59822

Альтернативний токарний верстат з механічним приводом

Научная статья

Педагогика и дидактика

Серед архівних документів що якось інформують нас про створення токарного верстата є такі з яких видно що майстри древнього Єгипту ще 1500 років до нашої ери застосували цей спосіб для різання й обточування циліндричних форм різної конфігурації.

Украинкский

2014-05-11

1.18 MB

8 чел.

Відділ освіти Богородчанської райдержадміністрації

Методичний кабінет

Тема розробки:

« Методика використання

нестандартного обладнання на уроках

трудового навчання

(технічна праця).

Альтернативний токарний верстат

з механічним приводом »

(відтворення старовинних технологій токарної справи)

Розробив:

Вчитель трудового навчання

(технічна праця)

спеціаліст вищої кваліфікаційної

категорії

вчитель - методист

Богородчанської ЗОШ I-III ст. №1

Крижанівський Леонід Романович

Івано-Франківська обл.

Богородчани

2010

ПЛАН:

  1.  Огляд та аналіз літератури по даній темі.
  2.  Історичний екскурс започаткування токарної справи.
  3.  Опис та обґрунтування роботи.
  4.  Оцінка та аналіз результативності.
  5.  Рекомендації з упровадження методичної розробки.
  6.  Список використаної літератури.
  7.  
    О.М.Коберник, В.К. Сидоренко. Методика навчання учнів 5-9 класів проектуванню в процесі вивчення технології обробки деревини і металу. Умань. 2004. -У посібнику розкривається зміст, структура та основні етапи проектно-технологічної діяльності обробки деревини та металу на уроках трудового навчання.
  8.  Л.В. Ботякова. Навчально-методичний кабінет професійної орієнтації. Москва. «Просвіта». 1986. -Ціль даного посібника – надати допомогу педколективам шкіл в створенні та оформленні шкільних навчально-методичних кабінетів з профорієнтації і організації професійної орієнтації і організації профорієнтаційної роботи в школі.
  9.  С.М. Дітленко. Довідник учителя трудового навчання і креслення в запитаннях і відповідях. Видавництво « Ранок ». Веста. 2006. -Довідник містить чинні нормативно-правові акти у сфері загальної середньої освіти. У цьому довіднику можна знайти відповіді на всі запитання щодо організації навчально-виховного процесу.
  10.  Є.С.Березняк. Молодому учителю. Радянська школа. 1988. --Практичний довідник містить рекомендації педагогів і практичних працівників шкіл по підвищенню ефективності навчання, організації навчально-виховного процесу, удосконалення уроку. В останньому розділі представлені довідниково- інструктивні матеріали.
  11.  В.А.Горський. Позакласна робота по технічній творчості. «Просвіта». 1985. – В книзі на основі узагальненого досвіду роботи передових колективів шкіл і позашкільних закладів розкривається система позашкільної роботи по заохоченню школярів до активної творчої праці з виховання захопленості, раціоналізаторсько-і дослідницької діяльності, наводяться практичні рекомендації по організації роботи гуртків на базі шкільних майстерень, навчальних кабінетів. Важливе місце відводиться аналізу особливостей змісту і методів організації технічної творчості в УПК, шкільних навчальних бригадах.
  12.  С.М.Кулешов. Збірник документів по прудовому і професійному навчанню. Просвіта. 1987. –В збірник включено основні нормативні документи з питань організації трудового і професійного навчання і виховання учнів, правила по техніці безпеки.
  13.  В.П.Семеніхін. Виготовлення інструментів в шкільних майстернях. Москва. Просвіта. 1987. –В книзі з досвіду роботи вчителя праці висвітлено питання виготовлення інструментів в шкільних майстернях силами учнів за розробленою технічною документацією. Велику увагу приділено вихованню в учнів бережливого ставлення до інструментів та матеріалів.


Де б ми не були – у школі чи вдома, у місті чи в селі, на заводі чи в полі – скрізь ми натрапляємо на велику кількість різноманітних механізмів і машин – від мініатюрних
 наручних годинників і до реактивних літаків, потужних прокатних станків і космічних кораблів. На одних машинах виготовляють тканини, на інших друкують книжки й газети, виробляють деталі машин. Усю різноманітність обладнання людина одержала як наслідок розвитку науки і техніки. Насичення сучасної промисловості та інших галузей господарства країни машинами та апаратурою, що полегшують працю багатьох мільйонів людей, стало завдяки широкому й інтенсивному розвитку машинобудування.

Саме токарі – новатори, верстатники широкого профілю, винахідники й раціоналізатори запроваджують нові високопродуктивні пристрої та інструменти, раціоналізують прийоми праці.

 Серед архівних документів, що якось інформують нас про створення токарного верстата є такі, з яких видно, що майстри древнього Єгипту ще 1500 років до нашої ери, застосували цей спосіб для різання й обточування циліндричних форм різної конфігурації. Крім того, вони вдосконалили цей спосіб, додумавшись обертати не інструмент, а заготовку! Незважаючи на те, що це був дуже примітивний і громіздкий верстат, однак він заклав базу сучасних метало - та дереворіжучих токарних верстатів.

Древньоєгипетський токарний верстат мав таку конструкцію: товста дерев’яна дошка-основа була покладена на кілька опор-основ. У сучасному верстаті це називається станина, яка спирається на дві опори. На станині розташовуються робочі частини верстату.

До дерев’яної товстої дошки — основи було прикріплено дві масивні колодки, які слугували для кріплення заготовки. У сучасному верстаті їх роль виконують ліва (передня) і права (задня) бабки.

Кожна масивна дерев’яна колодка мала загострені утримувача. Їх вістря спрямовувалося одне на одне і тримало у своїх центрах заготовку, одночасно виконуючи роль вісі, навколо якої і оберталася заготовка. Так само і в наші дні токарний верстат по дереву має на передній бабці тризуб в центрі якого гострий конус, а у задню бабку, яка стала пересувною, встановлено конусний центр, який може висуватися. Завдяки задній пересувній бабці між центрами можна затиснути різної довжини заготовку.

У перших токарних верстатах обертання заготовки мало перемінний характер — вперед-назад. Для цього середню частину линви спірально обмотувалася навколо заготовки. Водячи вперед-назад загнутою палицею, до кінців якої кріпилася линва, підмайстер приводив у рух заготовку. Як тільки заготовка оберталася в сторону майстра, він підводив до її поверхні кінчик міцно затиснутого у руках різця і знімав потрібного розміру стружку. Коли обертання ставало у зворотну сторону, відбувався холостий хід.

Перші писемні відомості про застосування верстату за допомогою якого обробляли деревину та м’які метали, можна прочитати і у творах Гомера. Римський архітектор Ветрувій у І віці до нашої ери теж писав про застосування токарних верстатів для обробки денця мідних циліндрів.

У рукописах Плінія Старшого, ми можемо прочитати перший запис про те, хто створив токарний верстат більш схожий до сучасного. Вчений і державний діяч І століття нашої ери Пліній приписував його створення Феодору Самоському.

З тих саме грецьких рукописів відомо, що жив цей винахідник на острові Самосі в Егейському морі і був найкращим майстром в ювелірній і механічній справі, архітектурі і будівництві. Змушений за наказом тирана острова за дуже короткий строк, виготовити дванадцять нових металевих замків для дверей храму і перстень він зрозумів, що без вдосконалення токарного верстата йому не встигнути вчасно зробити замовлення.

Сьогодні, гортаючи старі гравюри та геми того часу, можна зустріти зображення бога Кохання, який гострить свої стріли на верстаті, зроблений грецьким майстром.

Ще з років тридцять тому, подекуди можна було зустріти майстрів точіння ножиць і ножів, які ходили по дворах з переносним устроєм, що за принципом дії був схожий на верстат Феодора.

Завдяки створення такого приводу обертання заготовки було покладено другу цеглинку у створенні сучасного токарного верстата і збільшення продуктивності праці токаря.

Токарний верстат у простому вигляді був відом ще у ІІ тисячолітті до н. е. Доказами цього служать різці які були знайдені в 1949 проф. Б. Куфтіним при розкопуванні Анневського кургану у Грузії[1]. Різець, що був знайдений, мав ріжучі кромки по обох кінцях стрижня, причому їх геометричні форми різні. Даний різець застосовувався для обробки деревини, золота та срібла. Відомий[2] також кам'яний рельєф, який відносять до еліністичної епохи Єгипту (близько 300 до н. е.) на якому можна побачити, уперше, токарний верстат.

Він мав дві стійки із центрами, між якими знаходилася деталь, що оброблялася. Її закріплення відбувалося зв'язуванням кінців стійок, які далеко виступали за лінію центрів. На деталь, що оброблялась накидували шнур, перетяганням якого забезпечувалося обертання.

Одна людина обертала деталь, а інша вручну підставляла різець і знімала шар матеріалу. Перші відомості[3] про гайку яка була виточена на токарному верстаті відносять до 362 р. н. е. Виготовлення токарних виробів з деревини, рогу, кістки і алебастру у римлян було розвинуто дуже широко, вони навіть мали спеціальний термін для позначення токарного верстата -- Tornus, а токаря -- Tornator. Ці терміни перейшли у романські мови.

Одним із головних модернізаторів токарного верстата у середньовіччі був Леонардо да Вінчі, який винайшов токарний верстат у якого рух шпинделя відбувався за допомогою ножної педалі. Також він у 1490 винайшов пристосування для підтримки різального інструмента[4].

На території Київької Русі також існувало токарне виробництво. Перші відомості можна знайти у Новгородській інвентарній книзі 15 ст. де в записі «Якимо-токар» було описано три типи токарних верстатів. В 16 -- 17 ст. токарне виробництво настільки розширилося, що з'явилися перші спеціальні майстерні-токарні, які займалися виготовленням деревяного посуду. Так при облозі Троїцько-Сергієвої лаври у 1608 було помічено факт існування в ній токарні[5].

У 17 ст. з'явилися токарні верстати, у яких виріб, що оброблявся, приводився в рух уже не м'язевою силою токаря, а за допомогою водяного колеса, але різець, як і раніше тримав у руці токар. На початку 18 ст. токарні верстати всі частіше стали використовувати для різання металів, а не дерева, і тому проблема твердого кріплення різця і переміщення його уздовж поверхні, що обробляється, була досить актуальною. Уперше проблема самохідного супорта була успішно вирішена в копіювальному верстаті А. К. Нартова у 1712.

Вже починаючи з 1750 токарні верстати мали всі сучасні елементи такі як ходовий гвинт, колеса зміни частот обертання, хрестоподібний супорт, відомий також копіювальний токарний верстат 1741.


Альтернативний токарний верстат по дереву з механічним приводом

Дана розробка токарного верстата є альтернативною до існуючої моделі СТД 120 М, яку в основному використовують в загальноосвітніх школах. І тут зрозумілими стають причини його застосування в школі. По-перше, для роботи на СТД 120 М необхідно пройти повне навчання прийомам точіння, кріплення, підбору та підготовки заготовок, знати причини травматизму і т.д. і т.п. А це все проходить під час навчання технічної праці в 7-му класі.

По-друге, як відомо стандартний токарний верстат вищевказаної моделі працює від електромережі 380 В (трифазний струм), що вимагає додаткові знання з електробезпеки. По-третє, знову ж таки СТД 120 М має дві швидкості обертання шпинделя (а відповідно і заготовки), але це все-таки дуже високі обороти. І, виходячи із вищесказаного, зрозумілим стає те, що раніше 7-го класу учні не зможуть приступати до токарної обробки деревини. А як відомо, діти мають неабияке бажання виточувати якісь певні дрібнички ще з 5-го класу. Та тут перепоною стають названі вимоги.

Використання ж представленого верстата цілком знімає дані проблеми. Мінімальний курс навчання підготує учня до роботи на такому, здавалося б, простому верстаті. Жодної небезпеки враження електричним струмом. А що стосується швидкості обертання заготовки, то тут ідеальні умови. Окрім того, якщо шляхом натискання ноги на педальну дошку верстата ми вибираємо оптимальну швидкість, то даний верстат оснащений триступінчатим веденим шківом (передня бабка), який підсилює або послаблює обертання шпинделя.

Використання задньої бабки надзвичайно просте. Притримуючись старинного способу кріплення (заплішування клином) зводить до мінімуму затрати сил при виконанні даної операції. Для цього достатньо одним або двома легкими ударами киянки вибити плішку задньої бабки з тильної сторони верстата, як вона легко рухатиметься уздовж пазу станини не змінюючи фронтального положення. Виставивши її на необхідну довжину, таким же самим чином заплішуємо знизу плішкою до повної її фіксації. Але, звичайно, що цього недостатньо для надійного закріплення заготовки. Тому на задній бабці передбачено також і гвинтове затискання заготовки із фіксуючою дерев’яною гайкою.

Подібна процедура застосовується до супорта верстата, який також повністю виготовлений із дерева (окрім підручника – підставки для різців). Для виточування конічних деталей всі частини суппорта рухомі – підручник із дерев’яною гайкою фіксації положення. А також є можливість провертання цілого суппорта, який кріпиться за допомогою дерев’яної шпильки з прорізаним гніздом для заплішування. Суппорт також рухається поздовж станини верстата при послабленій плішці.

У верхньому правому куті верстата змонтовано пристосування для зберігання токарних різців (планка із 6-ма отворами), що забезпечує зручність і швидку заміну різців при певній потребі.

Верстат приводиться в рух таким чином. Праву ногу слід поставити на педальну дошку, яка з правої сторонни закріплена віссю. Ліва сторона її має рухомий шатун, який кріпиться до кривошипа осі дерев’яного маховика, який також виконує функцію і ведучого шківа. Лівою рукою необхідно легко прокрутити маховик, задавши при цьому початковий поштовх обертання. Далі слід плавно натискати правою ногою на педальну дошку, при цьому вибираючи необхідну швидкість обертання заготовки.

Точіння заготовки проводиться згідно встановлених правил токарної обробки деревини.

Як показав експериментальний період використання данного верстата, учні із задоволенням та легкістю освоюють ази токарної обробки та мають певний підготовчий етап розуміння та навиків токарної роботи. Власне, на це і розраховано впровадження такого верстата в навчальний процесс, тому він і має гриф альтернативного верстата, оскільки служить певною альтернативою до підготовки учнів 5 – 6 класів (технічна праця) для роботи на токарних верстатах з обробки деревини. Навіть під час перерви учнів важко відірвати від роботи на ньому, оскільки приваблює технологія токартної роботи та цікавий та незвичний вигляд верстата. Навіть старші люди, які мають якусь певну уяву токарних робіт із певним захопленням пробують виконувати якісь токарні операції:

Верстат виготовлений із деревини з дотриманням фігурного оздоблення корпусу, що забезпечує максимальне дотримування старовинних традицій так званого верстатовиготовлення.

Що стосується назви «KILLINGER RM» то це данина пам’яті історичній династії (Німеччина), яка першою почала випускати дещо подібні верстати по обробці деревини і запустила їх в серійне виробництво.

(один із зразків перших токарних вестатів)

Деякі елементи будови верстата було запозичено саме у верстаті їхньої конструкції. Але в основу розробленого верстата взято певну кількість переглянутих та оброблених верстатів історично забутих моделей, за допомогою яких створено дану альтернативну модель, яка містить в собі цілу низку корисно-вдалих вузлів та деталей. Та попри все це, відсотків на 40%, дана розробка містить власні концептуальні ідеї принципу роботи та конкретних вузлів верстата.

Габаритні розміри верстата:

  •  Висота - 850 мм;
  •  Ширина – 520 мм;
  •  Довжина – 1450 мм;

Це допустимі розміри верстатів для проведення практичних робіт в умовах загальноосвітньої школи.

 Звичайно, виготовлення такого верстата є не дешеве і вимагає певної кваліфікації спеціаліста. Та ціль впровадження його в програму 5-6 класів трудового навчання (технічна праця) оправдає напевно всі витрати. Щодо фінансової спроможності виготовлення, то вона буде десь приблизно в межах 1000 – 1300 грн. за теперішніми цінами в період фінансової нестабільності та інфляції.

Для виготовлення токарного верстата було поставлено ряд вимог:

  •  Складність у виготовленні та простота у використанні;
  •  Надійність у роботі;
  •  Дешевизна виробу суттєвого значення не має;
  •  Безпечність у роботі.

Як висновок, хочеться акцентувати увагу на те, що даний верстат рекомендується використовувати під час навчання учнів 5-6 класів, як альтернативу використання токарного верстата СТД 120 М, що дає можливість кращого усвідомлення учнями токарного процесу та прийомам токарної обробки. Також, враховуючи відносну безпечність роботи на даній моделі, до роботи можуть сміливо допускатися також і дівчата даного вікового цензу, хоча тут необхідно враховувати їхнє бажання та фізичну форму.


Список використаної літератури

  1.  І.Т.Волкотруб. Основи художнього конструювання. Київ. «Вища школа». 1988.
  2.  В.И.Берков. Технічне вимірювання. Москва. «Вища школа». 1977.
  3.  І.М.Чернов. Порадник сільського умільця. Київ. «Урожай» 1979.
  4.  З.Н.Биков. Проектування і моделювання промислових виробів. «Вища школа». 1986.
  5.  П.Є.Шпара. Технічна естетика. Київ. «Вища школа». 1984.
  6.  Ю.С.Сомов. Композиція в техніці. Москва. «Машинобудування». 1987.
  7.  П.Г.Скотинянський. Практикум у навчальних майстернях. Київ. «Радянська школа». 1966.
  8.  Б.М.Терещук. Трудове навчання. Навчально-методичний посібник. Видавництво «Ранок», 2007.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34335. Производство серной кислоты контактным способом 23.5 KB
  Производство серной кислоты контактным способом Производство серной кислоты контактным способом включает четыре стадии: получение диоксида серы; очистку газа от примесей получение триоксида серы; абсорбцию триоксида серы. Третья стадия производства серной кислоты является основной. В четвертой стадии процесса производства серной кислоты охлажденный окисленный газ направляется в абсорбционное поглотительное отделение цеха. Поэтому SОз поглощается концентрированной серной кислотой в две стадии.
34336. Области применения серной кислоты и технико-экономические показатели ее производства 32.5 KB
  Области применения серной кислоты и техникоэкономические показатели ее производства. Производство серной кислоты одной из самых сильных и дешевых кислот имеет важное народнохозяйственное значение обусловленное ее широким применением в различных отраслях промышленности. Контактным способом получают около 90 от общего объема производства кислоты так как при этом обеспечивается высокая концентрация и чистота продукта. В качестве сырья для производства серной кислоты применяются элементарная сера и серный колчедан; кроме того широко...
34337. Производство аммиака и азотной кислоты 35 KB
  Производство аммиака и азотной кислоты В соответствии с принципом ЛеШателье при повышении давления и уменьшении температуры равновесие этой реакции смещается в сторону образования аммиака. Основным агрегатом установки для производства аммиака служит колонна синтеза Производство азотной кислоты: Азотная кислота одна из важнейших минеральных кислот. Такая смесь кипит без изменения концентрации кислоты. Современное производство азотной кислоты основано на процессах окисления аммиака и последующей переработке оксидов азота.
34338. Пр-во азотных мин.удобрений и их классификация 30.5 KB
  Прво азотных мин. Большинство азотных удобрений получают нейтрализацией кислот щёлочами.глубину потери 225; поглощается по типу обменной адсорбции Карбамид мочевина 2NH3CO2=NH2COONH4= =CONH22H2O 2000C; 20 МПа 466 Лучшее удобрение для внекорневой подкормки растений Аммиачная селитра NH3HNO3=NH4NO3Q 3435 Закисляет почву гигроскопична слеживается взрывоопасна Сульфат аммония 2NH3H2SO4=NH42SO4Q 20521 Эффективен под орошаемые культуры рис хлопчатник Среди азотных удобрений самая большая массовая доля азота в...
34339. Фосфорная кислота 24 KB
  Н3РО4 безводная фосф кислота представляет собой бесцветное вещество плавящиеся при температуре 42. Однако на практике имеют дело с жидкой Н3РО4 что объясняется склонностью Н3РО4 к переохлаждению при темп 121С При небольшом переохлаждении она представляет собой густую сиропоподобную жидкость плотностью 188 г см^3 При нагревании водные растворы ортофосф кислоты теряют воду образуя пирафосфорная а затем метофосф кислота. Безводная ортофосф кислота очень агрессивна.
34340. Особенности производства калийных удобрений 29 KB
  Выделение хлористого калия из сильвинитовых руд может быть основано на различии механических физических или химических свойств составляющих компонентов. Переработка сильвинитов для получения хлористого калия по галургическому методу основана на физикохимических особенностях системы NCl КС1 Н2О. Эта особенность системы NCl КС1 Н2О используется для производства хлористого калия из сильвинитов по галургическому методу. Рационально построенная схема производства хлористого калия из сильвинита должна учитывать следующие технологические...
34341. Фосфорные минеральные удобрения 24 KB
  Фосфорные минеральные удобрения Фосф. К фосфорным удобрениям относятся простой и двойной суперфосфат принадлежащие к классу водорастворимых удобрений и комплексные удобрения. Фосфор вносят в почву и с помощью сложного удобрения аммофоса. Фосфорные удобрения получают как физическими так и химическими методами.
34342. Технология производства и экономическая эффективность выпуска и использования пластмасс 30.5 KB
  Технология производства и экономическая эффективность выпуска и использования пластмасс. Изделия из пластмасс наиболее часто получают методами горячего прессования литья под давлением экструзии выдувания обработки резанием. Прессование применяется главным образом для переработки термореактивных пластмасс. термореактивная смола переводится в плавкое состояние при котором и происходит вторая стадия процесса формование; затем происходит реакция поликонденсации и пластмасса отверждается становясь неплавкой и нерастворимой.
34343. Сырьевые материалы и основы производства резины 28 KB
  Резину изготавливают с помощью вулканизации. В результате вулканизации каучук превращается в прочную эластичную упругую массу резину. В результате вулканизации молекулы каучука сливаются между собой дисульфидными мостиками в одну трехмерную макромолекулу. Большую роль играют так называемые ускорители вулканизации органические соединения содержащие серу или азот меркаптобензтиазол дифенилгуанидин и др.