V našem minulém článku věnovaného problematice výuky PLM aplikací jsme si naznačili postupy a možnosti její realizace na SPŠ v Uherském Hradišti. Dnes se podíváme detailněji na zadání konkrétního projektu a výsledky jeho řešení.
Zadáním projektu je návrh axiálního pístového hydromotoru. Jedná se technicky o hydrostatické převodníky s nakloněným blokem. Mají konstantní geometrický objem a jsou určeny pro hydrostatické soustavy mobilních i stacionárních strojů a zařízení. Mohou pracovat v otevřených i uzavřených hydraulických obvodech. Pracují v obou směrech otáčení.
Jedna z možných variant axiálního pístového hydromotoru
Základní fáze řešení projektu:
- Za pomoci studia odborné literatury vytvořte návrh axiálního pístového hydromotoru.
- Zpracujte postup technické realizace projektu pomocí CAx aplikací za přímé podpory centrální správy dat pomocí PDM systému.
- Připravte postup řešení jednotlivých dílů, podsestav a sestav. Vypracujte strategii týmové spolupráce a terminář projektu.
- Navrhněte na základě dodavatelsko – odběratelských vztahů efektivní využití nakupovaných dílů.
- Vytvořte s pomocí CAD / CAE aplikací plně parametrický model sestavy axiálního pístového hydromotoru.
- Pomocí FEM aplikací verifikujte zatížení a deformace.
- Vypracujte výrobní výkresovou dokumentaci.
- Pro vybranou součást připravte technologii výroby a připravte program pro číslicově řízený stroj s pomocí CAM aplikace.
- Popište možnosti zákaznické optimalizace konstrukce axiálního pístového hydromotoru a tvorbu variantních řešení.
Studie mechanismu axiálního pístového hydromotoru
Při návrhu nového výrobku lze prakticky v zadání vyjít z jakéhokoli dostupného technického podkladu. Může se jednat o triviální schéma funkčnosti stejně dobře jako o již realizovaný projekt například dostupný v podobě návrhové sestavy. Volba složitosti konstrukce je vždy ovšem jedním z určujících prvků. Je lepší realizovat několik menších projektů než jeden rozsáhlý a zbytečně obtížný.
FEM analýza jednoho z kritických dílů konstrukce
Při návrhu součástí můžete s výhodou využívat všech dosažitelných funkcí v daném software. Práce je výrazně ulehčena možností využívat centrálně šířené knihovny normalizovaných prvků. Je zbytečné modelovat tyto díly a utrácet tím drahocenný čas využitelný například pro ukázky použití FEM analýz nebo různých CAE nástrojů. Je ovšem vždy dobré studentům zdůraznit výraznou citlivost těchto nástrojů na správné zadání vstupních podmínek. Na půdě školy doporučujeme výpočty kombinovat s klasickými postupy mechaniky těles.
Finální sestava hydromotoru
Velmi pěkným výstupem je kombinace CAD / CAM řešení ve výuce praktických cvičení. Zde můžete využít jak možností pouhé simulace v CAM nebo, pokud máte k dispozici stroj, finalizovat výrobek pomocí CNC nebo Rapid Prototypingu. Realizační kolečko můžete uzavřít vytvořením fiktivních požadavků zákazníka na změny konstrukce výrobku a jejich zanesením do inovačního cyklu.
Příprava technologických operací pro obrábění těla hydromotoru
Samozřejmostí při realizaci projektu by mělo být jeho technicky správné zpracování a výrazný důraz na týmovou spolupráci v předem vytvořeném kolektivu s přiřazenými kompetencemi a zodpovědnostmi. Kompletní výměna informací by měla maximálně probíhat pomocí centrálního datového skladu a v případě, že mají studenti software k dispozici i pro domácí použití, s intranet / internet přístupem.
Zcela zásadní význam má u těchto projektů dodržování termínů jeho průběžného zpracování. Přibližujeme tak praktickou výuku konkrétní praxi, kdy se v současnosti často již v průběhu návrhové etapy řeší technologie výroby a poptávková řízení.
Jednotlivé fáze projektu a mezipředmětové vztahy (zvětšit obrázek)
Snad závěrem nezapomeňme opomenout jednu důležitou poznámku a tou je zdůraznění pozice výkresové dokumentace i v dobách 3D navrhování. Od studentů by nemělo být vyžadováno pouze modelování, ale projekt by měl být, minimálně u vybraných dílů, dotažen až na úroveň výkresové dokumentace. Ta musí odpovídat příslušným normám a předpisům. |