Mit dieser konzentrierten Zusammenstellung von Formeln, Richtwerten und Diagrammen zu allen Verfahrenshauptgruppen werden dem Leser Bestimmungshilfen und Formeln zum Ur- und Umformen, Schneiden, Spanen, Abtragen, Generieren und in dieser Auflage auch zum Fügen, Beschichten und Ändern von Stoffeigenschaften sowie Bewertungshilfen für Zulieferungen an die Hand gegeben.
Inhaltsverzeichnis
1;1 Größen, Einheiten, Toleranzen/Passungen, Werkstoffkennwerte;13 1.1;1.1 Physikalisch-technische Größen, SI- und weitere Einheiten, spezielle Umrechnungen;13 1.2;1.2 Vorschübe und Lastdrehzahlen an Werkzeugmaschinen;15 1.3;1.3 Zulässige Maß-, Form-, Lage- und Oberflächenabweichungen, Toleranzen und Passungen;16 1.4;1.4 Werkstoffe Vergleichstabellen und Kennwerte;24 1.4.1;1.4.1 Bezeichnungssystematik typischer Maschinenbau-Werkstoffe ;24 1.4.2;1.4.2 Übersichten zu Stahl- und Gusswerkstoffen ;27 1.4.3;1.4.3 Kennwerte typischer Kunststoffe ;34 1.4.4;1.4.4 Keramische und Verbundwerkstoffe (DIN ISO 4381; DIN 30910-1; DIN 1494-1) ;36 1.5;1.5 Zielstellungen innerhalb der Fertigungstechnik;37 2;2 Urformtechnik (Gießen, Sintern, Abscheiden);39 2.1;2.1 Werkstoffauswahl und erreichbare Teilequalitäten;39 2.2;2.2 Abmessungen und Gestaltung von Modellen und Gussteilen;41 2.3;2.3 Regeln und Hinweise zur form-, gieß-, putz- und bearbeitungsgerechten Gestaltung von Gussteilen;44 2.4;2.4 Verfahren der Urformtechnik (Hinweise, Berechnungen, Empfehlungen);51 2.4.1;2.4.1 Urformen aus flüssigem, plastischem und teigigem Zustand (Gießen) ;51 2.4.1.1;2.4.1.1 Gießen in verlorene Formen; Sandformguss ;51 2.4.1.2;2.4.1.2 Gießen in Dauerformen aus Stahl (und Keramik) ;53 2.4.2;2.4.2 Urformen aus dem festen (körnigen) Zustand (Sintern) ;59 2.4.3;2.4.3 Urformen aus dem ionisierten Zustand (Galvanoformung) ;62 2.4.4;2.4.4 Urformen duro- und thermoplastischer Kunststoffe ;62 3;3 Umformtechnik;65 3.1;3.1 Grundlagen der Metallumformung;65 3.2;3.2 Verfahren des Druckumformens;69 3.2.1;3.2.1 Längs- bzw. Reckwalzen ;69 3.2.2;3.2.2 Glattwalzen gekrümmter und ebener Oberflächen (Feinwalzen, Prägepolieren, ) ;70 3.2.3;3.2.3 Querwalzen ;73 3.2.4;3.2.4 Freiformen (Schmieden) ;73 3.2.5;3.2.5 Gesenkformen ;74 3.2.5.1;3.2.5.1 Gesenkschmieden und Prägen ;74 3.2.5.2;3.2.5.2 (Warm- und Kalt-)Stauchen ;77 3.2.5.3;3.2.5.3 Strangpressen ;80 3.2.5.4;3.2.5.4 Fließpressen ;81 3.2.5.5;3.2.5.5 Einsenken ;85 3.2.5.6;3.
2.5.6 Gewindeherstellung (Gewindefurchen bzw. -formen und Gewindewalzen) ;86 3.3;3.3 Zug-Druck-Umformung;89 3.3.1;3.3.1 Tiefziehen ;89 3.3.2;3.3.2 Drücken/Fließdrücken ;99 3.3.3;3.3.3 Durchziehen/Drahtziehen ;101 3.4;3.4 Zugumformung;101 3.4.1;3.4.1 Rohrziehen (Verfahren und Kenngrößen) ;101 3.4.2;3.4.2 Abstreckziehen (Verfahren und Berechnungen) ;102 3.5;3.5 Biegeformen (Biegen);102 3.6;3.6 Besonderheiten der Hochgeschwindigkeits- und -energieumformung (Teilebearbeitung mit Schockwellen);110 4;4 Trennen Schneiden/Zerteilen, Spanen und Abtragen (Generieren);114 4.1;4.1 Schneiden und Zerteilen;114 4.1.1;4.1.1 Verfahren und Maschinenhauptzeiten ;114 4.1.2;4.1.2 Anordnung von Werkstücken in Blechstreifen (Streifenbilder) ;115 4.1.3;4.1.3 Werkzeuggestaltung und Berechnungen an Schnittwerkzeugen ;118 4.1.4;4.1.4 Berechnung des Kraft- und Arbeitsbedarfes beim Schneiden ;122 4.1.5;4.1.5 Besonderheiten beim Feinschneiden ;123 4.1.6;4.1.6 Schneiden mit Gummikissen ;125 4.2;4.2 Spanen und Abtragen (mit Generieren);125 4.2.1;4.2.1 Spanende Verfahren der Fertigungstechnik ;125 4.2.1.1;4.2.1.1 Begriffe, Größen, Zusammenhänge und Abläufe beim Spanen ;125 4.2.1.2;4.2.1.2 Kräfte und Leistungen beim Spanen ;128 4.2.1.3;4.2.1.3 Zeitaufwand und Wege beim Spanen ;132 4.2.1.4;4.2.1.4 Bedeutung und Einflüsse der Schnittgeschwindigkeit ;133 4.2.1.5;4.2.1.5 Standgrößen und Standkriterien ;137 4.2.1.6;4.2.1.6 Schnittgeschwindigkeiten, Vorschübe und Oberflächenqualitäten (Rauheiten) ;138 4.2.1.7;4.2.1.7 Spanarten, Spanformen, Bearbeitbarkeit (Spanbarkeit) ;139 4.2.1.8;4.2.1.8 Schneidstoffe und Wirkmedien (Kühl-, Schmier-, Spül-Mittel) ;144 4.2.1.9;4.2.1.9 Besonderheiten beim Spanen harter Werkstoffe bei Trocken- sowie HSC- und HPC-Bearbeitungen ;150 4.2.1.10;4.2.1.10 Verfahrenstypische Besonderheiten beim Spanen (jeweils Berechnungen zu Komponenten der Spanungskraft, Leistungen, Maschinenhauptzeiten) ;151 4.2.1.11;4.2.1.11 Fein-, Mikro- und Präzisionsbearbeitung ;186 4.2.1.12;4.2.1.12 Herste
llung von Verzahnungen ;206 4.2.1.13;4.2.1.13 Berechnung und Gestaltung ausgewählter Spanungswerkzeuge ;224 4.2.2;4.2.2 Abtragen und Generieren ;231 4.2.2.1;4.2.2.1 Verfahren der Abtragtechnik ;231 4.2.2.2;4.2.2.2 Generieren von Bauteilen (Rapid Product Development/Rapid Prototyping) ;253 4.2.3;4.2.3 Optimierung von Spanungsvorgängen und Maschinenauslastungen ;256 5;5 Fügetechnik Übersichten zum Schweißen und Schneiden, Löten, Kleben und zu sonstigen Fügeverfahren;260 5.1;5.1 Schweißen und Schneiden;260 5.1.1;5.1.1 Schweißeignung, -sicherheit, -möglichkeiten (Schweiß-, Schweißfolgeplan) ;260 5.1.2;5.1.2 Verfahren zum Schweißen und Schneiden ;262 5.1.3;5.1.3 Schweißgerechte Konstruktion von Bauteilen ;283 5.1.3.1;5.1.3.1 Stoß- und Nahtarten, Formen von Schweißfugen ;283 5.1.3.2;5.1.3.2 Zeichnerische Darstellungen von Schweißverbindungen ;286 5.1.3.3;5.1.3.3 Abmessungen von Schweißnähten, Berechnungen einfacher Schweißverbindungen; Nahtwertigkeit und Nahtformkoeffizient ;286 5.1.3.4;5.1.3.4 Schrumpfungen an geschweißten Teilen ;289 5.1.3.5;5.1.3.5 Grundsätze und typische Beispiele schweißgerechter Konstruktion von Bauteilen ;291 5.1.3.6;5.1.3.6 Kennzeichnung von Schweißpositionen und Rationalisierungsansätze beim Schweißen ;298 5.2;5.2 Löten von Einzelteilen und Baugruppen;299 5.2.1;5.2.1 Einteilung/Zuordnung von Lötverfahren, Löteignung/Lötbarkeit ;299 5.2.2;5.2.2 Lötverbindung, Lote und Flussmittel, Lötbarkeit von Werkstoffen, Verfahrensvarianten ;302 5.2.3;5.2.3 Lötgerechte Konstruktion von Bauteilen; Zeichnerische Darstellung von Lötverbindungen ;307 5.3;5.3 Kleben von Bauteilen;310 5.3.1;5.3.1 Aufbau von Klebeverbindungen; Vorteile, Anwendungsgrenzen und Besonderheiten beim Kleben ;310 5.3.2;5.3.2 Klebstoffarten (DIN EN 923); Grundvorgänge beim Kleben ;311 5.3.3;5.3.3 Empfehlungen zur klebegerechten Konstruktion und Festigkeitsprüfung von Bauteilen ;312 5.3.4;5.3.4 Gesundheits- und Arbeitsschutz beim Kleben ;316 5.4;5.4 Übersicht zu sonstigen Verfahren zur Verbin
dung von Bauteilen und Baugruppen;316 6;6 Beschichten Herstellung fest haftender metallischer und nichtmetallischer Schichten;317 6.1;6.1 Beschichten mit metallischen Überzügen;318 6.2;6.2 Beschichten mit nichtmetallischen Überzügen;323 6.3;6.3 Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand (PVD Physical Vapour Deposition, CVD Chemical Vapour Deposition);324 7;7 Änderungen von Stoffeigenschaften Härten, Glühen, Vergüten, Anlassen;326 7.1;7.1 Zusammenhänge bei der Änderung von Stoffeigenschaften (Thermische, Thermo-chemische und thermo-mechanische Verfahren);326 7.2;7.2 Temperaturverläufe bei typischen Wärmebehandlungsverfahren;329 7.2.1;7.2.1 Glühverfahren für Eisenwerkstoffe ;329 7.2.2;7.2.2 Glühmethoden für Leichtmetalle ;330 7.2.3;7.2.3 Wärmebehandlungen mit signifikanten Änderungen der Stoffeigenschaften ;330 7.2.4;7.2.4 Härten auf Martensit und Vergüten ;332 7.2.5;7.2.5 Nitrieren von Werkstoffen ;332 7.3;7.3 Wärme-, Abkühl-, Halte- und Perlitisierungszeiten bei der Wärmebehandlung von Stahlwerkstoffen;333 7.4;7.4 Zusammenhänge zur Ermittlung von Aufkohlungs- und Nitrierzeiten;335 7.5;7.5 Temperaturverläufe beim Abkühlen/Abschrecken;337 8;8 Kalkulationen (Zeiten, Kosten, Preise, ); Arbeitsstudien und Investitionsrechnungen;339 8.1;8.1 Berechnungen von Kosten und Preisen;339 8.2;8.2 Bestimmung technisch-organisatorisch begründeter Durchlaufzeiten (DLZ);340 8.3;8.3 Durchführung von Arbeitsstudien;343 8.4;8.4 Typische Methoden für/bei Investitionsrechnungen;343 9;Anhang;345 9.1;T 1 Allgemeine Übersichten;345 9.1.1;T 1.1 ISO-Toleranzen für Wellen und Bohrungen (Auszüge);345 9.1.2;T 1.2 Erreichbare Rauheiten Rz in Abhängigkeit unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren;349 9.1.3;T 1.3 Zusammenfassende Übersichten zu mechanischen Eigenschaften typischer Maschinenbauwerkstoffe (Auszüge);350 9.1.3.1;T 1.3.1 Stahl- und Gusswerkstoffe ;350 9.1.3.1.1;T 1.3.1.1 Unlegierte Baustähle; DIN EN 10025 ;350 9.1.3.1.2;T 1.3.1.2 Vergütungsstähle; DIN EN 10083-1/2 ;351 9.1.3.1.3;T
1.3.1.3 Einsatzstähle; DIN EN 10084 ;354 9.1.3.1.4;T 1.3.1.4 Wälzlagerstähle; DIN EN ISO 683-17 ;355 9.1.3.1.5;T 1.3.1.5 Automatenstähle; DIN EN 10087 ;356 9.1.3.1.6;T 1.3.1.6 Gusseisen mit Lamellengraphit; DIN EN 1561 ;357 9.1.3.1.7;T 1.3.1.7 Gusseisen mit Kugelgraphit; DIN EN 1563 ;358 9.1.3.1.8;T 1.3.1.8 Stahlguss; DIN 1681 ;358 9.1.3.1.9;T 1.3.1.9 Warmfester Stahlguss; DIN EN 10213-2 ;359 9.1.3.1.10;T 1.3.1.10 Temperguss; DIN EN 1562 (TGW und TGS) ;359 9.1.3.2;T 1.3.2 Duro- und Thermoplaste ;360 9.2;T 2 Tabellen zur Urformtechnik;363 9.2.1;T 2.1 Spezielle Übersicht zur Gestaltung von Radien und Übergängen an Gussteilen;363 9.2.2;T 2.2 Empfehlungen für zulässige Maßabweichungen an Gießereimodellen;363 9.3;T 3 Tafeln und Tabellen zur Umformtechnik;364 9.3.1;T 3.1 Formänderungsfestigkeiten und Fließkurven;364 9.3.1.1;T 3.1.1 Auswahl typischer Formänderungsfestigkeiten k fl = f(.) bei der Kaltverformung weichgeglühter Werkstoffe ;364 9.3.1.2;T 3.1.2 Beispiele für Fließkurven typischer Maschinenbauwerkstoffe (Kaltumformung) ;364 9.3.1.3;T 3.1.3 Einflüsse von Umformtemperaturen (Warmumformung), Umformgeschwindigkeiten auf das Verformungsverhalten metallischer Werkstoffe ;366 9.3.2;T 3.2 Schmieden/Gesenkschmieden;367 9.3.2.1;T 3.2.1 Gestaltungsgrundsätze für Gesenkschmiedeteile ;367 9.3.2.2;T 3.2.2 Zulässige Maß- und Oberflächenabweichungen ;368 9.3.3;T 3.3 Richtwerte und Empfehlungen zum Stauchen;369 9.3.3.1;T 3.3.1 Nomogramm zur Bestimmung des Kraftbedarfes beim Kaltstauchen unterschiedlicher Werkstücke aus Stahl- und NE-Werkstoffen ;369 9.3.3.2;T 3.3.2 Zulässige Formänderungen beim Stauchen ;369 9.3.3.3;T 3.3.3 Erreichbare Maßgenauigkeiten beim Kaltstauchen ;369 9.3.4;T 3.4 Werte für das Fließpressen;370 9.3.4.1;T 3.4.1 Nomogramme zur Ermittlung der Fließpresskraft ;370 9.3.4.2;T 3.4.2 Empfehlungen zur Teilegestaltung beim Fließpressen ;372 9.3.4.3;T 3.4.3 Herstellbare Teileabmessungen ;372 9.3.4.4;T 3.4.4 Erreichbare Oberflächenabweichungen beim Kaltfließpressen ;3
73 9.3.5;T 3.5 Gewindefurchen und -formen;373 9.3.5.1;T 3.5.1 Vorbohrdurchmesser für Metrische ISO-Regelgewinde; DIN 13; DIN ISO 965-1 ;373 9.3.5.2;T 3.5.2 Vorbohrdurchmesser für Whitworth-Gewinde; BS 84 ;373 9.3.5.3;T 3.5.3 Vorbohrdurchmesser für US-Amerikanisches Unified-Grobgewinde; UNC-2B; ASME B 1.1; ISO 5864 ;374 9.3.6;T 3.6 Gleichungen zum Tiefziehen;374 9.3.6.1;T 3.6.1 Berechnungen von Flächenelementen beim Tiefziehen ;374 9.3.6.2;T 3.6.2 Bestimmung von Rondendurchmessern für typische Fertigteilformen ;376 9.3.7;T 3.7 Zusammenhänge beim Biegen;379 9.3.7.1;T 3.7.1 Nomogramm zur Bestimmung von Biegekräften beim Biegen von V-Formen ;379 9.3.7.2;T 3.7.2 Bestimmung der Gesenkweite in Abhängigkeit vom Biegehalbmesser ;380 9.4;T 4 Spanen (Schneiden/Zerteilen); Abtragen; Generieren;381 9.4.1;T 4.1 Tabellen und Richtwerte zum Spanen;381 9.4.1.1;T 4.1.1 Korrekturfaktoren für Schnittgeschwindigkeit und Spanwinkel ;381 9.4.1.2;T 4.1.2 Korrekturfaktoren zur Berechnung von Schnittkräften ;382 9.4.1.3;T 4.1.3 Spezifische Schnittkräfte der spanenden Fertigung ;383 9.4.1.4;T 4.1.4 Richtwerte für Schnittgeschwindigkeiten v c in m min-1 ;384 9.4.1.5;T 4.1.5 Zusammenhänge zwischen Oberflächenrauheiten und Herstellkosten beim Spanen ;387 9.4.1.6;T 4.1.6 Entstehungsbedingungen und Wirkungen von Spanarten ;388 9.4.1.7;T 4.1.7 Wirkungen und Nutzungsmöglichkeiten typischer Bestandteile von KSSM (Kühl-, Schmier-, Spülmittel) auf Bearbeitungsvorgang und Arbeitsergebnis (vgl. VSI) ;389 9.4.1.8;T 4.1.8 Spezielle verfahrensspezifische Richtwerte ;389 9.4.1.8.1;T 4.1.8.1 Drehen (Lang-, Plan-, Fein-, Gewindedrehen) ;389 9.4.1.8.1.1;T 4.1.8.1.1 Empfehlungen für Werkzeugwinkel beim Drehen mit Hartmetallen ;389 9.4.1.8.1.2;T 4.1.8.1.2 Werte zur Anpassung spezieller Bearbeitungsbedingungen ;390 9.4.1.8.1.3;T 4.1.8.1.3 Richtwerte für Schnittgeschwindigkeiten und Vorschubwege beim Drehen mit Formwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl ;390 9.4.1.8.1.4;T 4.1.8.1.4 Empfehlungen für Schnittgeschwindigke
iten beim Drehen spezieller Gusswerkstoffe mit Si3N4-Schneidkeramik ;390 9.4.1.8.1.5;T 4.1.8.1.5 Empfehlungen für Werkzeugwinkel beim Drehen mit HM-Werkzeugen ;391 9.4.1.8.1.6;T 4.1.8.1.6 Richtwerte für das Spanungsverhältnis G ;391 9.4.1.8.1.7;T 4.1.8.1.7 Vorschubwerte f und Eckenrundungen r E für das Drehen mit HM-Werkzeugen bei geforderten Rauheiten R m ;392 9.4.1.8.1.8;T 4.1.8.1.8 Spezielle Richtwerte und Empfehlungen zum Gewindedrehen ;393 9.4.1.8.2;T 4.1.8.2 Hobeln und Stoßen ;399 9.4.1.8.3;T 4.1.8.3 Bohren (Bohren ins Volle, Auf-, Tief-, Fein-, Gewindebohren), Senken und Reiben ;400 9.4.1.8.3.1;T 4.1.8.3.1 Richtwerte und Empfehlungen zum Bohren und Senken ;400 9.4.1.8.3.2;T 4.1.8.3.2 Richtwerte für das Reiben ;406 9.4.1.8.3.3;T 4.1.8.3.3 Besonderheiten beim Gewindebohren ;409 9.4.1.8.3.4;T 4.1.8.3.4 Gegebenheiten und Bedingungen beim Tieflochbohren ;411 9.4.1.8.4;T 4.1.8.4 Fräsen (inkl. Gewindeherstellung, HSC- Fräsen und Bearbeitung harter Werkstoffe) ;418 9.4.1.8.4.1;T 4.1.8.4.1 Ermittlung günstiger Werkzeug-Kennwerte ;418 9.4.1.8.4.2;T 4.1.8.4.2 Richtwerte für Bearbeitungsparameter ;420 9.4.1.8.5;T 4.1.8.5 Sägen (Kreis- und Bandsägen) ;426 9.4.1.8.6;T 4.1.8.6 Räumen (Außen-, Innen-) ;427 9.4.1.8.7;T 4.1.8.7 Schleifen (Rund-, Flach-, Stech-, Zieh- und Schwingziehschleifen); Läppen und Polieren ;428 9.4.1.8.8;T 4.1.8.8 Besonderheiten bei der Herstellung von Zahnrädern ;432 9.4.1.8.9;T 4.1.8.9 Spanen spezieller Werkstoffe ;437 9.4.1.8.9.1;T 4.1.8.9.1 Drehen, Bohren, Fräsen und Schleifen typischer Kunststoffe ;437 9.4.1.8.9.2;T 4.1.8.9.2 Schnittgeschwindigkeiten in m min-1 beim Drehen und Fräsen von Graphit EK85 (vorrangig für Werkzeug- und Formenbau) ;438 9.4.1.8.9.3;T 4.1.8.9.3 Drehen, Bohren und Fräsen von Titanlegierungen ;439 9.4.2;T 4.2 Tabellen und Richtwerte zum Abtragen und Generieren;440 9.4.2.1;T 4.2.1 Ultraschallbearbeitung (USM); Berechnungen an Sonotroden ;440 9.4.2.2;T 4.2.2 Elektrochemisches Abtragen (ECM); Abtragverhalten typischer Werkstoffgr
uppen bei Bearbeitung mit NaCl- und NaNO3-Elektrolytlösungen ;441 9.4.2.3;T 4.2.3 Senk- und Drahterodieren (EDM) ;442 9.4.2.4;T 4.2.4 Laserschweißen und -schneiden (LBM) ;444 9.4.2.5;T 4.2.5 Generieren von Bauteilen (Rapid Product Development RPD; Rapid Prototyping RP) ;447 9.5;T 5 Tabellen, Richtwerte und Empfehlungen zum Fügen von Bauteilen, Beschichten und Ändern von Stoffeigenschaften;449 9.5.1;T 5.1 Übersichten zur Fügetechnik;449 9.5.2;T 5.2 Berechnungen und Empfehlungen für das Beschichten;464 9.5.3;T 5.3 Übersichten zur Stoffeigenschaftsänderung;465 10;Literaturverzeichnis;467 11;Sachwortverzeichnis;471
