Lernfelder Metalltechnik (3 Teile) Lernfelder Metalltechnik 1 Lernfeld 2: Fertigen von Bauelementen mit Maschinen Projekt: Biegewerkzeug

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1 Lernfelder Metalltechnik (3 Teile) Projektorientierte Arbeiten Die drei Lehrgänge sind durchgehend an Projekten mit konkreten beruflichen Lernsituationen orientiert. Sie ermöglichen einen handlungsorientierten Unterricht mit selbständigem Lernen der Schülerinnen und Schüler. Dazu erforderliche Informationen sind den Blättern dieser Lehrgänge und technischen Unterlagen, vor allem dem Tabellenbuch, zu entnehmen. In das Projekt und in die Grundlagen zu den Aufgaben wird i. d. R. im Unterrichtsgespräch eingeführt. Dazu sollten die Abbildungen auf Folien oder über Beamer projiziert werden. In leistungsstarken Gruppen können die Grundlagen zu einzelnen Aufgaben von den Schülern auch selbst erarbeitet werden. Die Überschriften der Aufgaben nennen die hauptsächlichen Schülertätigkeiten. Ein rasches Orientieren über Inhalte und Ziele der Aufgaben ist deshalb leicht möglich. Die Aufgaben lassen sich je nach den Fähigkeiten der Schüler und der Unterrichtssituation in Gruppen-, Partner-, Einzelarbeit oder im Unterrichtsgespräch lösen. Die Ergebnisse sollten durch die Schüler präsentiert und in der Klasse besprochen werden. Die Ergebnissicherung erfolgt durch Einträge in die Blätter oder auf gesonderten Blättern. Adressatengruppe Der Lehrgang ist für Schülerinnen und Schüler industrieller und handwerklicher Metallberufe (Industrie-, Werkzeug-, Zerspanungs-, Feinwerkmechaniker und verwandte Monoberufe) konzipiert. Er kann auch in Berufsfachschulen, im Technischen Gymnasium und in der beruflichen Fort- und Weiterbildung eingesetzt werden. Lernfelder Metalltechnik 1 Lernfeld 2: Fertigen von Bauelementen mit Maschinen Projekt: Das Projekt erfasst vorwiegend die im Lernfeld 2 enthaltenen Zielformulierungen und Inhalte. Gleichzeitig wird nach dem Prinzip der konzentrischen Kreise auch das Lernfeld 1 vertieft und erweitert. Zur Verknüpfung von Theorie und Praxis können die ersten vier Projekte auch mit den von den Schülerinnen und Schülern erstellten technischen Unterlagen angefertigt werden. Blatt 21: Gesamtzeichnung Möglicher Einstieg in das Projekt: Der Lehrer zeigt Biegeteile und ihre Verwendung in der Serienproduktion. Anhand eines einfachen s werden aus der Funktion die wesentlichen Teile eines s abgeleitet und mit der Gesamtzeichnung verknüpft. Blatt 22: Auswerten von Gesamtzeichnungen, Bereitstellungsliste, Werkstoffkosten Dazu werden u. a. die Normbezeichnungen der Werkstoffe erläutert, deren Eigenschaften verglichen und die Werkstoffkosten berechnet. Blatt 23: Funktionsbezogene Bemaßung, geriebene Bohrungen, Senkungen Beim Erstellen von Teilzeichnungen ist darauf zu achten, dass die Bemaßung formal den Regeln des technischen Zeichnens entspricht, aber auch funktions-, fertigungs- und prüfgerecht ist. Blatt 25: Blechzuschnitt, Biegelinie Vor der Bearbeitung dieses Blattes sind die allgemeinen Grundlagen des Umformens zu vermitteln. Hier werden Aufgaben mit Bezug auf die Projektarbeit behandelt. Blatt 28: Zylinderstifte, Schrauben und Druckfedern Es werden genormte Teile behandelt, die bei fast allen technischen Systemen vorkommen. Dazu wird das Entnehmen von Informationen aus technischen Unterlagen, auch aus Diagrammen, geübt.

2 Mit dem (Abb. 2 und 3) können 90 - Biegewinkel (Abb. 1) hergestellt werden. Dieses einfache Werkzeug zeigt die wesentlichen Teile, die zum Gesenkbiegen benötigt werden. Das sind: Matrize (1) und Stempel (3) zur Formgebung des Biegeteils Betätigung und Führung (4) für den Stempel (3) Verbindungsteile zwischen Matrize und Führung Rückstellelemente für den Stempel Anschlag für die Positionierung des zu biegenden Teils Auf den folgenden Blättern erhalten Sie Informationen und technische Unterlagen, die Sie für die Fertigung des s benötigen. Aufgabe 1: Teile des s erfassen a) Legen Sie die Teile 1 bis 5 in den Abb. 2 und 3 und in der Stückliste jeweils in gleicher Farbe an. b) Übertragen Sie die Positionsnummern von Abb. 3 in Abb. 2. Abb. 1: Biegeteil Abb. 2 Blatt 21 Holland + Josenhans GmbH & Co. Stuttgart Abb. 3 Toler. Maß Grenzabmaße 8 3 Zylinderstift ISO x 28 B St 7 4 Zylinderschraube ISO 4762 M5 x Druckfeder DIN x 12,5 x 55,5 SM ph i f = 8,5 5 1 Stößel 10SPb Führung C Stempel 90MnCrV8 2 1 Stellplatte E Matrize 90MnCrV8 Pos. Menge Benennung / Norm-Kurzbezeichnung Werkstoff Halbzeug / Bemerkung Maßstab 1:1... Bearbeitet Allgemeintoleranzen ISO Geprüft Datum Name Klasse Schule Fach Nr....

3 Mit Gesamtzeichnungen lässt sich die Funktion von Baugruppen und das Fügen ihrer Einzelteile verstehen. Gesamtzeichnungen bestehen aus Schriftfeld, Stückliste und Darstellung mit Positionsnummern. Auswerten von Gesamtzeichnungen (Blatt 21, Abb. 3) 1. Schriftfeld: Die Bezeichnung der Baugruppe und die Maßstabsangabe kennzeichnen deren Art und Größe. 2. Stückliste: Die Benennung und die Menge der Teile geben Hinweise auf Form, Funktion und Abmessungen der Einzelteile. Aus der Werkstoff- und der Halbzeugangabe lassen sich Herstellungsverfahren und Abmessungen ableiten. 3. Darstellung: Einzelteile werden über Positionsnummern und Bezugslinien aufgesucht. Teilebegrenzungen lassen sich mit folgenden Regeln ermitteln: Breite Volllinien begrenzen Teile (Umriss) oder stellen sichtbare Körperkanten dar. Die Einzelteile sind unterschiedlich schraffiert. Dasselbe Teil hat in verschiedenen Schnitten die gleiche Schraffur (Abstand und Richtung der Schraffurlinien). Sich berührende Teile ergeben nur eine Kante (z. B. Zylinderstift in geriebener Bohrung). Aufgabe 1: Gesamtzeichnung des s auswerten a) In der Seitenansicht sind die Schrauben nicht dargestellt. Wodurch ist jedoch ihre Lage erkennbar? b) Bei der in der Vorderansicht im Schnitt dargestellten Schraube fehlt die Positionsnummer. Warum ist dies richtig? 90MnCrV8: b) Welche Eigenschaft erhöhen folgende Legierungselemente: S... Pb... Mn... Aufgabe 3: Blankes mit warmgewalztem Material vergleichen a) Bei den Halbzeugen ist zwischen blankem und warmgewalztem Material zu unterscheiden. Welchen Vorteil hat warmgewalztes Material? b) In welchen Fällen ist die Verwendung von blankem Material sinnvoll? Aufgabe 4: Bereitstellungsliste für Halbzeuge anfertigen a) Fertigen Sie die Bereitstellungsliste für die Teile 1 bis 5 des s an. Benennung Pos. Halbzeug Blatt 22 Holland + Josenhans GmbH & Co. Stuttgart c) Wie kann der zu biegende Blechstreifen im Werkzeug angedeutet werden? d) Nennen Sie Geometrieelemente, die zusammenpassen müssen, damit die Funktion des s gewährleistet wird. Aufgabe 2: Werkstoffangaben der Stückliste erläutern a) Erläutern Sie die Normbezeichnungen. E295: C80: 10SPb20: Auswerten von Gesamtzeichnungen, Bereitstellungsliste, Werkstoffkosten Aufgabe 5: Werkstoffbedarf und Werkstoffkosten berechnen a) Berechnen Sie anhand der Bereitstellungsliste den Werkstoffbedarf (die Masse) für die Teile 1 bis 5. b) Ermitteln Sie selbst die Preise für die verwendeten Werkstoffe. Falls Ihnen dies nicht möglich ist, gehen Sie von den folgenden Richtwerten aus: Stähle für den Maschinenbau Richtwerte Baustahl warmgewalzt:... /kg 2,0 /kg Baustahl blank:... /kg 2,5 /kg Werkzeugstahl unlegiert und blank:... /kg 4,0 /kg Werkzeugstahl legiert und blank:... /kg 5,0 /kg Automatenstaht warmgewalzt:... /kg 4,0 /kg c) Berechnen Sie die Werkstoffkosten. Pos. Benennung Maße (mm) Masse (kg) Kosten ( ) 1 Matrize 2 Stellplatte 3 Stempel 4 Führung 5 Stößel Teile insgesamt Datum Klasse Name Fach Nr.

4 Die Stellplatte (2) des s wird durch eine Flachführung auf der Matrize (1) in Querrichtung positioniert. Die Führung (4) wird auf der Stellplatte (2) durch die Stifte positioniert. Die Führung (4) nimmt in einer mittig liegenden Bohrung den Stößel (5) auf. Auf den Stößel ist der Stempel (3) zentrisch aufgeschraubt. Größe, Form und Lage dieser Formelemente sind auf die Gegenstücke abzustimmen. Erst dann passen die Teile zusammen, der Stempel läuft genau in die Matrize ein und man erhält die gewünschten Biegeteile. Funktionsbezogene Bemaßung (Abb. 1) Durch funktionsbezogene Bemaßung werden in den Teilzeichnungen aufeinander abgestimmte Maße von Geometrieelementen erforderlich. 1. Formmaße, z. B. 30-0,1 bei Pos. 1 und 30+0,1 bei Pos Lagemaße, z. B. Bohrungsabstand 45 bei Pos. 2 und 4 Bei mittiger Anordnung können Lagemaße entfallen, z. B. für die Bohrung Ø 10H7 bei Pos. 4. Geriebene Bohrungen (Abb. 1 und 2) Damit die Führung (4) und Stellplatte (2) zusammenpassen, werden diese Teile gemeinsam gebohrt und gerieben. 1. Geriebene Bohrungen werden mit H7, Zylinderstifte zur Positionierung mit m6 toleriert. 2. Arbeiten, die man an Teilen gemeinsam ausführt, werden in der Teilzeichnung vermerkt. 3. Flächen, die sich berühren, stellt man in der Gesamtzeichnung als eine Linie dar. Beispiel: Mantelfläche von Zylinderstift und Bohrung Senkungen (Abb. 3) Bei Vorrichtungen und Werkzeugen werden zum Fügen meist Senkschrauben verwendet. Dadurch wird auch ein gefälliges Aussehen erreicht und die Arbeitssicherheit erhöht. 1. Zylindrische Senkungen werden nach DIN 974 ausgeführt. Die Größe der Abmessungen richtet sich nach dem aufzunehmenden Schraubenkopf (Tabb. Seite...) 2. Flächen, die sich nicht berühren, werden in Gesamtzeichnungen als getrennte Linien dargestellt. Der Lininenabstand entspricht den tatsächlich vorhandenen Abmessungen, er soll aber mindestens 0,7 mm betragen. Beispiel: Mantelfläche von Schraubenkopf und Senkung Abb. 1 Allgemeintoleranzen ISO 2768 m Aufgabe 1: Maße für Formelemente eintragen (Tabb. S. ) Abb. 2: tolerierter Ø für Bohrung und Zylinderstift Abb. 3: Ø Durchgangsloch, Ø Senkung und Senktiefe Aufgabe 2: Positionierung von Pos. 4 auf Pos. 2 beschreiben Die Führung (4) muss auf der Stellplatte (2) so positioniert und befestigt werden, dass der Stempel (3) genau in die Matrize (1) einläuft. Wie geht man bei der Fertigung vor? Blatt 23 Holland + Josenhans GmbH & Co. Stuttgart Funktionsbezogene Bemaßung, geriebene Bohrungen, Senkungen Abb. 2 Abb. 3 Datum Klasse Name Fach Nr.

5 Bei Biegeteilen müssen an den Biegestellen Rundungen angebracht werden, damit das Blech nicht bricht. Bei rechtwinkligen Biegeteilen gibt man meist die Außenmaße und für Rundungen die Innenradien an (Abb. 1). Die Zuschnittslänge kann mit Ausgleichswerten oder über die neutrale Faser berechnet werden. Aufgabe 1: Zuschnittslänge mit Ausgleichswert berechnen Die Zuschnittslänge des Blechwinkels (Abb. 1) wird aus der Summe der Außenmaße (a = 30 mm und b = 20 mm) berechnet. Der Blechzuschnitt muss aber wegen der Rundung etwas kürzer gewählt werden. Diese Verkürzung wird mit Hilfe von Ausgleichswerten nach DIN 6935 (Tabb. Seite...) ermittelt. L =... Abb. 1: Blechwinkel Allgemeintoleranzen ISO 2768 m Werkstoff: DC02... Aufgabe 2: Zuschnittslänge über neutrale Faser berechnen Die neutrale Faser ist die Faser, die beim Biegen weder gedehnt noch gestaucht wird. Sie verläuft etwa in der Mitte (Abb. 2). Die gestreckten Länge setzt sich aus der Länge der einzelnen Formelemente zusammen, bei dem Blechwinkel aus den beiden Schenkelstrecken und dem Viertelskreis auf der neutralen Faser. L = Aufgabe 3: Lage der Biegelinie bestimmen Bei einer rechtwinkligen Biegung verkürzt sich beim Blechzuschnitt jede Schenkellänge um die Hälfte des Ausgleichswertes. a v/2 =... b v/2 =... Abb. 2 (nicht maßstäblich gezeichnet) Aufgabe 4: Position des Anschlagstifts (8) ermitteln Bestimmen Sie die Abstände X und Y, wenn die kurze Seite des Biegewinkels angeschlagen wird sowie den Abstand A aus der Gesamtzeichnung auf Blatt 21. X =... Y =... A =... Aufgabe 5: Blechzuschnitt und Biegelinie zeichnen a) Zeichnen Sie den Blechzuschnitt und die Biegelinie (Abb. 4) im Maßstab 2:1. Hinweis: Biegelinien zeichnet man als schmale Volllinien. b) Tragen Sie alle zur Herstellung des Blechzuschnitts erforderlichen Maße und die Lage der Biegelinie ein. Abb. 3 Blatt 25 Holland + Josenhans GmbH & Co. Stuttgart Abb. 4 Allgemeintoleranzen ISO 2768 m Werkstoff DC02 Blechzuschnitt, Biegelinie 2:1 Datum Klasse Name Fach Nr.

6 Häufig vorkommende Bauelemente in Baugruppen und technischen Systemen sind nach ihren Formen und Abmessungen genormt. Bei Verschleiß oder Beschädigung ist dadurch ein leichter Austausch solcher Normteile möglich. Außerdem wird die Fertigung durch spezialisierte Firmen ermöglicht, was zur Qualitätssteigerung und zur Reduzierung der Kosten beiträgt. F n F 2 s 1 : Vorspannweg s 2 : Weg bis zur Endstellung s n : größter zulässiger Federweg Aufgabe 1: Aufgaben der Zylinderstifte (8) nennen... Federkraft F 1 F 1 : Vorspannkraft F 2 : Federkraft in der Endstellung Aufgabe 2: Angaben zum Zylinderstift (8) erläutern Abb. 1 s 1 s 2 s n Federweg F n : größte zulässige Federkraft R: Federrate F = s R 4:... Aufgabe 6: Aufgabe der Druckfeder (6) nennen 28: Blatt 28 Holland + Josenhans GmbH & Co. Stuttgart Aufgabe 3: Zylinderstifte unterscheiden Bei der Auswahl und Bereitstellung der Normteile ist zu beachten, dass die Zylinderstifte von Pos. 8 nach ISO 8734 genormt sind. a) Worin besteht der Unterschied zwischen Zylinderstiften nach ISO 2338 und ISO 8734? ISO 2338: ISO 8734: b) In welchen Fällen werden gehärtete Zylinderstifte verwendet? Aufgabe 4: Normbezeichnung der Zylinderschraube (7) erläutern M5:... 25: : Aufgabe 5: Einsatz von Schrauben angeben a) Geben Sie Festigkeitsklassen an für Schrauben mit Schlitz:... Innensechskant:... b) Welchen Vorteil haben Zylinderschrauben mit Schlitz? c) Sie sollen eine hoch beanspruchte Schraubenverbindung herstellen. Welche Schraubenart wählen Sie? d) Für welchen Anwendungsbereich eignen sich Schrauben mit Kreuzschlitz? Zylinderstifte, Schrauben und Druckfedern... Aufgabe 7: Kurzbezeichnung der Druckfeder (6) erläutern 1 :... 12,5:... 55,5:... Aufgabe 8: Federwege und Federkräfte bestimmen Bei zylindrischen Schraubenfedern besteht ein linearer Zusammenhang zwischen Federweg und Federkraft (Abb. 1). Ermitteln Sie folgende Werte: a) Vorspannweg und Vorspannkraft Abstand Führung zu Stößelabsatz a =... s 1 =... F 1 =... b) Hub (aus der Gesamtzeichnung Blatt 21) h =... c) Federweg bis zur Endstellung und Endstellungskraft s 2 = s 1 + h =... F 2 =... d) Kontrolle Ist der größte zulässige Federweg größer als der Federweg bis zur Endstellung? s n =... mm s 2 =... mm ja nein Aufgabe 9: Federkenngrößen bewerten Welche Auswirkung hat es auf die Federrate, wenn bei sonst gleichen Abmessungen a) der Drahtdurchmesser größer gewählt wird? b) der mittlere Windungsdurchmesser erhöht wird? Aufgabe 10: Gestreckte Länge des Federdrahts ermitteln Bei der Berechnung wird die Steigung der Feder vernachlässigt. L =.. Datum Name Fach Nr. Klasse