Lernfeld 2 · Prüfung Teil 1

Spanende Fertigung mit handgeführten Werkzeugen und Maschinen

Spanende Fertigung für Mechatroniker: Bohren, Senken, Gewindeschneiden, Sägen, Feilen und Drehen mit Schnittdaten, Kernloch und Hauptzeit.

18 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Beim Spanen trennt eine Werkzeugschneide Werkstoff als Span ab. Für Maschinen wählst du die Schnittgeschwindigkeit $v_{c}$ nach Werkstoff und Werkzeug aus einer Tabelle und rechnest daraus die Drehzahl. Je größer der Durchmesser, desto kleiner die Drehzahl bei gleicher Schnittgeschwindigkeit. Beim Drehen bestimmt der Vorschub je Umdrehung zusammen mit der Drehzahl, wie lange ein Durchgang dauert.

Bohrungen werden angerissen, gekörnt und bei großen Durchmessern vorgebohrt. Das Werkstück wird fest gespannt, nie mit der Hand gehalten; an der Ständerbohrmaschine trägst du keine Handschuhe und eng anliegende Kleidung, lange Haare werden zusammengebunden. Passbohrungen wie $\emptyset 10 H7$ werden etwas kleiner vorgebohrt und dann gerieben. Für Senkschrauben senkst du nach dem Bohren mit einem Kegelsenker.

Für Innengewinde bohrst du das Kernloch vor; bei metrischem Regelgewinde gilt näherungsweise Nenndurchmesser minus Steigung. Danach wird angesenkt und mit Gewindebohrer und Schneidöl geschnitten. Beim Sägen müssen immer mindestens drei Zähne im Eingriff sein, dünne Wände brauchen deshalb eine feine Zahnteilung. Zum Schlichten mit hoher Oberflächengüte nimmst du eine feine Feile (Schlichtfeile).

Weiche Werkstoffe wie Aluminium neigen zum Zusetzen; dann helfen passende Bohrer mit großem Spiralwinkel und Kühlschmierung.

Das solltest du dir merken

Schnittgeschwindigkeit aus der Tabelle, Drehzahl daraus berechnen.
Kernloch für Regelgewinde gleich Nenndurchmesser minus Steigung.
Werkstück immer spannen, an der Bohrmaschine keine Handschuhe.
Beim Sägen mindestens drei Zähne im Eingriff.
Passbohrungen vorbohren und reiben.

Formeln

Drehzahl aus Schnittgeschwindigkeit: $n = \frac{v _{c}}{π \cdot d}$; $n$ in $min^{- 1}$ , $v_{c}$ in m/min, $d$ in m (bei $d$ in mm mit 1000 multiplizieren)
Hauptnutzungszeit beim Drehen: $t_{h} = \frac{L \cdot i}{f \cdot n}$; $L$ Vorschubweg in mm, $i$ Zahl der Schnitte, $f$ Vorschub in mm je Umdrehung, $n$ in $min^{- 1}$ , $t_{h}$ in min
Kernlochdurchmesser: $d_{K} \approx d - P$; $d$ Nenndurchmesser und $P$ Steigung des metrischen Regelgewindes in mm

Typische Fehler in der Prüfung

Durchmesser in mm eingesetzt, aber den Faktor 1000 vergessen; die Drehzahl ist dann 1000-fach zu klein.
Drehzahl der Maschine über statt unter dem errechneten Wert gewählt.
Kernloch mit dem Nenndurchmesser gebohrt.
Grobes Sägeblatt für dünnwandiges Rohr gewählt.

Tipps aus der Werkstatt

Drehzahl beim Bohren und Drehen: n = (vc · 1000) / (π · d). Die 1000 bringt die Schnittgeschwindigkeit von m/min auf mm/min. Vergisst du sie, ist dein Ergebnis um den Faktor 1000 zu klein und fällt beim Überschlag auf.
Kernloch für metrische Regelgewinde: Nenndurchmesser minus Steigung ist eine brauchbare Faustformel. Danach immer ansenken, erst dann den Gewindebohrer mit Schneidöl rechtwinklig ansetzen und regelmäßig zurückdrehen, damit der Span bricht.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

18 Aufgaben zu „Spanende Fertigung mit handgeführten Werkzeugen und Maschinen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in (1998, Fassung 2018), Lernfeld 2; DIN 8589 (Fertigungsverfahren Spanen); DIN 13-1. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.