Fertigungstechnik/Werkzeugmaschinen

Institut für Management und Technik

Version 9.0 vom 18.05.2022

75B0023

Manufacturing Processes and Machine Tools

Allgemeiner Maschinenbau (B.Sc.)

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Eine technologisch sowie wirtschaftlich optimale fertigungstechnische Herstellung von Industrieprodukten setzt die Kenntnis unterschiedlicher Fertigungsverfahren, deren Eigenschaften und Anwendungsgebiete sowie die Kenntnis ihrer spezifischen Vor- und Nachteile voraus. Im Rahmen dieses Moduls wird ein Überblick über die Gesamtheit der Fertigungsverfahren nach DIN ISO 8580 gegeben. Die Einteilung in die Hauptgruppen 1-4 wird anhand charakteristischer Fertigungsverfahren mit einer breiten industriellen Anwendung, wie zum Beispiel dem Druck- und Feingießen, dem Walzen, Tiefziehen und Rundkneten sowie den spanenden Verfahren Drehen, Fräsen und Schleifen und den Lichtbogenschweißverfahren aus dem Bereich der Fügetechnik, verdeutlicht. Ein direkter Bezug zum Modul Werkstoffengineering wird insbesondere für die Hauptgruppen 1 und 2 hergestellt wobei die dort erworbenen Grundkenntnisse auf die ur- und umformtechnische Herstellung von Bauteilen angewendet werden. Des Weiteren werden die Grundkenntnisse aus den Modulen Technische Mechanik 1 und 2 sowie die gestalterischen Grundlagen aus der Konstruktionslehre adressiert.

In diesem Modul wird darüber hinaus ein Überblick über die unterschiedlichen Bauformen und Anwendungsbereiche von Werkzeugmaschinen (WZM) gegeben und das Grundverständnis sowie die konstruktive Gestaltung und Auslegung der entsprechenden Maschinen vermittelt. Das gilt insbesondere für die Maschinen für die Umformtechnik (Hauptgruppe 2), wie zum Beispiel Pressen und Hämmer und für die spanenden Verfahren (Hauptgruppe 3), wie zum Beispiel Dreh- und Fräsmaschinen, die im Rahmen dieses Moduls den Schwerpunkt bilden.

1. Einleitung in die Fertigungstechnik
2. Hauptgruppen der Fertigungsverfahren
   2.1 Urformen metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe
   2.2 Massiv- und Blechumformung
   2.3 Zerteilen und Abtragen
   2.4 Spanen mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide
   2.5 Grundlagen der Fügetechnik
   2.6 Beschichten und Stoffeigenschaften ändern (Anm. VP: könnte m.E. entfallen)
3. Technologische und wirtschaftliche Auswahl von Fertigungsverfahren
4. Anwendungsbereiche und Einteilung von Werkzeugmaschinen (WZM)
5. Anforderungen an WZM unter Berücksichtigung des Fertigungsverfahrens
   5.1 Konstruktionsmerkmale und Elemente von WZM
   5.2 Gestelle
   5.3 Führungen
   5.4 Antriebe
   5.5 Steuerungen
   5.6 Vorrichtungen für WZM

Wissensverbreiterung
Die Studierenden haben Kenntnis über Aufgaben und Ziele der Fertigungstechniken zur Herstellung geometrisch bestimmter Körper (Werkstücke, Baugruppen, Produkte).
Sie kennen die Zusammenhänge zwischen Maschine, Werkzeug und Werkstück und analysieren die Wechselwirkung zwischen Eingangsgrößen, Systemparametern und technologischen Kenngrößen. Dadurch sind sie in der Lage geeignete Verfahren unter Berücksichtigung technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen für praxisrelevante Fertigungsaufgaben strukturiert und nachvollziehbar auszuwählen.
Wissensvertiefung
Die Studierenden kennen die wichtigsten Fertigungsverfahren und können diese systematisch den Hauptgruppen der DIN 8580 zuordnen sowie die zu berücksichtigende Fertigungsparameter ermitteln und festlegen.
Sie verfügen über ein umfängliches Wissen zur Analyse und Bewertung von Werkzeugmaschinen (WZM) für verschiedene Fertigungsverfahren im Hinblick auf Produktivität, Leistungsfähigkeit und erreichbare Genauigkeit.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können die wichtigsten urformenden, umformenden, trennenden und fügenden Fertigungsverfahren hinsichtlich ihrer Möglichkeiten und Grenzen sowie der Leistungsfähigkeit und Produktivität analysieren.
Gleichzeitig können die Studierenden Werkzeugmaschinen hinsichtlich ihres Aufbaus analysieren und die Hauptkomponenten in Bezug auf Ihre Eignung für den geplanten Einsatzfall beurteilen.
Können - kommunikative Kompetenz
Sie sind in der Lage, zu gegebenen Konstruktionen die geeigneten Fertigungsverfahren auszuwählen und diese Auswahl nachvollziehbar zu begründen durch Skizzen, Zeichnungen, Berechnungen und insbesondere eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung anhand von Break-Even-Analysen darzustellen und argumentativ zu vertreten.
Die Studierenden kennen den grundsätzlichen Ablauf der Fertigung in Industrieunternehmen und die beteiligten Fachabteilungen, wie beispielsweise Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung und können dies bei der Planung auf der Grundlage der geforderten technologischen und wirtschaftlichen Kenngrößen und beim Einsatz von WZM für den industriellen Herstellungsprozess im Sinne von Prozessketten berücksichtigen.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden haben die Fähigkeit der Auswahl der Herstellungsprozesse und der Ablaufplanung für die in der Praxis notwendigen Fertigungsaufträge unter Berücksichtigung der Prozessketten unter technisch und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu treffen, insbesondere der konstruktiven und werkstoffmechanischen Gegebenheiten.

Vorlesung mit eingebundenen Übungen, Praktikum - Laborübungen im Labor bzw. an Fertigungsmaschinen für technische Anwendungen, Projektarbeit, Exkursionen

Grundkenntnisse aus den BereichenTechnischen Physik, Technischen Mechanik (Statik / Festigkeitslehre /Dynamik),Konstruktionslehre inkl. Darstellender Geometrie,Werkstoffengineering,Elektrische und hydrsulische Antriebstechnik

Sauer, Dirk

• Sauer, Dirk
• Piwek, Volker

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• Schmid, D. et. Al: Industrielle Fertigung: Fertigungsverfahren, Europa-Lehrmittel 2008
• Aviszus, B. et al.: Grundlagen der Fertigungstechnik, Hanser 2009
• Kugler, H.: Umformtechnik: Umformen metallischer Konstruktionswerkstoffe, Hanser 2009
• Lochmann, K.: Formelsammlung Fertigungstechnik, Hanser Verlag 2009
• N.N.: DIN 8580 – Fertigungsverfahren – Begriffe, Einteilung, Beuth, Berlin, 2003
• Tschätsch, H.; Dietrich, J.: Praxis der Zerspanungstechnik, Vieweg und Teubner 2008
• Klocke, F. ; König, W.: Fertigungsverfahren, 5 Bände, Springer Verlag
• Conrad, K.-J., u.a.: Taschenbuch der Werkzeugmaschinen, Fachbuchverlag Leipzig, 2006,
• Tschätsch, H.: Werkzeugmaschinen der spanlosen und spanenden Formgebung, Hanser-Fachbuchverlag, 2003
• Spur, G.: Handbuch der Fertigungstechnik [Hrsg.] Spur, G.; München; Hanser, 2012
• Weck, M.; Brecher, C.: Werkzeugmaschinen, Fertigungssysteme - Maschinenarten und Anwendungsbereiche; Band 1; Springer, Berlin; 2005

• Klausur 2-stündig
• Projektbericht

• Experimentelle Arbeit und Präsentation
• Regelmäßige Teilnahme

Klausur - 2-stündig/Projektberichte plus Leistungsnachweis

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch