Приспособления для школьных мастерских
и УПК (учебно-производственных комбинатов)
с альбомом чертежей

DjVu

      Предисловие

      В Отчетном докладе ЦК КПСС XXVI съезду Коммунистической партии Советского Союза подчеркивается: «Главное сегодня в том, чтобы повысить качество обучения, трудового и нравственного воспитания в школе».
      В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем совершенствовании обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовки их к труду» (декабрь 1977 г.) отмечается, что «выпускники средней школы за период учебы должны овладеть глубокими знаниями основ наук и трудовыми навыками для работы в народном хозяйстве, вплотную подойти к овладению определенной профессией».
      О воспитании коммунистического отношения к труду как одной из программных целей нашей партии в области формирования коммунистического сознания людей, неотъемлемой части коммунистического воспитания говорится в постановлении ЦК КПСС «О дальнейшем, улучшении идеологической, политико-воспитательной работы».
      В формировании у школьников коммунистического отношения к труду большую роль играют уроки труда в школе, работа в межшкольных учебно-производственных комбинатах. Трудовое обучение способствует экономическому воспитанию и образованию учащихся, развитию их познавательных интересов, творческому отношению к трудовой деятельности, интересу к физическому труду, к труду рабочего.
      Всего этого невозможно добиться без хорошо оснащенных школьных мастерских, межшкольных учебно-производственных комбинатов.
      Трудовое обучение учащихся в межшкольных УПК и школах необходимо строить, учитывая реальные приемы и методы труда на современных промышленных предприятиях и повседневно формируя у школьников правильные представления об этих приемах и методах.
      Современное социалистическое производство с быстрыми темпами технического прогресса, внедрением механизаций и автоматизации, прогрессивной технологии, научной организации труда нельзя представить без использования разнообразных приспособлений. Особенно велико их значение в машиностроении. Так, в серийном и массовом производстве на каждую обрабатываемую деталь в среднем приходится до десяти приспособлений. По мере расширения технического прогресса число применяемых приспособлений непрерывно растет. Например, только специальных приспособлений в машиностроении СССР насчитывается свыше 25 млн. штук, а затраты на их изготовление и приобретение достигают 15—20% от стоимости оборудования.
      Возрастает точность, повышается качество обработки как отдельных элементов, а также в целом каждого приспособления.
      В технической Системе современного промышленного производства «станок — приспособление — инструмент — деталь» (СПИД) приспособления не только служат обязательным и важным звеном, но в отдельных случаях определяют и конечный результат труда. Более того, приспособления иногда «сливаются» со станком настолько, что трудно найти границу между станком и приспособлением к нему. Правильно же выбранная технологическая оснастка дает возможность приспосабливать имеющееся оборудование к условиям производства и во многих случаях позволяет обойтись без приобретения специального оборудования.
      В современном производстве рабочие-машиностроители ежедневно пользуются различными приспособлениями, постоянно их совершенствуют, создают новые, более удобные и производительные. Поэтому в школе необходимо шире знакомить учащихся с проектированием, изготовлением и, что особенно важно, с использованием приспособлений в производительном труде как в школьных мастерских, так и межшкольных УПК.
      Участие школьников в проектировании приспособлений формирует у них элементы технической наблюдательности, развивает стремление к рационализации и изобретательству.
      В процессе изготовления приспособлений учащиеся приобретут хорошие трудовые навыки и умения, а само создание приспособлений укрепит материальную базу межшкольных УПК, школьных мастерских, позволит значительно расширить технологические возможности имеющегося оборудования.
      Использование приспособлений позволяет повысить содержание и культуру труда, сделать его более интересным и привлекательным.
      Задача настоящей книги — помочь учителям трудового обучения школ, работникам УПК в техническом оснащении учебно-производственных участков УПК, школьных мастерских.
      В книге даны чертежи на основные детали ряда приспособлений, а также краткие их описания, раскрывающие назначение и принципы работы приспособлений, устройство и область использования их. Авторы книги сочли возможным не давать чертежи на простейшие (главным образом крепежные) детали. Ссылки на рисунки в тексте даются как обычно — (рис. 1), (рис. 2) и т. д., ссылки на чертежи из альбома в конце книги даны так: (черт. 1), (черт. 2).
      Большинство из помещенных в книге приспособлений может быть сделано в школе, однако изготовление некоторых приспособлений посильно лишь межшкольным УПК.
     
     
      Часть первая
      ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
     
      Глава I
      ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
     
      § 1. Классификация приспособлений
     
      При обработке металлов и других материалов в промышленности используют различные приспособления, применяемые как для обработки вручную, так и станочные.
      Наиболее распространены приспособления для механической обработки, предназначенные для установки и закрепления деталей и инструмента. Они позволяют обрабатывать заготовки без разметки с заданной точностью, обеспечивать необходимое положение заготовки относительно режущего инструмента, обрабатывать одновременно несколько заготовок. Кроме того, приспособления дают возможность повысить производительность труда за счет уменьшения времени на вспомогательные работы, расширяют технологические возможности станков (например, позволяют фрезеровать на токарном станке), обеспечивают безопасность труда работающих.
      По степени специализации различают приспособления универсальные, специализированные, специальные, универсально-сборные, универсально-наладочные и др.
      Универсальными считают приспособления, используемые для установки и закрепления разных по форме и размерам заготовок, обрабатываемых на универсальных металлорежущих станках в единичном, мелкосерийном и серийном производстве. К ним относятся машинные тиски, токарные и сверлильные патроны, делительные головки, поворотные столы, планшайбы и др. (рис. 1—4). Основное преимущество этих приспособлений — постоянная готовность к использованию.
      Специализированные приспособления выполняют на базе универсальных (рис. 5 и 6). Они предназначены для установки, закрепления и обработки заготовок определенной формы и размеров.
      Подготовка этих приспособлений к использованию заключается в следующем. На универсальное приспособление (например, машинные тиски) устанавливают специальные детали (например, губки) или сборочные единицы, позволяющие закреплять заготовки определенной конфигурации и размеров. Преимущество этого вида приспособлений — возможность быстрой подготовки и настройки на необходимый вид работы, что уменьшает время и материальные затраты на технологическую подготовку производства.
     
      Рис. 1. Машинные тиски.
      Рис. 2. Токарный трехкулачковый самоцентрирующийся патрон.
      Рис. 3. Сверлильный патрон.
      Рис. 4. Универсальный кондуктор для сверления отверстий по окружности.
      Рис. 5. Тиски для закрепления отрабатываемых заготовок сложной конфигурации.
      Рис. 6. Станочные тиски с многогранной подвижной губкой.
      Рис. 7. Использование специального приспособления для токарных работ: 1 — приспособление; 2 — обрабатываемая ваготовка; 3 резец.
      Рис. 8. Кондуктор для сверления, собранный из деталей УСП.
     
      Специализированные приспособления применяют в мелкосерийном и серийном производстве.
      Специальные приспособления используют для установки и закрепления заготовок только одной формы и определенных размеров (рис. 7). Эти приспособления из-за высокой их стоимости применяют только в крупносерийном и массовом производстве.
      В настоящее время в машиностроении распространены универсально-сборные (УСП), универсально-наладочные (УНП) и другие виды приспособлений.
      Сущность универсально-сборных приспособлений состоит в том, что из набора нормализованных элементов можно собрать большое число различных приспособлений. По окончании работ приспособления разбирают на исходные элементы (детали, сборочные единицы), для того чтобы в дальнейшем их использовать для сборки какого-то иного приспособления. Таким образом, УСП представляют собой обратимые приспособления, рассчитанные на многократное применение как в единичном, так и в мелкосерийном производстве.
      Следует отметить, что система УСП универсальна лишь в смысле изготовления (сборки) приспособления. После же сборки конкретного приспособления оно уже является специальным. Полный набор УСП включает 25—30 тыс. элементов, поэтому весьма дорог по стоимости. Из комплекта УСП можно собрать одновременно 200—250 приспособлений для обработки заготовок на различных станках. На рисунке 8 показано приспособление, собранное из деталей УСП. Оно состоит из унифицированной плиты (основания), на которой закреплены установочные детали, зажимные планки, скалка с кондукторной втулкой для направления сверла во время работы на сверлильном, станке.
      Процесс использования различных приспособлений из элементов (деталей) УСП состоит из следующих этапов: 1 — разработка монтажной схемы приспособления в соответствии с требованиями технологического процесса обработки детали; 2 — сборка; 3 — разборка приспособления; 4 — раскладка и хранение деталей УСП.
      Элементы УСП изготавливают из легированных или высокоуглеродистых инструментальных сталей, подвергают закалке и точной обработке по сопрягаемым поверхностям. УСП применяют в опытном и серийном производстве.
      Сущность универсально-наладочных приспособлений (УНЩ состоит в том, что основную часть их, включающую корпус, силовой привод для зажима и механизмы управления, разрабатывают как универсальные сборочные единицы, устанавливаемые на станок на продолжительное время и применяемые для обработки различных деталей.
      Установка и закрепление обрабатываемых заготовок при помощи одной и той же универсальной сборочной единицы достигается сменой или перестановкой зажимных и базовых элементов, соответствующих форме обрабатываемой заготовки и выполненных в виде упрощенных специальных устройств. Эти устройства, называемые сменными наладками, устанавливают на универсальную сборочную единицу и снимают по окончании обработки партии деталей. На время установки универсальная сборочная единица со сменной наладкой становится специальным приспособлением для выполнения определенной операции.
      Универсально-наладочные приспособления предназначены для обработки различных по форме и размерам деталей, требующих одинаковых условий закрепления и обработки (при сравнительно несложной схеме их установки). В большинстве случаев такими приспособлениями являются тиски, столы, патроны, кондукторы, делительные головки и т. п., применяемые, как и обычные универсальные приспособления, при механической обработке, но со значительно большим разнообразием обрабатываемых деталей. Возможности данных приспособлений можно значительно расширить применением различных новых сменных наладок.
      Отличие универсально-наладочных приспособлений от обычных универсальных состоит в наличии:
      точных пазов для установки и закрепления сменных наладок;
      встроенного механизированного привода для зажима; возможности регулирования величины зажимного усилия; возможности предварительного поджима обрабатываемой детали;
      возможности отвода зажимных элементов на значительное, расстояние и т. п.
      По назначению различают приспособления станочные (для токарных, сверлильных, фрезерных и других станков), нестаночные (для слесарных, электромонтажных и других работ), контрольные и т. д.
      По степени механизации и автоматизации приспособления делят на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.
      Кроме приспособлений, предназначенных для установки и закрепления обрабатываемых заготовок, которые в технологической оснастке занимают основное место, существует значительная группа приспособлений для установки и закрепления режущих инструментов. Эту группу приспособлений принято называть вспомогательным инструментом.
      Роль вспомогательного инструмента как звена технологической системы СПИД значительно возросла с повышением требований к точности изготовления машин. Обеспечить высокоточную обработку изделий можно лишь с помощью вспомогательного инструмента, обладающего достаточно жесткой конструкцией.
      Современный вспомогательный инструмент представляет собой комплекс довольно сложных устройств и механизмов. До недавнего времени вспомогательным инструментом пользовались в основном при обработке деталей в крупносерийном и массовом производстве. В настоящее время вспомогательный инструмент находит все большее применение в серийном и индивидуальном производстве. Это связано с необходимостью расширения технологических возможностей станков, в результате чего обеспечивается выполнение наибольшего количества операций или полная обработка деталей за одну установку, что повышает точность самой обработки. Так, например, на револьверных станках применение специального вспомогательного инструмента дает возможность выполнять ряд токарных операций, а на сверлильных станках с помощью специальных патронов, оправок и специального инструмента — производить подрезку внутренних торцов, расточку отверстий и кольцевых канавок и т. п. На станках общего назначения вспомогательный инструмент в сочетании с соответствующими приспособлениями для установки обрабатываемых заготовок позволяет увеличить перечень специальных работ, выполняемых при эксплуатации универсального оборудования, обеспечивая тем самым повышение производительности труда.
     
      § 2. Проектирование приспособлений
     
      Необходимость проектирования и изготовления приспособлений зависит от наличия, вида и состояния оборудования, а также от количества, размеров, формы и точности обрабатываемых деталей.
      В проектируемых приспособлениях следует по возможности максимально использовать нормализованные детали или сборочные единицы. При этом надо стремиться, чтобы приспособления были просты в изготовлении, удобны и безопасны в эксплуатации.
      В данном параграфе рассматриваются лишь общие основы проектирования, без знания которых учителю труда, мастеру-инструктору трудно приступить к созданию нужных приспособлений.
      До проектирования необходимо решить вопрос об экономической целесообразности использования приспособления. Решающими факторами при этом служат количество обрабатываемых деталей, точность и сложность обработки, наличие оборудования и т. д.
      Иногда разработка приспособления определяется не экономической, а педагогической целесообразностью: перед учителем, например, может стоять задача обучить школьников навыкам проектирования и показать преимущества использования приспособлений.
      При проектировании приспособлений следует придерживаться определенной последовательности: вначале определить базовые поверхности обрабатываемой детали, а затем выбрать элементы конструкции (детали или простейшие сборочные единицы, предназначенные для выполнения определенных функций приспособления).
      Поэтому для успешного проектирования необходимо прежде всего ознакомиться с основными деталями и сборочными единицами приспособлений и их назначением. Различают следующие группы деталей сборочных единиц приспособлений: корпуса приспособлений, установочные и направляющие детали, зажимные устройства.
     
      Корпуса приспособлений. Назначение корпуса — связать воедино все детали приспособления. Корпус воспринимает основные нагрузки, возникающие при закреплении и обработке заготовки в приспособлении. Корпуса чаще всего бывают чугунные или стальные в виде плиты (рис. 9), угольника (рис. 10), призмы (рис. 11).
      При проектировании корпусов приспособлений вначале предусматривают места посадки установочных деталей, а затем способы и места установки остальных деталей, обеспечивающих точную установку приспособления на столе станка. Одновременно предусматривают возможность выхода инструмента и удаление стружки, необходимые зазоры между обрабатываемой заготовкой и стенками корпуса, позволяющие свободно закладывать и вынимать заготовки из приспособления.
      Корпуса приспособлений должны быть прочными и жесткими. Этого можно достичь, например, введением ребер жесткости.
     
      Установочные детали (рис. 12 и 13) обеспечивают правильное и одинаковое расположение обрабатываемых заготовок в приспособлении относительно режущего инструмента. Они могут быть выполнены в виде призм, штырей, винтов, угольников и др.
      При проектировании установочных деталей приспособлений в первую очередь следует выбрать базовые поверхности (рис. 14-16) у заготовки, обеспечивающие ее фиксирование в приспособлении. Фиксируют заготовку по двум и более плоскостям.
      Посадочные и опорные поверхности установочных деталей должны быть обработаны с необходимой чистотой и точностью. Как правило, установочные детали изготовляют из углеродистой стали и термически обрабатывают.
     
      Направляющие детали обеспечивают необходимое положение режущего инструмента или выверку приспособления относительно него перед началом обработки. Направляющие детали чаще всего бывают в виде сменных и постоянных кондукторных втулок (рис. 17). Первые используют при обработке одного и того же отверстия последовательно несколькими режущими инструментами: сверлом, зенкером, разверткой.
      Вторые применяют при обработке отверстий одним режущим инструментом. В некоторых приспособлениях используют специальные кондукторные втулки (рис. 18 и 19).
      Кондукторные втулки изготовляют из высококачественной углеродистой инструментальной стали (марка У10А) и закаливают до твердости HRC 60—65.
      Зажимные детали или устройства обеспечивают надежное закрепление заготовки или инструмента в приспособлении.
     
      Зажимные устройства бывают ручные, полуавтоматические или автоматические. Помимо быстрого и надежного закрепления заготовки зажимные детали или устройства не должны деформировать заготовку, быть удобными и безопасными. Закрепляемая заготовка не должна смещаться с установочных мест, а нагрузки, возникающие в процессе обработки, следует направлять на неподвижные части приспособления.
      В индивидуальном и мелкосерийном производстве применяют ручные зажимы. Наиболее прогрессивные из них — быстродействующие.
      К быстродействующим ручным зажимам относятся эксцентриковые (рис. 20), призматические центрирующие механизмы (рис. 21), винтовые (рис. 22), откидные кондукторные плиты (рис. 23) и т. д.
      В крупносерийном и массовом производстве используют преимущественно пневматические или гидравлические полуавтоматические и автоматические зажимные устройства.
      Выбор конструкции и размеров перечисленных групп деталей приспособлений зависит от многих факторов, в том числе от формы и размеров обрабатываемых заготовок.
     
      Последовательность проектирования приспособлений рассмотрим на примере кондуктора для сверления в детали «ось» двух взаимно перпендикулярных отверстий 0 7 мм (рис. 24).
      Целесообразность проектирования кондуктора для данной детали обусловлена тем, что сверление этих отверстий по разметке (с использованием машинных тисков) требует высокой квалификации, непроизводительно и не исключает брак.
      Перед проектированием кондуктора разрабатываем технологический процесс на изготовление этой детали, где предусматриваем операцию сверления отверстий 0 7 мм в два перехода.
      Базовыми поверхностями для установки обрабатываемой заготовки в кондукторе выбираем: при сверлении отверстия I — торец С и диаметр D, при сверлении отверстия II — отверстие Г и диаметр D. Такая последовательность обработки отверстий обеспечивает их взаимную перпендикулярность и получение заданных размеров А и В.
      Корпус кондуктора выбираем сборный, состоящий из основания 1 (рис. 25), неподвижной призмы 2 и кондукторной плиты 3, а зажимное устройство — в виде подвижной призмы 4 и винта 5, соединенных штифтом 7. Для направления режущего инструмента выбираем кондукторную втулку 8.
      В качестве установочных деталей для обоих переходов используем съемный фиксатор 6. Положение съемного фиксатора относительно оси кондукторной втулки выбираем так, чтобы обеспечить перпендикулярность осей обрабатываемых отверстий и размеров А и В. Это позволяет сверлить оба отверстия через одну и ту же кондукторную втулку»
      Для обеспечения безопасной работы с кондуктором в основании 1 предусматриваем специальные пазы для его крепления на столе сверлильного станка.
      Простановкой основных установочных размеров проектирование общего вида кондуктора заканчивается. Остается разработать рабочие чертежи на оригинальные детали. Крепежные детали подбираем из нормализованных.
      В проектировании этого и других подобных приспособлений вместе с учителем труда могут принять активное участие и учащиеся. Это будет способствовать развитию конструкторского мышления и творческой активности школьников.
     
      Глава II
      ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ НА УРОКАХ ТРУДА
     
      § 1. Содержание и планирование работ по изготовлению приспособлений
     
      Многие межшкольные УПК, а особенно школьные мастерские в настоящее время мало используют приспособления. Однако опыт работы передовых учебно-производственных комбинатов показывает, что применение различных приспособлений позволяет успешно решать многие задачи трудового обучения и воспитания: механизировать ряд технологических операций, расширить технологические возможности имеющегося оборудования, повысить культуру труда учащихся, сделать занятия интересными и привлекательными. Школы в результате планомерного изготовления необходимых приспособлений могут расширить материальную базу своих мастерских, причем активное участие в этом могут принять школьники.
      Привлечение школьников к разработке чертежей приспособлений и их изготовлению возможно только в том случае, если эта работа будет спланирована еще до начала учебного года; выбрано приспособление в качестве объекта труда учащихся, продумана технология производства, определены изготовители выбранных объектов, приобретены необходимые материалы, инструмент и т. д.
      При выборе объектов труда необходимо руководствоваться учебными программами по трудовому обучению и учитывать оснащенность школьных мастерских. Важно также ясно представлять место планируемого к изготовлению приспособления в учебно-производственном процессе.
      В межшкольных учебно-производственных комбинатах и школьных мастерских педагогически и экономически целесообразно использовать приспособления:
      для получения высококачественных деталей;
      при выполнении наиболее трудоемкой или сложной операции;
      для обеспечения взаимозаменяемости изготовляемых деталей;
      для расширения технологических возможностей станков;
      для демонстрации преимуществ механизации труда.
      Только учитывая это, можно заранее предвидеть необходимость и целесообразность использования приспособлений при изучении той или иной темы программы, изготовлении определенных деталей.
      Приспособления, точность изготовления которых на 1—2 класса выше точности обрабатываемых при их помощи заготовок, являются сравнительно сложными объектами труда для учащихся. Поэтому учитель труда, мастер сталкиваются с некоторыми трудностями при организации работ учащихся по изготовлению приспособлений. Основными из них являются:
      1) невозможность получения в условиях межшкольного УПК, школьной мастерской литья, нарезания зубчатых колес, выполнения сварки и других специальных видов работ из-за отсутствия необходимого оборудования и специалистов;
      2) сложность отдельных технологических операций при изготовлении деталей приспособлений (высокая точность и чистота обработки);
      3) отсутствие инструмента, материалов, нормализованных деталей и т. п.
      Перспективное планирование позволяет учитывать эти трудности, наметить пути их преодоления, а главное, дает возможность превратить работы по изготовлению приспособлений в интересную, творческую совместную деятельность учителя, мастера и учащихся в течение учебного года.
      В перспективном плане изготовления приспособлений на предстоящий учебный год необходимо предусмотреть и продумать: перечень намечаемых к изготовлению приспособлений;
      выполнение рабочих чертежей на все оригинальные сборочные единицы и детали приспособлений;
      разработку технологических карт на изготовление оригинальных деталей приспособлений;
      приобретение материалов и нормализованных деталей;
      производство сложных и специальных работ, которые нельзя выполнить своими силами.
      Рассмотрим содержание и методику составления некоторых разделов этого плана.
     
      Оформление рабочих чертежей. Составив перечень приспособлений, намеченных к изготовлению в предстоящем учебном году, надо определить способ оформления рабочих чертежей.
      В альбоме, помещенном в конце данной книги, приведены чертежи на оригинальные детали ряда приспособлений. Оформить по этим чертежам рабочие чертежи можно поручить учащимся седьмых — десятых классов под руководством учителя черчения.
      При разработке рабочих чертежей на приспособления из данного альбома можно внести в них некоторые конструктивные изменения в соответствии с конкретными условиями УПК, школы (в зависимости от типа оборудования, вида и формы обрабатываемых деталей, наличия материалов и т. д.). В этом случае необходимо увязать исполнительные размеры всех деталей приспособления.
      Для удобства планирования, учета, хранения и дальнейшей работы с чертежами необходимо принять систему их нумерации. Проста и удобна следующая система, применяемая на ряде промышленных предприятий.
      Рабочие чертежи приспособлений обозначают буквой П и соответствующим порядковым номером. Например, первое спроектированное приспособление обозначают П-001, второе — П-002 и т. д. Отдельные чертежи на детали приспособления обозначают так: П-001-1, П-001-2, П-001-3. Соответственно этому обозначают' и другую оснастку: кондукторы — буквой К, инструмент режущий — ИР, мерительный — ИМ, вспомогательный — ИВ.
     
      Разработка технологических карт. Учителю труда, мастеру необходимо заранее спроектировать маршрутно-технологические карты на детали каждого запланированного к изготовлению приспособления. Это поможет определить вид и размеры заготовок, выявить номенклатуру нужных режущих и мерительных инструментов, установить объем сложных и специальных работ, которые не могут быть выполнены учащимися.
      Как отмечено выше, в некоторых УПК, школьных мастерских невозможно выполнить ряд специальных видов работ (например, получение поковок, литья, прессование деталей из пресс-порошков, фрезерование зубьев, шестерен, производство сварки, гальванических покрытий, термической обработки) при изготовлении деталей приспособлений. Поэтому учителю труда, мастеру необходимо учесть возможности своего УПК, мастерской, с одной стороны, а с другой — постараться построить технологический процесс так, чтобы максимально возможное число операций выполнить силами учащихся или при их активном участии.
      Этого можно достичь, например, заменой одного-вида работ другим. Например, корпуса приспособлений сложной формы в заводских условиях отливают (рис. 26, а). В школьных же мастерских надо попытаться сложную форму корпуса заменить более простой. Однако это не всегда возможно, так как такая замена часто приводит к снижению прочности и жесткости корпуса, а следовательно, и приспособления в целом. В рассматриваемом примере литой корпус можно заменить сварным (рис. 26, б) с последующей механической обработкой.
      Замены могут быть и другого характера. Так, если в школе или УПК нет фрезерного станка, но есть модульные фрезы, то нарезание зубчатого колеса можно выполнить на токарном станке (рис. 27).
      Детали, которые по чертежу следует изготовлять из пресс-порошка, в ряде, случаев можно с успехом заменить деталями, выполненными из текстолита, эбонита, гетинакса. Если нет возможности произвести сварку, то сложную деталь приспособления (корпус, стойку) можно сделать из нескольких простых деталей, изготовленных учащимися, и собрать на винтах. Такой способ часто применяют в школьных мастерских.
      Трудность выполнения технологической операции или изготовления детали состоит не столько в отсутствии необходимых станков, приспособлений и инструмента, сколько в отыскании способа использования имеющихся в УПК, школьной мастерской оборудования, оснастки, инструмента.
      При решении вопроса изготовления того или иного приспособления необходимо широко использовать кооперацию с базовыми предприятиями, объединять усилия по изготовлению сложных, но нужных для учебных целей и творческой работы оригинальных приспособлений с другими УПК и школами.
     
      Приобретение материалов, инструмента и нормализованных деталей. Разработав технологические процессы на изготовление деталей приспособлений, следует составить перечень необходимых металлов и других материалов, инструмента и нормализованных деталей. Все материалы и инструмент желательно приобрести до начала учебного года.
      Перечень необходимых материалов рекомендуется составлять по следующей форме:...
     
      Составление перечня сложных и специальных работ. При изготовлении приспособлений встречаются операции различной степени сложности. Большинство из них доступно школьникам.
      Однако часть сложных операций (доводочные, окончательная сборка и отладка приспособления) может выполнить только учитель или мастер. Для производства этих операций от учителя и мастера требуются высокие профессиональные навыки, хорошее знание техники и технологии.
      Выполнение учителем труда или мастером сложных операций в присутствии учащихся очень желательно, так как имеет большое воспитательное значение. Наблюдая разнообразные приемы и методы выполнения работ на обычном оборудовании, школьники не только расширяют свой технический кругозор, но и получают яркий пример творческого подхода к работе. Несомненно, что в дальнейшем учащиеся попытаются использовать увиденные приемы труда. Именно так и передается передовой опыт, зарождается техническое творчество.
      Однако не все сложные операции и специальные виды работ можно выполнить в УПК, в школьных мастерских. Прежде всего необходимо составить перечень и определить ориентировочную трудоемкость этих работ, предполагаемого исполнителя и желательный срок изготовления. Все это возможно только при перспективном планировании работ по изготовлению приспособлений.
      Перечень названных работ рекомендуется составлять по следующей форме:...
      При составлении этого перечня в предпоследнюю графу заносят базовое или другое, близко расположенное промышленное предприятие, а последнюю графу заполняют только после договоренности с ним.
      До начала учебного года необходимо продумать и такие вопросы, как учет выполняемых работ учащимися, учет и хранение полуфабрикатов, готовых деталей приспособлений и другие организационные вопросы.
     
      § 2. Формы построения практических занятий
     
      В плане занятия, на котором учащиеся будут изготовлять детали приспособлений, необходимо решить вопрос рациональной организации их работы. В зависимости от сложности приспособления организационные формы занятий в школьных мастерских различны.
      Если приспособление состоит из немногих простых деталей, а изготовить надо не более трех приспособлений, класс делят на звенья по числу приспособлений. Каждому звену поручают полностью изготовить все детали одного приспособления. Операции, которые учащиеся этого класса выполнить не могут, поручают старшеклассникам.
      Окончательную сборку, подгонку, регулировку и пробное испытание приспособления поручают звену, изготовлявшему детали этого приспособления. Эту работу школьники выполняют под непосредственным руководством учителя труда, мастера.
      При звеньевой форме занятий в школьных мастерских учителю труднее контролировать работу учащихся. В этом случае целесообразно назначить звеньевых, которым поручить координировать работу своих товарищей по звену и осуществлять предварительный контроль работ.
      В воспитательных целях можно организовать соревнование учащихся по качественному и быстрому изготовлению однотипных приспособлений в параллельных классах.
      Если приспособление состоит из многих простых деталей, появляются условия для организации фронтальных работ. В этом случае весь класс изготовляет одно приспособление. Сборку и отладку его можно в порядке поощрения поручить лучшим учащимся. Эта работа выполняется обязательно под руководством учителя труда.
      Практика показывает, что непрерывная работа учащихся над одной деталью не должна длиться свыше трех-четырех занятий. Если же на обработку требуется больше времени, целесообразно сделать перерыв в 1—2 занятия, переключив школьников на выполнение иной краткосрочной работы.
      Если приспособление состоит из многих деталей различной сложности и сделать его силами одного класса невозможно, необходимо спланировать и скоординировать изготовление деталей в разных классах, а 'окончательную сборку и регулировку приспособления поручить учащимся того класса, которые приняли наибольшее участие в выполнении деталей.
      На первом занятии по изготовлению приспособления учащихся знакомят с его назначением, конструкцией, особенностью эксплуатации, с чертежами и технологическими картами на сборочные единицы и детали приспособления. При этом показывают экономическую целесообразность его применения, раскрывают связь конструктивных и технологических особенностей с приспособлениями, уже имеющимися в мастерской.
      Практические занятия по изготовлению деталей приспособления начинают (как и обычно) с вводного инструктажа, который должен включать:
      а) объяснение цели, сущности и последовательности выполнения задания;
      б) ознакомление учащихся с рабочими чертежами деталей и технологическими картами на их изготовление;
      в) знакомство с инструментом, необходимым для работы, и показ приемов пользования им;
      г) распределение заданий по звеньям и уточнение заданий каждому ученику.
      Вводный инструктаж должен заканчиваться беседой по правилам безопасного труда,
      Следующий этап деятельности учителя труда при организации занятий — текущий инструктаж, предусматривающий оказание помощи учащимся и включающий контроль за выполнением учащимися трудовых действий и приемов, за соблюдением правил безопасного труда.
      Заключительный этап занятия — определение пригодности изготовленных деталей приспособления и подведение итогов.
      Основное отличие этих занятий от обычных практических заключается в преобладании контроля со стороны учителя и индивидуального инструктажа учащихся. Эта особенность становится наиболее заметной при звеньевой форме организации работы школьников.
      Если деталь приспособления должна быть изготовлена с точностью, которой не могут достичь учащиеся, учителю труда следует предусмотреть в технологической карте припуск на окончательную обработку. Даже на заводе квалифицированные рабочие делают ответственные детали (операции) с припуском для окончательной доводки, особенно необходимой при изготовлении ответственных деталей приспособлений.
      В школьных мастерских окончательную доводку деталей перед сборкой или в процессе ее выполняет учитель труда, а в исключительных случаях — наиболее подготовленные старшеклассники под его руководством.
      Возможные затруднения я сборке или работе приспособления не дают еще право делать вывод о его непригодности. Необходимо еще раз проверить увязку исполнительных размеров всех взаимодействующих деталей приспособления.
      Успех организации занятий по изготовлению приспособлений зависит от профессиональной подготовки учителя и технической подготовки учащихся.
      Для лучшей подготовки учащихся целесообразно в процессе занятий по труду проводить определенную систему заданий, содержание которых зависит от конкретных условий работы школы. Можно предложить, например, следующие группы заданий:
      а) на развитие технической наблюдательности;
      б) на закрепление знаний и умений основных способов обработки материалов;
      в) по рационализации технологических процессов;
      г) на самостоятельный выбор оборудования и инструмента в зависимости от способа обработки, формы, размеров детали и технических требований к ней;
      д) по рациональному использованию инструмента, приспособлений, оборудования.
      В соответствии с общеобразовательной подготовкой, трудовыми умениями, навыками и возрастными особенностями учащихся указанные задания можно распределить по классам следующим образом:...
      Как правило, все задания, за исключением первой группы, не должны носить специального учебно-тренировочного характера, их необходимо применять в ходе выполнения определенной практической работы.
      Может быть принята, например, такая система заданий. В классе на видном месте на стенде «Юный рационализатор» помещают вопросы, на которые учащиеся отвечают при сдаче учителю своей зачетной практической работы:
      1. За счет чего можно повысить производительность станка, на котором вы работаете?
      2. Что необходимо сделать (изменить) в станке или приспособлении, чтобы устранить брак при изготовлении детали (указать ее номер)?
      3. Как можно продлить срок службы инструмента?
      4. За счет чего можно сократить время, затрачиваемое на установку детали в станке или в приспособлении?
      5. Можно ли сократить расход материала, идущего на изготовление детали (указать ее номер)?
      Учитывая подготовку отдельных учащихся восьмых — десятых классов, учитель труда может рекомендовать им и такие задания.
      Для учащихся VIII класса. При разметке заготовок при помощи приспособления типа «Колокол» (рис. 28, а) возможны ошибки. Причина их в косом срезе торца размечаемой заготовки 5 (рис. 28,6). Предложите усовершенствование данного приспособления, чтобы полностью исключить брак при разметке.
      Для учащихся IX класса. Предложите конструкцию приспособления для закрепления и обработки на токарном станке заготовки (указать номер детали и размер заготовки).
      Приспособление должно отвечать следующим техническим требованиям:
      устанавливаться и крепиться на планшайбе;
      обеспечивать безопасную работу на станке и быть удобным при эксплуатации;
      обрабатываемая заготовка должна крепиться прижимными планками или специальными зажимами.
      Для учащихся X класса. Изучить сборочный чертеж механического клина к сверлильному станку (рис. 29), принцип его работы и предложить технологию его изготовления.
     
      § 3. Некоторые советы по использованию приспособлений
     
      Отдельные детали любого из представленных в альбоме приспособлений, а некоторые приспособления и полностью могут служить хорошими объектами для производительного труда учащихся четвертых — десятых классов. В каждом приспособлении, каким бы сложным оно ни было, нетрудно найти детали, которые могут изготовить школьники средних и старших классов. Решить же вопрос, какие приспособления или отдельные детали посильны для изготовления учащимися четвертых, пятых, шестых, седьмых, восьмых, девятых и десятых классов, может лишь учитель труда, мастер, который имеет возможность учесть конкретные условия школы, межшкольного УПК: оснащение мастерских, учебно-производственных участков, уровень технической подготовки школьников, возможность использования помощи базовых предприятий, а также предприятий, расположенных близ школы, УПК.
      Однако приведенные в альбоме приспособления можно ориентировочно сгруппировать как возможные объекты производительного труда учащихся по классам следующим образом:...
      Некоторые из приведенных в книге приспособлений могут быть изготовлены учащимися IX — X классов, но лишь в учебно-производственных комбинатах. В описаниях этих приспособлений об этом сделаны оговорки.
      Эта примерная разбивка приспособлений по классам не исключает того, что некоторые детали того или иного приспособления могут изготовить учащиеся старших или средних классов.
      Планировать участие в изготовлении приспособлений учащихся средних и старших классов целесообразно и в воспитательных целях. Школьники средних классов ответственнее относятся к порученной работе, если знают, что-изготовленные ими детали необходимы для приспособлений, с которыми будут работать и старшеклассники.
      Опыт работы передовых школ, учебных цехов и межшкольных УПК показывает, что наряду с экономической эффективностью использование приспособлений имеет большое воспитательное значение. Работая с различными приспособлениями, повышающими качество продукции, производительность и культуру труда, учащиеся на практике убеждаются в преимуществах научной организации труда, а это влияет и на профориентацию школьников, так как труд современного рабочего — слесаря, токаря, фрезеровщика — предстает перед ними более привлекательным и интересным.
      Межшкольным УПК и школам важно не только организовать работу по изготовлению приспособлений, но и правильно использовать их.
      Рассмотрим это на примере применения комплекта упоров для работы на токарном станке. В альбоме (в конце книги) помещены чертежи продольных, откидных и регулируемых упоров (см, черт. 9, 10 и 11), которые широко используют на промышленных предприятиях, в учебных цехах комбинатов и в ряде школ. Эти упоры позволяют выполнять разнообразные работы на токарных станках без промежуточных измерений обрабатываемых заготовок. Так, для изготовления одноступенчатого валика из пруткового материала можно применить продольный и откидной упоры (см. черт. 9 и 10).
      Порядок установки и настройки упоров следующий: в пиноль задней бабки помещают откидной упор, обеспечивающий подачу пруткового материала на заданный размер. Заднюю бабку при этом закрепляют в определенном положении в зависимости от длины обрабатываемой заготовки. Продольный упор, учитывая величину проточки, крепят на направляющих станины, а окончательно его настраивают, вращая лимб 1 (см. черт. 9).
      Установив и настроив все упоры, учитель труда, мастер сам выполняет две-три детали, проверяет их размеры и, убедившись, что они соответствуют указанным на чертеже, поручает изготовление деталей учащимся.
      Преимущества работы на токарном станке с упорами наиболее заметны, если накануне школьники обрабатывали аналогичные ступенчатые валики обычным способом, без упоров.
      Целесообразно применение и такого комплекта упоров: продольный (см. черт. 9) и регулируемый (см. черт. 11). Эти упоры используют при обработке одноступенчатых валиков, втулок с наружной канавкой и других деталей, длина заготовок которых постоянна. В этом случае регулируемый упор устанавливают в шпиндель передней бабки токарного станка, а обрабатываемую заготовку крепят в патроне стайка так, чтобы ее торец упирался в рабочую поверхность сменного упора 3 (см. черт. 11). Продольный упор (см. черт. 9) ограничивает перемещение резца вдоль оси обрабатываемой заготовки.
     
      § 4. Некоторые рекомендации к изучению приспособлений
     
      При подготовке к практическим занятиям учителю труда, мастеру приходится решать не только «что должны сделать учащиеся, какой объект для изготовления выбрать», но и предвидеть, «как они это будут делать». В условиях школьных мастерских ответ на последний вопрос является решающим, ибо технологические возможности оборудования нередко определяют конечный результат труда учащихся.
      В любой практической работе учитель труда, мастер найдут возможность применения различных приспособлений и инструментов, которые следует рассматривать как необходимую часть всего оборудования мастерской и с которыми предварительно следует ознакомить учащихся. Это можно подтвердить таблицей 1.
     
      Таблица 1
      Перечень вспомогательного инструмента, оснастки и узлов оборудования для ознакомления учащихся в зависимости от выполняемой трудовой операции...
     
      Из таблицы видно, что наибольшее количество объектов для изучения содержат работы на токарных и фрезерных станках. Эти объекты отличаются как разнообразием конструкций, так и содержанием знаний, трудовых умений и навыков, необходимых для их обслуживания.
      Однако вспомогательное оборудование лишь часть той оснастки, с которой работают школьники на уроках труда, потому что эффективная организация производительного труда в учебных мастерских возможна лишь при широком использовании разнообразных приспособлений.
      Опыт передовых учителей труда, мастеров показывает, что организацию производительного труда учащихся в большинстве случаев затрудняет не сложность изготовления изделия в целом, а выполнение отдельных технологических операций, качественно сделать которые школьники не могут. Из этого следует логическая необходимость включения в технологический процесс приспособлений.
      Так, например, при выполнении заказа по изготовлению оконных петель учащиеся пятых-шестых классов одной из школ не могли качественно выполнить опиливание вырезов под требуемый размер. Все остальные операции им были доступны. (Работу по фрезерованию выреза выполняли учащиеся VIII класса.) Применение на этой «трудной» операции приспособления дало возможность полностью исключить брак. Задание стало легко выполнимым.
      Какую же часть всего технологического процесса занимает эта «трудная» операция? Рассмотрим это на таблице 2.
     
      Таблица 2
      Содержание технологических операций при изготовлении оконной петли...
     
      Как видно из таблицы, все содержание труда учащихся после включения в технологический процесс специального приспособления сохраняется в прежнем виде, кроме операции № 4. Таким образом, рассматривая вместе со школьниками технологический процесс изготовления изделия и анализируя недостатки в выполнении учащимися отдельных операций, можно найти способ качественного выполнения наиболее трудной операции.
      Только в процессе выполнения практических работ учащиеся начинают знакомиться с приспособлениями. Необходимо, чтобы это знакомство начиналось с изучения технологического процесса изготавливаемого изделия.
      Например, при сверлении большого числа одинаковых деталей на сверлильном станке необходимо показать учащимся целесообразность использования кондуктора для сверления. В процессе ознакомления школьников с этим приспособлением им следует сообщить, насколько повысится производительность труда и точность обработки, убедить в преимуществе механизации труда по сравнению с ручной обработкой.
      При работе на токарном станке с использованием упоров можно обратить внимание учащихся на то, что таким способом обеспечивается автоматическое получение нужных размеров обрабатываемой заготовки, сокращается время на обработку и контроль размеров, повышаются точность и качество обрабатываемых деталей. Вместе с этим можно отметить, что упоры нашли широкое применение в современном производстве.
      В условиях школьной мастерской, учебных комбинатов упоры могут использоваться как на токарных станках, так и на сверлильном и фрезерном.
      Учащимся необходимо дать понятие о способах установки деталей при работе с упорами, конструкции установочных дета-, лей, основных способах закрепления заготовок в процессе обработки (ручные или станочные тиски, прижимные планки, струбцины и т. п.), о способах установки и крепления режущего инструмента, а также о методах проверки правильности его установки.
      Необходимость создания нового приспособления или модернизации существующего должна определяться прежде всего здравым смыслом. Поэтому, решая вопрос о создании того или иного приспособления, важно учитывать эффективность его применения.
      В условиях промышленного предприятия при определений необходимости разработки конструкции любого приспособления руководствуются такими критериями, как коэффициент использования, рентабельность, экономический эффект, срок окупаемости» эксплуатационные расходы. Указанные критерии в условиях школы или УПК не являются главными, хотя и их необходимо учитывать при разработке конструкции приспособления.
      Практика показывает, что при определении рациональности, разработки и применения приспособлений в школе, межшкольном учебно-производственном комбинате нужно руководствоваться следующими положениями:
      в большинстве случаев не имеет смысла разрабатывать приспособление, если время на его изготовление будет больше (или равно) времени, необходимого на обработку деталей без данного приспособления;
      приспособление должно быть доступным для пользования учащимися, обеспечивать преемственность между навыками ручной и машинной обработки;
      работа учащихся с приспособлением должна содержать элементы творческого^ труда (установка, наладка, контроль, регулировка и т. п.);
      необходимость применения приспособления должна быть очевидной для учащихся, а использование его — обеспечивать получение такой точности изготовления деталей и производительности труда, которая недоступна при ручной обработке;
      приспособление должно включать в себя применяемые в школьных мастерских элементы технологической оснастки: патроны сверлильные и токарные, резцедержатели, центры, машинные и ручные тиски, а также делительную головку, призмы, прижимные планки и т. п.;
      приспособление должно отвечать требованиям охраны труда и правилам безопасного труда подростков.
      На уроках труда учащимся следует рассказать об этих критериях.
      Кроме этого, при ознакомлении учащихся с приспособлениями необходимо рассказать, что при их создании принимаются во внимание долговечность, надежность, простота обслуживания и ремонта.
      Надежность приспособления прежде всего определяется прочностью и жесткостью его конструкции. Существует ряд рациональных способов повышения прочности без увеличения массы: применение выгодных профилей и форм, максимальное использование прочности материала, по возможности равномерная нагрузка всех элементов конструкции приспособления.
      К эксплуатационной надежности принято также относить безотказность работы приспособления в течение определенного времени, неприхотливость к уходу, незначительный объем ремонтных работ.
      Детали приспособления должны быть-унифицированы. Унификация состоит в многократном применении в конструкции одних и тех же элементов. Это сокращает стоимость изготовления, упрощает эксплуатацию и ремонт приспособления. Унификации подлежат посадочные сопряжения (по посадочным диаметрам, классам точности), резьбовые соединения (по диаметрам, типам резьбы, размерах под ключ), шпоночные и шлицевые соединения (по диаметрам и формам шпонок и шлицев) и т. п.
      Приспособление должно быть технологичным, т. е. простым в изготовлении, эксплуатации и ремонте.
      При ознакомлении учащихся с приспособлениями целесообразно ознакомить их с современной классификацией приспособлений (см. гл. I).
      Учащимся полезно также узнать об основном и вспомогательном времени при обработке деталей. Это поможет заострить их внимание на рациональных конструкциях зажимных устройств приспособлений.
      Как известно, штучное время на обработку детали (Т шт.) состоит из основного и вспомогательного. Основное (технологическое) время — это время, затрачиваемое на изменение формы, размеров изделия, его сборку. Вспомогательное время — время, необходимое на совершение действия, обеспечивающего, выполнение основной работы. По данным исследований, на промышленных предприятиях вспомогательное время еще велико: оно составляет 40 — 50% от штучного. Поэтому в настоящее время большое внимание конструкторов, технологов, рабочих направлено на сокращение вспомогательного времени. Доля вспомогательного времени становится особенно заметной в операциях с малым машинным временем. Из общей суммы вспомогательного времени значительная часть его приходится на установку и закрепление обрабатываемой заготовки (см. таблицу 3).
     
      Таблица 3
      Время, идущее на установку и закрепление обрабатываемой заготовки на металлообрабатывающих станках...
     
      В связи с этим и наибольшее число приспособлений (80—90%) создается для обслуживания этих операций, т. е. установки и закрепления заготовки. Поэтому при проектировании подобных приспособлений особое значение имеет выбор вида привода приспособления.
      В условиях школьных мастерских применяются в основном Приспособления с ручным приводом, так как они наиболее просты в конструктивном исполнении и доступны учащимся в работе.
      Наибольшее распространение при механической обработке получили быстродействующие ручные зажимы. Они значительно сокращают вспомогательное время на закрепление и освобождение обрабатываемых заготовок. Так, если в приспособлении с винтовым зажимом для закрепления заготовки необходимо сделать несколько оборотов винта (гайки), то в быстродействующем зажиме (например, эксцентриковом) достаточно повернуть рукоятку лишь на 180°.
      Желательно показать учащимся имеющиеся в мастерской конструкции зажимов приспособлений к работе.
      Менее значительной по числу, но очень важной по применяемости является группа приспособлений для закрепления режущих инструментов. Это патроны сверлильных и токарных станков, различные оправки. Необходимо также показать эти приспособления в действии.
      Примером разностороннего использования приспособлений служит патрон токарного станка типа ТВ-4 (ТВ-16). Этот трехкулачковый самоцентрирующийся патрон можно устанавливать с помощью сменной оправки в пиноль задней бабки токарного станка и использовать для крепления сверл, разверток, метчиков.
      С помощью другой оправки этот же патрон можно устанавливать в шпиндель фрезерного станка для крепления фрез и другого режущего инструмента.
      Таким образом, несложная оправка дает возможность специализировать универсальное приспособление, значительно расширить технологические возможности станочного оборудования. Практика показала, что применение специализированных приспособлений позволяет добиться более высокой производительности труда.
      Практическое обучение должно утроиться с учетом реально существующих способов и приемов обработки изделий в современном производстве. В настоящее время в машиностроении при создании вспомогательного инструмента (в основном приспособлений для крепления режущих инструментов) широко используется принцип агрегатирования. При этом основу приспособления составляют базисный агрегат (в приведенном примере — патрон ТВ-16), наиболее трудоемкий и дорогой, и сменный агрегат (оправка для патрона ТВ-16). Для токарных станков корпус резцедержателя с устройствами для быстрого закрепления и замены инструмента изготавливают в виде несменяемого базисного агрегата, а державки для установки различных режущих инструментов в виде взаимозаменяемых сменных наладок (агрегатов). Для установки режущих инструментов в универсальных патронах (сверлильных, вертикально-расточных станков) применяют также два конструктивно-самостоятельных узла (агрегата) — базисный и наладочный. Базисную часть патрона устанавливают на шпинделе станка и не заменяют при выполнении различных операций, наладочная же часть (в виде вставок или держателей) является сменной.
      В процессе выполнения практических работ учащиеся знакомятся со многими приспособлениями. Задача учителя, мастера — обращать внимание учащихся на те преимущества, которые получают при использовании этих приспособлений.
      Система знаний и практических умений при работе с приспособлениями, которыми рекомендуется вооружить учащихся IV — VIII классов, представлена таблицей 4.
      Опыт работы показал, что использование приспособлений на всех этапах технологического процесса помогает почти полностью осуществить переход от учебного труда учащихся к труду учебно-производительному, а знания и практические умения, полученные учащимися при работе с приспособлениями, способствуют развитию творческой активности и инициативы школьников, формированию профессиональной направленности учащихся.
      Таблица 4
      Примерные знания основных конструктивных элементов приспособлений и умения использовать их в работе IV—VIII классов на практических занятиях...