Fertigungs- und Betriebsmittelkonstruktion

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