Дизайн в обработке конструкционных материалов

алюминиевых и медных сплавов. Хорошие результаты при ЭХО аусте-

нитных сталей дает раствор  сернокислого натрия, а при обработке  вольф-

рама, молибдена, ниобия и  тантала – растворы щелочей. Известны также

более сложные системы, содержащие лимонную кислоту, бром, фтор и

другие компоненты.

   Для обеспечения стабильности процесса необходимо поддерживать в

определенных пределах величину водородного показателя pH. При pH=7

раствор химически нейтрален; при pH<7 он обладает кислотными свойст-

вами, при pH>7 – щелочными.

  В настоящее время применяется большое количество разновидностей

ЭХО. Обработка при малых  плотностях тока и в неподвижном  электроли-

те называется электрополированием. Схема электрополирования простая:

обрабатываемую деталь помещают в электролит и соединяют с  положи-

тельным полюсом источника  постоянного тока. Катодом служит пластина

из металла, не вступающего  в химическую реакцию с электролитом. При

прохождении тока наиболее интенсивно растворяются вершины микроне-

ровностей, появляется блеск  и достигается эффект полирования.

Электрополирование используют перед проведением гальванических

процессов, для снятия тонких слоев металла при изучении остаточных на-

пряжений, для удаления наклепанного слоя после процессов резания  и др.

Наряду с электрополированием  применяется и чисто химический процесс

– размерное травление («химическое  фрезерование»), сплошное и избира-

тельное. При избирательном  травлении места, не подлежащие обработке,

защищают слоем лака. Травление  ведется в водных растворах щелочей  и

кислот. Глубина травления  не превышает нескольких миллиметров, а

производительность –  невысокая (0,4...1,2 мм/ч). Этот процесс  наиболее

эффективен при обработке  рельефных поверхностей на деталях  из алю-

миниевых сплавов, а также  сталей и титановых сплавов с  большими пло-

щадями: вафельных панелей, створок, обшивок гондолы двигателя  и др.

По сравнению с процессами резания трудоемкость снижается  в 2-3 раза.

Электрополирование характеризуется  невысокой интенсивностью

съема металла из-за низкой плотности тока на аноде (i менее 0,1 А/см2) и

постепенным замедлением  процесса вследствие пассивации анода  неэлек-

тропроводными частицами  гидроксидов металла.

    Различают следующие разновидности ЭХО.

1. Анодно-гидравлическая  обработка ведется в условиях  интенсивного

проточного движения электролита  и малого зазора между электродами

(0,5...1 мм).

2. Анодно-механическая обработка,  при которой продукты анодного

растворения удаляются за счет механического воздействия  вращающегося

диска или движущейся ленты. Применяется в заготовительных  цехах для

разрезки заготовок из труднообрабатываемых металлов.

3. Электроабразивная (электроалмазная)  обработка ведется абразив-

ным или алмазным кругом на металлической связке. Применяется  в инст-

рументальных цехах для  изготовления фасонного инструмента.

    Наиболее широкое развитие получила первая разновидность – ЭХО в

поточном электролите. Она  используется при выполнении следующих  ра-

бот:

1) при неподвижных электродах: а) калибрование; б) контурная  обра-

ботка; в) удаление заусенцев; г) скругление кромок; д) маркировка;

2) при поступательном  перемещении электрода: а) копирование;  б)

прошивка отверстий; в) протягивание; г) калибрование; д) острение;

3) при вращении катода: а) обработка плоских и фасонных  поверхно-

стей; б) отрезка; в) кольцевая  вырезка;

4) при вращении анода:  а) обработка фасонных поверхностей (наруж-

ных и внутренних); б) обработка  канавок (прямых и спиральных); в) от-

резка;

5) при сложном движении  электрода: а) вырезка проволокой (стерж-

нем); б) вырезка трубчато-контурным  методом.

Наибольшее промышленное применение в настоящее время  получили

процессы копирования  фасонных поверхностей и прошивки глухих и

сквозных отверстий различного профиля, калибрование шлицевых отвер-

стий после термообработки, удаление заусенцев, в которых используется

ЭХО в проточном электролите. Точность обработки составляет 0,2...0,3мм.

 

[7, 8,11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава III Возможности применения дизайна в обработке конструкционных материалов на уроках технологии

 

    В учебном процессе по изучению технологии применяются самые различные средства обучения. Среди них большое место занимают средства наглядности, или так называемые наглядные пособия. В качестве средств наглядности могут использоваться подлинные технические явления, процессы,- предметы реального мира и их изображения, а также специально изготовленные в дидактических целях учебно-наглядные пособия. С помощью этих пособий можно продемонстрировать учащимся дизайн образцов изделий из конструкционных материалов.

    Применение средств наглядности на уроках технологии значительно активизирует познавательную деятельность учащихся и обеспечивает сознательное и прочное усвоение ими изучаемого материала.

     Для того чтобы в обучении технологии при изложении учебного материала, при инструктировании учащихся по практическим работам постоянно обеспечивать живое восприятие изучаемых технических устройств, инструментов, приемов работы и т.д., необходимо все разнообразие средств наглядности привести в определенную систему.

    В настоящее время и в перспективе особо значимую роль играет и будет играть в обучении технологии ЭВМ. Она выступает не только как средство обучения, но и как объект изучения учащимися. Применение при обучении технологии в общеобразовательных учреждениях ЭВМ создает возможность накопления в значительных объемах текстовой аудиовизуальной учебной и справочной информации. С помощью компьютеров можно создавать такие учебные ситуации, когда ученик будет сам решать поставленные задачи, используя информацию из компьютерного банка данных. Такой задачей, может быть разработка технической модели, используя программы для графического моделированя, например 3Dmaxstudio. Мы реализуем метод проектов, применяя современные технологии. [15, 20, 24, 25,]

 

   Пример урока технологии с применением дизайна в обработке конструкционных материалов:

 

Тема урока: «Сверление, клепка и окраска изделия»

Цели урока: Дать представление детям об устройстве и назначении сверлильного станка.

Задачи:

Образовательная: научить приемам пробивания, сверления, соединения и окраски изделий, познакомить учащихся с устройством и назначением сверлильного станка, дать понятие о ременной и реечной передаче;

Развивающая: развить точность и аккуратность в трудовой деятельности, память, мышление, расширить политехнический кругозор и пополнить научное представление о окружающем мире.

Воспитательная: воспитать у учащихся ответственность, бережность и соблюдение правил техники безопасности.

Тип урока: комбинированный.

Организационный момент.

Учитель приветствует класс, проверяет посещаемость, готовность к уроку.

I. Вводный инструктаж.

1. Подготовка учеников  к изучению нового материала.

На этом этапе урока  учитель проверяет домашнее задание.

Затем учитель сообщает школьникам тему занятия: Сегодня тема нашего урока  – «Сверление, клепка и окраска  изделия». Мы изучим назначение и устройство сверлильного станка, виды и способы  клепки листового металла и технологию окраски изделия.

    2. Сообщение нового материала.

Учитель озвучивает новый  материал. Например: Включают станок с  помощью пусковых кнопок. Вращение от электродвигателя через ременную передачу, закрытую ограждением, передается шпинделю станка. В нижней части  шпинделя устанавливается сверлильный  патрон — в нем закрепляют сверло или другой режущий инструмент. Поворотом  рукоятки осуществляется подача сверла при сверлении. На столе станка с  помощью тисков или других приспособлений закрепляют обрабатываемые заготовки.

Приступая к работе на станке, осматривают его, проверяют исправность. Нажимают на кнопку «Пуск» и убеждаются, что станок работает. Нажатием на кнопку «Стоп» выключают станок.

   Сверло должно быть зажато в патроне прямо, без перекоса. Перекос можно обнаружить по неровному вращению или так называемому биению сверла. Заготовку с предварительно размеченным и накерненным центром будущего отверстия размещают и закрепляют на столе станка в машинных тисках. При сверлении отверстий малого диаметра заготовки можно закреплять с помощью ручных тисков или струбцин.

 

Рис. 1. Сверлильный станок.

Рис. 2. Закрепление патрона  станка и сверла.

 

Для соединения листов металла  можно применять заклепки. Заклепки — это крепежные детали, состоящие из закладной головки и стержня. Их изготавливают из мягкой стали, меди, алюминия, латуни. Существуют заклепки с полукруглой, потайной, плоской, полупотайной головками.

Для соединения деталей заклепками вначале размечают центры отверстий  под заклепки. Затем пробивают  отверстия пробойником или сверлят.

Заклепку вставляют в  отверстие, причем длина выступающей  части заклепки должна равняться d. Закладную головку размещают в углублении поддержки и ударами молотка по натяжке сближают соединяемые детали одну с другой. Затем круговыми ударами молотка расклепывают замыкающую головку и придают ей правильную форму с помощью обжимки.

 

Рис. 3. Виды заклепок (с полукруглой (а), плоской (б), потайной (б) и полупотайной (г) головками).

Рис. 4. Этапы получения  заклепочного соединения: а — сверление отверстий; б — размещение заклепки в отверстии; в — осаживание заготовок; г — расклепывание замыкающей головки; д — формирование замыкающей головки (1—натяжка; 2— поддержка; 3— молоток; 4— обжимка).

 

    Любое изделие должно иметь красивый внешний вид. С этой целью изделия из тонколистового металла и проволоки зачищают напильником и шлифовальной шкуркой и покрывают краской или лаком.

Зачистку деталей начинают с запиливания кромок, заусенцев  и острых углов напильником с  мелкой насечкой. После этого шлифовальной шкуркой снимают неровности и  царапины на поверхности деталей, а  также старательно счищают следы  ржавчины.

Перед окраской или лакированием поверхности детали обезжиривают специальными растворами.

Краску или лак наносят  методом распыления из баллончиков  или кистью равномерно по всей поверхности. Нанесенную кистью масляную краску тщательно растирают по всем направлениям. Эмалевую краску (эмаль) наносят без растирания. Второй слой краски или лака наносят после высыхания первого. Покрытие краской или лаком защищает поверхность изделий от коррозии.

Рис. 5. Окраска готовых  изделий методом распыления (а) и кистью (б.)

 

3. Самостоятельное получение  учениками новых знаний.

    На этом этапе урока используется метод мозгового штурма. Учитель предлагает для решения ученикам проблему. Они стараются найти её решение. На протяжении поиска решения учитель играет роль руководителя поиска, но поиск решения осуществляют только сами ученики. Например: ставит проблему поиска дизайнерского решения при изготовлении изделий в ходе практической части урока.

Действия учителя:

1.Разбивает класс на  группы

2.Необходимо довести до сознания учеников, что приветствуются любые идеи, что они должны попытаться комбинировать или усовершенствовать идеи предложенные другими.

3.Зафиксировать выдвижение  идей и дать им затем оценку.

4. Подводит итог мозгового штурма.

 

II. Самостоятельная работа школьников и текущий инструктаж

1. Самостоятельная работа  школьников по применению имеющихся  умений и текущий инструктаж.

    На этом этапе занятия ученики приступают к выполнению практической работы: «Сверление и клепка заготовки с применением дизайна».

Учитель проводит инструктаж по выполнению работы. Например: «на  этом уроке вы уже выяснили принцип  работы сверлильного станка и изучили  приемы клепки деталей из тонколистового металла. Теперь вам предстоит на практике познакомиться с устройством  станка и выполнением практических работ сверления и клепки ваших  заготовок. Первая часть практической работы состоит в изучении учебника. В нем подробно представлена вся  теоретическая информация необходимая  для выполнения практической работы.

   Ученики изучают строение станка по учебнику и зарисовывают приемы и разновидности заклепок, а так же макет станка. В ходе изучения они задают интересующие их вопросы.

   Во вторую часть практической работы входит выполнение практических работ на станке и соединение деталей изделия с помощью клепок.

Ученики по два - три человека подходят к станку и смотрят его  составные части, затем под наблюдением  учителя включают станок и сверлят  необходимые отверстия в заготовках. После чего на своих рабочих местах приступают к выполнению заклепочных  соединений.

III. Заключительный инструктаж.

   1. Обобщение и систематизация изученного материала.

Учитель подводит итоги занятия. Например: «на сегодняшнем уроке  мы изучали приемам сверления и соединения изделий из тонколистового металла, познакомились с устройством и назначением сверлильного станка, а также с возможностью примения дизайнерского решения при изготовлении».

    2. Контроль и оценка.

Работа на уроке оценивается  следующим образом. За каждое выдвинутое предложение решения проблемы ученик получает по два балла. Также оценивается  ответы на практической работе. Отрицательные  оценки за урок не ставятся.   [28, 30, 35, 37]

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Рис. 1

Схема изготовления детали методом прямого прессования:

1 – пуансон; 2 – обрабатываемый  материал;

3 – корпус; 4 – матрица; 5 – толкатель