Нужны ли токарные работы в быту?

В современном мире в эпоху высоких технологий создаются надежные детали для машин, и приборов. Нас окружают различные металлические изделия. Мы часто ими пользуемся и не задумываемся об их происхождении. Это может быть шайба, болт, ось для велосипеда или садовой тачки. А это все большая работа инженеров, конструкторов, рабочих различных производств. Особенно выделяется из всего этого точный и кропотливый труд токаря на сложном токарном станке.

Так что же такое токарный станок?

Токарный станок – это сложное, современное оборудование, на котором можно делать множество различных деталей для ремонта, хобби или небольших производств.

Токарный станок может быть полезен в быту. На нем изготавливают детали с высокой точностью (до сотых долей миллиметра). На станке обрабатывают металл, дерево и другие материалы (например: капролон или текстолит).

В нашей стране можно купить себе простой и недорогой токарный станок. На нем самому можно сделать что-то полезное для своего дома. Например, приварную петлю для металлических дверей или ворот. А научиться приемам токарной обработки металла довольно несложно! Нужно прочитать немного книжек, и потренироваться.  С этим может справится даже ребенок!

Цель:

Создать простую и удобную конструкцию для установки домашнего проектора

Научиться работать на токарном станке

Изучить возможность использования конструкции для других задач

Задачи для достижения цели:

Научиться самой рисовать эскизы для изготовления простых деталей на токарном станке.

Научиться читать чертежи для изготовления деталей

Изучить различный инструмент и приспособления для токарной обработки металла.

Научиться пользоваться измерительным инструментом.

Узнать устройство токарного станка.

Научиться делать технологические карты для изготовления деталей на токарном станке

Получить начальные навыки работы на токарном станке.

Самостоятельно изготовить простые детали для применения в быту

Актуальность:

Много предметов в нашей жизни изготовлены на токарном станке:

Запчасти для автомобилей или бытовой техники.

Не всегда есть возможность купить готовые детали

Любой человек в домашних условиях сам может изучить токарный станок и изготовить для себя нужные детали.

Профессия токаря в современном мире всегда востребована!

Предмет исследования:

Получить начальные навыки работы на токарном станке и изготовить простую деталь

Проведение анкетирования

Изготовление своей конструкции

Гипотеза:

Смогу ли я собрать мобильную и разборную конструкцию для домашнего проектора и самостоятельно изготовить детали на токарном станке?

Методы исследования:

Практическая сборка мобильной разборной конструкции для установки домашнего проектора.

Материалы и оборудование:

• станок токарный;
• станок сверлильный;
• станок с ЧПУ для нарезания резьбы;
• полуавтомат сварочный, проволока сварочная для полуавтомата, баллон с газом (смесь углекислого газа и аргона);
• защитное снаряжение (очки, маска, фартук, перчатки);
• заготовки для сборки изделия.

Предполагаемые результаты:

• собрать готовое изделие;
• получить базовые навыки, необходимые для работы на токарном станке;
• научиться пользоваться резьбонарезным станком с ЧПУ;
• провести испытания конструкции;
• убедиться в ее надежности и удобстве использования;
• проверить возможность использования для других задач.

Этапы реализации проекта:

1 этап. Подбор литературы, поиск информации. Изучение основ токарного дела и нарезания резьбы. Разработка плана работы. Изучение различных конструкций для установки проектора в домашних условиях.

2 этап. Анкетирование детей и взрослых.
3 этап. Реализация проекта:

• разработка технической документации
• поиск или закупка необходимых материалов.
• самостоятельное изготовление недостающих деталей.
• сборка
• испытание конструкции на соответствие техническому заданию.

4 этап. Изучение возможности применение конструкции в других сферах.

5 этап. Заключение. Выводы.

История развития токарного дела в мире

Первый токарный станок появился в России во времена Петра I. В 1717 году его изобрел русский изобретатель и ученый Андрей Константинович Нартов.

Рисунок 1. Русский ученый- изобретатель токарно- винторезного станка

Андрей Константинович Нартов

1693-1756

В юности Нартов учился в школе математических и навигационных наук. Царь Петр I неоднократно посещал эту школу и даже сам в ней работал на различных станках. Здесь царь приметил Андрея и оценил его таланты. а в 1712 году пригласил в собственную дворцовую мастерскую. Именно здесь ученый придумал свой новый токарно-копировальный станок, аналог которого в Европе изобретут лишь через 80 лет.

Рисунок 2. Первый в мире токарно- винторезный станок

Петр I направил Нартова в Европу для обучения и обмена опытом. Из России он отправился в Берлин, где как оказалось никто не знал про токарное дело. Его принял король Пруссии- Фридрих-Вильгельм I и попросил обучить столь новому и интересному делу.

Когда он обучил короля Пруссии, Нартов отправился в Голландию, а затем в Англию. Из Англии Нартов пишет письмо Петру I, в котором сообщает, что за границей нет никого лучше наших русских мастеров.

После смерти царя Петра I в 1725 году власть перешла к Елизавете Петровне. При ее правлении он продолжил свою деятельность по созданию самых современных станков машин и механизмов. Среди них — станок для нарезания винтов, машина для вытягивания свинцовых листов, пожарно-заливная машина и т.п. В это время Россия воевала с разными странами и ей требовалось много хорошего оружия. Самой значимой работой изобретателя стал станок для сверления каналов орудийных стволов. За создание этого станка Сенат произвел ученого в чин коллежского Советника, удвоил жалованье и наградил деревней с крепостными.

Всю свою жизнь Нартов работал ученым- механиком.

В наше время в каждом доме, квартире и производстве есть предметы из металла, сделанные на токарном станке

Рисунок 3. Современный промышленный токарный станок

Человек, который работает на токарном станке называется токарь. Профессия токаря сейчас очень востребована. Они получают хорошую зарплату. На каждом современном предприятии все чаще появляются станки с числовым программным управлением (ЧПУ). На таком сложном оборудовании работают и женщины. В своей работе я тоже выполняла некоторые технологические операции на резьбонарезном станке с ЧПУ.

Рисунок 4. Резьбонарезной станок с числовым программным

Сегодня небольшой токарный станок можно купить достаточно легко. Это может быть и простой станок для обучения начальным навыкам, так и сложное промышленное оборудование. На большом и сложном оборудовании делают детали для больших кораблей и самолетов.

Любую заготовку из нужного сплава возможно купить достаточно легко. Начинать обучение можно на старых ненужных обрезках металла. Главное, чтобы заготовка была пригодная для обработки на токарном станке- в форме цилиндра.

Принцип работы токарного станка прост для понимания, и каждый может сам попробовать выточить простые изделия для своего дома. В сети Интернет много информации для начинающих токарей. Процесс токарной обработки не требует больших физических усилий.

Человек в любом возрасте и с любыми физическими возможностями может получить первые навыки работы на токарном станке!

Я придумала и сделала полезную конструкцию.

Рисунок 5. Моя готовая конструкция «Стойка для проектора»

Часть деталей для нее я сама изготовила на токарном станке. Это был интересный и сложный процесс, которому я захотела посвятить научный проект. 

1.2. Материалы исследований по изучению анкет

По итогам анкетирования были опрошены 2 возрастные группы- взрослые и дети. Взрослых 15 человек. Детей- 20 человек.

В результате опроса удалось выяснить, что большинство взрослых (13 из 15) и только 6 из 20 детей знают- что такое токарная обработка металлов.

Подавляющее большинство взрослых знает кто работает и что именно делают на токарном станке. Однако, дети даже старшей возрастной группы (9-11 класс) менее одной трети опрошенных знают кто работает на токарном станке и что на нем можно сделать. Мало кто из взрослых и детей когда- либо обращался за помощью к токарю для выполнения каких- либо работ.

Меньшая часть опрошенных из обоих групп хотели бы попробовать сделать что- либо сами на токарном станке. Многие взрослые не проявили интереса к изучению токарного дела (проще обратиться к специалисту). У детей присутствует страх перед новым и сложным оборудованием, боязнь испачкать руки в масле или что-то испортить в процессе работ.

1.  

Обзор и сравнение конструкций для установки проектора

В настоящие время существует множество различных конструкций и приспособлений для установки домашнего проектора. Изучив много разных приспособлений, я увидела в них много достоинств и некоторые недостатки (Таблица 1) .

Таблица1

Сравнение конструкций для установки проектора

Фото конструкции	Достоинства	Недостатки
Подвесная конструкция с потолочным креплением     Настенная полочка     Самодельная подставка   Стойка для строительного прожектора	В магазинах есть разные виды таких конструкций. На эту конструкцию можно установить проектор на постоянное место.         Крепится на постоянное место и нужно настроить только один раз. Собирается быстро из подручных материалов.           Быстро собирается. Занимает мало места. Можно купить в магазине.	Не всегда можно установить такую конструкцию дома на потолок (натяжные потолки или низкие потолки). Конструкция несъемная.       Не всем подходит из-за отсутствия места крепления на стене или несовпадения фокуса проектора на экран.           Нужно много времени для настройки проектора на экран. Неустойчивая. Проектор может упасть, конструкция рассыпаться.         Собирается только в 2 сложения по высоте. Не может передвигаться (нет колесиков). Нет площадки для установки проектора.

1.  

Создание собственной конструкции

Мне захотелось придумать свою удобную конструкцию с площадкой для проектора

Конструкция должна быть мобильной

Конструкция должна быть разборной

И самое главное- удобной!

Экспериментальная часть

Опыт №1. Разработка конструкции и чертежей

Чтобы изготовить любую деталь необходимо выполнить правильный порядок действий.

1.  Сначала нужно составить техническое задание, в котором подробно описать: какое это будет изделие? Его размеры, вес конструкции, мобильность, возможность быстрой сборки- разборки, нагрузочная способность. Необходима описать количество элементов конструкции, материал и способ изготовления. Техническое задание на изготовление конструкции «Стойка мобильная разборная» приведено в приложении 2.
2. На каждую деталь необходимо сделать чертеж, в котором указывается общий вид детали, размеры и допустимые отклонения от размеров, материалы деталей. Чертежи на детали, которые я изготавливала самостоятельно приведены, в приложении 3. Чертежи по моим эскизам мне помог сделать инженер- конструктор и научил меня их читать.
3. По чертежам на каждую деталь разрабатывается технологическая карта. В ней указывается порядок действий по обработки заготовки до готовой детали, режимы обработки и необходимые режущие инструменты.
4. После изготовления комплекта деталей готовое изделие собирается в соответствии со сборочным чертежом. Сборочный чертеж на готовую конструкцию приведен в Приложении 3.
5. После сборки готовой конструкции необходимо провести испытания, чтобы узнать- правильно ли все собрано? Какую нагрузку может выдержать конструкция?  Будет ли она надежно работать? Сможет ли выполнить требования технического задания?

Опыт №2

Закупка и поиск необходимых комплектующих для изготовления моего изделия

Когда у меня возникла идея создания удобной конструкции для установки проектора, я задалась вопросами: Какая она? Из чего она будет сделана? Можно ли будет ее применить для других целей?

У меня дома было старое офисное кресло. Его основание на колесиках послужило опорой для моей стойки. Благодаря колесикам ее можно легко передвигать.

Трубки от старого шкафа- купе я использовала для создания выдвижных секций. а прозрачную пластиковую крышку от аквариума приспособила в качестве опорной площадки.

Недостающие элементы для необходимо было докупить: новые колёсики, крепёжные элементы и декоративную накладку. Эти запчасти приобрела в хозяйственном магазине.

Для окончательной сборки стойки у меня не хватило некоторых элементов. Их нельзя было купить в магазине. Я решила попробовать сделать их сама на токарном станке. Процесс изготовления недостающих элементов подробна описан в следующей главе и в приложениях.

Опыт №3

Самостоятельное изготовление комплектующих для стойки

Недостающие элементы конструкции нужно было изготовить самостоятельно. Для этого меня научили работать на разном сложном оборудовании. Больше всего работы было выполнено на токарном станке. Были разработаны чертежи недостающих деталей и технологические карты токарной обработки (Приложение 4). С этими документами я легче выполнила эту задачу. Одним из этапов работы требовалось нарезать внутреннюю резьбу на деталях для закручивания крепежных болтов. Я изучила различные виды резьбы, инструмент и оборудование для нарезания резьбы. Самым сложным для меня было изучение работы и написание программ для резьбонарезного станка с числовым программным управлением (ЧПУ). Но я успешно справилась с этой задачей.

Также мне пригодились и полученные ранее навыки по сварке. Одну из деталей нужно было приварить к другой.

Опыт №4

Сборка готового изделия и испытания

Порядок сборки:

1. В опору офисного кресла вставить и приварить приварную втулку
   (деталь № 3).
2.  Вставить колёсики.
3.  Закрепить декоративную крышку в основание стойки.
4.  Вставить 1-ую секцию- трубка 32х1,5.
5.  Вставить переходную втулку.
6.  Вставить 2-ую секцию- трубка 19х1,5
7.  Закрутить болт-барашек в переходную втулку и отрегулировать высоту 2-ой секции.
8.  Установить шайбу для подвеса и за фиксировать в нужном положений при помощи болта-барашка 8х25.
9. Вставить грибок опорный во 2-ую секцию.
10. Установить опорную площадку и закрепить болтом М8х25 с широкой шайбой.

Испытания готовой конструкции

В создании конструкции я использовала прочные и легко доступные материалы: сталь, дюралюминий, пластик. Конструкция получилась лёгкая- она весит 7 кг. Максимальная высота в рабочем состоянием 140 см. Размер верхней площадки 50х40 см. Верхняя площадка способна выдержать нагрузку в 10 кг. У моей стойки есть колёсики. Её можно легко и быстро передвинуть в любое место. Стойку легко можно разбирать и собрать без применения дополнительных инструментов. Уход за ней простой- достаточно протереть тряпочкой.

Опыт №5

Изучение возможности применения стойки в других сферах

Основной задачей моей конструкции является установка домашнего проектора. В результате испытаний было установлено, что моя конструкция подтверждает гипотезу данного проекта. На нее можно установить домашний проектор в любое место комнаты и настроить его высоту. При необходимости мою стойку можно разобрать.

У меня дома есть проектор для показа презентаций и просмотра кинофильмов. Но у меня нет места для постоянной установки проектора. Я решила попробовать поставить проектор на площадку своей стойки. Я смогла отрегулировать нужную высоту проектора. После показа презентации я смогла разобрать и убрать стойку. Она занимает очень мало место для хранения. Получилось очень удобно!

Заключение

Я успешно сделала готовое полезное изделие- стойку для домашнего проектора в соответствии с технической документацией. Моя конструкция успешно прошла испытания. Она получилась разборной, мобильной и легкой. Проектор удобно настраивать по высоте. В процессе изготовления моей конструкции я освоила работу на большом и сложном токарном станке. Я могу сама изготовить несложные детали для дома. Я узнала- что такое резьба, для чего она нужна и как ее можно сделать различными способами. Я научилась работать на резьбонарезном станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Теперь я сама смогу запрограммировать станок и нарезать любую резьбу на этом станке!

Учитесь новым и интересным способам обработки металла!

Осваивайте новое сложное оборудование!

Создавайте полезные и удобные конструкции!

 

1. Сайт Экспериментальная мастерская Виктора Леонтьева «Токарное мастерство» https://eksmast.ru/?ysclid=mgfc8hjh9g205406348
2. Онлайн- Справочник «Размеры отверстий под метрическую и дюймовую резьбу» https://k2tool.ru/articles/83-razmery-otverstij-pod-metricheskuju-i-djujmovuju-rezbu
3. Обзор и инструкция по настройке электрического резьбонарезного манипулятора ETM-24 Plus  https://k2tool.ru/video/6111-obzor-i-instrukcii-po-nastroike-rezbonareznogo-manipuliatora-etm-24-plu
4. Онлайн учебник «Токарное дело» https://www.autoezda.com/tokarnoedelo?ysclid=mh7gipfveu776734799