Цели:
- Изучить виды технологического процесса обработки материалов: прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка, плетение, лепка.
- Развитие познавательного интереса.
- Воспитание технологической культуры.
УМО: учебник 10-11 класс Технология базовый уровень под ред. Симоненко, презентация.
Ход урока
Орг. Момент.
Тема, цель.
Объяснение.
В технологическом процессе перемещение объемов заготовки выделяют следующие технологии обработки материалов: прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка, плетение, лепка.
Прокатка (слайд 2,3) - один из самых распространённых видов обработки металлов давлением. Заключается в обжатии металла между двумя, реже тремя, вращающимися в разные стороны валками. Силами трения заготовка затягивается в зазор между валками и обжимается по высоте.
Считается, что первый прокатный стан (с деревянными валками) был сконструирован еще Леонардо да Винчи. С развитием железнодорожного транспорта значительно увеличилась потребность в прокатной продукции. Помимо рельсов надо было производить различные детали паровоза, для развития флота требовалась броня, в котором деревянные корабли заменялись металлическими бронированными. Первый броневой прокатный стан был сконструирован в 1859 году русским механиком В.С. Пятовым. Все эти станы были довольно примитивными: валки станов приводились во вращение от водяного колеса и позднее - паровой машины. Перемещение горячего металла к стану и от него осуществлялось вручную. В одном из музеев старого уральского завода имеется картина: по железному горячему настилу с помощью крючков бригада рабочих передает раскаленную болванку к стану. Труд прокатчика был самым тяжелым на заводе.
Прокаткой получают прокат различного назначения. Металлопрокат бывает листовой, сортовой, в виде труб или специальный (это могут быть гнутые профиля, бандажи, шары или же колеса).
Благодаря свойственной прокатке непрерывности рабочего процесса она является наиболее производительным методом придания изделиям требуемой формы. При прокатке металл, как правило, подвергается значительной пластической деформации сжатия, в связи с чем разрушается его первичная литая структура и вместо неё образуется структура, более плотная и мелкозернистая, что обусловливает повышение качества металла. Прокатка служит не только для изменения формы обрабатываемого металла, но и для улучшения его структуры и свойств.
Прессование (слайд 4) (от латинского presso-давлю, жму) - процесс обработки металлов давлением, с целью уплотнения изменения формы, отделение жидкой фазы от твердой, изменение механических и др. свойств металла при которых деформация происходит под действием сжимающих сил.
Прессование металлов - способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля. При прессовании металла создаётся высокое гидростатическое давление, вследствие чего значительно повышается пластичность металла. Прессованием можно обрабатывать многие хрупкие материалы, неподдающиеся обработке другими способами (прокаткой, ковкой, волочением).
Применяется в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве и осуществляется обычно при помощи прессов высокого давления.
Волочение (слайд 5) - способ обработки металлов давлением, состоящий в протягивании изделий (заготовок) круглого или фасонного профиля через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате волочения поперечные размеры изделия уменьшаются, а длина увеличивается. Производится на волочильных станах, основными частями которых являются волоки и устройство, тянущее через них металл. Волочение широко применяется в производстве пруткового металла, проволоки, производства полых профилей (труб) разных форм и сечений и, особенно, тонкостенных. Волочением получают трубки диаметром до 0,5 мм, а иногда и тоньше, проволоку диаметром до 6-8 мм. Вследствие большой длины проволоку либо свертывают в мотки, либо наматывают на катушки.
Ковка (слайд 6, 7) - обработка давлением, посредством которой тягучий металл (в нагретом состоянии) уплотняется, сращивается, или получает желаемую форму. Человек, занимающийся ковкой, называется кузнецом.
Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. Ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла:
- холодная, затем горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте - 4-3 тыс. до н. э.
- холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки - до XVI в. н. э.
Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото. Кузнецы пользовались особым почетом у народов древности, их искусство окружалось легендами и суевериями.
В Средние века кузнечное дело достигло высокого уровня.
Человеку давно были известны простейшие кузнечные инструменты для ковки: молот, клещи и наковальня, а также и простейшее нагревательное оборудование - горн.
- ручные молоты (небольшие), которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет.
- наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.
- кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладёт на наковальне и поворачивает предмет во время ударов молота.
- подъёмные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время ковки. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом - рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.
Первая механизация процессов ковки относится к XVI веку, когда стали применять механические рычажные, вододействующие молоты, приводимые энергией водяного потока. При отсутствии гидроэнергии применялись копровые (падающие) молоты.
В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую. Ковка может быть горячей и холодной.
Ковку, как правило, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или перехода. Для стали температурный интервал 800-1100 °С., для алюминиевых сплавов - 420-480 °С.
Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:
- обжимка криц - ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы).
- сварка - ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара.
- обыкновенная ковка - это уплотнение и придание желаемых форм предмету.
Исследователи технологии ковки.
(слайд 8) Па?вел Петро?вич Ано?сов (29 июня 1796[1], Тверь - 13 мая 1851[2], Омск) - выдающийся русский горный инженер, учёный-металлург, крупный организатор горнозаводской промышленности, исследователь природы Южного Урала, томский губернатор. Блестяще окончив Горный кадетский корпус в Петербурге в 1817 г., Аносов приезжает в Златоуст. Здесь ярко раскрылись его глубокие обширные знания, талант ученого - экспериментатора. Но известен Аносов, прежде всего, раскрытием тайны булатной стали.
Лучшие булатные клинки древности ковались мастерами Индии. И их отличали многие удивительные свойства. Мечи, например, делали разных цветов: зелеными, синими и узорчатыми. Они были твердыми, прочными, обладали большой упругостью и высокими режущими свойствами. Хороший клинок легко перерезал в воздухе газовый платок, свободно перерубал кинжал из более мягких сортов стали.
И вот "тайну", окруженную непроницаемым покровом, раскрывает Павел Петрович Аносов. Но на это ушло несколько лет предварительной работы. Он знакомится с трудами известных тогда западноевропейских металлургов, он изучает лучшие коллекции булатного оружия, принадлежащие представителям царской фамилии и другим лицам. Он проделывает многочисленные опыты, исследуя влияние разных добавок на качество металла (клена, березы, цветов, муки, пшена, рога, слоновой кости и даже алмаза). Он применяет новый тогда метод микроскопического исследования стали. Этот метод был использован Аносовым впервые в мировой науке в 1831 г.
В начале 40-х годов XIX века в Златоусте он получил булатный узор - литую булатную сталь. Вскоре Павел Петрович начинает получать булаты самого высокого качества заводским путем.
С 1837 г. производство булатов в Златоусте становится на поток. Русский булат еще при жизни Аносова приобрел широкую известность, стал таким же легендарным, как и восточный.
(слайд 9) Дело Аносова продолжил русский учёный Павел Матвеевич Обухов, основатель крупного производства литой стали и стальных орудийных стволов в России, выдающийся патриот. Русский мастер стального оружия, создатель самых надёжных в мире стальных пушек. Каждый, кто приезжает в Златоуст, на центральной площади города - площади имени Интернационала - видит пушечные стволы. Они отлиты в 1860 году и являются достойным памятником трудовой славы города. Д. К. Чернов в 1868 научно обосновал режимы ковки.
(слайд 10, 11) В XIX в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в XX в.
Штамповка (слайд 12)- процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки - листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист-до 6 мм). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
Штамповка это одна из разновидностей обработки металлов давлением, при которой конфигурация штампа ограничивает течение металла. Использовать штамповку начали еще в конце XIII века, но наибольшее развитие этот способ обработки получил в средине прошлого века в связи с переходом производства на серийный и массовый выпуск изделий. Традиционно штамповку (горячую и холодную) осуществляют на молотах, гидравлических прессах, горячештамповочных прессах, гидровинтовых пресс-молотах, горизонтально-ковочных, кузнечно-штамповочных машинах и агрегатах. Форма заготовки определяет вид штамповки (листовая, объемная), а деформируемость материала - особенности технологического процесса (с нагревом, без нагрева, изотермическая штамповка). Отдельной разновидностью листовой штамповки является гидравлическая вытяжка, при которой заготовка выдавливается пресс-штемпелем через отверстия в матрице, формирующие своей конфигурацией профиль готового изделия.
Плетение (слайд 13-19) - один из способов обработки таких материалов как лыко, кожа, конопля, солома и другого подобного мягкого сырья имеющегося в распоряжении ремесленника в форме полосок для производства грубых тканеобразных листов. Плетение производится связыванием нитей различными узлами.
Человек научился плетению гораздо раньше, чем гончарному делу. Сначала он плёл из длинных из гибких ветвей жилище (крыши, изгороди, мебель), всевозможные корзины для разных нужд (колыбели, туеса, повозки, черпухи, лукошки) и обувь. Плетение - один из самых древних способов обработки бересты.
С развитием этого вида рукоделия появлялись всё более разные материалы для применения. Оказалось, что плести можно из всего, что попадается. Появились такие техники плетения, как лозоплетение, плетение из камыша, фриволите, узелковое плетение макраме, плетение на коклюшках, бисероплетение, плетение шнуров кумихимо, кольчужное плетение, плетение сеток, индейское плетение мандала, их имитации (плетение из бумажных полос и фантиков, плетение из газет и журналов)...
Сообщения детей о плетении из разных материалов.
Лепка (слайд 20) - придание формы пластическому материалу (пластилину, глине, пластике и др.) с помощью рук и вспомогательных инструментов - стеков и т. п.
Сообщения детей о лепке из разных материалов.
Закрепление:
Дать понятие: прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка, плетение, лепка.
Подведение итогов.