Что включает конструирование изделия
Этапы и основные принципы конструирования изделий
Чтобы создать какое либо изделие (гироскоп, автоматизированное рабочее место контроля и регулировки электороннх плат, прибор и др.) вначале разрабатывается проект этого изделия.
Проект изделия – совокупность расчетов, чертежей и технических условий к ним, предназначенных для определения оптимальных параметров геометрии, кинематических и динамических характеристик, расчета прочности элементов конструкции изделия или (и) его механизмов и других критериев работоспосо-бности, а также технической целесообразности и экономичности предлагаемого решения.
Процесс разработки проекта называется проектированием.
Составная и важнейшая часть проектирования является конструирование деталей, механизмов, узлов и изделия в целом.
Конструирование – процесс поиска оптимального варианта структурной и кинематической схемы изделия в целом и его составных частей, используемых материалов, формы и размеров отдельных деталей, предназначенных для обес-печения эксплуатационных требований к изделию с учетом достижений науки и техники и возможностей промышленности.
Основные этапы конструирования изделий:
1. Разработка технического задания (ТЗ) – включает назначения изделия, основные требования к нему, принцип работы, структуру, условия работы, габариты, массу, силовые характеристики, долговечность, серийность выпуска и др. Разрабатывается, как правило, заказчиком.
2. Разработка технического предложения (ТП) по реализации техничес-кого задания – на основе на основе проведенного патентного поиска прототи-пов, изучения предшествующего опыта создания подобного изделия, разработ-ки схемных решений и др. работ обосновывается возможность проектирования изделия в соответствии с ТЗ или с уточненными отдельными характерис-тиками. Согласовывается с заказчиком.
3. Разработка эскизного проекта (ЭП) – совокупность кинематических
схем изделия и его механизмов, кинематического расчета, чертежа общего вида (несколько вариантов), состава стандартных, унифицированных деталей и узлов на изделие. Выполняется разработчиком.
4. Разработка технического проекта изделия (ТПр) – выбирается окон-чательный вариант решения, формируются чертежи общего вида изделия и его сборочных единиц, дающих полное представление о изделии и его отдельных узлах, механизмах, деталях и позволяющее разработать в дальнейшем рабочую конструкторскую документацию по критериям – габаритным размерам, работо-способности, долговечности, ремонтопригодности, применению унифицирова-ванных стандартных деталей и узлов и др.
5. Разработка рабочей конструкторской документации – чертежей деталей, узлов, сборочных чертежей и др.
При проектировании используются основные принципы и правила
1. Преемственность – использование (по возможности) в новой конст-рукции изделия деталей и узлов, хорошо зарекомендовавших себя в предыду-щих изделиях такого же назначения.
2. Проектирование нескольких альтернативных конструкций изделия, что позволяет проанализировать и выбрать лучшее решение.
3. Соответствие между функцией и структурной составляющей элемен-тов изделия – малодетальность повышает надежность изделия, уменьшает его трудоемкость и себестоимость, а дополнительные детали и узлы могут обеспе-чить большую функциональность, хотя и большую себестоимость.
4. Рациональность силовой схемы – точность знания величин и точек приложения и отсутствие значительных колебания действующих сил позволяет минимизировать размеры и узлов проектируемого изделия.
5. Равнопрочность и равнодолговечность деталей и узлов изделия – обеспечение одинаковых напряжений во всех сечениях деталей и одинаковой
долговечности всех деталей изделия.
6. Унификация – применение в конструкции деталей по возможности оди-наковых элементов (резьбовых отверстий, фасок, галтелей, точностных пара-метров, шероховатости и др.), а в конструкции узлов – одинаковых деталей (винтов, шпилек, подшипников и др.).
7. Стандартизация – применение по возможности стандартных деталей обеспечивает, как правило, надежность работы изделия, снижает стоимость его проектирования, изготовления, ремонта, эксплуатации.
8. Взаимозаменяемость–назначение стандартных допусков, размеров пред-почтительного ряда и др.
9. Минимизация габаритов и массы – обеспечивает снижение затрат на материалы, энергозатрат при эксплуатации, высокую конкурентоспособность изделия.
10. Учет технологических возможностей изготовления деталей, узлов, механизмов и изделия в целом, его сборки, испытания, минимизации затрат на изделие в конкурентных условиях того или иного предприятия.
11. Обеспечение ремонтопригодности проектируемого изделия, т.е. воз-можности предупреждения, обнаружения и устранения отказов и неисправ-ности изделия путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Соблюдение последовательности и использование основных принципов и правил конструирования изделий способствует минимизации временных и ма-териальных затрат на создание проектируемого объекта и обеспечение его конкурентоспособности.
Вопросы для самоподготовки:
1.Что понимают под проектом на изделие и процессом конструирования?
2. Основные этапы конструирования изделий?
3. Основные принципы и правила конструирования изделий?
4. Смысл проектирования нескольких вариантов конструкций изделия?
5. Можно и нужно ли проектировать изделие из стандартных элементов?
Лекция для студентов по теме:» Конструирование»
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Лекция 2 Понятие конструирования. Виды детского конструирования
Цель: Знакомство с понятием конструирования в начальной школе. Виды конструирования.
1 Понятие конструирования
2. Виды детского конструирования
Понятие «конструирование» и «моделирования». Виды конструирования в начальной школе.
Термин «конструирование» произошёл от латинского слова «construre», что означает создание модели, построение, приведение в определённый порядок. Конструирование относится к продуктивным видам деятельности, поскольку направлено на получение определённого продукта и отвечает интересам и потребностям школьников. Созданные постройки, поделки дети используют в основном в игре, в качестве подарка, украшении помещений, что приносит им большое удовольствие. В начальных классах учащиеся выполняют различные виды работ: аппликации из бумаги, ткани, природных материалов, лепят поделки из пластилина, изготавливают изделия из тонкой проволоки, фольги, древесины. Значительное место занимают техническое моделирование и конструирование, которые призваны расширить знания учащихся об окружающей действительности, машинах, механизмах, их использовании в хозяйстве. Создавая те или другие изделия, дети знакомятся с различными профессиями, людьми труда, что очень важно для профессиональной ориентации.
В процессе работы младшие школьники создают различные по сложности, но доступные для выполнения конструкции из легкообрабатываемых материалов, пользуясь различными инструментами и приспособлениями. У детей отрабатываются навыки и умения, расширяется политехнический кругозор. Получая от учителя теоретические сведения, учащиеся узнают много новых слов, за счет технической терминологии происходит расширение словарного запаса.
Условно конструирование можно разделить на несколько этапов: 1) выяснение технической задачи, постановка которой требует создания образа будущего изделия; 2) определение путей решения технической задачи, разработка технологической документации; 3) исполнение намеченного плана.
Однако это происходит лишь при условии организации обучения, направленного на преодоление следующих недостатков детского конструирования: нечеткость замысла, объясняемая нечеткостью структуры образа; неустойчивость замысла – дети начинают создавать один объект, а получают совсем иной, довольствуясь этим; поспешность исполнительской деятельности и излишняя увлеченность ею; нечеткость представлений о последовательности действий и неумение их планировать; неумение предварительно анализировать задачу. В противном случае детское конструирование может протекать на очень низком уровне, препятствующем развитию полноценной деятельности творческого характера. Источником замысла детей является окружающая жизнь, её богатая палитра: разнообразный предметный и природный мир, социальные явления, разные виды деятельности, но восприятие окружающего детьми часто бывает поверхностным. Именно поэтому надо не только стремиться к тому, чтобы жизнь детей была наполнена впечатлениями, но и создавать условия для более глубокого освоения окружающего, для формирования у них умения видеть характерные особенности предметов, явлений, а также их взаимосвязи и по – своему передавать их в поделках.
Обязательного использования наглядности в виде красочных образцов, поэтапных схем, создание игровых ситуаций, наличие мотивации задания и обязательного практического применения детских работ в оформлении интерьера или в качестве сувениров.
uchutrudu.ru
Сайт учителя технологии — просто о сложном!
Техническое конструирование и моделирование
Конструирование техническое – создание различных изделий определенного назначения с составлением их проектов (графических изображений, технических и экономических расчетов и т.п.), проработкой и сопоставлением возможных различных вариантов конструкций и способов изготовления деталей, изготовлением образцов, исследованием их соответствия техническому заданию и оценкой качества.
Мыслительная и практическая деятельность здесь направлена на то, чтобы сделать вещь, предметы, которые несут в себе элемент новизны, не повторяют и не дублируют, в отличие от моделирования, действительные объекты.
Конструирование является частью проектирования и будет необходимым элементом будущего творческого проекта.
Конструирование ведется по определенному техническому заданию, которое формулирует конкретные условия и требования качеству готового изделия при его использовании по назначению.
Обычно конструирование начинают со зрительного представления изделия, составления его эскизов, технических рисунков, чертежей. Затем подбирают необходимые материалы.
Далее изготавливают опытный образец изделия или само изделие, испытывают его на прочность и работоспособность, дорабатывают с учетом недостатков, и так повторяют многократно, от одного варианта к другому, до создания наилучшего изделия согласно его назначению. Перед разработчиком (конструктором) в процессе конструирования возникает множество вариантов изделия. Многовариантность в конструировании называют вариативностью. Вариативность присуща как конструкции изделия, так и его внешнему виду — дизайну. (Слово «дизайн» в переводе с английского означает «замысел, проект, рисунок».) В узком смысле дизайн — это задача добиваться, чтобы изделия имели красивый внешний вид, красивую, рациональную отделку и были удобны в пользовании.
Красивое и модное изделие, продуманное с точки зрения технической эстетики (красоты), простоты и безопасности обслуживания и эксплуатации, имеет повышенный спрос и ценится дороже. Вот почему прорабатывают множество вариантов изделия, пока не найдут наиболее подходящий. Так появились различные конструкции столов, стульев, кресел и других изделий из древесины.
Наконец, изделие должно быть технологичным (простым) в изготовлении, прочным, надежным и экономичным.
Технологичным считают изделие, изготовленное с наименьшими затратами времени, труда, средств и материалов.
Прочное изделие воспринимает заданную нагрузку без разрушения.
Надежное изделие служит безотказно в течение длительного срока.
Экономичным считают изделие с малым расходом материалов, которое при использовании не требует дополнительных расходов.
Технологичность, прочность, надежность и другие свойства являются и основными принципами конструирования, изготовления и эксплуатации изделий.
Все выше перечисленные необходимые свойства изделия составляют его качество. Качественное изделие прочно и надежно в работе, удобно в эксплуатации. При конструировании изделий весьма важно подобрать для них нужные материалы, чтобы изделие было прочным и дешевым, легко и быстро изготавливалось, соответствовало всем предъявляемым к нему требованиям.
Обучение учащихся элементам технического конструирования имеет целью сообщение учащимся первоначальных знаний о содержании и особенностях организации разработки устройства (конструкций), способов и приемов изготовления несложных изделий из распространенных материалов, простейшая механическая обработка которых доступна детям указанного возраста. В процессе обучения элементарному техническому конструированию происходит развитие конструкторских способностей детей, совершенствуются общетрудовые политехнические умения и навыки, трудовая культура учащихся, растет их интерес к самостоятельному решению доступных им задач конструирования различных изделий.
Работа по техническому конструированию, так же как и работа по техническому моделированию способствует расширению политехнического кругозора школьников развитию их пространственных представлений, обогащает их речь. Особенно большое значение имеет работа младших школьников по техническому конструированию для подготовки их к урокам технологии в последующих классах школы.
Чтобы научиться создавать конструкции изделий учащиеся должны упражняться в конструировании, учиться решать конструкторские задачи. Эффективнее идет процесс конструирования, технического моделирования, если учитель разрабатывает требуемую конструкцию вместе с детьми, наглядно показывая все основные этапы поисков рациональных решений, проверки и сопоставления вариантов, отбора наилучшего по ряду качественных показателей.
Конструкция – общая схема устройства и действия работы конкретной машины, сооружения, отдельного узла или их модели, макета, дающая представление о форме, величине и взаимном расположении их частей, их взаимодействии, способах и порядке сборки и разборки, материалах, из которых они изготовлены, и т.п. Знание конструкции изделия, его назначения и способов, условий использования – непременные условия успешности его изготовления.
На уроках технологии ознакомление учащихся с конструкциями учебных изделий проводится по образцам, графическим изображениям, устным и письменным описаниям или по совокупности этих видов инструктажа, объяснения задач изготовления изделия. Изучение конструкций изделий проводится в неразрывной связи с изучением технологических операций, приёмов изготовления деталей, их сборки и проверки качества, соответствия полученному заданию.
Конструкция изделия – форма, размеры, способы соединения и особенности взаимодействия отдельных деталей и узлов изделия. Конструкция изделия определяет его соответствие назначению: удобство пользования изделием, его габариты (размеры), массу, надёжность и долговечность в эксплуатации, внешний вид, возможность выполнения ремонта. В зависимости от назначения и условий использования изделия эти показатели могут изменяться в значительных пределах. Для одних изделий важно, чтобы они были максимально портативными, удобоносимыми и лёгкими. Другие изделия должны быть особо прочными, и для их изготовления подбирают материалы соответствующей прочности. Конструкции третьих изделий должны предусматривать возможность быстрой замены отдельных деталей с целью ремонта износившихся. К изготавливаемым ёлочным игрушкам и украшениям нет смысла предъявлять требование прочности – они должны быть затейливые по форме, нарядные.
Конструкции макетов должны давать представление о внешнем виде соответствующего объекта, а конструкции технических моделей – о принципах действия.
Конструкторы детские – наборы стандартных деталей, предназначенные для изготовления детьми различных изделий: моделей машин и механизмов, приборов, аппаратов, макетов сооружений, предметов домашнего обихода и т.п.
Используя наборы этого типа, манипулируя деталями, проводя работу по сборке тех или иных конструкций, учащиеся совершенствуют элементарные умения и навыки сборки и разборки, выполнения их наладки, использования их в игровой деятельности. Кроме того, они получают общее представление о содержании и организации сборочных операций на производстве. Одновременно дети в интересной и увлекательной форме, в процессе активной деятельности практически знакомятся с назначением, особенностями устройства и действия наиболее распространённых машин, механизмов, инженерных сооружений, игровых аттракционов. Всё это способствует общему и техническому развитию учащихся, активизации их интереса к технике, производству, трудовой деятельности людей.
По содержанию и назначению в трудовой и игровой деятельности детей детские конструкторы подразделяют обычно на три группы:
— сборно-разборные модели определённых конструкций (например, автомашина, часы, жилой дом);
Каждый набор включает печатный альбом – руководство, в котором приводятся сведения о номенклатуре, внешнем виде, назначении и количестве деталей, составляющих набор, об инструментах, которые используются при проведении сборочных работ, представлены примеры типичных конструкций элементарных соединений деталей и более или менее сложных узлов, а также краткие рекомендации по приёмам выполнения трудовых операций монтажа и демонтажа изделий.
Основную часть каждого альбома составляют рисунки рекомендуемых к изготовлению моделей. Объекты, предлагаемые для изготовления, располагаются на страницах альбома в порядке постепенного возрастания сложности их выполнения.
Моделирование — вид конструирования. В результате процесса конструирования и моделирования получаются готовые объекты — изделия, модели, макеты. Любой объект может быть смоделирован с использованием самых различных материалов и техник. Изготовление модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Абсолютное подобие не обязательно, но модель должна отражать (имитировать) существенные черты объекта-оригинала. Модели могут быть:
— полные (полное подобие);
— неполные (неполное подобие);
— приближённые (некоторые стороны объекта не моделируются совсем).
Что включает конструирование изделия
Установи часы правильно
§ 8. Моделирование и конструирование
В наше время ежегодно создаётся большое количество новых моделей бытовой техники, станков, автомобилей, самолётов и других технических устройств. Для усовершенствования этих устройств разрабатываются новые материалы, конструкции, источники энергии. Решение этих вопросов является результатом технического творчества изобретателей, инженеров и учёных.
Целью технического творчества является нахождение новых решений важных технических задач. Техническое творчество реализуется в процессе выполнения творческих технических проектов, включающих в себя конструирование и моделирование.
Конструирование – это творческий процесс, направленный на создание каких-либо предметов, моделей, т.е. на разработку изделия. («Конструкция» – в переводе с латинского означает «устройство».) Специалисты конструируют космические корабли, самолёты, автомашины, бытовую технику, мебель …
Конструирование является частью проектирования и будет необходимым элементом вашего будущего творческого проекта.
Конструирование изделий из древесины обычно проходит в несколько этапов.
I этап — планирование работы (зрительное представление изделия) и разработка эскизного проекта изделия (технических рисунков).
II этап — изготовление графической документации: чертежей, технологических карт. Разработка технического задания на изготовление деталей изделия.
III этап — изготовление изделия: 
Перед разработчиком (конструктором) в процессе конструирования возникает множество вариантов изделия. Многовариантность в конструировании называют вариативностью . Вариативность присуща как конструкции изделия, так и его внешнему виду – дизайну. (Слово «дизайн» в переводе с английского означает «замысел, проект, рисунок».) В узком смысле дизайн — это художественное конструирование изделия. На рис. 25 приведена вариативность конструкторских решений декоративной кухонной доски.
Красивое и модное изделие, продуманное с точки зрения технической эстетики (красоты), простоты и безопасности обслуживания и эксплуатации, имеет повышенный спрос и ценится дороже. Вот почему прорабатывают множество вариантов изделия, пока не найдут наиболее подходящий. Так появились различные конструкции столов, стульев, кресел и других изделий из древесины.
Для оценки изделия используют несколько характеристик: технологичность, прочность, надёжность, качество, дизайн, экономичность, экологичность и т. д.
Прочное изделие — это то, которое выдерживает определённые нагрузки, не разрушаясь.
Надёжное изделие способно выполнять возложенную на него задачу длительное время при сохранении основных своих характеристик.
Экономичным считают из конструкторских решений изделие, которое при использовании не требует дополнительных расходов. Технологичность, прочность, надежность и другие свойства являются и основными принципами конструирования, изготовления и эксплуатации изделий.
Все выше перечисленные необходимые свойства изделия составляют его качество . Качественное изделие прочно и надежно в работе, удобно в эксплуатации.
Изделия, характеризующиеся всеми перечисленными выше свойствами и имеющие красивые форму и цвет, являющиеся эстетичными, пользуются повышенным спросом на товарном рынке и поэтому являются конкурентоспособными. При конструировании изделий весьма важно подобрать для них нужные материалы, чтобы изделие было прочным и дешевым, легко и быстро изготавливалось, соответст вовало всем предъявляемым к нему требованиям.
При изготовлении нескольких деталей из одной заготовки важно, чтобы их получилось как можно больше и чтобы они были прочными. Например, неэкономично изготавливать изделия из доски, как показано на рисунке (1) ниже. Если взять схему разметки раскроя, приведенную на рис. 2, то все изделия будут бракованными (непрочными), так как их ручки отколются по волокнам. По схеме раскроя, (показанной на рис. 3), верхнее изделие также будет бракованным. Но если заготовкой будет фанера, то наибольшее количество изделий получим по схеме разметки, изображенной на рис. 3.
Одним из приемов конструирования является моделирование изделий.
Опыт показывает, что в процессе творчества полезно создавать модели – уменьшенные или увеличенные образцы (копии) изделий (иногда выполняют в натуральную величину), которые изготавливают, чтобы понять его устройство и принцип действия будущих технических устройств. («Модель» – от латинского «мера, образец, норма». «Копия» – от латинского «множество».) Модель предназначена для изучения реального объекта. В частности, модели автомобилей используют для исследования поведения автомобилей при сильном ветре и во время дорожно-транспортных происшествий.
Все вы с детства любите строить модели зданий, автомобилей, тракторов, лодок и кораблей, бумажных самолетиков. Цель, с которой создали модель, определяет её вид и способ изготовления. Модели могут быть действующими и недействующими, подвижными и неподвижными, контурными (рис. 2, а) и силуэтными, объёмными и плоскостными, моделями-копиями (рис. 2, б) и стилизованными моделями (рис. 2, в).
Рис. 2. Модели: а — контурная из фанеры; б — копия из деталей
конструктора ЛЕГО; в — стилизованная из древесины
А это и есть как раз модели существую щих сооружений и машин.
Модели (изделия, поделки, макеты) можно изготовить из бумаги, картона, пластилина, проволоки, ткани, древесины, фанеры, тонколистовых металлов, природных материалов, бросовых материалов, деталей конструкторов. Большое количество интересных моделей можно изготовить из бросовых материалов (всевозможных крышек, спичечных коробков, пластмассовых бутылок, отслуживших свой срок лазерных дисков, пуговиц). Модели, как и настоящие изделия, изготавливают по эскизам, техническим рисункам и чертежам.
Каждый из вас не раз придумывал и создавал модели. Но чтобы почувствовать себя настоящим конструктором, приступая к конструированию модели (изделия, поделки, макета), необходимо составить примерный план работы.
1. Определить объект моделирования, вид и назначение модели.
2. Определить возможности изготовления, необходимый материал, экономическую и экологическую составляющие процесса изготовления модели.
3. Разработать графическую документацию. Определить масштаб, выполнить эскиз, разработать рабочий чертёж.
4. Определить этапы и последовательность изготовления модели (изделия), разработать технологическую карту. Технологическая карта — форма технологической документации, в которой записан весь процесс создания изделия.
5. Изготовить модель. Выполнить доработку рабочего чертежа в процессе изготовления. Произвести частичную отделку готовых деталей и всего изделия.
6. Выполнить испытание модели (изделия), устранить недоделки и замечания. Закончить отделку.
7. Продумать возможность использования модели, например, для участия в соревнованиях, выставках, конкурсах и т. д.
Моделирование разделочной доски
Схема разметки разделочной доски
Конструирование простейших изделий из древесины
1. Сконструируйте несколько вариантов одного и того же изделия из древесины по заданию учителя.
2. Выполните технические рисунки лучшего из делия и чертежи его деталей.
3. Продумайте, будет ли ваше изделие обладать достаточной прочностью, надежностью; будет ли оно технологичным?
4. Какое значение имеет моделирование для разработки вашего творческого проекта?
Основные понятия и термины:
техническое творчество, моделирование, модель, модель-копия, контурная модель, силуэтная модель, объёмная модель, стилизованная модель. вариант, вариативность, дизайн, технологич ность, прочность, надежность, экономичность, каче ство, свойство,
1. Что называют конструированием изделия?
2. Что называют вариативностью?
3. Какие изделия называют технологичными, прочными, надежными, экономичными?
4. Какие изделия называют качественными?
5. Что называют моделированием и моделью? Для чего используются модели? Приведите примеры моделей, расскажите об их использовании.
6. Для чего изготавливают модели?
7. Приведите примеры видов моделей, которые можно изготовить из деталей конструкторов.
8. Придумайте модели (поделки, изделия, макеты), которые можно изготовить из отходов фанеры, ткани, фантиков от конфет.
Найдите в Интернете интересные идеи для изготовления моделей из бросовых материалов. Разработайте технологическую карту для изготовления одной из таких моделей.