Urformen/Gießen
mvMasse (in kg) V vVolumen (in dm3) l vDichte (in
d k
m g
3)
Umformen/Biegen
L vgestreckte Länge (in mm) Streckena,b,c... (in mm) n vAnzahl der Biegestellen v vAusgleichswert (in mm)
Umformen/Schmieden
VWvVolumen des fertigen Werkstücks (in mm3) d vHalbzeugØin mm h vHöhe Werkstück (in mm) ARvQuerschnittsfläche des
Halbzeugs (in mm2) LRvLänge des Halbzeugs
(in mm)
Fügen/Kleben
A vKlebefläche (in mm2) F vZugkraft (in N) oB vZugscherfestigkeit
(inm N
m2)
Fügen/Schweißen
U vUmfang des Rahmens (in mm)
m vMasse Rahmen (in kg) m’vMasse pro Meter (ink
m g)
Zerspanen
vcvSchnittgschwindigkeit (inmmin; ms )
d vDurchmesser (in mm) n vDrehfrequenz (in
m 1
in)
Elektrotechnik
RvWiderstand (inQ) UvSpannung (in V) I vStromstärke (in A)
m=V·l
L=a+b+c+ … –n·v
VW= p·d2·h 12
AR= LR=VW AR
A= F oB
U= 2 · (a+b) m=U·m’
R=U I
Tabellen und Formeln zur Bearbeitung der Aufgaben
Basisgrößen und Basiseinheiten
Basisgröße Länge Masse Zeit Elektrische
Stromstärke
Thermo- dynamische
Temperatur
Stoffmenge Lichtstärke
Basiseinheit Meter Kilogramm Sekunde Ampere Kelvin Mol Candela
Einheitenzeichen m kg s A K mol cd
Chemische Zusammensetzung Unlegierte Stähle
Vorgeschriebene Grenzgehalte dürfen nicht überschritten werden, z. B.
Element Al B Co Cr Cu La Mn Mo Nb
% 0,3 0,0008 0,3 0,3 0,4 0,1 1,65 0,08 0,06
Element Ni Pb Se Si Te Ti, Zr V W Bi
% 0,3 0,4 0,1 0,6 0,1 0,05 0,1 0,3 0,1
Legierte Stähle Alle Stähle, bei denen der Grenzgehalt neben-
stehender Tabelle in mindestens einem Fall
überschritten ist.
Einfluss der Legierungselemente (Auswahl) Durch Legierungselemente
beeinflusste Eigenschaften
Legierungselemente
Cr Ni Al W V Mo Si Mn S P
Zugfestigkeit – –
Streckgrenze – –
Kerbschlagzähigkeit – – –
Verschleißfestigkeit –
–
– –
Warmumformbarkeit –
Warmfestigkeit – – –
Kaltumformbarkeit – – – –
Zerspanbarkeit – – –
Korrosionsbeständigkeit – – – – – – –
Härtetemperatur – – – –
Härtbarkeit, Vergütbarkeit – – –
Nitrierbarkeit – – –
Schweißbarkeit – –
Erhöhung Verminderung – ohne nennenswerten Einfluss
Beispiel: Zahnräder, einsatzgehärtet, Rohlinge gesenkgeschmiedet, sichere Wärmebehandlung wird verlangt Gesucht: geeignete Stähle
Lösung: Wärmebehandlung (Einsatzhärtung) vorgesehenAEinsatzstahl, C 0,2 %
Die Eigenschaften der unlegierten Qualitäts- und Edelstähle reichen nicht ausAlegierte Stähle Steigerung der Warmumformbarkeit: Mn, V; Steigerung der Härtbarkeit: Cr, Ni
Stahlauswahl: 16MnCr5, 20MnCr5, 15CrNi6
Vorsätze zur Bezeichnung von dezimalen Vielfachen der Einheiten
Vorsatz Piko Nano Mikro Milli Zenti Dezi Deka Hekto Kilo Mega Giga Tera
Vorsatzzeichen p n μ m c d da h k M G T
Faktor 10–12 10–9 10–6 10–3 10–2 10–1 101 102 103 106 109 1012
Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaße vgl. DIN ISO 2768-1 (1991-06)
Toleranzklasse Kurz- Benen- zeichen nung
Längenmaße
Grenzabmaße in mm für Nennmaßbereiche
0,5 über 3 über 6 über 30 über 120 über 400 über 1000 über 2000 bis 3 bis 6 bis 30 bis 120 bis 400 bis 1000 bis 2000 bis 4000
f fein ± 0,05 ± 0,05 ± 0,1 ± 0,15 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 –
m mittel ± 0,1 ± 0,1 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 ± 0,8 ± 1,2 ± 2
c grob ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 ± 0,8 ± 1,2 ± 2 ± 3 ± 4
v sehr grob – ± 0,5 ± 1 ± 1,5 ± 2,5 ± 4 ± 6 ± 8
vc=p·d·n
1000 n= vc· 1000 p·d d2·p
4 EN 10025 :
1990
Deutschland Frankreich Vereinigtes Königreich
Spanien
Fe 510 C St 52-3 U E 36-3 50 C AE 355 C
Italien Belgien Portugal Österreich Norwegen
Fe 510-C AE 355-C Fe 510-C St 510 C NS 12 153
Gegenüberstellung der Stahlbezeichnung am Beispiel eines Maschinenbaustahls mit demverbindlichenBezeich-
nungssystem nach DIN EN Stahlsorte
nach DIN EN 10025-2
Bezeichnung nach DIN EN 10027-1 S235JR
ungültigenationale Stahlbezeichnungen
Längenänderung
Mindesteinschraubtiefe
Grundlochbohrung
Fügen/Kleben
ΔL v Längenänderung (in mm) α1 v Längenausdehnungs-
koeffizient (in 1/°C) L1 v Ausgangslänge (in mm) Δt v Temperaturdifferenz (in °C)
le v Mindesteinschraubtiefe (in mm)
d v Gewindedurchmesser
le v Mindesteinschraubtiefe (in mm)
x v 3 ∙ P (Gewindesteigung, in mm)
e1 v Gewindeauslauf nach DIN 76-1
A v Klebefläche (in mm2) F v Zugkraft (in N) τB v Zugscherfestigkeit (in _____ N
mm2 ) ΔL = α1 ∙ L1 ∙ Δt
le = 1,2 ∙ d
lB min = le + x + e1
A = __ F τB
U2.indd 5
U2.indd 5 08.07.19 09:5408.07.19 09:54
EUROPA-FACHBUCHREIHE für Metallberufe
VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten
Europa-Nr.: 19509
Autoren:Küspert, Karl-Heinz Hof Müller, Thomas Leutkirch Schellmann, Bernhard Wangen i. A.
Lektorat:
Schellmann, Bernhard Wangen i. A.
Bildbearbeitung:
Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel, Ostfildern Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar
6. Auflage 2019 Druck 5 4 3 2 1
Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Korrektur von Druckfehlern untereinander unverändert bleiben.
ISBN 978-3-8085-1909-7
Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich gere- gelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.
© 2019 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten http://www.europa-lehrmittel.de
Satz: Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar Umschlag: Büro für Gestaltung Birgit Slowak, 73557 Mutlangen Umschlagfotos: © Karbek und © Ingo Bartussek – Fotolia.com Druck: mediaprint solutions GmbH, 33100 Paderborn
Lernsituationen in der Metalltechnik
Arbeitsblätter zu den Lernfeldern 1 bis 4 – Lösungen
Vorwort
Das vorliegende Arbeitsbuch „Lernsituationen in der Metalltechnik, Arbeitsblätter zu den Lernfeldern 1 bis 4“ be- inhaltet eine vielseitige und interessante Auswahl an neuen Lernsituationen zur Umsetzung der Inhalte der neuen Lehrpläne in den Metallberufen. In den Lernsituationen werden zunächst die fachsystematischen Inhalte erarbeitet und im Anschluss mit Aufgaben zur Fertigungsplanung, bezogen auf das Projekt, abgerundet.
In den Lernfeldern 1 bis 3 bieten wir Lernsituationen mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad und inhaltlichem Umfang an. So können die Schulen und Betriebe die Wahl der einzelnen Lernsituationen nach eigenen Schwerpunk- ten, der technischen Ausstattung sowie dem zeitlichem Rahmen treffen. Die Grundlagen der Pneumatik werden am Ende von Lernfeld 3 behandelt. Im Lernfeld 4 ist jeweils eine Lernsituation zu Wartung, Instandhaltung und Doku- mentation einer Ständerbohrmaschine sowie zu den elektrischen Grundlagen ausgearbeitet.
Bei der Bearbeitung der Aufgabenstellungen steht die logische und sinnvolle Abfolge in der Bearbeitung des Ar- beitsauftrages im Vordergrund. Die Aufgaben sind so gestellt, dass eigenverantwortliches, aber auch gleichzeitig teamorientiertes Arbeiten gefördert sowie fachliches Wissen zielorientiert erworben werden kann. Dazu ist es in vielen Fällen notwendig, in einem Tabellenbuch bzw. einem Fachkundebuch nachzuschlagen.
Die praxisorientierten Versuche und Übungen werden im Anhang (CD) zusammengefasst behandelt. So lässt sich auch der in vielen Bundesländern gepflegten Trennung von Theorie und praktischem Versuch besser Rechnung tragen. Im Lösungsbuch werden z. T. Messwerte aus realen Versuchen dargestellt, die an den Einzelteilen der Bau- gruppen durchgeführt wurden. Die vorliegende 6. Auflage wurde komplett überarbeitet. Zum Teil finden Sie neue Projekte, einen neuen Aufbau mit einer fachsystematischen Einführung und den Grundlagen der Metalltechnik, ab- gestimmt auf den Lehrplan und das behandelte Projekt. Die speziellen Projektaufgaben sind dann jeweils im Teil Fer- tigungsplanung zusammengefasst. Werte und Tabellen beziehen sich auf das Tabellenbuch Metall (Verlag Europa- Lehrmittel).
Auf der CD im Lösungsbuch finden Sie alle Arbeitsblätter zu den praktischen Versuchen für den Werkstattunterricht, die Lösungen im pdf-Format, die Zeichnungssätze für die Projekte der 6. Auflage, sowie alle Zeichungssätze der alten Projekte. Die Excel-Tabellen zur Beurteilung von Schülerleistungen runden das CD-Paket ab.
Wenn Sie zu einzelnen Bereichen der Technologie, der Arbeitsplanung oder der Praxis weitere Informationen und weitere Aufgabenstellungen suchen, dann bieten sich darüber hinaus folgende Arbeitsbücher an:
• Technische Kommunikation Metall, Grundbildung Arbeitsblätter, Europa-Nr. 12911
• Technische Kommunikation Metall, Grundbildung lnformationsband, Europa-Nr. 12717
Wir wünschen Ihnen viel Freude und guten Erfolg bei der Bearbeitung der Lernsituationen.
Teilen Sie uns Verbesserungsvorschläge, Kritik – gerne auch Lob – mit: lektorat@europa-lehrmittel.de
Wangen i. A., 2019 Die Autoren
Inhaltsverzeichnis
Lernfeld 1 5
Projekt Gehrungswinkel 5
Bildliche Darstellung 5
Einzelteile 5 Stückliste 5 Prüfen 6 Lehren 7 Maßeinheiten 8 Messschieber 9 Toleranzen 10
Messregeln für den Messschieber 11
Fertigungsplanung Gehrungswinkel 12
Projekt Türhaken 15
Bildliche Darstellung 15
Werkstoffe 15
Werkstoffeigenschaften, Zugfestigkeit 16
Dichte, Wärmeausdehnung 17
Kunststoffe 18 Biegen 19
Fertigungsplanung Türhaken 20
Lernfeld 2 21
Projekt Schraubstock 21
Bildliche Darstellung 21
Gesamtzeichnung 21 Stückliste 21 Passungen 22 Werkzeugschneide 23 Bohren 24 Fräsen 25
Reiben und Senken 26
Gewindeschneiden 27
Fertigungsplanung Schraubstock 28
Projekt Rollenlagerung 31
Isometrische Projektion, Explosionsdarstellung und Gesamtzeichnung 31 Stückliste 31 Stahlnormung 32 Schneidstoffe 33 Drehen 34 Bügelmessschraube 35 Messabweichungen 36 Messuhr 37
Fertigungsplanung Rollenlagerung 38
Inhaltsverzeichnis
Lernfeld 3 43
Projekt Mehrfachtürhaken 43
Beschreibung 43 Aufbau 43 Maße 43
Bildliche Darstellung 43
Stückliste 43 Fügen 44 Schweißverfahren 45 Löten 46 Kleben 47
Fertigungsplanung Mehrfachtürhaken 48
Fertigungsplanung Schraubstock 49
Steuerungstechnik 51
Pneumatische Grundlagen 51
Direkte, indirekte Schaltung 52
Geschwindigkeitssteuerung 54
Lernfeld 4 55
Instandhaltung 55 Aufbau und Bauteilübersicht einer Säulenbohrmaschine 55 Instandhaltung 56 Schmierplan 57 Kühlschmierstoff 58 Gefahren beim Umgang mit Kühlschmierstoffen 59 Prüfen von wassergemischten Kühlschmierstoffen 60 Korrosion 61
Heben und Tragen von Lasten 62
Lärmschwerhörigkeit 63
Grundlagen Elektrotechnik 65
Elektrischer Stromkreis 65
Ohm´ sches Gesetz, Reihen- und Parallelschaltung 66
Anwendungsbeispiel Leuchtdioden 67
Sicherheit von Steuerungen 69
Gefahren elektrischer Strom 70
Anhang Bewertungskriterien 71
Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages. Copyright 2019 by Europa-Lehrmittel
LF1
5
Lernfeld 1
Projekt Gehrungswinkel Bildliche Darstellung
1 2
3
Einzelteile
1
2
3 4
5
Stückliste
Pos.-
Nr. Menge/
Einheit Benennung Werkstoff
