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

Rückfederung und Maßhaltigkeit beim Umformen - Schmied

Beobachtungsauftrag: Achte darauf, wie der Schmied das Werkstück führt, wo der Hammer auftrifft und welche Bereiche des Werkstücks sich plastisch verformen.

Einleitung

Beim Schmieden und bei anderen Umformverfahren soll ein Werkstück nicht nur ungefähr die gewünschte Gestalt erhalten. Es muss auch die in der Zeichnung festgelegten Maße, Winkel, Radien und Formtoleranzen einhalten. Diese Eigenschaft wird als Maßhaltigkeit bezeichnet. Ein Werkstück ist maßhaltig, wenn seine gemessenen Istwerte innerhalb der zulässigen Toleranz liegen.

Eine wichtige Ursache für Maßabweichungen ist die Rückfederung. Während der Umformung wird der Werkstoff sowohl elastisch als auch plastisch verformt. Nach dem Entlasten bildet sich der elastische Anteil teilweise zurück. Das Werkstück federt deshalb geringfügig in Richtung seiner Ausgangsform zurück. Beim Biegen öffnet sich häufig der Biegewinkel und der Biegeradius wird größer. Beim Schmieden kann Rückfederung besonders nach Richt-, Biege- und Kalibrierarbeiten sichtbar werden.

Bei der Warmumformung kommen weitere Einflüsse hinzu. Das Werkstück schrumpft beim Abkühlen, Zunder kann die Oberfläche und die Messung beeinflussen, Werkzeuge dehnen sich durch Wärme aus und verschleißen mit zunehmender Einsatzdauer. Für eine sichere Qualitätsarbeit musst Du deshalb Rückfederung, Wärmeschrumpfung, Werkzeugzustand und Messbedingungen voneinander unterscheiden.

Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende in schmiede-, metall- und umformtechnischen Berufen. Du lernst, Maßabweichungen fachgerecht zu beurteilen, typische Ursachen zu erkennen und geeignete Korrekturmaßnahmen auszuwählen.

Lernziele

Nach der Bearbeitung des Lernkurses kannst Du:

Rückfederung als elastische Rückverformung nach der Entlastung erklären.
Maßhaltigkeit, Nennmaß, Istmaß, Abweichung und Toleranz unterscheiden.
Einflüsse von Werkstoff, Temperatur, Werkstückgeometrie, Werkzeug und Maschine beurteilen.
Maßnahmen wie Überbiegen, Richten, Kalibrieren und Nachsetzen fachgerecht zuordnen.
Geeignete Prüfmittel auswählen und Messergebnisse dokumentieren.
Maßfehler systematisch untersuchen, statt unkontrolliert nachzuarbeiten.
Sicherheitsregeln beim Prüfen und Korrigieren heißer Werkstücke beachten.

Fachliche Grundlagen

Elastische und plastische Verformung

Beim Umformen wirken Kräfte auf das Werkstück. Zunächst verformt sich der Werkstoff elastisch. Wird die für den Werkstoff maßgebende Fließgrenze überschritten, beginnt die plastische Verformung. Der plastische Anteil bleibt nach dem Entlasten bestehen. Der elastische Anteil bildet sich dagegen zurück.

Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm veranschaulicht den Übergang vom elastischen zum plastischen Bereich. Für die Rückfederung ist besonders der elastische Anteil der Gesamtverformung wichtig.

Die Gesamtverformung während des Umformens besteht vereinfacht aus zwei Anteilen:

Anteil	Verhalten nach dem Entlasten	Bedeutung für die Werkstatt
Elastische Verformung	Sie bildet sich weitgehend zurück.	Sie verursacht die Rückfederung.
Plastische Verformung	Sie bleibt dauerhaft bestehen.	Sie erzeugt die gewünschte bleibende Form.

Damit ein Werkstück dauerhaft umgeformt wird, muss ein ausreichend großer Bereich seines Querschnitts plastisch verformt werden. Trotzdem verbleiben elastisch beanspruchte Bereiche. Nach dem Wegfall der Kraft versuchen sie, sich zurückzuformen.

Rückfederung beim Biegen

Beim Biegen wird die Außenseite des Werkstücks gedehnt und die Innenseite gestaucht. Zwischen beiden Bereichen liegt eine neutrale Zone. Nach dem Entlasten gehen die elastischen Dehnungs- und Stauchungsanteile zurück. Der Winkel öffnet sich und der Radius kann zunehmen.

Beobachte die Lage von Stempel, Werkstück und Matrize. Überlege, in welchem Moment die Rückfederung einsetzt.

Bei einem einfachen Biegeteil kann die Rückfederung durch einen Vergleich ermittelt werden:

Messgröße	Bedeutung
Winkel unter Last	Winkel, solange das Werkstück durch Werkzeug oder Vorrichtung belastet wird
Winkel nach Entlastung	Tatsächlich verbleibender Winkel des Werkstücks
Rückfederungsbetrag	Differenz zwischen belastetem und entlastetem Zustand

Praxisbeispiel: Ein Werkstück soll nach dem Entlasten einen Innenwinkel von 90° besitzen. Ein Probestück wird im Werkzeug auf 88° gebogen und öffnet sich danach auf 92°. Die beobachtete Rückfederung beträgt in diesem Versuch 4°. Als erste Korrektur kann auf etwa 86° überbogen werden. Anschließend wird erneut gemessen. Die endgültige Einstellung muss durch Versuche am tatsächlichen Werkstoff, an der vorhandenen Maschine und mit dem verwendeten Werkzeug bestimmt werden.

Das Video zeigt, wie moderne Winkelmesssysteme die Rückfederung während des Biegeprozesses erfassen und automatisch kompensieren können.

Rückfederung beim Schmieden

Beim klassischen Warmfreiformschmieden ist Rückfederung häufig weniger auffällig als beim Kaltbiegen dünner Werkstücke. Der erhitzte Werkstoff besitzt eine geringere Fließspannung und lässt sich leichter plastisch verformen. Trotzdem kann eine elastische Rückverformung auftreten, besonders beim Richten, beim Biegen von Schenkeln, beim Kalibrieren und bei großen federnden Querschnitten.

Die schematische Darstellung zeigt das Recken beziehungsweise Breiten in einem offenen Werkzeug. Gleichmäßige Zustellung und passende Werkstückführung unterstützen eine gleichmäßige Form.

Beim Warmumformen musst Du zusätzlich zwischen mehreren Ursachen unterscheiden:

Erscheinung	Typische Ursache	Erkennungsmerkmal
Winkel öffnet sich direkt nach dem Entlasten	Elastische Rückfederung	Änderung tritt unmittelbar beim Wegnehmen der Kraft auf
Werkstück wird beim Erkalten kürzer oder kleiner	Thermische Schrumpfung	Änderung entwickelt sich während des Abkühlens
Flächen werden uneben	Ungleichmäßige Umformung, Zunder oder falsche Auflage	Lokale Wellen, Druckstellen oder Schiefstellung
Kontur wird über viele Teile zunehmend größer	Gesenkverschleiß	Maßabweichung verändert sich schrittweise mit der Stückzahl
Werkstück verzieht sich nach dem Abkühlen	Ungleichmäßige Temperatur oder Eigenspannungen	Formabweichung zeigt sich verzögert

Beobachtungsauftrag: Untersuche, wie kontrollierte Hammerschläge, Auflageflächen und das Drehen des Werkstücks die Gleichmäßigkeit der Form beeinflussen.

Maßhaltigkeit und Toleranz

Das Nennmaß ist das in der technischen Zeichnung angegebene Maß. Das Istmaß ist der tatsächlich gemessene Wert. Die Differenz zwischen Istmaß und Nennmaß ist die Maßabweichung. Die Toleranz legt fest, in welchem Bereich das Istmaß liegen darf.

Beispiel: Für eine Schenkellänge gilt 50,0 mm ± 0,5 mm. Damit sind Istmaße von 49,5 mm bis 50,5 mm zulässig. Ein gemessener Wert von 50,3 mm ist maßhaltig. Ein Wert von 50,8 mm liegt außerhalb der Toleranz.

Maßhaltigkeit umfasst nicht nur Längenmaße. Je nach Werkstück müssen auch Winkel, Radien, Parallelität, Ebenheit, Geradheit, Rundheit und Lage von Flächen oder Bohrungen geprüft werden.

Maßhaltigkeit beim Gesenkschmieden

Beim Gesenkschmieden wird die Form des Werkstücks weitgehend durch die Gravur des Gesenks bestimmt. Maßabweichungen können trotzdem durch falsches Rohteilvolumen, ungenaue Erwärmung, Werkzeugverschleiß, fehlerhafte Schmierung, unvollständige Füllung oder eine ungünstige Lage des Rohteils entstehen.

Das Gesenkschmiedeteil zeigt, wie stark die Werkzeugkontur die Form vorgibt. Maßhaltigkeit setzt eine gleichmäßige Füllung der Gravur voraus.

Die Fertigungsstufen einer Kurbelwelle verdeutlichen, dass die Endmaße durch mehrere aufeinander abgestimmte Umform- und Bearbeitungsschritte entstehen.

Beim gratlosen Gesenkschmieden ist das Rohteilvolumen besonders kritisch. Überschüssiger Werkstoff kann nicht in einen Gratspalt ausweichen. Ein zu großes Rohteil kann extreme Werkzeugbelastungen und Überfüllung verursachen. Ein zu kleines Rohteil führt zu Unterfüllung. Deshalb müssen Rohteilmasse, Temperatur, Positionierung und Prozessfolge besonders genau eingehalten werden.

Beim Präzisionsschmieden werden enge Toleranzen angestrebt, um spanende Nacharbeit zu verringern oder einzelne Funktionsflächen unmittelbar herzustellen. Dafür sind genaue Werkzeuge, gleichmäßige Schmierung, kontrollierte Temperatur und geringe Schwankungen der Rohteilmasse erforderlich.

Einflussgrößen auf Rückfederung und Maßhaltigkeit

Werkstoff und Werkstoffzustand

Die Rückfederung hängt vom Verhältnis zwischen Fließspannung und Elastizitätsmodul ab. Werkstoffe mit hoher Festigkeit und ausgeprägtem elastischem Anteil neigen beim Biegen häufig zu stärkerer Rückfederung. Auch Kaltverfestigung, Gefüge, Wärmebehandlung und Walzrichtung können das Ergebnis beeinflussen.

Werkstoffchargen können sich geringfügig unterscheiden. Wird eine Maschine nur anhand eines früheren Auftrags eingestellt, kann deshalb trotz gleicher Werkstückzeichnung ein anderer Winkel entstehen. In der Serienfertigung werden Materialdaten, Versuchswerte und Korrekturfaktoren dokumentiert.

Temperatur

Mit steigender Temperatur sinkt bei vielen metallischen Werkstoffen die zum plastischen Umformen benötigte Kraft. Bei Warmumformung stehen deshalb die plastische Formänderung, die thermische Schrumpfung und der Wärmehaushalt stärker im Vordergrund.

Ein Werkstück darf für eine genaue Endkontrolle nicht einfach im glühenden Zustand mit einem gewöhnlichen Messschieber geprüft werden. Die Wärmeausdehnung verfälscht das Ergebnis und kann das Prüfmittel beschädigen. Prozesskontrollen am heißen Werkstück erfolgen nur mit geeigneten Lehren, Schablonen, Abstandswerkzeugen oder berührungslosen Messsystemen. Die maßliche Endprüfung erfolgt nach der festgelegten Abkühlung und entsprechend dem betrieblichen Prüfplan.

Werkstückgeometrie

Große Biegeradien im Verhältnis zur Werkstückdicke, lange freie Schenkel und hochfeste Werkstoffe können die Rückfederung vergrößern. Massive Querschnitte reagieren anders als dünne Bleche. Auch Kerben, Querschnittsübergänge, Lochungen und ungleichmäßige Wanddicken verändern die Spannungsverteilung.

Beim Freiformschmieden entstehen Maßfehler häufig durch ungleichmäßige Hammerschläge, falsche Auflage, zu große Zustellungen oder ungenügendes Drehen des Werkstücks. Das Werkstück kann keilförmig, verdreht oder wellig werden.

Werkzeug, Maschine und Prozessführung

Werkzeuge und Maschinen verformen sich unter Last ebenfalls elastisch. Diese Auffederung kann das Werkstückmaß beeinflussen. Hinzu kommen Spiel in Führungen, verschlissene Kanten, ungleichmäßige Werkzeugtemperatur und fehlerhafte Anschläge.

Bei Maschinenhämmern beeinflussen Schlagenergie, Schlagfolge, Werkstücklage und Werkzeugzustand die Maßhaltigkeit.

Automatisierte Handhabung kann Wiederholgenauigkeit verbessern, ersetzt aber nicht die Kontrolle von Werkstoff, Werkzeug und Prozessdaten.

Eine gleichmäßige Prozessführung umfasst:

Gleichbleibende Rohteilabmessungen und Rohteilmasse.
Definierte Erwärmungs- und Haltezeiten.
Saubere, funktionsfähige und passend geschmierte Werkzeuge.
Wiederholbare Werkstücklage und festgelegte Umformfolge.
Regelmäßige Zwischen- und Endprüfungen.
Dokumentierte Korrekturwerte und Werkzeugstandzeiten.

Maßnahmen zur Korrektur

Überbiegen

Beim Überbiegen wird das Werkstück bewusst etwas über das Sollmaß hinaus belastet. Nach der Rückfederung soll es den geforderten Winkel erreichen. Der notwendige Korrekturwert wird durch Berechnung, Erfahrungswerte oder Probestücke bestimmt.

Überbiegen ist nur dann zuverlässig, wenn Werkstoff, Dicke, Temperatur, Biegeradius, Walzrichtung, Werkzeug und Maschine ausreichend konstant sind. Bei wechselnden Bedingungen muss der Korrekturwert überprüft werden.

Kalibrieren und Nachsetzen

Beim Kalibrieren wird das Werkstück in einem zusätzlichen oder letzten Umformschritt mit einer genau definierten Werkzeugkontur nachgeformt. Dadurch können Maß-, Winkel- und Formabweichungen verringert werden.

Beim Nachsetzen wird der Umformhub erneut oder mit erhöhter Zustellung ausgeführt. Dabei ist zu beachten, dass zu hohe Kräfte Werkzeug, Maschine und Werkstück schädigen können. Änderungen dürfen nur innerhalb der freigegebenen Arbeitsanweisung vorgenommen werden.

Richten

Richten ist ein gezielter Korrekturvorgang zur Verringerung von Geradheits-, Ebenheits- oder Winkelabweichungen. Richten kann kalt oder warm erfolgen. Es muss kontrolliert durchgeführt werden, weil jede Korrektur neue Spannungen und Gegenverformungen erzeugen kann.

Eine bewährte Vorgehensweise lautet:

Abweichung messen und markieren.
Auflagepunkte und Kraftrichtung festlegen.
Mit kleiner Korrektur beginnen.
Werkstück entlasten und erneut messen.
Korrektur schrittweise wiederholen.
Ergebnis und notwendige Korrektur dokumentieren.

Unkontrollierte starke Schläge führen häufig zum Überschwingen der Form, zu Druckstellen oder zu neuen Verzügen.

Werkzeug- und Prozesskorrektur

Werden viele Werkstücke in gleicher Weise fehlerhaft, liegt die Ursache häufig nicht beim einzelnen Werkstück, sondern im Prozess. Dann sind Werkzeugkorrektur, Anschlagkorrektur, Anpassung der Rohteilmasse, Änderung der Erwärmung oder Überprüfung der Maschinensteifigkeit sinnvoller als wiederholte manuelle Nacharbeit.

Das Video vertieft die Rückfederungskompensation bei der Blechumformung und zeigt, warum ein stabiler Prozess für Maßgenauigkeit entscheidend ist.

Prüfen und Messen in der Schmiedepraxis

Geeignete Prüfmittel

Prüfaufgabe	Geeignetes Prüfmittel	Typischer Hinweis
Länge, Breite, Dicke	Messschieber, Bügelmessschraube, Höhenmessgerät	Messflächen müssen sauber und ausreichend abgekühlt sein
Winkel	Winkelmesser, Anschlagwinkel, Winkelschablone	Mehrere Messstellen prüfen
Radius	Radiuslehre, Konturlehre, Schablone	Zunder und Grate vor der Bewertung berücksichtigen
Geradheit und Ebenheit	Haarlineal, Richtplatte, Fühlerlehre	Werkstück spannungsfrei auflegen
Rundlauf	Messuhr und geeignete Aufnahme	Werkstück kontrolliert drehen
Serienprüfung	Grenzlehre, Prüfvorrichtung, optisches Messsystem	Prüflehre regelmäßig überwachen

Systematischer Prüfablauf

Ein fachgerechter Prüfablauf beginnt mit der Zeichnung. Prüfe zuerst, welches Maß, welche Toleranz und welcher Bezug gefordert sind. Reinige anschließend die Messstelle. Wähle ein Prüfmittel mit passendem Messbereich und ausreichender Auflösung. Miss das Werkstück ohne übermäßige Messkraft und wiederhole die Messung an sinnvollen Stellen.

Das Ergebnis wird als Istwert dokumentiert und mit den zulässigen Grenzmaßen verglichen. Liegt eine Abweichung vor, wird nicht sofort nachgeschlagen oder nachgebogen. Zuerst wird geprüft, ob Messfehler, Temperaturunterschiede, Zunder, Grate oder eine falsche Bezugslage vorliegen.

Messprotokoll

Ein einfaches Messprotokoll kann folgende Angaben enthalten:

Merkmal	Eintrag
Werkstück und Auftrag	Bauteilbezeichnung, Zeichnungsnummer, Los
Prüfmerkmal	Länge, Winkel, Radius, Ebenheit oder anderes Merkmal
Sollwert und Toleranz	Zeichnungsangabe
Istwert	Gemessener Wert
Prüfmittel	Bezeichnung und Identifikationsnummer
Zustand	Temperaturzustand, gereinigt, entzundert
Bewertung	Gut, nacharbeitbar oder Ausschuss
Maßnahme	Korrektur, Sperrung, Werkzeugprüfung oder Freigabe

Fehleranalyse in der Werkstatt

Ursache-Wirkungs-Tabelle

Fehlerbild	Mögliche Ursache	Sinnvolle Prüfung	Mögliche Maßnahme
Biegewinkel zu groß	Rückfederung stärker als erwartet	Winkel unter Last und nach Entlastung vergleichen	Überbiegewert anpassen
Werkstück nach dem Abkühlen zu klein	Wärmeschrumpfung nicht berücksichtigt	Maße warm und kalt dokumentieren	Warmmaß oder Werkzeugmaß anpassen
Schenkel unterschiedlich lang	Falscher Anschlag oder ungleichmäßige Werkstücklage	Anschlag, Bezug und Einlegeposition prüfen	Anschlag einstellen und Arbeitsfolge standardisieren
Kontur wird über die Stückzahl größer	Werkzeugverschleiß	Erstteil und spätere Teile vergleichen	Werkzeug instand setzen oder wechseln
Fläche ist wellig	Ungleichmäßige Schläge oder falsche Auflage	Werkstück auf Richtplatte prüfen	Kontrolliert richten und Schlagfolge ändern
Gesenk nicht vollständig gefüllt	Rohteil zu klein, zu kalt oder falsch positioniert	Rohteilmasse, Temperatur und Lage prüfen	Prozessparameter korrigieren
Starke Streuung innerhalb eines Loses	Schwankende Temperatur, Charge oder Bedienfolge	Prozessdaten je Werkstück vergleichen	Prozess stabilisieren und Vorgaben präzisieren

Qualitätsregelkreis

Die Maßhaltigkeit wird nicht durch einmaliges Messen erreicht, sondern durch einen Regelkreis:

Sollwert und Toleranz aus der Zeichnung bestimmen.
Werkstück unter festgelegten Bedingungen herstellen.
Istmaß mit geeignetem Prüfmittel erfassen.
Abweichung und wahrscheinliche Ursache bewerten.
Korrektur am Prozess oder Werkstück durchführen.
Erneut prüfen und Ergebnis dokumentieren.
Erkenntnisse für weitere Werkstücke übernehmen.

Arbeitssicherheit

Beim Schmieden, Biegen, Richten und Prüfen bestehen Gefährdungen durch heiße Werkstücke, Zunder, Quetschstellen, bewegte Werkzeuge, Lärm und wegschleudernde Teile. Halte Dich an die Betriebsanweisung, verwende die vorgeschriebene persönliche Schutzausrüstung und arbeite nur an Maschinen, für die Du unterwiesen bist.

Das Warnzeichen weist auf eine schnelle Bewegung des Werkstücks an einer Biegemaschine hin. Lange Werkstückschenkel können beim Biegen plötzlich hochschwenken.

Besonders wichtig sind ein sicherer Stand, geeignete Zangen, freie Fluchtwege, ausreichender Abstand zu bewegten Werkzeugen und eine klare Verständigung bei Teamarbeit. Messungen und Korrekturen dürfen erst erfolgen, wenn Maschine und Werkstück in einem sicheren Zustand sind. Ein vermeintlich kaltes Werkstück kann im Inneren noch sehr heiß sein.

Zusammenfassung

Rückfederung entsteht durch den elastischen Anteil einer Umformung. Sie zeigt sich besonders deutlich beim Biegen, kann aber auch beim Richten, Kalibrieren und Schmieden auftreten. Maßhaltigkeit bedeutet, dass Istmaße innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen.

Beim Warmumformen beeinflussen zusätzlich Wärmeschrumpfung, Zunder, Temperaturverteilung, Werkzeugausdehnung und Werkzeugverschleiß das Endmaß. Gute Ergebnisse entstehen durch kontrollierte Rohteile, wiederholbare Erwärmung, passende Werkzeuge, eine festgelegte Arbeitsfolge und systematische Prüfungen.

Korrekturen wie Überbiegen, Richten, Kalibrieren oder Werkzeuganpassungen müssen auf Messwerten beruhen. Der professionelle Schmied korrigiert nicht nach Gefühl allein, sondern verbindet Erfahrung mit Zeichnung, Prüfmittel, Messprotokoll und Ursachenanalyse.

Quellen und Vertiefung

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was beschreibt die Rückfederung? (Die elastische Rückverformung nach dem Entlasten) (!Das vollständige Schmelzen des Werkstücks) (!Das Entfernen von Zunder) (!Das spanende Nachbearbeiten einer Fläche)

Wann ist ein Werkstück maßhaltig? (Wenn seine Istmaße innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen) (!Wenn es genau das Nennmaß ohne jede Abweichung besitzt) (!Wenn es nach dem Schmieden noch glüht) (!Wenn seine Oberfläche vollständig blank ist)

Welche Maßnahme kompensiert Rückfederung beim Biegen häufig? (Überbiegen) (!Entzundern) (!Anlassen) (!Bohren)

Welche Werkstoffeigenschaft kann eine stärkere Rückfederung begünstigen? (Eine hohe Fließspannung im Verhältnis zum Elastizitätsmodul) (!Eine niedrige Dichte) (!Eine dunkle Oberflächenfarbe) (!Eine hohe elektrische Leitfähigkeit)

Welche Maßänderung ist bei einem warm geschmiedeten Werkstück während des Abkühlens zu erwarten? (Thermische Schrumpfung) (!Elektrochemische Vergrößerung) (!Vollständige Rückkehr zur Rohteilform) (!Automatische Beseitigung aller Toleranzen)

Was ist beim gratlosen Gesenkschmieden besonders genau einzuhalten? (Die Rohteilmasse und das Rohteilvolumen) (!Die Farbe der Werkbank) (!Die Länge des Hammerstiels) (!Die Anzahl der Hallenleuchten)

Wozu dient das Kalibrieren? (Zur Verbesserung von Maß und Form durch einen gezielten Endformschritt) (!Zum Entfernen des gesamten Werkstoffs) (!Zum Abkühlen des Schmiedefeuers) (!Zum Schärfen eines Bohrers)

Warum soll ein glühendes Werkstück nicht mit einem gewöhnlichen Messschieber endgeprüft werden? (Weil Wärmeausdehnung das Ergebnis verfälscht und das Prüfmittel beschädigt werden kann) (!Weil ein Messschieber nur Holz messen kann) (!Weil warme Werkstücke grundsätzlich keine Maße besitzen) (!Weil die Skala bei Wärme automatisch verschwindet)

Welche Beobachtung spricht für Werkzeugverschleiß? (Die gleiche Maßabweichung nimmt mit wachsender Stückzahl allmählich zu) (!Ein einzelnes Werkstück fällt auf den Boden) (!Die Werkstattbeleuchtung wird ausgeschaltet) (!Das Rohmaterial wird neu beschriftet)

Welche Reihenfolge entspricht einem fachgerechten Qualitätsregelkreis? (Messen vergleichen Ursache bewerten korrigieren erneut prüfen) (!Schlagen hoffen ausliefern) (!Erwärmen ablegen vergessen) (!Messen verwerfen ohne Dokumentation weiterarbeiten)

Memory

Rückfederung	Elastische Rückverformung
Nennmaß	In der Zeichnung festgelegter Wert
Toleranz	Zulässiger Bereich der Maßabweichung
Überbiegen	Kompensation durch zusätzliche Winkelverformung
Kalibrieren	Gezielter Endformschritt
Gesenk	Werkzeug mit negativer Werkstückkontur
Zunder	Oxidschicht auf heißem Stahl
Richten	Beseitigung einer Formabweichung

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Einsatz
Überbiegen	Rückfederung eines Biegewinkels kompensieren
Kalibrieren	Maß und Kontur in einem Endformschritt verbessern
Richten	Geradheits- oder Ebenheitsabweichungen vermindern
Prüflehre	Werkstück schnell mit einer festgelegten Grenzkontur vergleichen
Messprotokoll	Prüfergebnisse nachvollziehbar dokumentieren

Kreuzworträtsel

Rückfederung	Wie heißt die elastische Formänderung nach dem Entlasten?
Toleranz	Wie heißt der zulässige Bereich einer Maßabweichung?
Gesenk	Wie heißt das Werkzeug mit negativer Werkstückkontur?
Kalibrieren	Wie heißt das genaue Nachformen in einem Endformschritt?
Zunder	Wie heißt die Oxidschicht auf heißem Stahl?
Richten	Wie heißt das gezielte Beseitigen einer Formabweichung?

LearningApps

Lückentext

Die elastische Rückverformung eines Werkstücks nach dem Entlasten heißt

. Ein Werkstück ist maßhaltig, wenn seine Istmaße innerhalb der festgelegten

liegen. Der in einer technischen Zeichnung angegebene Ausgangswert wird als

bezeichnet. Beim Biegen kann die Rückfederung durch gezieltes

kompensiert werden. Ein genauer Endformschritt zur Verbesserung von Maß und Kontur heißt

. Die Maßverringerung eines warmen Werkstücks beim Erkalten entsteht durch thermische

. Eine Oxidschicht auf der Oberfläche von heißem Stahl wird

genannt. Beim Gesenkschmieden bestimmt die Gravur des

einen großen Teil der Werkstückform. Zur Prüfung der Geradheit kann ein Haarlineal oder eine

verwendet werden. Ergebnisse und Korrekturen werden in einem

dokumentiert.

Offene Aufgaben

Leicht

Begriffskarten: Erstelle acht Karten mit den Begriffen Rückfederung, Maßhaltigkeit, Nennmaß, Istmaß, Toleranz, Überbiegen, Kalibrieren und Richten. Ergänze jeweils eine Erklärung und ein Werkstattbeispiel.
Werkstück beobachten: Untersuche drei geschmiedete oder gebogene Werkstücke. Markiere Stellen, an denen Maß-, Winkel- oder Formabweichungen auftreten können.
Prüfmittel zuordnen: Fotografiere oder zeichne fünf Prüfmittel aus der Werkstatt und beschreibe, für welche Messaufgabe sie geeignet sind.
Bildanalyse: Wähle zwei Bilder aus diesem Lernkurs und erkläre, welche Einflüsse auf die Maßhaltigkeit dort erkennbar sind.

Standard

Biegeversuch durchführen: Biege unter Aufsicht mehrere gleichartige Probestreifen auf denselben Werkzeugwinkel. Miss die Winkel nach dem Entlasten und bestimme die Streuung.
Messprotokoll entwickeln: Erstelle ein vollständiges Prüfblatt für ein einfaches Schmiedeteil mit mindestens vier Prüfmerkmalen.
Ursachen-Diagramm: Entwickle ein Ursache-Wirkungs-Diagramm für das Fehlerbild Schenkelwinkel zu groß. Berücksichtige Mensch, Maschine, Werkstoff, Werkzeug, Messung und Umgebung.
Fachgespräch führen: Befrage eine Fachkraft, wie Rückfederung, Wärmeschrumpfung und Werkzeugverschleiß im Betrieb berücksichtigt werden. Fasse die Antworten fachsprachlich zusammen.

Schwer

Prozessplan erstellen: Plane die Herstellung eines U-förmigen Schmiedeteils. Lege Rohteil, Erwärmung, Umformfolge, Zwischenprüfungen, Korrektur und Endprüfung fest.
Prüflehre entwerfen: Entwirf eine einfache Gut-Schlecht-Lehre für einen Winkel oder Radius. Begründe Werkstoff, Form, Handhabung und Prüfgrenzen.
Einflussversuch planen: Entwickle einen Versuch, mit dem der Einfluss von Werkstücktemperatur oder Biegeradius auf die Rückfederung untersucht wird. Lege konstante und veränderliche Größen fest.
Erklärvideo produzieren: Erstelle ein drei- bis fünfminütiges Lehrvideo, das Rückfederung, Wärmeschrumpfung und Maßprüfung an einem sicheren Demonstrationsmodell voneinander unterscheidet.

Lernkontrolle

Fallanalyse Biegeteil: Ein Biegeteil soll 90° besitzen, misst nach dem Entlasten aber 93°. Entwickle zwei mögliche Ursachen, eine Messstrategie und eine begründete Korrektur.
Temperaturvergleich: Erkläre, warum ein heißes Werkstück trotz richtigem Warmmaß nach dem Abkühlen außerhalb der Toleranz liegen kann. Entwickle eine geeignete Prüfplanung.
Werkzeugverschleiß erkennen: Die ersten Teile eines Loses sind maßhaltig, spätere Teile werden schrittweise größer. Analysiere mögliche Ursachen und entscheide, welche Prüfungen zuerst durchgeführt werden.
Streuung bewerten: Zehn gleich eingestellte Biegeteile zeigen deutlich unterschiedliche Winkel. Entwickle eine Reihenfolge zur Prüfung von Werkstoff, Temperatur, Werkzeug, Maschine und Bedienablauf.
Entscheidung treffen: Vergleiche die Vor- und Nachteile einer manuellen Nacharbeit mit einer dauerhaften Werkzeug- oder Prozesskorrektur.
Messkonzept entwickeln: Erstelle für ein geschmiedetes Bauteil mit Länge, Winkel, Radius und Ebenheit ein vollständiges Messkonzept mit Prüfmitteln, Messzeitpunkt und Dokumentation.

Lernnachweis

Für einen erfolgreichen Lernnachweis sind folgende Leistungen wichtig:

Du erklärst den Unterschied zwischen elastischer und plastischer Verformung fachlich korrekt.
Du beschreibst Rückfederung und thermische Schrumpfung als unterschiedliche Vorgänge.
Du liest Nennmaße und Toleranzen aus einer technischen Zeichnung ab.
Du wählst geeignete Prüfmittel für Länge, Winkel, Radius und Ebenheit aus.
Du führst eine Messung nachvollziehbar durch und dokumentierst das Istmaß.
Du beurteilst, ob ein Werkstück innerhalb der Toleranz liegt.
Du leitest aus einem Fehlerbild mögliche Ursachen ab.
Du begründest eine geeignete Korrekturmaßnahme.
Du berücksichtigst Werkzeugverschleiß, Werkstoffschwankungen und Temperatur.
Du hältst die Sicherheitsregeln beim Prüfen, Richten und Umformen ein.