Творческий проект Шестакова Александра /10 класс/ "Изобретаю лобзик"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

« Кадетская школа № 4 г. Горно- Алтайска»

изобретаю лобзик

выполнил Шестаков Александр

руководитель Красиков Евгений Васильевич

Горно - Алтайск

-2015-

содержание

I. Введение /3/

• обоснование

• гипотеза

• проблема

• объект исследования

• предмет исследования

• цель проекта

• задачи

• методы

• практическая значимость

• критерии

II. Исследовательская часть проекта /7/

• история швейной машины

• героические страницы Подольска

• история создания электрического лобзика

• виды инструментов, оборудования и станков

• роль инструментов в обработке древесины

• технические характеристики и оценка инструментов

• каким должен быть станок

III. Технологическая часть проекта /14 /

• варианты и обоснование выбора

• инструменты и материалы

• технология изготовления

• кинематическая схема работы станка

• правила работы на станке

• экономический расчёт

• экологическое обоснование

IV. Заключение /24/

• самоанализ

• вывод

• источники информации

V. Рецензия на работу /25/

введение

обоснование проекта

Почти в каждой семье где были и есть бабушки найдется швейная машина, которую выбросить жалко а шить на ней нечего да и не умеют. Сделать деревообрабатывающий станок для выпиливания деталей из древесины, фанеры, других материалов оказалось очень интересным, полезным и нужным делом

гипотеза

Создание лобзика - это решение проблемы по обработке материала во многих областях: моделирование, конструирование, выпиливание, проектирование

проблема

На фоне широкого выбора инструментов

и станков для выпиливания, которые представляет отечественная и зарубежная промышленность создать свой, отличный

от других инструмент для криволинейного пиления материала

объект исследования

Технология обработки древесины /выпиливание по криволинейному контуру/

предмет исследования

Швейная машинка

цель проекта

Создать станок для выпиливания

на основе швейной машинки

задачи

-изучить и проанализировать источники информации по выбранной теме;

-приготовить необходимый материал для работы;

-продумать конструкцию лобзика из швейной машины;

-изготовить лобзик;

-сделать экономическое и экологическое обоснование;

методы

-анализ источников информации;

-беседы со специалистами;

-изучение технологии обработки

древесины по криволинейному контуру;

практическая значимость

-привлечение внимания к творчеству;

-создание собственной конструкции;

-опыт работы в образовательной области "Технология"

критерии

Конструктивные критерии:

-прочность и надёжность изделия;

-удобство в использовании;

-отсутствие опасных элементов

Технологические критерии:

-долговечность;

-доступность материалов, инструментов;

-знакомые технологические операции

Эстетические критерии:

-аккуратность исполнения проекта;

-оригинальность конструкции изделия

Экономические критерии:

-минимальные материальные и

финансовые затраты;

-потребность применения изделия;

-окупаемость затраченных средств

Экологические критерии:

-отсутствие утилизации

исследовательская часть проекта

история швейной машинки

Швейная машина — техническое устройство для соединения и отделки материалов методом шитья. Швейные машины применяются в швейной, трикотажной, обувной и других отраслях лёгкой промышленности, а также в быту.

Бабушкины швейные машины "Зингер", выпущенные сто и более лет назад, благополучно дожили до наших дней. И удивительнее всего то, что они не коротают век где-нибудь в чулане, а продолжают исправно работать. Конечно, их функциональные возможности не идут ни в какое сравнение с современными швейными машинами. Кто хоть раз попробовал шить на чудо - технике наших дней, уже не захочет возврата к старому. Потому что это равносильно тому, как если бы человек после компьютерного набора текста вновь сел за пишущую машинку.

Долгое время лидерами в производстве швейных машин были фирмы США и Германии. В России с 60-х годов XIX и до начала XX века наибольшую известность приобрели машины фирм "Зингер", "Виллер и Вильсон", "Вилькокс и Гиббс", "Зайдель и Науманн".

Поначалу вся торговля швейными машинами "Зингер" была сосредоточена в руках Георга Нейдлингера, германского подданного, имевшего головной склад в Гамбурге и 65 отделений в России. Когда продукция фирмы прочно обосновалась на российском рынке, руководство компании решило всю торговлю швейными машинами взять в свои руки и в 1897 году основало акционерное общество "Мануфактурная компания Зингер". Однако ввоз готовых швейных машин из-за рубежа требовал немалых затрат. Это приводило к удорожанию продукции и, как следствие, к затруднениям в ее сбыте, особенно из-за обострения конкурентной борьбы с другими фирмами. Так возникла идея основать в России собственный механический завод. Выбор пал на Подольск, который в ту пору был провинциальным городом с пятью тысячами жителей. В сентябре 1900 года компания "Зингер" приобрела здесь 30 десятин земли. К 1902 году строительство завода было завершено. Его директором назначили немца по происхождению Вальтера Франка Диксона, который оставался на этой должности до 1917 года. На немецком языке велась документация (вероятно, поэтому многие наши соотечественники и сейчас считают, что "Зингер" - немецкая компания).

К 1913 году валовая прибыль завода возросла в семь с лишним раз, выпуск так называемых семейных (бытовых) машин достиг более 600 тысяч штук в год (около 2500 штук в день). Кроме того, завод производил специальные машины для швейной, обувной, галантерейной и других областей промышленности. Продавалась эта продукция в фирменных магазинах, которые были разбросаны по всей Российской империи. Компания "Зингер" заслужила даже право быть "Поставщиком Двора Его Императорского Величества".

В 1918 году подольский завод АО "Компании Зингер" был национализирован и до 1923 года практически бездействовал. Когда выпуск машин возобновили, "Зингер" стали продавать сначала под маркой "Госшвеймашина", а с 1931 года - под маркой "ПМЗ" (Подольский механический завод).

Для многих не секрет, что во многих городах в последнее время все чаще появляются необычные памятники. В Подольске в 2011 году, в день 230-летия города, например, установлен памятник известной швейной машинке «Зингер». Но далеко не все знают, что этот небольшой монумент на самом деле посвящен истории города. 
Скульптура весьма необычная — изображена машинка «Зингер», которая шьет историческую карту Подольска

героические страницы Подольска

5 октября 1941 года соединения 57-го мехкорпуса гитлеровцев вышли к подступам города Юхнова и захватили его. Создалось угрожающее положение и прямая угроза Москве.

В этот же день заместитель командующего Московским военным округом генерал-майор Никольский отдал боевое распоряжение начальнику Подольского пехотного училища майору С. А. Романову:

1. Из состава училища организовать стрелковый полк.

2. Выступить на юго-западную окраину Малоярославца для занятия обороны и удержания противника.

Для выполнения приказа в район Ильинского оборонительного рубежа (под Малоярославцем) прибыли все четыре батальона Подольского пехотного училища и сводный полк артучилища. Это было 6 октября. Накануне, 5 октября, в район Юхнова был направлен сводный отряд. Передовой отряд совместно с отрядом десантников капитана Старчака вел сдерживающие бои пять дней.

1, 2 и 3-й батальоны пехотного училища заняли оборону на Ильинском рубеже при поддержке трех артдивизионов артучилища. 4-й батальон и один артдивизион были направлены на левый фланг обороны в район Детчино.

Сводному полку подольских военных училищ было приказано задержать противника на пять-семь дней. Полк продержался 13 дней, не пропустив врага, сорвав замысел молниеносного выхода к Москве и захвата столицы. Гитлеровские офицеры, попавшие в плен, говорили: "Если бы не красные юнкера (так они называли подольских курсантов), мы были бы давно в Москве".

Только 18 октября 1941 года остатки сводного полка подольских училищ, по приказу командующего 43-й армией генерала Голубева, отошли в район реки Нары. В оборонительных боях на Малоярославецком направлении курсанты подольских военных училищ с честью выполнили возложенные на них задачи, нанесли противнику ощутимые потери.

Из воспоминаний бывшего курсанта Дмитрия Трофимовича Иванова:

"Схватка с фашистами, с их танками и автомашинами, на которых были автоматчики, продолжался не более 40-45 минут, а нам показалась значительно короче. Этот бой был жестокий, яростный, а иначе и быть не могло. Мы все прекрасно понимали, что удайся немцам прорыв к нашему переднему краю, то тогда был бы конец не только нам, но и всей нашей обороне. Немцы, смяв нашу оборону, смогли бы прорваться по Варшавскому шоссе к Подольску, а там открытая дорога на Москву. Мы должны были победить, обязательно победить! Другого не дано!'

В боях под Малоярославцем погибли почти все курсанты Подольских училищ.

история создания электрического лобзика

Первый электролобзик был создан в 1946 году Альбертом Кауфманном, инженером компании Scintilla AG (Швейцария). Он заменил иглу в швейной машине на лезвие. В продаже они появились в 1947 под названием Lesto jigsaw (лобзик Лесто). В 1954 компания была куплена фирмой Bosch. В 1964 название было изменено на Bosch jigsaw (лобзик Бош).

Неудачная попытка создания лобзика с ручным приводом

Один из первых - лобзик на основе швейной машинки

Электролобзик повторяющий форму ручного лобзика

Самодельный электровибролобзик

виды инструментов, оборудования и станков

столярная ножовка:

-пилит по криволинейному контуру большие окружности;

-материал - ДВП, фанера /3мм/;

-недостатки в работе - трудный процесс, неровности, задиры

лобзик ручной:

-хорошо выполняет любые мелкие повороты;

-чистота обработки контура;

-пригоден для ответственной /филигранной/ работы;

-материал - ДВП, фанера /до 8-10мм/, пластик;

-недостатки в работе - трудоёмкие операции

электролобзик "ЭЛ-1", год выпуска 1966 /электровибролобзик/:

-большая вибрация, шум;

-слабая производительность;

-материал - ДВП, фанера /толщина 3мм/

станок "корвет 88":

-высокая скорость работы;

-чистота обработки контура;

-необходимы хорошие навыки работы;

-материал - ДВП, ДСП, пластик, древесина /толщина 25-30мм/;

-недостатки - слабо выполняет прямые, острые углы поворотов;

-трудоёмкий процесс перестановки полотна для внутреннего пиления

станок "корвет 31"/ленточная пила/:

-высокая скорость работы;

-чистота обработки контура;

-необходимы хорошие навыки работы;

-материал - ДВП, ДСП, пластик, древесина /толщина 50-60мм/;

-недостатки - малая площадь обработки;

-не выполняет внутреннее пиление

ручной электрический лобзик:

-отличный инструмент для выполнения криволинейного контура;

-любые площади обрабатываемой поверхности;

-полотна для разного пиления материала;

-материал - любые материалы на основе древесины, металл /толщина 2-3мм/

электролобзик "Подольск-1932":

-интересный инструмент для пиления;

-быстрая окупаемость;

-использование сломанных полотен от электролобзика;

- материал - фанера /толщина 3мм/, ДВП, древесина /толщина 5мм/;

-площадь обрабатываемой поверхности Ø 320мм;

-слабая мощность двигателя

роль инструментов в обработке древесины

Резание по криволинейному контуру ручными режущими инструментами является трудоёмкой операцией. Решить эту проблему прекрасно помогают лобзики. В отличие от ручного инструмента производительность труда и качество обрабатываемой поверхности повышается в несколько раз.

технические характеристики и оценка инструментов

В таблице приведены технические характеристики и дана оценка по десятибалльной шкале применения инструментов /практическое применение инструментов без сравнения /

№

наименование

модель

наименование

модель

практическое применение

материал

обрабатываемая площадь материала

безопасность

производительность скорость

внутреннее пиление

цена

качество инструмента

качество пильного полотна

окупаемость

общая оценка инструмента

1

ножовка столярная

3

2

10

8

5

4

8

8

8

10

4

2

лобзик

ручной

5

3

5

9

3

5

10

6

5

10

7

3

электролобзик "ЭЛ-1"

0

2

5

5

2

4

-

1

5

2

2

4

станок" Корвет-88"

7

5

6

8

6

2

6

8

4

4

6

5

станок "Корвет-31"

6

7

3

5

8

-

6

7

9

5

7

6

электролобзик BOSCH

10

9

10

9

9

9

7

9

8

10

10

7

электролобзик Подольск-1932

5

3

5

9

5

8

-

9

8

10

5

каким должен быть станок

Сегодня промышленность выпускает большое количество инструментов и станков для криволинейного пиления, тем интереснее добавить ещё одну модель отвечающую следующим требованиям:

-удобен в работе и безопасный;

-выполняет множество функций /комбинированный станок/;

-компактный;

-окупаемый за короткое время;

-долговечный

технологическая часть проекта

варианты и обоснование выбора

Выбора вариантов изделия практически не было. В наличии одна бабушкина швейная машина без стола. Но в процессе работы над проектом в кабинете домоводства нашлась списанная станина с ножным приводом. Для воплощения идеи в жизнь основные и необходимые материалы имелись, правда не совсем хорошего качества и эстетического вида, тем интереснее становилась работа над проектом.

инструменты и материалы для работы

-фрезерный станок

-угловая шлифовальная машинка

-электролобзик

-дрель

-инструмент для нарезания резьбы

-инструмент для резьбы по дереву

-электромонтажный инструмент

-краска, лак, кисти

технология изготовления

При работе над лобзиком учитывались все возможные варианты пиления: с помощью ручного привода, ножного, электрического. Чтобы инструмент получился качественным необходимо соблюдать чёткую последовательность действий.

Снять ниткоплетущий механизм для свободного движения пильного полотна

Механизм держат три крепёжных болта

Снять крышку и механизм толкания ткани для свободного движения штока

Снять защитную крышку и проверить движение штока на холостом ходу

Снять шток, является рабочим органом станка

Фрезеровать и подогнать напильником шток для крепления полотна /требуется аккуратность, осторожность в работе/

Для работы хорошо подходят полотна BIBER, марки Т101АО, длина 56мм, ширина 4,7мм, шаг 1,4мм

В электролобзиках эти полотна часто ломаются в месте крепления, что даёт вторую возможность их использования. Низ полотна срезан под конус

Устанавливаем полотно в иглодержатель и шток на своё место

Проверить движение полотна с помощью ручного привода

В крышке прохода полотна сделать пропил для свободного движения, расширить канавку в лапке

Проверить, нет ли контакта полотна с панелью или лапкой

Для более лёгкого и свободного движения рабочего органа убрать теперь уже не нужные механизмы машинки

Для механического пиления подходит двигатель швейной машинки,

модель HF[S]-09250, 220-240V, 90W

Для крепления ручного привода на машинке есть один болт, которого оказалось недостаточно для установки двигателя из-за ослабевшего ремня

Сверление отверстия Ø5,5 для нарезания резьбы

Нарезание резьбы М6 под добавочный болт

Крепление двигателя к корпусу

Испытание станка

Проверка всех узлов станка,

смазка трущихся деталей

Пробное пиление на станке

На основание для станка прекрасно подошёл обрезок кухонной плиты

/вырез для раковины/

Внутри плиты вырез под станок размером чуть меньше плиты станка

Отверстия для крепления шарниров

Отверстия для крепежей держащих чехол

Станина станка покрашена краской "под бронзу" /небрежно/ для придания "старости" металла

Крепление станины к крышке на четырёх саморезах 60×4

Установка станка на стол

Крепление настольной лампы

Чехол до реконструкции машины

Чехол закрывающий корпус станка

Покрыт лаком ПФ, ручка краской "под бронзу"

Оставлен первоначальный вид чехла

Первое пиление на станке"Подольск-1932"

кинематическая схема работы станка

Механизм движения полотна
Наиболее распространенным преобразователем вращательного движения махового колеса и главного вала в возвратно-поступательное движение полотна и наоборот является кривошипно-шатунный механизм, который используется в механизме станка.

На рисунке показан движение полотна, в котором применен кривошипно-шатунный механизм. Кривошипом 3 является цилиндрический диск, который жестко закрепляется на главном валу 2 и вращается вместе с ним. На палец кривошипа 4 надет шатун 5, который представляет собой стержень с двумя головками. Верхнюю головку шатуна 5а надевают на палец кривошипа, а нижнюю головку шатуна 5б соединяют с пальцем поводка 6, который играет роль ползуна. Шток 7 вставлен в поводок и закреплен установочным винтом. Полотно 9 крепится в штоке при помощи прижимного винта 8.

Кривошип жестко закреплен на валу, совершает вращательное движение и является ведущим звеном. Шатун является связующей деталью между кривошипом и ползуном, соединение с ними подвижно-шарнирное, он совершает колебательные движения и является передаточным звеном. Ползун совершает возвратно-поступательное движение, которое посредством жесткого разъемного соединения передается штоку с пильным полотном является ведомым звеном.

Основные звенья кривошипно-шатунного механизма: кривошип, шатун и ползун.

Кривошипно-шатунный механизм:
а/ механизм полотна,

б/ кинематическая схема механизма,

1. маховое колесо,

2. главный вал,
3. кривошип,

4. палец кривошипа,

5. шатун, 5а- верхняя головка шатуна, 56 - нижняя головка шатуна,

6. поводок,

7. шток,

8. прижимной винт,

9. пильное полотно.

Узел лапки
Рейка работает с прижимной лапкой. В узле лапки для этого имеется регулируемая пружина, а также детали, с помощью которых осуществляется подъем лапки и её опускание. Прижимная лапка может быть с подвижной подошвой и с качающейся на шарнире. Такие лапки удобны тем, что позволяют легко проходить утолщенные места.
Прижимная лапка 8 прикреплена винтом к стержню 7. Над пружинодержателем 4 надета спиральная пружина 2, на которую сверху надавливает регулировочный винт 1. Под действием пружины лапка опускается на подошву, сила прижима может быть изменена регулировочным винтом. Если винт поворачивать вправо, пружина, сжимаясь, создает большее давление лапки, и наоборот. Для подъема лапки в головке станка шарнирным винтом присоединен рычаг 5, снабженный кулачком. Если повернуть рычаг и подвести его кулачок под боковой отросток муфточки 3, то муфточка поднимется и поднимет стержень лапки и лапку.

Механизм лапки: 
а/ узел лапки,

б/ кинематическая схема узла лапки:

1. регулировочный винт,

2. спиральная пружина,

3. отросток муфточки,

4. пружинодержатель,

5. рычаг,

6.7. стержни,

8. прижимная лапка.

правила работы на станке:

-на станке использовать посильный материал для пиления;

-использовать пригодное и подходящее полотно для пиления;

-при замене или снятия полотна не держать ногу на педали включения;

-при пилении поднять лапку, по окончании опустить;

-лапка защищает от случайного прикосновения к работающему полотну;

-при необходимости использовать подсветку станка;

-по мере необходимости производить смазку трущихся деталей;

-соблюдать чистоту на рабочем месте;

-очищать короб сбора опилок;

-двигатель имеет двойную изоляцию от поражения электрическим током

При соблюдении этих правил станок "Подольск-1932" как и швейная машинка Подольского механического завода прослужит очень долго.

экономический расчёт

Основные материалы для станка бывшие в употреблении, но не потерявшие своих основных качеств. Стоимость материалов, приобретённых в магазине:

-пильное полотно - 80 рублей;

-настольная лампа - 280 рублей;

-краска "под бронзу"/банка 200грамм/ - 120 рублей;

-лак ПФ /банка 800 грамм/ - 150 рублей;

-кисти - 40 рублей

Итого, расход материалов - 670 рублей с учётом того, что краска и лак будут использованы ещё не раз.

Сумма расходов на материалы говорит о быстрой окупаемости станка.

экологическое обоснование

Охрана окружающей среды и рациональное использование ресурсов - актуальные задачи. Любое изготовленное изделие оказывает влияние на окружающую среду.

В работе над проектом решился основной вопрос утилизации материалов. При бережном использовании срок службы неограничен. Отходы от работы на станке /опилки, обрезки материала/ не представляют опасности в экологии и при утилизации быстро сгнивают.

заключение

самоанализ

Лобзик лобзику рознь. Особенно, если делать его самому – сколько людей, столько и способов, мнений, не говоря уже о вариантах конструкций, получающихся в итоге. В большинстве случаев работы по преобразованию лобзика осуществляются для одной цели - сделать станок. Имея под рукой необходимый материал - это просто. Но есть ещё хорошая русская пословица "Под лежачий камень вода не течёт".

Самодельные лобзики можно делать самыми разными способами, получая различные по конструкции и назначению. Типов лобзиков-станков тоже очень много – начиная от сложнейшего, заканчивая примитивным. В проекте показана самая простая схема, а усложнения только отнимет время и может не оправдать себя. Инструменты отвечающие высоким требованиям сегодня лучше купить в магазине. Для глобальных, объёмных проектов такой станок не подходит, но получить навыки и удовольствие вполне способен.

вывод

Работа над проектом оказалась для меня интересным, нужным делом:

-узнал технологию швейного производства;

-познакомился с историей города Подольска, с историей швейной машинки, историей создания лобзика;

-внёс большую пользу для кабинета технического труда;

-получил навыки и умения работы

Результатом работы является продолжение модернизации старых станков и оборудования в кабинете технического труда.

источники информации

В интернете поисковая система "Яндекс":

-история швейной машинки;

-история города Подольска;

-героические страницы города Подольска;

-создание электролобзика

рецензия на работу Шестакова Александра "Изобретаю лобзик"

31

Краткое описание документа:

Творческий проект учащегося 10 класса Шестакова Александра для защиты проекта на региональном этапе Всероссийской олимпиады школьников по технологии /республика Алтай/.Проект направлен на развитие материально-технической базы кабинета технического труда в школе.Проект большой, время реализации; сентябрь - декабрь.