przykładowe rozwiązanie zadania egzaminacyjnego z informatora cke

przykładowe rozwiązanie zadania egzaminacyjnego z informatora cke

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIE
ZADANIA EGZAMINACYJNEGO Z INFORMATORA CKE
Materiały zebrał: i opracował : A. Szydłowski
Przy opracowaniu wykorzystano materiały z Informatora CKE oraz ze strony:
www.oke.lomza.com/informacje_o_egz/egz_zawodowy/zadania_technikum/pliki/tech.mech_rozw.pdf
1. Treść przykładowego zadania praktycznego
Zakład mechaniczny wytwarza zespoły przekładni zębatych. Zespół przekładni zębatej przedstawiony
jest na Rysunku 1. Wał zespołu przekładni przedstawia Rysunek 2.
Przedstaw propozycję rozwiązania konstrukcyjnego dla wpustu pryzmatycznego przenoszącego napęd
z wału na koło zębate. Wpust musi zapewnić pracę przekładni zgodnie z jej charakterystyką i
warunkami określonymi w Załączniku 1.
Opracuj projekt realizacji prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej w zakładzie
mechanicznym. Wyposażenie techniczne zakładu mechanicznego umożliwia przeprowadzenie
wszystkich operacji technologicznych związanych z wytworzeniem zespołów i podzespołów
mechanicznych w produkcji małoseryjnej.
2. Projekt realizacji prac powinien zawierać:
− propozycję rozwiązania konstrukcyjnego połączenia wpustowego dla wpustu pryzmatycznego przenoszącego
napęd z wału na koło zębate (obejmującą dobór wpustu wraz z obliczeniami prowadzącymi do ustalenia jego
parametrów oraz wykonanie uzupełnień na rysunkach zespołu przekładni zębatej i wału w zakresie przyjętego
rozwiązania konstrukcyjnego),
− wykaz narzędzi, maszyn i urządzeń do wytwarzania zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem technologii
wytwarzania,
− wykaz urządzeń i narzędzi kontrolno-pomiarowych do kontroli wielkości parametrów w procesie wytwarzania
właściwych dla zespołu przekładni zębatej,
− przebieg procesu wytwarzania zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem technologii w formie schematu
blokowego,
− przebieg montażu zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem kolejności operacji montażowych w formie
schematu blokowego,
− harmonogram prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej.
3. Dokumentację do opracowanie projektu realizacji prac stanowią:
Zespół przekładni zębatej – Rysunek 1.
Wał – Rysunek 2.
Charakterystyka i warunki pracy przekładni zębatej – Załącznik 1.
Dopuszczalne naciski powierzchniowe w połączeniach wpustowych – Załącznik 2.
Dobór wpustów pryzmatycznych – wyciąg z normy – Załącznik 3.
Orientacyjne własności wytrzymałościowe, niektórych gatunków stali – Załącznik 4.
Czas na wykonanie zadania wynosi 180 minut.
1
Rysunek 1. Zespół przekładni zębatej
2
Rysunek 2. Wał
3
4
5
6
4. Komentarz do rozwiązania zadania wraz z kryteriami oceniania
Rozwiązanie zadania obejmuje:
− opracowanie propozycji rozwiązania konstrukcyjnego dla wpustu przenoszącego napęd z wału na
koło zębate w zespole przekładni zębatej na podstawie dokumentacji technicznej,
− opracowanie projektu realizacji prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej w
zakładzie mechanicznym o określonych warunkach organizacyjnych i technicznych na podstawie
dokumentacji technicznej.
Projekt realizacji prac powinien mieć określoną strukturę (budowę). Elementy struktury i ich nazwy odnaleźć
można po sformułowaniu „Projekt realizacji prac powinien zawierać:”.
Są one następujące:
1. Propozycja rozwiązania konstrukcyjnego połączenia wpustowego dla wpustu przenoszącego napęd
z wału na koło zębate (obejmująca dobór wpustu wraz z obliczeniami prowadzącymi do ustalenia jego
parametrów oraz wykonanie uzupełnień na rysunkach zespołu przekładni zębatej i wału w zakresie
przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego).
2. Wykaz narzędzi, maszyn i urządzeń do wytwarzania zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem
technologii wytwarzania.
3. Wykaz urządzeń i narzędzi kontrolno-pomiarowych do kontroli wielkości parametrów właściwych dla
zespołu przekładni zębatej.
4. Przebieg procesu wytwarzania zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem technologii w formie
schematu blokowego.
5. Przebieg montażu zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem kolejności operacji montażowych w
formie schematu blokowego.
6. Harmonogram prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej.
Elementy te powinny też występować w projekcie realizacji prac, np. jako tytuły lub podtytuły rozdziałów.
Zawartość merytoryczna projektu musi być odpowiednia do informacji wynikających z treści zadania.
Opracowanie projektu realizacji prac musi być, zatem poprzedzone wnikliwą, staranną analizą treści zadania i
załączników stanowiących jej uzupełnienie. Do opracowania projektu lub jego elementów można wykorzystać
komputer, który znajduje się na stanowisku egzaminacyjnym.
Projekt powinien być przejrzysty, logicznie uporządkowany zarówno w swej strukturze jak i w sposobie oraz
kolejności przedstawiania treści merytorycznych.
Kryteria oceniania projektu realizacji prac, będą uwzględniać:
− poprawność rozwiązania konstrukcyjnego połączenia wpustowego, w tym poprawność obliczeń prowadzących
do ustalenia parametrów wpustu, poprawność doboru parametrów wpustu w odniesieniu do obliczeń, warunków
pracy przekładni oraz dokumentacji technicznej,
− poprawność wykonania uzupełnień na rysunkach zespołu przekładni zębatej i wału w odniesieniu do przyjętego
rozwiązania konstrukcyjnego oraz dokumentacji technicznej,
− poprawność wykazu narzędzi, maszyn i urządzeń do wytwarzania zespołu przekładni zębatej w odniesieniu do
technologii wytwarzania oraz dokumentacji technicznej,
− poprawność wykazu urządzeń i narzędzi kontrolno-pomiarowych do kontroli wielkości parametrów właściwych
dla zespołu przekładni zębatej w odniesieniu do dokumentacji technicznej,
− poprawność przebiegu procesu wytwarzania zespołu przekładni zębatej, przedstawionego w formie schematu
blokowego, w odniesieniu do kolejności procesów obróbki, dokumentacji technicznej i wyposażenia
przedsiębiorstwa,
− poprawność przebiegu montażu zespołu przekładni zębatej, przedstawionego w formie schematu blokowego, w
odniesieniu do kolejności operacji montażowych i dokumentacji technicznej,
− poprawność harmonogramu prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej w odniesieniu do
założeń i dokumentacji
oraz
− przejrzystość struktury projektu,
7
− logikę układu przedstawionych treści,
− poprawność terminologiczną i merytoryczną, właściwą dla zawodu lub branży,
− formę i sposób przedstawienia treści w projekcie.
5. Projekt realizacji prac powinien zawierać w swej strukturze ( na podstawie Informatora CKE o
egzaminie):
1. Założenia (dane do projektu realizacji prac, które odnaleźć należy w treści zadania i ewentualnie dokumentacji, która stanowi jej
uzupełnienie).
2. Wykaz materiałów konstrukcyjnych do wytworzenia określonego podzespołu lub zespołu mechanicznego, opracowanego na podstawie
dokumentacji.
3. Propozycję rozwiązania konstrukcyjnego określonego zespołu lub podzespołu mechanicznego wraz z technologią wytwarzania w
określonych warunkach organizacyjnych i technicznych, opracowaną na podstawie założeń i dokumentacji.
4. Wykaz narzędzi, maszyn i urządzeń do wytwarzania określonego zespołu lub podzespołu mechanicznego z uwzględnieniem technologii
wytwarzania, opracowany na podstawie założeń i dokumentacji technicznej.
5. Wykaz urządzeń i narzędzi kontrolno-pomiarowych do kontroli wielkości parametrów właściwych dla określonego zespołu lub
podzespołu mechanicznego opracowany na podstawie dokumentacji technicznej.
6. Propozycję procesu wytwarzania określonego zespołu lub podzespołu mechanicznego z uwzględnieniem kolejności obróbki
technologicznej, opracowaną na podstawie dokumentacji technicznej, przedstawioną w formie schematu blokowego.
7. Propozycję przebiegu montażu określonego zespołu lub podzespołu mechanicznego, z uwzględnieniem kolejności operacji
montażowych, opracowaną na podstawie dokumentacji, przedstawioną w formie schematu blokowego.
8. Harmonogram prac realizowanych w procesie wytwarzania i montażu określonego zespołu lub podzespołu mechanicznego, z
uwzględnieniem warunków technicznych i organizacyjnych wykonawstwa, zasad bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony
przeciwpożarowej i ochrony środowiska obowiązujących w przedsiębiorstwach i zakładach produkcyjnych.
Struktura projektu realizacji prac, w zależności od zakresu dokumentacji oraz założeń (danych określonych w zadaniu) może być różna od
przedstawionej, powyżej co do liczby elementów struktury i ich nazw, z zachowaniem algorytmu rozwiązania zadania.
Projekt realizacji prac lub jego elementy mogą być opracowane z wykorzystaniem komputera i oprogramowania wskazanego w
standardzie wymagań egzaminacyjnych.
Komputer z właściwym oprogramowaniem będzie dostępny na stanowisku egzaminacyjnym. (?)
6. Przystąpienie do rozwiązania zadania.
TYTUŁ PRACY EGZAMINACYJNEJ
(umieszczamy na pierwszej stronie opracowania)
Opracowanie harmonogramu realizacji przedsięwzięć mających na celu wytworzenie zespołów przekładni
zębatych w zakładzie mechanicznym o produkcji małoseryjnej oraz propozycji rozwiązania konstrukcyjnego
połączenia wpustowego dla wpustu pryzmatycznego przenoszącego napęd z wału na koło zębate (obejmująca
dobór wpustu wraz z obliczeniami prowadzącymi do ustalenia jego parametrów oraz wykonanie uzupełnień na
rysunkach zespołu przekładni zębatej i wału w zakresie przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego).
ZAŁOŻENIA I DANE DO PROJEKTU
Moc silnika napędzającego wał wejściowy,
Prędkość obrotowa wału napędowego,
Długość wału,
Rodzaj wału i charakter pracy
Materiał wału
Materiał koła zębatego
Przełożenie przekładni,
Warunki pracy przekładni
Moment skręcający przenoszony przez wał,
Średnica wału pod kołem zębatym,
Szerokość piasty koła zębatego,
P = 20 kW
n1 = 1000 obr/min
l = 250 mm
pełny, skręcany jednostronnie
stal 55
40H
i = 2
lekkie
Ms = 382 Nm
d = 50 mm
lp = 60 [mm]
8
PROJEKT REALIZACJI PRAC
1. Propozycja rozwiązania konstrukcyjnego połączenia wpustowego dla wpustu przenoszącego
napęd z wału na koło zębate (obejmująca dobór wpustu wraz z obliczeniami prowadzącymi do
ustalenia jego parametrów oraz wykonanie uzupełnień na rysunkach zespołu przekładni i wału w
zakresie przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego).
1.1. Zgodnie z rysunkami konstrukcyjnymi (zestawieniowym, Rys.1 i wykonawczym, Rys.2 ) dla średnicy wału w
miejscu osadzenia koła zębatego, zastosuję połączenie za pomocą wpustu pryzmatycznego, odmiany A
(zaokrąglony pełny).
Do wykonania wpustu, przyjmuję materiał: stal konstrukcyjną niestopową ogólnego przeznaczenia, gatunku St4
(Załącznik 4), o wymiarach (b x h) 14 x 9 mm, zgodnie z normą PN-70/M-85005 (Załącznik 3).
1.2. a)
Dla przyjętego materiału obliczam długość obliczeniową wpustu zgodnie z charakterystyką i warunkami pracy
przekładni zębatej (Załącznik 1) według wzoru:
lo 
F
t1  k o  n
stąd
Ms  F 
lo 
2Ms
d
F
2
d
2Ms
d  t1  k o  n
gdzie:
Ms - moment skręcający, według warunków pracy połączenia: Ms = 382 N·m,
n - liczba wpustów , przyjmuję n =1,
d - średnica wału w miejscu osadzenia koła zębatego, z warunków pracy: d = 50 mm,
t1 – głębokość rowka na wpust, zgodnie z PN - 70/M 85005 dla wałków o średnicach d = 44-50mm, t1 = 5,5 mm
(Załącznik 3),
k0 - dopuszczalne naciski dla przyjętego materiału wpustu, k o = z · kc , (w zależności od warunków pracy
przekładni - współczynnik z zależy od warunków pracy połączenia . Przyjmuję 0,8) (Załączniki 2 i 4),
obliczam: k o = 0,8 kc ≈ 0,8 kr,
k r - naprężenia dopuszczalne na rozciąganie dla materiału wpustu, dla stali St4 kr = 130MPa,
stąd ko ≈ 104MPa,
A więc
2  382 N  m
lo 
50  10 3 m  5,5  10 3 m  104  10 6
l0 
N
1
m2
764m
 0,0267m  26,7 mm
28600
przyjmuję lo = 27 mm.
1.2.b) obliczam długość czynną wpustu,
l c = l o + b,
gdzie b = przyjęta z PN szerokość wpustu, b = 14 mm,
czyli l c = 27mm + 14mm = 41 mm.
9
1.3. Do realizacji połączenia zastosuję wpust o długości lc = 45 mm i przekroju 14 mm x 9 mm (Załącznik 3) ze
stali gatunku St4, uwzględniając szerokość piasty koła zębatego (60 mm) oraz zalecaną minimalną długość
wpustów dla dobranego przekroju, zgodnie z normą (Załącznik 3) 36 mm.
1.4. Przyjmuję pasowanie i tolerancję rowka wpustowego na wale, jako 14N9 (grupa pasowań wciskanych).
1.5. Uzupełniam dokumentację konstrukcyjną w zakresie:
- Rys.1, w tabelce wpisałem nazwę, wymiary, gatunek materiału wpustu oraz numer normy na podstawie,
której dokonałem jego doboru : Wpust pryzmatyczny A14x9x45, sztuk 1, PN – 70/M - 85005,
- Rys. 2, zwymiarowałem długość, szerokość, głębokość rowka wpustowego oraz wpisując w tabelkę
rodzaj pasowania, uwzględniając zasady wymiarowania stosowane na rysunkach technicznych.
2. Wykaz narzędzi, maszyn i urządzeń do wytworzenia zespołu przekładni zębatej z
uwzględnieniem technologii wytwarzania.
2.1. Do wytworzenia elementów zespołu przekładni zębatej w warunkach produkcji małoseryjnej należy
zastosować technologię obróbki ubytkowej, wiórowej (obróbka skrawaniem) z wykorzystaniem do realizacji
procesu:
 maszyn technologicznych (obrabiarki skrawające) ogólnego przeznaczenia,
 urządzenia i oprzyrządowanie ogólnego przeznaczenia,
 narzędzia skrawające ogólnego przeznaczenia.
Szczegółowy wykaz maszyn, urządzeń i narzędzi zawarłem w Tabeli 1.
Tabela 1.


2.1.1. MASZYNY
TECHNOLOGICZNE
Przecinarka tarczowa lub piła
ramowa
Tokarki uniwersalne lub
produkcyjne – kłowe







Frezarka pionowa wspornikowa


Frezarka obwiedniowa do kół
zębatych
Dłutownica bezwspornikowa
Szlifierka do wałków – kłowa






Szlifierka obwiedniowa do kół
zębatych





2.1.2. URZĄDZENIA
TECHNOLOGICZNE
Imadła maszynowe
Uchwyty tokarskie 3-szczękowe
samocentrujące,
podtrzymki stałe,
zabieraki,
kły stałe i obrotowe,
tuleje redukcyjne
Przyrząd frezarski lub imadło
maszynowe ze szczęką
pryzmatyczną
Przyrząd frezarski,
trzpień ustalający
Uchwyt 3 – szczękowy
Kieł stały i obrotowy,
podtrzymka ruchoma,
zabierak
Przyrząd szlifierski,
trzpień ustalający
2.1.3. NARZĘDZIA WYTWÓRCZE
(OBRÓBKOWE)
 Frez tarczowy lub brzeszczot do
piły ramowej
 Noże tokarskie imakowe ogólnego
przeznaczenia do toczenia
powierzchni zewnętrznych i
wewnętrznych,
 nawiertaki,
 wiertła,
 rozwiertaki
 Frez do rowków wpustowych



Frez ślimakowy do uzębień
wielozwojowy monolityczny
Nóż dłutownicy - przecinak
Ściernica tarczowa - płaska

Ściernice talerzowe - kątowe
10
3. Wykaz urządzeń i narzędzi kontrolno-pomiarowych do kontroli wielkości
parametrów właściwych dla zespołu przekładni zębatej.
3.1. Do kontroli wielkości parametrów w procesie wytwarzania elementów zespołu przekładni zębatej niezbędne
są urządzenia i narzędzia kontrolno-pomiarowe wymienione w Tabeli 2.
Tabela 2.
3.1.1. URZĄDZENIA KONTROLNOPOMIAROWE
3.1.2. NARZĘDZIA KONTROLNOPOMIAROWE
Urządzenie do kontroli bicia osiowego wałków
Przymiar kreskowy, o zakresie pomiaru: 0-500 mm
Suwmiarki, o zakresie pomiaru; 0-140 i 0-250 mm
Urządzenia do kontroli:
 bicia uzębienia,
 podziałki uzębienia,
 zarysu uzębienia.
Mikrometry:
 zewnętrzne, 25-50 i 50-75 mm,
 wewnętrzne, 25-50 i 50-75 mm,
Suwmiarka modułowa
Czujnik zegarowy
Wzorce chropowatości
4. Przebieg procesu wytwarzania zespołu przekładni zębatej z uwzględnieniem technologii
w formie schematu blokowego.
4.1. Proces technologiczny wytwarzania (obróbki) wałka napędowego, poz. na Rys.2 - 03, bez obróbki
cieplnej, dostosowany do warunków produkcji małoseryjnej.
1.
Przecinanie materiału
2. Toczenie zgrubne średnic
zewnętrznych oraz wykonanie
nakiełków w 2 zamocowaniach
3. Toczenie kształtujące średnic
zewnętrznych oraz fazowanie
krawędzi w 2 zamocowaniach
4. Frezowanie rowków
wpustowych
5. Szlifowanie średnic
zewnętrznych w 2
zamocowaniach
6.
Kontrola jakości
11
4.2. Proces technologiczny wytwarzania (obróbki) koła zębatego, poz. Na Rys.2 - 02, bez obróbki cieplnej,
dostosowany do warunków produkcji małoseryjnej.
1.
Przecinanie materiału
2. Toczenie zgrubne i wykańczające
otworu piasty
3. Toczenie zgrubne i wykańczające
powierzchni zewnętrznych z
bazowaniem na otworze
4.
Dłutowanie rowka na wpust
5.
Nacięcie uzębienia
6.
Szlifowanie uzębienia
7.
Kontrola jakości
4.3. Proces technologiczny wytwarzania (obróbki) tulei dystansowej, poz. na Rys.2 - 01, bez obróbki cieplnej,
dostosowany do warunków produkcji małoseryjnej.
1. Przecinanie materiału.
2. Toczenie zgrubne i wykańczające otworu.
3. Toczenie zgrubne i wykańczające powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze.
4. Kontrola jakości.
1.
Przecinanie materiału
2.
Toczenie zgrubne
i wykańczające otworu
3. Toczenie zgrubne i wykańczające
powierzchni zewnętrznych z bazowaniem
na otworze
4.
Kontrola jakości
12
5. PRZEBIEG MONTAŻU ZESPOŁU PRZEKŁADNI ZĘBATEJ Z UWZGLĘDNIENIEM KOLEJNOŚCI
ZABIEGÓW MONTAŻOWYCH W FORMIE SCHEMATU BLOKOWEGO.
5.1. Montaż elementów zespołu – proces technologiczny montażu
6. HARMONOGRAM PRAC ZWIĄZANYCH Z WYTWORZENIEM ZESPOŁU PRZEKŁADNI ZĘBATEJ.
Harmonogram prac związanych z wytworzeniem zespołu przekładni zębatej w warunkach produkcji małoseryjnej.
Etapy prac przedstawiam w sposób opisowy:
6.1. Przygotowanie dokumentacji konstrukcyjnej (uproszczonej)
- rysunek zestawieniowy zespołu,
- rysunki wykonawcze elementów (nieznormalizowanych),
- dobór materiałów konstrukcyjnych,
- normalizacja i unifikacja elementów (łożyska, wpusty),
- opis warunków technicznych użytkowania.
6.2. Przygotowanie dokumentacji technologicznej (uproszczonej)
a) karty technologiczne dla wykonywanych elementów
- określenie stanowisk roboczych,
- ustalenie kolejności wykonywania operacji,
- ustalenie norm czasowych wykonywanych operacji,
b) instrukcje technologiczne operacji
- szczegółowy opis operacji (obróbki skrawaniem i kontroli
jakości),
- warunki i parametry procesu wytwarzania,
- spis pomocy warsztatowych (uchwyty, przyrządy, narzędzia obróbkowe i kontrolno-pomiarowe),
- szkice obróbki elementów,
c) karta technologiczna montażu zespołu
- ustalenie kolejności operacji montażu,
13
- ustalenie oprzyrządowania do montażu (urządzenia, narzędzia, sprawdziany, materiały pomocnicze).
6.3. Wytwarzanie elementów zespołu
- przygotowanie obrabiarek,
- przygotowanie materiałów,
- operacje wstępne,
- operacje kształtowania powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych,
- operacje kształtowania (wpustów, rowków, zębów),
- operacje obróbki bardzo dokładnej.
6.4. Montaż elementów
- przygotowanie oprzyrządowania,
- operacje przygotowawcze,
- operacje montażowe.
6.5. Kontrola techniczna i jakości wykonania.
6.6. Konserwowanie i przechowywanie.
14