Fragenkatalog Fügeverfahren PDF

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Summary

Fragenkatalog mit Lösungen.
Einige Fragen können 1 zu 1 in Klausur abgefragt werden.
Sehr hilfreich zum auswenig lernen....

Description

Fragenkatalog „Fügeverfahren“ 1. Was versteht man unter Fügen? Unter Fügen versteht man das auf Dauer angelegte Verbinden oder sonstige Zusammenbringen von zwei oder mehr Werkstücken geometrisch definierter Form oder von ebensolchen Werkstücken mit formlosen Stoff. Der Zusammenhalt wird örtlich geschaffen und im Ganzen vermehrt. 2. Nennen sie verschieden Fertigungsverfahren des Fügens! Zusammensetzen, Füllen, Anpressen, Durch Umformen, Durch Urformen, durch schweißen, durch Löten, Kleben 3. Wodrin können Fügeverbindungen unterschieden werden? Nach Art der Zusammensetzung: Stoffschluss, Formschluss, Kraftschluss 4. Was ist das besondere am Formschluss? Formkonturen greifen ineinander und ermöglichen Kraftübertragung. Beispiel: Passfederverbindung, Keilwellenverbindung 5. Was ist das besondere am Kraftschluss? Zusammenpressen mehrerer Bauteilflächen erzeugen Reibungskräfte, dadurch Zusammenhalt. Beispiel: Schraubenverbindung, Kegelverbindung, Klemmverbindung 6. Was ist das besondere am Stoffschluss? Entstehung von Kohasions- und Adhasionskräfte. Beispiele: Schweiß-, Lot- und Klebeverbindungen

7. Was versteht man unter Simultaneous Engineering? Gleichzeitige und gegenseitig ergänzende Produktentwicklung, Planung, Fertigung und Montage.

Beispiel: Automobilbau, neben Produktentwicklung gezielte Verfahrensentwicklung 8. Worin unterscheidet man die Montage? -

Primärmontage (Zusammensetzen, Schrauben....) u. Sekundärmontage (Prüfund Justiervorgänge), ca 50% - 50%

9. Was ist der Unterschied zwischen Teilfertigung und Montage? Teilfertigung: ein Werkstück, unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge, Toleranz am Werkstück ist Ergebnis des Prozesses

w

Montage: mehrere Werkstücke, häufig verschiedene Werkstoffe, Toleranz der Einzelstücke vor Prozessbeginn gegeben 10. Vorteil von Integralbauweise gegenüber Differentialbauweise? Weglassen von Fügeteilen und Verbindungselementen  weniger Einzelteile

11. Wie kann man den Prozess optimieren? 1 Maßnahmen bei der Produktdefinition: Anzahl der Teile reduzieren, Teile vereinheitlichen und standardisieren, Produktaufbau strukturieren 2 Maßnahmen der Konstruktion: Vereinfachen bzw. optimieren von Teilefertigung, Ordnen, Zuführen und des Fügens 3 Maßnahmen der Fertigung und Montage: Verfahren vereinheitlichen, Fügeeinrichtungen reduzieren, Aufwand reduzieren, Fügen erleichtern und vereinfachen 12. Wann lohnt sich eine Automatisierte Produktion? Wenn im Vergleich zu einer manuellen Lösung Kosten eingespart und Prozesssicherheit gewonnen werden kann. 13. Was versteht man unter Fügen durch Zusammensetzen? Zusammenhalt wird durch Schwerkraft, Formschluss, Federkraft oder eine Kombination davon bewirkt. 14. Welche Bereiche gibt es? Auflegen/Aufsetzen/Schichten, Einlegen, Ineinanderschieben, Einhängen, Einrenken, Federnd Einspreizen 15. Nennen sie Anwendungsgebiete des Fügens durch Zusammensetzen! Automobilbau, Verpackung, Scharnieren, Blenden  Gefügestelle kann durch das fügende Bauteil verdeckt werden 16. Was ist das Besondere an Schnappverbindungen? Verbindung zwischen zwei Bauteilen unter Ausnutzung der Materialelastizität, Festigkeit der Verbindung durch konstruktive Gestaltung  Währen des Zusammensteckens muss Wulst überwunden werden, die sich kurzzeitig verformt und dann wieder in Ausgangslage zurückkehrt

17. Welche Arten von Schnappverbindungen gibt es? Die mit reinem Formschluss und die mit Kraftformschluss. Formschluss: Biegebeanspruchung des Hakens nur während des Fügevorgangs

Kraftformschluss: Auslenkung und Biegebelastung vom federnden Element. Nach dem Fügevorgang verbleiben Teile noch unter einer kraftschlüssigen Verbindung.

18. Demontage von Schnappverbindungen? 1 Kraftschlussverbindung durch Zugbewegung entgegen der Fügerichtung 2 Formschlussverbindung: besondere Druckstifte oder –nasen bzw. Rückdruckmulden 19. Welche Gestaltungsregeln gibt es? Gestaltungsregeln: - Konstruktion von Schnappelement muss das Einfedern des Fügeelementes beachten - Steigerung der Nachgiebigkeit aus Basis einer konstruktiven Optimierung - Bei Kunststoff, vermeiden von scharfkantigen Formelementen und Ecken 20. Nennen sie Vorteile sowie Nachteile vom Schnappen! Vorteile: Rationell, Kraftaufwand kann gering gehalten werden, leichtes Befestigen ohne Werkzeuge Nachteile: Eingeschränkte Kraftübertragung, nur für bestimmte Werkstoffe 21. Was versteht man unter Fügen durch An- bzw. Einpressen? Sammelbenennung für Verfahren, bei denen beim Fügen Fügeteile sowie etwaige Hilfsfügeteile im Wesentlichen nur elastisch verformt und ungewolltes Lösen durch Kraftschluss verhindert wird 22. Verschiedene Bereiche des An- bzw. Einpressens? Schrauben, Klemmen, Klammern, Fügen durch Pressverbindungen, Nageln, Verkeilen, Verspannen 23. Was sind Pressverbindungen? Entstehen durch Reib- und Presskräfte an den sich berührenden Flächen der Bauteile. Beispiel: Herstellung von Passungen zwischen Wellen und Lagern

24. Wodurch können Pressverbindungen hergestellt werden? Längseinpressen

Schrumpfen

Kühlen

25. Was ist eine Toleranzanalyse? Erfassung der Grenzfälle, die sich als Summe einer Kette von Toleranzen ergeben können. Man unterscheidet Funktionsbedingte Toleranzen und Fügeprozess Toleranzen.

26. Zeichnen sie die Gauß…sche Normalverteilung!

27. Woraus setzt sich die Summentoleranz zusammen? Aus Einzeltoleranzen und Positionsfehlern

28. Wie setzt sich die Prozessfähigkeit C p zusammen? Cp 

zuläs.Toleranzbreit 6

 ein C p Wert von 1 muss erreicht werden, bei Überschreiten ist es ein fähiger Prozess

29. Wie kann man Positions- und Orientierungsfehler ausgleichen?´ 1 Ausrichten bzw Bestimmen: Einordnen des Fügeteils in eine Position durch -

Einschränken der Freiheitsgrade  Positionsfehler kleiner Fäsen oder Zentrierschrägen

2 Messtechnische Erfassung der Körper im Raum 30. Definieren sie Anpressen! Eine Sammelbenennung für die Verfahren, bei denen beim Fügen die Fügeteile sowie einige etwaige Hilfsfügeteile im Wesentlichen nur elastisch verformt werden und ungewolltes Lösen durch Kraftschluss verhindert wird.

31. Was ist Schrauben? Fügen durch Anpressen mittels selbsthemmenden Gewindes 32. Beschriften sie folgende Schraube!

33. Nennen sie beispielhaft einige Antriebsarten von Schrauben! Außensechskant, Innensechskant, Längsschlitz, Außenvielzahn, Innenvielzahn, Kreuzschlitz 34. Was gibt es für Gestaltungsregeln für Schrauben? - Möglichst Werkstoffe mit ähnlichem Ausdehnungskoeffizienten - Auflageflächen von Mutter und Schraubenkopf senkrecht zur Schraubenachse - unnötige Belastung vermeiden - genügend Raum von Bohrung zu evtl. Wandungen - genügend Einschraublänge vorsehen, damit Gewindegänge nicht ausreißen bei Belastung 35. Was ist der Zweck einer Schraubenverbindung? Auf die Fügeteile eine Druckkraft aufbringen, die in Richtung der Schraubenachse wirkt  Vorspannkraft erzeugt Zugkraft in der Schraube, die in den Bauteilen eine Druckkraft hervorruft

36. Was gibt es für Reibeinflüsse? Vom Drehmoment verbleiben: - ca. 10 – 40% für das Aufbringen der Vorspannkraft - restlichen Prozent um Gewinde – und Unterkopfreibung zu überwinden

37. Erklären sie ein Verspannungsschaubild!

38. Welche Verfahren gibt es, Schrauben anzuziehen? Drehwinkel gesteuert: Schraube zunächst bis zu einem Schwellmoment angezogen. Dann Unter Überwachung des Drehmomentes mit einem festgelegten Drehwinkel angezogen. Drehmoment gesteuert: Drehmoment wird als Schaltgröße benutzt, um Anziehvorgang zu beenden. Streckgrenzen gesteuert: Schraube grundsätzlich bis in den Bereich der plastischen

Dehnung angezogen.

39. Was bedeutet der Anziehfaktor?

A

 Max.Vorspannkraft Min.Vorspannkraft

Dieser gibt sowohl die Streuung der Reibwerte der Schrauben an als auch ein Maß für die Genauigkeit des Anziehverfahrens (je ungenauer das Anziehen, desto größer der Wert) 40. Was für Arten von Schrauber gibt es? Drehschrauber, Impulsschrauber, Schlagschrauber 41. Nennen sie sowohl Vor- als auch Nachteile der verschiedenen Arten! Drehschrauber: Vorteile  hohes Maß an Anziehgenauigkeit, robust und lange Lebensdauer Nachteile  hohe Reaktionsmomente können Bediener belasten Impulsschrauber: Vorteile  Ergonomie, hohe Schraubgeschw. , praktisch reaktionsfrei, Nachteile  Aufbau mit hydraulischer Kammer Schlagschrauber: Vorteile  keine Reaktionsmomente, leichter und schneller als Drehschrauber Nachteile  wenig Kontrolle über den Anziehverlauf, aber hohe Kraft (Kann sich jeder selber überlegen, ob er se inen Fragenkatalog tuen will)

42. Was bedeutet „Fügen durch Urformen“? Sammelbenennung für die Verfahren, bei denen entweder zu einem Werkstück ein Ergänzungsstück aus formlosen Stoff gebildet, bei denen mehrere Fügeteile durch dazwischengebrachten formlosen Stoff verbunden oder bei denen in den formlosen Stoff Metallteile eingebracht werden. 43. Nenne Beispiele des Fügens durch Umformen! Drahtflechten, Verseilen, Knoten, Biegeverlappen, Fügen durch Körnen, Fügen durch Weiten 44. Was ist das Durchsetzfügen bzw. Clinchen? Hierbei werden überlappt angeordnete Bleche, Rohre oder Profilteile durch örtliche plastische Werkstoffumformungen verbunden 45. Worin kann man das Clinchen unterscheiden? Nach einstufig, oder zwei- /mehrstufig, dort nochmals nach mit oder ohne Schneidanteil Durchsetzfügen: zweistufiges Verfahren

Durchsetzfügen: einstufiges Verfahren mit ungeteilter Matrize

Durchsetzfügen: einstufiges Verfahren mit geteilter Matrize

46. Nennen Sie Beispiele für Anwendungsmöglichkeiten des Durchsetzfügens! Automobilbau, Haushaltsgerätetechnik, Lüftungs- und Klimatechnik 47. Was sind Vorteile, was Nachteile vom Clinchen? Vorteile: keine Zusatzstoffe, Oberflächenschonend, geringe Kosten, Korrosionsschutz bleibt erhalten, elektrische Leitfähigkeit bleibt erhalten Nachteile: geringe statische Festigkeit im Vergleich zum Punktschweißen, Berechnungsansätze noch in der Forschung 48. Was versteht man unter Nieten? Kraft- und formschlüssiges Fügen durch Umformen eines Verbindungselementes Vorteil: keine Gefügeveränderungen und damit einhergehende Festigkeitsnachteile an den gefügten Stellen

49. Welche Arten von Nieten gibt es? Voll- Halb und Hohlniete, Blindniete, Schließringniete, Stanzniete

50. Welche Verfahren zum Nieten gibt es? Schlagnieten: mit pulsierend arbeitenden Hämmern Pressnieten: Umformung zur Ausbildung eines Schließkopfes erfolgt in einem Vorgang Taumelnieten: Umformen des Nietschaftes durch einen Nietstempel 51. Was ist beim Nieten zu beachten? Klemmbereich und Nietschaftlänge sind so aufeinander abzustimmen, dass eine optimale Ausformung des Schließkopfes möglich ist.

52. Beschreiben sie den Ablauf beim Verbinden mit Schließringbolzen!

53. Was ist das besondere beim Stanzen mit Halbhohlniet? Halbhohlniet fügt das obere Blechteil durch und formt sich gemeinsam mit dem unteren Blechteil plastisch zu einem Schließkopf um, ohne dass der Niet das Blech durchtrennt. 54. Mit Vollniet? Dient als Einweg-Schneidstempel, Bleche werden in der Größe des Nietes ausgestanzt, Nietelement weitgehend bündig mit den vernieteten Fügeteilen 55. Definieren sie Schweißen! Schweißen ist das Vereinigen von Werkstoffen in der Schweißzone unter Anwendung von Wärme und/oder Kraft ohne oder mit Schweißzusatz.  Materialpartner erstarren zu einer nicht lösbaren dichten Verbindung 56. Welche Werkstoffe sind schweißbar? Nahezu alle Stahlsorten, Nichteisenmetalle, thermoplastische Kunststoffe 57. Welche Arten von Schweißstößen und Nähten gibt es? Stöße: Stumpfstoß, T-Stoß, Eckstoß, Parallelstoß, Schrägstoß, Überlappstoß Nähte: Brödelnaht, I-Naht, V-Naht, U-Naht, Kehl-Naht

58. Nennen sie einige wichtige Schweißverfahren! Lichtbogenhandschweißen, MIG-Schweißen, MAG- Schweißen, Plasma-Schweißen, Gasschweißen, Laserstrahlschweißen 59. Wie funktioniert das Lichtbogenhandschweißen? Lichtbogen brennt offen in der Atmosphäre zwischen Werkstück und der sich verbrauchenden Stabelektrode. Materialien: fast alle Eisen- und Nichteisenmetalle, entsprechendes Elektrodenmaterial

60. Wie funktioniert das Schutzgasschweißen? Lichtbogen schmilzt Material an der Fügestelle auf. Stabilisierung und Abschirmung der Schmelze gegenüber der Umgebung durch Schutzgas (reduzierte Gase, inerte Gase). Keine Schlacke, da Elektrode ohne Umhüllung. 61. Was ist der sogenannte Lichtbogen? Eine Form der Gasentladung. Entsteht durch einen Kurzschluss, der durch Berührung von Elektrode mit Werkstück erzeugt wird. Durch Ionisation werden Luft und andere Gase elektrisch leitend Elektronenaustritt bleibt erhalten (Temperaturen über 2000°C)

62. Skizzieren sie eine MIG-MAG-Schweißanlage und eine WIG-Schweißanlage MIG-MAG-Schweißanlage

WIG-Schweißanlage

63. Beschreiben sie das Autogenschweißen! Schmelzbad entsteht durch lokale Einwirkung einer Brenngasflamme aus einem AcetylenSauerstoff-Gemisch. Zuführung von Zusatzmaterial, dass die Schweißnaht bildet.

Links-Schweißen bis 3mm Materialdicke, über 3mm Rechts-Schweißen 64. Was ist das Laserschweißen? Ein präziser fokussierter Laserstrahl (CO2 oder Nd-YAG-Laser) erwärmt die Schweißstelle lokal, Werkstoffschmelze erstarrt und bildet Schweißnaht. Materialien: fast alle Metalle, insbesondere niedrig- und hochlegierte Stähle 65. Wann ist das Laserschweißen wirtschaftlich? Nur bei großen Produktionszahlen und großvolumigen Bauteilen (hohe Vorschubgeschwindigkeiten) 66. Erklären sie das Widerstandspunktschweißen! Wärmeerzeugung am Widerstand der Werkstücke innerhalb eines Stromkreises zwischen zwei mit Wasser gekühlten Elektroden. Dadurch lokales Aufheizen und Schmelzen. Stähle und Leichtmetalle können miteinander verbunden werden.  Linsenförmige Schweißpunkte Angewendet bei Blechen und Bauteilen geringer Wandstärke, Karosseriebau, Flugzeugbau

67. Was ist das sogenannte Buckelschweißen? Teile berühren sich an Stoßflächen vorgefertigter Buckel. Dort werden sie erwärmt und unter Kraft verschweißt. Strom fließt über Buckel, diese werden ganz oder teilweise eingeebnet

68. Erklären sie das Rotationsreibschweißen! Zwei rotationssymmetrische Bauteile werden gefügt, indem das eine Bauteil gegen das andere feststehende gedrückt wird und dabei eine rotierende Bewegung ausgeführt wird.

69. Nennen sie Maßnahmen, um Verzug im Bauteil zu verhindern! Wärmeeinbringung so gering wie möglich, Schweißnähte symmetrisch anordnen, Winkelvorgabe bei Stumpf- und Kehlnähten, Bördelnaht bei dünnen Blechen 70. Was ist eine Lötverbindung? Eine stoffschlüssige Verbindung von Bauteilen und Werkstückoberflächen gleicher oder unterschliedlicher Metalle. Der Grundwerkstoff bleibt fest, lediglich das flüssige Lot benetzt die Flächen und diffundiert in die Oberflächenporen, Legierungsbildung. Die Festigkeit einer Naht hängt ab von der Spaltbreite der Werkstückpartner und dem Diffusionsverhalten der Materialien im Gefüge. 71. Nennen Sie die wichtigsten physikalischen Prinzipien beim Löten! Legierung, Diffusion, Adhäsion 72. Welche Größen beeinflussen das Löten? Temperatur, Lötspalt, Benetzung, Flussmittel 73. Welche Lötverfahren gibt es? Weichlöten (bis 450°C) Hartlöten (bis 900°C), Hochtemperaturlöten (ab 900 °C) 74. Was versteht man unter dem Kolbenlöten? Erwärmung durch einen von Hand oder maschinell geführten Lötkolben, Flussmittel wird gesondert oder im Lötdraht zugeführt.

75. Was ist das Flammlöten? Wird von Hand geführt, mit Brennern oder gasbeheizten Vorrichtungen, Flussmittel erforderlich 76. Welche weiteren Arten von Löten gibt es? Ofenlöten, Salzbadlöten, Widerstandslöten, Induktionslöten, Laserstrahllöten, Löten elektronischer Schaltungen

77. Benennen Sie Lötverfahren mit verschiedenen charakteristischen Mechnisierungsgraden in Abhängigkeit von den Losgrößen in der Serienfertigung!

78. Was ist der Unterschied zwischen Spalt- und Fugenlöten? Spaltlöten: enger Spalt, für Stumpf- Parallel und Überlappstöße  Fülldruck zieht das flüssige Lot in den Spalt Fügenlöten: Spalt zwischen Teilen (X- oder V), Fuge vorwiegend mit der Schwerkraft gefüllt

79. Welche Benetzungsformen gibt es?

80. Definieren sie Kleben! Fügen unter Verwendung eines Klebstoffes (eines nichtmetallischen Werkstoffes), der Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit verbinden kann. Anwendungsgebiete: Flugzeugbau, Containerbau

81. Welche Bindungsphänomene gibt es bei einer Klebeverbindung? Adhäsion: Physikalische Anziehungskräfte bzw. Adsorptionskräfte, chemische Bindung zwischen Atomen und Molekülen, Mechanische Verklammerung Kohäsion: Innerer Zusammenhalt der Masseteilchen in der Klebstoffschicht Adhäsion meist größer als Kohäsion 82. Was kann man machen, damit die Haftzeit gesteigert werden kann? Große Kontaktfläche, große Viskosität der Verbindungsschicht, Schichtdicke für eine gegebene Kraft möglichst gering

83. Welche Gestaltungsmöglichkeiten gibt es für die verschiedenen Klebeverbindungen?

84. Welche Klebstoffarten gibt es?

Polyadditionsklebstoffe, Epoxidharklebstoffe, Polymerisationsklebstoffe, Polykondensationsklebstoffe, Lösungsmittelklebstoffe

85. Was ist Prepregs/Autoklav? Halbzeug, bestehend aus Endlosfasern und einer ungehärteten Kunststoffmatrix.

86. Welche Prüfverfahren gibt es für Klebeverbindungen? Zerstörend: Dauerschwingfestigkeit, Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit, Klebfestigkeit usw. Zerstörungsfrei: Akustisch, Elektrische, Thermische, Strahlungsverfahren...