Технология обработки древесины на деревообрабатывающих станках

60

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава I. Методика обучения школьников технологиям обработки древесины

1.1. Сущность технологического образования

1.2. Методика обучения школьников станочным операциям

1.3. Обучение работе на деревообрабатывающих станках

Глава II. Разработка методического пособия для изучения технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке

2.1. Обучение школьников на вертикально-фрезерном станке

2.2. Развернутые сценарии уроков

2.3. Планы уроков технологии

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

В промышленном производстве необходимы, прежде всего, профессиональные общетехнические знания и умения, в частности, инженеру-конструктору, инженеру-технологу, инженеру-механику, техникам, технологам, а также рабочим различных профессий и специальностей.

Поскольку в изучение машиноведения входят изучение деревообрабатывающих станков есть необходимость в изучении работы на вертикально-фрезерном станке, исходя из этого - выбранная тема курсовой работы является актуальной.

Объектом работы является вертикально-фрезерный станок.

Предметом работы является изучение технологии обработки древесины на деревообрабатывающих станках.

Целью является разработка методического пособия для изучения технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке.

Гипотеза данной работы сводится к тому, что выполнение проектной деятельности эффективно если:

В содержание обучения будут введены изучение технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке.

Для наибольшей эффективности освоения материала на занятиях будут использоваться учебно-методические стенды.

Задачами курсовой работы являются:

Обзор теоретической и методической литературы по теме курсовой работы.

Изучить устройство вертикально-фрезерного станка.

Разработать методическое пособие для изучения технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке.

Методами курсовой работы при выполнении поставленных задач являются:

Теоретический анализ научно-технической и методической литературы по технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке.

Применение логических приемов сравнения, анализа, синтеза, абстрагирования и обобщения для построения дедуктивных и индуктивных умозаключений, представленных в изложении данной работы.

ГЛАВА I. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ТЕХНОЛОГИЯМ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

1.1. СУЩНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кардинальные изменения социально - экономических ориентиров общества в сфере духовных и материальных ценностей, необходимость подготовки выпускников школы к жизни в условиях самостоятельного преодоления сложностей рыночной экономики ставят проблему совершенствования системы технологической подготовки на качественно новый уровень учащихся. Установлено, что процесс подготовки к труду должен не просто соответствовать требованиям уровня развития техники и технологий, но и гибко реагировать на возможную схему избираемых обществ, альтернатив.

Технология - это определенная последовательность производственных операций, действий, обеспечивающих изготовление какой - либо продукции заданных параметров, качеств. Технология занимается выявлением физических, химических, биологических закономерностей с целью изучения и использования наиболее эффективных и экономных процессов.

XXI век ознаменован становлением новой парадигмы образования, нацеленной на развитие личности в динамично изменяющемся мире.

Технологическое обучение - это процесс подготовки учащихся и молодежи к практической деятельности на основе формирования в их сознании технологической картины мира как важнейшего элемента мировоззрения и развития таких качеств личности, как преобразующее мышление и творческие способности.

Технологическое образование представляет собой прогрессивную линию движения человека, процесс развития талантов и способностей личности, стремление к совершенствованию интеллекта через реализацию собственных умений и навыков, способность приобретать и систематизировать знания, и как результат - адаптацию к социальным и технологическим изменениям.

Реализация образовательных, развивающих возможностей образовательной области «Технология» представляет собой многостороннее взаимодействие учащихся как активных субъектов деятельности с окружающей социально - экономической, производственной, природно-социальной средой, в процессе, которого они формируются как личности - представители экосистемы «Человек - Природа - Общество».

1.2. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ СТАНОЧНЫМ ОПЕРАЦИЯМ

При обучении учащихся станочным операциям и при ознакомлении с общими сведениями о технологических машинах перед учителем труда, кроме общих учебно-воспитательных задач трудового обучения, ставятся следующие основные задачи:

раскрыть преимущества машинного труда по сравнению с ручным;

познакомить с общим устройством сверлильного, токарного и фрезерного станков и дать на этой основе представление о технологической машине;

сформировать основные понятия о детали, механизме, машине. Дать представление о классификации машин;

обучить работе на деревообрабатывающих и металлорежущих станках. Дать представление об обработке материалов снятием стружки;

познакомить на базе деревообрабатывающих и металлорежущих станков с типовыми деталями машин, видами их соединений и механизмов;

познакомить с процессом разборки и сборки машин и отдельных сборочных единиц.

Учебной программой по труду в V--VII классах по соображениям дидактики на обработку материалов вручную отводится больше времени, чем на обработку материалов на станках. Чтобы у учащихся не сложилось на этом основании неправильное представление о главенствующей роли ручной обработки материалов в условиях современного промышленного производства, учитель должен дать учащимся понятие о преимуществах машинного труда и показать его место в народном хозяйстве. Для этой цели обработка материалов на станках сопоставляется с обработкой материалов вручную по показателям, которые позволяют убедиться в ее преимуществе, а именно: производительность труда, точность обработки, трудоемкость процесса изготовления детали.

Раскрывая преимущества машинной обработки материалов по сравнению с ручной, следует в то же время предостеречь учащихся от недооценки значения слесарной и столярной профессий для народного хозяйства. Поэтому учитель, с одной стороны, подчеркивает, что ручная обработка не утратила и еще долго не утратит своего самостоятельного значения, а с другой стороны, показывает на примерах что, владея приемами ручной обработки, легче научиться работе на станках.

Задачи политехнического образования требуют, чтобы учащиеся имели общие понятия о машине, детали, механизме и т. п. На базе этих понятий можно систематизировать знания учащихся по машиноведению.

Впервые учащиеся встречаются с деревообрабатывающими станками в V классе. Конечно, пятиклассники не подготовлены еще к тому, чтобы воспринять станок как машину. Знакомство их с данным оборудованием носит в основном описательный характер. Однако уже здесь необходимо сообщать ученикам знания, которые послужат впоследствии базой для формирования понятия «машина».

Для этого нужно, прежде всего, указать на некоторые из качеств деревообрабатывающих и металлорежущих станков, характерные для любой машины: более высокую, чем при ручных видах работ, производительность труда и облегчение труда рабочего. В V классе учащиеся знакомятся с устройством сверлильного станка и выполняют на нем обработку древесины и металлов. Учащиеся узнают, из каких частей состоит сверлильный станок, приобретают умения по управлению станком и выполнению на нем основных трудовых приемов. Однако станок по-прежнему не рассматривается еще как технологическая машина.

В VI классе происходит качественное изменение в содержании изучения названного выше оборудования: станки рассматриваются как машины. Для такого изучения машин к этому времени созданы необходимые предпосылки. Учащиеся накопили достаточный опыт и получили начальные знания по физике, необходимые им для осмысливания процессов, происходящих в станках, с позиций основ наук. Таким образом, учащиеся оказываются подготовленными к формированию понятия «машина», и оно дается им вначале на примере токарного станка, а затем представление учащихся о машине расширяется.

Можно создать у учащихся некоторое представление о классификации машин. Задача эта вполне обоснована и посильна, если опереться на опыт учащихся и их знания по основам наук.

В настоящее время машины принято делить на две большие группы. Это машины-орудия и машины-двигатели. В свою очередь, среди машин-орудий различают машины технологические, а также машины транспортные и транспортирующие. На занятиях в мастерских учащиеся знакомятся достаточно подробно и глубоко с технологическими машинами. Знакомятся они также с электрическими машинами. К этому нужно добавить знания учащихся о двигателях внутреннего сгорания, а также их знания на базе жизненного опыта о назначении и устройстве транспортных машин. Если все это учесть, то становится очевидной подготовленность учащихся к формированию некоторого представления о классификации машин.

Формирование представлений о классификации машин строится на основе сопоставления различных машин по назначению и конструкции. При этом ставится задача показать, что при всем своем многообразии машины имеют много общего. Именно поэтому не обязательно знакомиться со всеми машинами (что практически и невозможно), чтобы составить себе представление о них. Достаточно рассмотреть наиболее типичные машины, по которым можно судить о родственных машинах, близких к типовым по своему назначению и конструкции. Например, опираясь на знания об устройстве токарного станка, можно создать у учащихся представление о металлорежущем оборудовании в целом. Таким образом, при формировании представления о классификации машин следует иметь в виду не ознакомление учащихся со всеми машинами, а обобщение знаний, которые были получены на занятиях по труду, предметам естественно-математического цикла и вне школы.

Большое значение придается ознакомлению учащихся с кинематическими схемами машин, так как именно на них легче всего показать то общее, что характерно для машин, различных по конструкции и назначению. Опыт работы учителей убеждает, что благодаря применению кинематических схем значительно облегчается изучение устройства машин, их регулирование, нахождение неисправностей.

Учащиеся знакомятся с общим устройством вертикально-фрезерного станка и овладевают приемами управления им, приемами обработки фасонных деталей. Вводятся понятия «деталь», «механизм», «машина», которые формируются на базе знаний учащихся об устройстве станка. Благодаря этому становится возможным создать у учащихся первые представления о типовых деталях, так как можно проиллюстрировать использование одинаковых деталей в различных станках. Вместе с тем можно познакомить на конкретных примерах с некоторыми специальными деталями.

Представление учащихся о машинах расширяется. Их знакомят с классами машин (машины-двигатели и машины-орудия).

Учащиеся знакомятся с развитием орудий труда на примере деревообрабатывающих и металлорежущих инструментов и машин. Перед ними раскрывается перспектива дальнейшего развития обработки металлов снятием стружки за счет автоматизации технологического процесса.

Вводится понятие «типовые детали», рассматриваются виды соединений и механизмов. При этом используются знания учащихся об устройстве деревообрабатывающего и металлорежущего оборудования.

Формируются умения по разборке и сборке. В качестве объектов работы используются сборочные единицы токарного станка.

Обобщаются знания учащихся по обработке металлов на станках. Для этой цели сопоставляются различные виды обработки и характерные для них режущие инструменты. На базе знаний учащихся по физике рассматривается процесс образования стружки. Учащиеся знакомятся с видами работ по изготовлению деталей машин на металлорежущих станках.

Сопоставляются металлорежущие станки с тем, чтобы выявить в них типичные черты, характерные для технологической машины. Таким образом, учебный материал по изучению элементов машиноведения и обработки материалов на станках взаимосвязан. И от того, насколько умело будет обеспечена такая взаимосвязь в учебном процессе, зависит успех в решении тех задач, которые поставлены перед учителем в связи с обучением учащихся машинной технике и труду.

Знакомство учащихся с машинной обработкой древесины на занятиях в мастерских ограничивается главным образом изучением сверлильного, токарного и фрезерного станков. На производстве же применяется много других станков. Поэтому учебный процесс должен строиться таким образом, чтобы учащиеся на примере сверлильного, токарного и фрезерного станков получили общее представление о станках и обработке материалов на них. Для этого нужно рассматривать каждый станок и вид обработки не сам по себе, а в связи с другими станками и другими видами обработки.

Сравнивая между собой различные группы станков, нетрудно увидеть в них много общего. Объясняется это тем, что обработка материалов на различных металлорежущих станках основана на одних и тех же законах физики, химии и других наук. Поэтому, усвоив общие закономерности, использованные при обработке материалов на металлорежущих станках, можно разобраться в принципе действия и устройства незнакомого станка.

Решающее значение при образовании формы детали имеют основные движения. В этом легко убедиться на примере токарного станка. Главное движение токарного станка - вращательное, поэтому детали, обработанные на нем, представляют собой круглые тела. Однако форма их в осевом сечении зависит от траектории движения резца. В зависимости от траектории движения резца детали можно придать форму цилиндра, конуса или шара.

Таким образом, для придания детали заданной формы и размеров станок должен иметь основные движения. Однако по своему характеру, как сами движения, так и их сочетания отличаются у станков различных групп. Так, на круглошлифовальных станках оба основных движения - вращательные, на поперечно-строгальном - прямолинейные, на токарном станке деталь имеет вращательное движение, а резец - поступательное, на фрезерном - наоборот, на сверлильном станке оба основных движения совершает инструмент. Образование заданной формы детали объясняется во всех случаях использованием одного и того же правила сложения движений.

По своему внешнему виду металлорежущие станки весьма разнообразны. Объясняется это тем, что на них приходится обрабатывать детали разной формы и размеров. Однако каждый станок, независимо от его конструкции, выполняет одно и то же назначение. Поэтому части каждого металлорежущего станка можно разделить в зависимости от их назначения на следующие четыре группы: для закрепления детали и инструмента; для обеспечения основного (главного) движения; для обеспечения движения подачи; для соединения в одно целое всех частей станка.

Для того чтобы разобраться в устройстве незнакомого станка, необходимо найти в нем упомянутые части. При анализе станка с такой точки зрения внешние отличия не смогут скрыть того общего, что связывает его с остальными станками, и благодаря этому можно применить свои знания и умения, которые были приобретены при изучении токарного станка, для работы, например, на строгальном, фрезерном и других станках.

Знакомя учащихся с устройством и работой настольного сверлильного станка, следует обратить их внимание, прежде всего на основные части и типовые механизмы станка и не загружать память учащихся второстепенными вопросами.

Объяснение устройства вертикально-фрезерного станка целесообразно проводить по такому плану:

а) рассказ о назначении и применении вертикально-фрезерных станков;

б) показ и объяснение устройства основных частей станка: станины, стола, электродвигателя, пускового устройства;

в) демонстрация и объяснение устройства и работы передаточного механизма и его деталей: ведущий вал электродвигателя; ведущий шкив ременной передачи; ремень; ведомый шкив ременной передачи; шпиндель (ведомый вал);

г) демонстрация и объяснение устройства механизма подачи резца;

д) обобщение сведений об устройстве и работе вертикально-фрезерного станка: закрепление детали; закрепление фрезы; передача движения резания; передача движения подачи; фрезерование.

Аналогично строится изучение устройства и работы токарного и фрезерного станков.

На примере токарного станка можно интересно и убедительно проиллюстрировать развитие орудий труда. Для этого следует познакомить учащихся с простейшими приспособлениями, применявшимися с незапамятных времен для обработки отверстий в камне, в которых приводом служил охотничий лук. На базе этого приспособления возник токарный станок с ручным лучковым приводом. Указанные конструкции описываются в литературе по истории техники.

Учитель обращает внимание учащихся на то, что токарный станок с лучковым приводом был весьма неудобен, так как половина времени уходила на обратный (холостой) ход лука, причем перемещением лука была занята одна рука работающего. Дальнейшее развитие токарного станка выразилось в появлении сначала ножного привода, а затем и люнета. Ножной привод, в свою очередь, был заменен приводом, вынесенным за пределы станка: маховик передачи вращал вспомогательный рабочий, а движение на шпиндель передавалось через канатную передачу, благодаря чему токарь мог сосредоточить свое внимание на инструменте.

Обзор развития орудий труда завершается формированием у учащихся представления об автоматизации технологических процессов. С механизацией труда учащиеся встречаются на занятиях в мастерских неоднократно. С автоматизацией учащиеся малознакомы; чаще всего их знания в этой области ограничиваются общими представлениями об автоматах по продаже газированной воды, почтовых открыток и т. п. Опираясь на эти представления, целесообразно показать, в чем заключается автоматизация работы на токарном станке. Для этого можно рассмотреть технологию изготовления болта и наметить вместе с учащимися, какие элементы работы станочника могут быть автоматизированы, а затем в общих чертах объяснить по схеме устройство простейшего токарного станка-автомата. На экскурсии или с помощью кинофильма желательно показать учащимся станок-автомат в действии.

Знания учащихся об устройстве и действии сверлильного и токарного станков становятся более прочными благодаря закреплению и некоторому расширению их в процессе практических работ по разборке и сборке машин и их узлов.

В качестве объектов работы при ознакомлении учащихся с операциями сборки и разборки рекомендуются части и узлы металлорежущих станков, в частности задняя бабка, люнет, патрон, коробка подач, фартук и другие части токарного станка.

Обычно количество объектов работы ограничено, поэтому невозможно проводить практические работы по сборке и разборке фронтально. В таком случае учащиеся делятся на звенья и работают поочередно в соответствии с графиком, составленным учителем. Возможна и такая организация занятий, при которой одно звено выполняет практические работы по машиноведению, второе - по обработке материалов на станках, а остальные - другие виды работ, предусмотренные учебной программой. Правда, в этом случае учителю приходится одновременно руководить выполнением нескольких видов работы, что создает определенные методические трудности. Устранить указанные трудности можно, если использовать - письменные инструкции, руководствуясь которыми учащиеся самостоятельно выполняют практические работы, а учитель контролирует их деятельность.

Применение письменных инструкций дает возможность повысить активность и самостоятельность учащихся, приблизить занятия в учебных мастерских к условиям производства. Инструкция должна быть лаконичной и вместе с тем содержать все необходимые сведения для выполнения практической работы.

Выполняя работы по разборке и сборке, учащиеся должны соблюдать ряд специфических правил безопасности труда. Прежде всего, они должны пользоваться исправными инструментами и применять их строго по назначению. Иногда, к сожалению, нарушению указанного требования способствует сам учитель, если выдает учащимся неисправный инструмент или не запрещает пользоваться им не по назначению, например, при отсутствии гаечных ключей требуемых размеров разрешает пользоваться прокладками, в результате ключ срывается с детали и может привести к травме. В процессе разборки и сборки учащимся приходится поднимать сборочные единицы машин, механизмы и т. п. Учитель следит, чтобы при этом не превышались нормы, допускаемые для детей.

Успешному выполнению работ по сборке и разборке способствует рациональная организация рабочего места. Опыт показывает, что нередко учащиеся складывают крепежные и другие мелкие детали не в заранее подготовленные коробочки, а куда придется, так что найти нужную деталь в общей их массе трудно. Учитель указывает учащимся на эту ошибку и допускает их к работе лишь после проверки того, насколько правильно организовано рабочее место.

Непосредственной разборке объекта предшествует ознакомление с его устройством и принципом действия. Учащиеся часто недооценивают значения этого этапа работы, а главное - не умеют направить свои действия, поставить перед собой конкретные задачи. Поэтому именно здесь важна руководящая роль учителя. Учитель разъясняет, что, прежде чем разобрать объект, нужно хорошо запомнить, как расположены детали по отношению друг к другу. Последовательность разборки запоминают для того, чтобы в обратном порядке произвести сборку деталей. Иногда приходится специально помечать детали, чтобы при сборке было легче установить их на прежнее место.

Объекты труда, используемые при обучении учащихся элементам сборочного процесса, должны служить в мастерских длительное время, так как часто менять их практически очень трудно. Поэтому учитель внимательно следит за тем, чтобы в процессе работы соблюдались такие правила, как применение молотков с бойками из цветных металлов либо подкладок из цветных металлов, смазывание деталей перед сборкой.

Формирование умений по разборке и сборке машин, механизмов и т. п. важно для политехнического образования, так как служит расширению представлений учащихся об основах современного производства, где сборка изделий в настоящее время широко распространена. Кроме этого, формирование умений по сборке и разборке связано с более глубоким ознакомлением учащихся с элементами машиноведения.

1.3. ОБУЧЕНИЕ РАБОТЕ НА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКАХ

Работа на станках связана с возможностью травматизма, поэтому особенное внимание должно быть уделено правилам безопасности труда. Опыт работы показывает, что учащиеся не всегда осознают грозящую им опасность и нарушают элементарные правила безопасности, пытаясь, например, остановить руками части станка, вращающиеся по инерции после выключения последнего, измерить на ходу станка деталь и др. Поэтому учитель подробно разъясняет учащимся правила безопасности труда и указывает, к чему может привести нарушение их. Конечно, предостерегать учащихся нужно так, чтобы не вызвать у них боязни к работе на станке. Известно, что некоторые учащиеся не сразу решаются работать на станке, и поэтому в процессе разъяснения правил безопасности труда нужно вселять в них уверенность в свои силы.

Работа на станке начинается с организации рабочего места. Учитель показывает на конкретных примерах, на что надо обратить особое внимание, например на правильное расположение инструментов в тумбочке и заготовок на стеллаже.

Непосредственной обработке материалов на станках предшествует ознакомление с приемами управления: включение и выключение станка, переключение коробки скоростей и подач, перемещение рабочих органов. Особое внимание следует уделить разъяснению правил пользования рукоятками, так как учащиеся, не понимая, чем это грозит, пытаются иногда переключать рукоятки, не останавливая станка.

Работая на станках, учащиеся овладевают приемами выполнения ряда операций. Так, после ознакомления с устройством и работой сверлильного станка и соответствующего инструктажа учащиеся накернивают центры будущих отверстий, закрепляют детали, подбирают и закрепляют сверла требуемого диаметра, подводят сверло к накерненному месту детали и выполняют сверление. Целесообразно предупредить учащихся, что сверло следует подавать равномерно, а по окончании сверления сквозного отверстия, когда сверло идет легче, необходимо с меньшей силой нажимать на ручку подачи. Следует предупредить и об опасности увеличения скорости подачи во время выхода сверла из сквозного отверстия.

Учитель внимательно следит за работой учащихся и своевременно предостерегает их от ошибок и нарушений правил безопасности труда. Чаще всего учащиеся делают такие ошибки при освоении приемов фрезерования:

Ненадежно закрепляют деталь. В таком случае учащегося не следует допускать к работе, пока он не научится закреплять деталь.

Чрезмерно или недостаточно нажимают на рычаг (ручку) подачи. Учитель должен положить свою руку на руку учащегося и продемонстрировать силу нажима.

Неправильно располагают заготовку по отношению к фрезе.

На занятиях рекомендуется продемонстрировать кинофильм «Вертикально-фрезерный станок», а во время экскурсии познакомить учащихся с различными производственными вертикально-фрезерными станками, в том числе станками-автоматами.

Работая на токарном станке, учащиеся обтачивают наружные цилиндрические поверхности, подрезают торцы и уступы, протачивают канавки, отрезают заготовки, растачивают отверстия. При этом могут применяться различные методики обучения трудовым операциям.

В одних случаях обучение строится так, чтобы учащиеся с первых уроков занимались общественно полезным трудом. Для этого объединяется изучение таких операций, как обтачивание наружной цилиндрической поверхности и отрезание, что дает возможность с самого начала придать работе учащихся производственный характер.

Другие учителя предлагают учащимся изучить сначала только одну новую операцию, а после овладения первоначальными навыками по ее выполнению приступить к следующей операции. Такая методика связана с различными формами организации занятий. Первая форма характеризуется тем, что учащийся, обрабатывая деталь, выполняет изучаемую и ранее усвоенные операции, а незнакомые ему операции выполняет учитель. По мере овладения операциями учащийся принимает все большее участие в изготовлении детали, а участие учителя становится соответственно меньше. Такая организация занятий удобна тем, что учащиеся с самого начала обучения могут включаться в производительный труд; благодаря последовательному изучению отдельных операций облегчается процесс овладения ими. Однако существенный недостаток такого обучения заключается в том, что значительное время на станке работает сам учитель, а школы, как известно, имеют небольшое количество станков.

Вторая форма организации занятий предусматривает такой подбор заготовок, при котором учащиеся, обрабатывая их, изучают все предусмотренные программой операции, переходя от простых к более сложным. Так, на первом занятии учащиеся обтачивают наружную поверхность заготовки, на втором - подрезают торцы и уступы, а на следующих - протачивают канавки, отрезают деталь и, наконец, растачивают отверстия. Таким образом, появляется возможность соединить обучение с изготовлением полезных изделий при сохранении последовательности изучения операций, оправданной с технологической и педагогической точек зрения. Стремясь быстрее изготовить изделие, учащиеся с интересом изучают новые операции. Однако необходимость в этом случае иметь большое количество заготовок затрудняет применение данной формы организации занятий во всех школах.

Третья форма организации занятий обусловлена тем, что одну и ту же деталь изготавливают два учащихся. При этом простейшие операции выполняет тот, кто только приступил к работе на станке, а более сложные - тот, кто уже работал на нем. Для этого заблаговременно, например, на кружковых занятиях, учитель обучает нескольких учащихся работать па станке. При данной форме организации занятий достигается более рациональное использование станков, чем при первой форме. Именно поэтому она широко распространена в школах.

При профессиональной подготовке рекомендуется изучать вспомогательные приемы отдельно от основных. При этом изучение вспомогательных приемов рассматривается как подготовка к овладению основными приемами. Эти рекомендации достаточно обоснованы, и с ними можно согласиться, когда идет речь о подготовке токарей. Что же касается занятий в мастерских, где учащиеся знакомятся лишь с элементами обработки материалов на станках, то опыт показывает, что процесс обучения ускоряется при одновременном изучении вспомогательных и основных приемов. Кроме того, в этом случае удается с самого начала соединить обучение с производительным трудом. Ранее в пособии приведена инструкция к работе «Наладка станка и обработка наружной цилиндрической поверхности», согласно которой учащиеся должны одновременно изучать основные и вспомогательные приемы. Аналогично можно организовать и другие практические работы на станке.

Изучение каждой новой операции, приема начинается с демонстрации их учителем, после чего 1--3 учащихся воспроизводят то, что они видели. Если учитель убеждается, что новый материал воспринят правильно, он предлагает учащимся приступить к работе. В процессе работы учащиеся должны себя контролировать. Поэтому очень важно вооружать их критериями для самоконтроля, на основании которых они могли бы судить, насколько успешно идет работа. Такими критериями могут быть цвет стружки, вибрация резца, чистота обработанной поверхности и др.

В процессе работы учащихся на деревообрабатывающих и металлорежущих станках следует знакомить их с типовыми деталями машин, механизмами, видами их соединений.

При решении указанной учебной задачи особенного внимания заслуживает ознакомление учащихся с понятием о типовой детали машин. Овладение этим понятием важно для развития технического кругозора учащихся. Раскрывая понятие «типовые детали машин», следует показать учащимся, что оно возникло как результат многолетней, кропотливой работы многих ученых и инженеров-практиков. Для того чтобы выявить типовые детали машин, необходимо было сопоставить между собой тысячи и тысячи различных конструкций машин и отобрать те детали, которые наиболее часто встречаются.

Опыт показывает, что учащиеся легко усваивают сущность данного понятия, но очень часто не осознают его практическое значение. Поэтому необходимо познакомить учащихся с тем, какие преимущества обеспечивает типизация деталей, как благодаря этому облегчается труд конструктора и технолога, повышается качество продукции, снижается ее себестоимость, упрощается изготовление запасных частей для машин.

Для развития технического кругозора учащихся особенное внимание следует обращать на то, что детали машин непрерывно совершенствуются. Например, в последние годы в машиностроении появляются подшипники, изготовленные не из металлов, а из других материалов. Так, подшипники качения изготавливаются из прессованной древесины и картона, подшипники скольжения - из сплава пластмассы с графитом, благодаря чему отпадает необходимость в смазке поверхностей трения. Знакомясь с такими фактами, учащиеся убеждаются в том, что изучаемые ими технические объекты нельзя воспринимать как навсегда устоявшиеся конструкции, что нужно находить пути для их совершенствования.

Вторым примером могут быть такие часто встречающиеся детали, как зубчатые колеса. Для того чтобы создать у учащихся целостное представление о конструктивных разновидностях зубчатых колес, необходимо не только охарактеризовать и продемонстрировать различные зубчатые колеса, но и сопоставить их между собой, сравнить их преимущества и недостатки. Известно, что основными показателями эксплуатационных качеств зубчатых колес являются плавность передачи движения и наибольший крутящий момент, который можно передать с одного вала на другой. По этим показателям и следует сравнивать различные конструктивные разновидности зубчатых колес. Следует подчеркнуть, что и сейчас, когда, казалось бы, машиностроение располагает таким солидным арсеналом зубчатых колес, рассчитанных на различные виды и величины передаваемой нагрузки, различную скорость вращения, точность работы, конструкторы не отказались от дальнейших поисков. Так, в последнее время появились зубчатые колеса с переменным передаточным отношением, которые позволяют изменять скорость ведомого вала на протяжении одного оборота. Появились также колеса со специальным профилем зубьев, который при той же прочности колес делает их меньше по массе. Это особенно важно, например, для самолетостроения.

Ознакомление с классификацией соединений деталей машин имеет большое значение для политехнического образования учащихся. Знакомясь с преимуществами и недостатками отдельных видов соединений, учащиеся приобретают знания, которые могут быть использованы ими при изучении устройства и работы любых машин, встречающихся на практике.

В процессе изучения механизмов передачи и преобразования движения учащимся можно указать, что для преобразования движения используется всего лишь семь основных видов различных механизмов, а для передачи вращательного движения - пять.

Наиболее полное представление о механизме можно создать у учащихся на примере токарного станка. Именно в этой машине встречаются основные механизмы, применяющиеся на практике (ременные, фрикционные, зубчатые, червячные, винтовые, реечные).

Рассматривая механизмы, целесообразно сопоставлять их между собой, анализировать преимущества и недостатки каждого из них.

Заканчивая ознакомление учащихся с обработкой материалов снятием стружки, целесообразно обобщить их знания на примере резания металлов на станках. При этом учитель подчеркивает, что сущность процесса стружкообразования остается неизменной, несмотря на то, что внешний вид стружки может быть различный (сливная стружка, стружка скалывания и надлома) в зависимости от обрабатываемого материала и режима работы. Сам процесс, стружкообразования может быть раскрыт перед учащимися
на научной основе, так как они знакомы по курсу физики с упругой и пластической деформациями материалов, которыми сопровождается резание металлов. Учащиеся подготовлены также к пониманию таких явлений, сопутствующих процессу резания металлов, как трение, нагревание заготовки, стружки и инструмента.

Обобщению подлежат также знания учащихся об инструменте, применяющемся для резания материалов. В связи с этим целесообразно, знакомя учащихся с новыми операциями, сопоставлять режущие инструменты по конструкции, показывая, что в них есть общего и различного. Так, например, токарный резец может быть рассмотрен в сравнении с зубилом. При этом делается вывод, что режущая часть резца, как и всех других режущих инструментов, имеет форму клина. Но форма режущей части токарного резца, если ее сравнить с режущей частью зубила, является более сложной, что объясняется более трудными условиями работы, в которых находится станочный инструмент. Опираясь на знания учащихся об устройстве сверла и токарного резца, можно объяснить, что фреза представляет собой как бы несколько резцов, сложенных вместе для повышения производительности труда, и предложить учащимся самостоятельно найти на зубьях фрезы режущую кромку, переднюю и заднюю поверхности. Опыт показывает, что такое задание посильно, оно активизирует учащихся, учит их находить общие признаки во внешне различных технических объектах.

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО ПОСОБИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ НА ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ

2.1. ОБУЧЕНИЕ ШКОЛЬНИКОВ НА ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ

В настоящее время в машиностроении широко используются детали, содержащие сложно-профильные поверхности: формообразующие поверхности штампов, прессформ, копиры и многие другие.

К основным способам получения деталей с такими поверхностями можно отнести литье, штамповка, резание. Однако только обработка резанием, в частности фрезерование, позволяет получить параметры поверхности близкими к заданным и сократить время последующей доводки. Очень часто этот метод является единственным возможным методом, это особенно важно на данный момент, так как большинство предприятий машиностроения перешли на серийное или мелкосерийное производство. Получение деталей фрезерованием, при таком типе производства, наиболее экономически оправдано.

Типовой технологический процесс обработки сложнопрофильных поверхностей включает в себя следующие операции: заготовительная, фрезерная, доводочная. Последняя выполняется вручную, при этом трудоемкость операции определяется выходными параметрами поверхности после фрезерования. Поэтому обеспечив высокий класс шероховатости на стадии фрезерования, можно сократить время на доводку, которая является наиболее трудоемкой частью технологического процесса.

Предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, угловыми, торцевыми, фасонными и другими фрезами. На станках обрабатывают горизонтальные и вертикальные плоскости, пазы, рамки, углы, зубчатые колеса, модели штампов, пресс-форм и другие детали из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Рис. 1.Вертикально-фрезерный станок

Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять твердосплавный инструмент.

На вертикально-фрезерных станках применяют следующие типы фрез: торцовые, концевые, шпоночные. Фрезы изготовляют цельными или сборными с напайными или вставными ножами.

Рис.2. Схема вертикально-фрезерного станка

В станине 1 размещена коробка скоростей 2. Шпиндельная головка 3 смонтирована в верхней части станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости. При этом ось шпинделя 4 можно поворачивать под углом к плоскости рабочего стола 5. Главным движением является вращение шпинделя. Стол, на котором закрепляют заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок 6. Салазки имеют поперечное перемещение по направляющим консоли 7, которая перемещается по вертикальным направляющим станины. Таким образом, заготовка, установленная на столе 5, может получать подачу в трех направлениях. В консоли смонтирована коробка подач 8.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей, корпуса напайных фрез -- из конструкционных сталей; на рабочие части зубьев фрез припаивают пластинки из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы различными механическими способами.

Режущее лезвие торцовой фрезы состоит из главного режущего лезвия 8, переходного лезвия 9 и вспомогательного лезвия 10. Зуб торцовой фрезы имеет главный угол в плане , измеряемый между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ₁ составляет 5-10^о. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности. Угол а плане на переходном режущем лезвии ₀=/2.

Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относятся прихваты, угольники, призмы, машинные тиски.

При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки. Они служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезеровании винтовых канавок.

Делительная головка состоит из корпуса 1, поворотного барабана 2 и шпинделя 4 с центром. В корпусе на шпинделе жестко закреплено червячное зубчатое колесо (обычно с числом зубьев 40), находящееся в зацеплении с однозаходным червяком. Вращение шпинделю сообщают рукояткой 6. Следовательно, при одном обороте рукоятки шпиндель сделает 1/40 оборота. На переднем конце шпинделя нарезана резьба для навинчивания кулачкового патрона или поводка. Делительный лимб 5 с отверстиями закреплен на полом валу, внутри которого расположен вал рукоятки 6. Для удобства пользования лимбом 5 имеется раздвижной сектор 7, состоящий из двух ножек, которые устанавливают так, чтобы между ними было необходимое число отверстий на лимбе. На шпинделе 4 закреплен лимб 3 для непосредственного деления заготовки на части.

Винтовые канавки фрезеруют при непрерывном вращении шпинделя делительной головки, которое он получает от винта продольной подачи стола фрезерного станка через сменные колеса. Заготовку устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки. В процессе обработки заготовка получает два движения -- вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения согласованы так, что при перемещении на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка делает один оборот.

В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи крутящего момента от шпинделя на фрезу. Базой для крепления фрезы на оправке может быть её центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу крепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором -- хвостовыми.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами. Это удобнее вследствие большой жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы, так как одновременно работает большое количество зубьев.

Вертикальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами.

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости.

Уступы фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами.

Пазы на вертикально-фрезерных станках фрезеруют за два прохода: прямоугольный паз концевой фрезой, затем скосы паза концевой одноугловой фрезой для паза типа «ласточкин хвост»; и для Т-образного паза фрезеруют паз прямоугольного профиля концевой фрезой, затем нижнюю часть паза -- фрезой для Т-образных пазов.

Закрытые шпоночные пазы фрезеруют концевыми фрезами, а открытые -- концевыми или шпоночными. точность получения шпоночного паза является важным условием при фрезеровании, так как от неё завесит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при переточке по торцовым зубьям диаметр фрезы практически не изменяется.

Фрезерование цилиндрических зубчатых колес на вертикально-фрезерных станках осуществляется пальцевой фрезой.

Сложно-профильные поверхности могут включать в себя выпуклые, вогнутые и прямолинейные участки. Причем в качестве инструмента может использоваться однозубая или многозубая фреза. Кроме того, требуемый профиль можно получить поворотом или только поступательным движением фрезы, т.е. можно выделить следующие способы получения сложнопрофильных поверхностей:

- вогнутая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы;

- выпуклая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы.

В работе приведены формулы расчета шероховатости для всех указанных выше способов получения поверхностей. Однако расчет по данным формулам показал, что они требуют уточнения.

Уточненные зависимости имеют следующий вид:

Шероховатость вогнутой цилиндрической поверхность, получаемой за счет поворота оси фрезы на угол (рис. 1.а.)

или

где h - высота гребешка, получаемого при фрезеровании,

r - радиус кривизны обрабатываемой поверхности,

R - радиус фрезы,

s - подача,

a - угол поворота оси фрезы

Шероховатость выпуклой цилиндрической поверхность, получаемой за счет поворота оси фрезы на угол

Шероховатость выпуклой цилиндрической поверхность, получаемой за счет поступательного движения фрезы (рис. 1.г.)

Из показанных выше зависимостей видно, что шероховатость зависит от радиуса кривизны поверхности, радиуса фрезы и подачи. Наибольшее влияние оказывают две последние величины.

В приведенных зависимостях не учитывались случайные величины, такие как упругие деформации, вибрация узлов технологической системы, температурный фактор и некоторые другие, которые в меньшей степени влияют на модель шероховатости при обработке фрезой.

2.2. РАЗВЕРНУТЫЕ СЦЕНАРИИ УРОКОВ

Сценарий урока №1

Раздел программы: Элементы машиноведения

Тема: Вводное занятие.

Класс: 6

Время: 45 мин.

Образовательные цели урока - учащиеся должны усвоить следующие знания:

1. Ознакомиться с содержанием программы «Технология»;

2. Научить правильной организации труда и рабочего места;

3. Ознакомить с безопасностью и гигиеной труда

Развивающие цели урока - учащиеся должны развить умения и навыки:

1. Знать о цели и содержании программы «Технология»;

2. Знать правила поведения в школьной мастерской;

3. Учить технику безопасности.

Воспитательные цели урока:

Знание правил поведения в школьной мастерской позволят правильной организации труда;

Знание техники безопасности позволят избежать несчастных случаев.

Тип урока: изучение нового материала

Метод проведения урока: эвристическая беседа

Оборудование: оборудование школьных мастерских, доска, мел, эталон изготовляемой детали.

Литература:

Тищенко А.Т., Самородский П.С., Симоненко В.Д., Шипицын Н.П. Технология. Пробный учебник для мальчиков 7 класса /под ред. В.Д.Симоненко - Издательство Брянского пед. университета. - Брянск, 1995.

Подготовка учителя технологии к уроку. Учебно-методическое пособие. Автор-сост.: В.Г. Соловьянюк - Бирск, 2007.

Место проведения: учебные мастерские

Ход урока

Организационный этап

Учитель: Здравствуйте! Садитесь! (Ученики стоят у своих мест и садятся после слов преподавателя).

Дежурный кто сегодня отсутствует? (Дежурный класса сообщает об отсутствующих, если они есть).

Мотивационный этап

Учитель:

Сегодня мы приступаем к изучению нового раздела - «Элементы машиноведения».

Учитель:

Какие технологии вы знаете?

Ученик:

Технология обработки древесины, технология обработки металла, технология ремонтно-строительных работ.

Учитель:

Под технологией понимают совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в процессе производства продукции.

III. Изучение нового материала

Учитель: Теперь рассмотрим, что входит в рабочее место столяра:

1. Столярный верстак.

2. Стул.

3. Стеллажи, ящики, полки.

4. Тумбочки для хранения инструментов, приспособлений и заготовок.

Давайте вспомним из курса 5 класса, из чего состоит столярный верстак.

Рис. 1. Столярный верстак:

1 - предплечье; 2 - крышка с отверстиями; 3 - клинья лотка; 4 - передний зажим; 5 - выдвижные и поворотные пальцы.

Учитель:

Далее давайте вспомним, как правильно подобрать верстак для удобства работы?

Ученики:

Верстак должен быть на уровне положенных рук на его крышку!

Учитель:

Встать возле верстака, опустить руки вниз, положить руку на его крышку: если не требуется наклоняться или сгибать руку, значит, верстак подобран правильно.

Учитель:

Далее разберем основные правила техники безопасности

1. Работы выполняются в специальной одежде:

> халат;

> комбинезон или фартук;

> берет.

2. Основные правила техники безопасности при работе на верстаке.

Оберегать крышку верстака от повреждений режущими инструментами.

Не закручивать сильно передний и задний зажимы верстака.

Не ударять молотком по крышке верстака.

Клинья в отверстия верстака забивать только киянкой.

По окончании работы очищать верстак только щеткой.

IV. Практическая часть

1. Подобрать верстак в соответствии с ростом.

2. Потренироваться в закреплении заготовки в зажимах и между клиньями.

V. Подведение итогов урока, выставление и комментирование оценок.

Проверка закрепления заготовок, указание на недочеты. Уборка рабочих мест и помещения мастерской.

VI. Задание домашнего задания

Учитель:

Запишите домашнее задание: прочитать дополнительный материал.

Урок закончен. До свидания!

Сценарий урока №2

Раздел программы: Технология обработки древесины.

Тема урока: Этапы создания изделий из древесины.

Класс: 5

Трудовое задание (объект труда): составление технологической карты.

Время работы: 45 минут

Образовательные цели урока - учащиеся должны освоить следующие понятия:

1. Рассказать учащимся об этапах создания изделия из древесины.

2. Ознакомить учащихся с тем, что такое «брак».

3. Рассказать учащимся, что называют технологическим переходом.

4. Рассказать учащимся, для каких целей служат технологические карты.

5. Ознакомить учащихся с понятием «деталь» сборочной единицы.

Развивающие цели урока - учащиеся должны овладеть следующими видами действий:

Уметь делить процесс создания изделия из древесины на этапы.

Уметь владеть понятием «брак».

Учиться соблюдать технологический переход.

Уметь составлять технологические карты.

Уметь оперировать понятием «деталь» сборочной единицы.

Воспитательные цели урока - убедить учащихся в том, что:

Что важно научиться процессу изготовления изделия из древесины на этапы.

Что необходимо иметь представление о том, что такое «брак».

Что при создании изделия нужно соблюдать технологический переход.

Что необходимо составлять технологические карты.

Что важно уметь оперировать понятием «деталь» сборочной единицы.

Тип урока: Изучение нового материала.

Метод проведения урока: эвристическая беседа

Оборудование: оборудование школьных мастерских, доска, мел, эталон изготовляемой детали.

Литература:

Тищенко А.Т., Самородский П.С., Симоненко В.Д., Шипицын Н.П. Технология. Пробный учебник для мальчиков 7 класса /под ред. В.Д.Симоненко - Издательство Брянского пед. университета. - Брянск, 1995.

Подготовка учителя технологии к уроку. Учебно-методическое пособие. Автор-сост.: В.Г. Соловьянюк - Бирск, 2007.

Место проведения: учебные мастерские

Ход урока

Организационный этап.

Учитель: Здравствуйте! Садитесь! (Ученики стоят у своих мест и садятся после слов преподавателя).

Дежурный кто сегодня отсутствует? (Дежурный класса сообщает об отсутствующих, если они есть).

II. Мотивационный этап

Учитель:

Для того чтобы изготовить какое-либо изделие необходимо выполнить ряд действий, то есть пройти ряд этапов.

Надо заранее продумать, из каких материалов будет состоять изделие, какие инструменты нужны для этого, на каком оборудовании и рабочем месте, возможно, изготовить изделие.