Metalltechnik: Zerspanende Fertigungsprozesse - FWU

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Metalltechnik:
Zerspanende Fertigungsprozesse
Didaktische FWU-DVD

Zur Bedienung
Die didaktische DVD startet automatisch.
Der Vorspann kann mit der Enter- oder
der Skip-Taste der Fernbedienung oder
durch einen Mausklick am PC übersprungen
werden. Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung
können Sie die Menüpunkte
(z. B. Film, Filmsequenz, Bild, Grafik, Karte
etc.) ansteuern und mit Enter starten.
Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand
steuern Sie mit den Pfeiltasten an
und rufen diese mit Enter auf:
• Der Button „Hauptmenü“ führt zurück
zum Hauptmenü.
Aus dem laufenden Film oder einer laufenden
Filmsequenz gelangen Sie mit der
Taste Menu oder Title der Fernbedienung
wieder in das Ausgangsmenü zurück.
Bezug zu Lehrplänen und
Bildungsstandards
Der Film, die Filmclips und die Arbeitsmaterialien
tragen zur Heranbildung von
beruflicher Handlungskompetenz bei,
indem die nachfolgend genannten Kompetenzbereiche
gefördert werden:
1) Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• stellen Bauelemente aus Eisen- und
Nichteisenmetallen durch spanende
Fertigungsverfahren her. Dazu ana-
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lysieren und erstellen sie auftragsbezogene
Unterlagen.
• planen auf Basis der theoretischen
Grundlagen der anzuwendenden
Technologien die Arbeitsschritte mit
den erforderlichen Werkzeugen, Werkstoffen,
Halbzeugen und Hilfsmitteln.
• verstehen den grundsätzlichen Aufbau
und die Wirkungsweise der Maschinen
und wählen diese sowie die entsprechenden
Werkzeuge auftragsbezogen
aus.
• untersuchen die Einflüsse des Fertigungsprozesses
auf Maße, Ober-
flächengüte und Form.
• beachten die Bestimmungen des
Arbeits- und Umweltschutzes.
2) Methodenkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• greifen gezielt auf die im Film gezeigten
Informationen zu, um diese
in Lernsituationen zu nutzen.
• werten Daten aus dem Film und anderen
Informationsquellen (Fachbücher,
Tabellenbuch, Internet) aus und erkennen
die Einflüsse des Fertigungsprozesses
auf Maße und Oberflächengüte.
3) Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• arbeiten in verschiedenen Sozialformen
(Klasse, Gruppe, Team) und unterstützen
sich dabei gegenseitig.

Zum Inhalt
Hauptmenü
Vom Hauptmenü aus wird der gleichlautende
Themenfilm direkt gestartet. Die
thematisch differenzierten Sequenzen
dieses Films können ebenfalls direkt aus
dem Hauptmenü gestartet werden. Ergänzend
sind fünf zusätzliche Filmclips,
die thematische Vertiefungen und
Ergänzungen bieten, in einem Unter-
menü zu finden.
Film „Einstellgrößen beim
Zerspanen“ (17:10 min)
Der Film ist als Ganzes abgelegt sowie
in thematisch benannten Sequenzen. Er
steigt mit Bildern zu trennenden und
formgebenden Fertigungsverfahren ein
und weist kurz auf Grundlagen hin. Zu
sehen sind die drei Bearbeitungsverfahren
Drehen, Fräsen und Bohren.Alle drei
werden im Film behandelt und es wird
auf die jeweils zu beachtenden Ein-
stellgrößen (Schnittgeschwindigkeit,
Vorschub, Schnitttiefe) eingegangen.
Als Grundlage für diese Betrachtungen
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dient ein Kundenauftrag. Eine technische
Zeichnung zeigt die genauen Abmessungen
und Rauheitszahlen, die das Werkstück
(Stahl) nach allen Bearbeitungsvorgängen
haben soll. Das Ergebnis wird
am Ende des Bearbeitungsprozesses
anhand einer Rauheitsmessung auf Qualität
und Oberflächengüte hin überprüft.
Bilder multifunktionaler Bearbeitungszentren
veranschaulichen die vielfältigen
Möglichkeiten.
Sequenzen
Einstellgrößen im Zusammenhang
(Sequenz 2:20 min)
Diese Sequenz zeigt, dass bei allen Zerspanvorgängen
die Einstellgrößen zu
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berücksichtigen sind. Schnittgeschwindigkeit
v , Vorschub f und Schnitttiefe a c p
werden vorgestellt und ihre Abhängigkeit
voneinander verdeutlicht. Weiterhin
wird klar, dass die Einstellgrößen auch
von der Wahl des Werkstoffes, des
Schneidstoffes und des Bearbeitungsverfahrens
abhängen.
Drehen (Sequenz 4:30 min)
Es wird gezeigt, wie ein Werkstück
(Stahl) gedreht wird. Die groben Richtwerte
für dieses Bearbeitungsverfahren
werden dem Tabellenbuch entnommen
und die Einstellgrößen Schnittgeschwindigkeit
v c , Vorschub f und Schnitttiefe a p
an der Drehmaschine gewählt, um den

Werkstoff anschließend zu schruppen
und zu schlichten. Hierfür werden eine
beschichtete Hartmetall-Schneidplatte
und anschließend eine Hartmetall-
Schlichtplatte benutzt. Am Ende ist die
feine Oberfläche des Schlichtvorgangs
im Vergleich zur rauen Oberfläche des
Schruppvorgangs zu sehen.
Fräsen (Sequenz 3:30 min)
Die Sequenz zeigt das Bearbeitungsverfahren
Fräsen. Dazu dient ein bereits
gedrehtes Werkstück (Stahl), in das eine
Nut gefräst wird. Dem Tabellenbuch werden
die Werte für die Einstellgrößen
Schnittgeschwindigkeit v c , Vorschub f
und Schnitttiefe a p entnommen und an
der Maschine entsprechend gewählt, um
das Werkstück anschließend zu schruppen
und zu schlichten. Die Oberflächenergebnisse
des jeweiligen Vorgangs
werden am Ende vergleichend gezeigt.
Bohren (Sequenz 2:00 min)
Es wird gezeigt, wie ein bereits gedrehtes
und gefrästes Werkstück (Stahl) mit
einer Bohrung versehen wird. Die Werte
für die Einstellgrößen Schnittgeschwindigkeit
v c und Vorschub f werden dem
Tabellenbuch entnommen und die
Schnittdaten entsprechend in die Maschine
eingegeben. Das Werkstück wird
zunächst mit einer Zentrierbohrung versehen,
um anschließend mit einem Hartmetallbohrer
durchbohrt zu werden.
Rauheitsmessung (Sequenz 0:50 min)
In dieser Sequenz wird bei einem Werkstück
(Stahl), das auf Grundlage eines
Kundenauftrags gedreht, gefräst und mit
einer Bohrung versehen wurde, die Rauheit
aller bearbeiteten Oberflächen überprüft.
Die entsprechenden Werte werden
mit einem Rauheitsmessgerät ermittelt.
Die so festgestellten Rauheitszahlen dienen
als Indikator für die Oberflächen-
güte des Werkstücks.
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Filmclips
Schneidstoffe (Filmclip 2:20 min)
Der Filmclip gibt einen Einblick in
Schneidstoffe, deren unterschiedliche
Härten und Zähigkeiten sowie typische
Einsatzbereiche.Als Beispiel werden beschichteter
Hartmetall Schneidstoff, unbeschichtetes
Hartmetallwerkzeug und
Hochleistungsschnellarbeitsstahl (HSS)
bei gleichbleibender Geschwindigkeit
getestet und verglichen.
Auswirkungen falscher Einstellgrößen
(Filmclip 2:30 min)
Es wird gezeigt, wie sich falsche Einstellgrößen
beim Fräsen, Bohren und Drehen
auswirken können.
Bohren, Senken, Reiben
(Filmclip 3:30 min)
In einem Versuch werden die spanenden
Fertigungsverfahren Bohren, Senken,
Reiben und Gewindeschneiden gezeigt.
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Ein Werkstück aus einer Aluminium-
Legierung wird durch Bohren ins Volle
durchbohrt. Eine Bearbeitung mit dreischneidigem
Kegelsenker und spiral-
genuteter Reibahle folgt. Bei einer
weiteren Bohrung wird mit einem HSS-
Spiralbohrer ins Volle gebohrt. Anschließend
kommen Flach- und Kegelsenker
zum Einsatz.
Kundenauftrag Aluminium-Legierung
(Filmclip ohne Kommentar 2:20 min)
Der Filmclip zeigt die Bearbeitung des
Kundenauftrags aus dem Film „Einstellgrößen
beim Zerspanen“ in der Werkstoffvariante
Aluminium-Legierung. Die
Bearbeitungsvorgänge Drehen, Fräsen
und Bohren sowie deren Ergebnisse sind
zu sehen.
Kundenauftrag Kupfer-Zink-Legierung
(Filmclip ohne Kommentar 2:50 min)
Der Filmclip zeigt die Bearbeitung des
Kundenauftrags aus dem Film „Einstellgrößen
beim Zerspanen“ in der Werkstoffvariante
Kupfer-Zink-Legierung. Die
Bearbeitungsvorgänge Drehen, Fräsen
und Bohren sowie deren Ergebnisse sind
zu sehen.

Verwendung im Unterricht
Vorkenntnisse
Grundkenntnisse der Trennvorgänge
Zerteilen und Zerspanen erleichtern den
Zugang zu den Inhalten der DVD. Der
Film selbst ist so aufbereitet, dass er
ohne weitere Hilfsmittel Kenntnisse über
die Grundlagen der Einstellgrößen
(Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und
Schnitttiefe) sowie Schneidstoffe,
Werkstoffe und Bearbeitungsverfahren
vermittelt.
Einsatz als unterstützendes Medium
im Unterricht
Der Einsatz der DVD ist vor allem für die
metallverarbeitenden Ausbildungsberufe
als unterstützendes Medium im Unterricht
gedacht. Wenn Bauelemente mit
handgeführten Werkzeugen oder mit
Maschinen gefertigt werden sollen, ist
es notwendig, dass die Schülerinnen und
Schüler Kenntnisse über die Grundlagen
(Bearbeitungsverfahren, Einstellgrößen,
Schneid- und Werkstoffe) einbeziehen
können. Film, Sequenzen und Filmclips
können hier als Veranschaulichung dienen,
die von der Lehrkraft flexibel in jede
Form der Unterrichtsgestaltung und
-vorbereitung integriert werden können.
Die grafischen Darstellungen im Ordner
Arbeitsmaterial vertiefen und ergänzen
die filmische Information und können
auch als Lernerfolgskontrolle eingesetzt
werden.
Der gesprochene Kommentar des Films
ist als Datei abgelegt und kann den
Schülerinnen und Schülern zur Verfügung
gestellt werden. Darüber hinaus
kann die Lehrkraft die zusätzlich abgelegten
Grafiken, den Filmkommentar
und die Linkliste für ergänzende Auf-
gaben nutzen.
In den beiden Flimclips („Kundenauftrag
Aluminium-Legierung“ und „Kundenauftrag
Kupfer-Zink-Legierung“) wird
der Kundenauftrag, der im Hauptfilm als
roter Faden dient, ohne Kommentar gefertigt
– mit jeweils einer anderen Werkstoffvariante.
Dies bietet der Lehrkraft
die Möglichkeit, eigene Beobachtungsaufträge
zu stellen. Der Zusammenhang
von Werkstoff, Schnittgeschwindigkeit
und Vorschub lässt sich dabei im Vergleich
sehr gut herausarbeiten. Zudem
können die Schülerinnen und Schüler
durch Beobachtung des Zerspanungsvorgangs
und der zu erkennenden Spanform
Rückschlüsse auf die Werkstoffeigenschaften
der unterschiedlichen
Materialien bilden.
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Nachfolgend sind die Arbeitsblätter bezogen
auf die Themen und Inhalte sowie
eine methodische Umsetzung der Filmprotokolle
im Unterricht kurz beschrieben:
AB 1 („Einstellgrößen beim Zerspanen“),
AB 13 („Schneidstoffe“), AB 14 („Auswirkungen
falscher Einstellgrößen“) und
AB 15 („Bohren, Senken, Reiben“) sind
Beobachtungsprotokolle zum Film bzw.
zu den Filmclips.
Ein möglicher methodischer Einsatz der
Beobachtungsprotokolle im Unterricht
könnte folgendermaßen gestaltet sein: Die
Fragen der Filmprotokolle werden mit den
Lernenden vor dem Abspielen des Films
bzw. des Filmclips durchgesprochen. Anschließend
werden die Schülerinnen und
Schüler in Gruppen aufgeteilt (3-5 Schüler)
und erhalten den Arbeitsauftrag, stichpunktartig
die Antworten auf die Fragen
während des Filmes zu protokollieren, diese
dann in der Gruppe zu besprechen und
gegebenenfalls zu verbessern, um sie
schließlich im Plenum vorzustellen. Zu Beginn
sollten die Lernenden (ohne Einflussnahme
der Lehrkraft) circa fünf Minuten
Zeit erhalten, sich zu organisieren. Nach
dem Film bzw. Filmclip bereiten die Schülerinnen
und Schüler sich in zehn Minuten
auf ihren Vortrag im Plenum vor. Als Hilfestellung
kann eine Folie des Arbeitsblattes
dienen, die die Schüler ausfüllen und am
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OHP vorstellen. Falls genügend Computerarbeitsplätze
zur Verfügung stehen, kann
das Arbeitsblatt auch als Datei zur Verfügung
gestellt und über Beamer präsentiert
werden. Die Ergebnisse werden von den
Gruppen präsentiert, wobei die Lösungen
nicht kommentiert oder verbessert werden.
Nach den Vorträgen kann die Organisationsform
der einzelnen Gruppen hinterfragt
werden und es kann kurz auf die Vor- und
Nachteile eingegangen werden. Abschließend
wird von der Lehrkraft moderiert eine
gemeinsame Lösung erarbeitet.
AB 2 geht der Frage nach, welche Wirkparameter
beim Zerspanen zusammenspielen.
AB 3 bis AB 7 widmen sich den
Einstellwerten beim Drehen und deren
Einflüssen. AB 3 betrachtet die Winkel
und Einstellwerte am Drehmeißel. AB 4
bietet Aufgaben zu Spanungsquerschnitt
A, Schnitttiefe a p , Vorschub f, Schnittkraft
FC, Spanungsdicke h, Leistungsbedarf PC
und Motorleistung PM. Es dient als
Grundlage zu den Berechnungsbeispielen
von AB 5. Auf AB 5 können anhand
eines Beispiels Berechnungen zur Bestimmung
der Motorleistung PM durchgeführt
werden.AB 6 gibt nähere Infos zum
Einstellwinkel κ beim Drehen.
AB 7 bis AB 11 setzen sich thematisch
mit dem Bohren auseinander. AB 7 bietet
eine Zuordnungsaufgabe, bei der Grafi-

ken verschiedener Bohrer den richtigen
Namen und genauen Anwendungsbereichen
zugeordnet werden müssen. AB 8
vertieft Kenntnisse zu verschiedenen Spiralbohrertypen:
Deren Spanwinkel, Spitzenwinkel,
Werkstoffe und Anwendungen
müssen erarbeitet werden. AB 9 zeigt,
wie beim Spiralbohrer Winkel, Schneiden
und Flächen bestimmt werden.AB 10 hilft
durch Definitionen und Berechnungen zur
Unterscheidung von Drehzahl und
Schnittgeschwindigkeit. AB 11 beinhaltet
Berechnungen zu Standzeit und Schnittgeschwindigkeit
sowie Überlegungen zur
Optimierung der Standzeit, um eine erhöhte
Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
In AB 12 geht es um die Benennung
verschiedener Schneidstoffe und deren
Beschaffenheit (Verschleißfestigkeit und
Zähigkeit).
Ordner Materialien
Arbeitsmaterial
Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise
zur Verwendung im Unterricht sowie
Arbeitsblätter (mit Lösungen) und
weitere Materialien zur Verfügung
(s. Tabelle). Um die Arbeitsmaterialien zu
sichten und auszudrucken, legen Sie die
DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers
ein und öffnen Sie im Windows-
Explorer den Ordner „Arbeitsmaterial“.
Die Datei „Inhaltsverzeichnis“ öffnet die
Startseite. Über diese können Sie bequem
alle Arbeitsmaterialien aufrufen. Um die
PDF-Dateien lesen zu können, benötigen
Sie den Adobe Reader. Auf der Startseite
des ROM-Teils befindet sich ein Link zum
Download des Adobe Readers. Im Ordner
„Arbeitsmaterial/Lehrer/Word_Dateien“
finden Sie die Arbeitsblätter und Filmtexte
auch als Word-Dokumente.
Verwendung im Unterricht Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht
Arbeitsblätter 15 Arbeitsblätter (inkl. Lösungsvorschlag) als PDF- und
Word-Dokument
Grafiken 19 Grafiken
Filmtexte 4 Filmtexte als PDF- und Word-Dokument
Begleitheft Begleitheft zur DVD
Programmstruktur Übersicht über den Aufbau der DVD
Weitere Medien Info zu ergänzenden FWU-Medien
Links kommentierte Linksammlung zum Thema
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46 02752 Metalltechnik: Zerspanende Fertigungsprozesse
Programmstruktur
Programmstruktur
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Untermenü
Hauptmenü
Einstellgrößen beim Zerspanen 17:10 min
Weitere Wirkparameter beim Zerspanen
Sequenzen
Schneidstoffe 2:20 min
Auswirkungen falscher Einstellgrößen 2:30 min
Bohren, Senken, Reiben 3:30 min
Einstellgrößen im Zusammenhang 2:20 min
Drehen 4:30 min
Fräsen 3:30 min
Bohren 2:00 min
Rauheitsmessung 0:50 min
Ohne Kommentar
Kundenauftrag Aluminium-Legierung 2:20 min
Kundenauftrag Kupfer-Zink-Legierung 2:50 min
Weitere Wirkparameter beim Zerspanen Filmclips
Arbeitsmaterial
Arbeitsmaterial
(im ROM-Teil der DVD)
Verwendung im Unterricht
15 Arbeitsblätter
4 Filmtexte
19 Grafiken
Begleitheft
Programmstruktur
Weitere Medien
Links
Legen Sie die DVD in das
DVD-Laufwerk Ihres Computers
und öffnen Sie im Windows-Explorer
den Ordner Arbeitsmaterial.
Die Datei Inhaltsverzeichnis
öffnet die Startseite.

Produktionsangaben
Metalltechnik:
Zerspanende Fertigungsprozesse (DVD)
Produktion
FWU Institut für Film und Bild, 2011
DVD-Konzept
Petra Müller
Désirée Sappert
DVD-Authoring und Design
ModernLearning GmbH – Bildung mit neuen Medien
im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2011
Grafiken
Urs Haase
Bildnachweis
Tabellenbuch Metall, 44.Auflage,
Verlag Europa-Lehrmittel
(S. 301 Bohren, S. 303 Drehen, S. 305 Fräsen)
Fotolia
© bobbox #32868642
© tamarang #13777034
© Gina Sanders #18854291
© modul_a #24565652
Arbeitsmaterial
Andreas Kasper, Ferdinand Kiesel, Herbert Rinner
Fachliche Unterstützung
ALP Dillingen – Akademie für
Lehrerfortbildung und Personalführung
Referat Gewerblich-technische Bildung
Begleitheft
Désirée Sappert
Pädagogische Referentin im FWU
Petra Müller
Produktionsangaben zu den Filmen
Einstellgrößen beim Zerspanen
Schneidstoffe
Auswirkungen falscher Einstellgrößen
Bohren, Senken Reiben
Kundenauftrag Aluminium-Legierung
Kundenauftrag Kupfer-Zink-Legierung
Produktion
medienjargon
im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2011
Buch
Steve Döschner
Regie
Michael Fiebrig
Schnitt
Michael Fiebrig
Steve Döschner
Sprachaufnahme
TV-Werk
Fachberatung
Werner Gerwin, Ludwig Girstenbrei,
Andreas Kasper, Reinhold Oblinger,
Herbert Rinner, Matthias Weickl,
Dr. Gert Zinke
Sprecher
Andy Karg
Redaktion
Petra Müller
Dank an
Staatliche Berufsschule Lauingen
Staatliche Berufsschule I Traunstein
TU München, Lehrstuhl für Werkstoffkunde
und Werkstoffmechanik
Nur Bildstellen/Medienzentren:
öV zulässig
© 2011
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon (089) 6497-1
Telefax (089) 6497-240
E-Mail info@fwu.de
vertrieb@fwu.de
Internet www.fwu.de
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Didaktische FWU-DVD
46 02752
Metalltechnik: Zerspanende Fertigungsprozesse
Was geschieht bei den Fertigungsverfahren Drehen, Fräsen, Bohren? An einem Kundenauftrag
veranschaulicht das Medium die Zusammenhänge zwischen der geforderten
Oberflächengüte, dem auszuwählenden Werkzeug und zwischen den Parametern
Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe. Zusätzliche Filmclips thematisieren
Auswirkungen falscher Einstellgrößen sowie die Auswahl von Schneidstoffen und
Werkstoffvarianten. Umfangreiches Arbeitsmaterial unterstützt den Einsatz im
Unterricht.
Erscheinungsjahr: 2011
Laufzeit: 31 min
Filmsequenzen: 5
Filmclips: 5
Sprache: Deutsch
Schlagwörter:
Bearbeitungsverfahren, Einstellgrößen, Fertigungsverfahren, Drehen,
Fräsen, Bohren, Senken, Reiben, Schnittgeschwindigkeit, Vorschub,
Schnitttiefe, Wirkparameter, Schnittdaten, Schlichten, Schruppen,
Schneidstoffe, Werkstück, Tabellenbuch, Rauheitsmessung,
Oberflächengüte, Trennverfahren, Zerteilen, Zerspanen, Spanen,
Spanvorgänge, Werkzeuge
Systematik:
Berufliche Bildung � Metalltechnik � Fertigungstechnik � Trennen
Lehrprogramm
gemäß
§ 14 JuSchG
GEMA-FREI
www.fwu-shop.de
Bestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444
vertrieb@fwu.de
DVD-ROM-Teil: Unterrichtsmaterialien
Arbeitsblätter: 15
Grafiken: 19
Adressaten: Berufsbildende Schule
Systemvoraussetzungen
bei Nutzung am PC:
DVD-Laufwerk und DVD-
Player-Software, empfohlen
für Windows ME/2000/XP/
Vista/Windows 7
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
82031 Grünwald
Telefon +49 (0)89-6497-1
Telefax +49 (0)89-6497-240
info@fwu.de
www.fwu.de
4602752010
4602752010