Конструкційні матеріали та їх вибір, 8 клас

УРОК № __                                                            ДАТА_____                                   КЛАС____

Тема. Конструкційні матеріали та їх вибір.

Мета: ознайомити учнів з деревиною та металами як конструкційними матеріалами; виховувати бережливе ставлення до обладнання  та інструментів; розвивати логічне мислення.

Основні поняття: деревинні матеріали, захист деревини, вологість, твердість, антикорозійні матеріали, сортамент, доменна піч, конвертор.

І. Організаційний момент...........................    хв

   ІІ. Актуалізація знань та мотивація навчальної діяльності учнів  хв

   ІІІ. Вивчення нового матеріалу....................... хв

  IV. Закріплення нових знань і вмінь учнів.............    хв

  V. Практична робота……………………… хв

  VІ. Підсумки уроку................................    хв

  VIІ. Домашнє завдання.............................    хв

ХІД УРОКУ

  I.   Організаційний момент

 II.  Актуалізація знань та мотивація навчальної діяльності учнів

1. Пригадай, які породи дерев використовують у деревообробній промисловості.
2. Яка технологія заготівлі та переробки деревини?
3. Які види деревинних матеріалів тобі відомі?
4. Як виконують оздоблення деревини та як захищають її від впливу зовнішнього середовища?
5. Чому необхідно берегти природу? Як відновлюють лісові наса­дження?

III. Вивчення нового матеріалу

Деревина та сортамент пиломатеріалів.

Деревина - один із найпоширеніших і найдоступніших природних матеріалів. Вона легко піддається обробці. Вироби з неї мають красивий зовнішній вигляд. її застосовують у будівельній, хімічній, вугільній промисловості, сільському господарстві.

Підприємствам деревообробної промисловості потрібні висококва­ліфіковані фахівці таких професій, як столяр-мебляр, тесляр, столяр із художньої обробки деревини та ін.

Деревинні матеріали виготовляють поздовжнім розпилюванням колод на спеціальних верстатах - пилорамах. У результаті цієї технологічної операції отримують пиломатеріали.

За формою і розмірами поперечного перерізу пиломатеріали поділя­ють на бруси, бруски, дошки, обаполи, шпали.

Бруси - пиломатеріал завтовшки і завширшки понад 100 мм. Залежно від кількості пропиляних сторін вони бувають дво-, три- і чо-тирикантові (мал. 25, а, б, в).

Бруски (мал. 25, є) - обрізний пиломатеріал завтовшки до 100 мм і завширшки не більше подвійної товщини.

Дошки - пиломатеріал, товщина якого до 100 мм, ширина - біль­ша за подвійну товщину. Дошки бувають необрізні (мал. 25, г), обрізні (мал. 25, ґ), обрізні з тупим обзолом (мал. 25, д), обрізні з гострим обзолом (мал. 25, е).

Обаполи (мал. 25, ж) - бокові частини колоди, зрізані при поздовж­ньому розпилюванні.

Шпали (мал. 25, з, и) - обрізні й необрізні пиломатеріали для заліз­ничних і трамвайних колій.

Зазначені види пиломатеріалів у деревообробній промисловості на­зивають сортаментом.

Основними елементами дошки є пласть, кант (кромка), ребро, торець (мал. 26).

Для виготовлення виробів використовують деревинні матеріали, які мають певні властивості (механічні, фізичні, технологічні та ін.).

Однією з основних фізичних властиво­стей деревини є вологість. Щойно зрізане дерево має вологість близько 50 %. Це означає, що на кожні 100 г абсолютно сухої деревини припадає 50 г води. Тобто 100 г абсолютно сухої деревини при вологості 50 % має масу 150 г.

Для виготовлення виробів викори­стовують деревину невисокої вологості, її сушать у спеціальних сушарках. Наприклад, деревинні матеріали для виготовлення меблів повинні мати вологість, що не перевищує 12 %, а для вікон, дверей - не більше 15 %.

Вологість деревини визначають за формулою:

де К - вологість деревини; Мв - маса вологого зразка (у грамах) до сушіння; Мс - маса сухого зразка (у грамах) після сушіння.

Для захисту деревинних матеріалів від впливу зовнішнього середо­вища її покривають лаками, фарбами. Щоб запобігти загниванню, ураженню грибками і комахами, деревину просочують спеціальними хімічними речовинами - антисептиками.

1. Метали та сплави.

Метали належать до конструкційних матеріалів. Метали це речовини, які мають спільні властивості: специфічний блиск, електропровідність, теплопровідність тощо. У машино­будівній промисловості використовують чорні й кольорові метали. До чорних металів належать залізо та його сплави — сталь і чавун, до кольорових - мідь, алюміній, свинець, олово, цинк, магній та їхні сплави. Оскільки виробництво чистих металів має високу вартість продукції, а їхні механічні властивості низькі, застосовують сплави металів. Сплав це речовина з властивостями металів, яка містить в своєму складі метали або метали і неметали.

До кольорових сплавів належать латунь - сплав міді з цин­ком; мельхіор - сплав міді, алюмінію і хрому; дюралюміній - сплав алюмінію з міддю, марганцем і кремнієм.

Найпоширенішим металом, який добувають із надр землі, є залізо. Оскільки в природному стані цей метал існує у вигляді залізної ру­ди, з неї виплавляють чавун (сплав заліза та карбону (від 2,14% та інших домішок)) на металоплавильних підприємствах (мал. 31). Розплавлений чавун розливають у ливарні форми для по­дальшого затвердіння й утворення зливків. З чавуну забирають шкідливі домішки та надлишки карбону в конверторах, мартенівських печах або електричних печах і отримують сталь (сплав заліза з карбоном (до 2,14%) ).

Нагріті сталеві зливки на прокатних станах пропускають між ме­ханічними валками різного профілю й дістають металеву продукцію з різним профілем поперечного перерізу, яку називають сортаментом (мал. 32).

Для виготовлення виробів металопродукція повинна мати певні механічні й технологічні властивості.

Для металів характерні такі властивості, як пластичність і крихкість.

Пластичність - це здатність металу під дією зовнішньої сили змінювати форму і розміри без утворення тріщин, розривів і зберігати цю форму після припинення дії зовнішньої сили.

Крихкість - властивість металу руйнуватися під дією зовнішніх сил.

Ці властивості необхідно враховувати при виготовленні виробів, спорудженні будівель, конструюванні різного виду техніки. Крихкі метали краще використовують для будівництва колон і стін, а пружні - для виготовлення мостів, залізнич­них полотен, телевеж тощо.

Важливою характеристикою металу є його здатність чинити опір дії зовнішнього середовища, зокрема повітря, води. Вступаючи в хімічну реакцію з металом, вони викликають його руйнування. Цей процес називається корозією. Вона призводить до погіршення механічних властивостей металу, що, в свою чергу, може викликати вихід з ладу машин, механізмів, руйнування будівель, мостів, інших споруд.

Значна частина металів не має достатньої стійкості до корозії, тому потребує захисту від неї. Для цього застосовують лакофарбові матері­али, мастики, мастила, якими покривають поверхню металу. Утворена плівка захищає метал від впливу зовнішнього середовища та виник­нення корозії. Такі матеріали називають антикорозійними.

Знання властивостей металів та умов їхнього застосування є основою для конструювання виробів.

IV. Закріплення нових знань і умінь учнів

1. Який сортамент пиломатеріалів виготовляють на деревообробних підприємствах?
2. Що називають вологістю деревини? Як її визначають?
3. Від чого залежить довговічність виробів із деревини?
4. Для чого необхідно знати властивості металів?
5. Яке явище називається корозією металів? Як їй запобігти?
6. Що називають сортаментом металів? Які види сортаменту випус­кає промисловість?
7. З якою метою виготовляють метали з різним профілем?

V. Практична робота

Розробка ескізів виробу. Креслення виробу. Вибір матеріалів для виробу.

VІ. Підсумки уроку

 Домашнє завдання: Опрацювати відповідний матеріал за конспектом.