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EUROPA-FACHBUCHREIHEfür Metallberufe
Metalltechnik GrundstufeArbeitsblätter –
Lösungenunterrichtsbegleitende, fächerübergreifende Aufgaben
Autoren/Lektorat:Bernhard Schellmann Wangen i. A.
Bildbearbeitung:Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel,
Ostfildern
7. Auflage 2020
Druck 5 4 3 2 1
Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie
bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinanderunverändert
bleiben.
ISBN 978-3-8085-1730-7
Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich
geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich gere-gelten
Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.
© 2020 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH &
Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.deSatz:
Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 RimparUmschlag:
MediaCreativ, G. Kuhl, 40724 HildenDruck: RCOM print GmbH, 97222
Rimpar - Würzbug
VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL • Nourney, Vollmer GmbH & Co.
KGDüsselberger Straße 23 • 42781 Haan-Gruiten
Europa-Nr.: 17417
MTG - 01 Titelei - L.qxp_MTG - 01 Titelei - L 17.06.20 14:15
Seite 1
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Einführung
Für wen ist das Buch? Das Buch ist für alle, die sich mit der
Technologie Metall undden Gebieten Technische Mathematik und
Arbeitsplanung inder Ausbildung und im Unterricht auseinander
setzen odersich auf eine Prüfung im Metallbereich vorbereiten.Das
Arbeitsheft ist für die Berufsschule, das Berufsgrundbil-dungsjahr,
die Berufsfachschule und das Technische Gymna-sium geeignet.
Was erwartet Sie? Sie finden in den Arbeitsblättern, nach den
Themengebietender Metalltechnik Grundstufe geordnet,
Fragestellungen, Ar-beitsaufträge und Merksätze. Mit den
Arbeitsblättern wirdFachwissen durch praxisnahe Aufgabenstellungen
vermitteltund überprüft. Das Buch eignet sich als fachsystematische
Er-gänzung zu Projekten der Lernfelder 1 bis 4.
Wie sind die Blätter aufgebaut? Der Schwerpunkt im Arbeitsheft
liegt auf der Technologie. DieThemen werden fächerübergreifend mit
Aufgaben aus derTechnischen Mathematik und Arbeitsplanung
ergänzt.Die einzelnen Fachgebiete sind mit drei verschiedenen
Farbenhervorgehoben:
Merksätze und wichtige Formeln sind rot eingerahmt.
Die wichtigsten Formeln und Tabellen zur Lösung der Aufga-ben
finden Sie auf der Innenseite des vorderen Umschlags. Alsweitere
Lösungshilfe empfehlen wir das Tabellenbuch.
Die Themen schließen mit den weiterführenden Aufgaben ab,die auf
einem separaten Blatt zu lösen sind.Die Lösungen dieser Aufgaben
finden Sie im Anhang des Leh-rerhefts.
Für den Lehrer und Ausbilder! Alle Lösungsvorschläge sind im
Lehrerheft enthalten. Die Auf-gaben und Fragen können teilweise
auch abweichend von dervorgegebenen Lösung beantwortet werden.
Die Korrektur zur 7. Auflage wurde auf der Grundlage der 46.
Auflage des Tabellenbuches Metalldes Verlages Europa-Lehrmittel
durchgeführt.
Ich wünsche Ihnen viel Freude beim Bearbeiten der Themen!
Im Sommer 2020 Bernhard Schellmann
Technologie – blau
Technische Mathematik – grün
Arbeitsplanung – gelb
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Inhalte
Prüftechnik
Längenprüftechnik, Grundlagen 4
Toleranz 6
Form- und Maßlehren 8
Der Messschieber 10
Die Messschraube 12
Die Messuhr 14
Prüfteil 16
Messabweichungen 17
Trennen
Werkzeugschneide 18
Bohren 20
Reiben, Senken 22
Schneidstoffe 24
Drehen 26
Drehverfahren 28
Gewindeschneiden 29
Werkstofftechnik
Werkstoffeigenschaften 30
Metallaufbau, Reine Metalle 32
Zweistofflegierungen, Legierungselemente 34
Stahlherstellung 36
Eisengusswerkstoffe 38
Stahlnormung 40
Urformen
Gießen 42
Umformen
Biegen 44
Schmieden 46
Fügen
Kleben 48
Löten 50
Schweißen 52
Schraubenverbindungen 54
Elektrotechnik
Elektrischer Stromkreis 56
Ohm´sches Gesetz 58
Reihen- und Parallelschaltung 60
Gefahren des elektrischen Stroms und Sicherheitshinweise 62
Elektronische Bauteile 64
Informationstechnik
Grundlagen der Informationstechnik 66
Bildquellennachweis 68
MTG - 01-03 - Titelei:MTG - 01-03 - Titelei 14.08.2015 7:49 Uhr
Seite 3
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1 Zur Herstellung von Werkstücken müssen Sie in der Lage sein,
diese Werkstücke prüfen zu können.Überdenken Sie die
unterschiedlichen Prüfmethoden und vervollständigen Sie die
jeweilige
Ergebniszeile.
Geben Sie die Bedeutung der Worte objektiv und subjektiv im
Zusammenhang mit Prüfen wieder:
Subjektiv:
Objektiv:
2 Ergänzen Sie die folgende Tabelle mit geeigneten Prüfmitteln
und tragen Sie ein, ob es sich im ent-sprechenden Beispiel um ein
objektives oder um ein subjektives Prüfverfahren handelt.
3 Vor nicht allzu langer Zeit wurden Maße mit Hilfe
naturgegebener »Messgeräte« geprüft. Es
kamen»Längenvergleichsgegenstände« wie Handspanne, Elle, Fuß,
Schritt … zur Anwendung. Deren Be-deutung ist heute eher
gering.
Woran könnte das liegen?
4 In der nachfolgenden Tabelle finden Sie Messgeräte, die heute
in der Fertigungstechnik zum Einsatzkommen.Wie genau kann mit
folgenden Messgeräten gemessen werden?
Diese waren zu ungenau und wenig vergleichbar.
Längenprüftechnik,Grundlagen
Prüftechnik
Datum:
4
Messgerät
Stahlmaßstab
Messschraube
Messgenauigkeit
ca. 1 mm
ca. 0,01 mm
Messgerät
Messschieber
Messuhr
Messgenauigkeit
ca. 0,1 mm… 0,05 mm
ca. 0,01 mm
Prüfgegenstand
Brett
Bohrer
Zu prüfende Eigenschaft
Länge
Durchmesser
»Prüfmittel«
Gliedermaßstab
Messschieber
Subjektiv o. objektiv?
objektiv
objektiv
Getränk Geschmack Zunge/Gaumen subjektiv
Zündkerze Elektrodenabstand Fühlerlehre objektiv
Personenbezogen; das Ergebnis hängt vom Prüfer ab.
Gegenstandsbezogen; jeder Prüfer muss zum gleichen Ergebnis
kommen.
Prüfen heißt feststellen,
ob der Prüfgegenstand die geforderten Merkmale aufweist.
Beschreiben Sie den Begriff Prüfen mit eigenen Worten:
Nacharbeit oder
Gut oder AusschussErgebnis:
MesswertGut oder schlecht
mit Sinnesorganen mit Lehren mit Messgeräten
Objektives PrüfenSubjektives Prüfen
Prüfen
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5 Um Längenmaße angeben zu können, benötigt man eine
Maßeinheit.Geben Sie an, in welcher Maßeinheit bei uns alle
Längenmaße ge-
messen werden!Wie für alle Basiseinheiten gibt es auch für die
Längeneinheit »Meter« Vorsätze von dezimalen Viel-fachen der
Basiseinheit. In der Fertigungstechnik verwendet man fast
ausschließlich die Einheit1 mm =�10
100� m; in selteneren Fällen die Einheit 1 µm =�10
100� mm=�1 00
10 000�m.
Berechnen Sie deshalb folgende Aufgaben:
Im englischsprachigen Raum ist es noch nicht üblich, mit dieser
Maßeinheit zu arbeiten.Wie lautet die für uns eher ungewohnte
englische
Maßeinheit?
6 Häufig wird beim Prüfen kein Zahlenwert benötigt, um die Güte
des Werk-stücks zu bestimmen. Als Beispiel dient hier der
Elektrodenabstand einerZündkerze.Welches Prüfgerät kommt
zumEinsatz?
7 Auch zum Prüfen der Eigenschaften »Ebenheit, Winkligkeit und
Radiushaltig-keit« werden keine Messgeräte verwendet.Benennen Sie
die skizzierten Prüfgeräte.
Zu welcher Gruppe von Prüfgeräten gehören diePrüfmittel von
Aufgabe 6 und 7?
Welches Prinzip steckt hinter dieser Prüfmethode?
8 Die Art des verwendeten Prüfgeräts wird nicht dem Zufall
über-lassen. Welche technischen Vorgaben bestimmen die Auswahldes
Prüfmittels?
5
In der Fertigungstechnik kommen vorrangig objektive
Prüfverfahren zumEinsatz. Bei richtiger Hand-habung der Prüfgeräte
hängt das Ergebnis der Prüfung von der Qualität des Werkstücks
ab.
1 m (Meter)
1 Zoll = 1 inch (= 25,4 mm)
Fühlerlehre (Spion)
Prüfen mit Lichtspalt
Zu den Lehren
32,526 m = mm 0,268 cm + 17,36 mm + 0,0365 dm = mm
3,20 dm = mm �1200� mm +�
140300�mm – 14 µm = µm
143 cm = mm 20,33 dm + 12,75 cm + �1200�mm = mm
167 µm = mm 1002 mm – 68 µm – �1200� mm + 1 cm = mm
�1400� mm = mm 0,0000657 m – 25,148 dm + 18 cm = mm
7,8 mm = µm 12,562 mm + 0,15784 m – 965,259 cm = mm–
9482,188
– 2334,7343
1011,912
2160,52
49
23,69
0,04
7800
0,167
1430
320
32526
Licht
Blickbereich
10
Haarlineal Haarwinkel Radiusschablone
Prüfeigenschaft
Prüfmittelgenauigkeit
Werkstückform
Werkstückgenauigkeit
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1 Nebenstehende Abbildung zeigt eine recht-eckige Platte aus
Stahl, in der sich eine Boh-rung befindet.
Messen Sie die fehlenden Maße und tragenSie die Maßzahlen in die
Zeichnung ein. Run-den Sie auf volle Millimeter.
Welche Bedeutung hat die Angabe t = 10?
2 Tragen Sie die vollständige Bezeichnung und die Zahlenwer-te
für das Maß 24 hinter dem jeweiligen Kurzzeichen ein.
Wie lässt sich die Größe der Toleranz berechnen?
Umschreiben Sie den Begriff »Mindestmaß«:
Umschreiben Sie den Begriff »Höchstmaß«:
3 »Die Toleranz ist immer eine positive Zahl!«
4 Vervollständigen Sie folgende Tabelle!
5 Die Kurzzeichen für das obere und untere Grenzabmaß (es und
ei) gelten für Außenmaße, auch »Wellen-maße« genannt. Geben Sie das
Kurzzeichen für die Grenzabmaße von Innenmaßen (Bohrungsmaße)
an.
Oberes Grenzabmaß, Bohrung:
Unteres Grenzabmaß, Bohrung:
6 Geben Sie ein Maß mit Abmaßen an, bei demdas Nennmaß außerhalb
der Toleranz liegt:
EI
ES
+ 0,2– 0,2
ToleranzPrüftechnik
Datum:
6
Franz.: Écart supérieurDeutsch: Oberer AbstandFranz.: Écart
inférieurDeutsch: Unterer Abstand
t = 10
24¤
0,2œ 8
H7
54
14 17
Maß für die Tiefe (Dicke) des Werkstücks
esei
N
TG
u
Go
Kurzzeichen
N
ei
Vollständige Bezeichnung
Nennmaß
unteres Grenzabmaß
Zahlenwert
24 mm
-0,2 mm
Gu Mindestmaß 23,8 mm
es oberes Grenzabmaß + 0,2 mm
Go Höchstmaß 24,2 mm
T Toleranz 0,4 mm
T = Go – Gu = 24,2 mm – 23,8 mm = 0,4 mm
kleinstzulässiges Maß
größtzulässiges Maß
Es wird von einem größeren Wert (Go)
ein kleinerer Wert (Gu) abgezogen ⇒ positive Zahl
Wieso stimmt diese Aussage?
Zeichnungs-angabe
12 + 0,3– 0,3
Nennmaß
12 mm
Oberes Grenzabmaß
+ 0,3 mm
Höchstmaß
12,3 mm
Unteres Grenzabmaß
– 0,3 mm
Mindest-maß
11,7 mm
Toleranz
0,6 mm
28 + 0,05– 0,03 28 mm + 0,05 mm 28,05 mm – 0,03 mm 27,97 mm 0,08
mm
63 + 0,150 63 mm + 0,15 mm 63,15 mm 0 63,00 mm 0,15 mm
z.B. 30 + 0,5/+ 0,2
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7 Auch Maße ohne Toleranzangabe haben eine Toleranz! Es gelten
die Allgemeintoleranzen. Lösen Siedie folgende Aufgabe mit Hilfe
des Tabellenbuchs. Verwenden Sie die in der allgemeinen
Ferti-gungstechnik übliche Toleranzklasse m für mittel, um hier
vergleichbare Werte zu erhalten.
Tragen Sie die entsprechenden Werte in die Tabelle ein.
8 Die Angabe der Toleranz kann auch mithilfe von Buchstaben und
Zahlen erfolgen. Diese Angabensind genormt nach DIN ISO 286. Das
Maß 8H7, welches den Durchmesser der Bohrung angibt, dientuns
diesmal als Beispiel. Hierbei gibt der Buchstabe die Lage der
Toleranz in Bezug auf das Nenn-maß an. Die Zahl sagt etwas über die
Größe der Toleranz aus.
Füllen Sie die Tabelle vollständig aus.Vergleichen Sie die
einzelnen Ergebnisse und stellen Sie Regeln auf, die etwas über die
Lage und
die Größe der Toleranz aussagen.
Regel 1: Je größer die Zahl hinter dem Buchstaben, umso
Regel 2: Je weiter sich der Buchstabe im Alphabet vom Buchstaben
H/h entfernt, umso
Weiterführende Aufgaben:
9 Berechnen Sie folgende Aufgaben:
10 Was sind Endmaße?
11 Wozu dienen Endmaße?7
Zeichnungs-angabe
30H8
OberesGrenzabmaß
+ 33 µm
Höchstmaß
30,033 mm
UnteresGrenzabmaß
0
Mindestmaß
30,000 mm
Toleranz
0,033 mm
30H11 + 130 µm 30,130 mm 0 30,000 mm 0,130 mm
22H6 + 13 µm 22,013 mm 0 22,000 mm 0,013 mm
42m6 + 25 µm 42,025 mm + 9 µm 42,009 mm 0,016 mm
68j6 + 12 µm 68,012 mm – 7 µm 67,993 mm 0,019 mm
Zeichnungsangabe
54
Grenzabmaße
± 0,3 mm
Höchstmaß
54,3 mm
Mindestmaß
53,7 mm
Toleranz
0,6 mm
11 ± 0,2 mm 11,2 mm 10,8 mm 0,4 mm
270 ± 0,5 mm 270,5 mm 269,5 mm 1,0 mm
Die Grenzabmaße in der DIN ISO 286-1 (2010-11) werden in µm bzw.
mm angegeben.
größer ist die Toleranz des Nennmaßes.
weiter entfernt sich die Lage der Toleranz vom Nennmaß.
Merkregel: Bohrung → Großbuchstaben Welle → Kleinbuchstaben
43 mm + 0,15 mm = mm
71 mm + �1200� mm = mm
58 mm – 0,0035 mm = mm
22 mm – 0,022 mm = mm
12 mm – 0,12 mm = mm
99 mm + 1,015 mm = mm100,015
11,88
21,978
57,9965
71,02
43,15 6 mm + 0,3 mm + 0,06 mm + 0,002 mm = mm
92 mm – 0,25 mm – 0,004 mm = mm
54 mm – 0,5 mm – 0,003 mm – 0,08 mm = mm
149,998 mm – 149,985 mm = mm
2170,025 mm – 2169,975 mm = mm
75 mm + �120� mm + �
1500� mm + �
10700� mm = mm75,257
0,05
0,013
53,417
91,746
6,362
MTG - 04-17.qxp_MTG - 04-17 16.06.20 15:05 Seite 7
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1 Alle Unternehmen versuchen, Prüfzeiten einzusparen.
EineMessung ist jedoch oft sehr zeitaufwendig.Das Beispiel
»Elektrodenabstand einer Zündkerze« zeigt uns den sinnvollen
Einsatz von Lehren auf.Überdenken Sie den Prozess, der
ablaufenmuss, umden richtigen Elektrodenabstand zu erreichen,
und vervollständigen Sie das Flussdiagramm.
Wieso ist der richtige Elektrodenabstand wichtig?
2 In nachfolgender Tabelle sind weitere Lehren genannt.Geben Sie
an, welche Form(en) mit diesen Lehren geprüft werden kann
(können):
3 Mit den genannten Lehren kann es durchaus zu Fehlern beim
Prüfen von Werkstücken kommen.Nennen Sie mögliche Ursachen für
solche Fehler:
Form- und MaßlehrenPrüftechnik
Datum:
8
Es ist notwendig, mit Lehren sorgfältig umzugehen. Im Zweifel
ist ihr Zustand zu prüfen.
Es befindet sich ein Grat am Werkstück.
Die Lehre ist verbogen.
Der Haarwinkel hat Scharten.
Schmutz oder Rost auf der Lehre oder dem Werkstück.
optimale Verbrennung
weniger Verbrauch
optimale Leistung
weniger Abgase
Lehre
Flachwinkel
Haarwinkel
Geeignet zur Prüfung von (teilweise Mehrfachnennung
möglich):
Ebenheit, Rechtwinkligkeit (eher grob)
Ebenheit, Rechtwinkligkeit (eher fein)
Radiuslehre Formtreue von Radien (innen und außen)
Abstand ist
Elektroden-abstand istzu groß
genau
richtigAbstandverringern
Elektroden-abstand istzu klein
Abstandvergrößern
Lehre passt mitSpiel zwischendie Elektroden
Passt spielfreizwischen dieElektroden
Lehre passtnicht zwischendie Elektroden
Prüfen, ob das entsprechende Fühlerlehrenblattzwischen die
Elektroden passt.
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:42 Uhr Seite 8
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4 Wenn in einer Serienfertigung Bohrungen auf Toleranzhaltigkeit
geprüft werden müssen, kommt derGrenzlehrdorn zum Einsatz.Heben Sie
mit roter Farbe die
Kennzeichen der Gut- bzw. Aus-schussseite im Bild hervor
undbenennen Sie die jeweilige Seite.Welches Maß muss die Gut-
bzw. die Ausschussseite einesGrenzlehrdorns 30H7 haben?
Maß derGutseite:
Maß derAusschussseite:
5 Wenn inSerieDrehteile aufMaßhaltigkeit geprüftwerdenmüssen,
findetmandieGrenzrachenlehre vor.Heben Sie auch hier die Unter-
scheidungsmerkmale von Gut-bzw. Ausschussseite mit roterFarbe
hervor und benennen Siedie Seiten.Welches Maß muss die Gut-
bzw. die Ausschussseite einerGrenzrachenlehre 24f7 haben?
Maß derGutseite:
Maß derAusschussseite:
6 Welche Maße verkörpern die entsprechenden Seiten der
Maßlehren?
7 Wie hoch müssen die Handkräfte beim Prüfen mit diesen
Maßlehren gewählt werden?
Welche Bedeutung hat dies für den Gebrauch der Lehre in
senkrechter Lage?
Wie muss in waagrechter Lage gearbeitet werden?
8 Vervollständigen Sie folgende Tabelle:
9
AusschussGut
30,000 mm
30,021 mm
23,980 mm
23,959 mm
AusschussGut
Lehre
Grenzlehrdorn
Grenzrachenlehre
Gutseite
Mindestmaß der Bohrung
Höchstmaß der Welle
Ausschussseite
Höchstmaß der Bohrung
Mindestmaß der Welle
Die Prüfkraft soll ungefähr dem Eigengewicht
der Maßlehre entsprechen.
Die Lehre soll nur geführt werden; ohne Zusatzkraft.
Die Lehre führen und mit dem Lehrengewicht vorwärts
schieben.
Zu prüfen:
Bohrung
Bohrung
Gutseite
»passt«
»passt nicht«
Ausschussseite
»passt nicht«
»passt nicht«
Prüfergebnis
Gut
zu klein → Nacharbeit
Welle »passt« »passt« zu klein → Ausschuss
Welle »passt« »schnäbelt an« Gut
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:42 Uhr Seite 9
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1 Es gibt Messschieber mit analoger undmit digitaler
Anzeige.Zählen Sie sechs Vorteile und zwei Nachteile einer
Digi-
talanzeige auf.
2 Ordnen Sie den Zahlen die entsprechenden Begriffe zu.
�
�
�
Der Datenanschluss an einen Computer ist möglich!
3 Warum sind die Schiene und der Schieber gehärtet?
4
5
6 Der Achsabstand von zwei gleich großen Bohrungen muss gemessen
werden.Beschreiben Sie die Messung. Nutzen Sie die Vor-
teile des Digitalmessschiebers!
weniger Abnutzung
Der MessschieberPrüftechnik
Datum:
10
1 2 3
4
6
5
d
Achsabstand (= Stichmaß)
Vorteile
einfaches Ablesen
eindeutige Anzeige
Messwertspeicherung
Anzeige beleuchtbar
kein Parallaxfehler
wenig Einarbeitungszeit
Nachteile
feuchtigkeits- und staubempfindlich
Die Nachkommastellen der Anzeigetäuschen eine höhere Genauigkeit
vor,
als tatsächlich möglich ist.
Spitzen für Innenmessung
Feststellschraube
Große Ziffernanzeige
Schiene und Schieber, gehärtet
Tiefenmessstange
Funktionstasten
�
�
�
Damit lässt sich die Anzeige
an jeder beliebigen Position auf »null« stellen.
Wozu dient die Schalterfunktion »Null-Stellung«?
Zur Messung an unzugänglichen
Stellen. Sie erhält die Anzeige auch nach Verstellen des
Schiebers.
Wozu dient die Schalterfunktion »Werthalten (hold)«?
1. Istdurchmesser einer Bohrung
bestimmen (messen)
2. »Nullstellen« der Anzeige
3. Außenabstand der Bohrungen
messen → Anzeige = Stichmaß
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:42 Uhr Seite 10
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7 Die neue Technik kann trotz ihrer vielen Vorzüge nicht an
allen Arbeitsplätzen eingesetzt werden. Hit-ze, Staub, Öl, Wasser
usw. bereiten der Elektronik Probleme. Deshalb werden auch heute
noch sehrhäufig mechanische Messschieber verwendet.Nennen Sie drei
Fertigungsbereiche, an denen der Einsatz dieser robusten Messgeräte
üblich ist.
8 Ordnen Sie den Teilen des Taschenmessschiebers die richtigen
Zahlen zu.
9 Notieren Sie Schritt für Schritt den Ablauf einer Messung an
ne-benstehendem Beispiel:
10 LesenSie die ersten drei Beispiele ab und tragenSie die
Ergebnisse unter der jeweiligenAbbildung ein.
Ergebnis: Ergebnis: Ergebnis:
11 Ergänzen Sie jeweils die Skalen der
Messschieberabbildung.
Messwert: 7,3 mm Messwert: 22,6 mm Messwert: 128,85 mm
12 Die Messflächen des Taschenmessschieberszur Tiefenmessung
sind sehr klein. Sie verkan-ten deshalb oft.Wie kann Abhilfe
geschaffen werden?
10,5 mm 46,4 mm 109,25 mm
11
Gießereien Schlossereien Nassbearbeitung
1 Fester Messschenkel
2 Beweglicher Messschenkel
3 Feststellschraube
4 Messschneiden
5 Schieber
6 Schiene
7 Tiefenmessstange
2
4 5 6 7
1 3
In den allermeistenFällen finden Siedie metrischeStrichskala
miteinem Skalen-teilungswert von1 mm vor.
Beachten Sie:
Die Zahlen daraufmarkieren 10-mm-bzw. 1-cm-Schritte.
1 = 10 mm2 = 20 mm3 = 30 mm
usw.
1. Ablesen der ganzen mm
2. Welcher Nonius-Strich stimmt
mit der mm-Skala überein?
3. Addieren der Werte
73,00 mm
0,65 mm
73,65 mm
7 8 9 10 11
0 4 82 6 10
6 1
10
0
0 20 30 40 50 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20
0
30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
8 120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
130 140 150
Verwendung von Messbrücke
oder Tiefenmaß.
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:42 Uhr Seite 11
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1 In der Fertigungstechnik reicht heute eine Genauigkeit von mm
oder auch von mm in vielen Be-reichen nicht mehr aus. Messschrauben
sind Messgeräte, die genauer messen als Messschieber.Welches
Prinzip liegt der Funktionsweise der Messschrauben zu Grunde?
Wie genau lässt sich miteiner Messschraube messen?
2 Ordnen Sie den Zahlen die entsprechenden Begriffe zu:
�
�
�
�
�
�
�
3 Beschreiben Sie, wie die Ablesung einer Messschraube mit der
Steigung P = 0,5 mm erfolgt.
1.
2.
3.
4 Tragen Sie die Messergebnisse jeweils unter der entsprechenden
Abbildung ein:
Ergebnis: Ergebnis: Ergebnis:
5 Ergänzen Sie die Skalen der entsprechenden
Messschraubenabbildung:
Messwert: 8,26 mm Messwert: 12,02 mm Messwert: 18,97 mm
1,50 mm 5,05 mm 17,46 mm
1�10
5�100
Die MessschraubePrüftechnik
Datum:
12
Die Steigung des Gewindes wird als Maßverkörperung genutzt.
�1100� mm… �
10500� mm = 0,01 … 0,005 mm
1 2
34
6
5
7
Messflächen
Messspindel
Messtrommel
Klemmhebel
Gefühlsratsche
Stahlbügel
Wärmedämmplatten
1
0,5
15 20
30
35
25
Bestimmung der ganzen mm: 21 mm
Ist der nächste �12� mm überschritten: + 0,5 mm
Bestimmung der �1100� mm: + 0,30 mm
Summe (Messwert) = 21,80 mm
2530
20
0 5
05
45
0 5 10
450
40
0 5 10 15
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:42 Uhr Seite 12
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6 Verwenden Sie für die folgende Übung eine Bügelmessschraube
für Messbereich Mbevon 0 mm...25 mm.Messen Sie folgende Gegenstände
und notieren Sie das Istmaß in µm und in mm.
7 Ihre Bügelmessschraube mit Messbereich von 0 mm...25 mm hat
die genormte Bezugstemperatur.
Wie hoch ist diese in ˚C und in K? ˚C v K
Sie messen die Länge Ihres zu prüfenden Werk-stücks. Der
Messwert beträgt 16,00 mm. Sie stellenallerdings fest, dass das
Werkstück deutlich wärmerist als die Messschraube.
Beschreiben Sie kurz den physikalischen Vor-gang, der die
Ursache für dieses Phänomen darstellt.
8 Erklären Sie den praktischen Nutzen der Gefühlsratsche an
Messschrauben.
9 Auch bei den Messschrauben gibt es, ähnlich wie bei den
Messschiebern, unterschiedliche Typen.Ordnen Sie den nachstehenden
Bildern die richtigen Bezeichnungen zu.Geben Sie jeweils ein
Beispiel, für welche Art Messung die jeweilige Messschraube
geeignet ist.
10 Warum sind die Messflächen aus Hartmetall gefertigt?
11 Warum sind die Griffflächen derMessschrauben
wärmeisoliert?
293,1520
weniger Abnutzung
13
Gegenstand
Ø eines Haares
Endmaß 10 mm
Maß in µm
50
10 000
Maß in mm
0,05
10,00
Gegenstand
Alufolie (Dicke)
eigenes Beispiel
Maß in µm
20
Maß in mm
0,02
Papierdicke 100 0,1 eigenes Beispiel
Das Werkstück
wäre bei 20˚ C kleiner als im Augenblick.
Womit ist zu rechnen?
Werkstücke, die man erwärmt, dehnen sich aus. Bei Abkühlung
ziehen sie sich zusammen (Wärmedehnung).
Die Rutschkupplung der Gefühlsratsche stellt sicher, dass
die
Messkraft immer gleich groß ist.
4505
510
0
Tiefenmessschraube
Absätzen, Nuttiefen …
Bezeichnung
Zur Messungvon:
digitale Innenmessschraube
Passbohrungsdurchmessern
Die Handwärme würde das Ergebnis verfälschen.
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1 Ordnen Sie der Abbildung die Zahlen der Bauteilbezeichnung
zu.
� Schutz- und Abhebekappe� Schutzgehäuse, nur nach vorne offen�
Messwerk� Verstellbare Toleranzmarken� Drehbares, kontrastreiches
Zifferblatt� Einführungsschräge am Einspann-schaftWelchen
Skalenteilungswert Skw hat
die abgebildete Messuhr?
Wie groß ist die Gesamtübersetzungder Messuhr, wenn der Abstand
der ein-zelnen Teilstriche auf dem Umfang desZifferblattes 1 mm
beträgt?
2 Durch den Einbau vonAusgleichshebelnwird erreicht, dass
derMessbolzen über den gesamtenMess-bereich mit konstanter Kraft
auf die Unterlage gedrückt wird.Warum ist das so wichtig?
Stellen Sie eine Parallele zur Messschraube her!
3 Sie prüfen das Istmaß einer Reihe von Werkstücken mit Hilfe
der Unterschiedsmessung.Vervollständigen Sie die Wertetabelle:
4 Nennen Sie
Fehlerquellen der Messanordnung und deren Vermeidung.
Die MessuhrPrüftechnik
Datum:
14
4
2
56
1
3
0,01 mm = �1100� mm
100 : 1
Fehlerqelle
Die Uhreneinspannung hat Spiel
Die Unterlage ist uneben
Vermeidung des Fehlers
Klemmschraube nachziehen
nur auf dem Prüftisch arbeiten
Es liegt Schmutz auf dem Prüftisch Tisch, Werkstück u. Endmaß
säubern
Werkstück0,12
1. Einstellen 2. Messen
Endmaß
l 0 M
90 010
40
60 30
70 20
80
50
90 010
40
60 30
70 20
80
50
Nullstellen derUhr lo in mm
40,00
62,00
Maßunter-schied in �1100� mm
+ 42
– 16
IstmaßM in mm
40,42
61,84
135,50 – 58 134,92
114,30 + 108 115,38
6,50 – 61 5,89
168,55 – 17 168,38
Zum Ausgleich der größeren Federkraft bei Federverlängerung
Gefühlsratsche sichert konstante Messkraft
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5 Messuhren lassen sich auch zum Prüfen der Rechtwink-ligkeit
von Werkstücken einsetzen, indem Sie die Mess-uhr in einen
Vertikal-Längenmesser einsetzen. An dertiefstmöglichen Stelle der
Werkstückstirnseite wird dieMessuhr auf null gestellt. Anschließend
wird die Ab-weichung über der vertikalen Messstrecke notiert.Bei
drei unterschiedlichen Werkstücken zeigen sich
folgende Ergebnisse:
Berechnen Sie anhand dieser Beispiele den »Winkelfehler« k in
�mmm� nach folgender Formel:
Winkelabweichung k =
6 Zählen Sie die Vor- und Nachteile der digitalen Messuhren
auf:
7 Digitale Messuhren können mit einem PC gekoppelt werden.Welche
Vorteile ergeben sich hieraus für die Aufzeichnung von
Prüfergebnissen?
Messuhrenabweichung · 1000 mm�����
Messstrecke · 1 m
15
Vertikale Messstreckein mm
235
410
Messuhrenabweichungvon null in �1
100� mm
+ 6
+ 8
180 – 11
Werkstück 1:
Werkstück 2:
Werkstück 3:
k1 = = 0,255
k2 = = 0,195
k3 = = – 0,611mm�m
– 0,11 mm · 1000 mm���
180 mm · 1 m
mm�m
0,08 mm · 1000 mm���410 mm · 1 m
mm�m
0,06 mm · 1000 mm���235 mm · 1 m
Vorteile
eindeutige Anzeige
keine Parallaxe
Nachteile
staubempfindlich
feuchtigkeitsempfindlich
mit PC koppelbar Batterie kann leer sein
beleuchtbar täuscht zu hohe
umschaltbar mm/inch Genauigkeit vor
Die Erstellung eines Messprotokolls erfolgt automatisch.
Die Ergebnisse bleiben gespeichert.
Weiterführende Aufgaben:8 Definieren Sie den Begriff »Messuhr«
im Vergleich zu anderen Zeigermessgeräten.
9 Fertigen Sie eine Skizze, anhand deren deutlich wird, wie man
mithilfe einer Messuhr die Ebenheiteiner Werkstückoberfläche
überprüfen kann!
10 Begründen Sie den Preisunterschied zwischen mechanischen und
digitalen Messuhren beiannähernd gleicher Messgenauigkeit.
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1 Sie haben die Aufgabe, bestimmte Maße von Teilen aus der
Produktion zu überprüfen.Wählen Sie Messwerkzeuge aus, die Sie in
den vorigen Kapiteln kennen gelernt haben.Liegen die geprüften Maße
innerhalb der Toleranz?
2 Die Höhe der Bohrungsmitte, h = 13 mm, lässt sich nicht direkt
messen. Sie müssen den Bohrungs-durchmesser, d = 20,01mmbestimmen,
einen exakt passenden Bolzen in die Bohrung einbringen unddann den
höchsten Punkt des Bolzens messen.Welche der uns bekannten
Prüfmittel werden dafür benötigt?
PrüfteilPrüftechnik
Datum:
16
Prüf
maß
xd
h=
13
x = h +
x = (13 ± 0,02 + �12� · 20,01) mm
x = 23,005 ± 0,02 mm
d�2
Fertigen Sie eine Prinzipskizze der Prüfsitua-tion an:
Berechnen Sie das Prüfmaß (höchster Punktdes Bolzens) und dessen
Abmaße!
Innenmessschraube, Messbolzen, Messuhr mit Halterung
Innenmessschraube
20,01 mm
Das Maß liegt in der
Toleranz (0 … + 21 µm)
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
Messschieber (20er)
14,05 mm
Das Maß ist zu klein.
→ Es muss Nacharbeit erfolgen.
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
Bügelmessschraube
14,96 mm
Das Maß ist zu klein.
→ Arbeitsausschuss
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
Messschieber
18,3 mm
Das Maß ist zu groß.
→ Es muss Nacharbeit erfolgen.
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
Messschieber
69,8 mm
Das Maß liegt in
der Toleranz (± 0,3 mm)
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
Messuhr
12,98 mm
Das Maß liegt in der
Toleranz (± 0,02 mm)
� AusgewähltesMesswerkzeug:FestgestelltesIstmaß:Ergebnis
mitBegründung:
130,02
150,0
3
18
œ 20H714+0,3/+0,1
70
6
5
1 2
4
3
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:43 Uhr Seite 16
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17
Die Messschraube zeigt offensichtlich 0,02 mm
zu wenig an! Das Maß � ist demnach 14,98 mm groß und somit
»Gut«.
MessabweichungenPrüftechnik
Datum:
1 Das Maß 15 aus Aufgabe 1 haben Sie als Arbeitsausschuss
eingestuft. Der Kollege an der Flach-schleifmaschine behauptet
aber, sein Maß sei in Ordnung.Zählen SieUrsachen auf, die zu
Abweichungen zwischen Istmaß undMesswert führen können, und
sortieren Sie nach:
2 Bei der Überprüfung Ihrer Bügelmessschraube mit einem Endmaß
15,000 mm fällt Ihnen folgenderSachverhalt auf: Die
Bügelmessschraube zeigt den Messwert 14,98 mm.Wählen Sie unter den
folgendenmöglichen Lösungen diejenigen aus, die unter logischen
Gesichts-
punkten in Frage kommen.Begründen Sie Ihre Ent-
scheidung.
a) Das Endmaß ist zu warm.Möglich/nicht möglich, weil
3 Hatte der Kollege mit seiner Behauptung vielleicht
Recht?Überprüfen Sie, ob das Maß 15 der vorigen Seite doch
innerhalb der Toleranz liegt, und geben Sie
eine entsprechende Begründung:
Ursachen zufälliger Messabweichungen:
Schmutz auf den Messflächen
Grat am Werkstück
Ursachen systematischer Messabweichungen:
Abweichung der Skala
Abnutzung der Messflächen
Verkanten der Messflächen falsch eingestellte Messkraft
Gefühlsratsche wird nicht benutzt Steigungsfehler des
Gewindes
5
das Endmaß bei Erwär-
mung länger würde
→ Es müsste sich ein
Maß > 15,00 mm
ergeben.
sich
dadurch die Spindel weiter eindrehen lässt → Maß < 15,00
mm.
b) Der Bügel der Messschraube wurde auseinander gebogen.
Möglich/nicht möglich, weil
dann
die Dicke des Schmutzpartikels zur Endmaßlänge hinzukäme → Maß
> 15,00 mm.
c) Es befindet sich Schmutz zwischenWerkstück undMessflächen.
Möglich/nicht möglich, weil
dadurch das Endmaß in die
»Lücke« rutscht → Spindel lässt sich weiter eindrehen → Maß <
15,00 mm.
d) Die Messflächen sind abgenutzt. Möglich/nicht möglich,
weil
dadurch die Messspindel
weniger weit eingedreht wäre → Maß > 15,00 mm.
e) Die Messkraft ist zu gering. Möglich/nicht möglich, weil
MTG - 04-17:MTG - 04-17 12.08.2015 21:43 Uhr Seite 17
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1 Ein Auszubildender will eine Dreharbeit verrichten und geht
deshalb zu einer freien Drehmaschine inder Werkstatt seines
Betriebes. Da er es eilig hat, fängt er an, sein Rohteil zu
überdrehen, ohne deneingespannten Drehmeißel vorher noch einmal zu
überprüfen. Schon beim ersten Schnitt nimmt erseltsame Geräusche
wahr. Die danach sichtbare Oberfläche des Werkstücks entspricht
nicht seinenErwartungen. Es sind deutliche Riefen zu
erkennen.Nennen Sie drei mögliche Ursachen für das beschriebene
Problem.
2 Bei der Behebung des oben genannten Problemswird unser
Auszubildender sinnvollerweise auch dieWerkzeugschneide des
eingespannten Drehmeißels überprüfen.Welche Anforderungen werden
grundsätzlich an eine solche Werkzeugschneide gestellt?
3 Ordnen Sie in den unten stehenden Zeichnungen die Nummern der
aufgeführten Begriffe richtig zu.
� Schneidkeil
� Keilwinkel
� Freiwinkel
� Spanfläche
� Spanwinkel
4 Welche Aufgabe hat der Freiwinkel an einer Werkzeugschneide
und wie groß ist er üblicherweise beieinem Drehmeißel aus
Schnellarbeitsstahl?
5 Nennen Sie drei Unterschiede zwischen den unten stehend
abgebildeten Werkzeugschneiden.
6 Nennen Sie einenwichtigen Vorteil für den Bearbeitungsprozess,
der sich durch dieWahl eines großenKeilwinkels ergibt.
WerkzeugschneideTrennen
Datum:
18
4 25
3
©
¿
å
1
klein – Keilwinkel – groß
positiv – Spanwinkel – negativ
schneidend –Wirkung – schabend
å
¿
©
90}
å
¿
-©
90}
Die Werkzeugschneide ist abgenutzt bzw. abgebrochen.
Die Schnittdaten (Drehfrequenz/Vorschub) sind falsch
gewählt.
Der Werkstückwerkstoff ist zu hart für den eingespannten
Meißel.
Die Werkzeugschneide muss keilförmig ausgebildet sein und
aus
einem verschleißfesten und ausreichend zähen Schneidstoff
bestehen.
Der Freiwinkel α vermindert die Reibung zwischen Werkstück und
Werkzeug.
Er beträgt üblicherweise 4˚...10˚.
Durch einen großen Keilwinkel ergibt sich eine stabile
Werkzeugschneide.
MTG - 18-29:MTG - 18-29 12.08.2015 21:22 Uhr Seite 18
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7 Ein Auszubildender bringt beim Meißeln mit einemHammer eine
Schlagkraft von F = 200 N auf. Wie großsind die durch den Meißel
erzeugten Trennkräfte FT,wenn der Keilwinkel des Meißels 60°
beträgt?Vervollständigen Sie die nebenstehende Zeichnung,
indem Sie ein Kräfteparallelogramm zeichnen (1 cm q100 N), und
geben Sie den Kraftwert für die Trennkräf-te FT an.
FT =
8 Von welchen drei Einflussgrößen hängt die SchlagkraftF ab, die
man beim Meißeln aufbringen muss?
9 Machen Sie den Zusammenhang zwischen der Schlag-kraft F auf
einen Meißel und den daraus resultierendenTrennkräften FT
deutlich.Vervollständigen Sie dazu nebenstehendes Kräfte-
parallelogramm.
10 Geben Sie den Zusammenhang zwischen kleinem undgroßem
Keilwinkel einer Werkzeugschneide und dendaraus resultierenden
Trennkräften FT an.
11 Auf dieSchneide einesHSS-Drehmeißelswirkt eineKraftvon F =
2500 N (1 cm q 1000 N), wie nebenstehend dar-gestellt. Wie groß
sind die senkrecht nach unten wirken-de Teilkraft F1 und die
waagerecht wirkende Teilkraft F2?Vervollständigen Sie die
nebenstehende Zeichnung
indem Sie ein Kräfteparallelogramm zeichnen. LesenSie die Größe
der Teilkräfte ab.
F1 =
F2 =
Weiterführende Aufgabe:12 An einer Welle aus 11SMnPb37
(Automatenstahl) soll,
wie nebenstehend abgebildet, ein Span von 5 mmDicke durch Drehen
abgenommenwerden. Die Schnitt-geschwindigkeit vc beträgt 50 �m
min�.
Berechnen Sie für die beiden abgebildeten Dreh-meißel den
jeweiligen Spanwinkel δ.Welcher Drehmeißel ist für diese
Aufgabenstellung
besser geeignet?Bei einerweiterenDreharbeit wirkt eine
Zerspankraft
von F = 8000 N unter einem Winkel δ von 20° auf einenDrehmeißel,
der die gleichen Winkel aufweist wie deroben abgebildete
Drehmeißel.Zeichnen Sie ein Kräfteparallelogramm und ermit-
teln Sie hieraus die jeweiligen Teilkräfte F1 und F2.
F
FT FT
¿= 60}
90}
200 N
Von der Festigkeit des Werkstückwerkstoffs.
Von den Winkeln an der Werkzeugschneide.
Von der Dicke des Spans (Spanungsquerschnitt).
F
FT
90}
FT FT
¿= 60} ¿= 60}
90}
F
FT
kleiner Keilwinkel – Trennkräfte FT groß!
großer Keilwinkel – Trennkräfte FT klein!
F
¶=15}
F2
F1
å = 10}ß = 68}© = ?
90}
ß©
å
90}
ß
- ©
å
å = 6}ß = 90}© = ?
2400 N
650 N
19
MTG - 18-29:MTG - 18-29 12.08.2015 21:22 Uhr Seite 19
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1 Endlich, nach dem Sägen, Meißeln und Feilen zum ersten Mal an
einer Bohrmaschine! Aber was mussman da alles beachten und
einstellen?
Vervollständigen Sie die nachstehende Tabelle, indem Sie sechs
verschiedene Arten der Einfluss -nahme, welche das Ergebnis des
Bohrvorgangs beeinflussen können, nennen.
2 Mit der nebenstehend abgebildeten einfachen Tischbohr-maschine
soll eine Bohrarbeit ausgeführt werden. Sie ver-fügt über folgende
Drehzahlen: 160 – 240 – 360 – 540 �m
1in�.
Tragen Sie in die Skizze der Tischbohrmaschine
dieSchnittbewegung und die Vorschubbewegung in Form vonPfeilen
ein.
Bestimmen Sie die einzustellende Drehfrequenz, wennder Bohrer
einen Durchmesser von Ø10 mm besitzt und sei-ne
Schnittgeschwindigkeit vc = 35 �m
min� betragen soll. Lösen
Sie die Aufgabenstellung zum einen durch Rechnung, zumanderen
mithilfe des Drehzahldiagramms.Formel zur Berechnung der
Drehfrequenz n:
Rechnung:
3 An einem Werkstück aus legiertem Stahl (Rm < 1000 �mNm2�)
werden mit einem Bohrer Ø 26 mm bei einer
Drehfrequenz von 360 �m1in� Bohrungen hergestellt. Berechnen Sie
die Schnittgeschwindigkeit.
4 Welche Folgen ergeben sich, wenn die Schnittgeschwindigkeit zu
hoch gewählt wird?
BohrenTrennen
Datum:
20
Möglichkeiten der Einflussnahme auf das Ergebnis des
Bohrvorgangs
an derBohrmaschine Drehfrequenz Vorschub Kühlschmierung
am Werkzeugbzw. Werkstück Schneidstoff
Schneiden geome-trie Werkstückwerkstoff
f
vc
Die Temperatur an der Werkzeugschneide wird sehr hoch.
Das Werkzeug wird schnell stumpf bzw. bricht an der Schneide
aus.
mit den Werten aus dem Drehzahldia-gramm ergibt sich:
n = =vc ��mmin����
� · d [m]
vc ��mmin�� · 1000 �mmm�
���� · d [mm]
�m1in��
vc = � · d · n = 3,14 · 0,026 m · 360�m1in� = 29,4 �m
min�
Ø 10 mm → vc = 35 �mmin�
n = 1200 �m1in�
n =
= 1114 �m1in�
gewählt: 1200 �m1in�
35 �mmin� · 1000 �m
mm�
���3,14 · 10 mm
MTG - 18-29.qxp_MTG - 18-29 17.06.20 14:29 Seite 20
