СУЧАСНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ ДЕРЕВИНИ
Тема: СУЧАСНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ ДЕРЕВИНИ
Мета: формувати в учнів поняття про сучасні методи обробки деревини; ознайомити із сучасним деревообробним інструментом; розвивати логічне мислення; виховувати культуру праці.
Ключові поняття: електрифікована машина, токарний верстат, електрофрезер, числове програмне управління, багатоопераційний верстат, безвідходна технологія.
Обладнання: відео, обладнання для показу відео, плакати, зразки інструментів.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.
ОЧІКУВАНІ НАВЧАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ
1.
2. Уміння визначати переваги електрифікованих знарядь праці.
3. Уміння пояснювати призначення і принцип роботи електрифікованого інструменту.
4. Уміння коментувати технічні характеристики електрифікованого інструменту.
5. Уміння пояснювати безвідходне виробництво в деревообробній промисловості.
ОРІЄНТОВНИЙ ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ УРОКУ
I. Організаційний етап.
II. Мотивація навчальної діяльності учнів.
III. Актуалізація опорних знань учнів.
IV. Вивчення нового навчального матеріалу.
1. Електрифікований ручний інструмент.
2. Сучасні
3. Безвідходне виробництво.
V. Лабораторно-практична робота Ознайомлення з інструкціями користувача побутових або професійних електроінструментів.
VI. Підбиття підсумків, оцінювання результатів роботи.
КОМЕНТАР ДЛЯ ВЧИТЕЛЯ
Теоретичний матеріал із цієї теми дуже розгалужений та вимагає багато часу на його засвоєння. Однак у шкільних майстернях зазвичай є електрифіковані ручні інструменти, тому краще звернути увагу на особливості їх використання. Враховуючи обізнаність учнів з окремими інструментами, проводиться спілкування за запитаннями:
– Які деревообробні інструменти належать до електрифікованих? Чому вони називаються електрифікованими?
– Яка енергія використовується в цих інструментах для виконання роботи?
– Яким інструментом – механічним чи електрифікованим – можна швидше та якісніше виконати роботу?
Можливо провести невеличкі дослідження, використавши ручний та електрифікований інструмент (коловорот, ручний дриль, електродриль), – по черзі просвердлити по одному отвору однакового діаметра в одному шматку пиломатеріалу. Отвір свердлить один учень, інший фіксує час виконання кожного отвору. Після експерименту учням пропонується обговорити результати.
Учитель підводить риску під обговоренням та робить висновок: використання механізмів (наприклад, механічний дриль) поліпшує характеристики інструментів та дає змогу виконувати роботу швидше, ніж за допомогою ручного простого інструменту (коловорот); використання електричного двигуна сприяє швидкому та якісному виконанню технологічних операцій без затрати значних фізичних зусиль. Саме електрифікований інструмент дає можливість у домашніх умовах або в шкільній майстерні виконати роботу за коротший проміжок часу.
У процесі вивчення цієї теми учні повинні засвоїти назви і призначення найпоширеніших видів електрифікованих знарядь праці, а також запам’ятати переваги цих інструментів перед ручними, призначення основних частин, навчитися визначати основні параметри і правила безпечної праці під час користування ними.
Також необхідно сформувати в учнів розуміння того, що найпродуктивнішим технологічним обладнанням є верстати. І саме вони використовуються на заводах, у столярних цехах та на інших видах підприємств. Деревообробні верстати є продуктивним засобом виробництва. Однак деякі дрібні роботи виконують за допомогою ручного електроінструменту.
Запитання до класу: Чи завжди потрібно та доцільно використовувати деревообробні верстати під час виготовлення виробів з деревини?
Учні по черзі висловлюють свої міркування (прийом “Мікрофон”). Учитель узагальнює відповіді учнів та підводить їх до висновку, що використання деревообробних верстатів виправдане лише тоді, коли необхідно виконати великий обсяг робіт, виготовити значну кількість виробів. Верстати мають потужні електродвигуни та споживають електроенергії більше, ніж ручні електрифіковані інструменти. Тому для виготовлення дрібних деталей проектованого виробу використовують електролобзик, електрофрезерну машину, електрорубанок та інші інструменти. Для виготовлення виробу можна використовувати також звичайні ручні інструменти в поєднанні з електрифікованими, такий спосіб організації виробництва дешевший. Таким чином, використання верстатів та електрифікованих інструментів повинне бути економічно обгрунтованим.
Для демонстрації сучасних деревообробних верстатів бажано підготувати презентацію, у якій показати й елементи історії розвитку цього інструменту (мал. 75).
Мал. 75. Орієнтовні слайди для презентації
Також по змозі слід продемонструвати роботу сучасних верстатів за допомогою відеороликів з відеосервісів:
– Комбінований деревообробний верстат Д250;
– Майстер Практик 2500;
– фрезерний верстат Корвет-86;
– рейсмусовий верстат Format-4 Exact 63;
– фрезерний верстат з ЧПУ 4-осьовий;
– CNC-1500 – токарний верстат із ЧПУ для різьблення по дереву;
– оброблювальний центр Biesse Rover 24; Biesse Skipper 130.
Також для ознайомлення із сучасними методами обробки деревини доцільно використати підручник, інформацію з мережі Інтернет у вигляді повідомлень або рефератів. Завдання розподіляють наперед серед учнів та організовують міні-семінар на 10…15 хв.
Завершується урок виконанням лабораторно-практичної роботи Ознайомлення з інструкціями користувача побутових або професійних електроінструментів.
ІНФОРМАЦІЯ ДО ВИВЧЕННЯ НОВОГО НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ
Розповідь учителя. Людина, прагнучи полегшити технологію виготовлення виробів, поліпшити їх якість та здешевити вартість, сконструювала різні електрифіковані знаряддя праці. Сьогодні широкого використання в побуті та на промислових підприємствах набули електричні пилки, лобзики, дрилі, шліфувальні та полірувальні машини тощо.
Електрифікованим інструментом (малою механізацією) називають такий ручний інструмент, у якому різці приводяться в рух від електродвигуна, а весь інструмент робітник переміщує вручну. Завдяки компактності і невеликій масі (5.15 кг) електроінструментів їх застосовують там, де не можна використати деревообробні верстати (у ремонтних і монтажних роботах, а також частково в складальних).
Так, для шліфування деревини використовують шліфувальні машинки, дисковими пилками розпилюють заготовки з деревини та ДСП, електричним лобзиком випилюють складні криволінійні поверхні. Електрична свердлильна машина “допоможе” виготовити отвори в деталях.
Ознайомлюючи учнів з будовою електрифікованих знарядь праці, учитель підкреслює, що всі ці електроінструменти складаються з трьох основних частин: електродвигуна, корпусу і різального інструмента. Розповідати про основні частини найдоцільніше після демонстрування самих знарядь.
Для прикладу можна розглянути найпоширеніший у навчальних майстернях та побуті електричний дриль (мал. 76). Учитель пояснює, що в нерухомому статорі електродвигуна, який часто є корпусом електроінструменту, обертається циліндричний ротор, до якого інколи кріплять різальний інструмент. Вал ротора закріплюється в корпусі на підшипниках. Корпус скріплює всі частини механізмів, захищаючи їх від зовнішніх пошкоджень і забруднення. На корпусі розміщено ручки, пусково-зупинні кнопки, опорні панелі, напрямну лінійку, захисні та інші пристрої.
Мал. 76. Основні вузли електричного дриля: 1 – патрон для кріплення свердла або іншого різального інструмента; 2 – редуктор для зменшення частоти обертання патрона; 3 – електродвигун; 4 – кнопка “Пуск”; 5 – кнопка перемикання режимів роботи; 6 – корпус; 7, 8 – електричні компоненти для оптимізаціі роботи; 9 – шнур
Надалі вчитель пояснює, що електрифіковане знаряддя праці має певні механічні і електричні параметри, які записані в паспорті до інструмента та на таблиці, що кріпиться на його корпусі. Учитель розтлумачує значення цих параметрів на прикладі електропилки чи електродриля та розповідає, як правильно їх визначати (мал. 77).
Основні параметри | Інструмент та його марка |
Електропилка | |
Діаметр диска, мм | 180 |
Найбільша глибина пропилу, мм | 60 |
Кількість обертів за хвилину | 2820 |
Швидкість різання, м/хв | 26,6 |
Вага, кг | 11,0 |
Напруга, В | 220 |
Потужність, кВт | 0,5 |
Мал. 77. Таблиця параметрів
Слід особливо наголосити на необхідності суворо дотримуватися правил безпечної праці під час роботи з електрифікованими знаряддями праці для обробки деревини. Треба звернути увагу учнів на те, що струмопровідні частини інструмента мають бути завжди надійно ізольовані, а інструмент, який працює, заземлений. Зважаючи на велику кількість обертів різальних частин електрифікованих знарядь праці, користуватися ними потрібно дуже обережно.
Сьогодні технічний прогрес сприяє модернізації верстатів і обробка на верстатах дедалі більше замінює ті види робіт, які раніше виконувалися лише вручну. Основна мета модернізації полягає в подальшому покращенні умов праці робітника і підвищенні її економічних показників. Модернізовані верстати називають комп’ютеризованими. Саме поєднання комп’ютера та верстата дозволило швидко виконувати складні оздоблювальні роботи, одиничні замовлення виробів з деталями складної форми тощо.
Висока технологічна точність верстатного обладнання досягається раціональним поєднанням принципової схеми, конструкції вузлів, вибором матеріалів і технології виробництва. Так, з’явилися деревообробні багатоопераційні верстати із числовим програмованим управлінням (ЧПУ).
Завдяки програмованому керуванню, такі верстати дуже мобільні і дозволяють швидко змінювати положення робочого органу та інструмента. Для прикладу учням можна продемонструвати ряд обладнання, використавши фотографії або малюнки таких верстатів. Це можуть бути зображення сучасних токарних верстатів, фрезерних верстатів для різьблення по дереву (мал. 78) тощо.
Розглядаючи токарний верстат із ЧПУ, слід пояснити учням, що як різальний інструмент використовують кінцеві фрези або комбінують кінцеві і дискові фрези (мал. 79). Під час обробки деталі кінцевою фрезою можна отримати різний фігурний профіль на заготовці. Шлях переміщення фрези і швидкість обертання заготовки задається за допомогою програмного забезпечення залежно від форми майбутньої деталі.
Мал. 78. Фрезерно-гравірувальний верстат із ЧПУ для різьблення по дереву
Мал. 79
Надалі доцільно розглянути окремі питання безвідходного виробництва в галузі деревообробки. Слід наголосити учням, що, природно, деревина була завжди дуже популярна в будівництві, але в сучасному житті цей попит побив усі рекорди. Це призвело до того, що, разом з активним пізнанням лісоматеріалів, почався етап посиленого їх збереження як у питанні обсягів вирубки площ, так і в плані деревообробки.
Учитель пояснює, що під час виготовлення виробів з деревини дістають багато відходів. Виникає питання: Куди ж діваються відходи (деревний пил, стружка, гілки, пеньки і кора)? Відповідь досить проста. Стружку і тріску використовують на етапі виготовлення деревостружкових плит (ДСП, ДВП, ОСП та ін.) Деревний пил проходить етап переробки в деревне борошно. Надалі це борошно застосовують для виготовлення фільтрів, а кору переробляють у добриво (мульчу), а також використовують у целюлозній промисловості.
Також сьогодні популярним є використання відходів деревообробки у виготовленні виробів з малих шматків (обрізків), пресування пелетів (пресованих гранул з тирси для опалювання) (мал. 80).
Мал. 80. Пелети
Звідси висновок: деревина використовується майже на 90 %. Це свідчить про те, що нові деревообробні технології допомагають людям правильно витрачати лісоматеріал і застосовувати його якомога оптимальніше.
Виконання лабораторно-практичної роботи Ознайомлення з інструкціями користувача побутових або професійних електроінструментів доцільно буде організувати в групах. Для ефективного виконання роботи необхідно підготувати декілька інструкцій користувача. Роботу можна провести за двома варіантами. У першому випадку вчитель роздає заздалегідь підготовлені зразки інструкцій. Учням пропонується ознайомитися з ними, визначивши сферу використання поданого інструмента; використовуючи Робочий зошит, внести необхідні дані (назву інструмента, технічні дані) в таблицю.
Другий варіант полягає (за наявності) в ознайомленні із самими інструментами (електричний дриль, шуруповерт, шліфувальна машинка, електролобзик та ін.). Учням пропонується ознайомитися з органами керування, визначити мінімальний, максимальний діаметр свердла, здійснити регулювання частоти та напрямку обертання патрона, визначити залежність частоти обертання від сили натискання на кнопку пуску, кріплення свердла в патрон (електродриль). Ознайомлюючись із шуруповертом, слід розглянути органи керування, ознайомитися з правилами та послідовністю заряджання акумулятора, здійснити підбір та закріплення насадок, спробувати закрутити шуруп, змінивши напрямок обертання патрона, відкрутити шуруп тощо.
Для перевірки рівня засвоєння навчального матеріалу учням пропонується дати відповіді на запитання, наведені в підручнику.
