Навчальні матеріали для учнів 8-го класу
_________
Правила безпеки та поведінки в шкільній майстерні
______
2023-2024 навчальний рік
Проєкти №1-2. Деталі для пристосувань та інструментів.
Пристосування для майстерні
в одній конструкції елементи з трьох моделей-аналогів.План виконання проекту
1. Організаційно-підготовчий етап
Багато пристосувань та інструментів мають в складі конструкції декілька деталей. Якими б міцними не були деталі та вироби, з часом окремі з них потребують заміни через зношеність, поламку або модернізацію. Як правило такі деталі є оригінальними і купити їх не має можливості. Тому такі деталі виготовляють самостійно. Як правило їж виготовляють із сталевих заготовок певного розміру та форми – сортового прокату. До таких деталей можна віднести баранчикові гайки підвищеної міцності, притискачі до лобзиків підвищеної міцності тощо.
1.2 Вимоги до виробу
Пристосування та інструменти застосовуються в технологічному процесі для виконання конкретних робіт. Окремі деталі мають те чи інше функціональне призначення. Тому першою вимогою може бути функціональність.
Перелік орієнтовних вимог: функціональність, безпечність, технологічність, простота форми, економність, ергономічність, надійність, екологічність, оригінальність, естетичність…
Які ще вимоги можна висунути до пристосування?
1.3.1 Банк ідей струбцин
2 - відповідає
0 - не відповідає
Висновок. Базовою моделлю-аналогом є струбцина №2, яка набрала найбільше балів на відповідність вимогам.
Оскільки технологічності вона відповідає частково, то необхідно вдосконалити її саме за цією характеристикою. В умовах навчальної майстерні важко буде виготовити штангу прямокутного або квадратного перерізу, також важко буде виготовити гвинти з пластинами для обертання.
1.3.2 Банк ідей баранчикових гайок
1.4 Інформація до проєкту.
Інструмент — це технологічне оснащення (знаряддя ), яке в процесі праці безпосередньо стикаються з предметом праці з метою зміни чи контролю його форми, стану, властивостей тощо.
Пристосування - допоміжне обладнання, що використовується з інструментами з метою покращити якісні показники виконання технологічної операції (точність, швидкість виконання, повторюваність, безпечність тощо).
Моделі-аналоги виробу
Подібні за призначенням вироби називають виробами-аналогами або моделями-аналогами.
З моделей-аналогів формують банк ідей.
Банк ідей – це набір моделей-аналогів певного виробу, які використовують для ознайомлення з різноманіттям конструкцій, форм та особливостей виробу, що необхідні для подальшого використання під час конструювання.
Базова модель – модель-аналог з банку ідей, який найбільше відповідає вимогам та береться за основу для вдосконалення.
Метод комбінування
Комбінування (комбінаторика) - це спосіб отримання такої конструкції виробу з комбінації елементів, якої раніше не зустрічалося.
Комбінування часто застосовують для розробки конструкції. З цією метою на основі банку ідей виділяють найкращі ідеї (елементи) у виробах та пробують їх поєднати в різних варіантах. З усіх варіантів обирають найкращий.
Для того, щоб комбінування була ефективним необхідно мати набір елементів, якими маємо оперувати. Зручно використовувати таблицю аналізу банку ідей. Для базової моделі додати ті конструктивні елементи, які не відповідають вимогам у базової моделі, з інших моделей-аналогів, що відповідають вимогам.
Міркування щодо вдосконалення струбцини методом комбінування (зразок)
На основі аналізу банку ідей було встановлено, що зразок №2 (японська струбцина) найкраще відповідає вимогам (базова модель). Але вона має недолік, що полягає у проблемності виготовлення квадратних або прямокутних отворів у шкільній майстерні. Просто висвердлити круглий отвір під круглу штангу. Така штанга є в зразку №1 (трубна струбцина). Тому ми беремо круглу штангу з одного виробу і замінюємо штангу у базовій моделі. Вороток для гвинта більш простий у варіанті №3, тому використаємо його також. Таким чином, ми скомбінували найбільш оптимальну для наших умов майстерні та вимог конструкцію виробу, поєднавши елементи з трьох моделей-аналогів.
Результат конструювання. Штангу слід виготовити з круглого прутка, знизу спиляти площину для фіксації гвинтами. Просвердлити круглі отвори в губках дуже просто. Таким чином, ми значно спрощуємо технологію виготовлення деталей. Вороток слід виготовити зі стрижнем, а не плоским. На гвинт слід вкрутити високу гайку-муфту та просвердлити отвір для воротка.
Конструкційні металеві матеріали
Сортовий прокат
На металургійних заводах сталь виготовляють у вигляді злитків.
Потім для потреб виробництва злитки прокатують на прокатних станах (гаряче прокатування).
Вальцювання - такий вид обробки металів тиском, коли гаряча чи холодна заготовка силами тертя втягується у проміжок між обертовими валками, які її пластично деформують, таким чином зменшуючи площу поперечного перерізу і збільшуючи довжину.
Вальцювання належить до найпродуктивніших видів обробки завдяки безперервності процесу і великій швидкості руху заготовки між валками. Цим способом обробляють приблизно 90 % виплавленої на металургійних заводах сталі та понад половину кольорових металів і їх сплавів.
Готову продукцію називають сортовим прокатом. Форму поперечного перерізу сортового прокату називають профілем. Під час розробки конструкції виробу слід враховувати розміри прокату.
2. Конструкторський етап
Поняття про проєціювання
В основу побудови зображень на кресленику покладено метод проєціювання. Цей метод нагадує утворення тіні предмета.
Утворення зображення предмета на кресленні уявними проеціюючими променями називають проєціювання.
Утворене методом проеціювання зображення предмета на площині називають проєкцією.
Сторона предмета, яка повернута для спостереження та проєціюється на площину з метою утворення проєкції називають виглядом.
V - фронтальна площина проєціювання, зображають проєкцію вигляду спереду.
Для утворення зображення для креслеників використовують паралельне прямокутне проєціювання.
Конструкція виробу для 8-А класу
Кресленики деталей
Конструкція виробу для 8-В класу
Варіант 1
________Варіант 2
_________Варіант 3
_________Варіант 4
3. Технологічний етап
Розмічання паралельних рисок виконують розмічальним штангенциркулем з твердими шубками, притискаючи нерухому губку до рівної крайки сталевого листа та, нахиливши в бік руху, проводять рухомою губкою з зафіксованою рамкою.
Більш сучасним варіантом штангенциркуля є електронний.
Технологічна операція пиляння
Напилки поділяють за кількістю зубців на 10 мм довжини на три види.
4. Заключний етап
2022-2023 навчальний рік
______
Проєкт№4
Свічник або предмет інтер’єру
Основна технологія: технологія ручної обробки деревини.
Додаткові технології: технологія ручної обробки ТЛМ, технологія обробки фанери, технологія механічної обробки деревини.
1. Організаційно-підготовчий етап
Матеріали для проєкту
Породи деревини, токарство
Різьблення по дереву (різьба по дереву) - це художнє вирізання зображень або візерунків, які виконуються на дерев'яних виробах. З деревини можна вирізати плоскі чи об'ємні елементи, які додають виробу незвичайної форми та рельєфу.
Геометрична різьба по дереву є найпростішою та виконується за допомогою лише одного інструменту - ніж-косяк. Для різьблення добре підходять м'які та відносно тверді породи з рівномірною щільністю: липа, вільха, кінський каштан, береза. Найкращою деревиною для початківців є липа. Не підходять для геометричного різьблення хвойні породи.
Основними елементами такого різьблення по дереву є прості геометричні фіґури: трикутники, ромби, квадрати, багатогранники.
Контурна різьба по дереву використовується для виділення контуру зображення за допомогою тонкої поглибленої двосторонньої виїмки. Таким чином виходить природний малюнок, при цьому частіше зображують листя, квіти, плоди, дерева, тварин та птахів.
Пірографія - це комбіноване випалювання малюнку лініями найчастіше на поверхні дерева, за допомогою розпеченого штампа, пера або іншого гострого металевого предмету. Походить з грецької мови, що в перекладі означає писання вогнем. Для пірографії підходять краще тверді породи деревини: волоський горіх (світліша частина), клен, береза та інші.
2. Конструкторський етап
Комбінування – це метод конструювання, в якому вироби-аналоги поділяють на частини та поєднують окремі частини в єдину конструкцію з метою отримання виробу з покращеними властивостями.
Під час конструювання замінюють деталі у конструкції базового виробу-аналогі (модель-аналог) деталями з інших моделей-аналогів з метою покращення функціональності, безпечності, простоти виготовлення або здешевлення.
При цьому знаходять найбільш вдалий варіант форми деталей виробу, їх конфігурації, розмірів, розташування частин тощо, який реалізують, виготовляючи оригінальний реальний об’єкт. До числа таких операцій належать: перестановки (розміщення) частин або елементів цілого; зміна геометричної форми конструктивних елементів виробу, кількості їх елементів; зміна конструкційного матеріалу, способів з’єднання деталей у конструкцію тощо.
3. Технологічний етап
Інструктаж з охорони праці
Біля верстата та на робочому місці мають знаходитися лише ті інструменти, які необхідні для виконання роботи. Затуплені інструменти утворюють неякісну поверхню заготовки яка потребує додаткового часу на остаточну обробку та збільшують можливість ламання довгої заготовки.
4. Заключний етап
4.1 Економічні розрахунки (Розрахунок вартості конструкційних матеріалів, витратних матеріалів (шліфувальний папір), купованих виробів (кріпильні вироби, тощо).
4.2 Висновки (Відповіді на запитання: Чи вдалося досягти мети проєкту? Чи відповідає виріб вимогам? Які були труднощі під час виготовлення сконструйованого виробу? Що б ти змінив, якщо ще раз виготовляв би виріб?)
Проєкт №3
Стильний аксесуар
Завдання та планування проектної діяльності
Стиль — це сукупність характерних ознак, особливостей, властивих чому-небудь. Стильним може бути масовий виріб. Але більше всього цінуються якісні, саморобні стильні предмети. Оригінальність виробу вказує на смак, творчість та практичні уміння особистості. Значну кількість стильних предметів, в тому числі аксесуарів, можна зробити ручними інструментами з доступних матеріалів.
Аксесуар (фр. accessoire від лат. accessorius — «додатковий») — необов'язковий предмет, супутній до чого-небудь; приналежність до чого-небудь. Може покращити що-небудь.
Отже, з доступного та природнього матеріалу – деревини можна виготовити додатковий та оригінальний предмет, який підкреслить ваші певні стильні ознаки.
Для реалізації навчального проекту необхідно розбити його на частини та визначити скільки часу необхідно на виконання проекту в цілому та на його частини.
Вимоги до виробу
До виробу необхідно висунути ряд вимог, які допоможуть нам його сконструювати, виготовити та оцінити.
Орієнтовний перелік вимог: функціональність, безпечність, зручність, якість виготовлення, естетичність, оригінальність, міцність з’єднань, технологічність, економність, екологічність тощо
Аксесуар (фр. accessoire від лат. accessorius — «додатковий») — необов'язковий предмет, супутній до чого-небудь; приналежність до чого-небудь. Може покращити що-небудь.
Отже, з доступного та природнього матеріалу – деревини можна виготовити додатковий та оригінальний предмет, який підкреслить ваші певні стильні ознаки.
Інформація до проекту
Поняття про безвідходне виробництвоСучасні технології деревопереробки дають до 50% конструкційних матеріалів від об’єму лісосировини, отже, більше половини деревини потрапляє у відходи. Використати ці відходи у виробництві деревостружкових і деревоволокнистих плит не можливо як за обсягом, так і за технічними вимогами. Деревовідходи захаращують території підприємств, погіршують екологічну і створюють пожежонебезпечну ситуацію. Транспортні, вантажно-розвантажувальні роботи та захоронення відходів вимагають значних витрат. Використання деревовідходів як палива (без брикетування, гранулювання) дає мізерну економію. Тому відходи подрібнюють і виготовляють паливні пелети, деревинні композити. Крім того необхідно більш раціонально планувати та реалізовувати технологічний процес та намагатися забезпечувати мінімальну кількість відходів. Наприклад, під час токарної обробки деревини частина заготовки використовується для кріплення у верстаті. Тому для зменшення відходів заготовки роблять довшими та виточують не один, а два, три і, навіть, чотири вироби.
Сучасні технології опорядження деревини
Для створення та підкреслення природньої краси виробів з деревини широко використовуються опоряджувальні матеріали, в основі яких є натуральні олії та воски. На відміну від лаків, які створюють плівку на поверхні виробу і надають поверхні деревини штучного, пластикового вигляду.У виробництві олій застосовують переважно лляну та тунгову олії, а також бджолиний та карнаубський воски. Покриття, що отримують за допомогою олій еластичні і в міру тверді. Деревина, покрита олією, дихає завдяки тому, що деревні пори відкриті і всі накоплені пари виходять на зовні. А це дозволяє зберегти верхній шар покриття без видимих дефектів. Якщо ж волога накопичується під лаком, він починає тріскатись і лущитись. Крім того, олія не просто висихає, а полімеризується, тобто відбувається хімічна реакція між молекулами олії і киснем, що міститься у повітрі (реакція окиснення). Висихання олійного покриття завжди починається з верхньої частини шару, який безпосередньо контактує з повітрям, а потім продовжується в глибині покриття. Чим товстішим є нанесений шар, тим більше часу потрібно для проходження реакції окиснення та висихання покриття.Олію рекомендується наносити у якості покриття на екзотичні породи деревини, які містять велику кількість природних олій чи смолу у своїй структурі, або стоїть завдання максимально виділити текстуру деревини.Тунгову олію отримують з горіхів тунгового дерева, яке походить з Китаю, але зараз вирощується і в інших країнах. Вона є блідішою за лляну олію, проте не жовтіє з часом, як лляна олія, і є твердішою за неї після полімеризації.Олія з вмістом воску також захищає деревину від вологи та забруднень, а воски, що входять у склад олії, дозволяють отримати покриття натурального вигляду, яке буде більш м’яке на дотик і матиме виражений матуючий ефект.Карнаубський віск (бразильський віск, пальмовий віск) - віск з листя пальми, що зростає в північно-східних штатах Бразилії.На відміну від бджолиного воску, який вже при + 35°C стає пластичним, а плавиться при +62 ... + 68°С, карнаубський віск - найтвердіший і тугоплавкий. Плавиться в інтервалі від +83 ... + 91°С. Поставляють його зазвичай у вигляді жовтих пластівців. Для більшої зручності і кращої якості нанесення на дерев'яні поверхні, використовують так звані воскові мастики на основі лляної олії.
Банк ідей та його аналіз
До стильних аксесуарів можна віднести цілий ряд предметів:
- галстук-метелик
- футляр для ключів
- корпус для флеш пам’яті
- картхолдери…
Які ще предмети можна віднести до аксесуарів? Картхолдер (футляр для карток та грошей)
Футляр для ключів (ключниця)
Корпус флешки
Галстук-метелик
_____________________________
2. Конструкторський етап.
Виконувати за планом проєкту.
Виконати малюнок обраного виробу з врахуванням вимог.
Виконати ескізи деталей обраного виробу. Як наносити розміри тут.
Записати перелік заготовок.
3. Технологічний етап
У таблицю (у плані виконання проєкту) записати технологічні операції та інструменти з обладнанням.
Орієнтовний список технологічних операцій:- розмічання- пиляння- стругання- обпилювання- свердління- шліфування-оздоблення- тонування- опорядження.Для кожного виробу розробляється свій технологічний процес. може бути змінений порядок деяких технологічних операцій. Деякі операції можуть повторюватися.
Згадати про ручну обробку деревини можна на вкладці "7 клас".
4. Заключний етап
Що нового ти дізнався під час виконання проєкту?
Якими термінами ти збагатив свій словниковий запас?
____________
_____
__
Виконувати за планом проєкту.
Проєкти №1-2. Деталі для пристосувань та інструментів.
Пристосування для майстерні
в одній конструкції елементи з трьох моделей-аналогів.План виконання проекту
1. Організаційно-підготовчий етап
Багато пристосувань та інструментів мають в складі конструкції декілька деталей. Якими б міцними не були деталі та вироби, з часом окремі з них потребують заміни через зношеність, поламку або модернізацію. Як правило такі деталі є оригінальними і купити їх не має можливості. Тому такі деталі виготовляють самостійно. Як правило їж виготовляють із сталевих заготовок певного розміру та форми – сортового прокату. До таких деталей можна віднести баранчикові гайки підвищеної міцності, притискачі до лобзиків підвищеної міцності тощо.
1.2 Вимоги до виробу
Пристосування та інструменти застосовуються в технологічному процесі для виконання конкретних робіт. Окремі деталі мають те чи інше функціональне призначення. Тому першою вимогою може бути функціональність.
Перелік орієнтовних вимог: функціональність, безпечність, технологічність, простота форми, економність, ергономічність, надійність, екологічність, оригінальність, естетичність…
Які ще вимоги можна висунути до пристосування?
1.3 Банк ідей
2 - відповідає
1 - частково відповідає
0 - не відповідає
Висновок. Базовою моделлю-аналогом є струбцина №2, яка набрала найбільше балів на відповідність вимогам.
Оскільки технологічності вона відповідає частково, то необхідно вдосконалити її саме за цією характеристикою. В умовах навчальної майстерні важко буде виготовити штангу прямокутного або квадратного перерізу, також важко буде виготовити гвинти з пластинами для обертання.
1.4 Інформація до проєкту
Моделі-аналоги виробу
Подібні за призначенням вироби називають виробами-аналогами або моделями-аналогами.
З моделей-аналогів формують банк ідей.
Банк ідей – це набір моделей-аналогів певного виробу, які використовують для ознайомлення з різноманіттям конструкцій, форм та особливостей виробу, що необхідні для подальшого використання під час конструювання.
Базова модель – модель-аналог з банку ідей, який найбільше відповідає вимогам та береться за основу для вдосконалення.
Метод комбінування
Комбінування (комбінаторика) - це спосіб отримання такої конструкції виробу з комбінації елементів, якої раніше не зустрічалося.
Комбінування часто застосовують для розробки конструкції. З цією метою на основі банку ідей виділяють найкращі ідеї (елементи) у виробах та пробують їх поєднати в різних варіантах. З усіх варіантів обирають найкращий.
Для того, щоб комбінування була ефективним необхідно мати набір елементів, якими маємо оперувати. Зручно використовувати таблицю аналізу банку ідей. Для базової моделі додати ті конструктивні елементи, які не відповідають вимогам у базової моделі, з інших моделей-аналогів, що відповідають вимогам.
Міркування щодо вдосконалення струбцини методом комбінування
На основі аналізу банку ідей було встановлено, що зразок №2 (японська струбцина) найкраще відповідає вимогам (базова модель). Але вона має недолік, що полягає у проблемності виготовлення квадратних або прямокутних отворів у шкільній майстерні. Просто висвердлити круглий отвір під круглу штангу. Така штанга є в зразку №1 (трубна струбцина). Тому ми беремо круглу штангу з одного виробу і замінюємо штангу у базовій моделі. Вороток для гвинта більш простий у варіанті №3, тому використаємо його також. Таким чином, ми скомбінували найбільш оптимальну для наших умов майстерні та вимог конструкцію виробу, поєднавши елементи з трьох моделей-аналогів.
Результат конструювання. Штангу слід виготовити з круглого прутка, знизу спиляти площину для фіксації гвинтами. Просвердлити круглі отвори в губках дуже просто. Таким чином, ми значно спрощуємо технологію виготовлення деталей. Вороток слід виготовити зі стрижнем, а не плоским. На гвинт слід вкрутити високу гайку-муфту та просвердлити отвір для воротка.
Ідеальна модель
Виготовленню будь-якого нового виробу передує створення його моделі. Створенню нових виробів передує копітка робота різних висококваліфікованих працівників, що намагаються у виробі задовольнити вимоги споживача.
Для дотримання цих вимог створюється модель ідеального виробу. Конструктор-дизайнер спочатку подумки конструює передбачуваний для виготовлення виріб. Основним завданням конструктора є створення ідеального виробу, який повністю забезпечував би своє призначення. Коли всі вимоги, які ставляться до виробу, виконуються на 100 %. Але такого виробу не існує. Будь-який виріб має недоліки, тому постійно проводяться пошуки по вдосконаленню. Завданням проєктувальника є якнайближче підійти до ідеальної моделі виробу.
Конструкційні металеві матеріали
Види сталей
Сортовий прокат
На металургійних заводах сталь виготовляють у вигляді злитків.
Потім для потреб виробництва злитки прокатують на прокатних станах (гаряче прокатування).
Вальцювання - такий вид обробки металів тиском, коли гаряча чи холодна заготовка силами тертя втягується у проміжок між обертовими валками, які її пластично деформують, таким чином зменшуючи площу поперечного перерізу і збільшуючи довжину.
Вальцювання належить до найпродуктивніших видів обробки завдяки безперервності процесу і великій швидкості руху заготовки між валками. Цим способом обробляють приблизно 90 % виплавленої на металургійних заводах сталі та понад половину кольорових металів і їх сплавів.
Готову продукцію називають сортовим прокатом. Форму поперечного перерізу сортового прокату називають профілем. Під час розробки конструкції виробу слід враховувати розміри прокату.
Профілі сортового прокату загалом поділяються на три великі групи:
1) простий (квадратний, круглий, шестигранний тощо);
2) фасонний (рейка, тавр, кут тощо);
3) спеціальний.
Простий сталевий сортовий прокат використовується у всіх галузях життєдіяльності людини. Без нього неможливі багатотехнологічні процеси і виробництва. З нього виробляють вали, шестерні, вісі, кріплення й інші види деталей і механізмів. Роблять заготовки для інших металургійних продуктів і поковок.
Фасонний прокат затребуваний на будівельних майданчиках, виробничих і промислових підприємствах. З нього виготовляють деталі в машинобудуванні, автомобілебудуванні та суднобудуванні, зводять каркаси і несучі конструкції, а також він використовується при зведенні мостів і доріг.
Із численних різновидів (сортаменту) сортового прокату можна дібрати той, що найбільшою мірою відповідатиме формі майбутнього виробу та вимогам до нього. Це дає змогу скорочувати витрати праці на кінцеву обробку, енергії, металу. Так, із шестигранного прутка виготовляють болти та гайки. Прокат круглого перерізу використовують для виточування деталей на токарних верстатах. Кутник застосовують у будівництві для виготовлення рам і каркасів споруд. Рейки безпосередньо використовуються при прокладанні та ремонті залізничних шляхів.
2. Конструкторський етап
Поняття про проєціювання
В основу побудови зображень на кресленику покладено метод проєціювання. Цей метод нагадує утворення тіні предмета.
Утворення зображення предмета на кресленні уявними проеціюючими променями називають проєціювання.
Утворене методом проеціювання зображення предмета на площині називають проєкцією.
Сторона предмета, яка повернута для спостереження та проєціюється на площину з метою утворення проєкції називають виглядом.
V - фронтальна площина проєціювання, зображають проєкцію вигляду спереду.
Для утворення зображення для креслеників використовують паралельне прямокутне проєціювання.
Конструкція виробу японської струбцинки
3. Технологічний етап
Розмічання паралельних рисок виконують розмічальним штангенциркулем з твердими шубками, притискаючи нерухому губку до рівної крайки сталевого листа та, нахиливши в бік руху, проводять рухомою губкою з зафіксованою рамкою.
Більш сучасним варіантом штангенциркуля є електронний.
Технологічна операція пиляння