9 клас 15.01.2024 Структура комплексного виробу та принципи вибору матеріалів для окремих його деталей

 15.01.2024

ТЕМА: Структура комплексного виробу та принципи вибору матеріалів для окремих його деталей

I. Актуалізація опорних знань

• 1.Які конструкційні матеріали використовують для виготовлення виробів?
• 2. Які матеріали використовують для виготовлення меблів?
• 3. Які техніки оздоблення виробів з деревинних матеріалів ви знаєте?
• 4. Що потрібно зробити перед початком виготовлення запланованого виробу?

II.  Вивчення нового матеріалу

1.     Проблемні ситуації

Завдання 1

Роздивіться технічний малюнок простої дитячої іграшки «Вантажний автомобіль» (мал. 1, а). Як ви вважаєте, з яких окремих частин (структурних елементів) складається така іграшка?

 

Мал. 1. Технічний малюнок дитячих іграшок: а — вантажного автомобіля; б — набору для конструювання

Завдання 2

Порівняйте структурні елементи іграшки на мал. (1, а) з пропорціями та величиною деталей набору для конструювання (мал. 1, б). Яку з деталей на мал. 1, б треба переробити і як, щоб з набору можна було скласти іграшку «Вантажний автомобіль» (мал. 1, а)?

Завдання 3

Поміркуйте, які матеріали треба використати під час виготовлення зображеної іграшки для того, щоб:

• вона мала невелику вагу, а матеріал для її виготовлення було легко обробляти;
• вона була міцною і легко підлягала ремонту в разі пошкоджень.

Виберіть вид матеріалу з наведеного в дужках переліку (жерсть, деревина, ДВП, пінопласт), з якого, на вашу думку, має бути виготовлена іграшка.

Структура (англ. structure) — це характеристика складових частин і просторова будова об'єкта, взаєморозміщення частин, деталей, елементів, певний взаємозв'язок частин, які забезпечують функціонування об'єкта.

Чим складніша структура комплексного виробу, тим ретельніше слід продумувати конструкцію кожної окремої деталі та спосіб їх кріплення між собою. Завдання ускладнюється, якщо у конструкцію виробу закладено можливість виконання певного руху або його передачі та перетворення.

Мал. 2. Види механізмів передачі та перетворення руху

Завдання 4

Пригадайте з навчального матеріалу за шостий клас тему про механізми передачі та перетворення руху.

Розгляньте кожен з видів передачі, показаних на малюнку 2. Назвіть види передач, позначені позиціями а-г. Як ви вважаєте, для яких видів комплексних виробів (флюгери, моделі літаків, автомобілів, кораблів, пристосування для роботи в навчальних майстернях тощо) можуть бути використані наведені види механізмів?

Комплексний виріб (модель) може бути діючим або демонстраційним (показувати тільки зовнішні характерні ознаки механізму або машини). Залежно від цього для конструкції виробу обирають і відповідний матеріал. Якщо виріб має відображати лише зовнішню форму (стендова модель) — матеріал обирають, виходячи з простоти технологічних операцій та легкості його обробки (ДВП, м'які породи деревини, пінопласт, пінополістирол, органічне скло).

    Якщо виріб (модель) відтворює дію та рухи прототипу або це пристрій для використання у технологічних процесах шкільної майстерні, варто використовувати матеріал, який відповідає прототипу, або такий, що забезпечує надійне й безпечне функціонування (роботу) виробу.

    Підставою для вибору виду матеріалу комплексного виробу є також його зовнішня форма. Якщо виріб має оболонку у вигляді закритого корпусу (кузов для моделі автомобіля, корпус судна, фюзеляж літака), то вибір матеріалу залежатиме від форми деталі (містить плоскі поверхні чи опукло-увігнуті частини).

    Усі конструкційні матеріали мають ряд обмежень за своїми формотворчими можливостями. Наприклад, листові матеріали малої товщини (фанера, ДВП, полістирол) за нормальних умов (температура, вологість, тиск тощо) можна згинати з певною кривизною тільки вздовж однієї осі (мал. 3).

Мал. 3. Напрямок волокон у зовнішніх шарах фанери при її згинанні має відповідати напрямку стрілки

    Матеріали, які не мають яскраво вираженого спрямування волокон (ДВП, полістирол, органічне скло), за нормальних умов можна згинати у різних площинах, але ця кривизна може бути задана лише в одному напрямку, а її радіус буде достатньо великим.

    Якщо виріб за своєю конструкцією потребує застосування опуклої або увігнутої поверхні, потрібно змінювати або матеріал, або умови (температура, вологість), за яких його планують обробляти. Так, тонколистовому металу можна надавати доволі складної форми, вдаючися до пластичної деформації, навіть за нормальних умов (мал. 4).

Виколотка — ручна слюсарна операція для отримання деталей увігнуто-опуклої форми шляхом витягування (зменшення товщини) та осаджування (збільшення товщини) заготовок з металу (за результатами є протилежною до правки, яку вивчали у шостому класі).

Мал. 4. Деталі, отримані з тонколистового металу шляхом штампування або виколотки

    Для надання подібної форми деталям з органічного скла або полістиролу слід використовувати спеціальні пристосування (пуансон та матрицю) й, окрім цього, розігріти матеріал до температури, дещо вищої за його робочу.

    Якщо у виробі є поверхні дуже складної конфігурації, а вимоги до ваги та міцності деталі дуже жорсткі, варто виконувати технологічні процеси, дуже подібні до виготовлення деталей із пап'є-маше. Проте як вихідні матеріали в цьому разі використовують скляні або карбонові волокна та тканини й полімерні смоли (поліефірні або епоксидні).

III. Закріплення матеріалу

Чи добре засвоїли?

• 1. Розкрийте значення терміна «структура виробу».
• 2. Яким може бути виріб за призначенням та умовами його експлуатації?
• 3. Якими факторами обумовлений вибір матеріалів для виготовлення комплексного виробу?

Поясніть

• 1. За рахунок чого деталі з опуклою (увігнутою) формою міцніші (пригадайте завдання, у якому виявляли, чи можна розчавити куряче яйце, щільно стиснувши його долонями)?
• 2. Чому фанеру можна зігнути тільки в напрямку, перпендикулярному до напрямку волокон її зовнішніх шарів?

Підбиваємо підсумки

    Комплексний виріб може мати доволі складну структуру, яка ще більше ускладнюється за наявності рухомих елементів і механізмів передачі та перетворення руху.

    Вибір конструкційних матеріалів для виготовлення комплексного виробу здійснюється з урахуванням його призначення та умов використання. Залежно від виду форми виробу (проста гранчаста або складна криволінійна) слід обирати вид матеріалу та технологічні процеси його обробки.

Поглибте свої знання

Майстер конструював свого дерев'яного робота 6 місяців. Житель Запоріжжя Дмитро Баландін змайстрував у своїй оселі дерев'яного робота Сайлона (мал. 5).

                                                  Мал. 5. Дерев'яний робот Сайлон

Рухомий механізм на ім'я Сайлон складений із п'ятисот деталей. Зараз майстер працює над створенням другого дерев'яного робота-жінки.

IV.  Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал. Усно відповісти на запитання.