01

Model profilové části maturitní zkoušky v odborných školách

Model profilové části maturitní zkoušky v odborných školách obor vzdělání 23-41-M/01

Strojírenství


Publikace vznikla v rámci národního projektu Kurikulum S – Podpora plošného zavádění školních vzdělávacích programů v odborném vzdělávání, který realizuje Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ve spolupráci s Národním ústavem pro vzdělávání, školským poradenským zařízením a zařízením pro další vzdělávání pedagogických pracovníků a s finanční podporou Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu ČR. Více informací o projektu najdete na www.kurikulum.cz.

Autorský tým: Mgr. Miloš Blecha, PhDr. Jana Kašparová, Ing. Bc. Josef Mágr, Doc. RNDr. Pavel Petrovič, CsC., Mgr. Milan Prskavec, Ing. Alena Styblíková, Ing. Taťána Vencovská, Ing. Roman Unzeitig, Ing. Bohumil Žvachta Ing. Taťána Vencovská, hlavní manažerka projektu Recenzovala: PhDr. Jiřina Mixnerová Editace: PhDr. Jana Kašparová Redakce: Lucie Šnajdrová Jazyková korektura: Tereza Rychtaříková Obálka, grafická úprava a zlom: Michaela Houdková

ISBN 978-80-87652-01-5 Vydal Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků Praha 2012

l 2

obor vzdělání 23-41-M/01 Strojírenství


Používané zkratky: MZ maturitní zkouška PMZ profilová část maturitní zkoušky RVP rámcový vzdělávací program SOČ středoškolská odborná činnost SOŠ střední odborná škola SOU střední odborné učiliště ŠVP školní vzdělávací program


l 3


Obsah Úvod ............................................................................................................ 5 1. Postup při přípravě obsahu (zadání) profilové části maturitní zkoušky ... 6 2. Popis modelu profilové maturitní zkoušky .............................................. 6 3. Tematické okruhy pro ústní zkoušky PMZ................................................ 7 3.1. Návrh tematických okruhů................................................................... 8 3.2. Využití tematických okruhů pro přípravu PMZ ve škole . .................... 13 3.3. Vazba navržených tematických okruhů na kompetence absolventa ................................................................................................. 15 3.4 kritéria ověřování a hodnocení žáků pro ústní zkoušky ....................... 20 4. Praktická maturitní zkouška . ................................................................. 32 5. Maturitní práce s obhajobou ................................................................. 37 6. Varianty složení PMZ s využitím navržených tematických okruhů a různých forem ověřování ........................................................................ 39 7. Literatura ............................................................................................... 41 8. Výklad pojmů . ....................................................................................... 42 Přílohy . ..................................................................................................... 45

l 4


Publikace přináší návrh pojetí profilové maturitní zkoušky, která vychází z rámcových a školních vzdělávacích programů. Maturitní zkouška je tradičním nástrojem pro hodnocení vzdělávání ve středních školách. Přijetím nového školského zákona v roce 20041 byla zavedena nová podoba maturitních zkoušek spočívající především v centrálně zadávaných standardizovaných zkouškách zaměřených na ověření klíčových a všeobecných kompetencí a znalostí z vybraných všeobecně vzdělávacích předmětů (tzv. společná část maturitní zkoušky). Zatímco společná část maturitní zkoušky je zajišťována státem, druhá část maturitní zkoušky, tzv. profilová část, je plně v kompetenci škol. Závazným kritériem je pouze počet povinných zkoušek2 profilové části maturitní zkoušky (PMZ). Přitom funkce profilové části maturitní zkoušky je v odborném školství neméně významná jako část společná, protože PMZ je významným zdrojem informací o tom, jak je žák připraven pro výkon povolání a pracovních činností i pro další vzdělávání příslušného směru. Vyplývá to také z cílů maturitní zkoušky vymezených ve školském zákoně: „Účelem závěrečné a maturitní zkoušky je ověřit, jak žáci dosáhli cílů vzdělávání stanovených rámcovým a školním vzdělávacím programem v příslušném oboru vzdělání, zejména ověřit úroveň klíčových vědomostí a dovedností žáka, které jsou důležité pro jeho další vzdělávání nebo výkon povolání nebo odborných činností.“ Vzhledem k tomu, že dvoustupňová tvorba vzdělávacích programů umožňuje školám větší volnost v koncepci kurikula, začali jsme se v rámci ověřování výuky podle pilotních ŠVP zabývat otázkou, jak nastavit PMZ tak, aby vedla k ověření nejen vědomostí, ale také/zejména dovedností (odborných i vybraných klíčových) vymezených v RVP a ŠVP a napomáhala její srovnatelnosti v různých školách vyučujících podle ŠVP stejných oborů vzdělání. Cílem tohoto úkolu bylo zmapovat průběh maturitních zkoušek z odborných předmětů, posoudit různé přístupy a vytvořit model PMZ vycházející z RVP, o který se mohou školy opřít při přípravě maturitní zkoušky v nových oborech vzdělání. Pro řešení jsme zvolili 8 oborů vzdělání, pro které byly vydány RVP v roce 2007: strojírenství, elektrotechnika, aplikovaná chemie, agropodnikání, obchodní akademie, hotelnictví, obchodník, technické lyceum. Jedná se zároveň o obory vzdělání, pro které byly vytvořeny první pilotní ŠVP v roce 2006 v rámci projektu ESF Tvorba a ověřování pilotních školních vzdělávacích programů v SOŠ a SOU. První žáci, kteří se vzdělávali podle pilotních ŠVP uvedených oborů vzdělání, skládali maturitní zkoušku již v roce 2009/2010. Na úkolu se podílely kromě expertů NÚV také pilotní školy projektu Kurikulum S a některé nepilotní školy, které o to projevily zájem. Pilotní školy oboru Strojírenství zastupují VOŠ, SŠ, COP Sezimovo Ústí, VOŠ a SPŠ Šumperk, VOŠ a SPŠ Varnsdorf. Z nepilotních škol se zapojily SPŠ Praha 9-Prosek, SPŠ a VOŠ Kladno. Model PMZ se tak opírá o zkušenosti a doporučení ze škol. Na základě praxe v jednotlivých školách vytipoval autorský tým příklady, které považuje za přínosné i pro jiné školy. Všechny uváděné příklady jsou tedy konkrétní zadání zapojených škol, nebo zúročení zjištění monitorovacích návštěv. Záměr úkolu a dílčí výstupy byly diskutovány v oborové skupině NÚV a s vybranými sociálními partnery. Navržený model PMZ je předkládán školám jako příklad a zdroj informací pro přípravu profilové části maturitní zkoušky v nových oborech vzdělání. Tato publikace je jedním ze souboru výstupů tohoto úkolu. Další výstupy představují návrhy modelů PMZ pro 7 dalších oborů vzdělání a syntetická publikace, která jednotlivé modely zastřešuje a popisuje přístup k realizaci profilové maturitní zkoušky v obecné rovině. Je třeba zdůraznit, že zpracovaná publikace má charakter metodického doporučujícího materiálu, nikoliv 1 Zákon č. 561/2004 Sb., o předškolním, základním, vyšším odborném a jiném vzdělávání (školský zákon), ve znění pozdějších předpisů 2 Školský zákon v § 79, odst. 1 uvádí, že „Počet povinných zkoušek pro daný obor vzdělání stanoví rámcový vzdělávací program“ a dále, odst. 3 „Ředitel školy v souladu s prováděcím právním předpisem určí nabídku povinných a nepovinných zkoušek podle rámcového a školního vzdělávacího programu…“. obor vzdělání 23-41-M/01 Strojírenství

l 5


1. Úvod


závazného pokynu nebo předpisu. Je na každé škole, zda si některá z doporučení zavede i do své praxe. Naše doporučení se netýkají ani tak požadavku na obsah zkoušek, ale změny přístupu k formulování zkušebních témat tak, aby byla jasná vazba na požadované kompetence absolventa a jejich ověření. Jestliže jsme se naučili pracovat s výsledky vzdělávání a kompetencemi při tvorbě a realizaci vzdělávacích programů, byla by zásadní chyba se na konci vzdělávacího procesu zaměřit jen na učivo. 1. Postup při přípravě obsahu (zadání) profilové části maturitní zkoušky Při přípravě maturitních zkoušek, zejména ústních, se obvykle postupuje tak, že se vyberou předměty maturitní zkoušky podle učebního plánu, a následně učitelé navrhnou témata pro jednotlivé zkoušky. Při maturitní zkoušce se ověřuje, jak žák zvládl učivo daného tématu, popř. jak tyto vědomosti umí využít při řešení nějakého úkolu. Protože jedním z rysů kurikulární reformy je zaměření vzdělávání na kompetence absolventa, zatímco učivo je chápáno jako prostředek pro dosažení požadovaných kompetencí, měla by také maturitní zkouška ověřovat, jaké úrovně těchto kompetencí žáci dosáhli. Obsah zkoušek, jejich zadání a způsob hodnocení by se měly odvíjet od odborných a klíčových kompetencí absolventa. Východiskem by měly být zejména kompetence stanovené RVP, protože vyjadřují základní kvalifikační požadavky na absolventy. Jejich splněním absolvent získá úplnou kvalifikaci pro výkon uvedených činností a povolání. Odborné kompetence absolventa vymezené RVP byly stanoveny na základě profesních profilů, kvalifikačních standardů a jiných popisů povolání, na jejichž zpracování se podíleli také vybraní představitelé zaměstnavatelů. Z kompetencí vymezených v ŠVP půjde o ověřování zejména těch kompetencí, které nějakým způsobem profilují odborné vzdělávání žáků v daném oboru (poskytují mu určitou specializaci – odborné zaměření). Maturitní zkouška by měla ověřovat především komplexní kompetence žáka, nikoli dílčí dovednosti, které byly sledovány v průběhu vzdělávání. Při přípravě maturitních zkoušek bychom si tedy měli nejprve vymezit, které odborné a klíčové kompetence budeme ověřovat, prostřednictví jakého obsahu a jakou formou (ústní, písemnou, praktickou). Na základě toho stanovíme zkušební předměty. Poté rozpracujeme zadání jednotlivých zkoušek a zpracujeme ke každému tématu kritéria hodnocení. Kritéria hodnocení jsou měřítka, podle kterých hodnotíme výkon žáka. Vypovídají o tom, co žák musí splnit (jaké má mít dovednosti a znalosti, na jaké úrovni), aby mohl být hodnocen podle stanovených klasifikačních stupňů. Kritéria hodnocení pomáhají také usměrňovat průběh zkoušky a způsob jejího vedení. I když legislativa připouští, že způsob hodnocení (jak budeme žáky hodnotit) může být stanoven až (resp. nejpozději) před zahájením maturitních zkoušek, z pedagogického hlediska by způsob hodnocení a kritéria hodnocení měl žák znát dopředu. Při stanovování kritérií pro hodnocení vycházíme z výsledků vzdělávání vymezených v RVP a ŠVP. Kritéria by měla zahrnovat také požadavky na vybrané klíčové kompetence (adekvátně formě zkoušky a tématu); např. při obhajobě maturitní práce, ústní nebo praktické zkoušce s výkladem žáka sledujeme, zda se žák vyjadřuje nejen věcně – tj. odborně správně, ale také kultivovaně (spisovně, hovorově, používá správnou terminologii nebo slang, umí argumentovat, označit a vysvětlit problém a jeho řešení). 2. Popis modelu profilové maturitní zkoušky Navržený model PMZ sleduje výše uvedené postupy, avšak představuje poněkud jednodušší variantu tvorby zadání a hodnocení maturitních zkoušek. Je rozpracován pro ústní formu PMZ a pro praktickou zkoušku.

l 6


Při zpracování tohoto modelu jsme vymezili na základě RVP tematické okruhy, které představují základ vzdělávání v oboru, a porovnali jsme jejich soulad s kompetencemi absolventa stanovenými RVP. Porovnáním tematických okruhů (popř. na úrovni školy zkušebních témat) s profilem absolventa si ověříme, zda maturitní zkouška skutečně sleduje stěžejní výsledky stanovené RVP a ŠVP, nebo pouze výsledky dílčí. Následně byla k jednotlivým okruhům vymezena kritéria hodnocení. Předložený návrh (model) pojetí PMZ má tuto strukturu:  Složení profilové části maturitní zkoušky v souladu s RVP N ávrh tematických okruhů pro ústní MZ Příklad rozpracování tematických okruhů do jednotlivých témat  Porovnání souladu tematických okruhů s kompetencemi absolventa v RVP  Návrh kritérií hodnocení; příklady zadání N ávrh praktické maturitní zkoušky Témata, organizace zkoušky, hodnocení, doporučení školám. M aturitní práce s obhajobou před zkušební komisí Téma, organizace zkoušky, místo konání, hodnocení, ověřované kompetence, vazba na vzdělávací oblast a učivo RVP, doporučení školy.  Varianty složení profilové maturitní zkoušky v oboru Složení profilové části maturitní zkoušky Navržená profilová část maturitní zkoušky zahrnuje, v souladu s RVP, celkem tři zkoušky, z nichž jedna se koná formou zkoušky praktické nebo formou maturitní práce s obhajobou. Dvě zkoušky mají teoretický charakter a ověřují znalosti potřebné k výkonu požadovaných kompetencí. Pro tyto zkoušky jsme stanovili tematické okruhy, se kterými může škola dále pracovat podle svých potřeb a zohlednit přitom profilaci školy či oboru vzdělání, dlouhodobé tradice školy apod. Doporučená forma ověřování je ústní zkouška. 3. Tematické okruhy pro ústní zkoušky PMZ Na základě obsahových okruhů vymezených v RVP pro oblast odborného vzdělávání a po podrobné diskuzi se zapojenými školami jsme stanovili soubor tematických okruhů, které vycházejí z RVP a představují teoretický odborný základ daného oboru vzdělání. Tematické okruhy jsou východiskem pro stanovení témat jedné nebo dvou ústních zkoušek PMZ dle volby školy; pro každou zkoušku ředitel školy stanoví 20 – 30 témat. Soubor obsahuje 35 tematických okruhů, každý tematický okruh je obsahově vymezen několika dílčími tématy. Tematické okruhy byly odvozeny z obsahových okruhů RVP:  Projektování a konstruování  Strojírenská technologie  Stavba a provoz strojů


l 7


Je zpracován na základě RVP daného oboru vzdělání a nezohledňuje žádný konkrétní ŠVP; na této úrovni jej rozpracovaly a ověřily zapojené školy.


3.1 Návrh tematických okruhů 1. Šroubové spoje  charakteristika, základní rozdělení, druhy závitů  druhy šroubů a matic, způsoby pojištění šroubových spojů  silové poměry na šroubu  výpočet šroubových spojů  samosvornost a účinnost šroubu 2. Svarové spoje  charakteristika, způsoby svařování, výhody, nevýhody  konstrukční zásady pro svařence  druhy svarů  výpočet koutových svarů (smyk, krut, složené namáhání)  výpočet tupých svarů 3. Ložiska  charakteristika  druhy ložisek, konstrukční zásady  materiály ložisek  mazání, druhy tření a jeho zajištění  návrh a výpočet ložisek 4. Tekutinové mechanismy  hydraulické mechanismy  pneumatické mechanismy  potrubí a armatury 5. Spoje, kolíky a čepy  kolíkové spoje – charakteristika, druhy kolíků, výpočet kolíkových spojů  čepové spoje – charakteristika, druhy čepů, konstrukce čepových spojů  zajišťování spojů 6. Kontrola a měření  řízení a certifikace jakosti  metrologie  měření základních veličin 7. Technické materiály  rozdělení technických materiálů  význam normalizace a značení  charakteristika ocelí a její použití  charakteristika litiny, druhy  neželezné kovy a jejich slitiny

l 8




8. Nekovové materiály  rozdělení  charakteristické vlastnosti  plasty  ostatní nekovové materiály 9. Polotovary vyráběné odléváním  použití odlitků ve strojírenské výrobě  základní pomůcky při odlévání  postup formování  zvláštní způsoby lití 10. Tváření za tepla  podstata tváření, teplota tváření  kování volné  kování zápustkové  další způsoby výroby 11. Tváření za studena  stříhání (základní pojmy, střižná síla, ekonomie stříhání, střižný nástroj)  ohýbání (ohýbací síla, ohýbací nástroje)  další způsoby výroby 12. Tvorba výkresové dokumentace  druhy výkresů  výrobní výkres, sestava, kusovník  popisové pole 13. Lícování, předepisování přesnosti, kvalita povrchu  lícování  předepisování přesností rozměrů, tvaru a vzájemné polohy  předepisování jakosti povrchu 14. Metalurgie  pojem a význam metalurgie  výroba surového železa  výroba oceli  výroba litiny  zpracování surového železa a litiny 15. Svařování, pájení a lepení  svařování  tepelné zpracování svarů  zvláštní druhy svařování  pájení  lepení

l 9


16. Tepelné zpracování kovů  Teorie tepelného zpracování  žíhání  kalení  popouštění, zušlechťování  chemicko – tepelné zpracování kovů 17. Dělení materiálu  mechanické dělení  tepelné dělení  další způsoby dělení 18. Soustružení  podstata soustružení  rozdělení soustruhů  základní části a funkce soustruhu  soustružnické nože – rozdělení 19. Frézování, broušení  podstata a druhy  rozdělení  základní části a funkce frézek a brusek  nástroje – rozdělení a použití 20. Dokončovací operace  účel dokončovacích operací  honování – princip, druhy  superfinišování – princip, druhy  lapování – princip, druhy  ostatní způsoby dokončovacích operací 21. Povrchové úpravy  koroze kovů a plastů  způsoby protikorozní ochrany 22. Brzdy  charakteristika, rozdělení, použití  teorie smykového tření  čelisťové brzdy  teorie pásového tření  pásové brzdy

l 10



23. Hřídelové spojky  charakteristika, základní rozdělení spojek  spojky mechanicky ovládané – rozdělení, schémata  spojky mechanicky neovládané – rozdělení, schémata  konstrukce a výpočet spojky  materiály 24. Třecí, řemenové a řetězové převody  charakteristika a rozdělení, vlastnosti, použití  konstrukce  variátory 25. Převody ozubenými koly  druhy ozubení, vlastnosti  rozdělení, charakteristika  základní profil, kolo N, hlavní rozměry  korekce ozubených kol, porovnání kola N s koly +V,-V, soukolí N, VN, V  převodovky 26. Vodní a parní turbíny  vodní díla jejich význam  rovnotlaké a přetlakové turbíny, kavitace  parní turbíny – princip, rozdělení a použití  zapojení parní turbíny do oběhu tepelného hospodářství 27. Kinematické mechanismy  charakteristika, použití, rozdělení  schéma  konstrukce a materiály  použití 28. Spojení hřídele s nábojem, hřídele a hřídelové čepy  druhy, porovnání, konstrukční zásady  výpočet, práce s tabulkami  konstrukční zásady  materiály a chemicko-tepelné zpracování 29. Jeřáby, zvedáky a výtahy  druhy, použití a porovnání jeřábů  druhy lan, kladky a prostředky k uchopení  charakteristika, druhy a použití zvedáků  hydraulický zvedák, schéma, silové poměry, výpočet  charakteristika výtahu, schéma, jeho části, výtahový stroj, bezpečnostní zařízení


l 11


30. Dopravníky a manipulační prostředky  rozdělení, použití, porovnání dopravníků  pásový dopravník  šnekový dopravník  korečkový dopravník  manipulační prostředky 31. Čerpadla  charakteristika, druhy a použití  schémata, p-v diagram, popis činnosti  schéma a hlavní části čerpadla 32. Kompresory  charakteristika, druhy, použití  schéma a hlavní části kompresoru  p-v diagram, vícestupňová komprese, uspořádání kompresorů  příslušenství a výbava kompresoru  regulace kompresorů 33. Spalovací motory  rozdělení, použití, porovnání  zážehový motor, popis funkce, obrázek, p-V diagram  vznětový motor, popis funkce  paliva a příprava směsi, vstřikování, palivový okruh zážehového a vznětového motoru  rozvody 34. Lopatkové stroje, hydrodynamická čerpadla  rozdělení lopatkových strojů, porovnání s pístovými  charakteristika a rozdělení hydrodynamických čerpadel  schéma odstředivého čerpadla, hlavní části  axiální hydrodynamická čerpadla  ostatní druhy hydrodynamických čerpadel 35. Provozuschopnost strojů a zařízení  plánování údržby a oprav strojů  druhy oprav  diagnostika  náhradní díly  provozní hmoty

l 12


Na základě uvedených tematických okruhů škola připraví a konkretizuje vlastní zkušební témata pro jednu nebo dvě ústní zkoušky profilové části maturitní zkoušky. Pro každou ústní zkoušku se stanoví 20 – 30 témat. Při sestavování témat a konkretizaci jejich obsahu a rozsahu učitelé využijí dílčí témata uvedená u jednotlivých tematických okruhů i obsah a náplň příslušných učebních osnov školního vzdělávacího programu. V případě, že ŠVP je profilován v určitém odborném směru, bude tato profilace zohledněna ve větší míře podrobnosti vybraných tematických okruhů (resp. zkušebních témat) v rámci jedné nebo obou ústních zkoušek. Pokud by škola chtěla zařadit odborné zaměření ŠVP jako samostatnou ústní zkoušku, musí rozsah odborného zaměření splňovat podmínku minimálně 144 hodin plánované výuky za celou dobu vzdělávání. Cílem zkoušení je ověřit, jak žák zvládl učivo daného zkušebního tématu, respektive jak umí osvojené vědomosti využít při řešení zadaného úkolu. Příklady rozpracování tematických okruhů do zkušebních témat Tematický okruh č. 25: Převody ozubenými koly druhy ozubení, vlastnosti rozdělení, charakteristika základní profil, kolo N, hlavní rozměry korekce ozubených kol, porovnání kola N s koly +V, -V, soukolí N, VN, V převodovky Téma MZ č. 1: Převody ozubenými koly charakteristika princip užití charakteristika ozubených převodů uspořádaní  dělení ozubených kol - podle vzájemného pohybu - podle polohy os - podle tvaru kol - podle tvořící křivky zubu - podle druhu ozubených soukolí soukolí N korekce (kolo N, +V, -V) Téma MZ č. 2: Převody ozubenými koly – konstrukce kótování rozměrů čelního kola s přímými zuby výpočet hlavních rozměrů pro m=4mm, zk= 60, zp=20 převodový poměr ikp, charakteristika materiál ozubených kol (kolo, pastorek)


l 13


3.2 Využití tematických okruhů pro přípravu PMZ ve škole


Téma MZ č. 3: Převody ozubenými koly – převodovky obecná charakteristika převodovky členění - podle kinetiky - podle funkce - podle přenosu energie - podle provedení převodový poměr - převodovka s konstantním poměrem - převodovka s proměnným převodovým poměrem Příklad rozpracování tematických okruhů do zkušebních témat a úkolů pro žáka Tematický okruh č. 11: Tváření za studena stříhání (základní pojmy, střižná síla, ekonomie stříhání, střižný nástroj) ohýbání (ohýbací síla, ohýbací nástroje) další způsoby výroby Téma MZ č. 1: Tváření za studena – střihání stříhání (základní pojmy, střižná síla, ekonomie stříhání, střižný nástroj) zvolte rozměry polotovaru vypracujte návrh nástřihového plánu. Vypočítejte % využití materiálu vypočítejte střihací sílu a práci určete polohu stopky vzhledem k ose největšího střižníku Zadané hodnoty:

a 50

l 14

fd 15

t 0,7

x 20

y 15

Materiál 11 550


A

l1 = l2

α

t

b

materiál

11%

50

90o

5

18

11 43

3.3 Vazba navržených tematických okruhů na kompetence absolventa Autorský tým posoudil navrhované tematické okruhy ve vazbě na kompetence absolventa vymezené v RVP oboru strojírenství. Cílem bylo zjistit, zda jsou navržená témata v souladu s požadavky na odborné kompetence absolventa. Jelikož tematické okruhy jsou navrženy pro realizaci ústní zkoušky, je jasné, že vazba na kompetence absolventa bude zejména v teoretických předpokladech k plnění daných kompetencí. Tedy že žák nemůže požadované činnosti u zkoušky přímo předvést (na to je určena zkouška praktická), ale má prokázal; měl by prokázat; musí prokázat, že má teoretické vstupní předpoklady pro výkon požadovaných praktických kompetencí. U tematických okruhů byly posuzovány i další možnosti ověření při maturitní zkoušce než pouze ústní formou, např. praktickou formou. Bylo posuzováno i to, zda jsou některé odborné kompetence absolventa ověřovány jenom v průběhu vzdělávání. Některé očekávané výsledky vzdělávání, zejména ty, které vyžadují znalost teorie, jsou zařazovány u maturitní zkoušky ústní formou, praktické dovednosti se ověřují buď v průběhu vzdělávání, nebo při praktické maturitní zkoušce. U vybraných tematických okruhů autorský tým navrhl formu ověření, v některých případech doporučil ponechat variantní volbu podle možností a zvyklostí konkrétní školy. Tabulka č. 1 Porovnání tematických okruhů ve vazbě na kompetence absolventa v RVP. Kompetence absolventa: a) Navrhovat a konstruovat strojní součásti, mechanizmy a části strojů, nástroje, nářadí, přípravky aj. výrobní pomůcky, volit prvky technického vybavení budov, technologického vybavení pracovišť apod. a navrhovat jejich umístění, tzn., aby absolventi: Tematické okruhy

Kompetence absolventa

navrhovali základní druhy spojů a volili spojovací součásti, navrhovali a dimenzovali strojní součásti k přenosu pohybu, potrubí a armatury aj. konstrukční prvky strojů a zařízení;

1, 2, 3, 4, 5, 6, 32, 27

zpracovávali návrhy jednoduchých 4 tekutinových mechanizmů sestavených ze standardních prvků;


Doporučená forma ověřování Teoretická zkouška může být realizována ústní formou před zkušební komisí, nebo písemnou formou (písemné zpracování zadaného nebo žákem zvoleného tématu).

Poznámky Ověření některých kompetencí bude součástí maturitní práce a její obhajoby.

Teoretická zkouška může být realizována ústní formou před zkušební komisí, nebo písemnou formou.

l 15


Téma MZ č. 2: Tváření za studena - ohýbání ohýbání (ohýbací síla, ohýbací nástroje) naskicujte ohýbadlo a okótujte vypočítejte sílu, potřebnou pro ohnutí daného výrobku vypočítejte delku polotovaru



Tematické okruhy

Doporučená forma ověřování

Poznámky

konstruovali jednoduché řezné nástroje, nástroje ke tváření, jednoduché přípravky, měřidla aj. výrobní pomůcky;

7, 10, 11, 17, 18, 19

písemná zkouška

Ověření je řešeno formou příkladu technologického postupu nebo návrhu nástroje

volili pro strojní součásti a nástroje vhodné materiály, druhy polotovarů, druhy a rozměry předvýrobků; u kovových materiálů předepisovali jejich tepelné zpracování, povrchovou úpravu apod.;

8, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 18, 27, 32

písemná zkouška,

Ověření je řešeno formou příkladu technologického postupu nebo návrhu nástroje

zpracovávali k výkresům součástí a sestavení další navazující konstrukční dokumentaci;

11, 12, 13, 27

dlouhodobá maturitní práce a její obhajoba

ústní zkouška, nebo maturitní práce s obhajobou

b) Navrhovat způsoby, technická zařízení, nářadí, nástroje, výrobní pomůcky a technologické podmínky k přeměně surovin, předvýrobků a polotovarů na strojírenské výrobky, tzn., aby absolventi: Tematické okruhy


uplatňovali zásady technické normalizace a standardizace, využívali při řešení technických úloh normy, strojnické tabulky aj. zdroje informací;

8, 9, 11, 12, 13, 27, 32

maturitní práce a její obhajoba

navrhovali technologické postupy hotovení jednodušších součástí a postupy montáže jednodušších podskupin či výrobků;

27, 11

praktická zk., maturitní práce s obhajobou, nebo písemná práce

vytvářeli popisy jednotlivých technologických operací pro výrobu nesložitých součástí;

11

ústní zkouška, praktická zk.

určovali stroje, zařízení, komunální nástroje, nářadí, měřidla a další výrobní pomůcky pro uskutečnění jednotlivých technologických operací;

11

ústní zk., praktická zk. (maturitní práce s obhajobou, nebo písemná práce)

navrhovali základní koncepci jednoduchých operačních nástrojů, nářadí, měřidel a dalších výrobních pomůcek;

11


stanovovali technologické podmínky pro operace obrábění, tváření, tepelného zpracování apod.;

27, 11, 8, 9

praktická zk.


l 16

Poznámky

(maturitní práce s obhajobou, nebo písemná práce)

(maturitní práce s obhajobou, nebo písemná práce)


určovali pomocné a provozní materiály a hmoty potřebné k uskutečnění předepsaných technologických operací;

Tematické okruhy

8, 9


Poznámky


c) Navrhovat systémy péče o technický stav strojů a zařízení, způsoby zjišťování jejich technického stavu, postup práce při jejich revizích, údržbě a opravách, tzn., aby absolventi: Kompetence absolventa

Tematické okruhy

Doporučená forma ově-

zpracovávali v souladu se servisní a provozní dokumentací strojů a zařízení plány jejich ošetřování a údržby;

24, 25,

ústní zkouška

28,29,30,31

ústní zkouška, prakt. zkouška

navrhovali s použitím servisní dokumentace strojů a zařízení způsoby zjišťování jejich technického stavu či závad;

24, 25, 28

ústní zkouška

29, 30, 31


rozhodovali o způsobu opravy závad běžných konstrukčních uzlů a agregátů strojů a zařízení;

24, 25,

ústní zkouška

28,29, 30, 31


vedli záznamy o provozu, údržbě a opravách strojů a zařízení;

24, 25

ústní zkouška

28, 29, 30, 31


Poznámky

d) Měřit základní technické veličiny, tzn., aby absolventi: Kompetence absolventa

Tematické okruhy

Doporučená forma ověřování ústní zkouška

zpracovávali údaje pro objednávky potřebných náhradních dílů a komponent strojů a zařízení;

24, 25

používali měřidla a měřicí přístroje, vhodně aplikovali běžné způsoby kontroly a měření základních technických veličin;

7, 15, 17, 18

měřili délkové rozměry, úhly, tvary, vzájemnou polohu ploch a prvků součástí a jakost jejich povrchu; prováděli zkoušky mechanických vlastností technických materiálů, jednoduché zkoušky jejich technologických vlastností, zkoušky vlastností provozních hmot a materiálů, kontrolu strojních součástí a nástrojů a podíleli se dílčími měřeními na komplexních měřeních a zkouškách strojů a zařízení;

7, 15, 17, 18

Písemná zkouška – řešení příkladu

7, 15, 17, 18



28, 29, 30, 31

ústní, nebo prakt. zkouška Písemná zkouška – řešení příkladu

Poznámky

TO 17 a 18 zahrnují jen část kompetencí, např. měření kvality povrchu po dokončovacích operacích

l 17



l 18

6, 7

využívali aplikační programy pro podporu technologické přípravy výroby;

využívali aplikační programy pro podporu péče o technický stav strojů;

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13, 15, 20, 22, 23, 26, 27, 28

využívali aplikační programy pro podporu projektové a konstrukční přípravy výroby;

7, 20, 22, 23, 25, 26, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35

17, 18, 19, 20

10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 27

8, 9

7, 15, 17, 18

Tematické okruhy

vyhodnocovali výsledky uskutečněných měření a zpracovávali o nich záznamy a protokoly;


PC databáze chemicko-tepelného zpracování a prostředků protikorozní ochrany. CAD a CAM systémy; SW AlphaCam; EdgeCam; Technologické postupy v SW ASEPO, TPV.

teoretická zkouška může být realizována ústní formou doplněnou o demonstraci na PC připravenou v čase na přípravu praktická zkouška

Teoretická zkouška může být realizována ústní formou doplněnou o znalosti žáka získané z internetu (dovednostní).

Připojení PC do databází výrobků a firem prostřednictvím internetu.

Ověření některých kompetencí bude součástí dlouhodobé maturitní práce a její obhajoby.

SW ASEPO; TPV 2000.

praktická zkouška formou příkladu

(činnostní - experimentální)

SW AutoCad pro 2D + TDS Technik.

Ověření některých kompetencí bude součástí maturitní práce a její obhajoby projektová příprava a realizace. SW FluidSim. SW Lexikon kovů a Strojírenské tabulky. SW, který splňuje dané požadavky. + SW vyplývající z konkrétních požadavků, např. sociálních partnerů v regionu). U ústní zkoušky pouze demonstrace s ohledem na časové možnosti. Praktická zkouška – doporučený rozsah 420 minut.

SW SolidEdge; Invertor; SolidWorks; Catia; NX; AutoCad. SW pro kontrolní výpočty SE; TDS Technik; Strojař.

Poznámky

praktická zkouška na konkrétním příkladu

Praktická zkouška

Maturitní práce s obhajobou

Zkouška může být realizována ústní formou doplněnou o připravenou demonstraci žáka na PC v SW parametrického modeláře a ostatních SW (dovednostní).




e) Využívat prostředky informačních a komunikačních technologií pro podporu efektivní práce, tzn. aby absolventi:


1 až 35

9, 10, 11, 15, 17, 18, 19, 20 14, 16, 21, 35

1 až 35

1 až 35

znali a dodržovali základní právní předpisy týkající se požární prevence a bezpečnosti a ochrany zdraví při práci;

osvojili si zásady a návyky bezpečné a zdraví neohrožující pracovní činnosti včetně zásad ochrany zdraví při práci u zařízení se zobrazovacími jednotkami (monitory, displeje apod.), rozpoznali možnost nebezpečí úrazu nebo ohrožení zdraví a byli schopni zajistit odstranění závad a možných rizik;

znali systém péče státu o zdraví pracujících (včetně preventivní péče, uměli uplatňovat nároky na ochranu zdraví v souvislosti s prací, nároky vzniklé úrazem nebo poškozením zdraví v souvislosti s vykonáváním práce);

byli vybaveni vědomostmi o zásadách poskytování první pomoci při náhlém onemocnění nebo úrazu a dokázali první pomoc sami poskytnout;

Tematické okruhy

chápali bezpečnost práce jako nedílnou součást péče o zdraví své i spolupracovníků (i dalších osob vyskytujících se na pracovištích, např. klientů, zákazníků, návštěvníků) i jako součást řízení jakosti a jednu z podmínek získání či udržení certifikátu jakosti podle příslušných norem;



Bylo ověřeno v průběhu výuky.

Bylo ověřeno v průběhu výuky.

Viz poznámky výše.

Viz poznámka výše. Jedno z kritérií hodnocení např. při práci s PC, měřicími přístroji apod.

Kompetence k BOZP jsou ověřovány průběžně během výuky. U MZ mohou být v rámci některých úkolů řešených žáky ověřeny pouze vybrané dílčí kompetence. Je vhodnější stanovit uplatňování BOZP jako kritérium hodnocení v příslušných úkolech.

Jedno z témat písemné zkoušky.

Analýza procesů bezprostředně spojených s BOZP.

Poznámky


V rámci ústní zkoušky daného tematického okruhu může být realizována formou příkladů z uplatnění BOZP v technologické přípravě.

Součást ústní zkoušky daného tematického okruhu může být realizována formou příkladů z praxe.

Písemná zkouška – rozbor modelové Příručky kvality a Registru procesů certifikované osoby ISO 9001:2005 (praktická aplikace).


f) Dbát na bezpečnost práce a ochranu zdraví při práci, tzn., aby absolventi:

l 19

l 20



Způsob hodnocení výkonu žáků v jednotlivých maturitních zkouškách je v obecné rovině stanoven vyhláškou č. 177/2009 Sb., ve znění pozdějších předpisů (§ 24 – 26). Kromě způsobu hodnocení výkonu žáka u jednotlivých zkoušek (tj. jak budeme hodnotit – známkou, bodově, procentuálně) by měla být nastavena také kritéria pro ověření a hodnocení výkonu (úspěšnosti) jako součást zadání. Kritéria jsou měřítka, která vypovídají o tom, za co je žák hodnocen (co budeme u zkoušky ověřovat a hodnotit) a na jaké úrovni splnil zadané úkoly (tj. jak, v jaké kvalitě naplnil stanovené kritérium pro ověření – za co obdrží nastavené bodové nebo jiné ohodnocení, kvalifikační stupeň). Hodnoticí kritéria vypovídají o úspěšnosti žáka mnohem přesněji než klasifikace - vypovídají o úspěšnosti žáka – o rozsahu požadovaných znalostí, dovedností, schopností. Klasifikace vyjadřuje míru žákových znalostí a dovedností v souladu s hodnoticím kritériem. Kritéria hodnocení zvyšují objektivitu hodnocení, sjednocují názory členů zkušební komise. Pro žáka jsou důležitým zdrojem informací jak před zkouškou, tak po zkoušce, kdy mu poskytují jasnou zpětnou vazbu o jeho výkonu. Proto bychom se při stanovování vlastních zkušebních (maturitních) témat neměli zaměřovat pouze na učivo, ale měli bychom také pro každou zkoušku a její část stanovit soubor hodnoticích kritérií, a to ve vazbě na požadované odborné a vybrané klíčové kompetence. Kromě stanovení hodnoticích kritérií je vhodné rozpracovat tematické okruhy, resp. zkušební témata do písemného zadání (úkolů), které žák v průběhu přípravy na zkoušku zpracuje a v ústní formě zkoušení vysvětlí a zdůvodní řešení. Je také možné předem stanovit váhu jednotlivých úkolů a zohlednit tuto skutečnost při zkoušení. Pokud si učitelé témata rozpracují do úkolů, je vhodné úkoly ve zkušebních tématech každoročně obměňovat a disponovat větší databází zkušebních témat pro stejné obsahové okruhy. Tabulky č. 2 a 3 ukazují různé způsoby rozpracování hodnoticích kritérií i způsoby hodnocení výsledků. Uvedená kritéria je možné a vhodné rozpracovat pro jednotlivé body, a tím zpřesňovat a sjednocovat požadavky a názor zkušební komise (i samotného žáka) na výkon žáka u zkoušky.


l 21


3.4 Kritéria ověřování a hodnocení žáků pro ústní zkoušky

l 22


Varianta A

1. Šroubové spoje

Tematický okruh

Tabulka č. 2:

s tručně popíše předkládanou montáž spoje vyjmenuje rizika BOZP z pohledu použitých montážních nástrojů popíše, jak jim předcházet uvede, jak se správně ekologicky budou likvidovat pomůcky se zbytky montážních tuků

Vyjmenuje bezpečnostní rizika při montáži navrženého spoje a vybranou zásadu z EVVO

t vorba šroubového spoje (sestavy) vytvoří 2D výkres sestavy vloží kusovník a pozice využije spolupráci mezi tabulkovým kalkulátorem a modelářem

Umístí šroubový spoj do sestavy

s pustí příslušný SW a vyhledá zdrojový soubor dle zadání, tj. sestavu s rozebíratelným spojem otevře knihovnu normalizovaných součástí a dle zadání vyhledá správný druh šroubu a odpovídající matici vybere odpovídající pojistnou podložku

Vyhledá v databázi SW parametrického modeláře vhodný šroubový spoj

avrhne a výpočte s využitím SW potřebné montážní předpětí spoje a utahovacího n momentu vypočte silové poměry zatíženého spoje provede statickou, případně i dynamickou pevnostní kontrolu

Vypočítá základní hodnoty šroubového spoje (víka tlakové nádoby) s předpětím, je-li zvolen počet šroubů nebo jmenovitý rozměr šroubu

s pojovacích pohybových šroubů vysvětlí fyzikální princip závitu popíše základní rozdělení závitů a jejich stručnou charakteristiku uvede příklady praktického použití určených druhů závitů vysvětlí, co je to účinnost šroubu

Popíše základní druhy a rozdělení závitů

Hodnoticí kritéria

max. 5 b.

max. 40 b.

max. 10 b.

max. 30 b.

max. 15 b.

Bodové hodnocení

Nedostatečný 0 – 32 b.

Dostatečný 33 – 50 b.

Dobrý 51 – 70 b.

Chvalitebný 71 – 90 b.

Výborný 91 – 100 bodů

Kritéria pro klasifikaci



l 23

lisovacích nástrojů a oblasti jejich použití

• základní popis a rozdělení

• tváření za studena

• tváření za tepla

• podstata tváření

11. Tváření

Tematický okruh

max 15 b.

max 25 b.

vypočítá údaje nutné pro konstrukci lisovacího nástroje

posoudí použití lisovacích nástrojů a jiných technologií pro podobné součásti

Nedostatečný 0 – 32b.


Dobrý 51 – 70 b.


Výborný 91 – 100 b.



max 20 b.

navrhne vhodné materiály na součásti lisovacích nástrojů včetně tepelného zpracování

max 10 b.

max 15 b.

vysvětlí pojmy tváření za tepla a za studena

vyjmenuje druhy lisovacích nástrojů a oblasti jejich použití

max 15 b.

Bodové hodnocení

objasní podstatu tváření a zákonitosti tváření


l 24


• ostatní nekovové materiály

• plasty

• charakteristické vlastnosti

• rozdělení

8. Nekovové materiály

Tematický okruh

max 25 b.

max 20 b.

pro konkrétní případ navrhne alternativní materiály ze skupiny nekovy a vybere a zdůvodní optimální mat.

řeší stav, kdy navržený materiál ze skupiny nekovy nevyhovuje, např. pro nižší pevnost nebo nižší provozní teplotu

max 25 b.

max 10 b.

vysvětlí význam a způsoby normalizace

navrhne a vysvětlí základní vlastnosti, které charakterizují nekovy (konstrukční i technologické) a objasní základní rozdíly mezi kovy a nekovy

max 20 b.

Bodové hodnocení

objasní rozdělení a označování technických materiálů – nekovů




Dobrý 51 – 70 b.






l 25

čerpadla

• s chéma a hlavní části

činnosti

• s chémata, p-v diagram, popis

a použití

• c harakteristika, druhy

31. Čerpadla

Tematický okruh

popíše účel čerpadel vysvětlí základní principy čerpadel určí typ čerpadla dle předloženého 3D modelu charakterizuje hydrostatická čerpadla včetně popisu práce a použití charakterizuje hydrodynamická čerpadla včetně popisu práce a použití

popíše předloženou 2D dokumentaci jednoduchého tekutinového obvodu označí schematické značky prvků obvodu a odborně je popíše nakreslí schematické značky čerpadla, akumulátoru a pojistného ventilu

vytvoří schematický náčrtek tekutinového mechanismu s dvojčinným válcem načte v SW FluidSim nekompletní (slepé) schéma tekutinového mechanismu pro ovládání dvojčinného válce doplní do schématu chybějící prvky včetně vhodného čerpadla

vysvětlí princip a činnost jednotlivých komponent ve vytvořeném schématu obhájí správný výběr a zapojení čerpadla v SW FluidSim předvede a ověří správnou činnost navrženého tekutinového mechanismu formou animace

max. 5 b.

max. 20 b.

30 b.

max. 20 b.

max. 25 b.

Bodové hodnocení



Dobrý 51 – 70 b.





vyjmenuje hlavní rizika BOZP z pohledu použití tekutinových systémů popíše, jak jim předcházet uvede, jak se správně ekologicky budou likvidovat uniklé provozní kapaliny

Vyjmenuje bezpečnostní rizika spojená s provozem čerpadel a tekutinových mechanismů a vybranou zásadu z EVVO

Vysvětlí princip jednotlivých komponent ve vytvořeném schématu a předvede animaci pro správnou činnost navrženého obvodu

Navrhne a vytvoří (v SW FluidSim, případně CAD systému) schéma tekutinového mechanismu pro ovládání dvojčinného válce

Analyzuje v předložené dokumentaci základní schematické značky tekutinových (hydraulických) obvodů

Popíše účel čerpadel a charakterizuje hlavní druhy včetně principu práce a použití


l 26


• spouštění

• rozvody

• mazání

• chlazení

• vstřikování, palivový okruh zážehového a vznětového motoru

• paliva, příprava směsi

• vznětový motor, popis funkce, obrázek, p-V diagram

• zážehový motor, popis funkce, obrázek, p-V diagram

• rozdělení, použití, porovnání

33. Spalovací motory

Tematický okruh

max. 15 b.

max. 5 b.

popíše funkci zapalovací soustavy zážehových motorů

max. 10 b.

objasní druhy rozvodů spalovacích motorů

popíše principy a funkce chlazení a mazání spalovacích motorů

max. 15 b.

max. 25 b.

popíše funkci dle p-V diagramů

objasní palivové soustavy spalovacích motorů

max. 30 b.

Bodové hodnocení

objasní rozdělení, použití, porovná základní konstrukce spalovacích motorů




Dobrý 51 – 70 b.






• návrh a výpočet ložisek

• mazání, druhy tření a jeho zajištění

• materiály ložisek

• kluzná ložiska, valivé ložiska

• charakteristika

3. Ložiska

Tematický okruh

Tabulka č. 3: Varianta B


Nedostatečný


kvalita kompetencí, výsledků činností a grafický projev je na nízké úrovni. Závažné chyby a nedostatky nedovede odstranit ani s pomocí učitele.

Nezdařený výkon:

osvojené kompetence aplikuje s chybami, jeho myšlení je vcelku správné, není vždy tvořivé.

Méně dobrý výkon:

dobrá úroveň kompetencí při návrhu a výpočtu ložisek.

Dobrý výkon:

Rozpracovaná hodnoticí kritéria

Dobrý – dostatečný

Celková úroveň slovního a grafického projevu.

Schopnost aplikovat teoretické poznatky do praxe.

Schopnost samostatného uvažování.

Hloubka porozumění dané problematice.


Výborný – chvalitebný

l 27

l 28

neželezné kovy a jejich slitiny

charakteristika litiny, druhy

charakteristika ocelí a její použití

význam normalizace a značení

7. Technické materiály rozdělení technických materiálů

Tematický okruh

kvalita kompetencí, výsledků činností a grafický projev je na nízké úrovni. Závažné chyby a nedostatky nedovede odstranit ani s pomocí učitele.

Nezdařený výkon:


Méně dobrý výkon:

dobrá úroveň kompetencí při popisu a aplikaci technických materiálů.

Dobrý výkon:




Celková úroveň slovního a grafického projevu.

Schopnost aplikovat teoretické poznatky do praxe.





Výborný – chvalitebný Nedostatečný


dobrá úroveň kompetencí při popisu a aplikaci tepelného zpracování kovů.

Tepelné zpracování kovů teorie tepelného zpracování Méně dobrý výkon:

žíhání kalení


popouštění, zušlechťování chemicko–tepelné zpracování kovů

Schopnost aplikovat teoretické poznatky do praxe. Celková úroveň slovního a grafického projevu.

Tematický okruh

12. Tvorba výkresové dokumentace



Nezdařený výkon: kvalita kompetencí, výsledků činností a grafický projev je na nízké úrovni. Závažné chyby a nedostatky nedovede odstranit ani s pomocí učitele.


soulad s ČSN

Rozsah a kvalita maturitní práce v průběhu její tvorby k termínům kontroly stanovený vedoucím práce

provedení, praktičnost, optimalizace řešení pohledů

Věcná (odborná) správnost Dodržení formálních náležitostí, celkový vzhled práce Závěrečná prezentace a obhajoba



l 29



Výborný – chvalitebný

Dobrý výkon:




Nedostatečný


TO je ověřován v rámci dlouhodobé maturitní práce s obhajobou před komisí. Hodnocení jednotlivých bodů hodnocení je provedeno známkami 1-5 klasifikační stupnice. Výsledná známka za práci je průměrem jednotlivých známek. V případě nevypracování některé hodnocené části může být žák hodnocen nedostatečně i při splnění dílčích částí práce.

Tematický okruh


podstata soustružení rozdělení soustruhů základní části a funkce soustruhu soustružnické nože – rozdělení

Rozpracovaná hodnoticí kritéria Znalost soustruhu a jeho jednotlivých částí znalost a výběr nástrojů

18. Obrábění

volba optimálních řezných podmínek

Dosažení správného výsledku

Kritéria pro klasifikaci Hodnocení jednotlivých bodů hodnocení je provedeno známkami 1-5 klasifikační stupnice. Výsledná známka je průměrem jednotlivých známek.


Tematický okruh

Kritéria hodnocení výkonu žáka klasifikací

Stupeň: 1 výborný Kritéria:  Z ískané znalosti, fakta, pojmy, definice a zákonitosti žák zvládá přesně, chápe jejich souvztažnost;  samostatně a tvořivě uplatňuje osvojené znalosti a dovednosti při řešení úkolů;  v jeho projevu je zřetelná originalita a tvořivost;  p řesně a výstižně se dokáže ústně i písemně vyjadřovat, grafický projev je přesný a estetický;  d okáže pracovat s informacemi. Stupeň: 2 chvalitebný Kritéria:

 Z ískané znalosti, fakta, pojmy, definice a zákonitosti žák zvládá v podstatě přesně, chápe jejich vzájemné vztahy;  s amostatně a tvořivě, popř. s menší pomocí učitele, uplatňuje osvojené znalosti a dovednosti při řešení úkolů;  v jeho projevu je často zřetelná originalita a tvořivost;  ú stní a písemný projev mívá menší nedostatky ve správnosti, přesnosti a výstižnosti, grafický projev je estetický, bez větších nepřesností;  p ři práci s informacemi má drobné problémy, zvláště v jejich zpracování a uplatnění.

l 30


Kritéria:

V získaných znalostech, faktech, pojmech, definicích a zákonitostech má žák rezervy. Vyžaduje pomoc při řešení úkolů, kde uplatňuje osvojené znalosti a dovednosti;  p ři řešení teoretických a praktických úkolů se dopouští chyb;  j eho myšlení je vcelku správné, ale málo tvořivé, neoriginální, v jeho logice se vyskytují chyby;  v ústním a písemném projevu má nedostatky ve správnosti, přesnosti a výstižnosti, grafický projev je méně estetický a má menší nedostatky;  p ři práci s informacemi má častější problémy, nejen při jejich získávání a třídění, ale zvláště v jejich zpracování a uplatnění. Stupeň: 4 dostatečný Kritéria:

V úplnosti a přesnosti osvojení požadovaných znalostí má žák závažné mezery; o svojené znalosti a dovednosti uplatňuje se závažnými chybami; j e nesamostatný, není tvořivý; j eho ústní a písemný projev není výstižný, má vážné nedostatky ve správnosti a přesnosti, grafický projev je málo estetický;  p ři práci s informacemi má zásadní problémy, často informace nedovede zpracovat.    

Stupeň: 5 nedostatečný Kritéria:

Ve znalostech, faktech, pojmech, definicích a zákonitostech má žák zásadní mezery; n edovede uplatňovat osvojené znalosti ani s pomocí učitele; n ení samostatný v myšlení, vyskytují se u něho logické nedostatky; v ústním a písemném projevu má závažné nedostatky ve správnosti, přesnosti a výstižnosti, kvalita výsledků jeho činnosti a grafický projev mají vážné nedostatky, závažné nedostatky a chyby nedovede opravit ani s pomocí učitele;  n edovede pracovat s informacemi, a to ani při jejich vyhledávání.    


l 31


Stupeň: 3 dobrý


4.

Praktická maturitní zkouška

Praktická zkouška je podle zákona jednou z forem PMZ. Zadání praktické zkoušky a způsob jejího konání stanoví ředitel školy. Praktickou zkoušku koná žák nejdéle 3 dny.1 V jednom dni trvá praktická zkouška nejdéle 420 minut. Podle RVP může být praktická MZ nahrazena maturitní prací s obhajobou před zkušební komisí. Zákon umožňuje škole kombinovat praktickou zkoušku s jinou formou PMZ. Způsob realizace praktické MZ je v jednotlivých školách různý. Nejčastěji se jedná o řešení prakticky zaměřených úkolů, a to buď písemně, nebo s využitím počítačových programů. Praktická MZ může mít také formu žákovského projektu, na kterém se komplexně zhodnotí, jak žák dosáhl vybraných klíčových a odborných kompetencí. Témata projektu navazují na odborné okruhy zařazené do první a druhé ústní maturitní zkoušky PMZ.     

S tavba a provoz strojů T echnologie K ontrola a měření K onstrukční cvičení K onstruování počítačem

1 V yhláška č. 177/2009, § 18 Sb., o bližších podmínkách ukončování vzdělávání ve středních školách maturitní zkouškou v pozdějším znění l 32


Zadání úlohy praktické maturitní zkoušky z odborných předmětů pro školní rok …………………… Obor:

23-41-M/01 Strojírenství

Úloha č.: 3 Název úlohy: DVOUSTUPŇOVÁ PŘEVODOVKA S ČELNÍMI OZUBENÝMI KOLY Vazba na profil oboru vzdělání: - -

předměty SPS, KOM, KOC, KOP, TVR, Materiály SW CAD, AutoCAD,

Zadání: Navrhněte dvoustupňovou převodovku s čelními ozubenými koly pro přenášený výkon P = 5,5 kW, při vstupních otáčkách n1 = 2910 min-1 a převodovém poměru i14 = 10. Počet vyrobených kusů je 400. Práce bude obsahovat: 1. Výpočtová část: Předběžný návrh modulu ozubení známými způsoby Kontrolu ozubení na časovanou pevnost v ohybu a dotyku Tabulkové výpočty geometrie ozubení Předběžný návrh hřídelů Kontrolní výpočet hřídelů na kombinované namáhání Návrh a kontrolu ložisek Připevnění ozubených kol na hybné hřídele a kontrolu spoje 2. Výkresová dokumentace: Výkres ozubeného kola Výkres předlohového hřídele Výkres víka Výkres sestavení převodovky

Téma bylo schváleno v PK a OK Strojírenství a navržena ke schválení řediteli školy.

……………………………………..

……………………………………..

Za předmětovou komisi

ředitel


l 33


Příklad zadání praktické MZ Příklad 1.


Příklad 2.

1. V ypočtěte velikost střižné síly pro vystřižení podložky dle obrázku z materiálu

ČSN11 500. Graficky vyřešte umístění stopky nástroje a vypočítejte hospodárné využití materiálu (délka pásu 1000 mm).

10 b.

2. Stanovte rozvinutou délku polotovaru Lp a hodnotu úhlu odpružení pro zhotovení součásti dle obrázku. Materiál součásti mosaz tvrdá. Rozměry:

l1 = 120 mm, l2 = 80 mm, b = 60 mm, t = 10 mm.

5 b.

3.

Určete řezné podmínky pro podélné vnější soustružení – načisto, je–li průměr obráběného materiálu D = 60mm, hloubka třísky a = 1 mm a obrábí se materiál ČSN 12 010.0, nástrojem s řeznou destičkou s SK – P20, s poloměrem špičky rε = 1. Požadovaná drsnost obrobené plochy Ra = 3,2. Určete řeznou rychlost v, otáčky vřetene soustruhu n, posuv f. 5 b.

l 34


materiál

L

L2

L5

L1

L3

L4

d

d2

d3

d1

11800.0

150

100

30

50

25

15

56

46

42

34


4. Na základě zadaného výrobního výkresu součásti navrhněte výrobní postup pro kusovou výrobu.

10 b.

5. Stanovte výpočtem potřebnou výšku h prizmatu, aby osa rotační součásti byla v požadované

výšce od základny. Všude ve výpočtu uvádějte jednotky. Výpočet doložte schématem, do kterého zakótujete všechny rozměry pro výpočet výšky h. Úhel prizmatu α = 90°, rozměr prizmatu c = 40mm, výška osy součásti od základny H = 50mm, průměr součástí D = 50mm.

5 b.


l 35


6. Určete velikost upínací síly výstředníku, zkontrolujte samosvornost a velikost doplňkového zdvihu, je-li D = 60 mm, do = 40 mm, e = 5 mm, L = 200 mm a síla na páce Fo = 150 N.

Součinitel smykového tření μs = 0,12, součinitel čepového tření μo = 0,05, tolerance rozměru upínané součásti T = ± 0,25 mm a potřebná minimální upínací síla Fu’ = 2 600 N. 10 b.

7. Pro měření otvorů v součásti o průměru 190H6 navrhněte rozměry funkčních částí měřidla, stanovte úchylky a příslušné opotřebení.

10 b.

Příklad č. 3 je uveden v příloze č. 1.

Návrh kritérií pro hodnocení projektu Max. počet bodů

Kritéria hodnocení k danému zadání stanovit postup řešení

15

provést reálný odhad výsledků řešení

5

při řešení problému uplatňovat matematické, logické a empirické myšlenkové operace

5

volit vhodné pomůcky, literaturu a využívat dříve nabytých zkušeností a vědomostí

5

získávat informace z otevřených zdrojů s využitím celosvětové sítě Internet

5

svoje myšlenky formulovat souvisle a jazykově správně

5

dodržovat předepsané normativy a odbornou terminologii

5

v projektu používat správně jednotky

5

dodržovat stanovené normy a standardy

5

vytvářet tabulky, grafy a schémata

5

zpracovávat data získaná pomocí měření

5

anotaci projektu zpracovat v cizím jazyce

5

v projektu vyjádřit vliv na životní prostředí

5

zhodnotit materiálovou a energetickou náročnost řešeného projektu

5

zhodnotit proveditelnost řešeného projektu

5

prezentovat svoji práci před zkušební komisí Celkový počet bodů

l 36

15 100


Známka

85 – 100

1

70 – 84

2

55 – 69

3

40 – 54

4

0 – 39

5

Hodnoticí kritéria jsou stanovena na základě dílčích kompetencí vymezených v RVP, resp. v ŠVP. Výběr kompetencí musí odpovídat RVP a ŠVP a tématu praktické maturitní zkoušky. Počet zvolených kompetencí je třeba volit přiměřeně tak, aby je bylo možno hodnotit.

5. Maturitní práce s obhajobou Maturitní práce s obhajobou před zkušební maturitní komisí je jednou z vhodných forem pro komplexní ověření odborných a klíčových kompetencí žáků v maturitních oborech. Vlastní sepsání maturitní práce (MP) by ale vždy mělo být podloženo řešením konkrétních praktických úkolů. Ve školách je ověřeno, že nejlepší způsob je, když žák individuálně nebo v týmu realizuje zadaný úkol v průběhu posledního ročníku, tento úkol podrobně rozpracuje, vyhodnotí a popíše do své práce, kterou prezentuje zkušební komisi. Důležité je volit taková témata a jejich zadání, abychom se vyhnuli tomu, že žáci z internetu pouze okopírují texty související se zadaným tématem. Takto zadaná práce nemá žádný skutečný význam ani pro žáka, ani pro ověření získaných kompetencí (příklady MP viz příloha č. 2, 7, 82). Zadání maturitní práce určí ředitel školy s dostatečným časovým předstihem s ohledem na rozsah, obsah a náročnost zpracování tématu práce, nejpozději však 4 měsíce před termínem obhajoby maturitní práce. Žák má na vypracování maturitní práce lhůtu nejméně jeden měsíc. Pokud je určeno více než jedno téma, žák si téma maturitní práce zvolí v termínu stanoveném ředitelem školy; pokud si žák ve stanoveném termínu téma nezvolí, vylosuje si jedno téma z nabídky určené ředitelem školy. Maturitní práci může zpracovávat a obhajovat několik žáků společně, v tomto případě jsou žáci hodnoceni jednotlivě.3

2 Ukázky maturitních prací a podkladů poskytly pilotní školy VOŠ a SPŠ Varnsdorf, VOŠ a SPŠ Šumperk a VOŠ, SŠ a COP Sezimovo Ústí.

3Vyhláška č. 177/2009 §, 15 Sb., o bližších podmínkách ukončování vzdělávání ve středních školách maturitní zkouškou v pozdějším znění


l 37


Počet bodů


Zadání maturitní práce obsahuje dle vyhlášky: a) téma maturitní práce b) termín odevzdání maturitní práce c) způsob zpracování a pokyny k obsahu a rozsahu maturitní práce d) kritéria hodnocení maturitní práce e) požadavek na počet vyhotovení maturitní práce f) určení částí tématu zpracovaných jednotlivými žáky v případě, že maturitní práci bude zpracovávat několik žáků společně Podle vyhlášky určuje počet témat a způsob jejich volby ředitel školy. V některých školách umožňují žákům, aby si téma navrhli sami, nebo aby využili projekty, na kterých pracovali v rámci SOČ nebo jiných soutěží (návrh tématu schvaluje ředitel školy po dohodě s učitelem odborných předmětů – vedoucím maturitní práce). Jako maturitní práce se objevují, i když dosud spíše ojediněle, projekty nebo práce na témata stanovená ve spolupráci se sociálními partnery. Tento přístup je možné považovat za velmi vhodný, protože žáci nejen musí uplatnit celý soubor vědomostí, dovedností a kompetencí, ale zároveň vidí praktický přínos své práce. Doporučujeme spolu se zadáním zpracovat harmonogram postupu prací pro žáky s uvedením termínů konzultací, popř. dílčích výstupů a nejzazšího data pro odevzdání práce (v některých školách vedou takový harmonogram pomocí prostředků IKT, což usnadňuje kontrolu jak ze strany školy, tak žáků). Požadavky na maturitní práci zahrnují např. formu zpracování (písemná práce, projekt, výrobek apod.), strukturu písemné práce (závazný obsah) – např. úvod, shrnutí, informační zdroje a použitou literatura, cizojazyčné resumé. Například: Žák předloží:  Z pracovaný projekt podle zadání v tištěné podobě včetně české a cizojazyčné anotace v rozsahu 1 strany A4 (25 – 35 řádek).  Z pracovaný reálný výstup z projektu (výrobek, materiál apod.), pokud byl součástí MP.  Z pracovaný projekt podle zadání na DVD (povinně v PDF, nepovinně další).  Z pracovanou prezentaci projektu na DVD (povinně Power Point, nepovinně další).  G rafické ztvárnění projektu formou plakátu velikosti A3 v grafickém editoru (např. CorelDRAW), v PDF i v barevně tištěné podobě. Doporučujeme také stanovit podrobnější kritéria hodnocení maturitní práce a její obhajoby. Např. splnění formálních náležitostí, samostatnost a originalita řešení, věcné zvládnutí tématu, provedení výpočtů a grafických zobrazení, práce s literaturou a informacemi, uvádění bibliografických údajů a citací, úroveň prezentace (PowerPoint, ústní projev, vystupování), zdůvodnění a argumentace řešení (reakce na posudky a dotazy členů zkušební komise); viz také příloha č. 2 a 3. Některé školy nabízejí žákům seminář k maturitní práci, kde žáci mají nejen možnost konzultovat postup práce, ale seznámí se s formálními náležitostmi a metodami zpracování maturitní práce, uváděním citací a odkazů., s průběhem obhajoby apod. l 38


Vedoucí i oponent maturitní práce zpracují jednotlivě písemný posudek maturitní práce. Posudky jsou žákům předány nejpozději 14 dní před termínem obhajoby maturitní práce. Příklad posudku a hodnocení obhajoby viz http://www.sbrez.cz/soubor/ posudek_mat_prac.pdf a příloha č. 6.

6. Varianty složení PMZ s využitím navržených tematických okruhů a různých forem ověřování Na základě monitorování průběhu profilové maturitní zkoušky v oboru strojírenství a z podkladů zpracovaných zúčastněnými školami, které vycházely ze Své praxe, jsme připravili přehled variant, které školy využívají a které považujeme za vhodné vzhledem k účelu profilové maturitní zkoušky v daném oboru. Varianty se odvíjejí od tradice škol, jejich dlouhodobého směřování a profilace, od specifikace ŠVP, požadavku sociálních partnerů atd. Při volbě složení profilové maturitní zkoušky doporučujeme také tyto aspekty zohlednit. V následujících tabulkách jsou uvedeny tři různé varianty sestavení jednotlivých zkoušek profilové maturitní zkoušky. Tabulka č. 4: Příklad č. 1 Maturitní zkouška profilová 1. zkouška

Doporučené tematické okruhy ano

2. zkouška

ano

3. zkouška

částečně


Vazba na vyučovací předměty

Vazba na RVP (obsahové okruhy)

Forma

Technologie

Strojírenská technologie Stavba a provoz strojů

Ústní

Stavba a provoz strojů Projektování a konstruování

Praktická

Projektování a konstruování

Písemná, nebo MP s obhajobou

Stavba a provoz strojů Konstrukční cvičení Konstruování počítačem Stavba a provoz strojů Konstrukční cvičení Konstruování počítačem

l 39


Vedení a oponentura maturitní práce: Ředitel školy určí nejpozději 4 měsíce před termínem obhajoby maturitní práce vedoucího maturitní práce (nejlépe spolu s přidělením témat žákům) – nejčastěji příslušného vyučujícího odborných předmětů – a nejpozději jeden měsíc před termínem obhajoby maturitní práce stanoví ředitel oponenta maturitní práce (zpravidla je oponentem jiný učitel odborných předmětů, v některých školách využívají sociální partnery, vhodná je i spolupráce s jinou školou).


Tabulka č. 5: Příklad č. 2 Maturitní zkouška profilová

Doporučené tematické okruhy


Vazba na RVP (obsahové okruhy)

Forma

1. zkouška

ano

Technologie

Strojírenská technologie

Ústní

2. zkouška

ano

Stavba a provoz strojů

Stavba a provoz strojů

Písemná

částečně

Ekonomika Stavba a provoz strojů Konstruování počítačem Technologie

Projektování a konstruování Strojírenská technologie Vzdělávání v informačních a komunikačních technologiích Estetické vzdělávání

3. zkouška

MP s obhajobou

Tabulka č. 6: Příklad č. 3 Maturitní zkouška profilová 1. zkouška

2. zkouška

3. zkouška

l 40

Doporučené tematické okruhy


Vazba na RVP

ano

Ekonomika strojírenského provozu Technologie

Strojírenská technologie

ano

Stavba a provoz strojů Konstruování počítačem IKT

Stavba a provoz strojů Vzdělávání v informačních a komunikačních technologiích

Písemná

částečně

Ekonomika Stavba a provoz strojů Konstruování počítačem Technologie

Projektování a konstruování Strojírenská technologie Vzdělávání v informačních a komunikačních technologiích Estetické vzdělávání Ekonomické vzdělávání

MP s obhajobou

(obsahové okruhy)

Ekonomické vzdělávání

Forma

Ústní


1. Z ákon č. 561/2004 Sb., o předškolním, základním, vyšším odborném a jiném vzdělávání (školský zákon), ve znění pozdějších předpisů 2.Vyhláška MŠMT č. 177/2009 Sb., o bližších podmínkách ukončování vzdělávání ve středních školách maturitní zkouškou, ve znění pozdějších předpisů 3.Sdělení MŠMT č. j. 8960/2010-23 Průvodce profilovou částí maturitní zkoušky. Informace pro ředitele, učitele a žáky středních škol 4. RVP pro obor 23-41-M/01 Strojírenství


l 41


7. Literatura


8. Výklad pojmů Forma maturitní zkoušky je prostředek k ověření výsledků vzdělávání. Formy maturitních zkoušek jsou vymezeny školským zákonem a vyhláškou č.177/2009 Sb. Pro profilovou maturitní zkoušku jsou stanoveny tyto formy: maturitní práce s obhajobou před zkušební maturitní komisí, ústní zkouška před zkušební maturitní komisí, písemná zkouška, praktická zkouška, kombinace uvedených forem zkoušky, např. (ŠZ §79/4). Volba formy maturitní zkoušky je v kompetenci ředitele/-lky školy. Hodnocení žáků u maturitních zkoušek: Způsob hodnocení výkonu žáků v jednotlivých maturitních zkouškách je v obecné rovině stanoven vyhláškou č. 177/2009 Sb., ve znění pozdějších předpisů (§ 24 – 26). Kromě způsobu hodnocení (jak budeme hodnotit – známkou, bodově, procentuálně) by měla být nastavena jako součást zadání pro jednotlivé zkoušky také kritéria hodnocení výkonu (úspěšnosti). Hodnoticí kritéria jsou měřítka, podle kterých budeme posuzovat, na jaké úrovni žák splnil zadané úkoly, za co obdrží příslušné bodové nebo jiné ohodnocení. Hodnoticí kritéria vypovídají o úspěšnosti žáka mnohem přesněji než klasifikace. Klasifikace vyjadřuje míru žákových znalostí a dovedností v souladu s hodnoticím kritériem. Body či procenta přidělená jednotlivým částem zkoušky vyjadřují váhu obtížnosti jednotlivých částí zkoušky nebo položek zadání (úkolů). Kritéria hodnocení zvyšují objektivitu hodnocení, neboť sjednocují názory členů komise na výkon žáka. Pro žáka jsou důležitým zdrojem informací jak před zkouškou, tak po zkoušce, kdy mu poskytují jasnou zpětnou vazbu o jeho výkonu. Maturitní práce s obhajobou před zkušební maturitní komisí je jednou z forem PMZ. Jedná se o práci samostatně zpracovanou žákem, která má prokázat komplexní osvojení požadovaných kompetencí, schopnost samostatně řešit teoretické i praktické problémy, popř. vykonávat pracovní činnosti související s tématem maturitní práce, prezentovat a obhajovat svoji práci. Ověřuje nejen orientaci v odborné problematice, ale také celou řadu klíčových i všeobecných kompetencí. Lze ji považovat za progresivní formu ověřování výsledků vzdělávání ve středních odborných školách. Podmínky pro konání maturitní práci a její obhajobu vymezuje vyhláška č. 177/2009 Sb., § 15 ve znění pozdějších předpisů. Písemná zkouška je jednou z forem maturitních zkoušek. Podmínky pro její konání stanoví vyhláška č. 177/2009 Sb., § 17. Písemná zkouška má podobu samostatné práce žáka, která vychází ze stanoveného tématu. Témata, nejméně jedno, stanoví ředitel. Pokud je stanoveno více než jedno téma, žák si z nich bezprostředně před zahájením zkoušky jedno téma zvolí. Pokud si žák téma nezvolí, téma si vylosuje. Z uvedeného vyplývá, že témata zkoušky nejsou žákům přidělována. Písemnou zkoušku nelze nahradit testem. Počet zkoušek profilové části maturitní zkoušky je obecně vymezen školským zákonem (ŠZ), § 79 odst. 1. ŠZ stanoví počet povinných zkoušek profilové části maturitní zkoušky (dále jen profilová část) na dvě nebo tři a zároveň určuje, že konkrétní počet povinných zkoušek stanoví pro každý obor vzdělání rámcový vzdělávací pro-

l 42


Kromě toho může žák skládat v rámci PMZ nepovinné zkoušky, a to nejvýše dvě (ŠZ §79/ 2). Ve třídách, kde se žáci ještě vzdělávali podle původních učebních dokumentů, nikoli podle RVP a ŠVP, je v kompetenci ředitele školy rozhodnout, zda stanoví dvě nebo tři povinné zkoušky PMZ. Praktická maturitní zkouška je podle školského zákona jednou z forem profilové části maturitní zkoušky. Jedná se o zkoušku, která ověřuje, jak je žák připraven na výkon konkrétních činností vymezených v profilu absolventa, jak si osvojil požadované odborné dovednosti a související klíčové kompetence. Způsob provedení praktické maturitní zkoušky může být různý a závisí na charakteru a podmínkách jednotlivých oborů vzdělání. Může mít podobu konkrétní pracovní činnosti, řídicího nebo výrobního procesu, vytvoření produktu, písemné zkoušky (zaměřené např. na zpracování návrhu, kauzy, ekonomické rozvahy, protokolu), projektu. Praktickou zkoušku nelze zaměňovat za maturitní práci s obhajobou – jedná se o dvě samostatné formy maturitní zkoušky. Sledování profilových maturitních zkoušek ukázalo, že podoba i organizace praktických zkoušek jsou v odborných školách velmi variabilní, a to i v rámci jednoho oboru vzdělání. Za funkční je třeba považovat takové pojetí praktické zkoušky, které není zaměřeno na ověření dílčích znalostí a dovedností, ale předpokládaných činností, které absolvent bude vykonávat, a požadovaných komplexních kompetencí. Podle RVP je praktická MZ pro všechny nové obory vzdělání povinná, může však být nahrazena maturitní prací s obhajobou před zkušební komisí. Podmínky konání praktické MZ vymezuje vyhláška č. 177/2009 Sb., § 18. Profilová maturitní zkouška (PMZ) je jednou ze dvou částí maturitní zkoušky. V odborném vzdělávání je její funkcí ověřit, jak žáci dosáhli cílů a výsledků vzdělávání stanovených rámcovým a školním vzdělávacím programem v příslušném oboru vzdělání, tj. ověřit úroveň klíčových a odborných kompetencí žáka a jejich připravenost pro výkon povolání nebo odborných činností. PMZ se skládá podle RVP ze tří povinných zkoušek, z nichž nejméně dvě (v lyceálních oborech nejméně jedna) musí ověřovat odborné kompetence žáka. Tematické okruhy profilové části maturitní zkoušky jsou stanoveny na základě RVP a představují odborný základ daného oboru vzdělání, který je společný pro všechny žáky. Z tematických okruhů odvodí škola témata pro jednotlivé zkoušky profilové části maturitní zkoušky. Témata maturitní zkoušky vymezují obsah jednotlivých zkoušek v konkrétní škole. Témata pro jednotlivé zkoušky stanoví ředitel školy na základě navržených tematických okruhů a ŠVP. Ústní zkouška je samostatnou formou MZ a koná se před zkušební komisí. Pro každou ústní zkoušku stanoví ředitel školy 20 – 30 témat, z nichž si žák bezprostředně


l 43


gram, který je nutné respektovat. Podle RVP odborného vzdělávání jsou pro všechny nové obory vzdělání stanoveny 3 povinné zkoušky. Z toho nejméně 2 zkoušky (v lyceálních oborech 1) musí být odborné.


před zahájením zkoušky jedno vylosuje. Podmínky pro konání ústní zkoušky stanoví vyhláška č. 177/2009 Sb., § 16. Zkušební předmět je organizační jednotkou maturitní zkoušky. Vyjadřuje rámcově obsah jednotlivých zkoušek. Zkušební předměty společné části MZ jsou stanoveny legislativně, zkušební předměty PMZ (povinné i nepovinné) stanoví ředitel školy. Podle vyhlášek 274/2010S Sb. a 177/2009 Sb. se v dokumentaci k MZ včetně přihlášek žáka k jednotlivým zkouškám uvádí název zkušebního předmětu. Na rozdíl od společné části, kde je vazba mezi zkušebním předmětem a vyučovacím předmětem přímá, u PMZ může být zkušebním předmětem jak jeden konkrétní vyučovací předmět v učebním plánu ŠVP, tak dva či více obsahově příbuzných předmětů (např. ekonomika a účetnictví), nebo může obsahovat ucelené části vzdělávacího obsahu (tj. výběr souvisejícího učiva – tematických celků) z více vyučovacích předmětů. Předmětem maturitní zkoušky se mohou stát podle vyhlášky pouze takové vyučovací předměty nebo ucelené části vzdělávacího programu, kterým se v souhrnu vyučuje podle učebního plánu ŠVP (popř. učebních osnov) nejméně 144 hodin za celou dobu studia (podmínka 144 hodin se nevztahuje k fakticky odučenému počtu hodin). Pro některé obory vzdělání je předmět maturitních zkoušek PMZ vymezen v RVP. Obsahový okruh stanovený RVP je povinný, škola jej rozpracuje do témat maturitní zkoušky (-ek). Samostatným zkušebním předmětem MZ může být také odborné zaměření vymezené v RVP a ŠVP, pokud splňuje podmínku 144 vyučovacích hodin. Název zkušebního předmětu uváděný v dokumentaci může být shodný s názvem zařazených vyučovacích předmětů, nebo vyjadřovat obecně obsahové zaměření zkoušky (zejména pokud obsah zkoušky vychází z více předmětů nebo zahrnuje vybrané části).

l 44


Přílohy č. 7 a 8 jsou uvedeny na CD Romu Příloha č. 1

Praktická maturitní zkouška

Výstupní hřídel jednostupňové převodovky Zadání: Vypočítejte průměr výstupního hřídele jednostupňové převodovky s válcovými koly s přímými zuby. Hřídel je hybný, namáhaný krutem a ohybem, proto jeho průměr počítejte z napětí redukovaného.

Dáno: výkon na vstupním hřídeli............................. P1 = 8,2kW otáčky vstupního hřídele.............................. n1 = 570min-1 převodový poměr.......................................... i1,2 = 2,6 průměr základní kružnice kola...................... dbz = 155,0492mm výška hlavy zubu kola.................................... h02 = 3mm účinnost převodu.......................................... 97% Bachův součinitel.......................................... aB = 0,8 vzdálenost ložisek......................................... A = 110mm poměrná šířka ozubení................................. y = 15 materiál hřídele............................................ 11 423

Proveďte: 1. Výpočet průměru výstupního hřídele z napětí v ohybu redukovaného 2. Pevnostní kontrolu hřídele pod ozubeným kolem v místě drážky pro pero 3. Volbu vhodného radiálního kuličkového ložiska 4. Výpočet délky pera a volbu těsnění Narýsujte sestavu uložení výstupního hřídele

4 Přílohy poskytly VOŠ, SŠ a COP Sezimovo Ústí, VOŠ a SPŠ Šumperk a VOŠ a SPŠ Varnsdorf obor vzdělání 23-41-M/01 Strojírenství

l 45


Přílohy4


Příloha č. 2

Zadání maturitní práce 1) Téma: Tvorba posteru (plakátu) 2) Cíl: Součástí žákovského projektu je vytvořit a odevzdat poster svého projektu, který bude také klasifikovaným výstupem předmětu „Projektový seminář“ a bude při obhajobě projektu předložen maturitní komisi. 3) Zadání úkolu: Vytvořit grafický list – POSTER, který bude propagací vašeho žákovského projektu, kdy poster (plakátu) vždy sdělí čtenáři:  L ogo školy (název dle uvážení)  J méno autora projektu  N ázev (téma) projektu  R ok a třídu 4) Základní technické údaje:  P oster bude zpracován na PC a výstupní soubor bude uložen na CD, odevzdané na závěr projektu  P oužitý grafický program – libovolný  V ýstupní soubor ve formátu daného grafického programu + povinně PDF  M inimální rozměr (velikost) plakátu A3  O devzdat 1 kus v barvě vytištěného posteru o velikosti A3, který bude zalaminován. Tento výtisk se stane součástí projektu a bude archivován ve škole (doporučuji zalaminování provést až po korektuře plakátu učitelem, dále doporučuji vyrobit si také jeden kus pro osobní prezentaci u firem a škol)  J e možné kombinovat použité grafické techniky 5) Kreativita autora je plně v jeho kompetenci. V této části žákovského projetu se může plně uplatnit tvořivost autora, znalosti práce s grafikou na PC a především vlastní myšlenka a originalita!! Grafika, barvy, obsah, obrázky atd. jsou zcela v kompetenci autora, ale měly by vycházet z obecných zásad dobrého plakátu – viz další materiály, které jsou přílohou zadání 6) Sdělení na plakátu: Hlavním záměrem plakátu je vtipnou, graficky zajímavou formou informovat čtenáře (maturitní komisi a odbornou veřejnost) o svém projektu. Je velmi obtížné graficky a jednoduše znázornit co nejvíce informací, proto je nezbytné pracovat i se symbolikou apod. 7) Dodržovat zásady dobrého posteru: Mezi ně patří  jednoduché vyjádření ve smyslu marketingové komunikace  z aujmout čtenáře, přitáhnout pozornost  v íce grafiky, méně textu, názornost, přehlednost  č ím méně textu, tím lépe; text nahrazovat schématy a obrázky  o riginální, kreativní pojetí  logické uspořádání prvků  interpretovat a sdělovat ostatním svůj žákovský projekt  g rafikou upoutat na „první pohled“  s tručnost, jasnost, srozumitelnost  s právná volba typu a velikosti písma  s právná volba barev (psychologické aspekty barev) včetně písma a pozadí

l 46


8) Pomocné materiály: Prostřednictvím Class Serveru vám poskytnu další pomocné materiály týkající se:  V ymezení pojmů Plakát a Poster  O becné metodiky tvorby posteru  U kázky plakátů a posterů pro inspiraci


l 47


 p oster ba měl vzbudit zájem čtenáře o váš projekt  r espektovat, že příjemcem sdělení je odborník v oboru, student, firma, vysoká škola  s lušnost, vtip


Příloha č. 3

KRITÉRIA HODNOCENÍ MATURITNÍ PRÁCE s obhajobou - k maturitní práci v příloze 2 -

Maturitní práci podle vyhlášky č. 177/2009 Sb., § 5 odst. 1 až 7 zpracovává žák na základě písemného zadání.

Kritéria návrhu hodnocení MP: 1. Formální úprava a zpracování včetně grafiky

10 b. (4*))

2. Stanovení problému, vymezení cíle, očekávané výsledky

5 b. (2)

3. Úroveň zpracování teoretické části

2 b. (1)

4. Úroveň zpracování praktické části 5. Zpracování analýzy dosažených výsledků 6..Práce s literaturou a informačními zdroji (včetně dodržování norem bibliografické citace) Celkem:

50 b. (20) 5 b. (2) 10 b. (4) 100 bodů

Převodní klasifikační tabulka Převod bodů na klasifikaci odpovídá vydaným Pravidlům pro hodnocení výsledků vzdělávání – OS75/08/10, určuje následující hodnocení: 90-100 bodů

1

- výborný

80-89 bodů

2

- chvalitebný

66-79 bodů

3

- dobrý

40-65 bodů

4

- dostatečný

0-39 bodů

5

- nedostatečný

Bodové ohodnocení práce, s návrhem na klasifikaci, zpracuje v rámci hodnocení maturitní práce určený vedoucí práce. Oponent práce po seznámení se s návrhem vedoucího práce předloží vlastní návrh klasifikace MP. Pokud žák získá v některém z vyhodnocovaných kritérií méně než 40 % uvedených bodů (*hodnota v závorce), je jeho výsledné hodnocení navržené vedoucím práce maturitní komisi 5 - nedostatečný.

Výsledné hodnocení maturitní práce Maturitní komisi je před obhajobou maturitní práce předloženo bodové hodnocení s návrhem klasifikace vedoucího práce a návrh klasifikace oponenta. Po ukončení obhajoby stanoví maturitní komise výsledné hodnocení (klasifikaci) maturitní práce a žáka s ním seznámí.

Hodnoticí tabulka pro vlastní obhajobu maturitní práce Aby žák u obhajoby prospěl, musí splnit každé z výše uvedených kritérií alespoň na 40 % (*hodnota v závorce).

l 48


Poster – výstižnost, grafické ztvárnění, použitý SW

10 bodů (4*))

2

Prezentace – použitý prezentační SW (PowerPoint, web stránky, jiný)

20 bodů (8)

3

Vlastní prezentace – celková úroveň, vystupování, vyjadřování, výstižnost praktické části

50 bodů (20)

4

Schopnost analýzy dosažených výsledků – i z dotazů komise

20 bodů (8) CELKEM

100 bodů

Termín odevzdání maturitní práce Maturitní práci je povinen žák odevzdat nejpozději v termínu, který je stanoven v „Zadání MP“. Pokud žák tuto povinnost nesplní, postupuje škola v souladu s § 15, odst. 7 vyhl. č. 177/2009 Sb. ve znění vyhl. č. 274/2010 Sb. takto: „Neodevzdá-li žák pro vážné důvody práci v termínu stanoveném podle odstavce 1 písm. b), omluví se písemně řediteli školy nejpozději v den stanovený pro odevzdání maturitní práce; uzná-li ředitel školy omluvu žáka, určí žákovi pro odevzdání maturitní práce náhradní termín. Pokud žák, podle odstavce 1 písm. b), maturitní práci neodevzdá v termínu bez písemné omluvy s uvedením vážných důvodů nebo pokud mu omluva nebyla uznána, posuzuje se, jako by danou zkoušku vykonal neúspěšně.“


l 49


1


Příloha č. 4

Metodika obhajoby MATURITNÍ PRÁCE (pomocný materiál pro maturanty) Význam obhajoby: Obhajoba maturitní práce se stává důležitou částí celé práce studenta. Ukončuje celý proces zadání, zpracování a dokončení žákovského projektu zpracovaného jako profilová část maturitní zkoušky. Proces se završuje obhajobou před maturitní komisí, která má v dané chvíli k dispozici Vaši maturitní práci v tištěné podobě a návrhy vedoucího práce i oponenta na její hodnocení. Nyní nastává rozhodující okamžik, kdy můžete bravurní obhajobou názor komise, tedy i výsledné hodnocení celé profilové části maturitní zkoušky, zásadně změnit. Musíte mít na vědomí, že změna může nastat v kladném i záporném smyslu. Proto je dobrá, promyšlená prezentace a obhajoba projektu i příprava na ně stejně důležitá, jako vlastní práce.

Obecné zásady obhajoby: Při obhajobě maturitní práce dodržujte následující obecné zásady: 1) 2) 3)

4)

5) 6) 7) 8) 9)

V úvodu obhajoby se představit komisi jménem a představit název práce Hovořte pomaleji (držte se zásady „mluv pomalu, mysli rychle“) s jasnou, uspořádanou koncepcí a strukturou. Nechtějte říci všechno. Hovořte „spatra“, což ale neznamená, že nemůžete mít v psaných poznámkách připravenou osnovu. Vhodnější je však její grafická projekce v PowerPointu. Ta bývá dobrým vodítkem, nemůže však být tahákem, nelze pouze číst celé texty! Délka vlastní prezentace je 10 až 15 minut; 10 minut máte praktické předvedení výsledků práce s odborným komentářem (předvedení sestaveného zařízení, animace apod.) a posledních 5 minut je vyhrazeno na diskusi a otázky maturitní komise. Vyzkoušejte si tedy prezentaci předem včetně jejího časování. Dodržovat rétorické zásady, tj. artikulaci, postoj, mimika, gesta, pomlky, síla hlasu, ale vždy s mírou, nejste na divadelním podiu, ale před maturitní komisí! Nenechte se vyvést z míry reakcí komise, na připomínky reagujte klidně, nepřete se, případný omyl otevřeně uznejte, argumentujte klidně. Předem se připravte na možné dotazy. Ty zásadní obvykle vyplynou z hodnocení oponenta práce, které se dozvíte před nástupem na „svaťák“. Schéma obhajoby (třeba i grafické), ve kterém si vyjasníte, co a v jakých souvislostech a pořadí chcete v daném krátkém časovém úseku maturitní komisi sdělit, si připravte předem. Nacvičte si výstup před větším kolektivem – využijte nabízené možnosti Projektového semináře!

Obsahové zásady obhajoby: Mějte na paměti také zásady obsahové: 1) Obsah obhajoby přizpůsobte především zajímavému, zvláštnímu a něčím novému ze získaných informací. Lidi (i maturitní komise jsou kupodivu lidé) nezaujmete známými, obecnými fakty typu „použil jsem transformátor, protože je to zařízení, které umožňuje měnit střídavé napětí na sekundárním vinutí“ apod. Zajímavější je, když uvedete, že jste chtěl použít ten a ten typ transformátoru, ale následně jste k vlastnímu překvapení zjistil, že nesnese zatížení 5000 Hz, což žádná dokumentace neuvádí. 2) Držet se následujícího schématu (osnovy vaší prezentace v PowerPointu)

l 50


mžiku, kdy dojdete k bodu „F“, spustit program umožňující prezentaci vlastní práce (například SolidEdge, praktickou ukázku zapojení ap.) a poté opět přejít v bodech „G“ a „H“ do PowerPointu.

Není to ale šablona, můžete si prezentaci připravit i jiným zajímavým způsobem. Vždy je dobré ale slovo doplnit grafikou. ZVUKY, pokud nejsou součástí maturitní práce, VYNECHAT!

3) Času je málo, a proto si při prezentaci vyberte jen to nejpodstatnější a nejzajímavější. Nehovořte o obecně známých věcech, do obhajoby zařaďte méně známé informace a zajímavosti, které jste „objevil“ při přípravě práce.


l 51


A) CO bylo předmětem mé práce B) PROČ jsem si vybral dané téma (tady proboha nepsat, že proto, že mi to Blecha uložil…, téma by mělo vycházet především z Vaších zájmů, okolí apod.) C) Jaký CÍL PRÁCE jsem si vytknul D) JAK jsem k řešení práce přistoupil = tady můžete stručně naznačit obsah práce, jak jsme si jej naznačili v Maketě MP – tedy (názvy snímků):  J aký problém jste řešil  J aké byly vaše hlavní poznatky z teoretické části – (historie teorie nutné k řešení problému z analýzy informačních zdrojů)  V ybraná zajímavost z teorie E) Praktická část, aneb K JAKÝM VÝSLEDKŮM JSTE DOŠEL – např. viz „F“  J aké dílčí kroky (cíle) v praktickém řešení jste si stanovil  J ak jste při praktickém řešení postupoval (naznačit)  K jakým výsledkům jste se dopracoval – co jste vytvořil F) PREZENTACE VYBRANÉ ČÁSTI PRÁCE – část zpracované grafiky, animace. Zde můžete spustit Vaše video, animaci, grafiku, elektronické nebo strojírenské zařízení apod. (max. na 3 – 5 minut). G) CO SE VÁM PODAŘILO A CO NAOPAK NE – zde prezentovat ony odborné, i nepředvídané a nepředpokládané zajímavosti, na které jste narazil H) BYL SPLNĚN STANOVNÝ CÍL PRÁCE, pokud ne zcela, tak proč? I) JAK JE MOŽNÉ VÝSLEDKY VYUŽÍT Pozn.: Tuto osnovu a celé schéma je dobré mít připravené jako grafickou prezentaci, například v PowerPoint, a v oka-


Příloha č. 5

KONZULTAČNÍ LIST Žák/Žákyně: Třída: Téma maturitní práce: Datum kontroly: Obsah kontroly: Hodnocení kontroly: 1 2 3 4 5

Podpis vedoucího práce:

Datum kontroly: Obsah kontroly: Hodnocení kontroly: 1 2 3 4 5







l 52




Příloha č. 6

PÍSEMNÝ OPONENTSKÝ POSUDEK MATURITNÍ PRÁCE z odborných předmětů Žák/Žákyně: Téma maturitní práce: Vedoucí práce: Oponent práce: Školní rok:

Třída:

………

___________________________________________________________________________

Hodnocení oponenta práce Klasifikace

1. Zhodnocení obsahu práce po formální stránce (celková úroveň obsahu po formální stránce, splnění požadavků na grafickou úroveň práce) 2. Zhodnocení a posouzení obsahu po odborné stránce (dodržení požadavků zadání, úroveň a kvalita odborného řešení) 3. Písemný posudek práce (zhodnocení kladů práce, případné nedostatky)

1 2 3 4 5

4. Celkové hodnocení práce

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

Datum:

…………………………………

podpis oponenta práce


l 53


Příloha č. 7 (na CD-Romu)

VOŠ a SPŠ Varnsdorf

Závěrečná maturitní práce

Technologie svařování v ochranné atmosféře

Anotace

Výukový a prezentační materiál pro odborné školy na téma „Svařování v ochranné atmosféře“.

Annotation

Schulungsmaterial und Präsentationsunterlagen für Fachschulen auf das Thema „Schweißen in der Schutzgasatmospfäre“.

Poděkování

Tímto bych chtěl poděkovat níže uvedeným vyučujícím za odborné konzultace a rady k mé závěrečné maturitní práci: Ing. Bc. Josef Mágr Ing. František Komárek Tomáš Matovič

l 54



Obsah Závěrečná maturitní zkouška....................................................................................... 1 Anotace................................................................................................................................ 2 Annotation......................................................................................................................... 3 Poděkování......................................................................................................................... 4 Úvod..................................................................................................................................... 6 Svařování............................................................................................................................ 7 Svařování v ochranné atmosféře aktivního a inertního plynu......................... 8 Princip MIG a MAG svařování....................................................................................................8 Metoda svařování MIG............................................................................................................... 9 Metoda svařování MAG............................................................................................................. 9 Svařovací zařízení pro MIG a MAG svařování........................................................................10 Elektrody pro MIG a MAG svařování......................................................................................11 Metoda svařování WIG/TIG.....................................................................................................12 Princip svařování metodou WIG/TIG......................................................................................12 Elektrody pro WIG/TIG svařování...........................................................................................14 Úprava konce elektrod pro svařování metodou WIG/TIG.....................................................15 Aplikace a výhody svařování metodou WIG/TIG.....................................................................16 Přístrojová technika pro WIG/TIG svařování.........................................................................17 Ruční svařování metodou MIG a MAG........................................................................19 Ruční svařování metodou WIG/TIG.............................................................................19 Strojní svařování............................................................................................................19 Konstrukční zásady pro svařované díly...................................................................20 Pevnostní výpočet koutového svaru......................................................................................21 Příklad výpočtu koutového svaru..........................................................................................23 Pevnostní výpočet tupých svarů.............................................................................................25 Příklad výpočtu tupého svaru................................................................................................26 Příklad technologického postupu.............................................................................27 Technologický postup.............................................................................................................. 36 Nové trendy svařování v ochranné atmosféře......................................................36 Závěr....................................................................................................................................38 Zdroje..................................................................................................................................39


l 55


Úvod

Pro závěrečnou maturitní zkoušku mi bylo přiděleno téma „Technologie svařování v ochranné atmosféře“. Cílem této práce je vytvořit výukový a prezentační materiál pro střední školy zabývající se výukou strojírenských oborů. Některá témata jsou tak obsáhlá, že by vydala na samostatnou tematickou práci, a proto jsem si podle mého uvážení vybral to základní o daných tématech.

Svařování Svařování je spojování kovů v nerozebíratelný celek, vytvořený působením tepla, tlaku nebo tepla a tlaku, s použitím přídavného materiálu, nebo bez něj. Vlastnosti svarového spoje musí odpovídat vlastnostem základního materiálu nebo se jim alespoň co nejvíce přiblížit. Jejich výhodou je těsnost a trvanlivost. Nevýhodou je jejich nerozebíratelné spojení a vyšší kvalifikace dělníků. Svařováním se zvyšuje produktivita práce, zmenšuje se spotřeba materiálu, zjednodušuje se konstrukce a podstatně se zkracují výrobní časy. Svařování se používá stále ve větším rozsahu ve všech výrobních oborech. Používá se jak při výrobě nových strojů a konstrukcí, tak i při opravách. Svařované součásti často nahrazují odlitky a výkovky, zejména u velkých a složitých součástí. Kovy, které navzájem svařujeme, musí být svařitelné. Svařitelnost je schopnost materiálu vytvořit svařováním spoj požadované jakosti. Na svařitelnost má vliv nejen svařovaný materiál, ale i technologický způsob svařování, použitý přídavný materiál, množství tepla přivedeného do svaru, tvar a tloušťka svařovaných součástí. Svařování dělíme na tavné nebo tlakové. Toto dělení respektuje rozhodující okolnost pro vytvoření svarového spoje. Při tavném svařování dochází k roztavení základního materiálu. Při tlakovém svařování je rozhodující stlačení svařovaných ploch. Tlakové svařování dělíme:

      

S vařování kovářské S vařování elektrickým odporem S vařování termitem S vařování třením D ifúzní svařování S vařování indukční S vařování ultrazvukem

Tavné svařování dělíme na svařování plamenem, svařování elektrickým odporem, svařování laserem a svařování elektronovým paprskem.

    

S vařování elektrickým obloukem dělíme: S vařování obalenou elektrodou S vařování v ochranných plynech (metoda MAG a MIG) S vařování v ochranných plynech (metoda WIG/TIG) S vařování pod tavidlem

V této práci se budu věnovat pouze svařování v ochranných plynech metodou MAG, MIG a metodou WIG/TIG.

l 56


Princip MIG a MAG svařování Při svařování metodou MIG a MAG plní tavící se elektroda současně funkci přídavného materiálu i nositele oblouku. Svařovací drát, navinutý na cívce, se přes dvě nebo čtyři posuvové kladky zavádí do svařovacího hořáku (obrázek 1). Na konci hořáku je kontaktní průvlak, kde dochází k přestupu proudu mezi svařovacím drátem a základním materiálem. Volný konec drátu je soustředně obklopený plynovou hubicí. Ochranný plyn brání chemickým reakcím roztaveného kovu s okolním vzduchem, který by jinak způsoboval ve svaru vznik plynových dutin. Plní však i další funkce, např. stabilizují oblouk, ovlivňují hloubku závaru, rychlost svařování, velikost rozstřiku a vzhled svarové housenky. Jako ochranného plynu se používají jak inertní, tak i aktivní plyny. Proto mluvíme o svařování Metal Inert - Gas (kov – inertní – plyn - MIG) a Metal - Aktiv - Gas (kov – aktivní – plyn - MAG).

Obrázek 1

Princip svařování metodou MIG a MAG

Metoda svařování MIG U MIG svařování se jako ochranný plyn používají především vzácné plyny argon a hélium a rovněž jejich směsi. Pojem „inertní“ pochází z řečtiny a znamená „neochotně reagující“. Inertní plyny (netečné) se hodí pro všechny kovy mimo ocele, zejména pro hliník a měď.


l 57


Svařování v ochranné atmosféře aktivního a inertního plynu


Metoda svařování MAG U MAG svařování se jako ochranný plyn používají převážně směsi plynů vytvořené na základě argonu, avšak obsahující navíc ještě podíly kyslíku nebo kysličníku uhličitého. Tyto plyny poměrně snadno reagují s roztaveným kovem a způsobují propal prvků v oceli, proto jim říkáme „aktivní“. Aktivní plyny jsou vhodné pro nerezavějící, vysokolegované druhy ocelí a rovněž pro nízkolegované nebo nelegované ocele (čistý oxid uhličitý – CO2). S určitými omezeními je pro nelegované nebo nízkolegované ocele vhodný jako aktivní plyn i samotný kysličník uhličitý.

Druhy aktivních plynů:

 Č istý oxid uhličitý –CO2 (vhodný pro nelegované ocele)

 S měsné plyny argonu a oxidu uhličitého – Ar+CO2 (vhodný pro nelegované a nízkolegované oceli)  S měsné plyny argonu a kyslíku (Ar+O2 / 1-3 % /), argonu a oxidu uhličitého (Ar+CO2 /max. 5 % /) – (vhodné pro vysokolegované ocele) Alternativu k ochranným plynům představuje použití trubičkových drátů s náplní (trubičkový drát s vlastní atmosférou), která se v elektrickém oblouku odpařuje a tímto způsobem rovněž vytváří ochrannou atmosféru. Kromě ochranného plynu produkuje trubičkový drát strusku, která slouží jako další ochrana při chladnutí svarového kovu a poté se z jeho povrchu odstraní.

Obrázek 2

Schéma svařování MIG a MAG. (1) směr svařování, (2) svařovací hořák, (3) svařovací drát, (4) ochranná atmosféra, (5) svarová lázeň, (6) ztuhlý svarový kov, (7) základní materiál

Svařovací zařízení pro MIG a MAG svařování Pro svařování tavící se elektrodou v ochranné atmosféře se používají svařovací zdroje s plochou statickou charakteristikou (je to závislost mezi napětím a proudem měřeným na výstupních svorkách svářečky v ustáleném stavu). Pro svařování ocelí se používá většinou stejnosměrný proud s nepřímým zapojením elektrody, tj. elektroda je zapojena ke kladnému pólu. Svařovací zdroje jsou vybaveny transformátorem s dostatečným počtem přepínatelných odboček potřebných k tomu, aby bylo možno nastavit požadovanou hodnotu svařovacího proudu. Za transformátorem je zařazený usměrňovač, který vyrábí ze střídavého proudu usměrněný svařovací proud. Nastavitelná cívka tlumivky vyhlazuje nežádoucí proudové špičky a snižuje tím sklon k tvorbě rozstřiku.

l 58


Obrázek 3

Schéma svařovacího hořáku: (1) držák (2) izolační hmota (zobrazena bíle) a závitový nástavec (žlutě), (3)tryska ochranného plynu, (4) kontaktní průvlak, (5) výstup plynové hubice s výletem svařovacího drátu Mezi plynovou hadicí a zásobníkem plynu (plynová láhev) musí být redukční ventil, který upravuje průtok a tlak plynu. K uzavření elektrického obvodu mezi svařovacím zdrojem a svařovaným dílem je kromě multifunkčního kabelu třeba ještě uzemňovací kabel, který je nutné připojit ke svařovanému dílu.

Elektrody pro MIG a MAG svařování Při svařování MIG a MAG plní odtavující se elektroda současně funkci přídavného materiálu i nositele oblouku. Svařovací dráty pro svařování ocelí se vyrábějí buď plné, nebo plněné, tzv. trubičkové dráty, a dodávají se navinuté na cívkách různých hmotností. Přídavné materiály obsahují legující prvky a deoxidační přísady, které rafinují a deoxidují svarový kov a legují vypalované a další požadované prvky ve svarovém kovu. Plné dráty se vyrábějí tažením za studena na požadované průměry, které se pohybují od 0,8 do 1,6 mm. Trubičkové dráty se svinují z plechů s podélným švem jako tvarově uzavřené nebo bezešvé, podélně vysokofrekvenčně svařené. Pláště se vyrábějí většinou z nízkouhlíkové oceli. Plněné trubičkové dráty (tzv. trubičkové s vlastní atmosférou) stejné jako trubičkové dráty, ale s náplní. Náplně jsou ze struskotvorných přísad a tavidel bazických, kyselých, rutilových, fluoridových, případně jejich kombinací.


l 59


Invertorové svařovací zdroje vyrábějí ze síťového napětí pulzní napětí o vysoké frekvenci. Toto napětí se přivádí na svařovací transformátor, který může být, z důvodů vysoké frekvence, vyrobený v mnohem lehčím, kompaktnějším a účinnějším provedení než v případě stupňovitě přepínaných svařovacích zdrojů. Také invertorové zdroje jsou vybavené usměrňovačem. Plně digitalizované invertorové zdroje se signálovým procesorem vyrábějí plynule nastavitelný výstupní proud, který je trvale měřený a udržovaný v oblasti ideálních podmínek. Tím je zaručené prakticky bezrozstřikové svařování a výstupní tlumivka může odpadnout. Podavač svařovacího drátu je mechanické zařízení, které ze zásobníku či cívky odvíjí svařovací drát a přes kladkový mechanismus (dvou nebo čtyř kladkový) jej posouvá multifunkčním kabelem do svařovacího hořáku. Multifunkční kabel v sobě integruje vodič elektrické energie, bovden, kterým prochází svařovací drát, hadici chladicího média (vody) a plynovou hadici ochranného plynu. Je připojen ke svařovacímu zdroji, zdroji plynu a kapalinovému chlazení rychlospojkami. Multifunkční kabel je zakončen svařovacím hořákem. Svařovací drát je v kontaktní špičce napájen elektrickou energií. Hořák je zakončen hubicí, kterou proudí na výstupu okolo svařovacího drátu ochranný plyn (obrázek 3).


Metoda svařování WIG/TIG Je to metoda, při které oblouk hoří mezi základním materiálem a wolframovou elektrodou v ochraně inertního plynu.

Svařování WIG/TIG zajišťuje výjimečně čisté a vysoce kvalitní svary. Metodu WIG/ TIG lze použít téměř pro všechny kovy a hodí se jak pro ruční, tak pro automatizované svařování.

Obrázek 4

Princip svařování metodou WIG/TIG

Princip svařování metodou WIG/TIG Základem pro svařování metodou WIG/TIG je neodtavující se teplotně stálá wolframová elektroda. Oblouk, který z ní vychází, ohřívá materiál a převádí jej do kapalného stavu. Pokud je to žádoucí, uskutečňuje se přísun svařovacího drátu buď rukou, nebo prostřednictvím automatického podavače. Malá svarová spára nepotřebuje v mnoha případech vůbec žádný přídavný materiál. Zapálení oblouku probíhá obvykle bez dotyku wolframové elektrody se svařovaným dílem. K tomu účelu slouží zdroj vysokého napětí, který se při zapalování na přechodnou dobu připojí. Vlastní svařování se u většiny kovů uskutečňuje pomocí stejnosměrného proudu. Pouze hliník se svařuje střídavým proudem. Kolem wolframové elektrody je umístěná tryska pro ochranný plyn. Proud vytékajícího plynu chrání rozžhavený materiál před chemickými reakcemi s okolním vzduchem a zaručuje tak deklarovanou pevnost a houževnatost svarového kovu.

l 60


Obrázek 5

Schéma svařování netavící se elektrodou

Elektrody pro WIG/TIG svařování Netavící se elektrodu lze popsat jako jehlu s průměrem od 0,5 do 10 mm a v délce od 50 do 175 mm. Vyrábí se spékáním buď čistého wolframu (99,9 %) nebo wolframu s legujícími prvky oxidy kovů thoria, lanthanu, ceru, zirkonu nebo yttria zhruba v množství od 1 do 4 %. Druhy elektrod se rozlišují barevným proužkem umístěným na konci elektrody, kterým se nesvařuje. obor vzdělání 23-41-M/01 Strojírenství

l 61


Jako ochranné plyny slouží vzácné plyny, argon, hélium a jejich směsi. V některých případech se používá také vodík. Všechny tyto plyny neochotně reagují, proto se nazývají inertní. Z druhu ochranného plynu a materiálu elektrody vychází název WIG (Wolfram - Inert - Gas - wolfram – inertní - plyn). S anglickým názvem pro wolfram - tungsten, pak nese tento svařovací postup označení TIG (Tungsten – Inert - Gas). Nejpoužívanějším ochranným plynem pro WIG/TIG svařování je argon. Optimalizuje zapalovací vlastnosti i stabilitu oblouku a napomáhá k vytvoření lepší čisticí zóny než hélium. Helium zase naopak zaručuje obzvláště hluboký a široký závar, za který vděčí svojí devětkrát vyšší tepelné vodivosti oproti argonu. Pro austenitické ocele se používá také vodík, přičemž jeho podíl činí 2 až 5 % a zbytek je tvořený argonem. Tepelná vodivost vodíku je dokonce jedenáctkrát vyšší než u argonu, což se projevuje velmi hlubokým závarem a mimořádně efektivním odplynováním. Při svařování korozivzdorných materiálů, jako jsou na příklad nerezové ocele, oxidují rozežhavené okrajové zóny v důsledku styku se vzdušným kyslíkem, kterému nelze vždy zcela zabránit. Vznikají tak zvaná náběhová zbarvení. Tato se dají následným opracováním odstranit, čímž se odolnost proti korozi obnoví. V některých případech je potřeba tvorbě náběhových zbarvení zcela zabránit. To se děje prostřednictvím tak zvaných formovacích plynů. Tyto plyny brání přístupu vzduchu k okrajovým zónám svaru a v mnohých případech ovlivňují dokonce i tvorbu kořene svarového spoje. Jako formovací plyny slouží směsi vodíku a dusíku, avšak nevylučuje se ani použití argonu.


Elektrody z čistého wolframu se používají při svařování hliníku a hořčíku a jejich slitin střídavým proudem. Jejich výhodou je velmi stabilní oblouk. Legující oxidy na jednu stranu snižují teplotu tavení elektrody, ale na druhou stranu zvyšují její životnost a dovolenou proudovou zátěž a zvyšují tak efektivitu svařování. Oxidy thoria prodlužují životnost elektrod a přispívají ke snadnějšímu používání. Thorium zvyšuje emisi elektronů, stabilitu oblouku a zlepšuje jeho zapalování. Legování oxidem lanthanu zlepšuje stabilitu oblouku a jeho zapalování zvláště při střídavém proudu. Pro tyto vlastnosti lze lanthan použít jako náhradu za thorium v množství přibližně do 2 %. Elektrody legované oxidem zirkoničitým nelze v žádném případě použít pro svařování stejnosměrným proudem, jen pro střídavý proud, kdy jsou však ideální díky stabilnímu oblouku a odolnosti proti oddělování wolframových vměstků. Nejvhodnější legujícím prvkem wolframových elektrod pro stejnosměrný proud o nízkých hodnotách je oxid ceričitý, který umožňuje výborné zapalování oblouku při nízkých proudech. Cerové elektrody se používají pro svařování stejných materiálů jako thoriové.

Teplota tání wolframu a legujících prvků Označení

Prvek / Oxid (°C)

Wolfram

3380

Oxid thoria

3300

Oxid zirkonu

2700

Oxid lanthanu

2300

Oxid ceru

2600

Oxid yttria

2700 Tabulka 1

Úprava konce elektrod pro svařování metodou WIG/TIG Úprava konce W – elektrody – broušení se doporučuje ve směru podélné osy elektrody na vrcholový úhel 30 – 60° podle velikosti svařovacího proudu.

Obrázek 6

l 62



Obrázek 7

Broušení elektrod podle proudového zatížení Broušení konců elektrod: a) ruční svařování střídavým proudem (hliník) b) ruční svařování stejnosměrným proudem c) strojní svařování stejnosměrným proudem

Aplikace a výhody svařování metodou WIG/TIG Svařování metodou WIG/TIG je mnohostranný postup, který se nabízí pro všechny svařitelné materiály a aplikace. Hlavním aplikačním oborem jsou nerezové ocele a slitiny hliníku a niklu. Stabilní oblouk zajišťuje vysokou kvalitu svarového kovu, má plochý svar bez přítomnosti rozstřiku nebo strusky. Je vhodný pro svařování s nejvyššími nároky na kvalitu (energetika atomové elektrárny, chemický průmysl, letectví apod.). V mnoha případech odpadá dokonce i používání přídavného materiálu. U plechů o síle menší než 4 mm poskytuje mechanizovaný přísun drátu velice hospodárné svařovací rychlosti. Svařování silnějších plechů je hospodárné jen v omezené míře, přičemž lze doporučit svařovat WIG/TIG metodou pouze kořenovou vrstvu. Navařování plnicích vrstev je lepší provádět pomocí výkonnějších postupů, jako je proces MIG a MAG nebo svařování pod tavidlem. Určité specifikace má svařování hliníku metodou WIG/TIG. Tam, kde je hliník vystavený působení vzduchu, vytvoří se okamžitě na jeho povrchu oxidová (kysličníková) vrstva s bodem tavení 2015°C. Avšak hliník samotný se taví při teplotě 650°C. Pokud by zůstala oxidová vrstva pevná a neporušená, roztavený hliník by se po ní roztékal a vytvoření svarového spoje by nebylo možné. Tuto oxidovou vrstvu je proto nutné odstranit, např. kladným pólem elektrody. Nevýhodou tohoto způsobu by bylo zhoršení svařovacích vlastností, protože wolframová elektroda musí být při WIG/TIG svařování zapojena nezáporný pól. Řešením je zde svařování střídavým proudem (AC). Zatímco kladná půlvlna rozbíjí oxidovou vrstvu, zvětšuje záporná půlvlna závar a dodává potřebný svařovací výkon.


l 63


Přístrojová technika pro WIG/TIG svařování Pro svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře se používají svařovací zdroje se strmou charakteristikou (je to závislost mezi napětím a proudem měřeným na výstupních svorkách svářečky v ustáleném stavu). Proto ideálně fungující zdroj pro WIG/TIG svařování má téměř konstantní výstupní proud. Kromě toho se vyžaduje plynulá regulace proudu pro pokrytí všech tloušťek plechu. Pro tento účel se používají tyristorové svařovací zdroje, které mají za transformátorem zařazený usměrňovač. Nevýhodou tyristorových zdrojů je nízká účinnost způsobená velkou výstupní tlumivkou potřebnou k vyhlazení svařovacího proudu. Moderní invertorové zdroje nejsou těmito nedostatky zatížené a nabízejí navíc výhodu rychlé reakce na změny v průběhu svařovacího procesu. Na transformátor se nepřivádí síťové napětí, nýbrž pulzní napětí o mnohem vyšší frekvenci, které je z něho vygenerované. U těchto zdrojů již nebývá montovaná výstupní tlumivka. Po získání střídavého proudu (AC) potřebného pro svařování hliníku mají svařovací zdroje s možností AC svařování střídač, který je zařazený za usměrňovačem. Mnohé zdroje umožňují nastavování sinusového nebo obdélníkového střídavého proudu a rovněž spojení obou těchto průběhů. Sinusový svařovací proud se vyznačuje nestabilním, byť velmi tichým obloukem. Obdélníkový svařovací proud stabilizuje oblouk. Znatelně zvýšený provozní hluk však vyžaduje pracovat se sluchovými chrániči. Jako velmi stabilní a současně zcela tiché se ukázalo spojení sinusového a pravoúhlého průběhu svařovacího proudu. Svařovací hořáky pro WIG/TIG svařování mohou být chlazené plynem (jsou větší), ale také vodou (jsou menší). Plynem chlazené hořáky se chladí protékajícím ochranným plynem, zatímco vodou chlazené hořáky jsou navíc vybavené výkonným kapalinovým chlazením s čerpadlem a výměníkem tepla. Existují také svařovací hořáky WIG/TIG s integrovaným zařízením pro strojní přívod drátu (obrázek 8).

Obrázek 8

l 64


Svařovací hořák s elektrodami, měděnými kontaktními špičkami a keramickými (růžovými) plynovými hubicemi

Ruční svařování metodou MIG a MAG Při svařování v ochranné atmosféře plynu (MIG a MAG) vzniká oblouk mezi svařovacím drátem a svařovaným dílem. Oblouk a svarová lázeň jsou chráněny proudem inertního nebo aktivního plynu. Tato metoda se hodí pro většinu mate-

riálů a přídavné materiály jsou k dispozici pro široký sortiment kovů. Svařování MIG a MAG je univerzální metoda, kterou je možno ukládat svarový kov ve větším množství a ve všech svařovacích polohách. Používá se pro svařování velmi lehkých až středně těžkých ocelových konstrukcí, pro svařování slitin hliníku a zvláště tam, kde se vyžaduje vysoký podíl ruční práce svářeče. Trubičkové dráty nalézají uplatnění především v těžkých ocelových konstrukcích. Svařovací hořáky jsou konstruovány tak, aby zajišťovali přesnou a pohodlnou práci (ergonomicky tvarovány) svářeče. Svařovací hořáky jsou chlazené vzduchem nebo vodou.

Ruční svařování metodou WIG/TIG Svařování WIG/TIG zajišťuje výjimečně čisté a vysoce kvalitní svary. Protože nevzniká žádná struska, je sníženo na minimum riziko vměstků ve svarovém kovu a hotové svary nevyžadují žádné čištění. Metodu WIG/TIG lze použít téměř pro všechny kovy a hodí se jak pro ruční, tak pro automatizované svařování. Nejvíce se užívá na svařování hliníku a nerezavějících ocelí, kde je absolutně nejdůležitější celistvost svaru. Této metody se široce používá k vysoce kvalitním spojům v nukleárním, leteckém, chemickém a potravinářském průmyslu.

Strojní svařování Svařovací procesy jsou často komplexnější a náročnější než jen pouhé spojování prvků. V mnoha případech je zapotřebí, aby následovalo více logicky seřazených a navzájem zkoordinovaných svařovacích úkonů za sebou. Proto se snažíme tyto úkony zautomatizovat, anebo zrobotizovat. Někdy tyto procesy musíme dokonce spojit, abychom dosáhli co nejvyšší efektivity (např. spojení různých druhů pojezdů pro robotickou ruku, polohovadla). Výhodou automatizace nebo robotizace výroby je:

 vysoká přesnost při opakované a sériové výrobě  vysoká kvalita svarů s vyloučením lidského faktoru  vysoká produktivita práce a ekonomická efektivita výroby a rychlá návratnost investice


l 65


Obrázek 9


Obrázek 10

Robotizované pracoviště realizované firmou Migatronic

Konstrukční zásady pro svařované díly Při pevnostním výpočtu sváru se musíme držet konstrukčních zásad pro svařované díly. Proto musíme při konstrukci zohlednit spoustu kritérií, jako je tavná svařitelnost, jestli po svařování budeme předepisovat žíhání k odstranění vnitřního pnutí nebo kam a kde umístnit svary, abychom je po svaření nemuseli obrábět apod. Svařitelnost je dána obsahem uhlíku v oceli. Pro ocele s obsahem uhlíku do 0,25 % je svařitelnost dobrá. Pro ocele s obsahem uhlíku nad 0,5 % se svařování nedoporučuje. Svařitelnost dělíme podle druhu oceli:

 zaručenou  dobrou  obtížnou K nejpoužívanějším materiálům pro svařování patří oceli třídy 11343, 11373, 12010.5 Vzhledem k vnitřnímu pnutí je optimální navrhovat co nejmenší a co nejkratší svary, dlouhé svary provést jako přerušované (pokud nejde o těsnost). Svary pak určujeme podle těchto pravidel:

 tloušťka svaru t=(0,7:1)*s min  minimální doporučená tloušťka t=4mm  délka přerušovaného koutového svaru l=(5:40)*t

5 Podrobnější informace o rozdělení ocelí najdete ve strojírenských tabulkách. l 66


Tloušťka svaru a materiálu

Není vhodné hromadit svary na jednom místě. Při konstrukci svařovaných dílů je nutné pamatovat na přístupnost k místu svařování. Svařované díly je vhodné obrábět až po zavaření.

Pevnostní výpočet koutového svaru Pro výpočet svarových spojů musíme vždy rozlišit jejich zatížení – zda jsou namáhány staticky nebo dynamicky. Koutové svary jsou nejčastěji namáhány na smyk, možné je i namáhání krutem, ohybem a složeným namáháním. Pro namáhání smykem a krutem platí pevnostní rovnice:


l 67


Obrázek 11


síla rovnoběžná a kolmá k ose svaru (N) smykové napětí od sil , S

(MPa)

dovolené napětí svaru ve smyku (MPa)

namáhaný průřez svaru smykem (mm2)

dovolené napětí svařovaného materiálu (MPa) krouticí moment na hřídeli (Nmm)

l l

a, t, d, D

modul průřezu v krutu (mm3)

výpočtová délka svaru, při více svarech celková délka svarů (mm) délka svaru (mm)

rozměry svarů (mm)

Tabulka 2

Obrázek 12

Hodnoty pro výpočet koutového svaru

l 68


0,75 MPa

0,85 MPa (tah)

Tupý svar

Složené namáhání

1,0 MPa (tlak) 0,65 MPa

Tabulka 3 Převodní součinitel pro určení dovolených napětí

0,65 MPa

0,7 MPa (smyk) 0,65 MPa

Příklad výpočtu koutového svaru Svařené táhlo podle obrázku č. 13 je namáháno míjivou silou F = 25000 N. Je svařeno z pásové oceli třídy 11373, bezpečnost k = 2, tloušťka svaru t = 4 mm. Proveďte pevnostní kontrolu svarů, když je táhlo svařeno čtyřmi svary.

Obrázek 13

Výpočet:

Svařované táhlo

Navržené svary vyhovují, neboť :


l 69


Koutový svar


Pevnostní výpočet tupých svarů Tupé svary jsou namáhány na tah a smyk, možné je i namáhání na ohyb.

Obrázek 14

Namáhání tupého „V“ svaru Pro namáhání tahem a smykem platí rovnice:

l

MPa MPa

Dovolené napětí svařovaného materiálu v tahu

MPa

Napětí svaru v tahu od síly

MPa s

l 70

Dovolené napětí svaru v tahu

mm

Napětí svaru ve smyku od síly Tloušťka svaru (materiálu)

Tabulka 4


Svar „V“ podle obrázku č. 14 je namáhán míjivou tahovou silou mm, materiál součástí je ocel třídy 11373, bezpečnost k = 2.

= 14000 N. Rozměry svaru s = 5 mm, l‘= 50

Proveďte pevnostní kontrolu svaru.

 Výpočet:

Navržený svar vyhovuje.


l 71


Příklad výpočtu tupého svaru


Příklad technologického postupu V této práci vytvořím technologický postup k výrobku „Nástěnný držák na jízdní kolo“. Vytvořil jsem si výkresovou dokumentaci a kusovník, který k tomu potřebuji.

KUSOVNÍK NÁSTĚNNÝ DRŽÁK JÍZDNÍHO KOLA ČÍSLO POLOHY

NÁZEV VÝROBKU

VÝKRES

POČET KUSŮ

1

PLECHOVÝ DÍL

POZ. 1

1

2

„U“ PROFIL 1

POZ. 2

2

3

KRYT „U“ PROFILU 1

POZ. 3

2

4

„U“ PROFIL 2

POZ. 4

2

5

KRYT „U“ PROFILU 2

POZ. 5

2

6

PŘÍCHYTKA

POZ. 6

2

7

KRYCÍ PLECH

POZ. 7

1

Tabulka 5

l 72


Obrázek 15


l 73


Obrázek 16

l 74



Obrázek 17


l 75


Obrázek 18

l 76



Obrázek 19


l 77


Obrázek 20

l 78



Obrázek 21


l 79


Obrázek 22

l 80



                  

Nastehovat pozici 2 a pozici 3 tak, aby kraj pozice 3 lícoval s vnější hranou pozice 2 Zavařit podle výkresové dokumentace Sváry zabrousit a začistit N astehovat pozici 4 a pozici 5 tak, aby kraj pozice 4 lícoval s vnější hranou pozice 5, zkontrolovat také, zdanám lícují díry o průměru 20 mm Zavařit podle výkresové dokumentace Sváry zabrousit a začistit Na svařeném díle z pozic 2 a 3, z pozic 4 a 5 v místě skosení uděláme po obvodu úkos 2x45° pro svar Nastehovat díly z pozic 2 a 3 a z pozic 4 a 5, zkontrolovat, zda úhel odpovídá výkresové dokumentaci Zavařit podle výkresové dokumentace Sváry zabrousit a začistit Nastehovat díly z pozic 2, 3, 4, 5 k pozici 1, dodržet stanovenou kolmost Zavařit podle výkresové dokumentace (pozor svar nesmí přesahovat přes ohyb pozice 1) N astehovat pozici 6 k pozici 1 podle výkresové dokumentace (zkontrolovat, zda pozice 6 lícuje se zadní stranou pozice 1) Zavařit podle výkresové dokumentace P odle výkresové dokumentace nastehovat pozici 7 k dílu z pozic 4 a 5 (dodržet kolmost a pozice 7 musí lícovat s horním krajem dílu z pozic 4 a 5) Zavařit podle výkresové dokumentace Očistit celý výrobek od rozstřiku způsobeného svařováním Zkontrolovat výrobek Připravit pro další operaci

Nové trendy svařování v ochranné atmosféře Nové technologie se nevyhýbají ani svařování. Výsledkem výzkumu vývojových pracovníků ve spolupráci s univerzitami, technology svařování z praxe a svářeči je nový proces svařování studeným obloukem. Tento nový proces vzešel ze základních požadavků praxe: stabilní oblouk, minimální rozstřik, dokonalý průvar kořene a možnost svařování i při široké kořenové mezeře. To vše při nízkých pořizovacích a provozních nákladech a s minimálním nárůstem nároků na obsluhu. Svařování studeným obloukem je adaptivní zkratový proces pro svařování uhlíkových ocelí založený na měření parametrů hořícího oblouku, jejich rychlém vyhodnocení výkonným procesorem svařovacího stroje. Proces tak dynamicky modeluje a optimalizuje jednotlivé fáze zkratového oblouku. Díky tomu se vyznačuje hladkou housenkou, minimálním rozstřikem a vyšší rychlostí svařování, samozřejmě bez vad. Odpadá tak potřeba dodatečného čištění, popř. odbrušování rozstřiku kolem svaru, dokonalý průvar pak navíc šetří vícenáklady při opravách, protože žádné nejsou. Další výhodou této metody je, že umožňuje např. svařování oceli tloušťky 0,8 mm drátem průměru 1,0 mm. Vývoj jde dopředu i v zařízeních, která jsou pro svařování nezbytná, jako jsou zařízení pro dopravu a regulaci ochranných plynů. Inteligentní regulace plynu je dynamická regulace průtoku plynu, která monitoruje spotřebu plynu od začátku až do konce svařovacího procesu. Automaticky optimalizuje průtok plynu podle okamžité potřeby a zvolených parametrů svařovacího proudu. Umožňuje tím snížení spotřeby ochranného plynu při svařování metodou MAG, MIG a WIG/TIG až o 50 %. Tradiční spínání průtoku plynu způsobuje jeho nadměrnou spotřebu zejména při startu svařovacího procesu, zatím co tato nová technologie zabezpečuje vždy přesné dávkování s ohledem na probíhající proces. Inteligentní regulace plynu umožňuje jednak přesné řízení vzniku a stabilizace taveniny, ale zaručuje i dokonalou ochrannou atmosféru během celého průběhu svařování až do zaplnění koncového kráteru a zhasnutí oblouku. Výsledkem je dosažení jednotného vzhledu svarů, minimalizace počtu vad a tím i zvýšení produktivity. Největším přínosem je však dosažení významných úspor na spotřebě ochranného plynu. Zjednodušeně řečeno – čím je větší počet zapálení oblouku, tím větší jsou dosažené úspory plynu.


l 81


Technologický postup


Také v automatizaci a robotizaci se můžeme setkat s neustálým vývojem jak u samotného svařovacího zařízení, tak i v oblasti řídicích systémů a softwaru pro tvorbu programů, který umožňuje výrobcům průmyslových robotů využívat stále jednodušší principy programování a dovolit tak uživateli měnit výrobu takřka ze dne na den. Proto robotizovaná svařovací pracoviště nejsou jen doménou hromadné a sériové výroby, jak jsou někdy tato zařízení chápána. Zkušenosti v poslední době zřetelně ukazují, že lze robotizovaná pracoviště výhodně využívat i v zakázkové výrobě při velmi zajímavé návratnosti vynaložené investice.

Závěr Doufám, že se mi podařilo splnit zadaný úkol, i když vím, že vývoj jakéhokoli svařovacího zařízení jde stále kupředu. Tato závěrečná maturitní práce mi přinesla spoustu nových poznatků z oblasti svařování. Nyní mohu svou profesi vidět i z jiného úhlu.

Zdroje  Stavba strojů a strojní součásti, Jiří Zelený  Technické kreslení, Jaroslav Kletečka a Petr Fořt  Svařování elektrickým obloukem, Ing. Jiří Bernas a kolektiv  Strojírenská technologie (nauka materiálu), Miroslav Hluchý a Jan Kolouch  Svařování, Ing. Eva Bernasová, CSc. a kolektiv  Vizuální kontrola (nedestruktivní zkoušení svarů), Ing. Eva Volejníková  WWW. Automig.cz  WWW. Migatronic.cz  WWW. Fronius.cz  WWW. Esab.cz  Wikipedie, otevřená encyklopedie

l 82



Příloha č. 8 (na CD-Romu)

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Šumperk, Gen. Krátkého 1, 787 29 Šumperk

Obor vzdělání: Strojírenství (23-41-M/001) Zaměření: Počítačové technologie

MATURITNÍ PRÁCE z odborných předmětů Školní rok: 2010/2011

Babištová Barbora

Třída: S4


l 83



Obor vzdělání: Strojírenství (23-41-M/001) Zaměření: Počítačové technologie

ZADÁNÍ MATURITNÍ PRÁCE z odborných předmětů

Žák/Žákyně: B.B.

l 84



Téma maturitní práce: 3D model dvoudobého motoru

Obsah maturitní práce: 1. Technická zpráva 2. 3D model v programu Inventor 3. Výkres sestavy – píst, ojnice, kliková hřídel 4. Výrobní výkresy – píst, ojnice, kliková hřídel

Další náležitosti zadání: K:/šablony/maturitní práce

Datum zadání: 1. října 2010

Datum odevzdání: 25. března 2011

Vedoucí práce: Ing. Roman Unzeitig

Podpis:


l 85


PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem maturitní práci z odborných předmětů vypracoval (a) samostatně a k vypracování jsem použil (a) pouze zdroje uvedené v seznamu literatury.

Datum: 25. března 2011 Žák/Žákyně: B.B.

Podpis:

l 86




KONZULTAČNÍ LIST Žák/Žákyně: Třída: S4 Téma maturitní práce: 3D model dvoudobého motoru


Podpis vedoucího práce: ________






Podpis vedoucího práce: ________

Datum kontroly: _________________ Obsah kontroly: Hodnocení kontroly: 1 2 3 4 5



l 87


OBSAH 1. Úvod 7.........................................................................................................................................90 2. Historie JAWY.................................................................................................................................91 2.1. Zakladatel........................................................................................................................................................91 2.2. JAWA.................................................................................................................................................................91 2.2.1. Vznik názvu značky................................................................................................................................ 91

2.2.2. Ochranná známka...................................................................................................................... 91 2.3. Historie JAWA 50 typ 21...................................................................................................................................92 3. Dvoudobé motory........................................................................................................................92 3.1. Charakteristika................................................................................................................................................92 3.2. Základní pojmy.................................................................................................................................................92 3.3. Pracovní fáze...................................................................................................................................................93 3.3.1. Sání a komprese........................................................................................................................... 93

3.3.2. Expanze a výfuk......................................................................................................................... 93 3.4. Výhody a nevýhody..........................................................................................................................................93 3.4.1. Výhody. ....................................................................................................................................... 93 3.4.2. Nevýhody. ................................................................................................................................... 94 3.5. Hlavní části......................................................................................................................................................94 3.5.1. Hlava válce................................................................................................................................... 94 3.5.2. Válec. .......................................................................................................................................... 94 3.5.3. Píst.............................................................................................................................................. 94 3.5.4. Klikový hřídel................................................................................................................................ 95 3.5.5. Ojnice.......................................................................................................................................... 95 3.6. Palivo................................................................................................................................................................95 4. Technické parametry...................................................................................................................96 4.1. Parametry motoru..........................................................................................................................................96 4.2. Ostatní parametry...........................................................................................................................................96 5. Demontáž motoru........................................................................................................................97 6. Problematická místa při sestavování a modelování................................................................98 6.1. Řetěz.................................................................................................................................................................98 6.2. Karburátor......................................................................................................................................................98 6.3. Kryt motoru.....................................................................................................................................................98 6.4. Startovací páka................................................................................................................................................99 6.5. Závlačka...........................................................................................................................................................99 6.6. Řadící páka........................................................................................................................................................99 6.7. Zámek................................................................................................................................................................99 6.8. Převodovka....................................................................................................................................................101 l 88



6.9. Ložiska............................................................................................................................................................102 7. Invertor studio – renderování................................................................................................103 7.1. Styly povrchu.................................................................................................................................................103 7.2. Styly osvětlení................................................................................................................................................103 7.3. Styly scén........................................................................................................................................................104 7.4. Vytváření renderů.........................................................................................................................................104 8. Resumé v českém jazyce..............................................................................................................106 9. Resumé in English.......................................................................................................................106 10. Seznam použité literatury......................................................................................................106 10.1. Literatura.....................................................................................................................................................106 10.2. Internetové stránky....................................................................................................................................106 11. Rendery......................................................................................................................................107 11.1. Motor kompletní zavřený...........................................................................................................................107 11.2. Motor kompletní bez krytu........................................................................................................................107 11.3. Motor kompletní bez krytu a bloku...........................................................................................................108 11.4. Motor kompletní zezadu.............................................................................................................................108 11.5. Motor zezadu bez krytu................................................................................................................................33 11.6. Klikový mechanismus...................................................................................................................................109 12. Přílohy práce..............................................................................................................................34 12.1 Výkresy............................................................................................................................................................34 12.1 Soubory programu Inventor - složky...........................................................................................................34


l 89


1. Úvod Jako předmět modelování maturitní práce v prostředí programu Autodesk Inventor Professional 2010 jsem si zvolila motor Jawa 50 typ 21. Je to dvoutaktní, vzduchem chlazený jednoválec s vratným vyplachováním a rozvodem pístem. Cílem bylo vytvoření co nejpřesnějšího a také funkčního 3D modelu motoru Jawa dle předlohy. Motor jsem postupně rozebrala na jednotlivé součástky a pomocí posuvného měřidla naměřila příslušné rozměry. Teprve poté jsem započala se samotným modelováním ve studentské verzi programu Inventor Professional 2010, kde jsem jej následně i sestavovala a pomocí aplikace Inventor Studio nakonec rendrovala.

l 90


Zakladatel František Janeček se narodil 23. ledna 1878 v Klášteře nad Dědinou. Vystudoval strojní průmyslovou školu, dále pak studoval elektrotechniku. Po absolutoriu v Berlíně vedla cesta mladého inženýra přes firmu Schuckert k pražské firmě Kolben, která patřila k největším. Ve svých jednatřiceti letech se osamostatnil a založil vlastní strojírenskou laboratoř a mechanickou dílnu, kde realizoval své nápady, které prodával různým firmám. Situaci změnila první světová válka, po krátké službě na frontě se vrátil k rýsovacímu prknu a rychle ohlásil šedesát patentů. Nejznámější vynález z této doby byl ruční granát s modernizovanou bezpečnostní zápalkou. Po válce začal Janeček tyto granáty v Praze vyrábět a převzal také výrobu přesných vah v Mnichově Hradišti. V roce 1922 koupil továrnu, kde dřív stálo pohostinství „Na zelené Lišce“, vybudoval nové haly, do nichž převedl výrobu z Mnichova Hradiště. Investovat do tohoto podniku mu umožnily objednávky Ministerstva národní obrany na přestavbu kulometů a také vytvoření jejich nového typu. Vojenské objednávky umožnily rozšíření továrny a modernizaci technologií. V roce 1926 byla pro nedostatek zájmu ze strany odběratelů zastavena výroba granátů. V roce 1928 ministerstvo ztratilo zájem o kulomety, protože byly těžké a zastaralé, zatímco zbrojovka v Brně přišla s novým vzorem této zbraně (ZB 26). Janeček byl podnikáním plně vytížen, vyráběl různé produkty – od psacího stroje až po stroje šicí. Nakonec se rozhodl pro výrobu motocyklů a zbrojovka Dipl. Ing. F. Janeček změnila výrobní program. Janeček nechtěl vyvíjet vlastní stroj, a tak koupil licenci na již vyvinutý motocykl – Wanderer 500 OHV. Wanderer byla známá německá firma poskytující záruku kvality a technické vyspělosti. V polovině devadesátých let firma chtěla a musela přinést na trh něco nového, už kvůli sílící konkurenci, především díky BMW. Nový motocykl konstruktéra Alexandra Novikoffa vznikl v roce 1927 jako motocykl nové generace. Koncepce motocyklu byla správná, ale firma příliš spěchala a nenechala motocykl dostatečně otestovat. To se pak projevilo finanční ztrátou na záručních opravách. V situaci, kdy firma Wanderer ztrácela půdu pod nohama, projevila pražská továrna zájem o licenční výrobu. Prodali Janečkovi licenci na výrobu motocyklu a také mu přenechali všechny vyráběné části, montážní celky a výrobní zařízení. Wanderer a Janeček si podali ruku v roce 1929.

JAWA Vznik názvu značky V Praze se rozhodli, že nový výrobní program by měl přijít pod novou značkou. Slovo Jawa vzniklo spojením prvních dvou písmen z jmen Janeček a Wanderer. Jednoduchá a srozumitelná obchodní značka. JAWA byla zpočátku značka bez grafické podoby.

Ochranná známka 17. srpna 1929 v půl jedenácté dopoledne (u přihlášky je také uveden čas) dostala Zbrojovka Dipl. Ing. F. Janečka novou ochrannou značku, zapsanou na tehdejším patentním úřadě pod číslem 37 525/Praha. Ochranná známka byla zapsána dříve, než došlo k prvnímu veřejnému předvedení motocyklu. Ochranná známka JAWA v oválu, jak ji známe dnes, se zrodila až o dva roky později. Vyskytla se na palivové nádrži třetí a poslední série JAWA OHV. V oválu byl nápis JAWA, uprostřed v dolní části byly iniciály Františka Janečka, vlevo a vpravo od iniciál vedly šestice paprsků. Tato značka byla registrována 31. března 1936 pod číslem 56 772/ Praha. Kdo byl autorem, se dnes již nedá zjistit.


l 91


2. Historie JAWY


Historie JAWA 50 typ 21 Souběžně s výrobou Jawy 20 se započala i výroba provedení 21 Sport, které bylo určeno především pro mladší, sportovněji založené jezdce. Stejně jako byla Jawa 20 přímým nástupcem motocyklu Jawa 05 Standard, tak typ 21 Sport následoval typ 05 Sport. Od předešlého typu se odlišoval motorem a pár detaily. Zásadní rozdíl oproti typu 05 Sport znamenal prodej v Československu. Předchozí typ 05 Sport byl totiž určen výhradně pro vývoz. Malý motocykl JAWA 50, Typ 21 Sport je odvozený od standardního typu JAWA 50, Typ 20. Je charakteristický širokými řídítky s hrazdou. Nemá kryty na nohy a podlahu. Místo něj slouží řidiči stupačky, podobně jako u normálního motocyklu.

3. DVOUDOBÉ MOTORY Charakteristika Dvoudobý motor je pístový spalovací motor, jehož pracovní cyklus proběhne za jednu otáčku klikové hřídele při dvou zdvizích pístu. Přívod zápalné směsi obstarávají píst a kanálky. Píst při svém pohybu otevírá a zavírá kanálky. U novějších motorů ovládá sání pod píst šoupátkový rozvod nebo klapky. Mazání u zážehového dvoudobého motoru je prováděno olejem rozpuštěným v palivu.

Základní pojmy  Motor – celek součástí, které prostřednictvím řetězu pohánějí zadní kolo a tím umožňují jízdu.  Kliková skříň – slouží k uložení klikové hřídele a spolu s pístem tvoří dmychadlo.  Kliková hřídel – slouží k přenosu posuvného pohybu na pohyb rotační. Podrobnější informace viz bod 3.5.4.  P íst – pohyblivá součást uchycená k ojnici pístním čepem, koná posuvný pohyb ve válci. Stlačuje palivo a tím vyvolává expanzi. Mezi pístem a stěnami válce nesmí být žádná vůle. Podrobnější informace viz bod 3.5.3.

O jnice – součást, která slouží k přenosu síly mezi pístem a klikovou hřídelí. Převádí posuvný pohyb pístu na rotační pohyb klikové hřídele. Podrobnější informace viz bod 3.5.5.

 Komprese – dochází ke stlačení paliva pístem a následným zapálením jiskrou svíčky dochází k expanzi.  Expanze – zažehnutí stlačené směsi paliva, následný výbuch stlačí píst směrem dolů.  Zdvih – pohyb pístu z horní úvrati do dolní nebo obráceně.  Horní úvrať – nejvyšší bod, kterého píst dosáhne.  Dolní úvrať – nejnižší bod, kterého píst dosáhne.  Sání – nasávání vzduchu a paliva do válce.  Výfuk – odvod zplodin z válce.  S ací otvor – otvor, kterým se přivádí palivo do válce, odkud je následným pohybem pístu z horní do dolní úvrati stlačován do klikové skříně a přepouštěcím kanálem do válce.

 Výfukový kanál – otvor, kterým při pohybu pístu do dolní úvrati unikají zplodiny do výfuku.

l 92



Pracovní fáze

Sání a komprese Píst se pohybuje od dolní úvratě směrem k horní úvrati. V klikové skříni vzniká podtlak a tím se nasaje do klikové skříně zápalná směs. Během pohybu pístu nahoru se uzavírá výfukový a přepouštěcí kanál. Směs v prostoru nad pístem se stlačuje, nastává komprese a pod pístem probíhá důsledkem podtlaku sání.

Expanze a výfuk Těsně před horní úvratí přeskočí jiskra, nastává zážeh a expanze. Expanzí je píst tlačen z horní úvratě do úvratě dolní. Spodní hrana pístu uzavírá sací kanál. Směs v klikové skříni se pohybem pístu stlačuje. Při dalším pohybu pístu otevírá pravá horní hrana pístu výfukový kanál a vzápětí na to otevírá horní hrana pístu i přepouštěcí kanál a stlačená směs začne vytlačovat zbytky zplodin a dostává se do prostoru nad píst. Výhody a nevýhody

Výhody  S nadná konstrukce – jednoválcový dvoudobý motor má oproti čtyřdobému pouze pět hlavních částí (válec s hlavou, píst, ojnice, klikový hřídel a kliková skříň). Díky tomu je výrobně i montážně jednodušší než čtyřdobý

 Menší nároky na obsluhu – nemusí se seřizovat ventily apod.


l 93


 S polehlivé mazání směsi oleje v palivu – do míst, kde se po sobě součástky pohybují, se dostává čerstvý olej bez kovových nečistot

M enší hmotnost na 1 kW – kvůli jednodušší konstrukci než u čtyřdobého motoru je dvoudobý motor lehčí na 1 kW než čtyřdobý

 Menší riziko vzniku poruchy při vysokých otáčkách – způsobeno absencí ventilů a rozvodového ústrojí pro ventil  L evnější opravy – vzhledem k menšímu počtu pohybujících se součástí jsou výlohy spojené s výměnou těchto součástí menší než u motorů čtyřdobých

Nevýhody V ětší měrná spotřeba paliva – způsobeno dvojnásobným počtem pracovních zdvihů, především písty jsou více tepelně namáhány.

 Větší spotřeba oleje  Nepravidelný chod motoru při malých otáčkách – způsoben nedokonalým vyplachováním válce V ětší tepelné namáhání motoru – způsobeno dvojnásobným počtem pracovních zdvihů je především písty více tepelně namáhány; Chlazení dvoudobých motorů je obtížnější než chlazení čtyřdobých

 Poměrně drahá výroba klikové hřídele – používá se vesměs dělených klikových hřídelí

Hlavní části Hlava válce Hlava válce je hliníkový tlakový odlitek, který je přišroubován čtyřmi šrouby k válci a skříni motoru. Mezi válcem a skříní motoru je papírové těsnění.

Válec Válec je odlitek, ve kterém je nalisovaná litinová vložka. V horní části válce je otvor pro přívod směsi z karburátoru sacím potrubím do klikové skříně. Ve spodní části válce je výfukový kanál, na který navazuje přes těsnění výfukové koleno.

Píst Přenáší tlak spalin, které vznikly stlačením a zapálením směsi na klikovou hřídel. Píst je nejvíce namáhanou částí motoru. Píst odděluje prostor klikové skříně od prostoru ve válci. Píst je odlitek z hliníkové slitiny, na kterém jsou v jeho drážkách a zámcích umístěny pístní kroužky. Jejich funkcí je těsnit píst ve válci.

l 94


Kliková hřídel Slouží k přenosu posuvného pohybu na pohyb rotační. Je spojena s ojnicí ojničním čepem. Kliková hřídel se skládá z levé a pravé časti a klikového čepu. Všechny tyto části jsou navzájem slisovány, valivé ložisko a ojnice se na klikový čep vkládají před slisováním. Výstupy klikové hřídele jsou utěsněny gufery. Na pravém hřídeli je upevněn rotor a na levém spojka. Materiál uhlíková nebo legovaná ocel, popřípadě tvárná litina – odlitek. Postup výroby z oceli je zápustkové kování

Ojnice Ojnice slouží k přenosu síly mezi pístem a klikovou hřídelí. Převádí posuvný pohyb pístu na rotační pohyb klikové hřídele. K pístu je upevněna pístním čepem, ke klikové hřídeli ložiskem.

Palivo Palivem pro dvoudobé motory je směs benzínu, vzduchu a oleje mající funkci mazání pístu proti zadření, která je v určitém poměru vytvářena v karburátoru a následně dodávána sacím otvorem do válce motoru.


l 95


Píst s ojnicí spojuje pístní čep. Na pístním čepu je otočně uloženo oko ojnice. Materiály pístního čepu jsou cementační nebo nitridační oceli, u více namáhaných legované oceli. Materiály pro pístní kroužky jsou zušlechtěná litina, popřípadě tvárná litina a pro vysoké namáhání legované oceli.


4. TECHNICKÉ PARAMETRY Parametry motoru Motor Dvoudobý vzduchem chlazený jednoválec s vratným vyplachováním a rozvodem pístem Vrtání válce/zdvih pístu Obsah válce

50 cm3

Kompresní poměr Palivo

1:9,2 Benzín 84 Okt.

Maximální výkon motoru Obsah palivové nádrže Karburátor

38/44 mm

3,5 K (2,6 kW) při 6500 ot. /min. 5,5 l, rezerva 0,75 l

Jikov 2917 PSb (hl. tryska 68, tryska volnoběhu 38)

Zapalovací cívka Zapalovací svíčka

8V PAL 14-8R

Převod řetězem

ČZ - Favorit 3/8“ x 3/8“ (44 článků)

Spotřeba paliva

2,3 l/100km

Převodové ústrojí Třístupňová převodovka s postupným řazením nožní pákou, dvoulamelová spojka v olejové lázni

Ostatní parametry Rozvor

1165 mm

Délka

1780 mm

Šířka

600 mm

Výška

930 mm

Hmotnost vozidla bez paliva Užitečná hmotnost Pohotovostní hmotnost Maximální rychlost Rok výroby

l 96

65 kg ± 2% 150 kg 70 kg 65 km/h 1962


Nejprve jsem odpojila svíčku, poté jsem odšroubovala sací hrdlo karburátoru. Dále jsem klíčem uvolnila matice, které drží hlavu válce. Opatrně jsem stáhla po závrtných šroubech hlavu válce i válec. A nakonec pomocí kleští odstranila i závrtné šrouby. Dále jsem odšroubovala všechny šrouby z pravého krytu a ten oddělala. Odšroubovala a sejmula jsem stator. Poté jsem odstranila matici, podložku a ozubené kolo. Klíčem jsem odmontovala matici z řadicí páky, vytáhla závlačku a vyjmula páku. Zajistila jsem píst proti pohybu, odstranila šroub vedoucí z vačky a vyjmula rotor. Poté jsem motor otočila a odšroubovala všechny šrouby z levého krytu a ten oddělala. Dále jsem sundala ze spojky vnější pojistné kroužky s podložkami a vyvlékla pružiny, odstranila jsem řetězová kola s řetězem. Rozšroubovala jsem bloky a oddělila je od sebe pomocí šroubováku a gumové paličky. Vytáhla jsem nejprve zámek, poté převodovku, startovací hřídel s pružinou, vidličku a klikovou hřídel s ojnicí a pístem.


l 97


5. DEMONTÁŽ MOTORU


6. problematická místa při modelování a sestavování Řetěz Vymodelování součástí řetězu bylo za chvíli, ale sestavit jej tak, aby nekolidoval se spojkou, ozubeným kolem, nebo dokonce sám se sebou trvalo velmi dlouho a bylo použito nesčetně mnoho vazeb. Nejvíce vazba vložit na válečky řetězu do článků a vazba proti sobě, kterou jsem použila na spojení článků řetězu k sobě a také na umístění řetězu k umístění mezi zuby řetězových kol spojky. Byla to jedna z nejtěžších a časově nejnáročnějších podsestav.

Karburátor Karburátor jsem se rozhodla modelovat spíš navíc, působil jednoduše. Ovšem hned několik jeho částí mi působilo potíže. Problémem byly hlavně karburátor a hrdlo karburátoru. U karburátoru to byly jeho tvary, protože bylo potřeba nejenom posouvat roviny, ale i vytvářet vlastní pomocí bodů a ploch, s čímž jsem měla velký problém. Jinak je vytvořen převážně pomocí vysouvání, plováková komora pomocí rotací a otvor šablonováním po trajektorii. Pro vytvoření hrdla karburátoru bylo zase potřeba vytvářet roviny a i pracovní body. Je opět využito vysunutí, ale tělo je vytvořeno prvkem tažení, který potřebuje dva náčrty, takže jsem nejprve vytvořila náčrt s trajektorií pro tažení a poté náčrt požadovaného tvaru. Otvor v hrdle karburátoru jsem vytvořila kombinací tažení. Nejprve jsem vytvořila náčrt s požadovaným tvarem otvoru, pak náčrt trajektorií a šablonování, které je stvořeno náčrtem trajektorie, po které má být šablonováno, a označením hran, od které po kterou na otvor vést. Další náročnější součástí bylo víko plovákové komory, protože obsahuje drobné části, které se špatně měřily, a opět se zde muselo vytvořit větší množství vlastních rovin. Kompletní sestavu motoru sestava karburátoru velmi obohatila.

Kryt motoru Při vytváření této součásti jsem se potýkala s určitými softwarovými nedostatky. A to, že inventor nedokázal zpracovat potřebné zaoblení krytu. Takže po několika možnostech co jsem vyzkoušela se mi jako nejlepší a nejpřesněji vypadající jeví tahle. V náčrtu jsem nakreslila spodní vnější tvar a vysunula ho. Poté jsem nakreslila opět spodní vnější tvar a směrem dovnitř jsem ho odsadila a vysunula, aby vznikla okolní obruba. Na vrchní hranu jsem použila největší možné zaoblení, které Inventor dokázal zpracovat. Poté jsem nakreslila bokorys a vysunula, aby vznikla horní plocha co nejvíce podobná předloze, a opět ji zaoblila. Pak jsem vytvořila vnější díry, závity apod. Nakonec jsem využila prvek skořepina a dodělala zbytek děr, závitů apod.

l 98



Startovací páka U startovací páky jsem měla problém při vytváření jejího zvláštního tvaru. Rozhodla jsem se ji šablonovat třemi hranami jako nejjednodušší možnost. Jako první jsem vytvořila náčrt kružnice a vysunula ji. Do druhého náčrtu jsem nakreslila elipsu a do třetího náčrtu obdélník a vysunula je. Při šablonování jsem označila první náčrt jako počátek, druhý náčrt jako středový a třetí náčrt jako koncový.

Závlačka Model závlačky byl vytvořen ve čtyřech rovinách pomocí prvků tažení. Problém bylo její umístění do kompletní sestavy tak, aby byla pohyblivá a funkční. Zavazbila jsem ji několika tečnými vazbami k otvoru v zámku a v řadící páce, kam patří. I přes veškerou snahu se mi tento problém nepodařilo vyřešit a závlačku rozpohybovat.

Řadící páka U této sestavy jsem se setkala s dvěma problémy. Jedním je drážkový svar, který měl jít z páky až na válcovou část, ale ať jsem zadávala kombinace ploch jakkoliv a potvrzovala radiální výplň, vždy se zobrazil naskrz a přesahoval součásti. Tento problém jsem nedokázala vyřešit jinak než jen dvěma drážkovými svary. Druhým problémem byl tvar páky. Měla by být více zaoblená, ale Inventor vetší zaoblení nedokázal zpracovat. Tak jsem páku šablonovala a použila maximální možné zaoblení.

Zámek Když jsem vytvářela tuto sestavu, měla jsem problém s vytvářením pružin a sestavením všech částí tak, aby do sebe zapadaly a nekolidovaly. Pružina na obrázku 1 byla vytvořena v sestavě s použitím několika rovin. Postupovala jsem následujícím způsobem. Nakreslila jsem požadovaný tvar pomocí dvou náčrtů a ve třetím náčrtu jsem nakreslila trajektorii pro tažení. Dále jsem načrtla profil spirály a použila prvek spirála. Poté jsem vytažením udělala koncovou rovnou část pružiny. A pomocí tří tažení spojila obě již vytvořené části. obor vzdělání 23-41-M/01 Strojírenství

l 99


Pružina na obrázku dvě byla o něco jednodušší, je vytvořena nejprve rotací náčrtu spodní části, dále je použita spirála na část, která vede od předchozí rotace směrem nahoru, a poté jsem nakreslila a rotovala její horní část. Její na obrázku levá strana i pravá strana jsou vytvořeny, každá pomocí dvou náčrtů, tažením po trajektorii. Při skládání součástí do sestavy jsem použila řešič dotyku - pomocí něho jsem označila plochy, o které se při otáčení má součást zastavit, čímž se kolize v sestavě vyřešily. Po přidání pružin se ale sestava stala nepohyblivou.

obr.1

l 100

obr. 2


U modelování převodovky byl problém udělat na všech ozubených kolech stejné zuby, aby do sebe zapadaly, protože jsem je modelovala nezávisle na sobě. A proto jsem chyby objevila až později. Také tvar drážek hřídele (obrázek 1) nebylo zrovna jednoduché vytvořit. Je modelován pomocí tažení náčrtu tvaru a náčrtu trajektorie. Podobné problémy jsem měla s modelováním spirálovité drážky na předlohové hřídeli (obrázek 2). Použila jsem na ni tažení. Nejprve jsem vytvořila náčrt s profilem a spirálovitou trajektorii jsem nakreslila pomocí 3D náčrtu. Další složitější částí sestavy byla podsestava na obrázku 3. Skládá se ze dvou ozubených kol, pružinky a válečku. Jelikož jsem ji nemohla rozložit, je pružinka kreslena pouze pomocí její části, která leží mimo ozubená kola, a tedy není naprosto přesná. Ovšem největším problém u převodovky bylo její rozpohybování. Cílem bylo, aby se ozubená kolečka odvalovala jedno po druhém, posouvala se po hřídelích za pomoci vidličky a nekolidovala. Jsou zde použity pohybové vazby (rotace), které umožňují otáčení kol. Ovšem při počítání převodových poměrů mi vycházela čísla velmi dlouhá, anebo dokonce periodická a program Inventor má omezený počet čísel, která lze zadat, a dokonce si čísla zaokrouhlil, proto nebylo možné ani pomocí pohybových vazeb docílit dokonalosti. Dále jsou zde použity dotykové sady (funkce řešič dotyku v panelu kontrola), například mezi ozubením hřídele a ozubenými koly apod. Převodové poměry mezi koly jsou: 1,642857, 1,5714286, 1,1111111

Obr. 1


Obr. 2

Obr. 3

l 101


Převodovka


Ložiska

Původně jsem chtěla vložit ložiska z obsahového centra, ale ze dvou důvodů jsem se rozhodla vymodelovat je sama. Prvním důvodem bylo, že žádné neodpovídalo zároveň rozměry a počtem kuliček. Druhý důvod byl ten, že ložiskům z knihovny obsahového centra chyběl reliéf po straně. Vymodelování potřebných kuličkových ložisek bylo snadné. Použila jsem rozměry pro rozměrově odpovídající ložiska z knihovny a jen přidala potřebné kuličky. Při modelování ložiska na obrázku 1 jsem postupovala takto: Vytvořila jsem náčrt 1 a rotovala ho, poté jsem vytvořila náčrt 2 v řezu pomocí středové roviny, který bude dírou pro kuličky, a opět jej rotovala. Dále jsem opět pomocí řezu v rovině vytvořila náčrt poloviny kuličky a ten rotovala a kruhovým polem umístila sedm kuliček. Poté jsem zaoblila vnější a vnitřní hranu. V náčrtu 4 jsem v panelu kreslení vybrala text geometrie, nakreslila kružnici a na ni umístila čtyři textová pole, na něž jsem použila prvek reliéf. Obdobně jsem postupovala i u ostatních kuličkových ložisek.

l 102


Aplikace Inventor studio je součástí programu Autodesk Inventor Professional 2010 a spouští se v panelu nástrojů pomocí ikony aplikace Inventor studio.

Styly povrchu V panelu scéna jsem nejprve zvolila styly povrchu, pomocí kterého jsem nastavila požadovaný vzhled součásti. Většinou jsem volila stejný vzhled povrchu pro celou součást, a proto jsem v této části nevytvářela nový styl, ale pouze upravovala již přednastavený. U vybraného stylu v záložce „základní“ upravujeme barvy okolní, rozptýlenou, odraženou a vyzařující dle potřeby. V záložce „odlesk“ nastavujeme lesklost povrchu (čím vyšší je nastavené procento, tím je materiál lesklejší), zde lze také nastavit odlišný obrázek odlesku, který buď můžeme použít vlastní, anebo vybraný přímo z knihovny Inventoru. V záložce „neprůhlednost“ nastavujeme neprůhlednost (čím vyšší je nastavené procento, tím matnější materiál) a lom světla od hodnoty 1 až po hodnotu 3. V záložce „mapa rozptýlení“ se vybírá obrázek textury (vzoru), jeho měřítko (1 % -1000 %) a otočení pomocí stupňů (- 180° - 180°). A v záložce „mapa hrbolu“ můžeme buď použít obrázek hrbolu, nebo jej nastavit stejný jako texturu. Dále nastavujeme jeho míru v procentech a opět měřítko a otočení.

Styly osvětlení Styl osvětlení si můžeme vytvořit nový nebo upravit některý z předdefinovaných. V záložce „obecné“ nastavujeme jas ( 0% - 100%), také zde můžeme povolit světlo oblohy, jeho intenzitu a také mu přiřadit barvu nebo obrázek. V záložce „nepřímé“ nastavíme rozptýlení (0 % - 100 %) a odrážené světlo. V záložce „stíny“ se nastavuje typ (bez stínu, ostré stíny, měkké stíny), kvalita, hustota (0 % - 100 %) a parametr světla. A v záložce poloha nastavujeme orientaci, měřítko a pozici světel. Světla můžeme libovolně přidávat a dále upravovat. Druhy světel: směrové, bod, reflektor.


l 103


7. INVENTOR STUDIO - RENDEROVÁNÍ


Styly scén Styly scén obsahují pouze dvě záložky. První záložkou je „pozadí“, kde jsou čtyři rozdělení typu – plná barva, barevný přechod, obrázek, obrázek koule. U plné barvy vybíráme jednu barvu, která bude pozadím. U barevného přechodu vybíráme barvy dvě. U obrázku vybíráme vlastní obrázek pozadí nebo obrázek z knihovny Inventoru a nastavujeme pozici pozadí (na střed, dlaždice, roztáhnout). U všech typů lze použít možnosti aplikace, která využije momentální nastavení Inventoru. Druhá záložka je „prostředí“ zde nastavujeme základní rovinu, její směr a odsazení, zobrazení stínů (0 % - 100 %), zobrazení odlesků (0 % - 100 %) a je tu i možnost vybrat obrázek odlesku.

Vytváření renderů V panelu rendrování zvolíme renderování obrázku. V první záložce „obecné“ nastavíme nejprve výšku a šířku v pixelech udávající kvalitu obrázku, dále zvolíme kameru, předem nastavený nebo předdefinovaný styl osvětlení, vybereme styl scény a nastavíme typ renderování (realistický, ilustrace). V druhé záložce „výstup“ si můžeme uložit rendrovaný obrázek a zvolit vhodné vyhlazování (kvalitu) ze čtyř možností. Ve třetí záložce „styl“ zatrháváme, pouze pokud chceme realistický odlesk.

l 104



l 105



8. Resumé v českém jazyce Pro modelování v programu Autodesk Inventor Professional 2010 jsem si zvolila dvoudobý motor. Po vymodelování a sestavení modelu má kompletní sestava motoru obsahuje celkem 427 komponentů. Samostatně jsem vymodelovala 150 komponent a žádná z nich nebyla použita z obsahového centra. Během modelování maturitní práce jsem se naučila mnoho nových, zajímavých a užitečných věcí. I přes problémy při modelování a sestavování a některé softwarové a hardwarové nedostatky si myslím, že jsem udělala maximum, zvládla tento úkol zodpovědně a získala velké množství cenných zkušeností.

9. Resumé in english I elected two-stroke-cycle engine to modelling in programme Autodesk Inventor Professional 2010. My complete set engine includes quite four hundred twenty - seven components after modelled and formationed model. It was modeled separately one hundred and fifty component and any of them wasn´t used from library of the parts. I learned much new, interesting and useful thing during modelling leaving examination work. I think, I made maximum, I coped this work responsibly and I gained plurality valued experiences over problems at modelling and formation and some software and hardware inadequacies.

10. Seznam použité literatury Literatura Ing. Jan Leinveber, Ing. Pavel Vávra; Strojnické tabulky. Třetí doplněné vydání. Úvaly: Albra, 2006. ISBN 80-7361033-7 Ing. Jan Leinveber, Ing. Pavel Vávra; Strojnické tabulky. Čtvrté doplněné vydání. Úvaly: Albra, 2008. ISBN 978-807361-051-7 Kletečka Jaroslav, Fořt Petr; Technické kreslení. Brno: Copyright CP Books, a.s.; 2005. ISBN 80-251-0498-2 Obchodno-technické služby Povážských strojární, n.p., JAWA 50 návod na obsluhu, Povážská Bystrica; Tlačierna SNP, n.p., Ružomberok Obchodno-technické služby, Povážské strojaře, n.p., Povážská Bystrica, Jawa 50 typ 20, 21; Katalóg náhradných dielov

Internetové stránky a soubory www.jawamania.cz www.jawa-50.cz www.cs.wikipedia.org www.fiklub.mypage.cz www.alesmarek.byl.cz www.motorkariweb.blog.cz Copek, Michalica - Motor Jawa 50.pdf

l 106



11. Rendery

Motor kompletní bez krytu a bloku


l 107


Motor kompletní zezadu

Motor zezadu bez krytu

l 108




Klikový mechanismus

l 109

01

Recommend Documents