Lejearrangement - Rapporten - Styrkelære - Akselberegning - Tolerancer - Materialelære - Robot - Gokartberegning - Pladeklip

Maskinteknik A

Rapportens indhold:

Rapporten skal være samlet til et dokument incl. alle tegninger mm., og i pdf-format, og skal indeholde:

1. Forside

• Projektets Titel
• Fag
• Tidsperiode
• Gruppemedlemmers navn
• Lærerens navn
• Skolens navn
• ”Sælgende” billede, tegning der passer til opgaven

2. Indholdsfortegnelse

• Med sidetal

3. Indledning

• En kort beskrivelse af hvad projektet er gået ud på, og referat af det man kan læse i rapporten.

(Bemærk! Det er ofte lettest at skrive indledningen, når man har skrevet hele rapporten)

4. Projektbeskrivelse

• Valg af opgave.
• Problemformulering - en opgavebeskrivelse
• Projektafgrænsning (evt.)
• Tidsplan (Planlægger fx.)

5. Problemidentifikation

Her skal DU:

• formulere hvilken teknisk problemstilling der skal løses,i forhold til det valgte projekt
  
  • Eksempel:
    Projektet omhandler fremstilling af et bukkeværktøj til fladjern, det er et værktøj der ofte kan bruges i maskinværkstedet, til at bukke forskellige slags fladjern/fladstål eller runde stænger med, i en bestemt vinkel. Et sådan stykke værktøj vil altså være behjælpelig i mange andre situationer i værkstedet, og kan dermed komme andre brugere til gavn.
    
    
• identificere hvilke faktorer, der har betydning for den tekniske problemstilling
  
  • Eksempel:
    Når man skal bukke et fladstål, har dimensionerne, dvs. fladjernets tværsnit indflydelse på bukkekraften. Så den skal beregnes for forskellige typer fladstål. Ligeledes har materialet indflydelse på bukkekraften. Så der skal opstilles  krav til målene på fladstålet, materialet og hvilken flydespænding de har.
    
    
• formulere spørgsmål, så det lægger op til en struktureret analyse
  
  • Eksempel:
    Vi vil undersøge følgende:
    - Først og fremmest skal man bestemme hvilke dimensioner af fladjern der ønskes at bukke, dvs. materialetykkelsen af de forskellige materialer man ønsker at bukke.
    - Nødvendig bukkekraft.
    - Lovkrav der gælder for området (hvis nogen).
    - Styrkeberegning af forskellige dele i værktøjet, herunder trækstyrke og flydespænding.
    - Hvordan man spænder fladjernet fast i bukkeværktøjet, samt bestemme bukke-matricer.
    - Bestemmelse af vinklen på det bukkede fladjern.
    - Inddrage fysik-faget til at bestemme kræfter mm.
    - Evt. afprøve hvor stor bukkekraft der kræves ved forsøg i værkstedet (fx bukke et stykke plade og mål bukkekraften)

6. Problemanalyse

Her skal DU:

• gøre rede for relevante faktorer/metoder ved problemstillingen
  
  • Eksempel:
    - Vi har fundet forskellige måder hvorpå et bukkeværktøj kan fungere.
    - Det kan stå på et stativ, fastspændt på gulvet, og selve værktøjet kommer op i arbejdshøjde. Giver god frihed til at dreje bukke-emnet rundt. Kilde xxx.dk.
    - Det kan monteres fast på en filebænk, på bordet men det kræver, at der er god plads rundt omkring borde, til at dreje materialet. Kilde yyy.dk.
    - Arbejdshøjden skal ifølge Arbejdstilsynet være mellem 70-80 cm……(?).
    - Emnet kan spændes fast med en form for skruestik, så det fastholdes under bukkeprocessen.
    - Bukningen sker ved at dreje et håndtag, der kobles til en vinkelmåler.
    
    
• indsamle viden til analyse af den tekniske problemstilling
  
  • Eksempel:
    - Billeder af forskellige værktøjer, fra andre produkter der ligner.
    - Trækdiagram for stål, med angivelse af flydespænding og max. trækstyrke.
    - Bukkekraften kan beregnes til xx [N] for stål og yy [N] for aluminium, ved at bruge teori fra Maskinbogen (af Susanne Funch) og Industriteknologi-bogen.
    - Ved selve bukkeprocessen deformeres materialet, man regner en neutral-linje i midten, og så strækkes det på den ene halvdel og stukkes på den anden. Man bruger en formfaktor til beregningerne (i flg. Industriteknologi).
    - Beregninger for forskellige materialer er foretaget her.
    
    
• strukturere informationssøgningen til relevant fagligt stof og forholde dig kildekritisk
  
  • Eksempel:
    - De bøger der her er anvendt er gode og anerkendte kilder, med høj troværdighed.
    - Websider med andre produkter, er til inspiration i forbindelse med idé-arbejdet ”xxx.dk” og ”yyy.dk”. De er anerkendte virksomheder.
    
    
• bruge forskellige typer viden til dokumentation, eksempelvis eksterne aktører, statistik og forsøgsresultater
  
  • Eksempel:
    - Vi har snakket med et smedeværksted og ”Jens Jensen”, om hvordan et bukkeværktøj anvendes, hvordan de bruger det og om der er specielle ting vi skal tage hensyn til. Det har givet os en god indsigt i hvad man skal overveje. Fx skal matricer til bukkeværktøjet fremstilles i hærdet stål, så de kan holde, dog har vi ikke mulighed for det i værkstedet, så det fremstilles i alm. konstruktionsstål.
    Det er vigtigt at kraften som smeden skal trække i håndtaget med, er under ca. 20 kg, så ryggen ikke overbelastes.
    
    
• producere egen viden
  
  • Eksempel:
    - Vi har foretaget forskellige bukkeforsøg i værkstedet, og målt bukkekraft etc. Resultaterne ses på billederne herunder .... og vi har opstillet tabel ..... med bukkekraft. Hvis man sammenligner med det teoretiske, passer det ikke helt nøjagtigt, men dog nogenlunde. Årsagen hertil er .......
    
    

7. Produktprincip

Her skal DU:

• opstille relevante krav/kriterier på baggrund af undersøgelserne i problemanalysen og argumentere herfor
  
  • Eksempel:
    - Dimensioner på fladstål, skal max være 6 mm tykkelse og 60 mm højde. Det kan også være rundstang max. ø6 mm. Det kan også være andre profiler der kan indpasses i værktøjet.  
    - Bukkevinkel skal kunne indstilles til mellem 0 – 90°
    - Materialer vælges at være stål S235 (alm. konstruktionsstål) med en flydespænding på 235 N/mm2 og aluminiumslegering med en flydespænding på 240 N/mm2.
    - Bukkekraften i håndtaget skal max. være 20 kg, svarende til 200 N.
    - Bukkevinkel mellem 0 – 90°
    
    
• anvende idegenereringsteknikker
  • Eksempel:
    - Ved produktudviklingen har vi arbejdet med disse 3 forskellige ideer. Forslagene er vist herunder med skitser, og funktionen er forklaret. Vi har mest brugt brainstorm og mindmap.
    
    
• visualisere forskellige løsningsforslag på baggrund af kriterierne
  • Eksempel:
    Skitser af vores løsningsforslag ses her......
    
    
• anvende metoder til at finde bedst egnede løsning, kravmatrix eller lignende
  • Eksempel:
    Ud fra  kravene har vi valgt løsning 3. Se scorecard med vurderinger og beskrivelser (points givet 1 -  3 – 9 ud fra hvor godt kravene overholdes)
    
    
• anvende iterative processer til optimering
  • Eksempel:
    Ved at fortage nogle beregninger på trykkraften viste det sig at vi måtte justere armens længde. Derfor må der beregnes endnu en gang. Den endelige skitse af vores produkt ses her.
    
    

8. Produktudformning

Her skal DU:

• lave en visualisering af produktet, og præsentere de tekniske løsninger samt beregninger og resultater
  • Eksempel:
    Nu skal de forskellige dele tegnes i Inventor. Der laves konstruktionstegninger af enkeltdele, og de sættes sammen i en samlingstegning.......
    
    
• formidle produktet vha. tekniske tegninger
  • Eksempel:
    Her ses vores 22 Inventor-tegninger af de forskellige dele. Ligeledes samlingstegning og stykliste......
    
    
• argumentere for løsningens delelementer på baggrund af opstillede krav/kriterier
  • Eksempel:
    Som det ses af tegningerne fungerer bukkeværktøjet efter hensigten. Vi har også lavet nogle animationer for at visualisere funktionen......
    
    
• foretage og formidle relevante tekniske beregninger og data
  • Eksempel:
    Her er beregnet bukkekraft for et fladstål 6 x 60 mm. Ligeledes en ø6 mm rundstang. Det er omsat til en håndkraft der skal trækkes med af operatøren.
    Der er beregning af bolten som sidder øverst, den udsættes for træk/trykkraft. Ligeledes er håndtagets dimensioner bestemt ud fra bøjningskraft/bøjningsspændinger.
    Beregning af armlængde
    Før der kan udføres dimensionering af nogle af fladjernsbukkerens komponenter er det nødvendigt at bestemme størrelsen af de in-volverede kræfter, samt den nødvendige længde af bukkearmen (håndtaget). Under den typiske dimensionering af bøjningspåvirkede konstruktionselementer i stål skal elementet overholde følgende styrkebetingelse: ......
    Her gælder det at
    .... = Materialesppændingen, den indre spænding
    .... = Momentet elementet udsættes for
    .... = Modstandsmomentet, elementets formmæssige styrke over for bøjningspåvirkning ..... = Materialets regningsmæssige styrketal, givet ved tabelværdier......
    Dimensionering af søjlefod
    I forbindelse med dimensioneringen af søjlen er der to mulige grundlag for at dimensionere, nemlig dimensionering ud fra søjlebelastning-grundlag, og dimensionering ud fra et torsionsbelastning-grundlag. I langt de fleste tilfælde vil det dog ikke være søjlebelastningen der er dimensionsgivende, men derimod torsionsbelastningen. Derfor vil der her udelukkende blive kigget på dimensionering af søjlen med grundlag i torsionspåvirkningen. For et torsionspåvirket stålelement i en konstruktion gælder følgende styrkebetingelse:
    .........
    Her er ..... emnets torsionsspænding, T er torsionsmomentet givet ved kraft gange arm, .... er det polære modstandsmoment og ..... er materialets tilladelige torsionsspænding.
    
    

9. Produktionsforberedelse

Her skal DU:

• anvende planlægningsværktøjer (Planlægger fx.)
  • Eksempel:
    Tidsplan for værkstedsugen........
    
    
• udvælge værktøjer og apparater
  • Eksempel:
    Svejsning og svejsemetoder er valgt til MAG-svejsning. Drejning og drejemetoder er valgt til langs-drejning og endebearbejdning. Bore-operationer med boremaskiner og på drejebænk. Vi skal huske at tænke på sikkerheden i værkstedet skal overholdes §17.
    
    
• fremstille materiale- og styklister
  • Eksempel:
    Materialeliste.......
    
    
• vise din indsigt i virksomheders styring af produktion og kvalitet
  • Eksempel:
    Kvaliteten skal være god, vi skal overholde tolerancerne. ISO 9000 kvalitetsstyring anvendes på mange virksomheder, som producerer maskinkomponenter og maskin-ustyr.
    
    

10. Realisering

Her skal DU i praksis (værksted):

• arbejde med de forskellige materialer og komponenter, på baggrund af deres egenskaber, opbygning og egnethed
  • Eksempel:
    Valg af materialer primært konstruktionsstål (S235) og alm. skruer/bolte i kvalitet 8.8. El-galvaniseret. Vi har også brugt aluminium og enkelte dele i nylon-plast.......
    
    
• håndtere enhedsoperationer, processer, bearbejdningsmetoder i det aktuelle værksted
  Fx værkstedspapirer - Operationsbeskrivelse, med eksempel på indstilling af skæredata, omdrejningstal, borehastighed osv., samt hvorledes kontrol af emnets fremstillingsnøjagtighed skal ske.
  • Eksempel:
    Værkstedspapirer - Operationsbeskrivelse, med eksempel på indstilling af skæredata, omdrejningstal, borehastighed osv., samt hvorledes kontrol af emnets fremstillingsnøjagtighed skal ske.
    
    Svejsning og svejsemetoder. Drejning og drejemetoder. Bore-operationer......
    
    
• arbejde og færdes sikkert i værkstedet
  • Eksempel:
    Sikkerhed i værkstedet skal overholdes §17.......
    
    
• teste det fremstillede produkt teknisk, videnskabeligt eller i konkrete brugssituationer
  • Eksempel:
    Afprøvning af produktet.......
    
    
• vurdere din egen løsning i forhold til problemstillingen
  • Eksempel:
    Fungerer det som tiltænkt, eller skal der ske justeringer? Hvilke?. ........
    
    

11. Perspektivering

• Perspektivering til relevante emner inden for teknikfaget, eller til andre fag.
• Vurdere om det er muligt med automatisering (PLC styring, CNC styret produktion, anvendelse af robotter).
• Kvalitetsstyring (evt. ISO 9000) dvs. om kontrol og ensartet produktion, eller om lovkrav og regler er overholdt.

12. Konklusion

• Svar på alle spørgsmål/problemstillinger i.h.t. problemformulering og /projektafgrænsning.

13.  Bilag

• Samlingstegning og stykliste
• Arbejdstegninger, evt. er de i selve rapporten. 1 tegning / et emne pr. A4-side. Arbejdstegninger, samt stykliste og samlingstegning (tegninger indsættes fx bagest i rapporten, et emne/tegning pr A4-side)
• Datablade m.v. (men kun, hvis der er henvisninger til dem ind i rapporten)

14. Litteraturliste/kildeoversigt

Rapporten generelt

• Er der en rød tråd (et naturligt forløb) i rapporten?
• Er den stillet overskueligt op med relevante overskriftstyper? Indsæt sidehoved/sidefod med en overskrift og sidetal.
• Er den skrevet i et præcist sprog (formuleringer, stavefejl, tegnsætning)
• Er der henvisning til billeder og tegninger i teksten?