In ein Werkstück in sind sechs Bohrungen einzubringen:
• vier vertikale Bohrungen
• zwei horizontale Bohrungen
mit jeweils einem Ǿ 12mm und einer Allgemeintoleranz nach DIN ISO 2768 von +/- 0,2mm.
Für die Fragestellung wurden bestimmende Merkmale im morphologischen Kasten festgelegt. Hierbei wurde darauf geachtet, dass die Merkmale unabhängig voneinander und in Hinblick
auf die Aufgabenstellung auch umsetzbar sind. Im Anschluss wurden die erfolgsversprechenden Varianten gewählt. Drei der entwickelten Varianten sind als erfolgsversprechend für die Konstruktion eingestuft. Ausgehend von der Lösung werden somit die vorgestellten Varianten mittels eines Konstruktionsprogrammes (ProE) konstruiert.Im abschließenden Schritt erfolgt eine Variantenbewertung mittels Nutzwertanalyse und aus der Aufgabenstellung abgeleiteten Bewertungskriterien, um die beste Konzept/ Prinzip Variante zu priorisieren. Diese wird dann in Form von Konstruktionszeichnungen aller Parts dargestellt.
Inhaltsverzeichnis
Eigenständigkeitserklärung
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
1 Aufgabenstellung
2 Technisches und wirtschaftliches Konzept
2.1 Technisches Konzept
2.1.1 Analyse und Auswertung
3 Konzept-/ Prinzip-Varianten
3.1 Variante 1
3.2 Variante2
3.3 Variante 3
4 Bewertung der Konzept-/ Prinzip-Varianten
4.1 Kurzbeschreibung Variante 2
4.1.1 Funktionsprinzip
4.1.2 Fertigung der Bohrvorrichtung
5 Literatur
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Werkstück gemäß Aufgabenstellung (A3 Zeichnung im Anhang)
Abbildung 2: zeichnerische Darstellung Variante 1- Explosionsansicht (Ansicht 1 & 2)
Abbildung 3: zeichnerische Darstellung Variante 1 - geschlossene Bohrvorrichtung
Abbildung 4: zeichnerische Darstellung Variante 2- Explosionsansicht (Ansicht 1 & 2)
Abbildung 5: zeichnerische Darstellung Variante 2 - geschlossene Bohrvorrichtung
Abbildung 6: zeichnerische Darstellung Variante 3 - offene Bohrvorrichtung
Abbildung 7: zeichnerische Darstellung Variante 3 - geschlossene Bohrvorrichtung
Abbildung 8: Zeichnung Bohrvorrichtung komplett, Variante 2
Abbildung 9: Grundplatte Version 2,
Abbildung 10: Zeichnung Bohrplatte, Variante 2
Abbildung 11: Zeichnung Bohrbuchsenhalter seitlich, Variante 2
Abbildung 12: Zeichnung Anschlagstück, Variante 2
Abbildung 13: Zeichnung Aufnahme seitlich, Variante 2
Abbildung 14: Zeichnung Zentrierbolzen, Variante 2
Abbildung 15: zeichnerische Darstellung Bohrvorrichtung mit geöffnetem Deckel, Variante 2
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: technische Iststandanalyse mit Morphologischem Kasten
Tabelle 2: Variantenbewertung mittels Nutzwertanalyse der aus der Aufgabenstellung abgeleiteten Bewertungskriterien
1 Aufgabenstellung
In das Werkstück in Abbildung 1 sind sechs Bohrungen einzubringen:
- vier vertikale Bohrungen
- zwei horizontale Bohrungen
mit jeweils [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] einem 12mm und einer Allgemeintoleranz nach DIN ISO 2768 von +/- 0,2mm. Es gelten die auf der Zeichnung angegebenen Toleranzen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Das zu bohrende Werkstück soll in einer Stückzahl von 250 Stück die Woche hergestellt werden. Es sollen keine Mehrfachvorrichtungen benutzt werden und das Halten der Vorrichtung soll mit der Hand erfolgen. Das Bohren soll möglichst ohne Umspannen des Werkstückes von statten gehen.
Eine folgend beispielhaft aufgezählte Auswahl technischer sowie wirtschaftlicher Erfordernisse ist gemäß den Konstruktionsrichtlinien (VDI 2221) zu beachten:
- technische Erfordernisse:
> sind Forderungen hinsichtlich zulässiger Spannungen und Formänderungen zu erwarten?
> Korrosionseffekte?
> Korrosionsschutz?
> ist die Vorrichtung leicht montierbar?
> ist für rotierende Vorrichtungen eine Auswuchtmöglichkeit vorgesehen?
> sind Verschleißteile relativ leicht auswechselbar und ggf. leicht aufzuarbeiten?
> wird gegebenenfalls an das genaue und schnelle Führen bzw. Einstellen der Werkzeuge gedacht?
> sind die Zeichnungen normgerecht und eindeutig lesbar?
- wirtschaftliche Erfordernisse:
> werden soweit wie möglich standardisierte Vorrichtungen bzw. genormte V orrichtungselemente berücksichtigt?
> entspricht der zu betreibende Aufwand der Fertigungsstückzahl?
> kann die Vorrichtung schnell bedient werden (Spannen, Entspannen, Einlegen und Herausnehmen des Werkstückes)?
Zusätzlich müssen bei der Konstruktion einer Bohrvorrichtung die Arbeitssicherheit und die Arbeitserleichterung unter den folgenden Aspekten berücksichtigt werden:
> sichere Bedienung?
> lässt sich die Vorrichtung während der Bedienung gut sauber halten?
> sind lose Vorrichtungselemente möglichst vermieden worden?
2 Technisches und wirtschaftliches Konzept
2.1 Technisches Konzept Es gelten folgende Voraussetzungen:
Das Grundmaterial der Bohrvorrichtung ist 90MNCRV8 (Werkzeugstahl). Es ist kostengünstig mit mittelhohen Ansprüchen für den Werkzeugbau (verzugsarm, härtbar).
Das zu bohrende Werkstück besteht aus 11SNM30 (schwefelhaltig - spanbrechend) und ist bis auf die zu bohrenden Löcher gefertigt. Es gelten Allgemeintoleranzen.
Die sechs Löcher sind gemäß Analyse mittels bohren/ vorbohren und mit einer Bohrvorrichtung einzubringen.
Die gewählten Varianten der Bohrvorrichtung werden mittels morphologischer Analyse bewertet.1 Die morphologische Analyse erfasst komplexe Problembereiche vollständig und betrachtet mögliche Lösungen vorurteilslos.
Tabelle l:technische Iststandanalyse mit Morphologischem Kasten
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
2.1.1 Analyse und Auswertung
Für die Fragestellung wurden bestimmende Merkmale im morphologischen Kasten festgelegt. Hierbei wurde darauf geachtet, dass die Merkmale unabhängig voneinander und in Hinblick auf die Aufgabenstellung auch umsetzbar sind. Dann wurden alle möglichen Ausprägungen des jeweiligen Merkmals rechts daneben geschrieben. So entstand eine Matrix, in der jede Kombination von Ausprägungen aller Merkmalen eine theoretisch mögliche Lösung ist. Danach wurde aus jeder Zeile eine Ausprägung des Merkmals gewählt, wodurch eine Kombination von Ausprägungen entstanden ist.
Im Anschluss wurden die erfolgsversprechenden Varianten gewählt. Dem Bearbeiter erscheinen dabei alle drei entwickelten Varianten als erfolgsversprechend für die Konstruktion. Ausgehend von der Lösung werden somit die in den folgenden Kapiteln vorgestellten Varianten konstruiert.
Die im Morphologischen Kasten festgelegten Varianten werden dann im Kapitel 4 mit Hilfe der Nutzwertanalyse beurteilt. Diese führt unter den gegebenen Rahmenbedingungen zu einer optimalen Lösung, da sie alle Kriterien wie Kosten, Funktions- und Betriebssicherheit mit einbezieht.2
[...]
1 vgl. Ehrlenspiel, K., Kiewert, A., Lindemann, U.; Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren: Kostenmana gement bei der integrierten Produktentwicklung, VDI-Buch, Springer Verlag, Berlin, 6., überarb. u. korr. Aufl., 2007, S. 71
2 vgl. Theumert, H.; Fleischer, B.: Entwickeln, Konstruieren, Berechnen: Komplexe praxisnahe Beispiele mit Lösungsvarianten. Studium 2., Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden, verb. Aufl. XIII, 2009 S. 4
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