Дипломная (вкр): Разработка технологического процесса и изготовление электрического лобзика в условиях учебно-производственных мастерских

Для продольного фрезерования заготовок из древесины с целью получения базовой поверхности для дальнейшей обработки деталей предназначены фуговальные станки. В деревообрабатывающей промышленности используют фуговальные станки различной конструкции и ширины строгания, однако основные конструктивные части их аналогичны (рисунок 21). На станине станка установлен стол, состоящий из передней и задней частей. Переднюю часть стола устанавливают ниже задней на толщину снимаемого слоя, заднюю часть регулируют по высоте при помощи специальных винтов и устанавливают на уровне окружности ножей.[21]

Для строгания смежных сторон под требуемым углом имеется направляющая линейка, которая устанавливается под углом к столу до 45° и передвигается по всей его ширине. Поскольку ножевые валы на фуговальных станках открытые, они должны быть круглыми, а ножи - тонкими. Ножевые валы вращаются от индивидуальных электродвигателей через клиноременную передачу. Остальные узлы крепятся на чугунной станине. Для пуска, остановки и одновременного торможения станка имеются кнопочные устройства.

Фуговальные станки могут быть с ручной (СФЗ-3, СФ4-2, СФ6) и механической подачей (СФА4-2, С2Ф4, СФК6-1). На рисунке 23 представлен станок С2ФЗ-3.

Рисунок 19. Одношпиндельный фуговальный станок СФ6-7:

- станина; 2 - задний стол; 3 - ограждение; 4- направляющая линейка; 5 - ножевой вал; 6 - фиксаторы крепления направляющей линейки; 7 - кронштейн; в -передний стол; 9- шкала; 10- рукоятка настройки стола по высоте

Рисунок 20. Двусторонний фуговальный станок с горизонтальным и вертикальным шпинделями С2ФЗ-3:

- задняя направляющая линейка; 2 - автоподатчик,; 3- рукоятка; 4 - колонка; 5 - маховичок подъема автоподатчика; 6 - кромкофуговальная головка; 7 - ограждение; 8 - рукоятка настройки направляющих линеек на толщину снимаемого слоя; 9 - передняя линейка

На фуговальных станках с ручной подачей работает один рабочий (станочник), а с механической - два (станочник и подсобный рабочий). При ручной подаче заготовку осматривают, укладывают на передний стол станка и, прижимая левой рукой передний конец заготовки, а правой задний, плавно надвигают заготовку на ножи. Когда передний конец заготовки пройдет через ножи, левую руку переносят, прижимая заготовку к заднему столу. Покоробленные заготовки укладывают на стол вогнутой стороной вниз, плотно прижимая их к столу станка. Сильно покоробленные заготовки фуговать не следует, так как при этом снимется большой слой древесины, они станут меньше номинальных размеров и не смогут быть использованы по назначению.

При работе на станках с механической подачей заготовки подают торец в торец. Толщина снимаемого слоя не должна превышать 6 мм, а толщина стружки - 1,5.-.. 2 мм.[22]

Рисунок 21. этапы (б-г) фугования заготовок на станке:

- задний стол; 2 - направляющая линейка; 3 - заготовка; 4 - передний стол

.2      Процесс проектирования электрифицированного инструмента для нужд мастерских

Процессы проектирования и конструирования складываются из взаимосвязанных этапов и стадий, выработанных в результате длительного опыта и теоретических обоснований. Необходимо отметить, что процессы практического (производственного) проектирования и конструирования и процессы учебного проектирования и конструирования имеют ряд различий, связанных в первую очередь с целеполаганием. Если цель производственного проектирования и конструирования заключается в создании проекта как результата деятельности, то учебное проектирование и конструирования направлено в первую очередь на овладение кружковцами способами и приемами самостоятельного достижения поставленной познавательной задачи, удовлетворение познавательных потребностей, самореализацию и развитие личностных качеств, при этом сама новизна открытий и продукта проектирования и конструирования - субъективна.[23]

Одним из важных отличий учебного проектирования является комплексный характер данного процесса, предполагающий одновременную разработку учащимися (группой учащихся) функциональных вопросов, решение конструкторских, формально-эстетических, эргономических, технологических, экономических, организационно- практических и других задач. Данный подход позволит добиться создания в ходе учебного проектирования объекта, обладающего свойствами целостности и гармоничности. Кроме того, включение в образовательной процесс разносторонней деятельности открывает объективные возможности для проявления индивидуальности учащихся, их способностей, склонностей и интересов.[24]

Для выполнения общей комплексной задачи проектирования и конструирования на занятиях кружка необходимо решить ряд задач, взаимосвязанных и взаимообуславливаемых, но различающихся по своему содержанию и характеру деятельности.

Рассмотрев содержание процесса проектирования и конструирования, мы посчитали возможным выделить следующие виды задач :

информационно- исследовательские задачи;

конструкторские задачи;

технико-технологические задачи.

Информационно-исследовательские задачи. Данные задачи имеют своей целью сбор необходимой информации о исследуемом объекте или явлении, ее дальнейший анализ и обобщение. Вместе с тем, данные задачи направлены на развитие мышления учащихся и формирование приемов и способов мыслительной деятельности.[25]

Структура данной задачи строится, исходя из следующих этапов:

. Определение предмета информационного поиска, исходящее из общей задачи проектирования.

. Выделение его основных качеств и признаков.

. Определение критериев для сравнительного анализа.

. Сбор и осмысление полученной информации.

. Сравнительный анализ полученной информации.

. Обобщение.

Конструкторские задачи. Данные задачи направлены на построение модели проектируемого объекта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания задуманного.

Процесс решения конструкторской задачи строится на основе целостности процесса художественного и технического конструирования. Техническое конструирование направлено на создание объекта в его функциональной, материальной основе. Художественное конструирование направлено на создание целесообразной предметной формы, образа объекта, согласно закономерностям формообразования: упорядоченности, пропорциональности, гармоничности, динамичности, цветового оформления и т.д..[26]

Технико-технологические задачи. Данный вид задач, наиболее разработанный в курсе технологии и нет необходимости их подробного рассмотрения.

Согласно логике процесса проектирования, технико-технологические задачи направлены на осуществление практической реализации идеи проекта и имеют следующую структуру:

. Ознакомление с технической документацией.

. Планирование предстоящей деятельности.

. Подготовка материалов, оборудования и инструментов.

. Выполнение технологических операций по изготовлению отдельных деталей.

. Сборка отдельных узлов и всего изделия.

. Отделка изделия.

. Испытание в реальной действительности.

. Контроль качества осуществляется во время и после каждого этапа выполнения технико-технологической задачи.[27]

Следует отметить, что характер деятельности учащихся при выполнении данных задач не носит сугубо репродуктивный характер. Учащимся приходится так же решать вопросы, связанные с выбором материала, разработкой технологической последовательности изготовления изделия, созданием приспособлений, рациональной организацией технологического процесса, распределением ролей при групповой организации процесса, расчетом экономической целесообразности и т.д., то есть решать задачи на частично - поисковом и творческих уровнях деятельности.

1.3    Электрический лобзик как объект проектирования

Лобзик представляет из себя пилу, которая характеризуется возвратно-поступательными движениями пильного полотна, выступающего рабочим органом. Он имеет лыжу, предназначенную для направления пильного полотна при перемещении по поверхности, что обрабатывается, и совершающую движения с частотой в минуту до 3000 колебаний. Лобзик предназначен для резки широкого ассортимента материалов: древесины, металлов, гипсокартона, пластика, камня, стекла. К лобзикам всегда можно купить различные пилы и тем самым увеличить спектр их применения.[28]

Данный инструмент был изобретен в 1946 году. Его создатель - Альберт Кауфман, который заменил иглу в швейной машинке на лезвие. В продаже инструмент появился уже в 1947 году. Главное отличие электрического лобзика от ручного заключается в его большей функциональности и качестве разрезания. Ручной электролобзик имеет корпус с плоской платформой и ручку.

 <#"864212.files/image023.jpg"> <#"864212.files/image024.jpg">

Рисунок 27. Электрический лобзик:

- электрический двигатель; 2 - распилочный столик; 3 - пилочка; 4 - винты крепления пилочки; 5 - корпус лобзика

Грибовидные ручки предполагают выполнение более аккуратных резов при удерживании лобзика двумя руками, предварительно зафиксировав разрезаемую заготовку. Выбор лобзика с определенной формой ручки зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений покупателя. Выбирать стоит тот лобзик, с которым работать будет удобней.[31]

Бытовые электролобзики не предназначены для интенсивного использования, но невысокая цена настольного электролобзика и мощность, которой хватает для бытовых нужд, делают их незаменимыми в домашнем хозяйстве.

Профессиональные электролобзики характеризуются высокой износостойкостью и возможностью ежедневного многочасового (до 8 часов) использования. Существенная мощность подобных лобзиков позволяет совершать обработку материалов большой толщины. Расширенная комплектация и улучшенные характеристики отражаются на цене.

 <#"864212.files/image026.jpg">

Рисунок 29. Электрический лобзик DSH proxxon.

Если вам необходимо вырезать детали маленького размера, ручной электролобзик будет не очень удобен. Он является довольно тяжелым, поэтому его придется держать одной рукой и направлять заготовку другой. А настольный лобзик лишен этого недостатка. Пожалуй, неудобствами являются слишком большие размеры и сложность работы с большими деталями.[34]

Электролобзик является своего рода мини-станком для разрезания заготовок. Если вы приобретете электролобзик в магазине, скорее всего там будет предусмотрена возможность выбора мощности и регулировки частоты ходов пилки. Однако вы можете изготовить простейший самодельный настольный электролобзик, причем очень быстро. Потребуется ручной электролобзик, несколько винтов, кусок фанеры небольших размеров и всего час работы.

Правила использования настольного электролобзика. При работе с настольным лобзиком необходимо придерживаться некоторых правил:

1.      Во время резки не давите сильно на инструмент, иначе в лучшем случае сломается игла, в худшем - вы испортите работу.

2.      Время от времени заменяйте пилы. Старая пила может испортить и разрушить поверхность материала.

.        Если вы будете работать с органическим стеклом и цветными сплавами, плоскость изделия необходимо смочить водой. Такая операция позволит ускорить процесс и продлить срок службы пилы.

.        Если режете поверхность с толщиной менее одного миллиметра, подкладывайте под обрабатываемый материал лист дерева или фанеры.

.        Прежде чем проводить распил, необходимо закрепить материал. Длинные распилы лучше не делать от руки, линия может оказаться кривой.

.        Для разрезания разных материалов необходимы соответствующие полотна, со специальным шагом и длиной.

.        Осуществляйте повороты инструмента, поворачивая только заднюю часть инструмента.

.        При разрезании ламината, на линию среза наклеивается скотч, который уберегает материал от сколов.

.        Если возникает необходимость криволинейных срезов, устанавливайте маятник лобзика на минимум.

Ручной электрический лобзик <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%B8%D0%BA> включает в себя корпус с плоской платформой внизу и рукояткой вверху. Внутри располагаются двигатель и механизм, преобразующий вращательное движение вала двигателя в возвратно-поступательное движение направляющей.

В стационарных электролобзиках платформа расположена сверху, рукоятка отсутствует (станок неподвижен). Направляющая размещена в передней части корпуса и ориентирована вертикально. В нижней части направляющей закрепляется пильное полотно, которое выдвигается дальше платформы. Выступающая часть полотна при включенном двигателе совершает возвратно-поступательные движения, и полотно пилит материал.[35]

Ряд лобзиков снабжён так называемым маятниковым ходом, благодаря которому направляющая также поочерёдно наклоняется вперёд и назад, что ускоряет распил материала за счёт более эффективного вывода стружки. Использование маятникового хода допустимо только при прямолинейном пилении, поскольку в противном случае практически неизбежен перегиб полотна с последующим его заклиниванием или поломкой.

Для крепления полотен используется специальный хвостовик с прижимным винтом или специальным пружинным зажимом. Хвостовики стандартизованы, в основном применяются U- и Т-образные.

В подавляющем большинстве лобзиков используется принудительное охлаждение двигателя. При этом воздух втягивается через отверстия в задней части корпуса и выбрасывается через отверстия впереди. Обычно выходящий поток направляется к месту пиления, благодаря чему вырезаемая стружка сдувается и не мешает вести лобзик по линии реза, если линия была нарисована на поверхности. У некоторых моделей обдув линии реза можно отключать. В некоторых моделях предусмотрено подключение бытового пылесоса для отсоса стружки с места реза.

При помощи специальных креплений некоторые лобзики можно крепить к верстаку платформой вверх, что позволяет вести работу без необходимости вести массивный лобзик по детали. Многие лобзики снабжаются Т-образной направляющей, предназначенной для реза материала параллельно боковой кромке.

Существуют также стационарные варианты электрического лобзика, обычно оснащаемые асинхронным электродвигателем <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>.

Для электрических лобзиков выпускается широчайший спектр пильных полотен для различных материалов и с различным шагом и формой зубьев (влияют на соотношение чистоты пропила и скорости пиления), благодаря чему можно использовать один инструмент для широкого спектра работ.

Полотно в электрическом лобзике жёсткое и толстое и закреплено с одного конца. Благодаря этому можно пилить на любом удалении от краёв деталей и полотно относительно редко ломается. При необходимости начать резание с отверстия (если линия реза не выходит за пределы детали) полотно вводится в отверстие без отсоединения от крепления.