Lernfeld 12 · Prüfung Teil 2

Werkzeugschäden und Fehler am Werkstück

Schäden an Werkzeugen erkennen: Verschleiß, Ausbrüche, Aufschweißungen, Butzenziehen, Stempelbruch, Brand- und Schleifrisse und ihre Folgen am Werkstück.

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Darum geht es

Das Schadensbild verrät die Ursache. Gleichmäßig abgerundete Schneidkanten sind normaler abrasiver Verschleiß. Ausbrüche deuten auf zu spröden Zustand, zu kleinen Schneidspalt oder Überlast hin, Risse aus Innenecken auf fehlende Radien. Beim Stanzen von Edelstahl oder Aluminium verkleben Werkstoffteilchen mit dem Stempel (Adhäsion); Schmierung und Hartstoffschichten helfen. Schlanke Lochstempel knicken aus oder brechen, wenn ihr Durchmesser in der Größenordnung der Blechdicke liegt; bei festen Werkstoffen wie Edelstahl schon bei größeren Durchmessern. Bleibt der Butzen am Stempel haften und wird hochgezogen, beschädigt er beim nächsten Hub Teil und Werkzeug.

Am Werkstück zeigen sich Werkzeugschäden früh: Grat und Kanteneinzug wachsen, der Glattschnitt wird schmaler, Maße wandern oder springen. Ungleichmäßiger Grat ringsum weist auf einen versetzten Schneidspalt hin, ein plötzlicher Sprung im Lochabstand eher auf Vorschub oder Suchstift. Bei Spritzgießformen entsteht Grat an der Trennebene, wenn Kanten abgenutzt, eingedrückt oder belegt sind; Druckgießformen bekommen durch die Temperaturwechsel ein Netz feiner Brandrisse.

Die Instandsetzung beginnt mit dem Sichern der Maschine und dem Festhalten des Schadensbilds, bevor aufgeräumt wird. Alle Bruchstücke müssen gefunden werden. Beim Nachschleifen gehärteter Stähle vermeidet man Schleifrisse durch geringe Zustellung, frisch abgerichtete Scheiben und reichlich Kühlung. Beschädigte Formkanten werden auftragsgeschweißt und nachgearbeitet. Nach jeder Instandsetzung folgen Probehübe oder Probeschüsse, vermessene Teile und ein Eintrag in die Werkzeugakte. Die Kosten eines Schadens setzen sich aus Stillstand, Arbeitszeit und Ersatzteilen zusammen.

Das solltest du dir merken

Erst Schadensbild festhalten, dann aufräumen und reparieren.
Wachsender Grat und Kanteneinzug zeigen stumpfe Schneiden an.
Ungleichmäßiger Grat ringsum bedeutet einen versetzten Schneidspalt.
Mehr Öl und ein größerer Spalt verschlimmern das Butzenziehen.
Anlauffarben nach dem Schleifen warnen vor Schleifrissen.

Formeln

Schneidspalt aus Messwerten: $u = \frac{d _{S P} - d _{S t}}{2}$; $u$ Schneidspalt je Seite, $d_{S P}$ Durchbruch der Schneidplatte, $d_{S t}$ Stempeldurchmesser, alle in mm
Kosten eines Werkzeugschadens: $K = t_{S} \cdot k_{M} + t_{A} \cdot k_{L} + K_{E}$; $t_{S}$ Stillstand in h, $k_{M}$ Maschinenstundensatz in €/h, $t_{A}$ Arbeitszeit in h, $k_{L}$ Lohnsatz in €/h, $K_{E}$ Ersatzteile in €

Typische Fehler in der Prüfung

Den Schneidspalt als Differenz der Durchmesser angegeben, ohne durch zwei zu teilen.
Grat an der Trennebene mit mehr Schließkraft überdeckt, statt die Kanten instand zu setzen.
Den gebrochenen Stempel getauscht, ohne die Ursache des Bruchs zu klären.
Bruchstücke nicht vollständig entfernt; der nächste Hub zerstört weitere Stempel.

Tipps aus der Werkstatt

Schneidspalt je Seite = (Durchbruch − Stempel) / 2. Gleichmäßig runde Kanten sind Verschleiß, Ausbrüche Sprödigkeit oder zu kleiner Spalt, Riss aus der Ecke fehlender Radius. Vor dem Aufräumen das Schadensbild fotografieren und alle Bruchstücke suchen.

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12 Aufgaben zu „Werkzeugschäden und Fehler am Werkstück“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Werkzeugmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 12 (Inbetriebnehmen und Instandhalten von technischen Systemen des Werkzeugbaus). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.