УЧЕБНАЯ МАСТЕРСКАЯ ПО ДЕРЕВООБРАБОТКЕ

Изобретение относится к средствам обучения, которые могут быть использованы в общеобразовательных школах и в средних специальных учебных заведениях, и предназначены для изучения рациональных приемов машинной и ручной обработки деталей из дерева.
Известна учебная мастерская, содержащая учебную мебель, включающую столы-парты со стульями, классные доски и устройства для размещения и демонстрации учебных пособий (см. RU 3655 U1, Кл. G 09 В 19/00, 1997 г.).
Известен учебный комплекс, разделенный на отдельные зоны, предназначенные для проведения занятий с учащимися отдельных групп, в каждой из которых установлена учебная мебель и средства обучения, и содержащий средства для обеспечения обмена информацией между группами (см. US 5567164, Кл. 434/432, 1996 г.).
Известна учебная лаборатория, предназначенная для изучения процессов дробления, измельчения, дозирования, разделения и смешивания порошковых материалов, которая содержит приборы, устройства и приспособления для получения порошковых материалов и снабжена компьютерами для учащихся и преподавателей. Помещение лаборатории оснащено блоком пылеулавливания для защиты от пыли, образующейся в ходе проведения исследовательских работ (см. RU 2217800 C1, Кл. G 09 В 25/02, 2003 г.).
Каждое из указанных выше технических решений предназначено для проведения такого процесса обучения, который направлен на получение определенных навыков и информации, связанных с конкретной областью знаний, при этом ни одно из них не предназначено для изучения рациональных приемов машинной и ручной обработки деталей из дерева.
Изучение таких приемов необходимо в тех учебных заведениях, которые участвуют в подготовке специалистов в области машиностроения и конкретно в области деревообработки.
Задачей настоящего изобретения является создание такого технического решения, которое позволило бы проводить обучение учащихся приемам технологической обработки деталей из дерева с использованием деревообрабатывающих станков и инструментов и столярного оборудования.
Технический результат, который достигается при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении эффективного обучения приемам машинной и ручной обработки деталей из дерева, в том числе при использовании различных технологических процессов обработки, а также в обеспечении безопасности процесса обучения и в создании необходимых условий для работы учащихся и преподавателей в помещении мастерской.
Для достижения указанного технического результата предлагается учебная мастерская по деревообработке, содержащая учебное помещение, расположенное по периметру помещения технологическое учебное деревообрабатывающее оборудование, в состав которого входят токарный деревообрабатывающий, круглопильный, фуговальный, строгальный, шлифовальный, лентопильный, вертикально-сверлильный, настольный деревообрабатывающий и заточной станки и расположенный перед оконным проемом помещения верстак для работы по дереву, зажимное устройство которого расположено на одном из краев столешницы верстака, средства для хранения инструментов и приспособлений, используемых в процессе технологической деревообработки деталей, и доставки их к технологическому учебному оборудованию, оборудование, сопровождающее процесс обучения, включающее экран, установленный перед оконным проемом и выполненный с возможностью регулировки угла его наклона относительно горизонтальной плоскости, рабочие столы для преподавателя и учащихся, установленные в середине учебного помещения, персональный компьютер, расположенный на одном из рабочих столов, с программным
обеспечением, позволяющим определять оптимальные режимы обработки деталей на соответствующем станке технологического учебного оборудования, и проекционную аппаратуру для подачи изображения на экран, выполненную с возможностью подсоединения к компьютеру и установленную с возможностью перемещения относительно экрана, и оборудование, обеспечивающее безопасность процесса обучения и включающее устройство защитного отключения технологического учебного оборудования и других электрических агрегатов мастерской, установленную по периметру помещения вытяжную систему с всасывающими раструбами, расположенными в зоне станков, и средства для сбора стружки, образующейся в процессе обработки деталей на технологическом оборудовании, при этом все станки технологического оборудования установлены на выдвигаемых опорах качения и имеют средства для обеспечения неподвижной установки их на полу помещения при убранных опорах.
Верстак может быть расположен перпендикулярно оконному проему.
Средство для хранения инструментов и приспособлений представляет собой инструментальный шкаф, установленный вблизи верстака, а средство для доставки инструментов и приспособлений к технологическому учебному оборудованию представляет собой инструментальную тележку.
Экран выполнен с возможностью регулировки угла его наклона относительно и вертикальной плоскости.
По периметру помещения расположены электрические розетки для автономного подключения оборудования.
Устройство защитного отключения имеет кнопочное устройство, смонтированное на столе преподавателя и управляющее магнитным пускателем силовой линии мастерской.
Для управления проекционной аппаратурой и затемнением помещения при проецировании изображения на экран используется пульт дистанционного управления.
Всасывающие раструбы подсоединены к трубопроводу вытяжной системы посредством гибких шлангов.
В мастерской используется пылесос для удаления древесной пыли. Использование в предлагаемой учебной мастерской учебного оборудования и инструментов, обеспечивающих технологическую обработку деталей из дерева, а также оборудования, сопровождающего процесс обучения, и оборудования, обеспечивающего безопасность процесса обучения, позволяет эффективно обучить учащихся приемам машинной и ручной обработки деталей из дерева, привить им интерес к профессии, а также сделать процесс обучения полностью безопасным. Установка технологического оборудования на опорах качения, которые позволяют легко перемещать оборудование по полу помещения мастерский, и выполнение этих опор убирающимися позволяет переустанавливать оборудование, например, в соответствии с технологическим процессом обработки деталей, что также способствует повышению эффективности обучения.
На чертеже изображена учебная мастерская по деревообработке. Учебная мастерская по деревообработке содержит учебное помещение 1, по периметру которого расположено технологическое учебное оборудование. Это оборудование включает токарный деревообрабатывающий станок 2, круглопильный станок 3, фуговальный станок 4 строгальный станок 5, шлифовальный станок 6, лентопильный станок 7, вертикально-сверлильный станок 8, деревообрабатывающий настольный станок 9 заточной станок 10 и расположенный перед оконным проемом 11 помещения верстак 12 для работы по дереву.
Станок 2 предназначен для демонстрации принципа работы токарного станка и изготовления на нем простых деталей из дерева. В частности, целесообразно использовать станок токарный деревообрабатывающий DSL-1100V, который предназначен для обработки вращающихся цилиндрических, конических и фасонных поверхностей из мягких и твердых пород древесины. Благодаря использованию копирующего устройства можно обеспечить
изготовление одинаковых фасонных поверхностей у нескольких заготовок (небольшие серии). Станок приводится в движение посредством однофазного двигателя переменного тока с пусковым конденсатором. Необходимые обороты обеспечиваются четырехступенчатым ременным шкивом либо механическим вариатором, который в ходе работы станка обеспечивает плавное изменение оборотов, не снижая его мощности. Конструкция станка обладает достаточной жесткостью для выполнения всех видов токарных работ по дереву.
Фуговальные и круглопильные станки предназначены для изготовления заготовок, необходимых для организации работ учащихся в мастерских при обработке древесины.
В качестве круглопильного станка 3 целесообразно использовать станок круглопильный марки PKS-255L, который предназначен для поперечной и продольной распиловки древесины. Станок отличается оптимальным пределом оборотов, который позволяет использовать инструменты с тонкими пластинами из спеченных карбидов. Станок позволяет проводить высотную установку пропила материала и установку угла круга. При максимальных оборотах отличается высокой производительностью и жесткой конструкцией.
Строгальный станок 5 (марки НР-250/2-400) предназначен для высокоэффективной обработки древесины, в том числе в качестве протяжного устройства. Станок обеспечивает достаточно большую ширину строгания.
В качестве шлифовального станка 6 предпочтительно использовать станок комбинированный шлифовальный ВР-150, который предназначен для шлифования древесины, металлов и пластиков (удаление старого лака и ржавчины, полировка, снятие фаски и т.д.). Стабильная конструкция станка обеспечивает точность шлифовки.
Верстак 12 установлен перпендикулярно оконному проему 11, а зажимное устройство 13 верстака расположено на одном из краев его
столешницы. Столешница верстака выполнена с возможностью регулирования по высоте.
Инструментальный шкаф 14 предназначен для хранения инструментов и приспособлений, используемых в процессе технологической деревообработки деталей, а для доставки их к технологическому учебному оборудованию служит инструментальны тележка 15.
Перед оконным проемом 11 на всю его длину установлен экран 16, который выполнен с возможностью регулировки угла его наклона относительно горизонтальной плоскости. Экран 16 имеет также возможностью регулировки угла его наклона относительно и вертикальной плоскости.
В середине помещения 1 установлены рабочие столы 17 для преподавателя и учащихся. На одном из столов расположен персональный компьютер 18 с программным обеспечением, позволяющим определять оптимальные режимы обработки деталей на соответствующем станке технологического учебного оборудования.
Программное обеспечение позволяет в простой и удобной для обучаемых форме познакомиться с основами оптимизации параметров обработки на деревообрабатывающем оборудовании (токарные, круглопильные, строгальные, шлифовальные лентопильные станки). Программный комплекс предназначен для ввода в систему параметров станка, заготовки, характеристик качества детали и т.п. и обеспечивает в автоматизированном режиме получать необходимые режимы обработки, установка и соблюдение которых на данном оборудовании позволит обеспечить заданные характеристики качества детали. Персональный компьютер 18 содержит базу данных по параметрам обработки, режимам резания, а также характеристики и описание всех видов используемого оборудования и инструмента.
Для подачи изображения на экран 16, в том числе информации и графических изображений, полученных с компьютера, используется
проекционная аппаратура 19, подсоединенная к компьютеру 18 и установленная с возможностью перемещения на тележке относительно экрана 16 для получения оптимального размера изображения. Для дистанционного управления проекционной аппаратурой и затемнением помещения при проецировании изображения на экран используется пульт управления.
Для обеспечения безопасности процесса обучения используется оборудование, включающее устройство 20 защитного отключения технологического учебного оборудования и других электрических агрегатов мастерской, установленную по периметру помещения вытяжную систему 21 с всасывающими раструбами 22, расположенными в зоне станков, и средства для сбора стружки, образующейся в процессе обработки деталей на технологическом оборудовании. Устройство защитного отключения имеет кнопочное устройство, смонтированное на столе преподавателя и управляющее магнитным пускателем силовой линии. Всасывающие раструбы 22 подсоединены к трубопроводу вытяжной системы посредством гибких шлангов, благодаря чему раструбы 22 легко подводятся в необходимую зону вытяжки.
Для удаления древесной пыли используется пылесос 23, например марки ОР-1500. Пылесос оснащен системой, позволяющей использовать его мощность одновременно для обслуживания нескольких единиц оборудования.
Все станки технологического учебного оборудования установлены на выдвигаемых опорах качения и имеют средства для обеспечения неподвижной установки их на полу помещения при убранных опорах.
По периметру помещения 1 расположены электрические розетки 24 для автономного подключения оборудования.
Мастерская оборудована системой отопления и приточно-вытяжной вентиляцией с таким расчетом, чтобы температура в помещениях поддерживалась в пределах 18-21°С; влажность воздуха должна быть в
пределах 40-60%. Содержание вредных паров и газов в воздухе помещения мастерской не допускается.
В случае проведения работ, сопровождающихся выделением вредно действующих паров и газов, помещение мастерской должно быть оборудовано вытяжным шкафом. Вытяжной шкаф должен иметь верхний и нижний отсосы. Включение отсосов должно регулироваться в зависимости от плотности выделяющихся газов и паров.
Помимо светильников рабочего освещения в помещении 1 предусмотрены светильники аварийного освещения, которые присоединяют к электросети, независимой от сети рабочего освещения.
На рабочие места учащихся электроэнергия подается с распределительного щита. Включение и выключение всей электросети мастерской осуществляется одним общим рубильником 25 или с помощью устройства защитного отключения. Рубильник 25 смонтирован у входа 26 в помещение, а рядом с рубильником установлены средства пожаротушения 27.
Рабочим местом обучающегося для индивидуального пользования является верстак или специальный рабочий стол с откидным, приставным или выдвижным сиденьем. Рабочее место укомплектовывается постоянно применяемыми инструментами и приспособлениями, которые размещаются в укладках различной конструкции.
Рабочими местами коллективного пользования в мастерских являются технологическое учебное оборудование и дополнительное оборудование для общественно полезного труда обучающихся.
Станочные рабочие места оборудуются тумбочками или укладками для размещения измерительных и режущих инструментов, заготовок, готовой продукции и документации.
В мастерской предусмотрены приспособления для зашторивания окон для работы с проекционной аппаратурой 19.
Процесс обучения начинается с изучения под руководством преподавателя методических инструкций и другой справочной литературы по использованию деревообрабатывающих станков, содержащих сведения о назначении каждого из станков, правила пользования станком, сведения по технике безопасности, по способам регулирования сборки, крепления.
При этом дополнительно используются материалы постоянной экспозиции, в состав которых входят стенды, таблицы и плакаты, в том числе по безопасности труда и производственной санитарии, материаловедению, профессиональной ориентации, а также материалы сменной экспозиции, включающие инструктивные материалы и таблицы, разъясняющие, как выполнять отдельные операции.
После изучения материалов инструктивного характера преподаватель переходит к изучению с учащимися технологических приемов деревообработки конкретных изделий. При этом к обучению привлекается персональный компьютер 18 с программным обеспечением, позволяющим познакомиться с основами оптимизации параметров обработки деталей на деревообрабатывающих станках. Для получения требуемых оптимальных параметров обработки деталей в систему персонального компьютера 18 вводят исходные данные: параметры станков, используемых для проведения технологических операций, параметры заготовки, параметры детали с учетом характеристик ее качества и т.п. В результате обработки введенных исходных данных программный комплекс выдает сведения о необходимых режимах обработки (параметры обработки, режимы резания, а также характеристики и описание всех видов используемого оборудования и инструмента), установка и соблюдение которых на данном оборудовании позволит обеспечить заданные характеристики качества детали. На данном этапе преподавателем используется проекционная аппаратура 19, подсоединенная к компьютеру 18 и позволяющая демонстрировать информацию с компьютера 18 на экране 16. В частности на экран может
выводиться изображение заготовки с намеченным на нем контуром будущей детали с указанием размеров припуска на обработку.
Перед демонстрацией экран 16 опускается и перекрывает оконный проем 11, обеспечивая тем самым затемнение в помещении мастерской. Угловое положение экрана при этом регулируется для того, чтобы обеспечить восприятие учащимися изображения на экране под оптимальным углом зрения. В процессе демонстрации для получения качественного изображения на экране имеется возможность регулировать положение проекционной аппаратуры 19 относительно экрана за счет ее перемещения.
Проекционная аппаратура 19 может также работать автономно от компьютера и демонстрировать на экране, например, учебные диафильмы, диапозитивы, посвященные изучаемому предмету.
После получения необходимых оптимальных режимов обработки заготовок учащиеся переходят к работе на деревообрабатывающих станках под руководством преподавателя.