Fachkunde Metall - fs- .Einführung 3 Vorwort Die Fachkunde Metall dient der Ausbildung und der Weiterbildung

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  • Fachkunde Metall

    56., neu bearbeitete Auflage

    Josef Dillinger Stefan OesterleWalter Escherich Ludwig ReilerWerner Gnter Andreas StephanMax Heinzler Reinhard VetterDr. Eckhard Ignatowitz

    VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG

    Dsselberger Strae 23 42781 Haan-Gruiten

    Europa-Nr.: 10129

    EUROPA-FACHBUCHREIHEfr metalltechnische Berufe

    001-006 Titelei 25.03.2010 9:18 Uhr Seite 1

  • 2 Autoren und Herausgeber

    Autoren:

    Dillinger, Josef Studiendirektor MnchenEscherich, Walter Studiendirektor MnchenGnter, Werner Dipl.-Ing. (FH) OberwolfachHeinzler, Max Dipl.-Ing. (FH) Wangen im AllguIgnatowitz, Dr. Eckhard Dr.-Ing. WaldbronnOesterle, Stefan Dipl.-Ing. AmtzellReiler, Ludwig Studiendirektor MnchenStephan, Andreas Dipl.-Ing. (FH) KressbronnVetter, Reinhard Studiendirektor Ottobeuren

    Die Autoren sind Fachlehrer der technischen Ausbildung und Ingenieure.

    Lektorat: Josef DillingerBildentwrfe: Die AutorenFotos: Leihgaben der Firmen (Verzeichnis Seite 600)Bildbearbeitung: Zeichenbro des Verlages Europa-Lehrmittel, Ostfildern

    Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der neuen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt.

    56. Auflage 2010

    Druck 6 5 4 3Alle Drucke derselben Auflage sind im Unterricht nebeneinander einsetzbar, da sie bis auf korrigierte Druckfehlerund kleine nderungen, z.B. aufgrund neuer Normen, identisch sind.

    ISBN 978-3-8085-1156-5

    Umschlaggestaltung unter Verwendung eines Fotos der Firma TESA/Brown & Sharpe, CH-Renens

    Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschtzt. Jede Verwertung auerhalb der gesetzlichgeregelten Flle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

    2010 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.deSatz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, 50374 ErftstadtDruck: B.o.s.s Druck und Medien GmbH, 47574 Goch

    001-006 Titelei 30.01.2012 11:42 Uhr Seite 2

  • 3Einfhrung

    Vorwort

    Die Fachkunde Metall dient der Ausbildung undder Weiterbildung in den Maschinenbauberufen.

    Zielgruppen

    Industrie- und Werkzeugmechaniker Fertigungsmechaniker Zerspanungsmechaniker Technische Zeichner Meister und Techniker Praktiker in Industrie und Handwerk Praktikanten und Studierende

    Inhalt

    Der Inhalt des Buches ist in acht Hauptkapitel ge-gliedert. Er ist auf die Bildungsplne und Ausbil-dungsordnungen der oben genannten Berufs-gruppen abgestimmt und der Entwicklung imTechnischen Bereich und den KMK-Lehrplnenangepasst.

    Das Sachwortverzeichnis enthlt die technischenFachbegriffe auch in englischer Sprache.

    Unterricht nach Lernfeldern

    Die lernfeldorientierten Rahmenlehrplne er-fordern handlungsorientierte Unterrichtsfor-men, durch die der Lernende das erworbeneWissen in die betriebliche Praxis bertragenkann. Der Erwerb dieser Fhigkeit wird in achtLernfeldern durch je ein Leitprojekt mit einemVorschlag fr die Umsetzung angeboten. Frweitere fnf Lernfelder wird eine inhaltlicheKurzfassung geliefert.

    Vorwort zur 56. Auflage

    In der vorliegenden Ausgabe wurden folgendeKapitel neu strukturiert, aktualisiert und erweitert: Sthle und Eisen-Gusswerkstoffe Schweien Automatisierungstechnik (GRAFCET; Elektro-

    pneumatik; Sensorik; SpeicherprogrammierbareSteuerungen und Informationstechnik).

    CNC-Bearbeitung (Programmierung nach PAL)

    Die Autoren und der Verlag sind auch weiterhin allen Nutzern der Fachkunde Metall fr kritischeHinweise und Verbesserungsvorschlge dankbar.

    Sommer 2010 Die Verfasser

    1 Lngenprftechnik2 Qualittsmanagement

    7 ... 80

    3 Fertigungstechnik

    81 ... 236

    4 Werkstofftechnik

    237 ... 328

    5 Maschinen- undGertetechnik

    329 ... 458

    6 Automatisierungstechnik

    459 ... 552

    7 Informationstechnik8 Elektrotechnik

    553 ... 580

    001-006 Titelei 25.03.2010 9:18 Uhr Seite 3

  • 4 Inhaltsverzeichnis

    1.1 Gren und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2 Grundlagen der Messtechnik . . . . . . . . . . . . . 101.2.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2.2 Messabweichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2.3 Messmittelfhigkeit,

    Prfmittelberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.3 Lngenprfmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3.1 Mastbe, Lehren und Endmae . . . . . . . . . . 181.3.2 Mechanische und elektronische

    Messgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.3.3 Pneumatische Messgerte . . . . . . . . . . . . . . . 291.3.4 Elektronische Messgerte . . . . . . . . . . . . . . . . 311.3.5 Optoelektronische Messgerte . . . . . . . . . . . . 321.3.6 Multisensortechnik in

    Koordinatenmessgerten . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    1.4 Oberflchenprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361.4.1 Oberflchenprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361.4.2 Kenngren von Oberflchen . . . . . . . . . . . . 371.4.3 Oberflchen-Prfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 38

    1.5 Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . 401.5.1 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401.5.2 Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    1.6 Form- und Lageprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.6.1 Form- und Lagetoleranzen . . . . . . . . . . . . . . . 481.6.2 Prfung ebener Flchen und Winkel . . . . . . . 501.6.3 Rundform-, Koaxialitts- und

    Rundlaufprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.6.4 Gewindeprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581.6.5 Kegelprfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

    1 Lngenprftechnik

    3.1 Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

    3.2 Gliederung der Fertigungsverfahren . . . . . . . 84

    3.3 Gieen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.3.1 Formen und Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.3.2 Gieen in verlorene Formen . . . . . . . . . . . . . . 873.3.3 Gieen in Dauerformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.3.4 Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.3.5 Gussfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.4 Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.4.1 Verhalten der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.4.2 Umformverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923.4.3 Biegeumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.4.4 Zugdruckumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.4.5 Druckumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.4.6 Maschinen zum Umformen . . . . . . . . . . . . . . 1023.5 Schneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.5.1 Scherschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.5.2 Strahlschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

    3.6 Spanende Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.6.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.6.2 Sgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203.6.3 Bohren, Senken, Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223.6.4 Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1343.6.5 Frsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1543.6.6 Schleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1713.6.7 Feinbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1833.6.8 Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1893.6.9 Vorrichtungen und Spannelemente . . . . . . . . 1933.6.10 Fertigungsbeispiel Spannpratze . . . . . . . . . 2003.7 Fgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2043.7.1 bersicht ber die Fgeverfahren . . . . . . . . . 2043.7.2 Press- und Schnappverbindungen . . . . . . . . . 2073.7.3 Kleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2093.7.4 Lten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2113.7.5 Schweien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2173.8 Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2303.9 Fertigungsbetrieb und Umweltschutz . . . . . 234

    3 Fertigungstechnik

    4.1 bersicht der Werk- und Hilfsstoffe . . . . . . . 2384.2 Auswahl und Eigenschaften

    der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2404.3 Innerer Aufbau der Metalle . . . . . . . . . . . . . . . 2464.3.1 Innerer Aufbau und Eigenschaften . . . . . . . . 2464.3.2 Kristallgittertypen der Metalle . . . . . . . . . . . . 2474.3.3 Baufehler im Kristall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2484.3.4 Entstehung des Metallgefges . . . . . . . . . . . . 248

    4.3.5 Gefgearten und Werkstoffeigenschaften . . . 2494.3.6 Gefge reiner Metalle und Legierungen . . . . 250

    4.4 Sthle und Eisen-Gusswerkstoffe . . . . . . . . . 2514.4.1 Gewinnung von Roheisen . . . . . . . . . . . . . . . . 2514.4.2 Herstellung von Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2524.4.3 Das Bezeichnungssystem fr Sthle . . . . . . . 2554.4.4 Einteilung der Sthle nach Zusammen-

    setzung und Gteklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

    4 Werkstofftechnik

    7

    81

    237

    2.1 Arbeitsbereiche des QM . . . . . . . . . . . . . . . . . 612.2 Die Normenreihe DIN EN ISO 9000 . . . . . . . . 622.3 Qualittsforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622.4 Qualittsmerkmale und Fehler . . . . . . . . . . . . 632.5 Werkzeuge des Qualittsmanagements . . . . 642.6 Qualittslenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.7 Qualittssicherung . . . . . . .