Zakład ma wykonać 10 000 korytek z wygiętymi półkami z blachy nierdzewnej OH18N9 o grubości 4 mm, a potem poddać je wyżarzaniu rozpuszczającemu. Trzeba policzyć parametry procesu (promień gięcia, długość rozwinięcia, siły gięcia i wykrawania), dobrać nożyce, prasy i oprzyrządowanie, policzyć zapotrzebowanie na arkusze blachy, wypełnić kartę wyżarzania i zaplanować badania twardości i udarności.
Model „d”, czyli dokumentacja na papierze. Zdający wpisuje ręcznie do tabel wydrukowanych w arkuszu dobrane wartości, wyniki obliczeń, nazwy operacji i urządzeń oraz parametry procesu. W podglądzie tłem jest strona arkusza, wpisy zdającego są granatowe i odręczne, a pola wpisane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto. Kroki idą za kolejnością tabel w arkuszu, a w obrębie tabeli - za kryteriami klucza.
Skąd brać odpowiedzi. Wymiary są na rysunku 1, własności stali i zakres wyżarzania w karcie charakterystyki materiału, wzory na stronie 4, czasy grzania w tabeli na stronie 5, a urządzenia w wykazach zakładu. Wszystkie liczby policzyłem w skrypcie i porównałem z kluczem oceniania CKE.
To jedno z możliwych rozwiązań: nazwy urządzeń klucz przyjmuje w kilku postaciach (np. „prasa PMS/16” albo samo „PMS/16”), a siłę wykrawania w przedziale 270,4÷271 kN.
Jak liczą się punkty. Klucz ma 30 kryteriów w 5 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 23 punktów - można stracić 7 kryteriów i nadal zdać. Najwięcej punktów (po 8) dają karta wyżarzania i wykaz badań kontrolnych.
Kroki 1-7 · po tym etapie masz 6 z 30 kryteriów (pkt)
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Grubość blachy to 4 mm (wymiar „4.00” na rysunku i arkusz 1000 × 2000 × 4 mm). Szerokość pasa równa się szerokości korytka b = 50 mm - z pasa o długości 2000 mm wycina się kolejne prostokąty.
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
OH18N9 to stal stopowa, więc minimalny promień liczę jako r = 1,5 · s = 1,5 · 4 = 6 mm. Z tabeli dopuszczalnych promieni biorę najbliższą wartość większą lub równą: 6 mm (jest w tabeli).
Przyjęcie r = s = 4 mm jak dla blachy węglowej - OH18N9 jest stalą stopową (r = 1,5 s).
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Ze wzorów na stronie 4: l₁ = B - 2r = 62 - 12 = 50 mm, l₂ = C - 2s - 2r = 50 - 8 - 12 = 30 mm, l₃ = (A - B)/2 - s - r = 80/2 - 4 - 6 = 30 mm.
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Dla r/s = 6/4 = 1,5 tabela daje K₀ = 0,45. Cztery łuki po 90° to razem 2π(r + K₀·s) = 2π · (6 + 1,8) ≈ 49,0 mm, więc l = 50 + 2 · (30 + 30) + 49,0 ≈ 219,01 mm, a po zaokrągleniu do pełnych mm: 219 mm.
Pominięcie π we wzorze (wychodzi 185,6 mm) - przy słabym druku wzoru łatwo go przeoczyć.
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Na rysunku: „Ø5.5 × 6”, czyli sześć otworów o średnicy 5,5 mm. Klucz tego wiersza nie ocenia, ale średnica i liczba otworów są potrzebne do siły wykrawania i do doboru dziurkownika.
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
F_g = 0,8 · s · b · R_m, gdzie R_m to maksimum z normy, czyli 700 MPa: 0,8 · 4 · 50 · 700 = 112 000 N = 112 kN.
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Najpierw R_t = 0,56 · 700 + 110 = 502 MPa. Potem F_t = k · n · π · d · s · R_t z maksymalnym k = 1,3: 1,3 · 6 · π · 5,5 · 4 · 502 ≈ 270 620 N, czyli 270,6 kN.
Przyjęcie k = 1,2 albo R_m = 690 MPa - uwagi do wzoru każą brać wartości maksymalne.
Kroki 8-11 · po tym etapie masz 12 z 30 kryteriów (pkt)
Uzupełnij dokumentację technologiczną (tabela 1 i 2) procesu wykonania korytek z wygiętymi półkami ze stali OH18N9 zgodnie z zamieszczonymi informacjami i zaleceniami działu technologicznego.
Gatunek OH18N9, arkusz 1000 × 2000 × 4 mm, pas 50 × 2000 × 4 mm (cięty wzdłuż dłuższego boku arkusza), materiał wyjściowy jednego korytka 50 × 219 × 4 mm. Klucz tych wierszy nie ocenia, ale z nich wynika dobór nożyc.
Urządzenia należy dobierać w sposób zapewniający największą efektywność procesu.
Arkusz tnę na pasy o długości 2000 mm, a ręczne nożyce HS 800 mają tylko 800 mm cięcia i 3 mm grubości. Zostają nożyce HSB 3010 (3100 mm, do 10 mm) - i przy cięciu na pasy, i przy cięciu pasów na prostokąty.
Nożyce HS 800 do cięcia pasów na prostokąty - blacha 4 mm przekracza ich grubość maksymalną 3 mm.
Otwory wykonywane są w jednej operacji.
Sześć otworów Ø5,5 w jednej operacji robi dziurkownik (n = 2÷6, d = 2÷10 mm) - wpisuję go z liczbą otworów n = 6. Siła 270,6 kN wymaga prasy o nacisku co najmniej tyle: najmniejsza wystarczająca to prasa MSW-WP-30t (300 kN).
Prasa MSW-WP-10t (100 kN) - za słaba na 270,6 kN.
Operacje wyginania i zaginania należy wykonać w jednym zabiegu, stosując odpowiednie oprzyrządowanie.
Korytko ma cztery gięcia (dwa w dół i dwa półki), a zalecenie każe zrobić je w jednym zabiegu - umożliwia to zaginak podwójny jednozabiegowy LUL. Siła gięcia 112 kN: najmniejsza wystarczająca prasa to prasa PMS/16 (160 kN).
Wyginak U - wygina tylko dno i ściany, półki trzeba by zaginać w drugim zabiegu.
Kroki 12-14 · po tym etapie masz 14 z 30 kryteriów (pkt)
Określ zapotrzebowanie na ilość arkuszy blachy o wymiarach 1000 mm x 2000 mm x 4 mm niezbędnych do wykonania 10 000 sztuk korytek, jeżeli z jednego pasa blachy można wykonać 9 sztuk wyrobów. Wyniki zapisz w tabeli 3.
Przepisuję wymiary arkusza i pasa z karty oraz wielkość zamówienia: 10 000 szt. Liczba wyrobów z pasa (9) jest wydrukowana - zgadza się z rachunkiem 2000 / 219 = 9,1.
Określ zapotrzebowanie na ilość arkuszy blachy o wymiarach 1000 mm x 2000 mm x 4 mm niezbędnych do wykonania 10 000 sztuk korytek, jeżeli z jednego pasa blachy można wykonać 9 sztuk wyrobów. Wyniki zapisz w tabeli 3.
10 000 / 9 = 1111,1 - pasów nie można użyć częściowo, więc w górę: 1112 szt.
Określ zapotrzebowanie na ilość arkuszy blachy o wymiarach 1000 mm x 2000 mm x 4 mm niezbędnych do wykonania 10 000 sztuk korytek, jeżeli z jednego pasa blachy można wykonać 9 sztuk wyrobów. Wyniki zapisz w tabeli 3.
Z arkusza szerokości 1000 mm wychodzi 1000 / 50 = 20 pasów. 1112 / 20 = 55,6, w górę: 56 arkuszy.
Zaokrąglenie 55,6 w dół - zabrakłoby blachy na ostatnie korytka.
Kroki 15-20 · po tym etapie masz 22 z 30 kryteriów (pkt)
Zaplanuj operację wyżarzania rozpuszczającego wykonanych korytek, uzupełnij kartę technologiczną operacji obróbki cieplnej (tabela 4).
Operacja to wyżarzanie rozpuszczające, element - korytko z wygiętymi półkami, gatunek OH18N9. Klucz nagłówka nie ocenia.
Operację wyżarzania należy przeprowadzić w piecu komorowym elektrycznym z atmosferą ochronną.
Piece z atmosferą ochronną są dwa, ale ICO860/200 grzeje tylko do 860 °C, a wyżarzanie wymaga 1100 °C. Zostaje FCF-V300HC (do 1300 °C), więc korytka układa się na stelażu z półkami do pieca komorowego FCF-V300HC.
Wygrzewanie należy prowadzić w maksymalnej temperaturze dla danego gatunku stali, odczytanej z Karty charakterystyki materiału dla danego gatunku stali.
Załadunek i nagrzewanie w piecu FCF-V300HC. Karta materiału podaje wyżarzanie rozpuszczające w 1000÷1100 °C, a zalecenie każe wziąć maksimum: 1100 °C.
Czas nagrzewania i wygrzewania obliczony na podstawie czasów jednostkowych należy zwiększyć z tytułu sposobu ułożenia wsadu w piecu, stosując współczynnik zwiększający k = 4.
Korytko z blachy to „blachy i przedmioty płaskie”, piec komorowy: nagrzewanie 1,80 min/mm. 1,80 · 4 mm · 4 = 28,8 min, w górę 29 min. W nagrzewaniu ośrodkiem jest już argon.
Wzięcie kolumny „Rury i przedmioty skrzynkowe” - korytko jest otwartym kształtownikiem z blachy.
Nagrzewanie i wygrzewanie do wyżarzania należy prowadzić w atmosferze ochronnej argonu.
Wygrzewanie w tym samym piecu i temperaturze 1100 °C. Czas: 0,60 min/mm · 4 mm · 4 = 9,6, w górę 10 min, ośrodek - argon.
Wyżarzanie rozpuszczające: studzenie powietrzem.
Karta materiału każe studzić powietrzem - jedyne urządzenie z powietrzem jako środkiem chłodzącym to studzienka SP300, a ośrodek to powietrze.
Kroki 21-24 · po tym etapie masz 30 z 30 kryteriów (pkt)
Zaplanuj metody kontroli własności mechanicznych wykonanych korytek, zapisz w tabeli 5 wymagane wartości wskazanych własności mechanicznych po przeprowadzonym procesie obróbki cieplnej oraz urządzenia do przeprowadzenia badań.
Karta materiału podaje twardość w skali Brinella: 195÷215 HB, więc symbol to HB.
Zaplanuj metody kontroli własności mechanicznych wykonanych korytek, zapisz w tabeli 5 wymagane wartości wskazanych własności mechanicznych po przeprowadzonym procesie obróbki cieplnej oraz urządzenia do przeprowadzenia badań.
Skala HB to twardościomierz Brinnella (pisownia z wykazu). Wgłębnikiem jest kulka - dziś z węglików spiekanych (dawniej stalowa). Rodzaj wgłębnika to wiedza ogólna o metodzie Brinella.
Obliczoną wartość należy zaokrąglić do liczby całkowitej w górę.
W cyklu pieca jest 150 korytek, a badaniu podlega 6%: 150 · 0,06 = 9 szt.
Zaplanuj metody kontroli własności mechanicznych wykonanych korytek, zapisz w tabeli 5 wymagane wartości wskazanych własności mechanicznych po przeprowadzonym procesie obróbki cieplnej oraz urządzenia do przeprowadzenia badań.
Karta materiału: KV min. 60 J. Udarność bada się młotem Charpy’ego. Liczba wyrobów: 150 · 0,01 = 1,5, w górę 2 szt.
Zaokrąglenie 1,5 do 1 - przypis każe zaokrąglać w górę.
Symulacja ekranu w przeglądarce - w Android Studio / Visual Studio wygląd może się nieco różnić.
To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.
Autor rozwiązania: Bartosz Bryniarski. Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.