ВВЕДЕНИЕ
В природе крайне мало продуктов и предметов, пригодных для человека в готовом виде. Это заставляет его затрачивать труд для качественного изменения последних с целью их использования в жизни. Качественное преобразование, содержащее действие по изменению состояния предмета производства, получило название «технологический процесс». При этом человек преследует две основные цели:
1. получить изделие, удовлетворяющее его потребностям;
2. затратить при этом минимум труда, времени и средств.
Для осуществления технологического процесса человек создает различные средства производства, которые постоянно совершенствуются: от каменного топора до современных высокоавтоматизированных гибких производственных систем. Первой ступенью развития техники механической обработки, по-видимому, следует считать применение обработанного и приспособленного для выполнения определенных задач инструмента, в частности древесины, так как материал этот податлив инструменту, прочен, лёгок и красив, поэтому изделия из него давно и прочно вошли в быт людей и пользуются их неизменной любовью. Следующий значительный шаг в развитии техники обработки материалов приходится на открытие и использование металлов.
▼
Однако промежуток времени, за который технология обработки металлов достигла сегодняшнего уровня, чрезвычайно велик. Первые попытки в обработке металлов были предприняты ещё в древности – ковка, литьё, гибка и т.д. В конце XVIII в. сложилась благоприятная обстановка для дальнейшего совершенствования технологии механической обработки благодаря достаточно быстрому развитию машиностроения.
В этих условиях наибольшую известность получили работы Г. Модели (1771-1831). В 1798 г. он создал токарный станок с крестовым суппортом. В иностранной литературе широко распространена версия о единоличном изобретении Модели механизированного суппорта и сменных зубчатых колес. Но подобные утверждения лишены основания, так как эти механизмы были известны задолго до его рождения. Свидетельством этому являются работы А.К. Нартова (1693-1756) выполненные им в период 1714-1739 гг. и описанные в его рукописной книге «Театрум Махинарум или Ясное зрелище махин».
Наибольшего прогресса металлообрабатывающее оборудование достигло во второй половине XIX в. в связи с быстрым развитием железнодорожного транспорта, а затем и автомобилестроения (начало XX в.). Так. в 1861 г. был создан первый токарный автомат. позволяющий обрабатывать даже сферические поверхности, а в 1922 г. - первое автоматизированное производство автомобильных рам.
▲
Цель изучения дисциплины «Художественная обработка конструкционных материалов» заключается в формировании практических навыков обработки конструкционных материалов, применяемых в различных сферах материального производства; формирование знаний особенностей русского народного творчества; развитие проектно-технологического мышления, эстетического вкуса, творческих способностей.
Тема 1. Древесина и ее свойства (начало)
Общие сведения о древесных конструкционных материалах
Древесина находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. Из нее вырабатывают бумагу, картон, скипидар, метиловый и этиловый спирты, пластмассы, синтетический каучук и многое другое. Древесина является основным материалом для плотницких, столярных, художественно-отделочных работ. Сегодня древесина утратила роль основного строительного материала, но сохраняет ведущую роль в производстве мебели. Дерево – излюбленный материал художников. Из него создаются скульптура, токарные резные изделия и мозаика. Широкое применение имеет древесина в учебном процессе по курсу «Технология». Древесина – природный материал растительного происхождения. Она состоит из 45–55% целлюлозы, 20–30% лигнина, остальное – углеводороды и другие компоненты.
Достоинствами древесины как конструкционного материала являются плотность, высокая удельная прочность, хорошая сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, высокая стойкость к растворам солей, масел, кислот.
Древесина обладает хорошими технологическими свойствами: легко обрабатывается, допускает возможность соединения деталей деревянных конструкций клеем, гвоздями, шурупами.
Недостатками древесины являются гигроскопичность, которая изменяет размеры, форму и прочность деталей, имеет склонность к загниванию и отсутствие огнестойкости.
Сегодня находят применение следующие породы дерева: береза, сосна, ель, ясень, орех, липа, бук, акация, красное дерево, лимонное и др.
Строение дерева
В растущем дереве условно можно выделить три части: корни, ствол, крону. Ствол представляет основную часть дерева, которая используется в качестве древесных конструкционных материалов.
Так как древесина является волокнистым материалом, то изучение ее строения проводят по трем разрезам: торцевому (перпендикулярному волокнам), радиальному, проходящему вдоль волокон ствола по диаметру или радиусу, и тангенциальному, идущему вдоль ствола под некоторым углом. Разрезы ствола древесины представлены на рис. (Р – радиальный; Т – тангенциальный; П – поперечный (торцевой))
На поперечном разрезе видны годичные кольца, которые состоят из волокон. Кроме продольных волокон, составляющих основную массу древесины, имеются поперечные волокна, называемые сердцевидными лучами. Сердцевина расположена в центре ствола в виде темного пятнышка диаметром 5–10 мм. Центральная часть поперечного разреза составляет ядро, а периферическая зона, ограничивающая ядро, – заболонь.
Кора – наружный слой ствола дерева, предохраняющий его от резких колебаний температуры, испарения влаги и от механических повреждений.
Камбий – тонкий, неразличимый глазом слой между заболонью и лубом, состоит из живых клеток, обусловливающих прирост древесины и коры.
Луб расположен между камбием и корой. В растущем дереве проводит питательные вещества от кроны вниз ствола.