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Einteilige Werkstücke maschinengestützt herstellen – Edelsteinfasser

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Einleitung

Wie wird aus einer Zeichnung ein präzises Grundbauteil für eine spätere Edelsteinfassung? Du lernst, ein einteiliges Werkstück zu gestalten, seine maschinelle Herstellung zu planen und Ergebnisse fachlich zu prüfen. Der Kurs richtet sich an Edelsteinfasserinnen und Edelsteinfasser im ersten Ausbildungsjahr und behandelt Lernfeld 3 des Rahmenlehrplans vom 7. April 2025 mit seinem Zeitrichtwert von 40 Unterrichtsstunden. Alle Aufträge, Messreihen, Preise und Personenrollen sind synthetisch.

Du arbeitest zunächst mit Zeichnungen, Rechenblättern und simulierten Prüf- und Störungsdaten. Reale Maschinen-, Gefahrstoff-, Elektro- und gesundheitsbezogene Arbeiten erfolgen ausschließlich im zulässigen Ausbildungsrahmen unter qualifizierter Anleitung und der erforderlichen Aufsicht. Dieser Kurs ersetzt keine Unterweisung, betriebliche Freigabe oder amtliche Ausbildung beziehungsweise Prüfung. Über Ausbildung – Edelsteinfasser erreichst du das Berufsportal.

Auftrag, Gestaltung und technische Darstellung

Lernfeld und Ausbildungsbeginn richtig zuordnen

Die Edelsteinfasser-Ausbildungsverordnung vom 20. März 2025 gilt seit dem 1. August 2025. Der Beruf ist eigenständig, dauert 42 Monate und hat keine Fachrichtungen. Der gemeinsame schulische Rahmenlehrplan mit Gold- und Silberschmieden macht Edelsteinfassen nicht zu einer Fachrichtung dieses anderen Berufs. Für ältere Ausbildungsverhältnisse ist die Übergangslage mit Ausbildungsbetrieb und Schule abzugleichen; § 4 Absatz 5 BBiG enthält die Grundregel zur Fortgeltung bisheriger Vorschriften. Quellen: geltende Ausbildungsordnung, BIBB-Berufsprofil und BBiG § 4.

Maßgeblich für diesen Lernauftrag ist der vollständige Abschnitt auf PDF-Seite 13 der KMK-Originalquelle. Die berufsbezogenen Vorbemerkungen verlangen, Gestaltung, Technik und vollständige berufliche Handlung zusammenzudenken. Die angehängten Entsprechungslisten tragen ältere Entwurfsstände; für geltendes Ausbildungsrecht ist die aktuelle Verordnung heranzuziehen. Eine Vollabnahme aller Ausbildungs- und Prüfungsanforderungen ist mit diesem Lernfeldkurs nicht verbunden.

Lernweg: Auftrag → Planung → Berechnung und Vorbereitung → angeleitete Fertigung oder Simulation → Prüfung und Präsentation. Didaktischer Vorschlag für die sechs Fachkapitel: 6, 6, 8, 7, 5 und 8 Stunden einschließlich Aktivitäten; keine amtlichen Einzelkapitelvorgaben.

Aus einem Wunsch wird ein prüfbarer Auftrag

Einteilig bedeutet hier: Das Grundbauteil entsteht aus einem zusammenhängenden Materialstück. Bohrungen und Vertiefungen ändern daran nichts. Eine zusätzlich angelötete Öse wäre dagegen ein weiteres Teil. Ein Halbzeug ist ein vorbereitetes Ausgangserzeugnis, etwa Blech, Draht, Rohr oder ein Profil. Gerät bezeichnet im Berufskontext metallene Gebrauchs- oder Ziergegenstände, beispielsweise ein Gefäß; es ist nicht gleichbedeutend mit einer Werkzeugmaschine.

Ergänze „Fassungsträger mit mittigem Loch“ um Werkstoffzustand, Außenmaße, Dicke, Durchmesser, Lagebezüge, Maßabweichungen, Oberfläche und spätere Funktion. Die Maßtoleranz ist die Differenz zwischen zulässigem Höchst- und Mindestmaß. Obere und untere Abmaße legen diese Grenzen bezogen auf das Nennmaß fest. Prüfe Spannflächen und sicheren Ablauf. Fehlende Angaben werden als Rückfragen dokumentiert.

Auftragsaspekt	Prüffrage	Beispiel für eine nachvollziehbare Ergänzung
Funktion	Was soll das Bauteil später leisten?	Übungsträger für eine spätere Fassung; noch kein fertiger Steinsitz.
Konstruktion	Welche Maße sind funktionsbestimmend?	Mittelpunkt der Öffnung auf zwei festgelegte Bezugskanten beziehen.
Fertigung	Kann das Teil sicher gehalten und bearbeitet werden?	Bearbeitung mit vorgesehenem Maschinen-Schraubstock und geeigneter Schonauflage planen.
Gestaltung	Welche Wirkung soll entstehen?	Geometrisch, ruhig und spiegelsymmetrisch; Kreis als Blickpunkt.
Qualität	Woran erkennst du ein brauchbares Ergebnis?	Maße innerhalb der Grenzen, keine scharfen Grate oder störenden Spannabdrücke.
Organisation	Welche Daten sind nötig?	Auftragscode LF3-M01, Zeichnungsversion, Termin und anonymes Prüfprotokoll.

Prüfe bei handwerklich vorbearbeiteten Rohteilen Bezugskanten, Aufmaße und Oberfläche. Eine schräg gefeilte Bezugskante kann eine falsch liegende Bohrung verursachen. Dokumentiere erforderliche Änderungen mit Versionsstand.

Metall und Halbzeug begründet auswählen

Nicht nur die Farbe entscheidet. Für die Auswahl zählen Zusammensetzung, Festigkeit und Verformbarkeit, Lieferzustand, vorgesehene Bearbeitung, Oberflächenwirkung, Beschaffbarkeit und Rückgewinnung. Eine Legierung enthält mindestens ein Metall und weitere Elemente; ihre Eigenschaften sind nicht automatisch die des reinen Hauptmetalls. Silber- und Goldlegierungen dienen beruflichen Schmuckanwendungen, Kupfer oder geeignete Messinghalbzeuge können für freigegebene Übungen infrage kommen. Die genauen Eigenschaften und Bearbeitungshinweise gehören zur konkreten Werkstoffdokumentation. Unbekannter Schmuckschrott ist kein eindeutig bestimmtes Übungsmaterial.

Halbzeug	Berufstypische Grundbauteile	Entscheidender Planungspunkt
Blech	Fassungsträger, flaches Zierelement, vorbereitete Grundplatte	Dicke, Ebenheit, Oberflächenschutz und ausreichende Spannfläche.
Draht	Stifte oder Rohlinge für spätere Halteelemente	Querschnitt, Geradheit und Zustand nach dem Ziehen; keine fertige Krappenfassung behaupten.
Rohr	Kurzer ringförmiger Rohling für spätere Fassungsarbeit	Innen- und Außendurchmesser sowie Wanddicke getrennt betrachten; Verformung durch Spannen vermeiden.
Profil	Rechteckiger, runder oder anders geformter massiver Rohling	Ein zweckmäßiges Ausgangsprofil kann Abtrag und Materialverlust verringern.

Gelöste Auswahl: Eine flache rechteckige Platte entsteht zweckmäßig aus Blech; Runddraht verursacht unnötigen Abtrag. Für einen Ringrohling kann ein passendes Rohr Material sparen. Sichere Spannbarkeit bleibt jeweils Voraussetzung.

Gestaltung und Kunstgeschichte in eine eigene Form übersetzen

Proportion beschreibt Größenverhältnisse, Symmetrie eine geordnete Entsprechung von Formen und Kontrast einen wahrnehmbaren Gegensatz, etwa zwischen gerader Außenkante und runder Vertiefung. Ein Motiv ist das wiedererkennbare Formthema. Du entwickelst daraus eine funktional herstellbare Form, statt Schmuck nur nachträglich zu verzieren.

Bildimpuls: Die Fotografie von SiefkinDR zeigt Glasanhänger mit Kordeln und Quasten. Untersuche Kontur, Wiederholung und Wirkung der hellen beziehungsweise dunklen Flächen. Die Glasobjekte sind eine gestalterische Anregung, kein Beispiel für das Fräsen eines Metallrohlings. Als kunstgeschichtlicher Bezug eignet sich Art déco: Das Victoria and Albert Museum erläutert geometrisch geprägten Schmuck der 1920er- und 1930er-Jahre. Art déco besitzt unterschiedliche Einflüsse; „alles ist streng geometrisch“ wäre eine unzulässige Vereinfachung. V&A: Art Deco fashion, englische Museumsquelle.

Entwurfsvergleich: A verbindet Rechteck und mittige Kreisvertiefung. B ergänzt unsymmetrische, spitze Ausschnitte und wirkt bewegter. Wir wählen A: klare Mittelachse, mehr zusammenhängende Spannfläche, leichter prüfbare Randabstände. Die eigene Interpretation verbindet Gestaltung, Herstellbarkeit und Sicherheit.

Skizze, Fertigungszeichnung und scheinräumliche Schwarzweißdarstellung

Die freie Entwurfsskizze hilft dir, Ideen zu vergleichen. Die Fertigungszeichnung enthält überprüfbare Ansichten, Maße, Toleranzen, Werkstoffangabe, Maßstab und Version. Die scheinräumliche Schwarzweißzeichnung vermittelt Form, Tiefe und Materialwirkung durch Raumrichtungen, Schraffur und Helligkeitsunterschiede. Keine dieser Darstellungen ersetzt die beiden anderen.

Zeichenweg: Übernimm aus dem farbigen Hilfsschema drei Achsrichtungen und stelle Länge, Breite und Dicke dar. Kreisränder erscheinen schräg als Ellipsen. Zeichne dein Werkstück in Schwarzweiß; graue Seiten und helle Oberseite vermitteln Tiefe. Ergänze bemaßte Draufsicht und Mittelschnitt, der Vertiefung und Restboden eindeutig zeigt.

Maßstab 2:1: Reale 20 mm erscheinen als 40 mm auf Papier; die Maßzahl bleibt 20 mm. Kontrolliere eine Referenzlänge, denn automatische Druckanpassung kann den Maßstab verändern. Maßzahlen bestimmen die Fertigung.

Aufmaß ist Material, das gezielt für spätere Bearbeitung stehen bleibt. Bei 22 × 16 mm Rohmaß und 20 × 14 mm Fertigmaß beträgt das rechnerische gleichmäßig verteilte Aufmaß 1 mm je Außenkante. Ob es tatsächlich überall vorhanden ist, musst du auch bei einem vorgefeilten Rohteil prüfen. Übertrage Mittellinien und Maße aus denselben Bezugskanten; addierte Einzelabstände können sich zu einer ungünstigen Maßkette summieren. Die konkrete Markiermethode muss zur Oberfläche passen, damit Sichtflächen nicht unnötig verletzt werden.

Digitale Unterlagen erleichtern Änderungen: Speichere beispielsweise LF3-M01_Zeichnung_v02 und ein zugehöriges Prüfblatt mit identischer Versionskennung. Erhalte die ursprünglichen Sollwerte, kennzeichne freigegebene Änderungen und prüfe Einheiten beim Import. So verbindet Technische Zeichnung Gestaltung mit nachvollziehbarer Fertigung.

Umformen mit Maschinen: Walzen und Ziehen

Ein Halbzeug besitzt bereits eine Grundform: Blech, Draht, Rohr oder Profil. Beim Umformen veränderst du diese, ohne das Material planmäßig zu trennen. Beim Walzen wirken überwiegend Druckkräfte, beim Ziehen bewegt eine Zugkraft das Material durch eine formgebende Öffnung. Die Maschine übernimmt Kraft und Bewegung; die richtige Verfahrenswahl bleibt deine Planungsaufgabe.

Praxisrahmen: Reale Maschinenarbeiten setzen Freigabe, Unterweisung, aktuelle Betriebsanleitung und qualifizierte Begleitung voraus. Die Rechenmodelle sind vollständig ohne Maschine lösbar. Ihre Zahlen sind keine freigegebenen Maschineneinstellungen.

Werkstoffzustand, Halbzeug und Formänderung

Die Eignung eines Metalls hängt von Legierung, Bearbeitungszustand und vorhandenen Fehlern ab. Eine Werkstoffkarte hält Bezeichnung, Maße, Zustand und Herkunftsbeleg fest. Die Farbe allein identifiziert keine Legierung. Eindeutige Materialzuordnung ermöglicht zugleich getrennte Rückgewinnung.

Beim Kaltumformen können Festigkeit und Härte zunehmen, während die Umformbarkeit abnimmt: Kaltverfestigung. Risse oder ungewöhnlicher Kraftanstieg verlangen eine Unterbrechung und fachliche Prüfung. Eine gegebenenfalls erforderliche Wärmebehandlung richtet sich nach Legierung und freigegebenem Verfahren und erfolgt nur qualifiziert angeleitet. Universelle Glühtemperaturen oder feste Glührhythmen für alle Schmucklegierungen gibt es nicht.

Halbzeug	Mögliche maschinelle Formänderung	Besonderer Prüfpunkt
Blech	Dicke durch geeignete Flachwalzen verringern	Dicke an mehreren Stellen, Ebenheit, Randzustand
Draht	Querschnitt durch Profilwalzen oder Ziehen verändern	Durchmesser beziehungsweise Profilmaße, Risse, Gleichmäßigkeit
Rohr	Durch geeignete Rohrziehverfahren Abmessungen verändern	Außenmaß und Wanddicke; Innenwerkzeug und Verfahren gezielt auswählen
Profil	Vorhandenen Querschnitt durch passende Werkzeuge weiterformen	Maßhaltigkeit und erhaltene Kontur statt nur eines Einzelmaßes

Die Tabelle beschreibt Möglichkeiten, keine allgemeine Maschinenfreigabe. Dünnwandige Teile können zusammengedrückt werden. Für einen Fassungsrohling ist ein bereits passendes Halbzeug mitunter wirtschaftlicher als eine lange Umformfolge.

Walzen: Der Walzspalt bestimmt die Formänderung

Das Foto zeigt vor allem Gehäuse und Handrad, das Walzenpaar ist kaum sichtbar. Es dient der Bauteilorientierung und belegt keine heutigen Schutzanforderungen.

Beim Walzen läuft Material zwischen rotierenden Walzen hindurch. Flache Werkzeugflächen bearbeiten Blech, geeignete Rillen verändern Drahtquerschnitte. Der Walzspalt ist der Abstand der Werkzeugflächen. Seine Einstellung ersetzt nicht die anschließende Dickenmessung: Werkzeugzustand, Systemverformung und Materialverhalten beeinflussen das Ergebnis.

Ein Motorwalzwerk benötigt sichere Aufstellung, passende Kapazität und vorgesehene Schutz- und Führungseinrichtungen. Seine Walzen bilden gefährliche Einzugsstellen. Finger, lose Kleidung, Schmuck, Haare und ungeeignete Hilfsmittel dürfen nicht erfasst werden. Schutzvorrichtungen werden weder entfernt noch überbrückt.

Die Fachkraft legt Umformschritte, Führung, Hilfsmittel und Zwischenprüfungen fest. Nach freigegebenem Durchlauf und sicherem Stillsetzen vergleichst du mehrere Dickenmessungen sowie Form und Oberfläche mit dem Zwischenziel. Weiterwalzen setzt geeigneten Werkstoffzustand und ausreichende verbleibende Maße voraus.

Partikel und beschädigte Walzenflächen können sich in weiches Metall eindrücken. Das spätere Entfernen kostet Material. Reinigung und Pflege erfolgen deshalb im vorgeschriebenen sicheren Zustand nach aktueller gerätespezifischer Anleitung.

Die englische Durston-Anleitung erläutert Walzprinzipien und Fehlerbilder. Sie betrifft Handwalzen; ihre Bedien- und Pflegehinweise dürfen nicht auf Motorwalzen übertragen werden.

Gelöstes Modell: Aus dünner wird länger

Fachvideo: Andrew Berry führt auf der Durston-Seite ein handbetriebenes Schmuckwalzwerk vor; englische Produktvorführung.

Beobachte glatte Walzbahn und Drahtprofile. Fachwörter: rolling mill = Walzwerk, sheet = Blech, wire = Draht. Das Umformprinzip hilft beim Verständnis; die Bedienweise darf nicht auf Motorwalzen übertragen werden.

Für eine idealisierte Volumenrechnung nehmen wir konstante Dichte, keinen Materialverlust und unveränderte Breite an. Ein Blech ist vor der Umformung 20 mm lang, 20 mm breit und 1,50 mm dick. Seine neue Dicke soll im Rechenmodell 1,20 mm betragen.

$V_{0} = L_{0} \cdot b_{0} \cdot s_{0} = 20 \cdot 20 \cdot 1,50 = 600 m m^{3}$

$L_{1} = \frac{V_{0}}{b_{1} \cdot s_{1}} = \frac{600}{20 \cdot 1,20} = 25 m m$

Die Dicke sinkt um 20 Prozent, die Länge steigt um 25 Prozent: verschiedene Bezugsgrößen! In der Realität kann auch die Breite wachsen. Die modellierte Abnahme ist keine Empfehlung für einen einzelnen Walzdurchlauf.

Ziehen: Querschnitt durch eine Werkzeugöffnung verändern

Im Schema führt der größere Einlauf links zur engeren Kalibrierzone rechts. Beschriftung: Bell radius = Einlaufrundung; Entrance angle = Einlaufwinkel; Approach angle = Umformwinkel; Land = Kalibrierzone; Back relief = Auslaufentlastung; Carbide die = Hartmetalleinsatz; Steel casing = Stahlfassung.

Beim Drahtziehen zieht eine Kraft den vorbereiteten Draht durch eine geeignete Werkzeugöffnung. Runde und profilierte Öffnungen ergeben unterschiedliche Querschnitte. Eine motorisierte Ziehbank von Durston zeigt eine maschinengestützte Ausführung im Schmuckhandwerk.

Erforderlich sind passendes Ziehwerkzeug, sichere Aufnahme, geeignetes Greifsystem und gegebenenfalls freigegebener Schmierstoff. Zugweg und Kräfte müssen zur Maschine passen. Versagt die Klemmung oder reißt der Draht, droht Zurückschlagen. Personen bleiben außerhalb gefährdeter Zugbereiche; Hände fern von bewegten Teilen und Einlaufstellen.

Die Fachkraft legt Werkzeugfolge, Vorbereitung und Zwischenprüfungen fest. Zulässige Querschnittsänderungen hängen von Legierung, Zustand, Werkzeug und Prozessbedingungen ab. Eine größere Lochdifferenz spart nicht automatisch Zeit: Sie kann Fehler verursachen. Nach sicherem Stillsetzen prüfst du mehrere Stellen und Richtungen; eine einzige Messung belegt keine Gleichmäßigkeit.

Gelöstes Modell: Drahtdurchmesser und Materiallänge

Ein ideal zylindrischer Draht ist 100 mm lang und hat 2,00 mm Durchmesser. Im verlustfreien Rechenmodell wird sein Durchmesser auf 1,80 mm verringert. Mit der Kreisfläche $A = π d^{2} / 4$ und $A_{0} L_{0} = A_{1} L_{1}$ folgt:

$L_{1} = L_{0} \cdot \frac{d_{0}^{2}}{d_{1}^{2}} = 100 \cdot \frac{2,0 0^{2}}{1,8 0^{2}} \approx 123,46 m m$

Der Durchmesser sinkt um 10 Prozent, der Querschnitt dagegen um 19 Prozent: $1,8 0^{2} / 2,0 0^{2} = 0,81$ . Durchmesser- und Flächenänderung sind verschieden. Das geometrische Ergebnis legt weder Ziehschritte noch Maschinenbelastung fest.

Fehler erkennen und ohne Maschine untersuchen

Beobachtung	Denkbare Ursache und sichere Reaktion
Risse, Kraftanstieg	Materialzustand oder Überbeanspruchung prüfen lassen; stoppen und dokumentieren
Ungleiche Dicke	Rohteil, Einstellung oder Walzenzustand prüfen lassen; Messstellen vergleichen
Druckstellen oder Riefen	Partikel, Werkzeugschaden oder Prozessfehler prüfen lassen; nicht ungeprüft weiterbearbeiten

Gelöste Papiersimulation: Die synthetischen Dicken 1,21; 1,20; 1,18 und 1,27 mm sollen 1,20 ± 0,03 mm erfüllen. Zulässig: 1,17 bis 1,23 mm. Die vierte Stelle wird markiert und protokolliert. Erst Ursachen prüfen; blindes Weiterwalzen könnte andere Stellen zu dünn machen.

Trennen mit Maschinen: Sägen, Bohren und Fräsen

Beim spanenden Trennen entfernt ein Werkzeug Material. Fertigteil- und Rohteilmasse unterscheiden sich deshalb. Schnittfugen, Späne und Aufmaße gehören in die Planung. Edelmetallreste werden getrennt zurückgewonnen; vermeidbare Fehler kosten dennoch Material und Arbeitszeit.

Schnittbewegung, Vorschub und Schneidkeil

Englische Bildbegriffe: Lip = Hauptschneide; Chisel edge = Querschneide; Flute = Spannut; Margin = Führungsfase; Land = Steg/Rücken; Web or core thickness = Kerndicke. Land bedeutet hier etwas anderes als im Ziehsteinschema.

Die Schnittbewegung bewirkt den Abtrag; Vorschub führt neuen Werkstoff an die Schneide. Beim Bohren rotiert das Werkzeug und bewegt sich axial. Beim Fräsen rotiert es; der Vorschub kann über den Tisch erfolgen. Sägen nutzen Band-, Blattrotation oder Hubbewegung. Nicht jede Säge lässt sich mit derselben Drehzahlformel beschreiben.

Der Span läuft über die Spanfläche; die Freifläche liegt zur bearbeiteten Oberfläche. Freiwinkel vermindert Reibung, Keilwinkel beeinflusst Stabilität, Spanwinkel den Spanablauf. Ein dünner Keil kann empfindlicher sein. Bohrer-Spitzenwinkel und Keilwinkel sind verschieden; dazu Gühring zur Bohrergeometrie.

Sägen: Kontur vorbereiten und Material erhalten

Eine Säge besitzt aufeinanderfolgende Schneiden mit Zwischenräumen für den Spantransport. Blattart, Zahnteilung und Geschwindigkeit müssen zu Material, Dicke, Kontur und Maschine passen. Ein Blech verlangt andere Werkzeuge als ein dickes Profil; bloße Passfähigkeit eines Blatts bedeutet keine Werkstoffeignung.

Eine geeignete Metallbandsäge oder Feinsäge muss für den Einsatz vorgesehen sein. Halterung und Blattspannung werden nach Anleitung geprüft. Das Rohteil benötigt sichere Spannung beziehungsweise vorgesehene Führung. Die Fachkraft plant zulässige Werkstückgrößen und sichere Spannflächen bereits beim Zuschnitt; winzige freie Reste werden nicht mit den Fingern festgehalten.

Die Schnittlinie folgt Zeichnung und Bezugskante. Ein Aufmaß lässt Reserve für die nachfolgende Bearbeitung. Modellbeispiel: 14,60 mm Rohbreite für 14,00 mm Fertigbreite ergeben insgesamt 0,60 mm Reserve, symmetrisch 0,30 mm je Seite. Bei der Festlegung der Sägeschnittlage ist zusätzlich die Schnittfugenbreite zu berücksichtigen.

Verlaufender Schnitt, starke Grate oder Rattern können durch Werkzeug, Verschleiß, Führung oder Prozessbedingungen entstehen. Bei ungewöhnlichem Verhalten wird angehalten. Ein verklemmtes Blatt wird nie bei laufendem Antrieb freigezogen. Entnahme und Fehlerprüfung erfolgen im vorgeschriebenen sicheren Zustand.

Bohren: Runde Öffnungen mit definierter Lage herstellen

Ordne die Bauteile im Foto zu. Die Aufnahme von 2006 ersetzt keine heutige Prüfung der konkreten Maschine.

Beim Bohren entsteht oder erweitert sich eine Öffnung. Für spätere Fassungssitze zählen neben dem Durchmesser Lage, Achsrichtung, Tiefe und Austritt. Eine schöne Oberfläche gleicht einen falsch positionierten Sitz nicht aus.

Die Auswahl berücksichtigt Legierung, Größe, Lochart, Schneidstoff und Werkzeugdaten. HSS bezeichnet Schnellarbeitsstahl; Hartmetall besitzt andere Eigenschaften. Teurer bedeutet nicht automatisch geeigneter. Eine passende unbeschädigte Aufnahme hält den Bohrer; zu großer freier Überstand kann seine Stabilität verschlechtern.

Eine passende Vorrichtung oder ein befestigter Maschinenschraubstock sichert das Teil gegen Mitdrehen und Anheben. Schonbacken dürfen die sichere Spannung nicht beeinträchtigen. Für den Bohreraustritt sind geeigneter Freiraum oder Unterlage vorzusehen. Die Fachkraft legt Positionierung und Vorbereitung fest; Körnen ist bei empfindlichen Schmuckteilen nicht automatisch geeignet.

Drehzahl und Vorschub hängen von Werkzeug, Durchmesser, Material und Bearbeitungsbedingungen ab. Schlechte Spanabfuhr, Verschleiß oder falsche Belastung schaden Oberfläche und Maßhaltigkeit. Die Formeln $n = 1000 v_{c} / (π d)$ und $v_{f} = f_{n} n$ stehen in der Formelsammlung von Sandvik Coromant. Sie ersetzen keine freigegebenen Schnittdaten.

Gelöstes Fehlerbeispiel: Trotz passender Bohrerbeschriftung ist die Öffnung zu groß. Denkbar sind Rundlauffehler, Verschleiß oder unsichere Spannung. Das Teil wird geprüft und zurückgestellt. Werkzeug-Nennmaß ersetzt keine Werkstückprüfung; Weiterbohren verkleinert keine Öffnung.

Fräsen: Flächen, Vertiefungen und Konturen bearbeiten

Ein Fräser erzeugt beispielsweise Flächen, Nuten oder Absätze. Nicht jedes Werkzeug kann axial eintauchen; nicht jede Bohrmaschine verträgt Fräskräfte. Maschine, Aufnahme und Werkzeug müssen ausdrücklich zur Arbeit passen. Ein gewöhnliches Bohrfutter dient nicht ohne entsprechende Eignung als Fräserhalter.

Spannzangen oder andere geeignete Aufnahmen halten das Werkzeug; Schraubstock, Vorrichtung oder Spannpratzen sichern das Werkstück. Dünne Teile können sich unter Spannkraft verformen. Schonbacken und Auflagen müssen deshalb passend geplant werden. Die Werkzeugbahn darf Spannmittel und Unterlagen nicht treffen.

Schnitttiefe und Eingriffsbreite beschreiben den Werkzeugeingriff. Ihre Änderung beeinflusst Kräfte, Wärme, Späne und Schwingungen. Beim Fräsen gilt vereinfacht $v_{f} = f_{z} \cdot z \cdot n$ : Zahnvorschub, wirksame Schneidenzahl und Drehzahl bestimmen den Vorschub. Die englischen Sandvik-Fräsformeln erläutern auch den wirksamen Schneidendurchmesser.

Das Verhältnis von Vorschub- und Drehrichtung unterscheidet Gleichlauf- und Gegenlauffräsen. Die geeignete Arbeitsweise hängt unter anderem von Maschine, Antriebsspiel, Werkzeug und Aufspannung ab. Eine Richtung aus einem Internetvideo ist keine Freigabe für eine andere Maschine.

Rattermarken können durch mangelnde Stabilität, Werkzeugüberstand oder falsche Prozessbedingungen entstehen. Ein unerwünschter Absatz kann mit Werkzeugbahn oder Spannlage zusammenhängen. Anhalten und fachlich prüfen: Mehr Zustellung oder Festhalten des laufenden Teils sind keine Fehlerbehebung.

Hilfsstoffe, Späne und Zwischenprüfungen

Fachvideo: Bohren und Fräsen von Edelmetall – Thomas Proft, deutsch, 2012.

Vergleiche Werkzeugbewegung und Materialabtrag. Prüfe dargestellte Arbeitsweisen anhand der aktuellen Unterweisung; der ältere Film ist keine Arbeitsschutzfreigabe.

Ein geeigneter Kühlschmierstoff kann Reibung mindern, Wärme abführen und den Spantransport unterstützen. Trockenbearbeitung, Öl und Emulsion sind nicht beliebig austauschbar. Freigegebener Prozess, Sicherheitsdatenblatt, Hautschutz, geeignete Zufuhr, Emissionserfassung und Entsorgung bestimmen die Auswahl. Unbekannte Mittel werden nicht gemischt.

Späne sind scharf und können heiß sein. Entferne sie nur im vorgeschriebenen sicheren Stillstand mit geeigneten Hilfsmitteln; wirble sie nicht mit Druckluft auf. Die BGHM-Praxishilfe zum Fräsen erläutert diese Maßnahmen. Bei Einzugsgefahr an rotierenden Werkzeugen werden keine Handschuhe getragen. Für abgesicherte Reinigung und andere Tätigkeiten gilt die jeweilige Gefährdungsbeurteilung; siehe DGUV/IFA zu Schutzhandschuhen.

Eine Zwischenprüfung erfasst Merkmale, bevor sie schwer erreichbar oder nicht mehr korrigierbar sind. Außenmaß, kleine Bohrung, Tiefe und Ebenheit verlangen passende Prüfmittel. Messen erfolgt am stillgesetzten Werkstück, mit sauberen Messflächen und ausreichend temperiertem Bauteil.

Gelöste Papiersimulation: Eine synthetische Fräsvertiefung soll 0,50 ± 0,05 mm tief sein. Bei 0,42 mm kann die Fachkraft eine geeignete Nacharbeit prüfen; 0,60 mm ist bereits zu tief und wird durch weiteres Fräsen nicht korrigiert. Du dokumentierst Bauteilkennung, Zeichnungsstand, Befund und Entscheidung ohne personenbezogene Daten. Eine digitale Planung ist dabei nicht automatisch CNC-Fertigung.

Prozessdaten, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit

Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit und Vorschub berechnen

Die Drehzahl n sagt, wie oft sich ein Werkzeug in einer Minute dreht. Die Schnittgeschwindigkeit v_c ist die Geschwindigkeit der Schnittbewegung in Schnittrichtung. Am äußeren Umfang eines Bohrers hängt sie vom Durchmesser ab. Der Vorschub bringt die Schneide in neues Material. Deshalb sind hohe Drehzahl, hohe Schnittgeschwindigkeit und großer Vorschub drei unterschiedliche Aussagen.

Für ein rotierendes Werkzeug gilt mit Durchmesser d in mm, n in min⁻¹ und v_c in m/min:

$v_{c} = \frac{π d n}{1000} n = \frac{1000 v_{c}}{π d}$

Der Faktor 1000 rechnet Millimeter in Meter um. Er ist keine frei wählbare Sicherheitszugabe. Für das Bohren gilt mit dem Umdrehungsvorschub f_n in mm/U:

$v_{f} = f_{n} n$

Beim Fräsen wird oft der Zahnvorschub f_z in mm/Zahn verwendet. Mit der wirksamen Schneidenzahl z erhältst du $v_{f} = f_{z} z n$ . Je nach Fräsergeometrie ist der wirksame Schneidendurchmesser zu verwenden. Quellen: Sandvik: Formeln zum Bohren und Sandvik: Fräsformeln, englisch.

Vollständig gelöstes Rechenbeispiel: Für unsere reine Bohrsimulation sind d = 3,00 mm und v_c = 12 m/min vorgegeben. Daraus folgt n = 1000 · 12 / (π · 3) = 1273,24 min⁻¹. Im Simulationsauftrag ist die Stufe 1200 min⁻¹ zugelassen. Wir rechnen zurück: v_c,ist = π · 3 · 1200 / 1000 = 11,31 m/min. Mit dem vorgegebenen f_n = 0,03 mm/U ergibt sich v_f = 0,03 · 1200 = 36 mm/min. Ein ausdrücklich vorgegebener gesamter Vorschubweg von 3 mm würde rechnerisch 3 / 36 min = 5 s beanspruchen. Rüsten, Zustellen und Prüfen sind darin nicht enthalten; der Vorschubweg ist wegen An- und Überlauf nicht automatisch gleich der Blechdicke.

Gelöstes Fräsmodell: d = 4 mm und v_c = 20 m/min ergeben n ≈ 1592 min⁻¹. Bei zugelassenen 1500 min⁻¹ gilt v_c,ist ≈ 18,85 m/min. Mit z = 2 und f_z = 0,01 mm/Zahn folgt v_f = 0,01 · 2 · 1500 = 30 mm/min.

Alle eingesetzten Schnittdaten sind fiktive Rechengrößen. Sie sind keine Einstellempfehlungen für Messing, Silber, Gold oder eine konkrete Maschine. Reale Werte hängen von Legierung, Werkzeug, Aufnahme, Spannung, Bearbeitung, Kühlung und Herstellerangaben ab und werden im freigegebenen Arbeitsplan festgelegt. Eine zulässige Drehzahlstufe auszuwählen ist keine universelle Regel „immer abrunden“.

Vergleich bei gleichem Modellwert v_c = 12 m/min	Rechnerische Drehzahl
d = 2 mm	1910 min⁻¹
d = 3 mm	1273 min⁻¹
d = 6 mm	637 min⁻¹

Deutung: Verdoppelst du den Durchmesser, halbiert sich bei unveränderter Schnittgeschwindigkeit die Drehzahl. Bei unveränderter Drehzahl verdoppelt sich dagegen die Umfangsgeschwindigkeit. Die Umfangsformel darf nicht ohne Anpassung auf eine hin- und hergehende Maschinensäge übertragen werden.

Leistung, Energie und Kosten unterscheiden

Leistung P beschreibt umgesetzte Energie je Zeit, Energie E den gesamten Energieeinsatz. Ein Kilowatt ist eine Leistungseinheit; eine Kilowattstunde ist eine Energieeinheit. Mit der mittleren elektrischen Aufnahmeleistung in kW und der Zeit in Stunden gilt $E = P t$ und umgestellt $P = E / t$ . Eine mechanische Schnittleistung und die elektrische Aufnahmeleistung sind wegen Antrieb, Verlusten und Nebenaggregaten nicht gleich. Auch eine Typenschildangabe ist nicht automatisch die während jeder Arbeitsphase tatsächlich aufgenommene Leistung.

Die folgenden Zahlen stammen aus einem synthetischen Betriebsprotokoll. Du arbeitest mit bereitgestellten Daten; es ist keine elektrische Messung oder Installation durch Lernende erforderlich.

Betriebszustand	Zeit	Mittlere elektrische Aufnahmeleistung	Energie
Bearbeitung	12 min = 0,20 h	0,30 kW	0,30 · 0,20 = 0,0600 kWh
Bereitschaft, Spindel stillgesetzt	8 min = 8/60 h	0,08 kW	0,08 · 8/60 = 0,01067 kWh
Summe	20 min	Nicht einfach die Leistungen addieren	0,07067 kWh

Umgekehrt ergibt P = 0,0600 kWh / 0,20 h = 0,30 kW. Die mittlere Leistung über den gesamten 20-minütigen Ablauf beträgt 0,07067 / (20/60) ≈ 0,212 kW. Beide Ergebnisse können richtig sein, weil sie verschiedene Zeitabschnitte beschreiben.

Energiediagramm des Modellablaufs: Die Breiten zeigen gerundete Anteile; die exakten Zahlen stehen in der Tabelle.

Bearbeitung: 84,9 % – 0,0600 kWh	Bereitschaft: 15,1 % – 0,01067 kWh

Für einen fiktiven Strompreis von 0,35 €/kWh entstehen 0,07067 · 0,35 = 0,02473 € Energiekosten. Der ebenfalls fiktive Maschinenstundensatz von 18 €/h ohne Strom wird für die gesamte belegte Maschinenzeit angesetzt: 18 · 20/60 = 6,00 €. Zusammen sind das gerundet 6,02 €. Das ist keine vollständige Angebotskalkulation: Material, Arbeitslohn und weitere Kosten sind in diesem Modell noch nicht erfasst. Enthält ein realer Stundensatz die Energie bereits, darfst du diese nicht nochmals addieren.

Optimierung: Sechs Minuten weniger Bereitschaft sparen rechnerisch 0,08 · 6/60 = 0,008 kWh und 18 · 0,1 = 1,80 € Zeitkosten. Fixkosten sinken dadurch nicht automatisch. Sicherheit und erforderliche Prüfungen bleiben erhalten.

Maschinen freigeben, bedienen, pflegen und warten

Inbetriebnahme bedeutet, die vorgesehene Betriebsbereitschaft herzustellen und den sicheren Zustand zu überprüfen. Bedienen umfasst den freigegebenen Arbeitsvorgang. Pflegen erhält Sauberkeit und Gebrauchszustand. Wartung verzögert Abnutzung, beispielsweise durch vorgeschriebene Schmierung. Inspektion stellt den Istzustand fest und beurteilt ihn; siehe DGUV/IFA: Instandhaltung. Instandsetzen beseitigt einen Defekt und kann besondere Fachkunde erfordern. Diese Tätigkeiten dürfen nicht ohne Weiteres derselben Person übertragen werden.

Vor der ersten Benutzung verlangt BetrSichV § 12 eine tätigkeitsbezogene Unterweisung, danach mindestens jährliche Wiederholung. Für Jugendliche gilt zusätzlich JArbSchG § 29 mit mindestens halbjährlicher Wiederholung. Gefährliche Ausbildungsarbeiten unterliegen JArbSchG § 22 und seinen konkreten Voraussetzungen, insbesondere Ausbildungsnotwendigkeit und fachkundiger Aufsicht. Ein absolviertes Onlinequiz ersetzt diese Anforderungen nicht.

Freigabepunkt	Was du unter Anleitung prüfst beziehungsweise planst
Vorbereiten	Auftrag, aktuelle Betriebsanweisung, Zuständigkeit, persönliche Voraussetzungen und übersichtlicher Arbeitsplatz; passende Beleuchtung und Körperhaltung.
Sichtkontrolle	Erkennbare Schäden, Schutzvorrichtungen und Absaugung; bei Mängeln nicht starten, sondern melden.
Rüsten	Stillgesetzte und für die Tätigkeit gegen Wiederanlauf gesicherte Maschine; geeignete Werkzeugaufnahme, kurze erforderliche Auskragung und sichere Werkstückspannung.
Vor dem Start	Montagewerkzeuge entfernt, Schutz eingestellt, Betriebsraum frei und zulässige Einstellungen bestätigt; Haare sichern, Schmuck ablegen, passende Kleidung.
Beobachten	Prozess aus sicherer Position verfolgen; auffälliges Geräusch, Rattern, Werkstückbewegung oder Überhitzungsanzeichen sind Anlass zum vorgesehenen sicheren Stopp.
Nach dem Stopp	Stillstand und erforderliche Sicherung herstellen; erst dann messen, Späne mit geeigneten Hilfsmitteln entfernen und notwendige Nacharbeit abstimmen.
Abschließen	Reinigung und Pflege nur wie angewiesen; Zustand, Wartungsbedarf, Verbrauch und Abweichungen dokumentieren.

Diese Übersicht orientiert sich an der BGHM-Praxishilfe zu Fräsmaschinen; sie ist keine gerätespezifische Bedienungsanleitung. Schutzeinrichtungen werden nicht für bessere Sicht entfernt oder überbrückt.

Gefahren konkret beherrschen

Rotation und Einzug: Kleine Metallteile können vom Werkzeug erfasst werden. An der stationären Bohrmaschine ersetzt das Festhalten mit den Fingern keine geeignete Werkstückspannung. Bei Einzugsgefahr durch offene rotierende Teile werden keine Handschuhe getragen. Für andere, sicher stillgesetzte Tätigkeiten können geeignete Handschuhe erforderlich sein. Die Entscheidung ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung. DGUV/IFA: Handschuhe und Kühlschmierstoffe.

Späne, Staub und Hilfsstoffe: Schutzbrille und gegebenenfalls weitere festgelegte Schutzmaßnahmen schützen vor Partikeln. Hände, Kleidung und Arbeitsbereich werden nicht mit Druckluft von Metallstaub gereinigt. Staub wird möglichst an der Entstehungsstelle mit der geeigneten Absaugung erfasst; eine beliebig gewählte Maske ersetzt das nicht. Legierungs- und Stoffzusammensetzung bestimmen die erforderliche Beurteilung. Kühlschmierstoffe können Wärme abführen und Reibung verringern, bringen aber eigene Haut- und Stoffrisiken mit. Auswahl, Anwendung und Entsorgung folgen Sicherheitsdatenblatt und Betriebsanweisung; es gibt hier kein universelles Mischrezept. Fachbezug: DGUV/IFA: Hautschutz und VBG: Schleifen von Metallen.

Elektrik und Gesundheit: Bei beschädigtem Kabel, Gehäuse oder elektrischen Auffälligkeiten wird das Gerät nicht weiterverwendet, gesichert und gemeldet. Elektrische Reparaturen gehören in die Zuständigkeit qualifizierter Fachkräfte. Beschwerden durch Lärm, Staub, Hautkontakt oder ungünstige Haltung werden frühzeitig gemeldet und über die vorgesehenen betrieblichen Wege geklärt. Die Lernenden führen keine medizinischen Behandlungen oder elektrischen Reparaturversuche durch. BGHM: elektrische Anlagen und Betriebsmittel.

Sichere Simulation: Du ordnest Fotos und Karten von Spannmitteln, Schutzmaßnahmen und Fehlerbildern einem digitalen Arbeitsplan zu. Ein Partner prüft die Freigabepunkte anhand des Auftrags. Schalter, laufende Maschinen, Chemikalien oder elektrische Bauteile werden dafür nicht benötigt.

Qualität prüfen, Fehler bearbeiten und Ressourcen schonen

Messgerät und Lehre passend auswählen

Messen liefert einen Zahlenwert, den du mit Einheit und Messbedingungen dokumentierst. Lehren prüft ein vorgegebenes Merkmal oder eine Grenze, ohne zwingend einen Zahlenwert anzuzeigen. Eine Gut-/Ausschusslehre beantwortet eine begrenzte Prüffrage; sie bestätigt nicht automatisch alle Merkmale eines Werkstücks. ARA: Lehren und Messwerkzeuge.

Ablesebeispiel: Auf der Hauptskala liest du zunächst die ganzen Millimeter vor dem Noniusnullpunkt ab. Die passende übereinstimmende Noniuslinie liefert den Bruchteil. Beim abgebildeten Messschieber sind das 3 mm und 0,58 mm, zusammen 3,58 mm. Die Bildbeschreibung bestätigt diesen Wert. Digitale Anzeige, Auflösung, Genauigkeit und Messunsicherheit sind unterschiedliche Begriffe: Ein Gerät mit einer Anzeige in 0,01-mm-Schritten garantiert keine Messunsicherheit von 0,01 mm.

Merkmal	Mögliches Prüfmittel	Typische Grenze oder Fehlerquelle
Außenlänge und -breite	Geeigneter Messschieber oder geeignetes Feinmessgerät	Grat, Schiefstellung oder zu hohe Messkraft verändern das Ergebnis.
Blechdicke	Geeignete Bügelmessschraube; mehrere Messstellen	Eine Einzelmessung belegt keine überall gleichmäßige Dicke.
Kleine Bohrung	Passende Lehrstifte, Grenzlehrdorn oder geeignetes Innenmessverfahren	Gewöhnliche Innenmessschnäbel sind für kleine Bohrungen nicht automatisch ausreichend.
Vertiefungstiefe	Geeignetes Tiefenmessgerät mit tragfähigem Bezug	Die Messbrücke darf nicht auf einem Grat liegen; der Boden muss erreichbar sein.
Lage und Symmetrie	Geeignete optische Messung oder festgelegte Bezugsmessung	Vom falschen Rand gemessen kann ein korrekter Zahlenwert die falsche Position beschreiben.
Kanten und Sichtfläche	Beleuchtete Sichtprüfung, gegebenenfalls Lupe und abgestimmtes Muster	Maßhaltigkeit schließt scharfe Grate und Druckstellen nicht aus.

Vor dem Messen prüfst du Prüfmittelzustand, Sauberkeit und Nullstellung. Werkstück und Prüfmittel sollen die vorgesehenen Messbedingungen erreichen; ein warmes Teil ist eine mögliche Fehlerquelle. Messkraft und Lage werden kontrolliert. In der Praxis sind Messunsicherheit und Entscheidungsregel vor der Freigabe festzulegen. Ein zweifelhaftes Grenzergebnis wird erneut sachgerecht geprüft und nicht durch günstig ausgewählte Einzelwerte „passend gemacht“. Herstellerhinweise: ASIMETO: Fehler beim Messen mit Handmesswerkzeugen.

Toleranzen und Korrekturen nachvollziehbar beurteilen

Für 20,00 ± 0,10 mm liegt das zulässige Intervall zwischen 19,90 und 20,10 mm. Die Toleranzbreite beträgt 0,20 mm. Unter den vereinfachten Aufgabenbedingungen liegt 20,04 mm innerhalb und 19,86 mm außerhalb. Aus einem zu kleinen Außenmaß wird durch weiteres Abtragen kein maßhaltiges Teil. Die richtige Reaktion lautet: kennzeichnen, sperren und die weitere Verwendung oder Neufertigung entscheiden lassen.

Ein größeres Außenmaß kann manchmal durch freigegebene Nacharbeit korrigiert werden. Eine zu große Bohrung, eine zu tiefe Vertiefung oder ein Riss sind dagegen nicht einfach durch „noch einmal Bohren“ zu beheben. Nach jeder Nacharbeit werden die betroffenen und möglicherweise mitveränderten Merkmale erneut geprüft. Ein Änderungswunsch an das Sollmaß ist ein neuer freizugebender Auftragsschritt, keine rückwirkende Reparatur des Prüfprotokolls.

Fehlerursachen prüfen und Störungen dokumentieren

Unterscheide Beobachtung, Ursachenvermutung und bestätigte Ursache. „Die Bohrung ist zu groß“ ist ein Befund. „Der Bohrer läuft unrund“ ist zunächst eine mögliche Erklärung. Auch Werkzeugzustand, Spannung oder ein ungeeignetes Messverfahren könnten beteiligt sein. Du gehst nicht auf Verdacht an laufende Antriebe, sondern hältst sicher an und vereinbarst die Prüfung mit der zuständigen Fachperson.

Synthetischer Befund	Mögliche Ursache	Sichere fachliche Reaktion
Blech wird einseitig dünner	Nicht paralleler Walzspalt oder ungleichmäßiges Ausgangsmaterial	Dicke an festgelegten Stellen prüfen; Einrichtung im gesicherten Zustand durch zuständige Person kontrollieren lassen.
Gezogener Draht reißt	Zu große Umformung, Verfestigung, Werkstoff- oder Werkzeugfehler	Stillsetzen; Materialzustand und Zugfolge prüfen lassen; keine pauschale höhere Zugkraft wählen.
Säge verläuft	Unpassende Führung, Spannung, Blattzustand oder Vorschub	Störung dokumentieren und Einrichtung prüfen lassen; kein seitliches Erzwingen des Schnitts.
Bohrung ist versetzt	Bezug falsch, Werkzeug läuft an ungünstiger Oberfläche weg oder Werkstück verschoben	Lage vor weiteren Bearbeitungen kontrollieren; Ursache eingrenzen, Rohteil zurückstellen.
Fräsfläche zeigt Ratterspuren	Unzureichende Steifigkeit, Werkzeugzustand oder ungeeignete Schnittdaten	Sicheren Stopp einleiten; Spannung, Auskragung und freigegebene Daten kontrollieren lassen.
Kabel beschädigt	Elektrischer Defekt möglich	Nicht weiterbenutzen; kennzeichnen und Fachkraft informieren.

Ein Störungsprotokoll enthält Auftrag und Maschine als sachliche Kennungen, Zeitpunkt, beobachtetes Symptom, Betriebszustand, betroffene Teile, sofortige Sicherung, Prüfauftrag, bestätigte Ursache, durchgeführte Maßnahme und erneute Freigabe. Für die Übung verwendest du Rollen wie „Ausbildungsleitung“ statt Klarnamen. Dokumentiere auch, wenn eine Ursache offen bleibt.

Nachhaltigkeit und Digitalisierung an konkreten Entscheidungen zeigen

Nachhaltiges Arbeiten beginnt vor dem ersten Span: Ein passendes Halbzeug, sinnvolle Anordnung der Rohteile und frühe Zwischenprüfung vermeiden unnötigen Verbrauch. Wiederverwendbare Abschnitte, sortenreine Metallreste, verunreinigte Stäube und verbrauchte Hilfsstoffe werden nach dem betrieblichen Entsorgungskonzept getrennt behandelt. Edelmetallreste sind wertvoll; ihr Wert erlaubt kein gesundheitsgefährdendes Sammeln oder unkontrolliertes Einschmelzen. Materialherkunft und Rückgewinnungsweg gehören zur begründeten Auswahl.

Betrachte Ökologie, Wirtschaftlichkeit und soziale Arbeitsbedingungen gemeinsam. Ein schnellerer Ablauf mit mehr Ausschuss oder ungünstiger Körperhaltung ist nicht automatisch besser. Für den Modellauftrag bieten sich drei Kennzahlen an: Materialausnutzung, Energie je brauchbarem Teil und Anteil ohne Nacharbeit akzeptierter Teile. Bei der Interpretation gibst du Stichprobengröße und Annahmen an.

Eine Tabellenkalkulation kann Einheiten prüfen, Summen bilden und Messwerte markieren. Kontrolliere ihre Formeln an einem von Hand gelösten Beispiel. Bewahre Rohwerte auf; ersetze sie nicht durch gerundete Wunschwerte. Ein digitaler Prüfdatensatz verbindet Auftragskennung, Zeichnungsstand, Merkmal, Sollgrenzen, Messwert, Einheit, Prüfmittelkennung, Entscheidung und Begründung. Für diesen Kurs bleiben sämtliche Einträge synthetisch. Kundenbilder, persönliche Lerndaten, Gesundheitsangaben, Passwörter und vertrauliche Betriebszeichnungen gehören nicht in öffentliche Dateien oder externe KI-Eingaben. Die passenden Lernbereiche sind Datenschutz, Qualitätssicherung und Nachhaltigkeit.

Beruflicher Modellauftrag: einteiliger Fassungsträger

Auftrag LF3-M01 und verbindliche Modelldaten

Die fiktive Werkstatt benötigt einen einteiligen Fassungsträger als Muster: eine rechteckige Platte mit mittiger Durchgangsbohrung und flacher Kreisvertiefung. Sie dient späteren Fassungsentscheidungen. Der Auftrag umfasst keine Steinmontage, keinen fertigen Steinsitz und kein Fügen.

Arbeitsprodukt: Ausgefüllter Ordner mit Entwurf, Zeichnungsdaten, Arbeitsplan, Kalkulation, Prüfprotokoll und Entscheidung; dazu Karton- oder digitales Modell, gegebenenfalls ein qualifiziert angeleitetes, freigegebenes Übungsstück. Simulation belegt Planung und Bewertung, keine praktische Maschinenkompetenz.

Materialentscheidung: Geeignetes Messingblech dient als kostenschonendes Muster; reale Legierung und Bearbeitungseignung sind vor Praxisbeginn zu klären. Nur für die Rechnung gilt die synthetische Modellcharge M-01, Rechendichte 8,50 g/cm³. Dies ist kein Herstellerwert. Edelmetall verlangt eine neue Werkstoff- und Prozessprüfung.

Merkmal	Sollvorgabe für das Modell
Rohteil	22,00 × 16,00 × 2,00 mm; die Dicke wird bereits passend bereitgestellt.
Fertiglänge L	20,00 ± 0,10 mm
Fertigbreite B	14,00 ± 0,10 mm
Dicke s	2,00 ± 0,05 mm
Durchgangsbohrung	Ø 3,00 ± 0,05 mm; durch das gesamte Teil.
Kreisförmige Vertiefung	Ø 8,00 ± 0,10 mm; Tiefe 0,50 ± 0,05 mm von der Oberseite.
Mittelpunkt in Draufsicht	x = 10,00 ± 0,10 mm vom linken Fertigrand; y = 7,00 ± 0,10 mm vom unteren Fertigrand.
Gestaltung	Rechteck und konzentrische Kreise, zwei Symmetrieachsen, ruhiger Wechsel von geraden und runden Formen.
Oberfläche	Keine scharfen Grate, keine im vereinbarten Sichtvergleich störenden Spannabdrücke; keine künstlich unterstellte Rauheitskennzahl.
Zeichnung	LF3-M01, Version 02; Maße in mm; Maßstab 2:1, reale Maßzahlen beibehalten.

Die Bohrung und die Vertiefung haben denselben Mittelpunkt. Für die reine Nennmaßrechnung beträgt die Restdicke neben der Durchgangsbohrung unter der Vertiefung 2,00 − 0,50 = 1,50 mm. Unter Kombination der zulässigen Dicke und Tiefe liegt diese rechnerisch zwischen 1,95 − 0,55 = 1,40 mm und 2,05 − 0,45 = 1,60 mm. Daraus folgt noch keine Tragfähigkeitszusage für eine reale Fassung.

Musterlösung: Gestaltung und vollständiger Zeichnungsdatensatz

Begründeter Entwurf: Wir wählen die im ersten Kapitel entwickelte Variante A. Das Verhältnis der Außenmaße beträgt 20:14, also etwa 1,43:1. Die Kreisvertiefung betont die Mitte, die verbleibende rechteckige Fläche bildet einen ruhigen Rahmen. Die Auseinandersetzung mit Art déco liefert eine Anregung zur geometrischen Formensprache; die Konstruktion ist ein eigener Unterrichtsentwurf.

Zeichnungselement	Daten, die eine andere Person nachvollziehen kann
Draufsicht, Koordinatenursprung	Linke untere Ecke der Fertigkontur ist O = (0; 0). Bezugskanten und Blickrichtung sind auf dem Blatt eindeutig beschriftet.
Außenkontur nach Nennmaß	Eckpunkte (0; 0), (20; 0), (20; 14), (0; 14), zurück zum Ausgangspunkt; kein zusätzliches Eckabrunden im Volumenmodell.
Öffnungen in Draufsicht	Mittelpunkt C = (10; 7), Bohrkreisradius 1,50 mm, Vertiefungskreisradius 4,00 mm; Durchmesser werden mit den Toleranzen aus dem Auftragsblatt bemaßt.
Schnitt durch C parallel zur langen Seite	Gesamtdicke 2,00 mm; die Vertiefung reicht 0,50 mm von oben hinein; die Bohrung geht durch. Unterschiedliche Tiefen sind mit getrennten Maßlinien dargestellt.
Scheinräumliche Schwarzweißansicht	Rechteckkörper mit erkennbarer Dicke, elliptisch erscheinende Kreisränder, heller Oberseite und einheitlicher Grauschraffur der Seiten; die Ansicht ist mit dem Zeichnungsdatensatz vereinbar.
Zusätzliche Angaben	Werkstoffentscheidung, Modellcharge, Version, Einheit, Maßstab, Oberflächenkriterium, Rohmaß und Aufmaß; keine Kundendaten.

Maßstabsprüfung 2:1: Die Kontrollstrecke von 20 mm misst auf Papier 40 mm. Der Bohrkreis erscheint 6 mm groß, bleibt aber mit Ø 3,00 ± 0,05 bezeichnet. Die Fertigungszeichnung muss fachlich geprüft sein.

Das bereitgestellte Rohteil ist in Länge und Breite um jeweils 2 mm größer als das Fertigteil. Bei mittiger Anordnung bleiben 1 mm Aufmaß je Seite. An einem schon von Hand gesägten oder gefeilten Teil werden die vorhandenen Ränder tatsächlich geprüft. Ein fehlendes Aufmaß wird gemeldet; es entsteht nicht durch eine neue Zeichnungslinie.

Musterlösung: Arbeitsplan mit Prüf- und Freigabepunkten

Phase	Verfahren und Ausstattung	Erwartetes Ergebnis und Prüfung
Auftrag freigeben	Anforderungen und Zeichnung V02 prüfen; sichere Simulation oder angeleitete Praxis festlegen.	Auftragsblatt vollständig; Werkstoff, Aufsicht und Zuständigkeiten geklärt.
Rohteil prüfen	Geeignete Außen- und Dickenmessung, Sichtprüfung; bei handwerklicher Vorbearbeitung Bezugskanten neu bewerten.	Rohmaß und Materialzustand dokumentiert; benötigte Aufmaße vorhanden.
Zuschnitt planen	Geeignete maschinelle Säge, passende Führung und sichere Werkstückspannung.	Falls Zuschnitt aus einem größeren Halbzeug erforderlich ist: zunächst Rohmaß mit Aufmaß herstellen; Schnittbreite bei der Einteilung beachten.
Außenkontur vorbereiten	Geeignete, für kleine und dünne Teile vorgesehene Fräseinrichtung mit abgestimmter Spannvorrichtung; Schonauflagen nur bei ausreichender Haltekraft.	Bezugskanten und Außenmaße entstehen in der festgelegten Reihenfolge; Werkzeugweg und Spannmittel kollidieren nicht.
Bohrung planen und ausführen beziehungsweise simulieren	Geeignete Bohrmaschine, passendes Werkzeug und gegen Mitdrehen gesichertes Teil; Position aus den Fertigbezügen übernehmen.	Ø 3-mm-Durchgang und Lage; Zwischenkontrolle vor weiterer Bearbeitung.
Vertiefung planen und ausführen beziehungsweise simulieren	Geeigneter Fräser, zugelassene Aufnahme und freigegebene Eintauch- und Vorschubstrategie; keine improvisierte seitliche Fräsbelastung eines ungeeigneten Bohrfutters.	Kreisvertiefung Ø 8 mm und 0,50 mm tief; Messung erst im sicheren Stillstand.
Kanten und Oberfläche fertigstellen	Unterwiesene, passende Entgrat- und Reinigungsmethode.	Keine scharfen Restgrate; keine unzulässige Maßveränderung oder Oberflächenbeschädigung.
Prüfen und übergeben	Geeignete Messgeräte, Lehren und abgestimmte Sichtprüfung; Rohwerte dokumentieren.	Vollständige Entscheidung: erfüllt, Nacharbeit oder gesperrt; Reste getrennt erfasst, Reflexion beigefügt.

Die Fachperson legt die Spannfolge fest: Werkzeugzugang und sicherer Halt müssen zugleich bestehen. Vorgesehene Spannflächen dürfen nicht vorzeitig abgefräst werden.

Verfahrensauswahl: Passendes Blech macht weiteres Walzen unnötig; Ziehen hilft dieser Platte nicht. Beide Pflichtverfahren sind in gesonderten gelösten Anwendungen behandelt. Bei anderem Halbzeugbedarf können eine gewalzte Blechdicke oder ein gezogener Drahtquerschnitt zweckmäßig sein.

Musterlösung: Schnittdaten, Material und Wirtschaftlichkeit

Das Bohrrechenblatt übernimmt die ausschließlich für die Simulation gesetzten Werte: d = 3 mm, v_c = 12 m/min, rechnerisch n = 1273,24 min⁻¹, zugelassene Simulationsstufe 1200 min⁻¹, daraus v_c,ist = 11,31 m/min. Mit f_n = 0,03 mm/U folgt v_f = 36 mm/min. Der im Rechenmodell vorgegebene gesamte Vorschubweg 3 mm ergibt 5 s reine Vorschubzeit. Die 20 Minuten im Maschinenkostenmodell betreffen dagegen den gesamten betrachteten Ablauf. Diese Zeiten dürfen nicht gleichgesetzt werden.

Materialbilanz mit Nennmaßen: Das Rohvolumen beträgt V₀ = 22 · 16 · 2 = 704 mm³. Das fertige Modell besitzt das Volumen des rechteckigen Körpers abzüglich der Durchgangsbohrung und der zusätzlich gefrästen ringförmigen Vertiefung:

$V_{T e i l} = 20 \cdot 14 \cdot 2 - \frac{π}{4} \cdot 3^{2} \cdot 2 - \frac{π}{4} \cdot (8^{2} - 3^{2}) \cdot 0,50 \approx 524,26 m m^{3}$

Die Durchgangsbohrung ist bereits vollständig abgezogen. Deshalb enthält der letzte Term 8² − 3²; ein zweiter vollständiger Zylinder würde denselben Raum teilweise doppelt abziehen. Kantenbruch, Rautiefen und weitere Oberflächenabträge sind im vereinfachten Volumenmodell nicht erfasst.

Da 1000 mm³ = 1 cm³, folgt mit der vorgegebenen Rechendichte 8,50 g/cm³:

Größe	Rechenweg	Ergebnis
Rohmasse	0,704 cm³ · 8,50 g/cm³	5,984 g
Modell-Fertigmasse	0,52426 cm³ · 8,50 g/cm³	etwa 4,456 g
Materialdifferenz	5,984 g − 4,456 g	etwa 1,528 g
Geometrische Werkstoffausnutzung	524,26 / 704 · 100 %	etwa 74,47 %

Die Differenz kann wiederverwendbare Abschnitte und Späne enthalten; sie ist nicht vollständig irreversibler Verlust. Bei der Nachkalkulation werden tatsächliche Restströme getrennt erfasst. Für eine echte Legierung werden Dichte und Materialpreis aus geprüften Unterlagen übernommen.

Maschinenkostenblatt: Bearbeitung 0,30 kW · 12/60 h = 0,0600 kWh; Bereitschaft 0,08 kW · 8/60 h = 0,01067 kWh; zusammen 0,07067 kWh. Der Modellpreis 0,35 €/kWh ergibt etwa 0,02473 €. Maschinenbelegung 18 €/h · 20/60 h ergibt 6,00 € ohne Strom. Ergebnis dieser Teilkalkulation: 6,02 €. Die beiden Kostengrößen werden erst am Ende gerundet und sind keine Marktpreise oder vollständigen Herstellungskosten.

Ausgefülltes Musterprüfprotokoll und begründete Korrektur

Alle folgenden Messwerte sind simuliert. Für die Rechenentscheidung wird das Ergebnis unmittelbar mit den Sollgrenzen verglichen. Bei realen Teilen sind geeignete Prüfmittel, Messunsicherheit und die vereinbarte Entscheidungsregel zusätzlich zu berücksichtigen.

Merkmal	Zulässiger Bereich	Synthetischer Befund	Entscheidung
Länge	19,90 bis 20,10 mm	20,04 mm	erfüllt
Breite	13,90 bis 14,10 mm	13,96 mm	erfüllt
Dicke	1,95 bis 2,05 mm	2,01 mm	erfüllt
Durchgangsbohrung	2,95 bis 3,05 mm	3,03 mm	erfüllt
Vertiefungsdurchmesser	7,90 bis 8,10 mm	7,97 mm	erfüllt
Vertiefungstiefe	0,45 bis 0,55 mm	0,49 mm	erfüllt
Mittelpunkt x	9,90 bis 10,10 mm	10,02 mm	erfüllt
Mittelpunkt y	6,90 bis 7,10 mm	6,95 mm	erfüllt
Kanten und Sichtfläche	Keine scharfen Grate oder störenden Druckstellen	Kleiner Restgrat am Bohrungsaustritt	Nacharbeit erforderlich

Abschlussentscheidung vor Nacharbeit: Das Muster ist maßlich im vereinfachten Prüfmodell passend, wird wegen des Restgrats aber zurückgestellt. Korrektur: Die Ausbildungsleitung gibt eine geeignete Entgratmethode frei. Nach der unterwiesenen Nacharbeit werden Kante und betroffene Maße erneut geprüft. Im synthetischen Nachprüfdatensatz lautet der Sichtbefund „kein scharfer Grat“, der Durchmesser bleibt 3,03 mm; alle übrigen Befunde sind unverändert. Erst jetzt wird das Werkstattmuster gemäß diesem Lernauftrag akzeptiert. Es erhält damit keine Freigabe für eine konkrete spätere Steinmontage.

Gegenbeispiel: Ein zweites Modellteil misst nur 19,86 mm in der Länge. Das Mindestmaß 19,90 mm ist unterschritten. Nacharbeit durch weiteren Abtrag scheidet aus. Das Teil wird gesperrt; eine andere Verwendung darf nur ausdrücklich vereinbart werden. Das Zeichnungssoll wird nicht heimlich geändert.

Ausgefülltes Musterstörungsprotokoll

Protokollfeld	Synthetischer Eintrag
Zuordnung	LF3-M01, V02, Maschine M-F1, Vorgang Fräsen; Rollenbezeichnung „Ausbildungsleitung“.
Beobachtung	Während eines simulierten Probelaufs treten Ratterspuren auf; kein Personenbezug.
Sofortmaßnahme	Vorgesehenen sicheren Stopp auslösen; bis zur Klärung nicht weiterbearbeiten.
Ursachenprüfung	Werkzeug, Aufnahme, Spannung und Parameter im gesicherten Zustand prüfen lassen; „unpassende Spannung“ zunächst als Vermutung markieren.
Bestätigter Modellbefund	Die vorgesehene Auflage stützt das Teil nicht ausreichend. Die Ursache wird im Protokoll durch den Prüfvermerk der zuständigen Rolle bestätigt.
Abhilfe	Passende Vorrichtung beziehungsweise Auflage durch die zuständige Fachperson festlegen; Werkzeugweg und Haltekraft erneut prüfen.
Wiederaufnahme	Erst nach dokumentierter Freigabe; simuliertes Vergleichsergebnis ohne Ratterspuren. Betroffene Maße und Sichtfläche erneut prüfen.

Fachliches Bewertungsraster und Präsentation

Das Raster bewertet ausschließlich diesen Lernauftrag. Für jede Zeile sind die volle Punktzahl, etwa die halbe Punktzahl oder null Punkte anhand der beschriebenen Leistung begründbar; Zwischenwerte benötigen einen kurzen Kommentar. Es ist keine amtliche Prüfungsbewertung.

Kriterium	Punkte	Volle Leistung	Etwa halbe Leistung	Keine Leistung
Auftrag und Gestaltung	15	Anforderungen vollständig, zwei Varianten und kunstgeschichtlicher Bezug sachlich begründet.	Entwurf brauchbar, Begründung oder einzelne Angaben fehlen.	Auftrag verfehlt oder kein nachvollziehbarer Entwurf.
Zeichnungen und Unterlagen	15	Bezüge, Maße, Toleranzen, Schnitt, Maßstab und räumliche Schwarzweißdarstellung stimmen überein.	Grundform nachvollziehbar, einzelne prüfbare Angaben fehlen.	Fertigung nicht eindeutig planbar.
Verfahren und Arbeitsplanung	20	Sinnvolle Reihenfolge, begründete Halbzeugwahl, passende Spann- und Prüfplanung; alle fünf LF3-Verfahren verstanden.	Verfahren im Grundsatz richtig, einzelne Zusammenhänge offen.	Ungeeigneter oder nicht nachvollziehbarer Ablauf.
Rechnen und Wirtschaftlichkeit	15	Ansätze, Einheiten, Ergebnisse und Modellgrenzen stimmen; keine doppelte Energiekalkulation.	Rechenweg brauchbar, einzelne korrigierbare Fehler.	Größen systematisch verwechselt oder kein Rechenweg.
Qualität und Fehlerbearbeitung	15	Prüfmittel begründet, Befunde richtig beurteilt, Nacharbeit und Sperrung unterschieden.	Wesentliche Entscheidungen richtig, Nachprüfung unvollständig.	Mangelhaftes Teil unbegründet akzeptiert.
Sicherheit, Umwelt und Ressourcen	15	Gefährdungen, Zuständigkeiten, sichere Alternative und Restströme berücksichtigt.	Gefahren erkannt, einzelne Schutz- oder Umweltmaßnahmen fehlen.	Gefährdungen ignoriert oder unzulässige Eingriffe vorgeschlagen.
Dokumentation und Reflexion	5	Vollständige, versionierte Unterlagen ohne Echtdaten; Verbesserung fachlich begründet.	Ergebnis erkennbar, Begründung oder Versionsbezug lückenhaft.	Keine prüfbare Dokumentation.

Sicherheitsentscheidung: Ein kritischer Sicherheitsmangel führt unabhängig von der Punktzahl zum Stopp beziehungsweise zur Aussetzung praktischer Tätigkeit. Eine hohe Gesamtpunktzahl ersetzt keine Maschinenfreigabe.

Gelöste Kurzpräsentation: „Unser Muster LF3-M01 verbindet eine rechteckige Kontur mit einer runden Vertiefung. Blech passt zum flachen Grundkörper. Die angeleitete beziehungsweise simulierte Herstellung nutzt Sägen, Bohren und Fräsen; unnötiges erneutes Walzen entfällt. Die rechnerische Materialausnutzung liegt bei 74,47 Prozent. Ein Restgrat führte zunächst zu Nacharbeit und erneuter Prüfung. Als Verbesserung bereiten wir Spannmittel und Prüfblatt vor dem Rüsten vor, um Bereitschaftszeit zu verringern, ohne Prüfungen zu streichen.“ Damit werden Produkt, Entscheidung und Verbesserung aus den Daten nachvollziehbar.

Interaktive Aufgaben

Nutze die Erklärungen, Zeichnungen und synthetischen Daten. Rechenwerte sind keine Freigabe für reale Maschinen. Prüfe die Rückmeldungen und notiere deinen weiteren Übungsbedarf.

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Was kennzeichnet ein einteiliges Werkstück? (Es besteht aus einem zusammenhängenden Körper ohne gefügte Bauteile) (!Es darf nur mit einem Werkzeug bearbeitet werden) (!Es besteht immer aus chemisch reinem Metall) (!Es darf keine Bohrung besitzen)

Rückmeldung: Mehrere Bearbeitungen und Bohrungen ändern die Einteiligkeit nicht. Eine angelötete Zusatzplatte wäre ein gefügtes Bauteil.

Ein Blech wird dünner gewalzt. Welche Aussage beschreibt die Umformung zutreffend? (Druck formt das Material bei annähernd gleichbleibendem Volumen um) (!Die entfernte Dicke wird als Span abgeführt) (!Die Länge muss immer unverändert bleiben) (!Jede Kaltverfestigung wird dabei beseitigt)

Rückmeldung: Länge und gegebenenfalls Breite nehmen zu. Kaltumformung kann verfestigen; Glühen braucht fachkundige Planung und Freigabe.

Wodurch wird der Querschnitt eines Drahts beim Ziehen verkleinert? (Der Draht wird durch eine kleinere Zieheisenöffnung gezogen) (!Ein Fräser entfernt einen umlaufenden Span) (!Der Draht wird ausschließlich länger erhitzt) (!Ein Bohrer höhlt den massiven Draht aus)

Rückmeldung: Zugkraft und Formöffnung wirken zusammen. Zu große Querschnittssprünge können den Draht beschädigen.

Welche theoretische Drehzahl ergibt sich bei 3 mm Bohrerdurchmesser und 12 m je Minute Schnittgeschwindigkeit? (Rund 1273 Umdrehungen je Minute) (!Rund 127 Umdrehungen je Minute) (!Rund 12 730 Umdrehungen je Minute) (!Genau 4000 Umdrehungen je Minute)

Rückmeldung: n = 1000 × 12 ÷ π ÷ 3 = 1273,24/min. Der Faktor 1000 gleicht Meter und Millimeter ab. Reale Werte erfordern zusätzliche fachkundige Auswahl und Freigabe.

Was beschreibt der Vorschub beim maschinellen Bohren? (Die Bewegung des Werkzeugs in das Werkstück hinein) (!Die Werkzeugumdrehungen je Minute) (!Die zulässige Durchmesserabweichung) (!Den Energieverbrauch der Werkstatt)

Rückmeldung: Axialer Vorschub lässt den Bohrer eindringen. Vorschub je Umdrehung, Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl sind unterschiedliche Größen.

Welches Verfahren passt zum Erweitern einer Vertiefung durch geführte seitliche Werkzeugbewegungen? (Fräsen mit geeignetem Werkzeug und sicherer Führung) (!Seitliches Drücken des Spiralbohrers an einer gewöhnlichen Bohrmaschine) (!Ziehen des Fertigteils durch ein Zieheisen) (!Walzen ohne Rücksicht auf Fertigmaße)

Rückmeldung: Fräsen braucht geeignete Maschine und Führung. Ein Spiralbohrer an einer gewöhnlichen Bohrmaschine ist kein Ersatzfräser.

Welche Energie wird bei angenommener konstanter elektrischer Aufnahme von 0,30 kW während zwölf Minuten benötigt? (0,06 kWh) (!3,6 kWh) (!0,30 kWh) (!0,025 kWh)

Rückmeldung: E = 0,30 kW × 12/60 h = 0,06 kWh. Leistung ist keine Energie; aus einer Nennleistung allein folgt noch kein tatsächlicher Verbrauch.

Welche Maschinenkosten entstehen bei 18 Euro je Stunde ohne Strom für zwanzig Minuten? (6 Euro) (!3 Euro) (!9 Euro) (!360 Euro)

Rückmeldung: K = 18 × 20/60 = 6 Euro. Strom und andere Kosten werden entsprechend der festgelegten Kostenabgrenzung ergänzt, ohne bereits enthaltene Anteile doppelt zu zählen.

Die Zeichnung nennt das Längenmaß 20,00 ± 0,10 mm. Was bedeutet ein gültiger Messwert von 20,12 mm für die Übungsentscheidung? (Das obere Grenzmaß ist überschritten) (!Man darf auf ganze Millimeter abrunden und freigeben) (!Das obere Grenzmaß beträgt 20,20 mm) (!Einzelstücke erlauben jede Abweichung)

Rückmeldung: Zulässig sind 19,90–20,10 mm. 20,12 mm liegt außerhalb. Reale Entscheidungen berücksichtigen außerdem Messunsicherheit und die festgelegte Entscheidungsregel.

Während einer angeleiteten Bearbeitung löst sich erkennbar die Werkstückspannung. Welche Reaktion ist richtig? (Sicher stoppen Abstand halten und Fachperson informieren) (!Das rotierende Werkstück mit der Hand festhalten) (!Mit Handschuhen in den laufenden Arbeitsbereich greifen) (!Mit höherem Vorschub schnell fertig werden)

Rückmeldung: Nicht nachgreifen: Das Teil könnte weggeschleudert werden. Ursachenprüfung erst nach Stillstand und erforderlicher Sicherung; Weiterarbeit erst nach fachkundiger Freigabe.

Memory: Verfahren und Qualitätsbegriffe

Finde die sieben Paare und unterscheide Verfahren, Qualitätsanforderung und Dokumentation.

Walzen	Umformen durch Druck zwischen drehenden Walzen
Ziehen	Querschnitt verändern durch eine formgebende Öffnung unter Zug
Sägen	Trennen mit aufeinanderfolgenden Schneiden und schmaler Schnittfuge
Bohren	Herstellen einer meist zylindrischen Öffnung durch axiale Bearbeitung
Fräsen	Spanen mit rotierendem mehrschneidigem Werkzeug und geführtem Vorschub
Toleranz	Differenz zwischen zulässigem Höchstmaß und Mindestmaß
Prüfprotokoll	Nachvollziehbarer Nachweis von Sollwerten Messwerten und Prüfergebnis

Drag-and-drop: Arbeitsschritte begründet zuordnen

Ordne die Handlungen ihrem Zweck zu. Jede Handlung hat in dieser Aufgabe genau einen passenden Schwerpunkt.

Handlung	Schwerpunkt
Werkstück gegen Verdrehen sichern	Sichere Spannung vorbereiten
Schnittgeschwindigkeit und Durchmesser verknüpfen	Theoretische Drehzahl berechnen
Messwert mit den Grenzmaßen vergleichen	Maßhaltigkeit beurteilen
Auffälligkeit und Maschinenzustand festhalten	Störung nachvollziehbar dokumentieren
Metallreste nach Legierung getrennt sammeln	Wertstoffkreislauf unterstützen

Kreuzworträtsel: Sechs Fachwörter

Gesucht sind einzelne Wörter. Verwende die deutsche Schreibweise einschließlich des ß.

Walzen	Welches Druckumformverfahren verändert ein Blech zwischen drehenden Werkzeugkörpern?
Ziehen	Wie heißt das Umformen eines Drahts durch eine kleinere Öffnung unter Zug?
Aufmaß	Wie heißt die Materialzugabe für eine spätere Bearbeitung?
Vorschub	Welche Bewegung führt die Schneide weiter in das zu bearbeitende Material?
Lehre	Welches Prüfmittel zeigt beispielsweise die Einhaltung einer Grenze ohne einen Zahlenwert an?
Drehzahl	Welche Größe gibt die Anzahl vollständiger Umdrehungen je Zeiteinheit an?

LearningApps

Prüfe die wechselnden Suchtreffer mit deiner Lehrkraft auf fachliche Eignung. Apps ersetzen keine Unterweisung. Nutze keine persönlichen oder vertraulichen Daten; bei Anzeigeproblemen öffne die Suchseite.

LearningApps-Suche öffnen

Lückentext: Vom Auftrag zum geprüften Werkstück

Ein Bauteil aus einem zusammenhängenden Materialkörper bleibt nach mehreren Bearbeitungen

. Vor Beginn prüfst du Funktion, Gestaltung, Maße und Werkstoff. Walzen verändert das Metall hauptsächlich durch

. Ziehen verändert den Drahtquerschnitt beim Durchlaufen der Öffnung des

. Beim Sägen berücksichtigst du Schnittfuge und notwendige Bearbeitungszugaben. Aus Schnittgeschwindigkeit und Durchmesser berechnest du die theoretische

. Beim Fräsen führt der

weitere Werkstoffbereiche an die Schneiden. Werkzeug, Spannung und Schutzsystem müssen geeignet und fachkundig freigegeben sein. Angenommene konstante Leistungsaufnahme mal Laufzeit in Stunden ergibt die elektrische

. Die Differenz zwischen den Grenzmaßen nennt man

. Messen und Reinigen im Gefahrenbereich erfolgen erst nach

und erforderlicher Sicherung gegen Wiederanlauf. Abschließend dokumentierst du Prüfergebnisse und führst getrennte Reststoffe dem betrieblich festgelegten Weg zu.

Offene Aufgaben

Die zwölf Aufgaben sind als Papierarbeit oder Simulation lösbar. Reale Maschinen-, Gefahrstoff- und Elektroarbeiten bleiben qualifiziert angeleiteten, freigegebenen Ausbildungssituationen vorbehalten. Begründete Lösungsalternativen sind möglich.

Leicht

Schwarzweißskizze: L1 – Zeichne einen einteiligen Schmuckrohling mit Bohrung und Vertiefung scheinräumlich in Schwarzweiß. Ergänze Draufsicht und Schnitt; unterscheide Kanten und Mittellinien. Begründe, warum eine Draufsicht allein die Tiefe nicht eindeutig zeigt.
Verfahrenskarten: L2 – Gestalte fünf skizzierte Karten zu Walzen, Ziehen, Sägen, Bohren und Fräsen. Erläutere jeweils Bewegung, Werkstückänderung und Einordnung als Umformen oder Spanen.
Sicherheitsgeschichte: L3 – Zeichne fünf Bilder: geeigneter Arbeitsplatz, Kleidung und Haare, Werkstückspannung, Werkzeug und Schutz sowie eine Störung mit sicherer Reaktion an einer Tischbohrmaschine.
Grenzmaße prüfen: L4 – Prüfe die synthetischen Messwerte Länge 19,94 mm, Breite 14,08 mm, Dicke 1,96 mm und Bohrung 3,06 mm gegen 20,00 ± 0,10; 14,00 ± 0,10; 2,00 ± 0,05; 3,00 ± 0,05 mm. Tabelliere Sollbereich, Istwert und Entscheidung.

Standard

Fertigungsfolge planen: S1 – Plane sechs Phasen vom Zeichnungslesen bis zur Abschlussprüfung. Ordne erforderliche Verfahren zu und begründe, warum Ziehen für einen flächigen Rohling kein automatischer Pflichtschritt ist.
Drehzahl berechnen: S2 – Berechne n für d = 3 mm und v_c = 12 m/min sowie v_c bei der für die Simulation vorgegebenen zulässigen Stufe 1200/min. Erläutere die Grenzen einer bloßen Rechnung.
Leistung und Kosten: S3 – Berechne E bei angenommenen konstanten 0,30 kW und zwölf Minuten Laufzeit sowie Maschinenkosten bei zwanzig Minuten Belegung und 18 Euro je Stunde ohne Strom. Begründe den Unterschied zwischen Lauf- und Belegungszeit.
Störungsprotokoll: S4 – Simulierte Schwingungen und eine zu große Bohrung: Protokolliere Beobachtung, sicheren Maschinenzustand, vermutete Ursachen, Zuständigkeit und Prüfbedarf. Trenne Tatsachen von Vermutungen.

Schwer

Messfehler untersuchen: H1 – Gemessen werden 20,12 mm bei zulässigen 19,90–20,10 mm. Geschlossen zeigt das Gerät 0,08 mm. Entwickle einen Entscheidungsweg; begründe, warum bloßes Abziehen oder sofortige Nacharbeit nicht genügen.
Materialbilanz: H2 – Je Teil: 8,00 g Einsatz, 6,00 g Fertigteil, 2,00 g Reste, davon 1,80 g getrennt erfasst. Berechne Materialnutzungsgrad und Erfassungsquote, entwickle zwei Verbesserungen und unterscheide Erfassung von nachgewiesener Rückgewinnung.
Varianten bewerten: H3 – Simulierte Varianten gleicher Qualität: A hat 0,30 kW für zwölf Minuten bei zwanzig Minuten Belegung; B hat 0,45 kW für acht Minuten bei fünfzehn Minuten Belegung. Beide kosten 18 Euro je Stunde ohne Strom. Vergleiche Energie und Kosten; benenne fehlende Entscheidungsdaten.
Lernportfolio: H4 – Erstelle eigene Schwarzweißzeichnung, Arbeitsplan, Berechnung, Prüfprotokoll und Quellenverzeichnis ausschließlich mit synthetischen Daten. Zeige Versionen und begründe die Prüfung einer KI-Ausgabe auf Maße, Sicherheit und Medienrechte.

Musterlösungen zu den offenen Aufgaben

Aufgabe	Nachvollziehbare Lösung und Begründung
L1	Scheinräumliche Ansicht: erkennbare Dicke und Grauschraffur. Draufsicht: Lage und Durchmesser; Schnitt: Dicke, Durchgangsbohrung und Vertiefungstiefe. Kanten und Mittellinien unterscheiden. Eine schwarze Fläche gibt keine eindeutige Tiefe an. Eine Fertigungszeichnung benötigt zusätzlich vollständige Maß- und Lageangaben.
L2	Walzen verändert durch Druck die Blechform; Ziehen verändert durch Zug und Zieheisen den Drahtquerschnitt: Umformen. Sägen trennt mit Zahnreihe und Schnittfuge. Bohren erzeugt durch Rotation und axialen Vorschub eine Öffnung. Fräsen trägt mit rotierenden Schneiden und geführtem Vorschub Material ab: Spanen.
L3	Freier Arbeitsplatz; gesicherte Haare, passende Kleidung, kein Schmuck; geeignetes gegen Verdrehen gesichertes Spannmittel; richtig eingespanntes Werkzeug, Spannschlüssel entfernt, Schutz vorhanden. Keine Handschuhe bei Einzugsgefahr. Bei gelockerter Spannung: sicher stoppen, nicht nachgreifen, Fachperson informieren.
L4	Länge 19,90–20,10; Breite 13,90–14,10; Dicke 1,95–2,05 mm: jeweils innerhalb. Bohrung 2,95–3,05 mm: 3,06 mm außerhalb. Keine Gesamtfreigabe. Die zu große Bohrung wird durch weiteres Bohren nicht kleiner.
S1	Zeichnung prüfen; Halbzeug und Sicherheit planen; erforderlichenfalls Dicke walzen; Umriss mit Zugabe sägen; bohren und Vertiefung fräsen mit Zwischenprüfungen; Kanten und Maße abschließend prüfen und dokumentieren. Passendes Blech kann Walzen ersetzen. Drahtziehen ist für dieses Blechteil kein notwendiger Schritt.
S2	n = 1000 × 12/(π × 3) = 1273,24/min; v_c = π × 3 × 1200/1000 = 11,31 m/min. Die Fachperson prüft zusätzlich Werkzeuggrenzen, Schneidstoff, Legierung, Spannung, Schmierung und Maschinenfreigabe. Eine niedrigere Zahl ist allein kein Sicherheitsnachweis.
S3	E = 0,30 × 12/60 = 0,06 kWh. K = 18 × 20/60 = 6,00 Euro ohne Strom. Belegungszeit kann Rüsten und Prüfen einschließen. Die Energieannahme gilt nur für die benannte Laufphase; weitere Anteile sind gesondert zu ermitteln.
S4	Beobachtung: Schwingungen, auffälliger Durchmesser. Zustand: sicher gestoppt und erforderlichenfalls gegen Wiederanlauf gesichert. Vermutungen: Spannung, Verschleiß oder Rundlauf. Fachperson prüft diese und verifiziert die Messung. Weiterer Versuch erst nach Freigabe. Eine Vermutung wird nicht als erwiesene Ursache eingetragen.
H1	Teil zurückstellen, Messflächen und Messgerät prüfen, gegebenenfalls geeignetes anderes Gerät nutzen und erneut messen. 20,12 − 0,08 = 20,04 mm ist nur eine Vermutung: Ein Nullpunktfehler beweist keinen konstanten Fehler im gesamten Messbereich. Ungeprüfte Nacharbeit könnte ein passendes Teil verderben.
H2	Nutzung = 6/8 × 100 = 75 %. Erfassung = 1,8/2 × 100 = 90 %; 0,20 g fehlen. Verbesserungen: sinnvoller Zuschnitt und getrennte sichere Auffangwege. Erfasste Reste können verunreinigt sein; tatsächliche Metallausbeute nach Aufbereitung ist noch nicht belegt. Keine chemische Rückgewinnung als Eigenversuch.
H3	A: 0,30 × 12/60 = 0,06 kWh; 18 × 20/60 = 6,00 Euro. B: 0,45 × 8/60 = 0,06 kWh; 18 × 15/60 = 4,50 Euro. B spart im Modell 1,50 Euro bei gleicher Laufenergie. Offen bleiben tatsächliche Lastprofile, Werkzeugkosten, Absaugung, Ausschuss, Kapazität und sichere Machbarkeit.
H4	Beispielkennung EF-LF3-ÜBUNG; Version B dokumentiert eine begründete Maßkorrektur gegenüber A. Rechnungen nachprüfen, Quellen und Rechte nennen. Keine echten Kunden- oder Personendaten hochladen. Eine KI-Empfehlung zum Festhalten eines rotierenden Werkstücks wird anhand Fachquelle und Unterweisung berichtigt.

Lernkontrolle

Begründe deine Entscheidungen mit den synthetischen Daten. Die sechs zusätzlichen Aufgaben prüfen Übertragung und Anwendung, ohne betriebliche Freigaben zu erteilen.

Werkzeugwechsel: K1 – Vergleiche v_c bei 1200/min für 3 mm und 6 mm wirksamen Durchmesser. Warum ist eine unveränderte Drehzahl nach einem Werkzeugwechsel nicht automatisch geeignet?
Prozessstörung: K2 – Trotz richtiger Drehzahl entstehen Schwingungen und eine ungleichmäßige Bohrung. Begründe eine sichere Reaktionsfolge und zwei unabhängige mögliche Ursachen.
Einteiligkeit: K3 – Für einen erhöhten Rand soll ein Ring auf eine Platte gelötet werden. Erkläre den Konflikt mit „einteilig“ und skizziere eine grundsätzlich passende andere Fertigungsstrategie.
Walzmodell: K4 – Ein Streifen von 40 mm Länge und 2,50 mm Dicke wird auf 2,00 mm gewalzt. Berechne die Länge bei gleicher Breite und konstantem Volumen. Begründe die Grenzen dieser Modellrechnung.
Gesamtprüfung: K5 – Alle anderen Maße passen. Eine Vertiefung soll 8,00 ± 0,10 mm Durchmesser und 0,50 ± 0,05 mm Tiefe besitzen; gemessen werden 8,08 und 0,57 mm. Entscheide und beurteile weiteres Vertiefen als Nacharbeit.
Lernnachweis veröffentlichen: K6 – Warum genügt es nicht, in einer echten Kundenskizze nur den sichtbaren Namen zu löschen? Entwickle eine sichere Alternative mit eigener Zeichnung, synthetischen Daten, Quellen und Version.

Musterlösungen zur Lernkontrolle

Aufgabe	Erwartete Argumentation
K1	v_c = π × d × n/1000 ergibt 11,31 beziehungsweise 22,62 m/min. Doppelter Durchmesser verdoppelt bei gleichem n die Schnittgeschwindigkeit. Rechnerisch wären bei 6 mm für gleiche Geschwindigkeit 600/min nötig; reale Werte bleiben fachkundig zu prüfen.
K2	Sicher stoppen, nicht hineingreifen, Stillstand und erforderliche Sicherung abwarten, Beobachtung dokumentieren, Fachperson informieren. Gelockerte Spannung und Werkzeugverschleiß sind unabhängige Hypothesen. Richtige Drehzahl beweist keine sichere Spannung. Weiterarbeit erst nach Prüfung und Freigabe.
K3	Auflöten fügt getrennte Teile. Aus einem ausreichend dicken zusammenhängenden Rohling könnte innen Material abgetragen werden, sodass der Rand stehen bleibt. Zuvor Zeichnung, Restwandstärke, Zugänglichkeit und sichere Spannung prüfen; ein Konzept ist keine Maschinenfreigabe.
K4	l_1 × b × s_1 = l_2 × b × s_2; daher l_2 = 40 × 2,50/2,00 = 50 mm. Reale Breitenänderung, ungleichmäßige Umformung und Bearbeitungszugaben begrenzen die Aussage. Das Modell ersetzt die Zwischenmessung nicht.
K5	Durchmesser 7,90–8,10 mm: innerhalb. Tiefe 0,45–0,55 mm: außerhalb. Keine Gesamtfreigabe. Weiteres Fräsen verstärkt den Fehler. Teil zurückstellen; weitere Verwendung, zulässige Auftragsänderung oder Ersatz betrieblich entscheiden.
K6	Dateiname, Metadaten und erkennbare Gestaltung können vertrauliche Angaben enthalten. Eigene erfundene Zeichnung, neutrale Kennung und synthetische Maße nutzen; Inhalte und Metadaten prüfen, Rechte und Quellen dokumentieren. Ein gelöschter Name belegt keine Veröffentlichungsbefugnis.

Lernnachweis

Dein Portfolio belegt Wissen, begründete Entscheidungen und ein überprüfbares Ergebnis. Es enthält Auftragsauswertung, Variantenvergleich, bemaßte Zeichnung mit Schnitt und scheinräumlicher Schwarzweißansicht, Arbeits- und Prüfplan, Rechenblatt, ausgefülltes Prüf- und Störungsprotokoll sowie eine kurze Präsentation. Ergänze eine Selbstbewertung anhand des 100-Punkte-Rasters und eine begründete Verbesserung. Kennzeichne jeweils, was simuliert und was tatsächlich unter Anleitung durchgeführt wurde.

Kompetenz aus LF3	Nachweis im Kurs beziehungsweise Portfolio
Auftragsdaten auswerten und für Maschinen ergänzen	Geprüftes Auftragsblatt, Fertigbezüge, Aufmaße und dokumentierte Änderung.
Gestaltung, Kunstgeschichte und technische Darstellung verbinden	Zwei Varianten, begründete Auswahl, maßstäbliche Unterlagen und räumliche Schwarzweißansicht.
Metalle und Halbzeuge auswählen	Vergleich von Blech, Draht, Rohr und Profil; dokumentierter Werkstoffzustand.
Walzen, Ziehen, Sägen, Bohren und Fräsen verstehen und anwenden	Verfahrenskarten, gelöste Umformmodelle, Arbeitsplanung und freigegebene Praxis oder ausdrücklich gekennzeichnete Simulation.
Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit, Leistung, Energie und Maschinenkosten berechnen	Rechenweg mit Einheiten, Rückrechnung und benannten Modellgrenzen.
Maschinen und Hilfsmittel sicher nutzen und erhalten	Passende Spannmittel, Hilfsstoffe und Schutzmaßnahmen; Zuständigkeiten für Bedienung, Pflege, Wartung und Störungen.
Messen, Lehren und Korrigieren	Geeignete Prüfmittel, Grenzmaßvergleich, begründete Nacharbeit oder Sperrung, Nachprüfdatensatz.
Dokumentieren, präsentieren und verbessern	Versioniertes Portfolio, sachliche Störungsanalyse, Datenschutz sowie begründete Verbesserung von Ressourcenverbrauch und Arbeitsbedingungen.

Selbstprüfung: Kannst du erklären, warum du eine Variante ausgewählt hast, und deine Rechnung einem anderen Lernenden verständlich vorrechnen? Kannst du einen Widerspruch zwischen Zeichnung und Messdaten erkennen und eine sichere Entscheidung begründen? Praktische Kompetenz wird zusätzlich durch qualifiziert beobachtetes Handeln beurteilt. Der Kurs stellt keinen Berufsabschluss und keine amtliche Prüfungsfreigabe aus.

OER und Wikipedia

Quellenstand: 31. Oktober 2026. Die vollständige KMK-Originalquelle, die geltende EdlStFAusbV und das BIBB-Berufsprofil sind im ersten Fachkapitel verlinkt. Fachliche Rechenwege stützen sich auf die genannten Herstellerquellen; Arbeitsschutz auf die verlinkten Gesetze und Berufsgenossenschaften. Die Modellfälle, Daten, Tabellen und Musterlösungen wurden für diesen Kurs neu erstellt. Eine öffentlich zugängliche Herstellerinformation oder ein Video ist nicht automatisch eine frei lizenzierte Bildungsressource.

Bilder: Herkunft und Rechte

Alle folgenden Commons-Dateiseiten wurden auf Dateinamen, Urheberschaft und ausgewiesene Rechte geprüft; die Abbildungen wurden auch visuell gesichtet. Sie werden unverändert, gegebenenfalls skaliert, eingebunden. Bei Wiederverwendung sind Namensnennung, Quellen- und Lizenzlink sowie gegebenenfalls Änderungsvermerk und Weitergabe unter gleicher Lizenz zu beachten. Die Bildlizenz bedeutet keine Sicherheitsfreigabe abgebildeter Maschinen.

Datei	Herkunft	Urheber beziehungsweise Urheberin	Rechte
File:Art Deco glass pendants Rene Lalique.jpg	Commons-Dateiseite	Foto: SiefkinDR; Entwürfe: René Lalique	CC BY-SA 4.0 für die Fotografie
File:01-Würfel isometrisch.svg	Commons-Dateiseite	Petrus3743	CC BY-SA 4.0
File:Electric rolling mill - a.JPG	Commons-Dateiseite	Mauro Cateb	CC BY-SA 3.0
File:Draw plate and silver wire.jpg	Commons-Dateiseite	Mauro Cateb	CC BY-SA 4.0
File:Carbide wire drawing die diagram.png	Commons-Dateiseite	Wizard191	CC BY-SA 3.0
File:Twist Drill - Point Feometry.png	Commons-Dateiseite	Robert Hewitt	CC BY-SA 3.0
File:Tafelboormachine.jpg	Commons-Dateiseite	Martink	Vom Urheber gemeinfrei freigegeben; Beleg auf der Dateiseite.
File:Messschieber.jpg	Commons-Dateiseite	ArtMechanic	CC BY-SA 3.0

Videos und externe Lernangebote

Eingebundene Originaladresse	Angebot und Sprache	Anbieter	Rechte und Verwendung
https://www.youtube.com/watch?v=WBWzHU3CC9Q	Vorstellung und Testlauf eines Schmuckwalzwerks, Englisch	Andrew Berry; über Durston Tools bereitgestellt	Produktvorführung im Originalplayer; keine freie Lizenz belegt.
https://www.youtube.com/watch?v=H7ZxCoc8XFc	Goldschmieden lernen – 08 Bohren und Fräsen von Edelmetall, Deutsch; 18.07.2012	4H-JEWELLERY-TUTORIALS by Thomas Proft	Originalvideo; keine freie Lizenz belegt. Historische Demonstration, keine heutige Arbeitsschutzfreigabe.

Verifiziert wurden Videoidentität, Anbieter und Thema anhand der zugänglichen Videodatensätze beziehungsweise Herstellerseite; eine vollständige Wiedergabeprüfung wird nicht behauptet. Die LearningApps-Suche enthält wechselnde Fremdangebote und keine für diesen Kurs neu erstellte App. Bei externen Angeboten beachtest du die dortigen Datenschutz- und Nutzungsbedingungen; die Aufgaben dieses Kurses bleiben ohne Anmeldung dort bearbeitbar.

Wikipedia als ergänzendes Nachschlageangebot

Der deutschsprachige Artikel erläutert Bohren als Fertigungsverfahren. Vergleiche seine Begriffe mit den Hersteller- und Sicherheitsquellen dieses Kurses. Maßgeblich für Maschinenarbeiten bleiben die aktuellen betrieblichen Vorgaben. Für die Weiterverwendung von Wikipedia-Text gelten die auf der Artikel- und Versionsseite ausgewiesenen Bedingungen; eingebundene Medien können andere Rechte haben.

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Verknüpfte Lernbereiche

Zum gemeinsamen fachlichen Hintergrund gehört der bereits vorhandene Kurs Einteilige Werkstücke maschinengestützt herstellen - Gold- und Silberschmied - LF 3. Hier liegt der berufliche Schwerpunkt auf dem einteiligen Fassungsträger und seiner Vorbereitung für spätere Edelsteinfasserarbeiten. Die vorhandenen Lernbereiche ergänzen Gestaltung, Fertigung und verantwortliche Prüfung:

Ausbildung – Edelsteinfasser