8 клас НУШ

Критерії оцінювання завантажити у pdf 

Правила безпеки та поведінки в шкільній майстерні

 Навчальні майстерні є приміщеннями з підвищеними ризиком отримати травму через насиченість верстатами та іншими обладнанням для виконання роботи з великою кількістю виступаючих рукояток та інших частин. Для виконання робіт на робочому місці використовують гострі або важкі інструменти, якими можна поранитися або поранити однокласника. 

Завантажити матеріал у форматі docx.

_________________________

2025-2026 навчальний рік

_____________

І семестр

Тест

Тема 1. STEAM та соціальні проєкти

STEАM-проєкти – це навчальні проєкти, які поєднують науку (Science), технології (Technology), інженерію (Engineering), мистецтво (Art) та математику (Mathematics). Вони допомагають учням розвивати логіку, творчість і практичні навички через створення власних моделей і пристроїв.

1. Science (Наука)
Що це: дослідження природи, законів фізики, хімії, біології, екології.
Мета: навчитися спостерігати, аналізувати та робити висновки.
Приклад: учні створюють фільтр для води і перевіряють чистоту води до та після фільтрації.

2. Technology (Технології)
Що це: застосування сучасних пристроїв і програмного забезпечення для створення чи автоматизації процесів.
Мета: навчитися користуватися технологіями для вирішення практичних завдань.
Приклад: учні програмують простого робота на Arduino, щоб він рухався по заданій траєкторії.

3. Engineering (Інженерія)
Що це: створення конструкцій, механізмів, пристроїв із врахуванням їхньої міцності, стабільності та ефективності.
Мета: розвивати вміння проектувати, моделювати та тестувати свої вироби.
Приклад: учні будують міні-міст із паличок і перевіряють, скільки ваги він витримає.

4. Arts – мистецтво → STEAM

Що це: творчий компонент, який додає естетику, дизайн, кольори, форму.
Мета: розвивати креативність, бачення та естетичний смак.

Приклад: учні розробляють стильний дизайн свого міні-міста або декоративного механізму, враховуючи форму та кольори.

5. Mathematics (Математика)
Що це: використання чисел, формул, вимірювань, графіків для планування та аналізу результатів.
Мета: навчитися застосовувати логіку, обчислення та вимірювання для вирішення задач.
Приклад: учні вимірюють кут нахилу катапульти та відстань польоту предмета, роблять таблиці результатів і графіки.

Приклади проєктів:

1. Міні-міст із паличок або конструктора – дослідження міцності конструкцій та навантаження.
2. Електричний ліхтарик – виготовлення простого ланцюга з батарейкою, лампочкою та вимикачем.
3. Робот на базі LEGO або Arduino – простий рухомий робот, який повторює алгоритм руху.
4. Фільтр для води – експеримент зі створення власного фільтра та перевірка чистоти води.
5. Модель вітряка або гідравлічного підйомника – вивчення енергії та механіки.

Соціальні проєкти – це ініціативи, спрямовані на покращення життя людей, громади або довкілля. Вони вирішують певну проблему суспільства або допомагають людям у складних ситуаціях.

Основні ознаки соціальних проєктів:

1. Корисність для людей або громади – проєкт має реально допомагати або покращувати умови життя.
2. Вирішення конкретної проблеми – наприклад, екологічні, освітні, медичні, культурні.
3. Планування та реалізація – створюється план дій, ресурси та терміни.
4. Спільна робота – часто учасники працюють у команді, взаємодіють із громадою.

Приклади соціальних проєктів для учнів:

• Організація екологічної акції: збір сміття в парку або на шкільному подвір’ї.
• Проведення уроків для молодших школярів або друзів із меншими знаннями з предмету.
• Створення інформаційних плакатів або буклетів про здорове харчування, безпеку чи права дітей.
• Допомога тваринам у притулку: збір корму, іграшок або власноруч виготовлених будиночків.

__________________

Тема 2. Винахідництво та раціоналізаторство. Вибір об’єкта проєктування. Етапи проєктування. Банк ідей. Критерії. Конструкційний матеріал та його властивості

Винахідництво – це створення чогось нового, чого раніше не існувало. Наприклад, коли людина придумала електричну лампочку чи телефон. Винахід – це новий пристрій, спосіб або технологія, що допомагає людям вирішувати певні проблеми.

Раціоналізаторська діяльність – це вдосконалення вже відомих речей чи процесів, щоб вони працювали краще, швидше, економніше. 

Наприклад, коли до велосипеда додали передачі, або в пральній машині зменшили витрати електроенергії.

Технічна задача – це проблема, яку потрібно вирішити, щоб створити новий пристрій, механізм або вдосконалити вже існуючий.

Приклади. Як зробити стілець міцним, але легким? Як зменшити витрати палива в автомобілі? Як виготовити інструмент, щоб ним було зручно користуватися?

Технічне протиріччя – це коли під час розв’язання технічної задачі одна вимога суперечить іншій.

Приклади протиріч.

1. Телефон. Хочемо, щоб він був маленький і легкий. Але водночас потрібно, щоб у нього був великий екран і потужна батарея.
2. Автомобіль. Має бути швидким і потужним. Але при цьому повинен витрачати мало палива.
3. Стіл для навчання. Повинен бути стійким і важким, щоб не хитався. Але з іншого боку – легким, щоб його можна було легко переставити.
4. Лампочка. Потрібно, щоб вона давала яскраве світло. Але при цьому споживала мало електроенергії.

Розв’язуючи технічні задачі, люди придумують винаходи або займаються раціоналізацією. Зручним способом розв'язувати технічні задачі є проєктування.

Назва проєкту. Пристосування для майстерні

Основна технологія: ручна обробка сортового прокату.

 Завантажити план виконання проекту  у форматі docx

___

 1. Організаційно-підготовчий етап

1.1 Обґрунтування вибору проекту

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. Часто їх 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 Критерії 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

Аналіз банку ідей (зразок)

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. 

1.3.2 Банк ідей баранчикових гайок

1.3.3 Банк ідей пристосувань для стискання ручного лобзика

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.

 Конструкційні металеві матеріали

Розвиток сучасних технологій та виробництва значною мірою за­лежить від використання металів.

Метал - це чиста речовина, що має блиск, теплопровідність та електропровідність.

Металами є прості речовини більшості хімічних елементів (приблизно 80 % елементів періодичної системи елементів). Найпоширенішим хімічним елементом-металом у земній корі є алюміній.

Метали та їх сплави принципово відрізняються від неметалів тим, що у твердому стані вони мають кристалічну будову. Їхні атоми розміщуються у строго визначеному порядку, утворюючи кристалічну ґратку. Кожен метал має власну кристалічну ґратку.

Незважаючи на велику кількість металів та різноманіття їх властивостей, цього недостатньо для вирішення багатьох технологічних завдань. Тому метали змішують між собою та додають інші речовини, надаючи необхідних властивостей новому конструкційному матеріалу - сплаву або металічному сплаву.

Металевим сплавом називають конструкційний матеріал, в якому поєднані кілька металів або металів з неметалами, в якому зберігаються властивості металів. 

Найпоширенішими сплавами є сталі. Більшість металевих предметів виготовлені саме зі сталей.

Сталь – це сплав заліза з карбоном, карбону до 2,14%. В сталі в незначній кількості присутні і інші домішки.

Ще одним поширеним сплавом на основі заліза є чавун. 

Чавун – це сплав заліза з карбоном, карбону від 2,14% до 6,67 %. Крім основних компонентів до складу чавуну входять сірка, кремній (силіцій), фосфор, марганець (манган). 

Більшість чавунів переплавляють на сталь, решта - на виготовлення деталей. Чавуни добре заповнюють ливарні форми, тому з них виготовляють деталі складної форми способом лиття.

Спочатку із залізної руди виплавляється чавун в доменних печах, а з нього різними способами (електродуговий, кисневий) виплавляють різні сталі, зменшуючи кількість домішок.

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 металеву продукцію різного профілю та розміру, отриману методом прокатування (вальцювання) називають сортовим прокатом. Форму поперечного перерізу сортового прокату називають профілем. Під час розробки конструкції виробу слід враховувати розміри прокату.

2. Конструкторський етап

Метод комбінаторики

Комбінування  (комбінаторика) - це спосіб отримання нової конструкції виробу з поєднання  елементів інших конструкцій, 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.

Поняття про проєціювання

В основу побудови зображень на кресленику покладено метод проєціювання. Цей метод нагадує утворення тіні предмета.

Утворення зображення предмета на кресленні уявними проєціюючими променями називають проєціювання.

Утворене методом проєціювання 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.

W - профільна площина проєціювання, зображають проєкцію вигляду зліва.

H - горизонтальна площина проєціювання, зображають проєкцію вигляду зверху.

Для утворення зображення для креслеників використовують паралельне прямокутне проєціювання.

Більш детально про проєціювання тут.

Конструкція виробу для 8-В та 8-Г класу

Варіант 1

________

Варіант 2

_________

Варіант 3

_________

Варіант 4

Конструкція виробу для 8-Г класу

Варіант 1 (з різзю)

Варіант 2

Варіант 3

3.  Технологічний етап

Електрифіковані інструменти – це такі інструменти, які працюють від електроенергії (через розетку або акумулятор). Наприклад: електродриль, шліфувальна машина, шурупокрут.

Переваги електрифікованих інструментів над механічними (ручними):

• працюють швидше й економлять час;
• потребують менше фізичних зусиль;
• дозволяють виконувати складніші операції (свердління твердих матеріалів, точне різання, шліфування);
• забезпечують вищу продуктивність та якість роботи;
• можуть мати додаткові функції та налаштування (швидкість, режим роботи).

Таким чином, електрифіковані інструменти значно полегшують працю людини й роблять її ефективнішою.

Технологічна операція розмічання та контролю

Записати у зошит текст, виділений курсивом, зрозуміти вимірювання штангенциркулем.

Розмічання – це технологічна операція, що полягає в нанесенні ліній на поверхню заготовки, що визначають місця обробки.

Об’ємне розмічання – це технологічна операція, що полягає в нанесенні ліній на пов’язані між собою в об’єм площини.

Наприклад, на губці упорній розміщені отвори на різних площинах і центральна (осьова) лінія переходить з однієї площини на іншу. Тобто, отвори мають знаходитися на одній лінії.

Штангенциркуль ШЦ-І застосовується переважно для вимірювання розмірів з точністю 0,1 мм та окремі його моделі для розмічання. Ноніус - рівномірна шкала, що дозволяє вимірювати з точністю 0,1 мм. 

Згадаємо як знімають покази.

В першому випадку нульова риска ноніуса співпадає з рискою на штанзі інструменту з 119 мм (11 см + 9 мм), тому розмір становить 119,0 мм.

Нульова риска ноніуса знаходиться за поділкою 52 мм (5 см + 2 мм). Четверта риска ноніуса співпадає з рискою на штанзі (неважливо з якою, головне співпадіння), то це становить 0,4 мм. Отже, покази штангенциркуля 52,0+0,4=52,4 мм.

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.

Заготовку для розрізування можна розмітити за допомогою лінійки, кутника та креслярки або тонкого маркера. Креслярка призначена для продряпування тонкої риски на металевій поверхні. Голка може бути сталевою або із спеціального твердосплавного матеріалу, що служить значно довше, але боїться падіння та ударів. 

Для позначення центрів отворів використовують кернер. Його вістря встановлюють на перетин рисок, ставлять вертикально та злегка вдаряють молотком, якщо лунка (керн) розміщена правильно, то наносять ще один, сильніший удар. В керн попадає центр свердла і отвір буде розміщеним там, де потрібно. Існує більш сучасна версія кернера - автоматичний, він працює без молотка - від натискання.

Технологічна операція пиляння

Пиляння - це слюсарна технологічна операція, що полягає в поділу заготовок на частини, відрізування зайвих частин або прорізування вузьких пазів у заготовках за допомогою слюсарної ножівки.

Ножівка слюсарна складається з рамки або станка (1), змінного полотна (2), головок (3), ручки (4), баранчикової гайки (5).

Сучасні слюсарні ножівки можуть мати різний вигляд та конструкцію.

Полотно найчастіше має хвилясте розведення зубчиків, що запобігає застряганню ножівки в прорізі. Найбільш уживана довжина ножівкового полотна 300 мм. Встановлюють полотно зубчиками вперед.

Правила різання ножівкою

Тримають ножівку двома руками.

Правою за рукоятку, лівою за передній край рамки та головку з гайкою.

 Рухають ножівку плавно, без ривків.

Рухаючи вперед слід натискувати на ножівку.

Довжина ходу не менше 2/3 довжини полотна з метою запобігання нерівномірному зношуванню зубчиків.

Під час різання м'яких сталей виконують в середньому 50 подвійних рухів.

Технологічна операція обпилювання

Обпилювання – це слюсарна технологічна операція, що полягає в знятті незначного шару металу напилками з метою надання необхідних розмірів та форми.

Напилок – це багатолезовий різальний інструмент, що забезпечує високу точність обробки  та якість поверхні.

Напилок виготовляють з вуглецевої інструментальної сталі, тому він має високу твердість. Ручка буває дерев'яною або пластиковою.

Найчастіше застосовують плоский напилок, яким обпилюють поверхні, обробляють опуклі поверхні, знімають фаски, округлюють ребра та  ін. Напилки бувають різної форми для обпилювання різних фасонних поверхонь.

 

Для дрібних робіт використовують маленькі напилки - надфілі.

Напилки поділяють за кількістю зубців на 10 мм довжини на три види. 

Крупні або драчові (1) мають від 4 до 12 зубців. Їх використовують для відносно швидкого знімання металу, але залишають значні риски на поверхні заготовки.

Середні або личкувальні (2), мають від 13 до 24 зубців. Їх використовують для незначного знімання металу та більш точних робіт, часто - після драчових напилків.

Оксамитові (бархатні) (3) мають 25 зубців і більше. Вони дають матову поверхню з мінімальними подряпинами та ними можна досягти найбільшої точності.

Спочатку обпилюють напилком з крупною насічкою, коли залишається припуск приблизно 0,1-0,2 мм поверхні обробляють личкувальним напилком для зменшення шорсткості поверхні та більш точного дотримання розмірів.

В заготовках із сортового прокату часто зустрічаються площини. Найчастіше при обпилюванні плоских поверхонь виникає дефект випуклості поверхні або її кривизна. Тому площини найкраще обпилювати методом перехресних штрихів. Поверхню обпилюють під кутом ≈30° зліва направо  (товста стрілка — напрямок руху напилка) (а), перпендикулярно (б), під кутом  ≈30° справа наліво (в). Потім знову перпендикулярно, під кутом зліва направо і так далі.

Після обпилювання площин на одній з них виконують розмічання центра отвору за допомогою розмічального штангенциркуля та кернера.

Технологічна операція свердління

Часто вироби з металів мають круглі отвори. 

Отвори бувають наскрізні та глухі (на певну глибину).

Отвори в сортовому прокаті значної товщини (від 4 мм) свердлять найчастіше за допомогою спіральних свердел. Свердло має хвостову та робочі частини.

Спіральне свердло має вигляд циліндричного стрижня, робоча частина якого оснащена двома рівцями, виконаними по гвинтовій спіралі, що призначені для утворення різальних елементів та відведення стружки. Кут загострення свердла для обробки сталей становить 118 градусів.

Перед свердлінням виконують розмічання та накернювання центру отвору.

Отвори малих діаметрів свердлять одним свердлом. Діаметр свердла зазначений на хвостовій частині (затискається у патроні), або його можна виміряти штангенциркулем.

Отвори великих діаметрів, як правило, свердлять двома свердлами для зменшення зусилля під час свердління. Наприклад діаметр 10 мм можна спочатку просвердлити свердлом діаметром 5 або 6 мм, а потім розсвердлити свердлом діаметром 10 мм. Така операція називається розсвердлюванням.

Діаметр отвору під різьбу (діаметр свердла) визначають за таблицями.

 Нарізують різь мітчиком, який фіксують у воротку. Його ставлять перпендикулярно до площини з отвором та, натискаючи зверху, роблять приблизно 2 оберти за годинниковою стрілкою. В отвір крапають краплю рідкого мастила. 

Далі мітчик сам вкручується в отвір.  Через два оберти мітчик повертають на півоберта назад, щоб  зламати стружку. Якщо мітчик провертається зі значним зусиллям, то за годинниковою стрілкою провертають 1 оберт або менше, потім півоберта назад.

 Технологічна операція шліфування

Шліфування - це технологічна операція з усунення незначних нерівностей на поверхні за допомогою абразивних матеріалів.

Перед шліфуванням необхідно поверхню додатково обробити бархатним напилком. Після напилка шліфують поверхні шліфувальною шкуркою із зернистістю приблизно Р120-Р150. При потребі поверхню полірують полірувальними пастами. Пастами натирають цупку тканину або шкіру. Підготовленою тканиною (шкірою) натирають поверхню виробу. Полірована поверхня має дзеркальний або злегка матових блиск.

4. Заключний етап

Зразок оформлення

Виріб відповідає вимогам. Найважче було контролювати форму та розміри під час обпилювання. 

При наступному виготовленні подібних виробів я б приділив більшу увагу розмічанню та контролю розмірів.

____________