FriedrichTabellenbuchHerausgeber: Prof. Dr. Antonius Lipsmeier

MaschinenbauWeiterbildung und Praxis

Mathematische Grundlagen

Technische Physik

Werkstofftechnik

Maschinenelemente

Technische Kommunikation

Fertigungstechnik

Produktorganisation

Automatisierungstechnik

Arbeits- und Umweltschutz

1. Auflage

Bestellnummer 99503

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Begründet von: Direktor Wilhelm Friedrich

Herausgeber: Dr. Antonius Lipsmeier, Professor für Berufspädagogik, Universität Karlsruhe (TH)

Autoren: Maria Barthel, Kap. 1, 3 Thomas Meier, Kap. 7.1, 7.3, 7.4, 7.8 Werner Mogilowski, Kap. 2, 5, 6.8, 6.9, 7.2, 7.5, 7.6, 7.7, 8.4, 8.5 Herbert Rottbacher, Kap. 4 Martin Scheurmann, Kap. 6.1– 6.7, 9 Eckhard Wiens, Kap. 8.1, 8.2, 8.3

Wichtiger Hinweis

Die Erkenntnisse in der Technik unterliegen laufendem Wandel durch Forschung und Normung. Die Autoren dieses Werkes haben große Sorgfalt darauf verwendet, dass die gemachten Angaben dem derzeitigen Wissensstand entsprechen. Das entbindet den Benutzer aber nicht von der Verpflich-tung, anhand von Original unterlagen (insbeson-dere von Normen) zu überprüfen, ob die dort gemachten Angaben von denen in diesem Buch abweichen, und seine Verwendung in eigener Verantwortung zu bestimmen.

DIN-Normen und andere technische Regelwerke

Sofern in diesem Tabellenbuch auf DIN-Normen, VDE-Bestimmungen oder andere technische Regelwerke verwiesen wird, so handelt es sich um die bei Redaktionsschluss vorliegenden Ausgaben. Diese wurden für die Zwecke dieses Buches – mit Erlaubnis des DIN (Deutsches Institut für Normung) – gekürzt und bearbeitet.Für den Anwender einer Norm ist jedoch nur die Norm selbst in ihrer neuesten Ausgabe maßgebend. DIN-Normen sind zu beziehen beim Beuth-Verlag, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin.

Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Produkt?Dann senden Sie eine E-Mail an 99503@bv-1.deAutoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung.

www.bildungsverlag1.de

Bildungsverlag EINS GmbHSieglarer Straße 2, 53842 Troisdorf

ISBN 978-3-427-99503-6

© Copyright 2008: Bildungsverlag EINS GmbH, TroisdorfDas Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu § 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

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V

Vorwort

1 Hauptadressatengruppen Diese völlige Neubearbeitung berücksichtigt sowohl die neuen Entwicklungen in den

metall- und maschinentechnischen Ausbildungsberufen (zentral die Berufsgruppen 22 bis 29 gemäß Amtlichen Verzeichnis; aber auch 19 bis 21 sowie 30) als auch in den relevanten Technologien (insbesondere Fertigungstechnik, Werkstofftechnik, Automatisie-rungs technik, Prüftechnik, Qualitätsmanagement).

Im Kontext mit den Tabellenbuch – Metall- und Maschinentechnik ist auch dieses Tabellenbuch ideal in der Berufsausbildung aller Metallberufe einsetz-

bar; angesichts der Breite und Tiefe des dargebotenen Stoffes sowie der thematischen Erweiterungen (z.B. in der technischen Physik, in der Werkstofftechnik und in der Produktionsorganisation) wendet es sich insbesondere auch an alle maschinenbau-technischen Fortbildungsberufe wie

– Industrie- und Handwerksmeister, – Assistenten (z.B. für Maschinentechnik, Konstruktions- und Fertigungstechnik,

Ingenieurassistent), – Produktionstechnologe, – Techniker. In Kombination mit unseren Tabellenbüchern – Elektrotechnik/Elektronik und – Informationstechnik erweitert sich der Einsatzbereich auf die mechatronischen Aus- und Fortbildungsberufe.

2 Verwendungs-/Einsatzbereiche Durch bewusst ausführliche und klare Stoffdarbietung ermöglicht dieses Tabellenbuch

die Verwendung – auf unterschiedlichen Ausbildungsebenen (Facharbeiter, Meister, Techniker, Ingenieur); – in unterschiedlichen Schulformen und -stufen (Berufsschule, Berufsfachschule,

Fachschule, Fachoberschule, Berufliches Gymnasium, Berufskolleg); – Fachhochschule, Berufsakademie; – in den verschiedenen Formen der Fort- und Weiterbildung, z. B. Umschulung, Fortbildung; – in Lehrwerkstatt und überbetrieblicher Ausbildung; – in allen Bereichen der einschlägigen beruflichen Praxis.

3 Zur Didaktik/Methodik: Friedrich Tabellenbuch Maschinenbau – ist auf die einschlägigen Ausbildungsordnungen und Rahmenlehrpläne abge-

stimmt; – ist nicht auf reines Zahlenmaterial beschränkt, sondern integriert die Tabellen – soweit sinnvoll und möglich – in technologische Zusammenhänge; – fördert über das Erlernen von Nachschlagetechniken den Aufbau von Wissens-

netzen und -strukturen beim Lernenden (Wissensmanagement); – fördert durch Aufbau, Gestaltung und Stoffdarbietung in besonderem Maße hand-

lungsorientiertes Lernen, das für die Berufsausübung von entscheidender Wich-tigkeit ist;

– unterstützt selbstständiges Lernen und Einarbeiten in neue Sachverhalte (Methodenkompetenz);

– ermöglicht angesichts der thematischen Breite ganzheitliches und fächerübergrei-fendes Lernen (Lernfeldorientierung; Projektorientierung);

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VII

1.1 Zeichen und Begriffe __________________________________________________ 1-11.2 Zahlen und Vorsätze __________________________________________________ 1-21.3 Arithmetik/Algebra ____________________________________________________ 1-41.4 Analytische Geometrie ________________________________________________ 1-91.5 Funktionen __________________________________________________________ 1-101.6 Differentialrechnung __________________________________________________ 1-131.7 Integralrechnung _____________________________________________________ 1-161.8 Elementargeometrie ___________________________________________________ 1-191.9 Flächenberechnungen _________________________________________________ 1-201.10 Körperberechnungen __________________________________________________ 1-211.11 Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeit ___________________________ 1-22

2.1 Physikalische Größen und Einheiten _____________________________________ 2-12.2 Statik _______________________________________________________________ 2-52.3 Kinematik ___________________________________________________________ 2-102.4 Dynamik ____________________________________________________________ 2-122.5 Festigkeitslehre ______________________________________________________ 2-212.6 Wärmelehre __________________________________________________________ 2-322.7 Elektrotechnik________________________________________________________ 2-352.8 Schall _______________________________________________________________ 2-472.9 Schallausbreitung ____________________________________________________ 2-49

3.1 Einteilung der Werkstoffe ______________________________________________ 3-13.2 Stoffwerte ___________________________________________________________ 3-23.3 Periodensystem ______________________________________________________ 3-43.4 Werkstoffauswahl _____________________________________________________ 3-63.5 Aufbau der Werkstoffe _________________________________________________ 3-103.6 Stähle – Einteilung und Normbezeichnung ________________________________ 3-143.7 Stahlsorten __________________________________________________________ 3-223.8 Gusseisenwerkstoffe __________________________________________________ 3-343.9 Nichteisenmetalle _____________________________________________________ 3-383.10 Kunststoffe – Plaste – Polymerwerkstoffe ________________________________ 3-483.11 Keramische Werkstoffe ________________________________________________ 3-553.12 Verbundwerkstoffe ____________________________________________________ 3-573.13 Ausgewählte Konstruktions- und Funktionswerkstoffe ______________________ 3-613.14 Form- und Maßnormen ________________________________________________ 3-663.15 Werkstoffprüfung _____________________________________________________ 3-793.16 Korrosion und Korrosionsschutz ________________________________________ 3-893.17 Verschleiß ___________________________________________________________ 3-92

INHALT

1 Mathematische Grundlagen 1-1 bis 1-24

2 Technische Physik 2-1 bis 2-50

3 Werkstofftechnik 3-1 bis 3-94

99503_Inhalt.indd VII99503_Inhalt.indd VII 15.09.2008 12:09:5115.09.2008 12:09:51

VIII

5 Technische Kommunikation 5-1 bis 5-70

7 Produktorganisation 7-1 bis 7-54

6 Fertigungstechnik 6-1 bis 6-110

4.1 Gewinde, Schrauben und Muttern; Scheiben ______________________________ 4-14.2 Keile und Federn _____________________________________________________ 4-214.3 Stifte, Bolzen, Splinte _________________________________________________ 4-244.4 Niete _______________________________________________________________ 4-274.5 Sicherungsringe und -scheiben _________________________________________ 4-294.6 Federn ______________________________________________________________ 4-304.7 Lager _______________________________________________________________ 4-334.8 Dichtringe ___________________________________________________________ 4-404.9 Kupplungen _________________________________________________________ 4-414.10 Zahnräder ___________________________________________________________ 4-434.11 Riemen _____________________________________________________________ 4-454.12 Normteile ____________________________________________________________ 4-474.13 Werkzeugkegel _______________________________________________________ 4-52

5.1 Zeichentechnische Grundlagen _________________________________________ 5-15.2 Grafische Darstellung und Diagramme ___________________________________ 5-55.3 Geometrische Grundkonstruktionen _____________________________________ 5-65.4 Projektionsmethoden nach DIN ISO 5456-1, 2, 3 … _________________________ 5-95.5 Darstellende Geometrie ________________________________________________ 5-115.6 Technische Darstellungen ______________________________________________ 5-145.7 Maßeintragung _______________________________________________________ 5-195.8 Toleranzen und Passungen _____________________________________________ 5-275.9 Konstruktives Zeichnen________________________________________________ 5-385.10 Methodisches Konstruieren ____________________________________________ 5-525.11 Technische Kommunikation ____________________________________________ 5-63

6.1 Übersicht ____________________________________________________________ 6-16.2 Urformen: Gießen _____________________________________________________ 6-26.3 Umformen ___________________________________________________________ 6-86.4 Trennen _____________________________________________________________ 6-146.5 Fügen ______________________________________________________________ 6-516.6 Beschichten _________________________________________________________ 6-706.7 Stoffeigenschaftsändern _______________________________________________ 6-746.8 Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme _____________________________ 6-836.9 Prüftechnik __________________________________________________________ 6-95

7.1 Grundlagen der Produktionstechnik _____________________________________ 7-17.2 Grundlagen der Arbeitsvorbereitung _____________________________________ 7-97.3 Betriebsdatenerfassung _______________________________________________ 7-197.4 Produktionslogistik ___________________________________________________ 7-21

4 Maschinenelemente 4-1 bis 4-52

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IX

7.5 Qualitätsmanagement _________________________________________________ 7-257.6 Schmier- und Kühlschmierstoffe ________________________________________ 7-417.7 Instandhaltung technischer Systeme ____________________________________ 7-477.8 Fördertechnik/Lagertechnik ____________________________________________ 7-51

8.1 Informationstechnik ___________________________________________________ 8-18.2 Steuerungstechnik ____________________________________________________ 8-78.3 Regelungstechnik ____________________________________________________ 8-478.4 NC-Techniken ________________________________________________________ 8-568.5 Handhabungstechnik __________________________________________________ 8-72

9.1 Übersicht ____________________________________________________________ 9-19.2 Überblick: Belastungen am Arbeitsplatz/Arbeits- u. Umweltschutz ____________ 9-29.3 Gefahrstoffe am Arbeitsplatz ___________________________________________ 9-39.4 Sicherheitskennzeichen _______________________________________________ 9-149.5 Sonstige Gefährdungen _______________________________________________ 9-169.6 Umweltschutz ________________________________________________________ 9-18

10.1 Verzeichnis der behandelten Normen und Vorschriften _____________________ 10-110.2 Stichwortverzeichnis __________________________________________________ 10-5

9 Arbeits- und Umweltschutz 9-1 bis 9-22

10 Anhang 10-1 bis 10-20

8 Automatisierungstechnik 8-1 bis 8-76

99503_Inhalt.indd IX99503_Inhalt.indd IX 15.09.2008 12:10:0115.09.2008 12:10:01

1-8

1 1.3 Arithmetik/Algebra

1.3.5 Logarithmen

Bezeichnung Schreibweise und Erklärung Zugehörige Potenzgleichung

Logarithmus von c zur Basis a r = loga c r Logarithmus c Numerus des Logarithmus a Basis des Logarithmus, log1 c ist nicht definiert

ar = c Der Logarithmus von c ist die Zahl r, mit der die Basis a potenziert werden muss, um c zu erhalten

Natürlicher Logarithmus von c r = ln c Logarithmus zur Basis a = e = 2,71828 ...

er = c

Dekadischer Logarithmus von c r = lg c (s. Fußnote1)) Logarithmus zur Basis a = 10

10r = c

Binärer Logarithmus von c r = lb c Logarithmus zur Basis a = 2

2r = c

Definitionen für a, c, r – reell; Einschränkungen: a > 0, a 0 1, c > 0

Logarithmengesetze für beliebige reelle Basis a

Aufgabenstellung Rechengesetz und Erklärung Beispiel

Logarithmen von Summen und Differenzen

loga (c n d ) = loga (c n d ) (c – d > 0)(Ausdruck kann nicht verändert werden)

ln (c + 3,4) = ln (c + 3,4)

Logarithmus eines Produkts loga (c · d ) = loga c + loga d lg (100 · d ) = 2 + lg d

Logarithmus eines Quotienten loga (c/d ) = loga c – loga d loga (5/a) = loga 5 – loga a = loga 5 – 1

Logarithmus einer Potenz loga c r = r · loga c; loga ar = r (s. Fußnote2)) ln (47,5) = 7,5·ln 4 = 10,397...

Logarithmus aus einer Wurzel loga (sklc ) = 1/s · loga c lg (

3kl25 ) = 1/3 · lg 25 = 0,46598 ...

Potenz mit Logarithmus im Expo-nenten

a logac = c (s. Fußnote2) eln 5,8 = 5,8; 10lg 25 = 25

a, c, d, r, s – reell; Einschränkungen: a > 0, a 0 1, c > 0, d > 0, s 0 0

Rechnen mit dekadischen Logarithmen: n – Exponent (natürlich), lg d – Mantisse; 1 d < 10

Numerus c Dekadischer Logarithmus von c Beispiel

c = 10n · d lg c = lg (10n · d ) = n + lg d lg 5000 = 3 + lg 5 = 3,69897 ...

c = 10 – n · d lg c = lg (10– n · d ) = – n + lg d lg 0,08 = – 2 + lg 8 = – 2 + 0,90309 ... = – 1,09691 ...

c = 100 · d = d lg c = lg (100 · d ) = 0 + lg d = lg d lg 1,5 = 0,17609 ...

Umrechnen zwischen Logarithmen zu verschiedenen Basen a, b; a > 0, b > 0, a 0 1, b 0 1

Aufgabenstellung Formel Beispiel

Gesucht : Beziehung zwischen den Logarithmen zu zwei Basen a und b

loga (b) · logb (a) = 1 log2 8 · log8 2 = 3 · 1/3 = 1

loga (b) = 1/logb (a) log100 10 = 1/lg 100 = 1/2

Gegeben: logb (c ); gesucht: loga (c ) loga (c) = logb (c ) · loga (b) lg 16 = lb 16 · lg 2 = 4 · 0,301 ... = 1,204 ...

Gegeben: loga (c ); gesucht: logb (c ) logb (c) = loga (c )/loga (b) log9 16 = lg 16/lg 9 = 1,26185 ...

1) Auf dem Taschenrechner statt „lg“ mit „log“ bezeichnet.2) Logarithmieren und Potenzieren zur gleichen Basis heben einander auf.

99503_Kap01.indd 8 02.09.2008 11:57:34

2-11

2

2.3 Kinematik

2.3.2 Rotation (Drehbewegung)

Gleichförmige Rotation

Die Rotation ist gleichförmig, wenn die Winkelgeschwindigkeit ω konstant ist, d.h. in gleichen Zeitabschnitten um gleiche Winkel gedreht wird.

Darstellung Berechnung Erläuterung

ϕ = w · tw = ϕ t

w Winkelgeschwindigkeit 1/s oder rad /st Umlaufdauer in sϕ Drehwinkel in rad = 1

Gleichmäßig beschleunigte Rotation

Entsprechend der Beschleunigung bei der geradlinigen Bewegung bezeichnet man den Quotienten aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω und der dafür notwendigen Zeit als Winkelbeschleunigung α in 1/s2.

ϕ ω α

ϕ ω ω

12

2 0

2 2)

) ( )

= ⋅ = ⋅

= + ⋅

t t

t

2

ω α0

2

2= ⋅ ⋅

tt

w 0 Anfangswinkelgeschwindig- keit 1/s oder rad/sw End- oder momentane Winkelgeschwindigkeit 1/s oder rad/sα Winkelbeschleunigung in 1/s²∆t Dauer der Winkelgeschwindigkeit in sα > 0 Winkelbeschleunigungα < 0 Winkelverzögerung

Ungleichmäßig beschleunigte Rotation

Die Winkelbeschleunigung ist nicht konstant, d.h. die Änderung der Winkelgeschwindigkeit ist nicht proportional der Zeit.

w ϕ

w ϕ

w

=

=

= =

ddt

t

n f2π

w mittlere Winkelgeschindigkeit 1/s, rad/sn mittlere Drehzahl 1/s, 1/minf mittlere Umdrehungsfrequenz 1/s, 1/min

Ungleichmäßig beschleunigte Rotation

v d n

n fc = ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ππ πω 2 2

f= ⋅ ⋅π2

T= πω 2

N= ⋅ ⋅πϕ 2

d Durchmesser in m, mmn Drehzahl 1/s, 1/minT Dauer eines UmlaufesN Anzahl der Umdrehungenf Umdrehungsfrequenz 1/s, 1/minvc Schnittgeschwindigkeit in m/min Drehwinkel in rad = 1

1) Ohne Anfangsgeschwindigkeit 2) Mit Anfangsgeschwindigkeit.

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3-12

3

3.5 Aufbau der Werkstoffe

3.5.4 Legierungen

Legierungen mit Kristallgemengen Legierungen mit Mischkristallen

Zustandsdiagramm

Gefüge Heterogenes Gefüge Homogenes Gefüge

Legierungsbestandteile bilden jeweils eigene Kristalle;Struktur (Raumgitter, Gitterkonstante) der Legierungsbestandteile unterschiedlich

Legierungsbestandteile bilden ein gemeinsames Mischkristallgitter

Legierungsatome in Gitterlücken: Einlagerungsmischkristalle Legierungsatome ersetzen Atome des Grundmetalls: Austauschmischkristalle

Gießbarkeit Gutniedriger Schmelzpunkt, Schwindmaß gering

SchlechtErstarrungsbereich, Schwindmaß größer

Umformbarkeit (Knetbarkeit)

SchlechtGefüge hat duktile und spröde Kri-stalle, nur die duktileren Kristalle nehmen an der Umformung teil

GutGefüge gleichmäßig, alle Kristalle nehmen an der Umfor-mung teil

Zerspanbarkeit Gutspröde Kristalle sind spanbrechend, gute Oberflächenqualität

SchlechterFließspan, Schmieren, schlechte Oberflächenqualität

Anwendung GusslegierungRohgussteil wird spanend bearbeitet

KnetlegierungRohteil wird spanlos umgeformt

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3-27

3

Warm gewalzte Stähle für vergütbare Federn nach DIN EN 10089: 2003-04

Nicht rostende Stähle DIN EN 10088-1: 2005-09 6-78⇒

1) Entwurf DIN EN 10083-1: 2007-01 liegt vor.2) B: Behandlungszustand: +QT: vergütet.

3.7 Stahlsorten

Vergütungsstähle, legiert nach DIN EN 10083-3: 2006-101)

Werkstoff-B2)

Zugfestigkeit Rm in N/mm²

Streckgrenze Re in N/mm²

Bruch-dehnung A in %

Eigenschaften, Verwendung

Kurzname Nummer

42CrMo442CrMoS450CrMo4

1.72251.72271.7228

+QT 1000...1200750750780

111110

Hohe Beanspruchung, Zahnräder, Kegelräder, Gelenkwellen

34CrNiMo630CrNiMo836CrNiMo16

1.65821.65801.6773

+QT1100...13001250...14501250...1450

90011501150

1099

Größere Vergütungs-durchmesser, Fahr-zeug- Getriebebau, Schmiedestücke, Zahnräder, Wellen, hochverschleißfest

39NiCrMo330NiCrMo16-651CrV4

1.65101.67471.8159

+QT 930...11301080...12301000...1200

735880800

111010

20MnB6 1.5530 +QT 750...900 600 15 Borlegierte Sonderbaustähle

30MnB5 1.5531 +QT 800...950 650 13

38MnB5 1.5532 +QT 850...1050 700 12

27MnCrB5-2 1.7182 +QT 900...1150 750 14

33MnCrB5-2 1.7185 +QT 950...1200 800 13

39MnCrB5-2 1.7189 +QT 1050...1250 850 12

Die Festigkeitswerte gelten im vergüteten Zustand +QT für Dicken 16 mm < d < 40 mm, im normal geglühten Zustand +N 16 mm < d < 100 mm.

Einteilung nachGebrauchseigenschaften Gefüge Legierungselementen

korrosionsbeständige Stähle hitzebeständige Stähle warmfeste Stähle

ferritische Stähle martensitische Stähle ausscheidungshärtende Stähle austenitische Stähle austenitisch-ferritische Stähle (Duplex-Stähle)

Chrom und Nickel Molybdän, Mangan geringe Kohlenstoffgehalte Stickstoff stabilisieren mit Ti, Nb, Zirkonium, Schwefel

4-30 f 6-80

⇒

38Si7 1.5023 1180 … 1370 1030 654SiCr6 1.7102 1320 … 1570 1130 661SiCr7 1.7108 1320 … 1570 1130 6

55Cr3 1.7176 1320 … 1720 1175 651CrV4 1.8159 1370 … 1620 1175 652CrMoV4 1.7701 1370 … 1670 1175 6

Federringe, FederplattenBlattfedern, KegelfedernTellerfedern, Schraubenfedern

hoch beanspruchte SchraubenfedernTellerfedern, Blattfedern

Werkstoff- Zugfestigkeit Rm in N/mm2

Dehn-grenzeRp 0,2

Bruch-dehnung A in %

Eigenschaften und Verwendung

Kurzname Nummer

Die Festigkeitswerte gelten für Proben mit 10 mm Durchmesser.Der Elastizitäts-Modul beträgt 200000 N/mm², der Gleit-Modul 81000 N/mm².

6-78⇒

99503_Kap03.indd 2799503_Kap03.indd 27 27.08.2008 12:13:0027.08.2008 12:13:00

4

4-9

4.1 Gewinde, Schrauben und Muttern; Scheiben

Zylinderschrauben mit Innensechskant nach DIN EN ISO 4762: 2004-06, 7984: 2002-12 Maße in mm

ISO 4762

DIN 7984

mit niedrigem Kopfnicht mit Feingewinde

d M 3 M 4 M 5 M 6 M 8 M 10 M 12 M 16 M 20 M 24 M 30 8×1 10×1,25 12×1,25 16×1,5 20×1,5 24×2 30×2

dK 5,5 7 8,5 10 13 16 18 24 30 36 45

s 2,5 3 4 5 6 8 10 14 17 19 22 k 3 4 5 6 8 10 12 16 20 24 30

b 18 20 22 24 28 32 36 44 52 60 72

l von 5 6 8 10 12 16 20 25 30 40 45 bis 30 40 50 60 80 100 120 160 200 200 200

b Gewinde annähernd bis Kopf

l von 5 6 8 10 12 16 20 25 30 40 – bis 20 25 25 30 35 40 50 60 70 80 –

s 2,5 3 4 5 7 8 12 14 17 – k 2,8 3,5 4 5 6 7 9 11 13 –

b 12 14 16 18 22 26 30 38 46 54 –

l von 5 5 10 10 16 16 20 30 40 50 – bis 20 25 30 40 60 70 80 80 100 100 –

ISO

47

62D

IN 7

984

Normale Längen l: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30 usw. bis 80 mm je 5 mm gestuft, von 80 bis 120 mm je 10 mm gestuft.Festigkeitsklassen: 8.8, 10.9, 12.9

Bezeichnungsbeispiel für Zylinderschraube mit Innensechskant nach ISO 4762 mit Gewin-de M 12, Länge l = 55 mm und Festigkeitsklasse 10.9

Zylinderschraube ISO 4762 – M 12 × 55 – 10.9Bezeichnungsbeispiel für Zylinderschraube mit Innensechskant nach DIN 7984 (mit nied-rigem Kopf) mit Gewinde M 16, Länge l = 65 mm und Festigkeitsklasse 8.8

Zylinderschraube DIN 7984 – M 16 × 65 – 8.8Bezeichnungsbeispiel für Zylinderschraube mit Innensechskant nach ISO 4762 mit Fein-gewinde M 10×1,25, Länge l = 25 mm und Festigkeitsklasse 12.9

Zylinderschraube ISO 4762 – M 10 × 1,25 × 25 – 12.9

Zylinderschrauben mit Schlitz nach DIN EN ISO 1207: 1994-10 Maße in mm

d M 2 M 2,5 M 3 M 4 M 5 M 6 M 8 M 10

dk 3,8 4,5 5,5 7 8,5 10 13 16

b Gewinde bis zum Kopf

l von 3 3 4 5 6 8 10 12 bis 20 25 30 40 40 40 40 40

b 38 38 38 38

l von 45 45 45 45 bis 50 60 80 80

k 1,3 1,6 2 2,6 3,3 3,9 5 6n 0,5 0,6 0,8 1 1,2 1,6 2 2,5t 0,6 0,7 0,9 1,2 1,5 1,8 2,2 2,5

Normale Längen l: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90 und 100 mmFestigkeitsklassen: 4.8 und 5.8

Bezeichnungsbeispiel für Zylinderschraube mit Schlitz mit Gewinde M 6, Länge l = 30 mm und Festigkeitsklasse 5.8

Zylinderschraube ISO 1207 – M 6 × 30 – 5.8

99503_Kap04.indd 999503_Kap04.indd 9 27.08.2008 12:15:5527.08.2008 12:15:55

4

4-40

4.8 Dichtringe

4.8.1 Radial-Wellendichtringe nach DIN 3760: 1996-09 Maße in mm

Form A

Gehä

use

Wel

le

Form AS

Die Schutzlippe bei Form AS hält Verschmutzung von der eigentli-chen Dichtstelle fern.

d1 d2 b w0,2

2210 25 7 26

2212 25 7 30

14 24 7 30

16 30 7 35

3018 35 7

30

3520 40 7 47

35 22 40 7 47

3525 40 7 47 52

d1 d2 b w0,2 4028 47 7 52

4532 47 8 52

4230 47 7 52

47

35 50

7 52 55

5240 55 7 62 6045 62 8 65 6550 68 8 72

d1 d2 b w0,2

70 55 72 8 80 75 60 80 8 85

65 85 10 90

70 90 10 95

80 100 10 110

90 110 12 120

120100 125 12 130

110 130 12 140

120 150 12

130 160 12

Werkstoff für Elastomerteil

Kennbuchstaben Basis-Elastomer

NBR Acrylnitril-Butadien-KautschukFKM Fluor-Kautschuk

Bezeichnungsbeispiel eines Radial-Wellendichtringes (RWDR) der Form A für Wellendurchmesser d1 = 45 mm, Außendurchmesser d2 = 65 mm und Breite b = 8 mm, Elastomerteil aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR)

RWDR DIN 3760 – A 45 × 65 × 8 – NBR

4.8.2 O-Ringe nach DIN 3771: 1984-12 Maße in mm

Qualität:N: allgemeine

AnforderungenS: höhere Anfor-

derungen an Form und Oberflächen-güte

Bezeichnungs-beispiel:d1 = 50, d2 = 3,55Qualität S, Werkstoff NBR,Härte 90

O-Ring DIN 3771 – 50 × 3,55– S – NBR 90

d1 × d2

4 × 1,8 w 0,08 5 × 1,8 6 × 1,8 8 × 1,810 × 1,812,5 × 1,815 × 2,65 w 0,0916 × 2,6518 × 2,6520 × 2,65

d1 × d2

25 × 2,65 w 0,0930 × 2,6532,5 × 2,6535,5 × 2,6537,5 × 2,6540 × 3,55 w 0,1045 × 3,5550 × 3,5560 × 3,5570 × 3,55

d1 × d2

40 × 5,3 w 0,13 50 × 5,3 60 × 5,3 75 × 5,3 85 × 5,3 95 × 5,3100 × 5,3150 × 5,3175 × 5,3200 × 5,3

d1 × d2

206 × 7 w 0,15212 × 7218 × 7224 × 7230 × 7236 × 7250 × 7265 × 7280 × 7300 × 7

Werkstoff Elastomer IRHD-Härte 1)

ACM Acrylat-Kautschuk 70EPDM Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk 70FKM Fluor-Kautschuk 85NBR Acrylnitril-Butadien-Kautschuk 70; 90

1) IRHD (International Rubber Hardness Degree) Härtegrad entspricht in etwa Shore-Härte A, DIN 53505.

5-47⇒

xCF=

RaCD

drallfrei

Ra 0,2 bis Ra 0,8 oderRz 1 bis Rz 5

99503_Kap04.indd 4099503_Kap04.indd 40 27.08.2008 12:16:5427.08.2008 12:16:54

5-43

5

5.9 Konstruktives Zeichnen

5.9.7 Freistiche an Drehteilen und Bohrungen nach DIN 509: 1998-06

Zeichnung Erläuterung Zeichnung Erläuterung

Form E Im Bedarfsfall zylindri-sche Bearbeitungsfläche, Planfläche keine erhöh-ten Anforderungen

Form G mit 55°-Schneidplatte,Schneidplattenradius am Drehmeißel 0,4 mm

DIN 509 – E0,6 x 0,2 mit r1 = 0,6 und t1 = 0,2 mm DIN 509 – G0,4 x 0,2 mit r1 = 0,4 und t1 = 0,2mm

Form F Im Bedarfsfall mit zwei Bearbeitungsflächen, die eine genaue Rechtwink-ligkeit erfordern

Form H mit 60°-Schneidplatte,Schneidplattenradius am Drehmeißel 0,8 und 1,2 mm

DIN 509 – F0,6 x 0,3 mit r1 = 0,6 und t1 = 0,3 mm DIN 509 – H0,8 x 0,3 mit r1 = 0,8 und t1 = 0,3mm

Vereinfachte Darstellung Senkung am Gegenstück

Freistich außen

Freistich innen

Empfohlene Zuordnung1) Werkstückdurchmesser2) und Freistichmaße in mm

d1 Werkstück-

Durchmesser

r1±0,1

Reihe 1Reihe 2

t1 +0,1

0

f +0,2

0

g P

t2 +0,0

0

Mindestmaß a für Form Übergang bei Bearbeitungszugabe z

für die Form E, F, G und H in mmE F G H

Übliche Beanspruchung z e1 4) e2 e3

über 1,6 ... 3 0,23) 0,1 1 0,9 0,1 0,2 0 – – 0,1 0,37 0,71 0,32

über 3 ... 18 0,4 0,2 2 1,1 0,1 0,4 0 – – 0,15 0,56 1,07 0,48

über 3 ... 18 0,4 0,2 1 1,2 0,2 – – 0 – 0,2 0,75 1,42 0,63

über 10 ... 18 0,63) 0,2 2 1,4 0,1 0,8 0,2 – – 0,25 0,93 1,78 0,79

über 18 ... 80 0,8 0,3 2,5 2,4 0,2 1 0 – – 0,3 1,12 2,14 0,95

über 18 ... 80 0,8 0,3 2 1,1 0,05 – – – 0,8 0,4 1,49 2,85 1,27

über 80 ... 1,2 0,4 4 3,4 0,3 1,6 0 – – 0,5 1,87 3,56 1,59

Erhöhte Wechselfestigkeit

über 18 ... 50 1,2 0,2 2,5 2 0,1 1,6 0,8 – – 0,6 2,24 4,27 1,90

über 18... 50 1,2 0,3 2,5 1,5 0,05 – – – 1,5 0,7 2,61 4,98 2,22

über 50 ... 80 1,6 0,3 4 3,1 0,2 2,6 1,1 – – 0,8 2,99 5,69 2,54

über 80 ... 125 2,5 0,4 5 4,8 0,3 4 1,7 – – 0,9 3,36 6,40 2,85

über 125 ... 4 0,5 7 6,4 0,3 7 4 – – 1,0 3,73 7,12 3,17

1) Freistiche und Radien der Reihe 1 sind nach DIN 250 zu bevorzugen. 2) Die Zuordnung zum Durchmes-serbereich gilt nicht bei kurzen Ansätzen und dünnwandigen Teilen. 3) Reihe 2. 4) Gilt auch für Form H, da beide Winkel 15° sind, folglich ist e1 gleich e2.

99503_Kap05.indd 4399503_Kap05.indd 43 27.08.2008 12:20:5527.08.2008 12:20:55

6-19

6

3-56⇒

6.4 Trennen: Wendeschneidplatten

6.4.2.2 Wendeschneidplatten für das Spanen: Bezeichnung nach DIN ISO 18321): 2005-11

Die zur Bezeichnung verwendeten Symbole gelten für Wendeschneidplatten (W) aus Hartmetall, Schneidkeramik und andere Schneidwerkstoffe der Zerspanung.

Beispiel: Schneidplatte – DIN ISO 1832 – T P G N 16 03 04 E N – P20

Symbol2): 2 3 4 5 6 7 8 9 13

Symbol2) Erklärung

1

2

3

4

5

6

7

8

9

13

Grundform (εr): Der betrachte-te S ist immer der kleinere

Frei-winkel (αn)

Toleranz-klasse(alle Maße in mm)

Ausführungder Span-flächen undBefestigungs-merkmale

Größe

Dicke

Ausführungder Schnei-denecke

Schneide

Schneid- richtung

Werkstoff

H O P S T C D E M V W L A B K R

120° 135° 108° 90° 60° 80° 55° 75° 86° 35° 80° 90° 85° 82° 55° –

A B C D E F G N P

3° 5° 7° 15° 20° 25° 30° 0° 11°

O für Freiwinkel, die eine besondere Festlegung erfordern

Grenzabw. A, F, J C, H, K E, L G M, N U

Prüfmaß m w0,005 w0,013 w0,025 w0,025 von w0,08 bis w0,383)

Plattend. s w0,025 w0,13 w0,025 bis w0,133)

Durch- für A, C, E, G w0,025; für F, H w0,013;messer d für J, K, L, M, U von ±0,05 bis w0,253) W mit gerader Seitenzahl

W mit ungerader Seitenzahl

W mit Plan-schneiden

Bohrung ohne mit einseitig gesenkt zweiseitig gesenkt 40°–60° 70°–90° 40°–60° 70°–90°

Span- ohne N A W B Q Cformer einseitig R M T H – – zweiseitig F G – – U J

Kennzahl gibt größte Seitenlänge in mm an und bei runden Schneidplatten den Durchmes-ser, z. B. 16 = 16 mm Seitenlänge (Ziffern hinter Komma bleiben unberücksichtigt) oder die Länge der Hauptschneide bei ungleichseitigen Schneidplatten. Ergibt sich dabei eine ein-stelliges Symbol, so muss eine 0 (Null) vorangestellt werden.

Die Kennzahl gibt die Plattendicke s in ganzen Millimetern an, z. B. 03 = 3 mm Plattendicke

a) Bei Scheidplatten mit Eckenrundungen: Kennzahl multi-pliziert mit Faktor 0,1 = Eckenradius rε, z. B. 04 = 0,4 mm Eckenradius oder

b) Bei Schneidplatten mit Plan- schneiden: 1. Buchstabe gibt den Einstellwinkel κr der Haupt- schneide an, und der 2. Kenn- buchstabe gibt den Normal-Freiwinkel α'n an der Plan-schneide an (Buchstabe u. Winkelzuordnung wie bei )2

A D E F P

45° 60° 75° 85° 90°

F scharf E gerundet T gefast S gefast u. K doppelt P doppelt gefast gerundet gefast und gerundet

R nur rechts L nur links N rechts und schneidend schneidend links schneidend

Schneidwerkstoff siehe Tabelle S. 6-18, Symbol 3 oder Symbol des Herstellers

1) Nachfolgenorm von DIN 4987: 1987-03.2) Die Symbole 1 bis 7 sind in jeder Bezeichnung zu verwenden. Die restlichen können bei Bedarf verwendet werden.3) Ist abhängig von der Schneidplattengröße.

1

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7-12

7

7.2 Grundlagen der Arbeitsvorbereitung

7.2.4 Kalkulation und Wirtschaftlichkeitsberechnung

Die Arbeitsvorbereitung hat oft zu klären, welche Werkzeugmaschine im Bestand wirtschaftlicher arbeitet.Beispiel: Zwei Werkzeugmaschinen mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad sollen verglichen wer-den, um eine Auswahl zu treffen.

WerkzeugmaschineRüs tzeit / Stück

Fertigungs-zeit / Stück

Auftragszeit / Stück

Rüstkosten / Stück

Fertigungskosten / Stück

Maschine 1 = CNC-Konsolfräsmaschine 6 18 24 10 € 18 €

Maschine 2 = CNC-Bearbeitungszentrum 42 6 48 130 € 6 €

Grenzstückzahl über die Zeit pro Stück Grenzstückzahl über die Kosten pro Stück

Im Schnittpunkt der beiden Geraden werden für ca. 3 Stück von beiden Maschinen die gleiche Zeit benötigt. Was die Zeit pro Stück betrifft, ist Maschine 1 bei einer Stückzahl von £ 2 wirtschaftlicher. Maschine 2 ist ab einer Stückzahl ≥ 4 wirtschaftlicher.

Berechnung:

Die Kosten pro Stück sind sehr stark von den kalkulatori-schen Stundensätzen der einzelnen Maschinen und den Gehältern des entsprechenden Bedienpersonals abhängig (siehe dazu Seite 7-11). Unter Einbeziehung z. B. von– Lohnkosten– Maschinenbetriebskosten– Betriebsmittelkosten, z. B. Hilfsmittel-, Werkzeug-, Vor-

richtung- und sonstigen Betriebsmittelkostenergibt sich folgende Grenzstückzahl:

Berechnung:

Unter Einbeziehung der Auftragszeiten und den Kosten ist Maschine 2 ab 10 Stück wirtschaftlicher!

GSt Grenzstückzahl T Auftragszeit in mintr Rüstzeit in min ta Fertigungszeit in minKr Rüstkosten in € Ke Fertigungskosten in €

Gesamtablauf

Teilablauf

Ablaufstufe

Teilvorgang

Vorgangsstufe

Vorgangs-element

Beispiel Arbeitsablaufplanung

Zur Erfassung komplexer betrieblicher Arbeitsprozesse werden die Arbeitsabläufe zergliedert. Die differenzierte Betrachtung des Arbeitsablaufes ist häufig eine wesentliche Grundlage der Kalkulation bzw. Kostenrechnung.

CNC-Drehmaschine reparieren

Antriebe prüfenund reparieren

Lüfterschutz-blech lösen

Antriebreparieren

Antriebsge-häuse öffnen

Werkzeugaufnehmen

Zum Antriebhinlangen

2 Schraubenlösen

Schrauben und -siche-rungen herausnehmen

Elektronik prüfenund reparieren

Hydraulik prüfenund reparieren

Mechanik prüfenund reparieren

Fehler fest-stellen

Antriebausbauen

Antriebeinbauen

Funktionüberprüfen

Rotorausbauen

Antriebreinigen

Lagerwechseln

Antrieb zu-sammenbauen

Funktionprüfen

Antrieb aufnehmenund ablegen

Gehäuse antriebs-seitig öffnen

. . . . . .

. . . . . . . . .

G t tt tst

r r

a a

= −−

= −−

2 1

1 2

42 6

18 6

min min

min min

= 3 St ckü

G K KK Kst

r r

e e

= −−

= −−

2 1

1 2

130 10

18 6

€ €

€ €

= 10 St ckü

99503_Kap07.indd 12 27.08.2008 12:44:15

8-24

8

8.2 Steuerungstechnik

8.2.12 Symbolik der Fluidtechnik, Schaltzeichen nach DIN ISO 1219-1: 1996-03

Wegeventile, Basissymbole Basissymbole Ventilbauarten

Grundelement für ein Wege-ventil mit zwei Schaltstellungen

dto., jedoch mit drei Schaltstel-lungen

Anschlussmög-lichkeiten wer-den durch kleine senkrechte Stri-che angegeben

ein Durchfluss-weg, die Pfeil-spitze gibt die Durchfluss-richtung an

zwei gesperrte Anschlüsse

zwei Durchfluss-wege

zwei Durchfluss-wege mit einem gesperrten An schluss

zwei Durchfluss-wege mit Verbin-dung zueinander

ein Durchfluss-weg in Neben-schlussschaltung mit zwei ge sperrten An schlüssen

Wegeventil mit Zwischenstellun-gen und zwei Endstellungen

Die Anzahl der Schaltstellungen wird durch die entsprechende Anzahl der Quadrate, die neben-einander angeordnet werden, dargestellt

Die Anzahl der Anschlüsse ent-spricht der Anzahl der Linien, die oben und unten an einem Qua-drat vorhanden sind.

Kennzeichnung der Ventile,z. B. 4/3-Wegeventil:1. Ziffer: Anzahl der Anschlüsse,

hier: 42. Ziffer: Anzahl Schaltstellungen,

hier: 3

2/2-Wegeventil

in Ruhestellung gesperrt Durchfluss

zwei drei vier fünfAnschlüsse

Anschlusskennzeichnung nach DIN ISO 5599-1: 1998-03

Neu Alt Benennung

1 P Druckquelle

2, 4 A, B Arbeitsleitung

3, 5 R, S, T Entlüftung/ Abfluss

12, 14 Y, Z Steueranschluss

3/2-Wegeventil

4/2-Wegeventil

3/3-Wegeventil, mit Sperrmittel-stellung

4/3-Wegeventil, mit Sperrmittel-stellung

5/3-Wegeventil, mit Sperrmittel-stellung

4/3-Wegeventil, mit Schwimm-mittelstellung

4/3-Wegeventil, mit Sperrmittel-stellung, in Sperrstellung fördert Pumpe in den Tank

4/3-Wege ventil, weiches Abschalten bei Halt

99503_Kap08.indd 2499503_Kap08.indd 24 27.08.2008 12:47:1827.08.2008 12:47:18

9

9-15

9.4 Sicherheitskennzeichen

9.4.2 Kennzeichnungen und Symbole für Gefahrstoffe (Forts.) GefStoffV § 4f: 2005-1

Beispiel für Kennzeichnung eines Stoffes

Name des Stoffes

Gefahrensymbol

Gefahren-bezeichnung

Gefahrenhin weise (R-Sätze)

Sicherheitsrat-schläge (S-Sätze)

Hersteller

1,1,1-Trichlorethan

Gesundheitsschädlich und umweltgefährlich

Gesundheitsschädlich beim Einatmen …

Darf nicht in die Hände von Kin-dern gelangen; Berührung mit den Augen + Haut vermeiden …

Name, Anschrift

Gefahrensymbol Erläuterungenund -bezeichnung;-kennbuchstabe

Sind Stoffe in festem oder flüs-sigem Zustand, die durch Erwärmung oder eine nicht außergewöhnliche Beanspru-chung, z.B. durch Schlag, zur Explosion gebracht werden

Sind Stoffe, die bei Berüh-rung mit anderen, insbeson-dere entzündlichen Stoffen so reagieren, dass Wärme in großer Menge frei wird

Sind Stoffe, die sich bei ge -wöhnlichen Temperaturen erhitzen und entzünden kön-nen oder in festem Zustand durch kurzzeitige Einwirkung einer Zündquelle entzündet werden.F+: Flammpunkt <0 °C, Siedepunkt max. 35 °C;F: Flammpunkt <21 °C und >0 °C

Sind Stoffe, die durch Berüh-rung die Haut zerstören (eine schwere Verätzung liegt vor, wenn die Haut von Versuchs-tieren in ihrer gesamten Dicke in weniger als 3 min zerstört ist)

explosions -gefährlich; E

sehr giftig; T+

giftig; T

reizend; Xi

umweltgefährlich; N

Xn

gesundheits-schädlich; Xn

brandfördernd; O

ätzend; C

Leicht ent-zündlich: F

oder

Hoch ent-zündlich: F+

Gefahrensymbol Erläuterungenund -bezeichnung;-kennbuchstabe

Oberer Teil:weiß auf schwarzem GrundUnterer Teil:schwarz auf rotem GrundText:Achtung enthält Asbest …

Sind Stoffe, die durch Einat-men (inhalativ), Verschlucken (oral) oder Aufnahme durch die Haut (dermal) erhebliche Gesundheitsschäden oder den Tod verursachen können.T+: wennLD50

1) oral ≤ 25 mg/kgoderLD50 dermal ≤ 50 mg/kgoderLC50

2) inhalativ ≤ 0,5 mg/l/4 h

T: wenn25 < LD50 oral ≤ 200 mg/kgoder50 < LD50 dermal ≤ 400 mg/kgoder0,5 < LC50 inhal. ≤ 2 mg/l/4 h

Sind Stoffe, die durch Einat-men (inhalativ), Verschlucken (oral) oder Aufnahme durch die Haut (dermal) Gesund-heitsschäden geringeren Aus-maßes verursachen können.Xn: wenn200 < LD50 1) oral <2000 mg/kgoder 2 < LC50 2)

inhalativ ≤ 20 mg/l/4 h usw.

Sind Stoffe, die ohne ätzend zu sein, nach ein- oder mehr-maliger Berührung mit der Haut Entzündungen verursa-chen können

Sind Stoffe, die eine giftige oder schädliche Wirkung für Pflanzen, Tiere, Boden- und Wasserorganismen oder Bie-nen haben. Ebenso Stoffe, die die Ozonschicht gefährden oder sonstige schädliche Wir-kung für die Umwelt haben

1) Letale (zum Tode führende) Dosis bei 50% der Versuchstiere bezogen auf 1 kg Lebendgewicht.2) Letale (zum Tode führende) Konzentration bei 50% der Versuchstiere bezogen auf 1 kg Lebendgewicht.

N

ACHTUNG

ENTHÄLT

ASBEST

a

99503_Kap09.indd 1599503_Kap09.indd 15 27.08.2008 12:55:5527.08.2008 12:55:55