Творческий проект "Шлифовальный станок"

Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение

средняя общеобразовательная школа села Амзя

городского округа город Нефтекамск Республики Башкортостан

Творческий проект

Конструирование и моделирование

«Шлифовальный станок»

                                                                              Выполнил: Гильманшин Вадим

                                                                                       ученик 10 класса

                                                                               Руководитель: Мухаметшин     

                                                                               Владимир Федорович

                                                                               учитель технологии

                                                                               1 категория

                                                                               стаж 16 лет  

                                  г. Нефтекамск,  2018 год  

                             Оглавление

1.     Изображение изделия.

2.     Цель проекта.

3.     Задачи проекта.

4.     История создания шлифовальной машины.

5.     Теоретические сведения.

6.     Требования к изделию.

7.     Инструменты и оборудование.

8.     Правила техники безопасности:

а) Инструкция по охране труда при ручной обработке древесины;

б) Инструкция по технике безопасности при работе на сверлильном станке.

9. Технологическая карта изготовления изделия.

10.Описание работы.

11.Контроль качества.

12.Экологическое обоснование.

13.Экономическое обоснование (расчет ).

14.Самооценка.

15.Литература.

                            Изображение изделия

             Приспособление для натяжения шлифовальной ленты

        Электрический двигатель и приспособление для натяжения ремня

              Цели проекта.

1.Развитие интереса к процессу создания изделий из древесины.

2.Развитие умения применять знания по теме « Технология создания   изделий» в других областях науки.

3.Формирование навыков самостоятельной работы.

4.Формирование исследовательских навыков при поиске и анализе информации.

5.Формирование исследовательских навыков при выборе древесины для изготовления изделия.

6.Развитие умения применять знания по теме « Конструирование и моделирование», «Ручная обработка древесины », « Ручная обработка металла».

         Заканчивая работу, мастер часто сталкивается с проблемой обработки изделия, а именно его отшлифовкой. Такой вопрос возник и у меня при  изготовлении книжной полки. Поверхность деталей после строгания хоть и была ровной, но не такой гладкой как хотелось бы. Шлифование в ручную очень долгая и трудоемкая работа. Именно в тот момент мне и пришла идея создания удобного шлифовального станка.

         Я начал думать над своим проектом. За основу будущего станка я взял производственную ленточную шлифовальную машину. Сделал эскиз станка и произвел деталировку, после чего сделал эскизы деталей.

         Двигатель подобрал от старой стиральной машины, которая стояла у бабушки в сарае ненужная, два вала подобрал от старых электрических двигателей в школьной мастерской, для изготовления основы станка использовал листы ДСП, для приспособлений натяжения ремня и шлифовальной шкурки использовал уголки, которые подобрал в школьной мастерской.

Задачи проекта

1.     Разработать план изготовления изделия;

2.   Выбрать материал;

3.   Разработать дизайн изделия;

4.   Изготовить шлифовальный станок;

5.   Провести анализ изделия.

  Изделие должно отвечать следующим требованиям:

  1.Изделие должно быть выполнено аккуратно;

  2.Изделие должно быть практичным;

  3.Изделие должно быть безопасным при эксплуатации;

  4.Изделие должно быть прочным и надежным;                   

  5.Изделие должно соответствовать выбранной стилистике.

       История создания шлифовальной машины.

Шлифование началась с обработки изделия трением об камни с абразивом , в основном песком но применяли и другие природные абразивы наждак, кремень и пр. Применяли песок не с реки или моря хотя их проще достать и находятся под рукой а добытый из земли поскольку кромки у зерна острые а у песка на воде за счет перекатывания и перетирания кромки округляются и для абразивных работ малопригодны. Первые абразивные станки это приспособления с лучком для добывания огня плавно перешедшие в сверление каменных топоров а также планшайбы гончаров и мельницы мукомолов. Самые первые станки вращались с прямым приводом вручную кривошипом. Естественно трудоемкость большая и для работы требуется подмастерье для привода. В IX веке 800- 900 г. - в Утрехтской Псалтири нарисован точильный камень с кривошипным приводом что позволяет работать одному мастеру. Переход как и для мельниц на привод животными очевиден. После освоения водяного привода станки переводятся на него. На приведенных фотографиях изделия не очень далекого прошлого из Российской глубинки правда круг здесь почти современный -карбид кремния.
Первоначально абразивная обработка велась на монолитных кругах вырезанных из природных камней. Отделочная обработка велась на деревянных кругах обтянутых воловьей кожей смесью масла с наждаком за счет мягкого основания абразив при работе вдавливался в поверхность и не оставлял глубоких рисок. Как образец 1911 года станок для обработки каменных изделий Екатеринбургской гранильной фабрики

Ручной шлифовальный станок с ручным приводом

1926 год. Точильщик ножей Аверьян Подгорных., г. Уфа

Шлифовальные станки с веревочным - ременным приводом.
Станки с приводом руками или ногой требуют много усилий и внимания, мастер быстро устает.

Шлифовальные станки с веревочным -ременным ручным приводом.
В придачу мастеру дают подмастерье который и крутит станок. На последнем станке виден прогресс невооруженным взглядом а это подшипники скольжения. Станки уже имеют защитные экраны и выполнены на порядок массивнее. Замена шпинделя целиком позволяет не снимать камни с оправки до полного износа.

Шлифовальные станки с кривошипным приводом.
В то время о защите органов дыхания не заботились да и возможностей особых не было , срок жизни шлифовщиков редко переваливал за 35-38 лет. Условия труда немного улучшились когда при шлифовке стали применять СОЖ (смазочно охлаждающую жидкость)на тот момент простую воду. Здесь мастеров подстерегала другая опасность работа в вынужденном положении , не обогреваемое помещение , холодная вода , при постоянной работе приводили в ревматизму артритам и другим профессиональным заболеваниям. Как видно на гравюрах первые два станка отличаются только наличием маховика на одной из моделей , поскольку масса абразивного круга мала и станок без утяжеления будет часто останавливаться во время работы.

                   Теоретические сведения.

Шлифовáние — механическая или ручная операция по обработке твёрдого материала (металл, стекло, гранит, алмаз и др.). Разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона . А также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В качестве охлаждения обычно используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

              Общее понятие о шлифовании

     В примитивных случаях применяют твёрдый зернистый песок или более твёрдый наждак, насыпают его на твёрдую поверхность и трут об неё обрабатываемый предмет. Угловатые зерна, катаясь между обеими поверхностями, производят большое число ударов, от которых разрушаются понемногу выдающиеся места этих поверхностей, и округляются и распадаются на части сами шлифующие зерна. Если же одна из поверхностей мягкая, зерна в неё вдавливаются, остаются неподвижными, и производят на второй поверхности ряд параллельных царапин; в первом случае получается матовая поверхность, покрытая равномерными ямками, а во втором — так называемый «штрих», сообщающий поверхности блеск, переходящий в полировку, когда штрих так мелок, что становится незаметным для глаза. Так, при шлифовке двух медных пластинок одной об другую с наждаком, обе получаются матовыми, а тот же наждак, будучи наклеен на поверхность бумаги, сообщит при трении об латунную поверхность блеск.

     Хрупкое, твёрдое стекло стирается больше мягкой и упругой металлической пластинки, а порошок алмаза может стирать поверхность самого алмаза и куски кварца можно обрабатывать на точиле из песчаника. Ямки, производимые зёрнами наждака, тем мельче, чем мельче сами эти зерна; поэтому шлифованием можно получать наиболее точно обработанные поверхности, как это делают при шлифовании оптических стекол.

                         Требования к изделию

Название изделия	Шлифовальный станок
Функциональное назначение	Шлифование древесины
Единичное или массовое производство	Единичное
Требование к материалам	Древесина – ДСП  Металл – сортовой прокат (уголок)
Метод изготовления	Ручная обработка древесины  Ручная обработка металла
Внешний вид, отделка	Покраска черной краской
Требования с точки зрения безопасности использования	Соответствует
Экологические требования	Не вредит окружающей среде
Экономичность	Экономически выгодно
Пользователь	Рабочие от 14 лет

                  Инструменты и оборудование

        При изготовлении шлифовального станка необходимо использовать ручные деревообрабатывающие и металлорежущие инструменты и оборудование:

1. Столярный верстак;

2. Слесарный верстак с тисками;

3. Ножовка;

4. Разметочный инструмент;

5. Электрический лобзик;

6. Ручная дрель;

7. Электрическая дрель;

8. Сверлильный станок со сверлами;

9. Ножовка по металлу;

10. Штангенциркуль;

11.Инструменты для нарезания наружной резьбы  (плашкодержатель,

    плашка М8) ;

12.Напильник;

13.Фигурная отвертка;

14. Шило.

Технологическая карта

изготовления шлифовального станка

№ дет	№ опер.	Наименование    операции	Эскиз заготовки	Оборудование           и инструменты
1	2	3	4	5
1-4	1	Подобрать заготовку по размерам из ДСП 4 части 400 х 600; 200 х 400 – 2 шт. 100 х 450.		Линейка, карандаш
2-4	2-4	Разметить и выпилить дугу		Линейка, карандаш, электрический лобзик
1-4	5	Собрать стол		Евровинт, электрическая дрель
5	6	Подобрать уголок и распилить по размеру		Линейка, ножовка по металлу
5	7	Разметить места отверстий и просверлить- диаметр  10 мм и 9 мм		Линейка, чертилка, кернер, сверлильный станок, сверла
6	8	Подобрать уголок и распилить по размеру		Линейка, ножовка по металлу
6	9	Разметить места отверстий и просверлить- диаметр  10 мм и 5,7 мм		Линейка, чертилка, кернер, сверлильный станок, сверла
6	10	Нарезать внутреннюю резьбу М6		Верстак, плашка М6
6	11	Выпилить прорези до отверстия диаметром 10 мм		Верстак, слесарная ножовка
7	12	Подобрать уголок и распилить по размеру		Линейка, ножовка по металлу
7	13	Разметить места отверстий и просверлить- диаметр  10 мм и 12 мм		Линейка, чертилка, кернер, сверлильный станок, сверла
7	14	Выпилить прорези до отверстия диаметром 10 мм		Верстак, слесарная ножовка
8--11	15	Подобрать ДСП 100х100-4шт и распилить по размеру		Линейка, карандаш, ножовка
8-11	16	Разметить и просверлить отверстия диаметром 10 мм и глухие отверстия диаметром 300 мм		Линейка, карандаш, сверлильный станок, сверла
12-13	17	Подобрать 2 вала с подшипниками и установить на деталях 8,9,10,11		Верстак
8-11, 12-13	18	Закрепить на столе станка детали с валами		Ручная дрель, евровинт, 2 болта  М8
14	19	Подобрать электрический двигатель и прикрепить к уголку ( 9 )		Гаечные ключи, болт М12
14	20	Прикрепить двигатель к столу станка		Гаечные ключи, 2 болта М10
15	21	Подобрать заготовки по размерам и сделать кожух  защиты ременной передачи и двигателя		Электрический лобзик, ручная дрель, саморезы
1-15	22	Собрать изделие		Верстак,

                             Описание работы

     При изготовлении шлифовального станка возник вопрос о недорогом электрическом двигателе, на помощь мне пришла бабушкина старая стиральная машина, имевшая подходящий двигатель с конденсатором из переключателем реверсирования движения.

     Вторая задача была изготовление станины станка. Для этого я использовал старую ДСП, которую подобрал в школьной мастерской.

    Для изготовления крепежа и приспособления натяжения ремня и шлифовальной бумаги я использовал металлический сортовой прокат в виде уголка.

    Для установки и движения шлифовальной шкурки, подобрал два вала с подшипниками от электрических двигателей старой ЭВМ, которые также подобрал в школьной мастерской.

    Сборку и крепление деталей произвел с помощью болтов и гаек, евровинтов, саморезов.

    При изготовлении данного изделия использовал ручные инструменты для обработки и разметки древесины: линейка, карандаш, угольник, ножовка. А также пользовался электрическими инструментами: электрический лобзик для выпиливания на ДСП дугообразных форм и электрическую дрель при сверлении отверстий и сборке изделия ( вместо отвертки ). При обработке металлических деталей пользовался ручными инструментами: чертилка, кернер для разметки будущих отверстий; слесарная ножовка – распиливание  прорезей и сортового проката (уголков); плашкодержатель, плашки  М8 для нарезания наружной резьбы на болтах, которыми крепятся приспособления регулировки натяжения ремня и шлифовальной ленты. Также использовал сверлильный станок при сверлении отверстий на уголках. Все операции при изготовлении данного изделия выполнял соблюдая правила безопасности.    

                           Контроль качества

    Готовое изделие отвечает следующим требованиям: изделие изготовлено с использованием натуральной древесины и металлического сортового проката. Все детали выполнены аккуратно, в соответствии с выше указанной технологией. Изделие представляет собой законченную модель шлифовального станка. Называется  шлифовальный станок. Для, более, изящного вида покрыл изделие черной краской. Внешний вид изделия производит благоприятное впечатление.                   

                        Экологическое обоснование

     Наше изделие выполнено из древесины и металла, что является экологически чистым продуктом, так как древесина и металл не выделяют вредных веществ. Изделие покрыто черной  эмалью, который также является безвредным продуктом. Детали шлифовального станка соединены с помощью металлических саморезов, евровинтов и болтов с гайками, которые также не содержат вредных веществ и не представляют опасности. Поэтому наше изделие является экологически чистым и не наносит вред человеческому организму и окружающей среде.

     Отходы от производства шлифовального станка– опилки и стружка, можно использовать в качестве подстилки под скотину или в крайнем случае захоронить.

.

                 Экономическое обоснование (расчет)

      Чтобы подсчитать стоимость шлифовального станка необходимо суммировать все затраты на производство. А они состоят из нескольких компонентов:

1.     Стоимость саморезов 50 шт.х 30 = 15р.00коп.

2.     Стоимость электроэнергии. На сверление отверстий и сборку с помощью электрической дрели и сверлильного станка потрачено 1 час. 600 Вт = 0,6 кВт х 4,11 = 2руб.47 коп.

3.     шлифовальная шкурка 0,053 х 140 = 7руб.42 коп.

      Учитывая, что весь материал: ДСП, уголок, болты и гайки, электрический двигатель являются бросовым материалом, всего затрат составляет 24 руб.

89 коп.

      В торговой сети, за такую сумму, никак не приобрести шлифовальную машину или станок.

                                    Самооценка

    После того, как закончилась практическая часть, я провел анализ на соответствие изделия требованиям, которые изначально предъявлялись к шлифовальному станку. Это эстетичность, соответствие проблеме, безопасность, эффективность, прочность и экономичность.

    В общей торговой сети шлифовальные машины  стоят примерно от 2000 и более рублей. Изделие экономично, что подтверждает экономический расчет. Шлифовальный станок получился красивым, оригинален, удобен в использовании, безопасен. Также будет особо дорогой и любимой вещью в доме, так как  сделан собственными руками. Изготовленный мною шлифовальный станок соответствует всем предъявленным требованиям и я доволен своей работой.