Ausgangsdimensionen für Schmiedewerkstücke bestimmen - Schmied

Dieses Quiz als Battle spielen: Mathematik, Klasse 5-6, G-Niveau

Ausgangsdimensionen für Schmiedewerkstücke bestimmen - Schmied

Einleitung

Bevor Du ein Werkstück schmiedest, musst Du bestimmen, welche Abmessungen und welche Masse das Ausgangsmaterial benötigt. Diese Ausgangsdimensionen entscheiden darüber, ob genügend Werkstoff für alle Querschnitte vorhanden ist, ob sich das Werkstück sicher handhaben lässt und ob unnötiger Ausschuss vermieden wird. In der betrieblichen Praxis werden dafür Zeichnungen, Arbeitspläne, Werkstoffangaben, Halbzeugtabellen und Erfahrungswerte ausgewertet.

Das Schmieden gehört zum Druckumformen. Dabei wird ein metallischer Werkstoff durch Druckkräfte plastisch umgeformt. Beim idealisierten Umformen bleibt das Werkstoffvolumen erhalten. In der realen Prozesskette entstehen jedoch Verluste, zum Beispiel durch Zunder, Grat, Trennen, Lochen oder spätere spanende Bearbeitung. Diese Verluste müssen bei der Ermittlung des Ausgangsvolumens berücksichtigt werden.

Dieser Lernkurs richtet sich an Auszubildende im Schmiedehandwerk und in metalltechnischen Berufen. Du lernst, Ausgangsabmessungen systematisch zu bestimmen, Fachbegriffe korrekt anzuwenden, Einheiten sicher umzurechnen und Ergebnisse auf Plausibilität zu prüfen.

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Lernziele

Nach der Bearbeitung dieses aiMOOCs kannst Du:

1. Zeichnungen auswerten: Fertigmaße, Schmiedemaße, Querschnitte, Längen und Bearbeitungszugaben unterscheiden.
2. Volumen bestimmen: Ein Schmiedewerkstück in berechenbare Grundkörper zerlegen oder das Volumen aus CAD-Daten übernehmen.
3. Halbzeuge auswählen: Rund-, Vierkant- oder Flachmaterial passend zum Schmiedeverfahren auswählen.
4. Verluste berücksichtigen: Zunder-, Grat-, Trenn- und Bearbeitungsverluste fachgerecht einplanen.
5. Ablängmaße berechnen: Aus Ausgangsvolumen und Halbzeugquerschnitt die erforderliche Abschnittlänge ermitteln.
6. Ergebnisse prüfen: Volumen, Masse, Einheiten und betriebliche Vorgaben kontrollieren.

Fachliche Grundlagen

Wichtige Fachbegriffe

Ausgangsmaterial ist das Halbzeug, aus dem das Schmiedewerkstück hergestellt wird. Typische Formen sind Rundstab, Vierkantstab, Flachmaterial, Knüppel oder Block.

Rohteil oder Abschnitt bezeichnet häufig das vom Halbzeug abgetrennte Stück vor dem Erwärmen. Die Begriffe können im Betrieb unterschiedlich verwendet werden. Maßgeblich sind deshalb die betriebliche Zeichnung und der Arbeitsplan.

Schmiedestück ist das durch Schmieden erzeugte Werkstück. Es kann bereits Bearbeitungszugaben, Entformungsschrägen, Radien oder einen Grat besitzen.

Fertigteil ist das Werkstück nach allen vorgesehenen Bearbeitungsschritten. Seine Geometrie ist nicht automatisch mit der Geometrie des Schmiedestücks identisch.

Ausgangsdimensionen sind die erforderlichen Maße des Rohteils, zum Beispiel Durchmesser, Breite, Höhe und Abschnittlänge. Häufig wird zusätzlich die Sollmasse angegeben.

Volumenkonstanz als Grundprinzip

Metalle werden beim Schmieden plastisch umgeformt. Für die überschlägige Berechnung gilt:

$V_{\mathrm{v}\mathrm{o}\mathrm{r}}\approx V_{\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{h}}$

Diese Beziehung wird als Volumenkonstanz bezeichnet. Der Werkstoff wird nicht einfach „mehr“ oder „weniger“, sondern in andere Querschnitte und Längen verteilt. Beim Recken nimmt die Länge zu und der Querschnitt ab. Beim Stauchen nimmt die Länge ab und der Querschnitt zu.

Die ideale Volumenkonstanz allein reicht für die Fertigungsplanung nicht aus. Reale Verluste und notwendige Zugaben werden deshalb zusätzlich erfasst:

$V_0=V_{\mathrm{S}\mathrm{c}\mathrm{h}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{k}}+V_{\mathrm{P}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{z}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{s}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{l}\mathrm{u}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{e}}$

Alternativ kann ein im Arbeitsplan festgelegter Gesamtzuschlag verwendet werden:

$V_0=V_{\mathrm{S}\mathrm{c}\mathrm{h}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{k}}\cdot (1+\frac{p}{100})$

Dabei ist $p$ der betriebliche Zuschlag in Prozent. Einen allgemein gültigen Prozentsatz gibt es nicht. Der Wert hängt unter anderem von Werkstoff, Erwärmung, Schmiedeverfahren, Stadienfolge, Gratgestaltung, Losgröße und Trennverfahren ab.

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Freiformschmieden und Gesenkschmieden

Beim Freiformschmieden enthalten die Werkzeuge die vollständige Endform des Werkstücks nicht. Der Schmied führt und dreht das Werkstück und verteilt den Werkstoff schrittweise. Die Ausgangsabmessungen müssen genügend Volumen für alle Bereiche liefern und eine sichere Handhabung ermöglichen.

Beim Gesenkschmieden wird der Werkstoff in einer formgebenden Gravur umgeformt. Beim Gesenkschmieden mit Grat fließt überschüssiger Werkstoff in den Gratspalt. Dieser Grat wird später entfernt. Beim gratlosen Schmieden ist die genaue Rohteilmasse besonders wichtig, weil überschüssiger Werkstoff nicht in einen Gratspalt ausweichen kann.

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Informationen aus Zeichnung und Arbeitsplan

Bevor Du rechnest, klärst Du, welche Geometrie die Berechnungsgrundlage bildet. Eine Fertigteilzeichnung zeigt möglicherweise Maße nach dem Drehen, Fräsen, Schleifen oder Bohren. Für die Schmiedeplanung benötigst Du dagegen die Geometrie des Schmiedestücks einschließlich der vorgesehenen Bearbeitungszugaben.

Prüfe insbesondere:

1. Werkstoff: Werkstoffbezeichnung, Dichtewert und zulässige Erwärmungsbedingungen.
2. Geometrie: Längen, Durchmesser, Breiten, Höhen, Radien, Übergänge und symmetrische Bereiche.
3. Bearbeitungszugabe: Material, das für spätere spanende Bearbeitung am Schmiedestück verbleibt.
4. Prozessverlust: Zunder, Grat, Butzen, Sägeschnitt, Scherverlust oder Endenverlust.
5. Halbzeugabmessung: verfügbare Norm- oder Lagerabmessungen des Rund-, Vierkant- oder Flachmaterials.
6. Stadienfolge: Vorformen, Stauchen, Recken, Absetzen, Lochen, Fertigschmieden und Entgraten.

Bei Bohrungen und Durchbrüchen ist der Fertigungsweg entscheidend. Wird eine Bohrung erst nach dem Schmieden spanend hergestellt, gehört das später entfernte Material zunächst zum Schmiedevolumen. Wird beim Schmieden gelocht und ein Butzen entfernt, muss dessen Volumen als Prozessverlust im Ausgangsmaterial enthalten sein.

Berechnungsweg

Schritt 1: Schmiedestück in Grundkörper zerlegen

Komplexe Werkstücke werden für die Handrechnung in einfache Grundkörper zerlegt. Geeignet sind vor allem Zylinder, Quader, Prismen, Kegelstümpfe und Ringe. Überlappende Volumen dürfen nicht doppelt gezählt werden. Aussparungen werden nur dann abgezogen, wenn sie im betrachteten Fertigungszustand tatsächlich vorhanden sind.

Für einen Zylinder gilt:

$V=\frac{\pi d^2}{4}\cdot l$

Für einen Quader gilt:

$V=b\cdot h\cdot l$

Bei sehr unregelmäßigen Werkstücken kann das Volumen aus einem freigegebenen CAD-Modell übernommen werden. Auch dann musst Du kontrollieren, ob das Modell den richtigen Fertigungszustand zeigt.

Schritt 2: Volumen addieren und Einheiten prüfen

Die Teilvolumen werden addiert:

$V_{\mathrm{S}\mathrm{c}\mathrm{h}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{k}}=V_1+V_2+V_3+\dots$

Rechne konsequent in einer Einheit. In der Ausbildung ist die Rechnung in Millimeter häufig zweckmäßig. Dann entsteht das Volumen in Kubikmillimeter. Für die Umrechnung gilt:

$1000\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}=1\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

Einheitenfehler gehören zu den häufigsten Ursachen falscher Ablängmaße. Schreibe deshalb bei jedem Zwischenergebnis die Einheit mit.

Schritt 3: Zugaben und Verluste berücksichtigen

Je nach Prozess können folgende Volumenanteile hinzukommen:

Anteil	Fachliche Bedeutung	Informationsquelle
Bearbeitungszugabe	Materialreserve für Drehen, Fräsen, Schleifen oder andere Nacharbeit	Schmiedezeichnung oder Arbeitsplan
Gratanteil	Überschüssiger Werkstoff in der Gratbahn beim Gesenkschmieden mit Grat	Gesenkauslegung, Versuch oder Betriebsvorgabe
Zunderverlust	Werkstoffverlust durch Oxidation der heißen Oberfläche	Werkstoff- und Ofendaten, Betriebsvorgabe
Trennverlust	Verlust durch Sägeschnitt, Scheren oder Abstechen	Trennverfahren und Werkzeugbreite
Butzen oder Lochverlust	Beim Lochen oder Stanzen entfernter Werkstoff	Stadienplan und Werkzeugauslegung
Endenverlust	Nicht nutzbare Rest- oder Greifbereiche	Arbeitsfolge und betriebliche Erfahrung

Wichtig: Zuschläge werden nicht geschätzt, wenn verbindliche Betriebswerte vorliegen. Du dokumentierst immer, aus welcher Unterlage der verwendete Zuschlag stammt.

Schritt 4: Halbzeugquerschnitt auswählen

Der Querschnitt des Ausgangsmaterials wird nicht nur mathematisch gewählt. Er muss zur Masseverteilung, zum Schmiedeverfahren, zur Erwärmung, zu den vorhandenen Werkzeugen und zur sicheren Handhabung passen.

Für Rundmaterial gilt:

$A_0=\frac{\pi d_0^2}{4}$

Für Vierkantmaterial gilt:

$A_0=a_0^2$

Für rechteckiges Flachmaterial gilt:

$A_0=b_0\cdot h_0$

Meist wird eine verfügbare Lagerabmessung ausgewählt. Anschließend wird die erforderliche Abschnittlänge berechnet.

Schritt 5: Ablängmaß bestimmen

Aus Volumen und Ausgangsquerschnitt folgt:

$l_0=\frac{V_0}{A_0}$

Das berechnete Maß wird entsprechend der Arbeitsanweisung auf ein fertigungsgerechtes Ablängmaß gerundet. Dabei können Schnittbreite, Schertoleranz oder eine zulässige Massentoleranz berücksichtigt werden. Eigenmächtiges Auf- oder Abrunden ist nicht zulässig.

Schritt 6: Masse als Plausibilitätsprüfung berechnen

Mit der Dichte $\rho$ lässt sich die Masse berechnen:

$m_0=\rho \cdot V_0$

Für den Übungswert von Stahl wird häufig näherungsweise $\rho =\mathrm{7,85}\mathrm{g}/\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$ verwendet. In der betrieblichen Rechnung nutzt Du den freigegebenen Dichtewert des konkreten Werkstoffs.

Die Masse eignet sich als Kontrollgröße. Stimmen berechnete Abschnittlänge und Sollmasse nicht zusammen, prüfst Du Volumen, Einheiten, Halbzeugmaß und Zuschläge erneut.

Durchgerechnetes Beispiel

Ein rotationssymmetrisches Schmiedestück besteht aus drei Zylinderabschnitten. Die Maße beziehen sich bereits auf das Schmiedestück einschließlich der vorgesehenen Bearbeitungszugaben:

Abschnitt	Durchmesser	Länge
Linkes Ende	30 mm	60 mm
Mittelbund	50 mm	20 mm
Rechtes Ende	30 mm	60 mm

Der betriebliche Arbeitsplan gibt für dieses Beispiel einen Gesamtzuschlag von 8 Prozent für die festgelegten Prozessverluste vor. Als Ausgangsmaterial ist Rundstahl mit 40 mm Durchmesser vorgesehen.

Volumen des Schmiedestücks

$V_1=V_3=\frac{\pi \cdot 30^2}{4}\cdot 60\approx 42412\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

$V_2=\frac{\pi \cdot 50^2}{4}\cdot 20\approx 39270\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

$V_{\mathrm{S}\mathrm{c}\mathrm{h}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{u}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{k}}=V_1+V_2+V_3\approx 124093\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

Ausgangsvolumen mit Prozesszuschlag

$V_0=124093\cdot \mathrm{1,08}\approx 134020\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

Querschnitt des Rundstabs

$A_0=\frac{\pi \cdot 40^2}{4}\approx 1\mathrm{256,6}\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{\mathrm{2}}$

Abschnittlänge

$l_0=\frac{134020}{1\mathrm{256,6}}\approx \mathrm{106,65}\mathrm{m}\mathrm{m}$

Das rechnerische Ablängmaß beträgt rund 106,7 mm. Das tatsächlich anzuwendende Schnittmaß wird nach der betrieblichen Rundungs- und Trennvorgabe festgelegt.

Massenkontrolle

$V_0=\mathrm{134,02}\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{\mathrm{3}}$

$m_0=\mathrm{134,02}\cdot \mathrm{7,85}\approx 1052\mathrm{g}$

Die Sollmasse liegt damit näherungsweise bei 1,05 kg. Diese Masse dient als zusätzliche Kontrolle des abgetrennten Rohteils.

Messen, Kennzeichnen und Prüfen

Nach dem Berechnen wird das Halbzeug geprüft. Durchmesser, Breite oder Dicke werden mit geeigneten Messmitteln kontrolliert. Für genaue Außenmaße kann ein Messschieber verwendet werden. Längere Ablängmaße werden je nach Genauigkeitsanforderung mit Stahlmaßstab, Anschlag oder betrieblicher Messeinrichtung festgelegt.

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Vor dem Trennen kontrollierst Du:

1. Stimmt die Werkstoffkennzeichnung mit dem Auftrag überein?
2. Entspricht der Halbzeugquerschnitt der Berechnung?
3. Ist die Oberfläche frei von unzulässigen Fehlern?
4. Ist das Ablängmaß eindeutig angerissen oder am Anschlag eingestellt?
5. Sind Schnittzugabe und Toleranz nach Arbeitsanweisung berücksichtigt?
6. Kann das Rohteil sicher transportiert, erwärmt und mit der Zange gehalten werden?

Prozessbezug und Arbeitssicherheit

Die richtige Ausgangsdimension ist Teil der Prozesssicherheit. Ein zu kleines Rohteil kann zu Unterfüllung, unvollständigen Querschnitten oder Ausschuss führen. Ein zu großes Rohteil kann unnötigen Grat, höhere Umformkräfte, Werkzeugüberlastung und Materialverschwendung verursachen.

Beim Erwärmen, Trennen und Schmieden gelten die betrieblichen Schutzmaßnahmen. Dazu gehören geeignete persönliche Schutzausrüstung, sichere Zangenführung, freie Verkehrswege, Schutz vor Funken und Zunder sowie die Beachtung heißer Ablagebereiche. Praktische Arbeiten führst Du nur nach Unterweisung und unter Aufsicht durch.

Datei:Smithy- steel forging (2).webm

Typische Fehler und ihre Vermeidung

Fehler	Mögliche Folge	Fachgerechte Gegenmaßnahme
Fertigteilvolumen statt Schmiedestückvolumen verwendet	Bearbeitungszugaben fehlen	Richtigen Zeichnungsstand und Fertigungszustand klären
Grat- oder Zunderverlust vergessen	Rohteil besitzt zu wenig Masse	Prozesszuschläge aus dem Arbeitsplan übernehmen
Bohrungsvolumen falsch abgezogen	Ausgangsvolumen wird zu klein	Tatsächliche Reihenfolge von Schmieden, Lochen und Bohren prüfen
Millimeter und Zentimeter gemischt	Sehr großer Rechenfehler	Einheiten in jeder Rechenzeile angeben
Lagermaß nicht kontrolliert	Abschnittlänge passt nicht zum realen Halbzeug	Halbzeug messen und Materialzeugnis prüfen
Rechnerisches Maß ungeprüft gerundet	Masse außerhalb der Toleranz	Betriebliche Rundungs- und Trennvorgabe anwenden
Nur das Volumen geprüft	Ungeeignete Masseverteilung im Rohteil	Stadienfolge, Greifbereich und Vorform berücksichtigen

Merkschema für die Praxis

Zeichnung prüfen – Fertigungszustand festlegen – Volumen berechnen – Verluste ergänzen – Halbzeugquerschnitt wählen – Ablängmaß bestimmen – Masse kontrollieren – Ergebnis dokumentieren.

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Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welches Grundprinzip wird zur Ermittlung des Ausgangsvolumens genutzt? (Volumenkonstanz) (!Temperaturkonstanz) (!Härtekonstanz) (!Drehzahlkonstanz)

Welche Größe wird aus Ausgangsvolumen und Halbzeugquerschnitt berechnet? (Abschnittlänge) (!Schmiedetemperatur) (!Härtewert) (!Schlagzahl)

Was ist ein Gratanteil? (Überschüssiger Werkstoff in der Gratbahn) (!Eine spanend erzeugte Nut) (!Eine Härteschicht im Bauteil) (!Eine Markierung auf dem Halbzeug)

Welche Formel gilt für den Querschnitt eines Rundstabs? (Pi mal Durchmesser zum Quadrat geteilt durch vier) (!Breite mal Höhe) (!Länge mal Dichte) (!Masse geteilt durch Temperatur)

Warum wird die Masse des Rohteils berechnet oder gewogen? (Zur Plausibilitätsprüfung) (!Zur Bestimmung der Werkstückfarbe) (!Zur Wahl der Schutzbrille) (!Zur Messung der Oberflächenhärte)

Woher soll ein Prozesszuschlag bevorzugt stammen? (Aus einer freigegebenen betrieblichen Vorgabe) (!Aus einer spontanen Schätzung) (!Aus der Farbe des Stahls) (!Aus der Länge des Hammers)

Was muss vor dem Abziehen einer Bohrung geklärt werden? (Der tatsächliche Fertigungsweg) (!Die Farbe der Maschine) (!Der Name des Lieferanten) (!Die Anzahl der Pausen)

Was beschreibt das Ablängmaß? (Die Länge des abgetrennten Rohteils) (!Den Durchmesser des Gesenks) (!Die Temperatur des Ofens) (!Die Härte des Ambosses)

Welche Folge kann ein zu kleines Rohteil haben? (Unvollständige Formfüllung) (!Zu hohe Lagerbestände) (!Zu große Bearbeitungszugabe) (!Zu langer Messschieber)

Welche Angabe muss in jeder Rechenzeile kontrolliert werden? (Die Einheit) (!Die Schriftfarbe) (!Die Seitenzahl) (!Die Pausenzeit)

Memory

Volumenkonstanz	Werkstoffvolumen bleibt beim idealisierten Umformen erhalten
Rohteilquerschnitt	Fläche des eingesetzten Halbzeugs
Ablängmaß	Länge des abgetrennten Abschnitts
Gratanteil	Überschüssiger Werkstoff am Gesenk
Zunderverlust	Werkstoffverlust durch Oxidation beim Erwärmen
Bearbeitungszugabe	Materialreserve für spätere spanende Bearbeitung
Plausibilitätsprüfung	Kontrolle über Masse oder Rückrechnung
Stadienfolge	Abfolge von Vorformen und Fertigschmieden

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Bedeutung
Fertigteilvolumen	Geometrie nach der vorgesehenen Endbearbeitung
Schmiedestückvolumen	Volumen des geschmiedeten Fertigungszustands
Prozesszuschlag	Reserve für festgelegte Werkstoffverluste
Rundstabquerschnitt	Kreisförmige Fläche des Halbzeugs
Abschnittlänge	Quotient aus Ausgangsvolumen und Ausgangsquerschnitt
Sollmasse	Kontrollgröße für das abgetrennte Rohteil
Arbeitsplan	Verbindliche Vorgabe für Ablauf und Zuschläge

Kreuzworträtsel

Rohling	Wie heißt das abgetrennte Ausgangsstück vor dem Schmieden?
Zunder	Wie heißt die Oxidschicht auf erhitztem Stahl?
Gratbahn	Wohin fließt überschüssiger Werkstoff beim Gesenkschmieden mit Grat?
Dichte	Welche Stoffeigenschaft verbindet Volumen und Masse?
Messschieber	Welches Messmittel eignet sich für genaue Außenmaße?
Volumenkonstanz	Welches Grundprinzip verbindet Ausgangs- und Endvolumen beim idealisierten Umformen?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Beim idealisierten Schmieden gilt die . Das vom Halbzeug abgetrennte Ausgangsstück wird als bezeichnet. Das Volumen eines Rundstabs ergibt sich aus Querschnittsfläche und . Beim Gesenkschmieden mit Grat muss der berücksichtigt werden. Durch Oxidation beim Erwärmen entsteht ein . Material für die spätere spanende Bearbeitung heißt . Die erforderliche Abschnittlänge erhältst Du, indem Du das Ausgangsvolumen durch den teilst. Mit Volumen und Dichte lässt sich die bestimmen. Der konkrete Zuschlag wird aus dem übernommen. Vor dem Trennen muss außerdem die tatsächliche geprüft werden.

Offene Aufgaben

Leicht

1. Berechnungsablauf: Gestalte ein Flussdiagramm vom Prüfen der Zeichnung bis zur Massenkontrolle.
2. Messübung: Miss unter Anleitung drei unterschiedliche Halbzeuge und dokumentiere Querschnitt, Länge und Einheit.
3. Formelkarte: Erstelle eine übersichtliche Lernkarte für Zylinder, Quader, Querschnitt, Ablängmaß und Masse.
4. Begriffsplakat: Erkläre Rohteil, Schmiedestück, Fertigteil, Grat, Zunder und Bearbeitungszugabe mit eigenen Skizzen.

Standard

1. Grundkörperanalyse: Zerlege ein vorgegebenes Schmiedestück in Grundkörper und berechne das Gesamtvolumen.
2. Rechentabelle: Erstelle eine Tabellenkalkulation, die aus Teilvolumen, Zuschlag und Halbzeugquerschnitt das Ablängmaß ermittelt.
3. Variantenvergleich: Vergleiche Rund-, Vierkant- und Flachmaterial für dasselbe Werkstück und begründe eine geeignete Auswahl.
4. Betriebserkundung: Befrage eine Fachkraft, wie im Betrieb Zunder-, Grat- und Trennverluste festgelegt und dokumentiert werden.

Schwer

1. CAD-Volumen: Bestimme das Volumen eines komplexen Schmiedestücks mit CAD und vergleiche es mit einer überschlägigen Handrechnung.
2. Prozessvergleich: Entwickle je einen Arbeitsplan für Freiform- und Gesenkschmieden und erkläre die unterschiedlichen Anforderungen an das Rohteil.
3. Massenversuch: Wiege unter Aufsicht Rohteile vor und Schmiedestücke nach dem Prozess, werte die Differenzen aus und diskutiere mögliche Verlustursachen.
4. Ausbildungsvideo: Produziere ein kurzes Erklärvideo, in dem Du eine vollständige Ausgangsdimensionsberechnung fachsprachlich erläuterst.

Lernkontrolle

1. Falscher Zeichnungsstand: Eine Berechnung nutzt Fertigmaße ohne Bearbeitungszugaben. Erkläre die Folgen und korrigiere den Lösungsweg.
2. Querschnittswahl: Zwei Halbzeuge besitzen dasselbe Volumen, aber unterschiedliche Querschnitte. Beurteile, welches für eine vorgegebene Stadienfolge geeigneter ist.
3. Bohrung und Lochung: Vergleiche eine nachträglich gebohrte Öffnung mit einem beim Schmieden gelochten Durchbruch und leite die Folgen für das Ausgangsvolumen ab.
4. Grat oder gratlos: Erkläre, warum die Rohteilmasse beim gratlosen Schmieden besonders genau eingehalten werden muss.
5. Materialeinsparung: Entwickle Maßnahmen, mit denen ein Betrieb Materialverluste verringern kann, ohne die Formfüllung zu gefährden.
6. Abweichende Sollmasse: Die berechnete Abschnittlänge passt nicht zur vorgegebenen Sollmasse. Erstelle eine systematische Prüfreihenfolge zur Fehlersuche.

Lernnachweis

Für einen überzeugenden Lernnachweis zu diesem Thema sind folgende Bestandteile wichtig:

1. Eine beschriftete Skizze des Schmiedestücks mit eindeutigem Fertigungszustand.
2. Eine nachvollziehbare Zerlegung in Grundkörper oder ein dokumentierter CAD-Volumenwert.
3. Vollständige Formeln, eingesetzte Werte und konsequent angegebene Einheiten.
4. Eine begründete Auswahl des Halbzeugquerschnitts.
5. Die Herkunft und Bedeutung aller verwendeten Zugaben und Verlustwerte.
6. Das berechnete Ablängmaß sowie die zugehörige Sollmasse.
7. Eine Plausibilitätsprüfung durch Rückrechnung, Vergleich oder Wägung.
8. Eine kurze Bewertung möglicher Fehlerquellen und der erforderlichen Arbeitsschutzmaßnahmen.

Verknüpfte Lernbereiche

Ausgangsdimensionen für Schmiedewerkstücke bestimmen - Schmied Schmieden Freiformschmieden Gesenkschmieden Massivumformung Volumenkonstanz Technisches Zeichnen Werkstoffkunde Messschieber Arbeitsplanung