46 02721 Didaktische FWU-DVD Der Keil Grundform der Werkzeugschneide
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. Stehen innerhalb eines Menüpunktes mehrere Grafiken zur Verfügung, können Sie mit den Buttons > und < zwischen diesen Grafiken vorund zurückblättern. 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 Das vorliegende Unterrichtsmaterial (Film, Sequenzen, Grafiken und Arbeitsmaterialien) eignet sich in erster Linie dazu, in der metallischen Grundbildung die drei Winkel an einer Werkzeugschneide kennenzulernen sowie deren Einfluss auf die Oberfläche und auf die Spanbildung beurteilen zu können. Nachfolgend werden zunächst die metallverarbeitenden Ausbildungsberufe genannt sowie in Ausschnitten die Lernfelder, denen man die vorliegenden Unterrichtsmaterialien zuordnen kann: Industriemechaniker/in Zerspanungsmechaniker/in Mechatroniker/in Feinwerkmechaniker/in Werkzeugmechaniker/in Metallbauer/in Konstruktionsmechniker/in Anlagemechaniker/in Lernfelder in Ausschnitten: Fertigen von handgeführten Werkzeugen; Grundlagen und Verfahren des Trennens und Umformens Fertigen von Bauelementen mit Maschinen; Bohren, Fräsen, Drehen Fertigen von Einzelteilen mit Werkzeugmaschinen; spanende Fertigungsverfahren; Bearbeitungsparameter Herstellen von Bauelementen durch spanende Fertigungsverfahren; Fertigungsparameter: Technologiedaten, Schneidengeometrie, Schnittkraft 2
Herstellen von Bauelementen durch Feinbearbeitungsverfahren; Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden Herstellen von technischen Teilsystemen; Technologische Grundlagen des manuellen und maschinellen Spanens und des Umformens Berufliche Handlungskompetenz Der Film und die Arbeitsmaterialien tragen zur Heranbildung von beruflicher Handlungskompetenz bei, indem die nachfolgend genannten Kompetenzbereiche gefördert werden. 1) Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen das Prinzip des Keils an trennenden und zerspanenden Werkzeugen kennen. Sie ermitteln Kräfte und deren Wirkung auf die Werkzeugschneide. Auf Basis dieser theoretischen Grundlagen planen sie die Arbeitsschritte mit den erforderlichen Werkzeugen, Werkstoffen, Halbzeugen und Arbeitsmitteln zum Fertigen der Bauelemente. Sie bestimmen die notwendigen technologischen Daten und führen die erforderlichen Berechnungen durch. Sie setzen sich mit den Einflüssen auf die Fertigungsqualität auseinander und berücksichtigen dabei die Bedeutung der Produktqualität. Dabei beachten sie die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes. 2) Methodenkompetenz Die Schüler und Schülerinnen greifen gezielt auf die im Film gezeigten Informationen zu, um diese in Lernsituationen zu nutzen. Sie 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 Schüler und Schülerinnen arbeiten in verschiedenen Sozialformen (Klasse, Gruppe, Team) und unterstützen sich dabei gegenseitig. Sie halten sich bei der Besprechung von Filmsequenzen an Diskussionsregeln. Sie arbeiten an arbeitsteiligen Aufträgen und stellen sich deren Ergebnisse gegenseitig vor. 3
Zum Inhalt Hauptmenü Der Keil Grundform der Werkzeugschneide Vom Hauptmenü aus wird der gleichlautende Themenfilm (12:40 min) direkt gestartet. Die thematisch differenzierten Sequenzen dieses Films können ebenfalls direkt aus dem Hauptmenü gestartet werden. Ergänzend sind 15 Grafiken, die Werkzeuge und Verfahren im Detail darstellen, in einem Untermenü zu finden. Film Der Keil Grundform der Werkzeugschneide (Film 12:40 min und Sequenzen) Der Film ist als Ganzes abgelegt sowie in den thematisch benannten Sequenzen. Er steigt mit Impressionen hochkomplexer Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren aus dem Maschinen- und Fahrzeugbau ein. Die Fertigungsprozesse, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter hier einrichten und überwachen, sind nur sehr begrenzt einsehbar. Für hochtechnisierte Anlagen und handgeführte Fertigungsverfahren gelten jedoch die gleichen Grundlagen. Grundform aller Schneiden bei trennenden Werkzeugen ist der Keil. 4
Die Filmsequenz Keilförmige Werkzeugschneiden stellt die Werkzeuge Meißel, Säge, Bohrer, Schere, Fräser und Drehmeißel vor und veranschaulicht jeweils die Keilform. Anschließend werden die beiden grundlegenden Trennverfahren Zerteilen und Zerspanen an den betreffenden Werkzeugen demonstriert. Im Folgenden wird die Schneidengeometrie beim Zerspanen genauer betrachtet. Mithilfe eines Stoßmeißels wird veranschaulicht, welchen Einfluss verschiedene Winkel am Schneidkeil auf die Werkstückoberfläche haben. Die Funktion von Span-, Frei- und Keilwinkel werden erläutert. An verschiedenen Winkeln wird jeweils der Einfluss auf das Werkstück deutlich. Verglichen werden dann noch positiver und negativer Spanwinkel. Schließlich zeigt die Filmsequenz Reiß-, Scher- und Fließspan den Einfluss des Spanwinkels auf die Spanarten. Abhängig von der Beschaffenheit des Werkzeugs und des Werkstücks sind unterschiedliche Ergebnisse zu erwarten. Menü Werkzeuge und Verfahren (Grafiken) Neben dem Film werden die Grundlagen keilförmiger Werkzeugschneiden hier zusätzlich grafisch dargestellt: eine Grafik Zerteilen, fünf Grafiken mit Info 5
Verwendung im Unterricht Vorkenntnisse Grundkenntnisse der Werkstoffkunde und der Geometrie erleichtern den Zugang zu den Inhalten der DVD. Der Film selbst ist so aufbereitet, dass er ohne weitere Hilfsmittel Kenntnisse über die Grundlagen der Keilform und -wirkung, der Schneidengeometrie und Spanentstehung vermittelt. ein Werkzeuge und Winkel, fünf Grafiken mit Info ein Positiver und negativer Spanwinkel. Über diese Grundlagen hinaus stellen vier Grafiken das Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide dar. Einsatz als unterstützendes Medium im Unterricht: Der Einsatz der DVD ist vor allem für die oben genannten metallverarbeitenden Ausbildungsberufe bezogen auf die genannten Lernfelder als unterstützendes Medium im Unterricht gedacht. Wenn 6
modular aufgebaut. Die Themen können wenn gewünscht einzeln oder in der chronologischen Abfolge erarbeitet werden. Die Arbeitsblätter dienen ebenfalls als Lernerfolgskontrolle. Bauelemente mit handgeführten Werkzeugen oder mit Maschinen gefertigt werden sollen, ist es notwendig, dass die Schülerinnen und Schüler Kenntnisse über die genannten Grundlagen (Keilform und -wirkung, Schneidengeometrie und Spanentstehung) einbeziehen können. Der Film und die Sequenzen können hier als Veranschaulichung dienen, die von der Lehrkraft flexibel in jede Form der Unterrichtsgestaltung und -vorbereitung integriert werden kann. Die grafischen Darstellungen im Menü Werkzeuge und Verfahren 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 Aufgaben nutzen. Nachfolgend sind die fünf Arbeitsblätter bezogen auf die Themen und Inhalte kurz beschrieben: Lernerfolgskontrolle: Keilförmige Werkzeugschneiden und Schneidengeometrie Die beiden ersten Arbeitsblätter sind als Beobachtungsaufträge angelegt. Die Schülerinnen und Schüler werden zum genauen Schauen angeregt und übertra- Auf die filmischen und grafischen Informationen abgestimmt ermöglichen die fünf Arbeitsblätter eine vertiefende und weiterführende Erarbeitung der betreffenden Themen (vgl. Beschreibung der Kompetenzen oben). Dabei ist die DVD 7
gen die filmischen Informationen in textliche. AB 1 fragt nach den Werkzeugen, den beiden vorgestellten Trennverfahren und den Phasen eines Trennvorgangs. In AB 2 sind die Keilwinkel einzutragen und deren Wirkung zu differenzieren. AB 3 nutzt die einschlägigen Grafiken aus dem Menü Werkzeuge und Verfahren. Die Darstellungen von Blechschere, Bohrer, Fräser, Säge und Drehmeißel mit positivem beziehungsweise negativem Spanwinkel sind zu beschriften und die Winkel sollen jeweils selbständig von den Schülerinnen und Schülern eingezeichnet werden. Wird dies als Gruppenarbeit angelegt, kann eine vertiefende Diskussion und Kontrolle von den Schülerinnen und Schülern selbst durchgeführt werden. Weiterführung: Zum Keil als Werkzeugschneide Auf der Basis der filmischen Informationen und darüber hinausgehender Quellen können die Arbeitsblätter 4 und 5 eingesetzt werden. AB 4 fragt weitere Informationen und AB 5 Berechnungen zum Keil als Werkzeugschneide ab. Das Infoblatt Weitere Informationen zum Keil als Werkzeugschneide stellt die wesentlichen ergänzenden Informationen zusammen. Zusätzlich können Tabellenbuch, Fachbuch oder Internetrecherche eingesetzt werden. 8
Arbeitsmaterial Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht sowie Arbeitsblätter (mit Lösungen) zur Verfügung (siehe 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 (PDF- Dokumente). Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons ( Inhaltsverzeichnis, Startseite ), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Diese erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader (im Ordner Adobe ). Im Ordner Arbeitsmaterial/Word_ Dateien finden Sie die Arbeitsblätter und den Filmkommentar auch als Word- Dokumente. Die Inhalte der DVD können im Unterricht vom Lehrer an geeigneten Stellen präsentiert werden. Den Schülerinnen und Schülern kann im Computerraum jedoch auch die Möglichkeit gegeben werden, sich allein oder in Gruppen mit einzelnen Themenbereichen auseinanderzusetzen. Das umfangreiche Arbeitsmaterial im ROM-Teil der DVD kann für eine vertiefende Erarbeitung der Inhalte genutzt werden. Ordner Verwendung im Unterricht Materialien Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht Arbeitsblätter 5 Arbeitsblätter mit Lösungen 1 Infoblatt Weitere Informationen zum Keil als Werkzeugschneide Grafiken 13 Grafiken aus der DVD zusätzlich 10 Grafiken mit eingezeichnetem Winkel beziehungsweise Beschriftung Filmtext Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Kommentartext des Films Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Infos zu ergänzenden FWU-Medien kommentierte Linkliste zum Thema 9
Programmstruktur Der Keil Grundform der Werkzeugschneide Hauptmenü Untermenü 1 Untermenü 2 Der Keil Grundform der Werkzeugschneide 12:40 min Sequenzen Keilförmige Werkzeugschneiden 1:10 min Zerteilen und Zerspanen 3:20 min Schneidengeometrie: 3:20 min Keil-, Frei- und Spanwinkel Reiß-, Scher- und Fließspan 2:20 min Werkzeuge und Verfahren Grafiken Werkzeuge und Verfahren Zerteilen Grafik Werkzeuge und Winkel 5 Grafiken Positiver und negativer Spanwinkel 5 Grafiken Spanen mit geometrisch 4 Grafiken unbestimmter Schneide Werkzeuge und Winkel Blechschere Bohrer Fräser Säge Drehmeißel Positiver und negativer Spanwinkel Positiver Spanwinkel Negativer Spanwinkel Gehauene Feile mit negativem Spanwinkel Drehmeißel mit positivem Spanwinkel Drehmeißel mit negativem Spanwinkel Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD) 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. Verwendung im Unterricht 5 Arbeitsblätter 13 Grafiken Filmtext Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide Schleifscheibe Schleifkörner mit positiven und negativen Spanwinkeln Einzelnes Schleifkorn Einzelnes Schleifkorn mit Winkeln 10
Produktionsangaben Der Keil Grundform der Werkzeugschneide (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2010 DVD-Konzept Petra Müller DVD-Authoring und Design ModernLearning GmbH Bildung mit neuen Medien im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 Bildnachweis Cover: Fotolia tamarang Grafik Heike Gewehr Arbeitsmaterial Andreas Kasper, Reinhold Oblinger, Herbert Rinner Fachliche Unterstützung ALP Dillingen Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung Referat Gewerblich-technische Bildung Pädagogische Referentin im FWU Petra Müller Produktionsangaben zum Film Der Keil Grundform der Werkzeugschneide Produktion medienjargon im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 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, 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 2010 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 11
46 02721 Didaktische FWU-DVD Der Keil Grundform der Werkzeugschneide Multifunktionale Bearbeitungszentren fräsen, bohren, drehen, sägen und schneiden. Für hochtechnisierte Anlagen und handgeführte Fertigungsverfahren gelten die gleichen Grundlagen. Grundform aller Schneiden bei trennenden Werkzeugen ist der Keil. Filmisch werden grundlegende Bedingungen der Trennvorgänge Zerteilen und Spanen dargestellt. Beim Spanen werden die Schneidengeometrie, die Spanwinkel sowie Reiß-, Scher- und Fließspan anschaulich gemacht. Im DVD-ROM-Teil stehen Arbeitsblätter, didaktische Hinweise und ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2010 Laufzeit: 13 min Filmsequenzen: 4 Grafiken: 15 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Unterrichtsmaterialien Arbeitsblätter 5 Adressaten: Berufsbildende Schule Schlagwörter: Trennverfahren, Zerteilen, Zerspanen, Spanen, Schneidengeometrie, Winkel, Keilwinkel, Spanwinkel, Freiwinkel, Meißel, Bohrer, Fräser, Blechschere, Säge, Drehen, Reißspan, Scherspan, Fließspan Systematik: Berufliche Bildung Metalltechnik Fertigungstechnik Trennen 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 Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMA Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Nicht erlaubte / genehmigte Nutzungen werden zivil- und / oder strafrechtlich verfolgt. Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows 7 4602721010 4602721010 www.fwu-shop.de Bestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444 vertrieb@fwu.de