aiMOOC

Fachübungen 2 – Bauelemente mit Maschinen fertigen - Graveur

QR-Code

Einleitung

Wie wird aus einem Metallrohling ein maßhaltiges Bauelement für eine Gravur oder eine Beschilderung? Du lernst, technische Zeichnungen auszuwerten, Verfahren wie Bohren, Senken und Fräsen zu vergleichen, rechnerische Fertigungsdaten zu bestimmen und Ergebnisse mit einem Prüfprotokoll zu beurteilen. Ein vollständig synthetischer Auftrag führt dich vom Entwurf bis zur dokumentierten Qualitätsentscheidung. Der Schwerpunkt liegt auf Analyse, Planung, Fachrechnen, Fehlerdiagnose, Prüfung und Transfer; die Materialien ersetzen weder eine Unterweisung noch eine Maschinenfreigabe.

Ausbildungsbezug (geprüft am 29. Oktober 2026): Der Beruf Graveur beziehungsweise Graveurin ist nach der Graveurausbildungsverordnung vom 3. Juni 2016 (wirksam seit 1. August 2016) ein dreijähriger Monoberuf ohne Fachrichtungen. Das erste Ausbildungsjahr enthält gemäß KMK-Rahmenlehrplan vom 17. März 2016 das Lernfeld 2 mit einem Zeitrichtwert von 80 Unterrichtsstunden. Die Gesellenprüfung ist in zwei Teile gegliedert; aus diesem Übungskurs werden keine Prüfungszeiten, Prüfungsgewichtungen oder Originalprüfungsaufgaben abgeleitet. Der individuelle Ausbildungsbeginn wird vertraglich vereinbart, üblicherweise im August oder September. Quellen: BIBB-Berufsprofil, Ausbildungsordnung und KMK-Rahmenlehrplan, Seite 10.

Lernziele: Du kannst Anforderungen systematisch erfassen; Werkstoff, Werkzeug und Bearbeitungsprinzip fachlich begründen; Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl und Vorschub anhand vorgegebener Übungswerte berechnen; Gefährdungen benennen; Messwerte mit Toleranzen vergleichen; Abweichungen analysieren und einen Lernnachweis mit überprüfbaren Ergebnissen erstellen.

Sicherheitsgrenze: Sämtliche Beispiele sind Papier-, Tabellen- oder Simulationsaufgaben. Keine Zahlenangabe auf dieser Seite ist eine Betriebsfreigabe. An realen Maschinen, elektrischen Einrichtungen oder Gefahrstoffen wird ausschließlich nach betrieblicher Gefährdungsbeurteilung, fachkundiger Unterweisung, Herstellerangaben und Aufsicht qualifizierter Personen gearbeitet.

Zeichnungen, Werkstoffe und Qualitätsmerkmale lesen

Fertigungsauftrag und Zeichnungsinformationen

Eine Technische Zeichnung zeigt nicht nur die Form, sondern auch funktionsentscheidende Angaben. Ein Nennmaß ist der in der Zeichnung angegebene Ausgangswert. Die Toleranz begrenzt die zulässige Abweichung; Grenzmaße sind kleinster und größter zulässiger Wert. Eine Passung beschreibt das Zusammenwirken von Innen- und Außenmaß bei zusammengehörigen Bauteilen. Eine Oberflächenangabe beschreibt die geforderte Beschaffenheit, nicht automatisch das einzusetzende Fertigungsverfahren.

Beispiel: Bei 60,00 ± 0,10 mm beträgt das Mindestmaß 59,90 mm und das Höchstmaß 60,10 mm. Ein Messwert von 60,08 mm ist maßlich zulässig, ein Wert von 60,12 mm nicht. Beachte stets Bezugskanten, Messunsicherheit und die Frage, ob zusätzlich Lage- oder Formtoleranzen festgelegt sind. Ein gut aussehendes Werkstück ist nicht automatisch funktionsgerecht.

Angabe	Bedeutung	Prüffrage
60,00 ± 0,10 mm	Längenmaß mit symmetrischer Grenzabweichung	Liegt der Messwert zwischen 59,90 und 60,10 mm?
Ø 4,20 ± 0,10 mm	Bohrungsdurchmesser	Passt das gewählte Prüfmittel zum Merkmal?
Ra in µm	Kenngröße einer gemittelten Oberflächenrauheit	Gibt die Zeichnung einen konkreten Zielwert vor?
Messing-Halbzeug	Werkstoffgruppe und Lieferform	Passen Eigenschaften, Kennzeichnung und vorliegende Unterlagen?
Bezugskante A	Ausgang für Positionsmaße	Werden alle Lochpositionen vom richtigen Bezug gemessen?

Schema: Oberflächenrauheit und Kontakt (Maxmath12, CC0; Quellen- und Lizenzlink in der Medientabelle). Die Grafik erläutert den Begriff, ist aber kein verbindliches Messprofil für den Modellfall.

Werkstoffauswahl und Halbzeug

Ein Halbzeug ist beispielsweise ein Blech, eine Platte oder ein Profil, das weiterbearbeitet wird. Bei der Werkstoffwahl für Graveurarbeiten zählen Bearbeitbarkeit, Oberflächenwirkung, Korrosion, Kosten, Einsatzort und Umweltverträglichkeit. Messing ist ein mögliches Material für Beschriftungs- und Zierelemente; Kunststoff kann für andere Anwendungen sinnvoller sein. Verwende Materialkennwerte wie Dichte oder Schnittwerte nur mit ausgewiesener Herkunft. In den Rechenbeispielen sind sie ausdrücklich synthetische Übungsannahmen.

Vergleiche begründet: Ein dekoratives Schild mit fein sichtbarer Oberfläche kann andere Qualitätsanforderungen haben als ein funktionales Befestigungsteil. Berücksichtige bei der Verfahrenswahl die spätere Gravur und das Risiko von Graten oder Verzug. Eine bloße Werkstoffbezeichnung reicht nicht für die Auswahl von Werkzeuggeometrie oder Kühlschmiermittel.

Werkzeugmaschinen und spanende Fertigungsverfahren vergleichen

Grundbewegung, Vorschub und Spannen

Beim Bohren bewegt sich die Schneide rotierend um die Bohrungsachse; die Vorschubbewegung führt den Bohrer ins Material. Beim Fräsen rotiert ein mehrschneidiges Werkzeug; Werkstück beziehungsweise Werkzeug führen zusätzlich die Vorschubbewegung aus. Beim Drehen rotiert in der Regel das Werkstück. Alle drei Verfahren gehören zur Zerspanung mit geometrisch bestimmten Schneiden. Das Werkstück muss durch dafür geeignete und fachkundig ausgewählte Spannmittel gegen Verlagerung gesichert sein. Spannkonzepte werden in diesem Kurs nur analysiert, nicht praktisch eingerichtet.

Bild: Ständerbohrmaschine (Pavel Ševela, CC BY-SA 3.0).

Bild: konventionelle Fräsmaschine (Pavel Ševela, CC BY-SA 3.0).

Verfahren	Typische Aufgabe	Qualitäts- und Planungsrisiko
Bohren	Durchgangsloch erzeugen	Lageabweichung, Grat, abweichender Durchmesser
Senken	Lochrand beziehungsweise Schraubensitz nach Vorgabe bearbeiten	zu große Senkung oder Beschädigung der Sichtfläche
Fräsen	Ebenen, Kanten oder Konturen herstellen	Maßfehler, Rattermarken, Werkzeugabdrücke
Drehen	rotationssymmetrische Teile bearbeiten	Rundlauf- und Maßabweichung

Arbeitsauftrag zur Medienanalyse: Zeichne die Hauptbewegung und Vorschubbewegung für Bohren und Fräsen als zwei Pfeildiagramme. Beurteile, welche Bewegungen sich unterscheiden. Keine reale Maschine einschalten.

Schneidengeometrie und Werkzeugwahl

Die Schneidengeometrie beeinflusst Spanbildung, Schnittkraft, Wärme und Oberflächengüte. Spanwinkel, Keilwinkel und Freiwinkel beschreiben verschiedene Winkel an der Schneide. Sie hängen geometrisch zusammen, sind jedoch nicht frei austauschbar. Verschiedene Schneidstoffe wie HSS und Hartmetall besitzen unterschiedliche Eigenschaften. Die konkrete Kombination von Werkstoff, Werkzeug, Maschinenzustand, Halter und Kühlschmierstoff wird nur anhand aktueller Herstellerangaben und betrieblicher Freigaben festgelegt.

Schema: Grundgeometrie eines Spiralbohrers (Robert Hewitt, CC BY-SA 3.0; englischsprachige Bildbeschriftung).

Schema: Teile eines Schaftfräsers (Rocketmagnet, gemeinfrei; englischsprachige Beschriftung).

Schema: Prinzipdarstellung des Gegenlauffräsens (Rocketmagnet, gemeinfrei). Sie ersetzt keine Anleitung zum Einsatz von Gegen- oder Gleichlauf.

Fachvideo: Fehler beim Fräsen – Beobachte im Video, welche Ursachen als Fehlerquellen beschrieben werden und welche Informationen vor einer Diagnose fehlen.

Fachvideo: Mittelpunkt einer Bohrung finden – Analysiere Bezug, Messfehler und Übertragungsfehler ausschließlich theoretisch.

Fertigungsdaten und Kosten rechnerisch beurteilen

Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl

Die Schnittgeschwindigkeit v_c wird in m/min, der Werkzeugdurchmesser d in mm und die Drehzahl n in 1/min angegeben. Bei einer rotierenden kreisförmigen Schneidenbahn gilt als mathematischer Zusammenhang: v_c = π · d · n / 1000. Umgestellt folgt n = 1000 · v_c / (π · d). Es handelt sich um eine theoretische Umrechnung, nicht um eine Drehzahlempfehlung.

Rechenbeispiel (frei erfundene Übungswerte): d = 4,20 mm und v_c = 20,0 m/min. Daraus folgt n = 1000 · 20,0 / (π · 4,20) ≈ 1.516 min⁻¹. Rundung: ca. 1.520 min⁻¹. Typische Fehler sind fehlender Faktor 1000, Verwechseln von Radius und Durchmesser oder ein Ergebnis ohne Einheit. Für echte Maschinen können zulässige Werte erheblich abweichen; sie werden hier nicht eingestellt.

Vorschub und Zeitvergleich

Für Bohren mit einem Vorschub je Umdrehung f in mm/U lautet die theoretische Beziehung v_f = f · n. Bei der synthetischen Annahme f = 0,08 mm/U und n ≈ 1.516 min⁻¹ ergibt sich v_f ≈ 121,3 mm/min. Beim Fräsen wird häufig mit Vorschub je Zahn f_z und Zähnezahl z gerechnet: v_f = f_z · z · n. Beispiel mit f_z = 0,03 mm/Zahn, z = 2 und n = 2.000 min⁻¹: v_f = 120 mm/min. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit ist nicht automatisch wirtschaftlicher; Werkzeugverschleiß, Nacharbeit und Ausschuss können die Gesamtkosten erhöhen.

Ein Vergleich zweier Verfahrensalternativen muss Rüstzeit, Bearbeitungszeit, Prüfzeit, Materialverlust und Qualitätsrisiko trennen. Übliche Fehler sind die Gleichsetzung von theoretischer Schnittzeit und gesamter Auftragsdauer sowie das Mischen von Minuten und Stunden.

Fachvideo: Vorschub und Oberflächengüte – Übertrage die gezeigten Beobachtungen nicht ungeprüft von einer Drehbearbeitung auf einen Fräsprozess.

Einheiten- und Kostenkontrolle

Größe	Einheit	Beispielannahme	Plausibilitätsfrage
Durchmesser d	mm	4,20	Ist Durchmesser statt Radius eingesetzt?
Schnittgeschwindigkeit v_c	m/min	20,0	Ist der Wert nur ein Rechenwert?
Drehzahl n	1/min	1.516	Ist die Umrechnung durch 1000 korrekt?
Vorschub je Umdrehung f	mm/U	0,08	Ist dies nicht f_z je Zahn?
Vorschubgeschwindigkeit v_f	mm/min	121,3	Sind die Einheiten passend gekürzt?

Wirtschaftsbeispiel: Material 0,32 €; Planungs- und Rüstzeit 7 min zu 30 €/h; theoretisch veranschlagte Maschinenzeit 3 min zu 48 €/h; Prüfdokumentation 4 min zu 30 €/h. Ergebnis: 0,32 € + 3,50 € + 2,40 € + 2,00 € = 8,22 € direkte Modellkosten je Teil. Das ist keine betriebliche Kalkulation: Gemeinkosten, Ausschuss, Energie, Werkzeugkosten und Gewinn fehlen. Die Zeiten sind frei erfunden und keine tatsächlichen Bearbeitungszeiten.

Sicherheit, Prozessanalyse und Fehlersuche

Gefährdungen vor der Arbeit erkennen

Rotierende Werkzeuge, unzureichend gesicherte Werkstücke, Späne, scharfe Kanten, fehlerhafte elektrische Betriebsmittel und Kühlschmierstoffe können schwere Schäden verursachen. Lernende identifizieren Gefährdungen und begründen Schutzprinzipien, ohne Einstellungen, Wartungsarbeiten, Messungen am laufenden Werkzeug oder Gefahrstoffhandhabung auszuführen. Maschinenbedienung, Rüsten, elektrische Arbeiten und Umgang mit Gefahrstoffen erfolgen ausschließlich unter fachkundiger Anleitung und mit den erforderlichen Freigaben.

Für eine papierbasierte Gefährdungsanalyse ordnest du möglichen Risiken Kategorien zu: technisch (Schutzeinrichtungen und bestimmungsgemäßes Spannen), organisatorisch (Unterweisung, Zuständigkeiten, Freigabe) und personenbezogen (geeignete Kleidung und PSA gemäß betrieblicher Anweisung). Die Schutzmaßnahme muss zur konkreten Gefährdung passen; allgemeine Aussagen wie „einfach vorsichtig sein“ genügen nicht.

Fachvideo: Messmittel und Prüfmittel – Unterscheide den Nachweis eines Zahlenwerts von der Entscheidung „gut/nicht gut“.

Zusätzliches Sicherheitsvideo der Berufsgenossenschaft Holz und Metall: In fünf Schritten sicher an der Ständerbohrmaschine arbeiten (BGHM, externer Stream, keine OER-Freigabe behauptet). Senken von Bohrungen an einer Säulenbohrmaschine (Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft, HubbS; Copyright mit freiem Zugang).

Fehlerbaum und reflektierter Prozess

Analyseschema: Zeichnungsdaten → Werkstoff-/Werkzeugvergleich → berechnete Prozessdaten → Sicherheitsbewertung und fachliche Freigabe → qualifiziert angeleitete Umsetzung → Prüfung → Dokumentation → Qualitätsentscheidung.

Beobachtung im Prüfprotokoll	Mögliche Ursache	Sichere nächste Analysehandlung
Bohrung liegt zu weit rechts	falsche Bezugskante oder Übertragungsfehler	Zeichnung und Messbezug am abgeschalteten, freigegebenen Prüfplatz vergleichen
Bohrung zu groß	Werkzeugmaß, Rundlauf oder Messfehler unklar	Prüfmittel und Zeichnungsangabe fachkundig überprüfen lassen
sichtbare Ratterspuren	instabile Bearbeitung oder verschlissenes Werkzeug möglich	Prozessdaten dokumentieren, keine eigenständige Maschinenkorrektur
Maß knapp am Grenzwert	Streuung und Messunsicherheit relevant	wiederholte, methodisch dokumentierte Prüfung veranlassen
Grat an Sichtkante	prozessbedingte Gratbildung	Nacharbeit nur nach betrieblicher Freigabe planen

Typische Diagnosefehler: Ursache aus einem einzigen Symptom sicher ableiten, fehlerhafte Werkstücke ungekennzeichnet weitergeben, einen nicht zugelassenen Prüfmittelzustand ignorieren oder zur vermeintlichen Korrektur direkt an der Maschine eingreifen. Trenne Beobachtung, Hypothese, Prüfnachweis und Entscheidung.

Berufstypischer Modellfall: Grundplatte für ein Gravierschild

Auftrag, Zeichnungsskizze und Anforderungen

Fiktiver Kundenauftrag: Für eine kleine gravierte Namensplakette wird eine rechteckige Grundplatte aus Messing geplant. Sie soll später eine Beschriftung aufnehmen; das jetzige Lernfeld behandelt ausschließlich die planende Bearbeitung von Rohling und Befestigungslöchern. Eine reale Fertigung ist nicht Teil der Aufgabe. Alle Maß-, Zeit-, Preis- und Materialdaten sind synthetisch.

Textskizze der Draufsicht: Rechteck 60,00 mm (X-Richtung) × 30,00 mm (Y-Richtung); linke untere Ecke = Bezug A (0/0). Zwei Bohrungsmitten liegen bei P1 (10,00/15,00) mm und P2 (50,00/15,00) mm. Der Bohrungsdurchmesser beträgt jeweils 4,20 mm, Dicke 4,00 mm. Alle nachfolgend genannten Toleranzen sind erfundene Auftragsvorgaben, keine allgemeingültigen Normtabellen.

Merkmal	Soll mit Grenzabweichung	Zulässiger Bereich
Länge L	60,00 ± 0,10 mm	59,90–60,10 mm
Breite B	30,00 ± 0,10 mm	29,90–30,10 mm
Dicke t	4,00 ± 0,10 mm	3,90–4,10 mm
Bohrungsdurchmesser, je Loch	4,20 ± 0,10 mm	4,10–4,30 mm
Mittenposition P1	X = 10,00 ± 0,20; Y = 15,00 ± 0,20 mm	X 9,80–10,20; Y 14,80–15,20
Mittenposition P2	X = 50,00 ± 0,20; Y = 15,00 ± 0,20 mm	X 49,80–50,20; Y 14,80–15,20

Ergebnis der Zeichnungsanalyse: Es sind sechs Prüfarten beziehungsweise Merkmalsgruppen festgelegt: Außenlänge, Außenbreite, Dicke, Lochdurchmesser und die beiden Positionen bezogen auf A. Die Oberfläche wird zusätzlich visuell anhand einer vereinbarten Musterbeschreibung bewertet, aber nicht mit einem frei erfundenen Ra-Grenzwert.

Fachrechnen und Arbeitsplanung als Musterprodukt

Materialplanung: Modell-Dichte für Messing = 8,5 g/cm³. Volumen vor dem Bohren: V = 60 × 30 × 4 mm³ = 7.200 mm³ = 7,20 cm³. Masse der einfachen rechteckigen Platte = 7,20 × 8,5 = 61,2 g. Zwei zylindrische Durchgangsbohrungen mit Radius 2,10 mm entfernen rechnerisch 2 × π × 2,10² × 4,00 ≈ 110,84 mm³. Vereinfachte Restmasse bei Nennmaßen: (7.200 − 110,84) / 1.000 × 8,5 ≈ 60,3 g. Bei dieser Modellrechnung bleiben Grate, Vorbearbeitung und Fertigungstoleranzen unberücksichtigt.

Theoretische Schnittwertrechnung: d = 4,20 mm, angenommene v_c = 20,0 m/min, n ≈ 1.516 min⁻¹. Bei angenommenen f = 0,08 mm/U folgt v_f ≈ 121,3 mm/min. Diese Zahlen werden nicht an eine Maschine übertragen; die praktische Auswahl wäre von Werkstoffzustand, Werkzeughersteller, Maschine und betrieblicher Freigabe abhängig.

Muster-Arbeitsplan (ohne Bedienanweisung):

Zeichnung, Nennmaße, Grenzmaße und Bezug A dokumentieren.
Geeignetes Halbzeug und denkbare Verfahren anhand von Werkstoff- und Qualitätsanforderungen vergleichen.
Rechenwerte, Einheiten, Werkzeuge und Prüfmittel in einer Planungsmappe begründen.
Fachkundige Gefährdungsprüfung und erforderliche betriebliche Freigaben als Sperrpunkt ausweisen.
Eine Umsetzung ausschließlich durch qualifiziert angeleitete Fachkräfte vorsehen; in dieser Lernaufgabe keine reale Bearbeitung durchführen.
Synthetische Prüfdaten in ein Protokoll eintragen und über Freigabe, Prüfung oder Sperrung entscheiden.

Muster-Fertigungsentscheidung: Für eine ebene rechteckige Platte mit zwei Löchern sind eine auftragsabhängige Bearbeitung der Außenkontur und ein Bohrverfahren grundsätzlich plausibel. Ob Außenbearbeitung überhaupt notwendig ist, hängt von den Istmaßen des Halbzeugs ab. Die Entscheidung für konkrete Maschinen oder Werkzeuge bleibt offen, bis echte Herstellerdaten, betriebliche Vorschriften und Sicherheitsfreigaben vorliegen.

Synthetisches Prüfprotokoll und eindeutige Qualitätsentscheidung

Schema: deutscher Messschieber mit Bauteilbezeichnungen (J. Alves Gaspar, Antilived, S. Wallroth; CC BY 2.5 beziehungsweise dort angegebene Alternativlizenzen).

Animation: Messschieber-Anwendung (Jollyroger, CC BY 2.5; Messverfahren bei realen Bauteilen zusätzlich fachlich prüfen).

Merkmal	Synthetischer Istwert	Entscheidung	Begründung
Länge	60,04 mm	bestanden	innerhalb 59,90–60,10
Breite	29,93 mm	bestanden	innerhalb 29,90–30,10
Dicke	4,03 mm	bestanden	innerhalb 3,90–4,10
Lochdurchmesser 1 / 2	4,18 / 4,16 mm	bestanden	beide innerhalb 4,10–4,30
P1 X / Y	9,94 / 15,02 mm	bestanden	beide innerhalb des Positionsfensters
P2 X / Y	50,25 / 14,96 mm	nicht bestanden	X = 50,25 mm über Höchstwert 50,20 mm
Sichtfläche	keine dokumentierte Beschädigung	vorläufig plausibel	nur nach definierter visueller Vorgabe bewertbar

Begründetes Ergebnis: Die Platte ist nicht freizugeben, weil P2 in X-Richtung um 0,05 mm über dem Grenzmaß liegt. Die Messung ist anhand von Messaufbau, Prüfmittelstatus und Messunsicherheit fachkundig zu verifizieren. Bis zu einer dokumentierten Entscheidung ist das Bauteil eindeutig als abweichend zu kennzeichnen und zu sperren. Eigenmächtiges Nachbohren oder Vergrößern einer Bohrung ist keine zulässige Lösung. Bei den fiktiven direkten Modellkosten von 8,22 € ist ein möglicher Ausschuss zusätzlich betriebswirtschaftlich zu betrachten.

Fachliches Bewertungsraster für die Modellfallmappe

Kriterium	Punkte	Nachweis für volle Punktzahl
Zeichnungsanalyse und Toleranzen	20	alle Soll- und Grenzmaße, Bezug A, eindeutige Merkmalszuordnung
Verfahren und sicherer Arbeitsplan	20	Alternativen begründet, Sperrpunkte und notwendige fachliche Freigaben markiert
Rechenwege und Einheiten	20	Masse, n, v_f und Kosten korrekt mit nachvollziehbaren Umrechnungen
Prüftabelle und Fehlerdiagnose	25	jeden synthetischen Wert korrekt beurteilt, P2-Fehler erkannt, Sperrentscheidung erklärt
Dokumentation und Transfer	15	übersichtliche Mappe, Messunsicherheit berücksichtigt, Verbesserungsidee mit Begründung
Gesamtergebnis	100	Kompetenzorientiertes Übungsraster, kein amtlicher Prüfungsmaßstab

Leistungsstufen als Lernhilfe: Leicht – Daten erkennen und Grenzwerte berechnen; Standard – Verfahren, Rechenwege und Prüfwerte selbstständig verknüpfen; Schwer – Unsicherheiten, Kosten, Fehlerursachen und Verbesserungsvarianten abwägen. Ein Musterprodukt besteht aus Zeichnungsskizze, Planungsblatt, Rechenblatt, Gefährdungsübersicht, Prüfprotokoll und einer kurzen Qualitätsentscheidung.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz: Fachbegriffe und Anwendung

Welche Aussage zu 60,00 ± 0,10 mm stimmt? (Der zulässige Bereich reicht von 59,90 bis 60,10 mm) (!Der zulässige Bereich reicht von 60,00 bis 60,20 mm) (!Nur genau 60,00 mm ist erlaubt) (!Jeder Wert zwischen 59,00 und 61,00 mm ist erlaubt)

Rückmeldung: Ziehe die Toleranz vom Nennmaß ab und addiere sie zum Nennmaß. Prüfe beide Grenzen, nicht nur die obere.

Welches Verfahren erzeugt typischerweise ein zylindrisches Loch mit einem rotierenden Werkzeug? (Bohren) (!Plandrehen) (!Biegen) (!Kleben)

Rückmeldung: Die Vorschubbewegung des Bohrers ergänzt seine Rotation; andere Verfahren haben abweichende Grundprinzipien.

Welches Merkmal beschreibt eine Passung? (Das Zusammenwirken der Maße von Bohrung und zugehörigem Gegenstück) (!Die Farbe einer bearbeiteten Metalloberfläche) (!Die reine Stückzahl des Fertigungsauftrags) (!Das Gewicht der Bedienungsanleitung)

Rückmeldung: Für eine Passung musst du Maß- und Toleranzinformationen beider zusammenwirkender Teile vergleichen.

Wie lautet die umgestellte Formel für die theoretische Drehzahl bei v_c in m/min und d in mm? (n = 1000 mal v_c geteilt durch pi mal d) (!n = v_c mal d geteilt durch 1000) (!n = 1000 mal d geteilt durch v_c) (!n = v_c plus d)

Rückmeldung: Der Faktor 1000 entsteht bei der Umrechnung von Millimetern in Meter; die Kreisumfangsbeziehung enthält pi.

Welche Größe entsteht bei f in mm je Umdrehung multipliziert mit n in Umdrehungen je Minute? (Vorschubgeschwindigkeit in mm je Minute) (!Schnittgeschwindigkeit in Metern je Sekunde) (!Masse in Gramm) (!Oberflächenrauheit in Mikrometern)

Rückmeldung: Die Einheit Umdrehung kürzt sich; übrig bleiben Millimeter pro Minute.

Was ist bei einem Prüfwert von 50,25 mm und einem Höchstwert von 50,20 mm folgerichtig? (Abweichung dokumentieren und Freigabe bis zur Klärung sperren) (!Das Werkstück trotz Überschreitung sofort freigeben) (!Den Sollwert stillschweigend auf 50,30 mm ändern) (!Ohne Freigabe die Bohrung eigenständig nacharbeiten)

Rückmeldung: Ein Grenzwertverstoß erfordert eine nachvollziehbare Qualitätsentscheidung und gegebenenfalls eine verifizierte Nachmessung.

Welche Information gehört in die Begründung einer Werkzeugwahl? (Werkstoffeigenschaften und Herstellerangaben zum Schneidstoff) (!Nur die Farbe der Werkzeugverpackung) (!Ausschließlich die persönliche Vorliebe) (!Allein die Größe des Werkstattfensters)

Rückmeldung: Werkstoff, Schneidstoff, Bearbeitungsziel und sichere betriebliche Bedingungen hängen zusammen.

Was unterscheidet Nennmaß und Istmaß? (Das Nennmaß stammt aus der Vorgabe und das Istmaß aus der Messung) (!Beide Begriffe meinen immer nur ein Werkzeuggewicht) (!Das Istmaß wird grundsätzlich aus dem Katalog abgeschrieben) (!Das Nennmaß kann niemals eine Toleranz haben)

Rückmeldung: Eine Qualitätsentscheidung entsteht erst aus dem Vergleich von gemessenem Istmaß und zulässigem Bereich.

Welcher Schritt ist bei ungeklärter Gefährdung angemessen? (Keine praktische Bearbeitung beginnen und fachliche Klärung veranlassen) (!Die Schutzeinrichtung für einen schnelleren Versuch umgehen) (!Das Problem als rein rechnerischen Fehler abtun) (!Ohne Unterweisung eine Maschine testen)

Rückmeldung: Sicherheitsfreigaben und Unterweisung sind Voraussetzung, nicht Ergebnis des Ausprobierens.

Welche Maßnahme verbessert eine Kostenrechnung für einen Fertigungsauftrag? (Rüstzeit, Prüfzeit und erwartete Nacharbeit getrennt berücksichtigen) (!Nur die reine Werkzeuglaufzeit ansetzen) (!Alle Zeiten unabhängig von ihrer Einheit addieren) (!Material- und Ausschusskosten grundsätzlich ignorieren)

Rückmeldung: Eine wirtschaftliche Bewertung muss reale Kostenarten und Qualitätsrisiken vollständig und mit passenden Einheiten erfassen.

Memory: Begriffe zuordnen

Ordne die sechs Fachbegriffe ihren eindeutigen Erklärungen zu.

Nennmaß	Angegebener Ausgangswert eines Maßes
Grenzmaß	Äußerster noch zulässiger Maßwert
Vorschub	Relativbewegung zur fortschreitenden Spanabnahme
Schaftfräser	Rotierendes mehrschneidiges Fräswerkzeug mit Schaft
Messschieber	Prüfmittel zur Ermittlung verschiedener Längenmaße
Prüfprotokoll	Nachvollziehbare Aufzeichnung von Prüfwerten und Entscheidungen

Drag-and-drop: Verfahren und Zweck

Ordne jedem fachlichen Begriff die zutreffende Aufgabe zu.

Fachbegriff	Passende Beschreibung
Bohren	Zylindrische Durchgangsbohrung herstellen
Senken	Lochrand für definierte Form vorbereiten
Fräsen	Ebene oder Kontur spanend formen
Prüfen	Istwert mit der Qualitätsvorgabe vergleichen
Dokumentieren	Arbeitsergebnis und Abweichungen nachvollziehbar festhalten

Kreuzworträtsel: Sechs Fachwörter

Toleranz	Wie heißt die erlaubte Maßabweichung?
Spindel	Welches Maschinenteil überträgt häufig eine Drehbewegung?
Vorschub	Wie heißt die fortschreitende Bewegung während des Spanens?
Messschieber	Welches Prüfmittel misst Außen-, Innen- und Tiefenmaße?
Bohrung	Wie heißt das zylindrische Innenmerkmal im Modellfall?
Fräser	Wie heißt das rotierende, mehrschneidige Werkzeug beim Fräsen?

LearningApps: Zusätzliche Übungen suchen

Die folgende Suche öffnet passende Lernangebote; sie ist keine Behauptung, dass bereits eine fachlich geprüfte LearningApp zu diesem konkreten Auftrag existiert. Prüfe bei externen Übungen Lösungen und Quellen kritisch.

Separater Lückentext: Prozessverständnis

Der in der Zeichnung festgelegte Ausgangswert heißt

.

Die zulässige Maßabweichung wird als

bezeichnet.

Die rotierende Herstellung eines zylindrischen Loches heißt

.

Ein mehrschneidiges Werkzeug zur spanenden Konturbearbeitung nennt man

.

Die Relativbewegung zur fortschreitenden Spanabnahme ist der

.

Die theoretische Drehzahl wird in Umdrehungen je

angegeben.

Die Prüfung erfolgt mithilfe eines geeigneten

.

Gemessene Ergebnisse werden in einem

dokumentiert.

Ein Wert außerhalb der Grenzmaße ist eine

.

Vor realer Maschinenarbeit ist eine fachkundige

erforderlich.

Offene Aufgaben

Alle 12 Aufgaben bearbeiten ausschließlich synthetische Daten, Dokumente, Skizzen oder Simulationen. Die Modelllösungen stehen nach den Aufgaben; alternative Lösungswege sind zulässig, wenn Einheiten und Fachargumente stimmen.

Leicht

Technische Zeichnung: Zeichne die Grundplatte als Rechteck mit zwei Lochmitten und kennzeichne Bezug A sowie die vorgegebenen Nennmaße und Toleranzen.
Toleranz: Erstelle eine Grenzmaßtabelle für 60,00 ± 0,10 mm, 30,00 ± 0,10 mm, 4,00 ± 0,10 mm und Ø 4,20 ± 0,10 mm.
Fertigungsverfahren: Ordne den Verfahren Bohren, Senken, Fräsen und Drehen je einen typischen Zweck und eine mögliche Fehlerart zu.
Arbeitssicherheit: Erstelle ein Risikoposter mit vier Gefährdungen, vier geeigneten Schutzprinzipien und einem hervorgehobenen Unterweisungs- und Freigabehinweis.

Standard

Schnittgeschwindigkeit: Berechne für die synthetischen Werte v_c = 20,0 m/min und d = 4,20 mm die theoretische Drehzahl mit Formel, Einheiten und Rundung.
Vorschubgeschwindigkeit: Berechne v_f beim Bohren mit f = 0,08 mm/U und der zuvor errechneten Drehzahl und beschreibe zwei typische Einheitenfehler.
Prüfprotokoll: Übertrage die sieben Merkmalsgruppen des Modellfalls in eine vollständige Prüftabelle, markiere jedes Bestehen und formuliere die Gesamtentscheidung.
Fertigungskosten: Erstelle eine transparente Kostenaufstellung für Material 0,32 €, Rüsten 7 min zu 30 €/h, Maschinenzeit 3 min zu 48 €/h und Prüfen 4 min zu 30 €/h.

Schwer

Fehleranalyse: Stelle für die abweichende X-Position P2 drei prüfbare Ursachenhypothesen, einen sicheren Prüfplan und eine begründete Sperrentscheidung dar.
Qualitätsmanagement: Entwickle eine Prüfanweisung, die Messbezug, geeignete Prüfmittel, Messunsicherheit, Dokumentation und Vorgehen bei Grenzwertüberschreitung berücksichtigt.
Wirtschaftlichkeit: Vergleiche die synthetische Modellkalkulation mit einer fiktiven Alternative von 6 min Rüsten, 5 min Maschinenzeit und 5 min Prüfen bei identischen Stundensätzen; begründe die Auswahl unter zusätzlicher Berücksichtigung der Qualität.
Transferaufgabe: Entwerfe eine zweite Bauteilvariante aus Kunststoff mit denselben funktionalen Lochpositionen und begründe, welche Werkstoff-, Werkzeug-, Oberflächen- und Prüfentscheidungen erneut recherchiert werden müssen.

Musterprodukte und fachliche Kriterien zu allen zwölf Aufgaben

Aufgabe	Musterarbeitsprodukt oder Musterlösung	Fachliche Bewertungskriterien
Leicht 1	Draufsicht 60 × 30 mm; Löcher bei (10/15) und (50/15); A links unten	Maße mit Einheiten, zwei Mittelpunkte, einheitlicher Bezug, Toleranzen
Leicht 2	59,90–60,10; 29,90–30,10; 3,90–4,10; 4,10–4,30 mm	beide Grenzen, keine vertauschten Vorzeichen, richtige Einheiten
Leicht 3	Bohren–Loch–Lagefehler; Senken–Lochrand–Senkung zu groß; Fräsen–Kontur–Ratterspur; Drehen–Rundteil–Rundlauffehler	Verfahren, Zweck und Fehler passen zusammen
Leicht 4	Risikoposter: rotierende Teile, Späne, ungesichertes Teil, Kühlschmierstoff; Schutz durch Einhausung, betriebliches Spannkonzept, Unterweisung, Gefahrstoffbeurteilung	keine eigenständige Handlung an Gefahrstellen empfohlen
Standard 5	n = 20.000 / (π × 4,20) ≈ 1.516 min⁻¹	Ansatz, Faktor 1000, plausibles Ergebnis, reine Rechenannahme gekennzeichnet
Standard 6	v_f = 0,08 × 1.516 ≈ 121,3 mm/min; Fehler: mm/m vertauscht oder Umdrehung übersehen	korrekte Multiplikation und Fehlererklärung
Standard 7	Protokoll entsprechend Modellfall; P2 in X mit 50,25 mm außerhalb 49,80–50,20 mm; Gesamtstatus gesperrt	vollständige Merkmale und nachvollziehbare Entscheidung
Standard 8	0,32 + 7/60 × 30 + 3/60 × 48 + 4/60 × 30 = 8,22 €	Minuten in Stunden, vier Kostenarten, fehlende Gemeinkosten erwähnt
Schwer 9	Hypothesen: falscher Bezug, Koordinatenübertragung, ungeeignetes Messverfahren; Prüfung: Unterlagenabgleich und fachkundige Nachmessung; keine Freigabe	Hypothese klar von gesichertem Befund getrennt
Schwer 10	Prüfanweisung: Bezug A, Grenzmaß, kontrolliertes Messmittel, Messbedingungen, Messunsicherheit, Protokoll, Abweichungssperre	klare und sichere Entscheidungskette
Schwer 11	Alternative: 0,32 + 6/60 × 30 + 5/60 × 48 + 5/60 × 30 = 9,82 €; erste Variante direkt 1,60 € günstiger, Qualität noch separat prüfen	korrekte Vergleichsrechnung, keine reine Kostenauswahl
Schwer 12	Variantenblatt für Kunststoff: Eigenschaften und Wärmeverhalten neu beurteilen, Werkzeugherstellerangaben prüfen, Sichtfläche und Messmethode planen	technisch begründete Übertragbarkeit und offene Fragen

Lernkontrolle

Die sechs zusätzlichen Lernkontrollaufgaben sind von den zwölf offenen Aufgaben und vom Multiple-Choice-Quiz getrennt. Antworte in ganzen fachlich begründeten Sätzen.

Grenzmaßanalyse: Warum reicht ein Maßwert innerhalb seiner Längentoleranz nicht aus, um die gesamte Grundplatte freizugeben? Beziehe die Lage- und Oberflächenmerkmale ein.
Werkzeugauswahl: Begründe, welche fünf Informationen eine Fachkraft vor einer realen Auswahl eines Bohr- oder Fräswerkzeugs benötigen würde und welche davon im Modellfall bewusst fehlen.
Einheitenrechnung: Eine synthetische Rechnung ergibt n = 15,16 statt 1.516 min⁻¹. Bestimme den wahrscheinlichen Faktorfehler und skizziere eine Plausibilitätskontrolle.
Messunsicherheit: Erläutere anhand des abweichenden Werts 50,25 mm, warum ein dokumentierter Messaufbau wichtig ist, ohne die Überschreitung stillschweigend als gut zu deklarieren.
Prozesskosten: Begründe mit dem Kostenbeispiel, weshalb eine verkürzte Maschinenzeit trotz höherer Prüf- und Ausschusskosten ungünstig sein könnte.
Berufsübergreifender Transfer: Übertrage die Schritte Zeichnungslesen, Toleranzbewertung, Gefährdungsanalyse und Prüfprotokoll auf eine fiktive Grundplatte für ein Stempelwerkzeug.

Kontrollhinweise: 1: Alle Qualitätsmerkmale gelten gemeinsam. 2: Zeichnung, Werkstoffzustand, Werkzeugdaten, Maschine/Spannung sowie Risiko- und Freigabestatus gehören zur Informationsgrundlage. 3: Faktor 100 aus verschobener Dezimalstelle oder fehlerhafter Einheitenrechnung, Formel rückprüfen. 4: Messwert, Prüfmittelfähigkeit und Abweichungsprozess getrennt dokumentieren. 5: Gesamtkosten statt isolierter Schnittzeit vergleichen. 6: Methoden übertragen, fachliche Anforderungen neu spezifizieren.

Lernnachweis

Für einen vollständigen Lernnachweis reichst du eine Modellfallmappe mit sechs Elementen ein: (1) bemaßte, selbst gezeichnete Skizze; (2) Grenzmaßtabelle und Werkstoffvergleich; (3) begründeter Planungsablauf mit fachkundigen Freigabepunkten; (4) nachvollziehbares Rechenblatt für Masse, Drehzahl, Vorschub und direkte Modellkosten; (5) synthetisches Prüfprotokoll mit eindeutiger Sperrentscheidung und Ursachenhypothesen; (6) Reflexion, wie du Messunsicherheit, wirtschaftliche Folgen und Arbeitssicherheit bei einem neuen Auftrag berücksichtigst.

Mindestkriterien: Fachbegriffe korrekt; Formeln mit Einheiten und nachvollziehbarer Rundung; Grenzmaße richtig angewendet; Abweichung P2 erkannt; keine praktische Maschinenfreigabe vorgetäuscht; Quellen und Bildrechte erfasst. Als Muster dienen die Tabellen, Rechnungen, Modellfallentscheidungen und das 100-Punkte-Raster dieses Kurses. Eine real bestehende Maschinenprüfung oder eine offizielle Gesellenprüfungsleistung wird dadurch nicht ersetzt.

OER und Wikipedia

Curriculare und rechtliche Originalquellen:

KMK: Rahmenlehrplan Graveur/Graveurin und Metallbildner/Metallbildnerin, Beschluss 17.03.2016, Lernfeld 2 auf Seite 10. Amtliche Unterrichtsgrundlage.
BIBB: Berufsprofil Graveur/Graveurin. Monoberuf und dreijährige Ausbildung.
Bundesrecht: Graveurausbildungsverordnung 2016. Ausbildungs- und Prüfungsordnung.
BIBB: Ausbildung gestalten – Graveur/Graveurin (2018). Begleitpublikation, CC BY-NC-ND 4.0; nur verlinkt, nicht als frei bearbeitbares OER ausgegeben.

Erklärende offene Nachschlagewerke: Fräsen, Messschieber, Wikimedia Commons. Wikipedia-Texte sind nicht Ersatz für Normen und Maschinenherstellerunterlagen.

Belegte Bilder, Schemata und Videorechte

Die folgenden Commons-Dateinamen wurden auf ihren Datei- und Lizenzseiten geprüft. Bildlizenzen beziehen sich auf das jeweilige Original; zusätzliche Nutzungsbedingungen sind bei Weiterverwendung zu beachten. Die YouTube-Videos sind verlinkte beziehungsweise eingebettete Drittinhalte, keine als OER freigegebenen Videodateien.

Medium	Nachweis und Urheber	Rechte und Hinweis
Milling machine.jpg	Pavel Ševela / Wikimedia Commons	CC BY-SA 3.0
Drill press.jpg	Pavel Ševela / Wikimedia Commons	CC BY-SA 3.0
Twist Drill - Basic Geometry.png	Robert Hewitt / Wikimedia Commons	CC BY-SA 3.0
End Mill 02 labels.png	Rocketmagnet / Wikimedia Commons	Gemeinfrei nach Dateiangabe
Conventional Milling 01.png	Rocketmagnet / Wikimedia Commons	Gemeinfrei nach Dateiangabe
Vernier caliper legends de.svg	Joaquim Alves Gaspar, Antilived, Sebastian Wallroth / Wikimedia Commons	CC BY 2.5; alternative Lizenzen am Dateinachweis
Using the caliper correct.gif	Jollyroger / Wikimedia Commons	CC BY 2.5
Surface roughness.svg	Maxmath12 / Wikimedia Commons	CC0 1.0
Pleiten, Pech und Pannen – Fehler beim Fräsen	Ralf Krenzke, Technik & Handwerk	Plattformvideo, Einbettung als Drittinhalt, keine OER-Nachnutzung behauptet
Mittelpunkt einer Bohrung finden	Ralf Krenzke, Technik & Handwerk	Plattformvideo, keine offene Dateilizenz nachgewiesen
Zusammenhang Vorschub und Oberflächengüte	Ralf Krenzke, Technik & Handwerk	Plattformvideo, keine offene Dateilizenz nachgewiesen
Messmittel vs. Prüfmittel	Ralf Krenzke, Technik & Handwerk	Plattformvideo, keine offene Dateilizenz nachgewiesen

Die selbst formulierten Modellfalltexte, synthetischen Tabellen, Rechnungen, Lernaufgaben und das Bewertungsraster dieses Kurses können mit Namensnennung als OER weiterbearbeitet werden, soweit daran eigene Rechte bestehen; fremde Originalquellen und Medien behalten ihre jeweiligen Lizenzen.

Verknüpfte Lernbereiche

Die berufsbezogene Navigation verbindet den Kurs mit Ausbildung – Graveur sowie fachlich verwandten Lernfeldern. Bei nicht vorhandenen Wikiseiten kann ein Link zunächst als Bearbeitungs- oder Suchanregung erscheinen; die Existenz einzelner Nachbarkurse wird nicht ungeprüft behauptet.

Berufsportal: Ausbildung – Graveur