsse, Feststeller, Auswerfer, Kraftumformer,
Sensoren, Steuerungseinrichtungen,
Versorgungseinrichtungen
Basisbaugruppen:
Lagefixierung, Übertragung von Kräften und Momenten
innerhalb der Vorrichtung und auf die WZM
83. Beschreiben Sie an einem Beispiel das methodische Vorgehen zur Realisierung der
Funktion „Bestimmen“ in einer Vorrichtung!
Herstellen des Maßes mit Toleranzen, Bezugsebene ablesen, Festlgen der
Bestimmebene
84. Was verstehen Sie unter „Bezugsebene“ und „Bestimmebene“ im Rahmen der
Konstruktion einer Vorrichtung? In welchem Zusammenhang stehen beide?
Bezugsebene ist die Ebene auf die sich die Maß und Toleranzberechnungen
beziehen
Bestimmebene ist im Idealfall dieselbe wie die Bezugsebene, ansonsten sind
Toleranzberechnungen von Nöten
85. Erläutern Sie die Begriffe „Auflagefläche“, „Führungsfläche“ und „Anlagefläche“!
Auflagefläche =
Fertigungsmaß bzw abzutragende Fläche bzw Bestimmebene
liegt in x-z Ebene
Führungsfläche =
Fertigungsmaß bzw abzutragede Fläche bzw Bestimmebene
liegen auf der y-x Ebene
Anlagefläche =
Fertigungsmaß bzw abzutragende Fläche bzw Bestimmebene
liegen in der y-z Ebene
86. Wann liegt ein „Überbestimmen? vor?
9
Wenn zB ein Freiheitsgrad 2 mal gebunden wurde
87. Skizzieren Sie für ein vorgegebenes Werkstück das Bestimmprinzip!
88. Was ist bei der Gestaltung von „Auflageflächen“ zu beachten!
kA
89. Was ist beim Einsatz eines Prismas als Bestimmelement zu beachten?
Lage der Bezugsebene ist in der Vorrichtung vom Durchmesser des Werkstückes
abhängig, siehe 3 - 17
90. Stellen Sie in Skizzen 6 Spannprinzipien dar!
siehe 3 - 22
91. Klassifizieren Sie die Funktion „Spannen“ nach der Kraftwirkung am Werkstück.
Nennen Sie dazu je ein Beispiel!
Spannen(Spannbacken), Befestigen (Unterdruck), Verbinden(Schraubverbindungen)
92. Wie kann man die Spannkraft in Vorrichtungen erzeugen?
starr durch formschlüssige Spannkrafterzeugung (zB Keil, Schraube,...)
elastisch durch kraftschlüssige Spannkrafteinwirkung, in Kraftrichtung
„schwimmend“ (zB Feder, Magnet, Hydraulik)
93. Nennen Sie wichtige Anforderungen an die Auslegung der Spannkraft in
Vorrichtungen!
Kraft wird zwischen Ort des Erzeugens und der Spannstelle durch Hebelverhältnisse,
Keile verändert, Reibung beachten, Maßtoleranzen am Werkstück können wirkende
Spannkraft verändern
94. Welche konstruktiven Berechungen können im Rahmen der Entwicklung einer
Vorrichtung erforderlich werden?
Sicherheit gegen Verschieben, Verdrehen, ... des Werkstücks während des
Prozesses, Sicherheit gegen Bruch gefährdetet Bauteile, Sicherheit gegenüber
zulässiger Flächenpressung am Werkstück, Zulässige Verformung, Toleranzen zur
Lage der Bestimmelemente und Werkzeugführungen in Bezug auf Toleranzen am
Werkstück
95. Welcher prinzipielle Unterschied ergibt sich beim Einsatz von Spirale oder Exzenter
als Spannelement?
kA
96. Welche Aufgabe erfüllen Bohrbuchsen und was ist bei ihrem Einsatz zu beachten?
kA
97. Beschreiben Sie den Funktionsablauf in einer Vorrichtung mit der Funktion „Teilen“!
Werkstück einlegen -> Bestimmen -> Spannen -> Bearbeiten -> Entarretieren ->
Entindexieren -> Teilen -> Indexieren -> Arretieren -> Bearbeit -> ... -> Entspannen ->
Werkstück entnehmen -> Reinigen
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