Развитие креативности учащихся в процессе внеурочной работы в кружке. Часть III

Дипломная работа

2.4. Техническое описание конструкции

Разработанное изделие − декоративная подставка под цветы. Спроек-тирована для одного из помещений деканата с учетом дизайна помещения. Основной целью является соответствие стиля и дизайна подставки стилю выполнения декоративного зеркала, которые должны в итоге составить единый комплект.
Предназначена для расстановки цветочных горшков, художественного украшения интерьера, увязки декоративного комплекса «зеркало — подставка» в единое целое.
Габаритные размеры: 500×800×830 миллиметров.
Материал − древесина хвойной породы кедр. Отделка: художественная резьба по дереву, лакирование.
Состоит из следующих деталей:
Рис. 19. Декоративная подставка под цветы
1. Стойки.
2. Полочки.
3. Декоративные элементы.
4. Накладная резьба.
5. Основание.
6. Ножки.
Разработаем технологическую карту изготовления декоративной подставки (таблица 1):

Таблица 1

Технологическая карта изготовления подставки

Операция Эскиз операции Инструменты, материалы
1. Раскрой и прострожка пиломатериала на заготовки для склейки щитов. Станок циркульно-фуговальный деревообрабатывающий, толкатель, линейка, рулетка, карандаш.
2. Склейка щитовых заготовок под основание, накладную резьбу, полочки, стойки, декоративные элементы. Струбцины, клей, емкость для клея, кисть
3. Изготовление основания. Разметка, выпиловка по контуру, фрезерование кромок, шлифовка, сверление гнезд под стойки и ножки. Ручной лобзик, фрезерный деревообрабатывающий станок, дрель шлифовальная шкурка, круглый напильник, циркуль, линейка, карандаш.
4. Изготовление накладной резьбы. Разметка, выпиловка по контуру, вырезание рельефа, шлифовка. Ручной лобзик, косой резец и полукруглые стамески, калька с рисунком резьбы, шлифовальная шкурка, карандаш.
5. Изготовление стоек. Вытачивание на токарном станке по чертежу, шлифовка, высверливание отверстия Ø12 и длиной L255, с обоих концов. Токарный станок СТД-120М, токарные резцы, дрель, штангенциркуль, сверло Ø12, шлифовальная шкурка, карандаш.
6. Изготовление полочек. Вытачивание на токарном станке по чертежу, разметка, вырезание лепестков, шлифовка. Токарный станок СТД-120М, токарные резцы, циркуль, линейка, резец-косяк, штангенциркуль, шлифовальная шкурка, карандаш.
7. Изготовление декоративных элементов. Вытачивание на токарном станке по чертежу, разметка, вырезание лепестков, шлифовка. Токарный станок СТД-120М, токарные резцы, циркуль, линейка, резец-косяк, штангенциркуль, шлифовальная шкурка, карандаш.
8. Изготовление ножек. Вытачивание на токарном станке по чертежу, шлифовка. Токарный станок СТД-120М, токарные резцы, штангенциркуль, шлифовальная шкурка, карандаш.
9. Крепление накладной резьбы к основанию клеем и саморезами,
Клей ПВА, кисть, саморезы, отвертка крестовая Н2.
10. Крепление стоек к основанию стоечными креплениями на эпоксидном клею и саморезах.
Стоечные крепления, клей эпоксидный, кисть, саморезы, отвертка крестовая Н2.
11. Крепление полочек и декоративных элементов к стойкам полочными креплениями на саморезах и эпоксидном клею.
Полочные крепления, клей эпоксидный, кисть, саморезы, отвертка крестовая Н2.
12. Вклейка деревян-ных заглушек в полочки, крепление ножек к основанию на клею.
Клей ПВА, кисть, дере-вянные заглушки, моло-ток.
13. Подготовка к отделке. Удаление остатков клея, повторная шлифов-ка подставки. Шлифовальные шкурки разных размеров.
14. Отделка подставки. Покрытие лаком с промежуточной шлифовкой между слоями. Полировка. Лак, емкость, кисти разных размеров, шлифовальная шкурка №0, мягкая ткань.

Технологию выполнения отдельных операций при изготовлении декоративной подставки см. приложение 5.

2.5. Описание монтажных узлов и соединений

О качестве мебели судят по красоте ее форм и прочности; то другое в немалой степени определяется качеством соединений.
Выбор соединения зависит, как правило, от вида изделия. Кроме того, при выборе соединений стоит учес трудозатраты на проведение такой работы. Соединение «ласточкин хвост», к примеру, выполнить намного сложнее, чем соединение прямым шипом.
При сборке цветочной подставки выполняются четыре технологические операции по соединению деталей – присоединение стоек к основанию, соединение полочек, декоративных элементов и стоек, крепеж накладной резьбы к основанию и вклейка ножек. Соединение полочек, декоративных элементов, стоек и основания несет статические нагрузки от поставленных цветочных горшков. Соотношение высоты и толщины стоек требует укрепить монтажные соединения во избежание их расшатывания и последующего разрушения. Во избежание этого было принято решение закрепить соединения скрытыми металлическими креплениями. Они выполнены из углеродистой инструментальной стали в виде стержня с приваренным к нему по центру диском. В диске просверлено шесть отверстий под саморезы. Крепления заказываются в специализированной металлообрабатывающей мастерской.

Рис. 20. Схема соединения стойки и основания
Вначале шип стойки соединяется с гнездом в основании на клею. Затев отверстие под крепление в стойке изнутри обильно смазывается эпоксидным клеем. Стержень крепления перед склеиванием обрабатывается наждачным кругом для лучшей адгезии с клеем. Крепление вставляется стержнем в гнездо и через отверстия в диске прикрепляется саморезами к основанию. Металлическую конструкцию в этом случае не обязательно маскировать деревянными заглушками, так как оно будет не заметно при эксплуатации. При боковом ударном воздействии на стойку в креплении возникает напряжение на излом, которое передается на металлическое крепление в виде напряжения на излом сварного соединения стержня и диска и напряжениях на срез в местах крепления саморезами. Данный узел должен обеспечить эффективное противодействие возможным боковым ударным нагрузкам на стойку.

Рис. 21. Схема соединения полочки, стойки и декоративного элемента
Последовательность сборки схожа с технологией выполнения узла, изображенного на рисунке 19. Вначале шип стойки соединяется с гнездом декоративного элемента и полочки на клею ПВА. Крепление вставляется в гнездо и выточенное углубление в полочке на эпоксидном клею и прикрепляется саморезами. Так как металлическое полочное крепление вносит дисбаланс в художественный облик подставки, в углубление вклеивается деревянная заглушка. Место соединения после высыхания клея зачищается и шлифуется.

Рис. 22. Схема крепления накладной резьбы к основанию
Вначале выполненная накладная резьба накладывается на основание для нахождения оптимального положения и затем карандашом наносятся риски по всему периметру для определения места дальнейшей фиксации. С обратной стороны основания по всей площади резьбы вкручивается около десяти саморезов до появления их острого конца с лицевой стороны. Затем основание ставится на ребро и помощник, ориентируясь по рискам, прикрепляет накладную резьбу, смазав место соединения клеем ПВА и фиксирует. Саморезы вкручиваются с обратной стороны до упора.

Рис. 23. Схема крепления ножки к основанию
В данном случае применено соединение на несквозной круглый шип, так как его необходимо скрыть. Наиболее распространенные шиповые соединения регламентируются ГОСТ 9330-76 «Основные соединения деталей из древесины и древесных материалов. Типы и размеры.» Шип ножки вставляется в гнездо на клею ПВА.
Любые соединения, даже самые простые, требуют точной обработки, тщательной разметки и проверки. Необходимо добиваться максимально качественной подгонки деталей: при хорошем соединении детали должны настолько плотно прилегать друг к другу, чтобы свет не проходил сквозь щели. Но и здесь важно не перестараться — чрезвычайно плотное соединение может привести к расщеплению дерева. Прилегание деталей друг к другу должно быть таким, чтобы требовалось некоторое усилие и. легкое постукивание киянкой, чтобы разъединить их.
Таким образом в рассмотренных соединениях в узлах, несущих статическую нагрузку и испытывающих напряжения на излом применены металлические крепления, что усилит общую прочность конструкции. Соединения с возможным сдвигом соединяемых деталей закреплены саморезами. Крепление ножек к основанию не испытывает деформирующих напряжений, поэтому было применено соединение на несквозной шип.

2.6. Расчет конструкции на устойчивость

Определение положения центра тяжести конструкции декоративной подставки под цветы прилагается в приложении 6.

2.6.1. Рассмотрение условий устойчивости конструкции декоративной подставки под цветы

Рис. 24. Схема опрокидывания конструкции подставки. Вид сверху
Из рис.28 помещенном в приложениях видно, что опрокидывание конструкции подставки возможно относительно трех линий, перпендикулярных отрезкам C/M, C/N и C/V. Треугольник ABD (см. рис. 24) образован тремя опорами подставки.
Первоначально определим длины этих отрезков.
α = arcctg (MD/MB) = arcctg (450/310) = arcctg 1,4516 ≈ 34030/
C/N = C/V = С/Dsinα = (DM – CM)sin34030/ = (450 – 141,6)0,5664 = 174,6 мм.
C/M = 141,6 мм.
Наименьшим по длине является отрезок C/M.
Рис. 25. Схема опрокидывания конструкции подставки. Вид сбоку
Состояние неустойчивого равновесия (см. рис. 25), при котором возможно опрокидывание декоративной подставки под цветы, будет иметь место тогда, когда линия СМ примет вертикальное положение, т.е. повернется относительно точки М на угол α1.
Критический угол α1 наклона вертикальной оси подставки составит:
α1 = arktg (C/M/CC/) = arktg (141,6/223,6) = arktg 0,6333 ≈ 32018/
Данное значение угла α1 говорит о том, что конструкция подставки под цветы в данном направлении имеет достаточную устойчивость к опрокидыванию. Также опрокидывание перпендикулярно линии C/M маловероятно, потому что рядом с этой частью конструкции находится стена. Опрокидывание возможно перпендикулярно линиям C/N и C/V, но в данную сторону критический угол наклона больше чем угол α1, и, следовательно, конструкция имеет достаточную устойчивость к опрокидыванию и в этих направлениях.

2.7. Экономический расчет

Самоокупаемость и невысокие затраты на производство мебели являются одними из основных требований, предъявляемым к технико-экономическим показателям изделия при его проектировании. Для этого выполняется экономический расчет, а именно определение себестоимости изделия.
Себестоимость продукции – выраженные в денежной форме текущие затраты, связанные с производством и реализацией готовой продукции (таблица 2).

Таблица 2

Комплектация

Наименование S, мм. А, мм. В, мм. Кол-во Материал
1 Заготовка под основу 30 530 830 1 кедр
2 Заготовка под накладную резьбу 20 500 800 1 кедр
3 Заготовка под боковую стойку 70 800 70 2 кедр
4 Заготовка под центральную стойку 70 600 70 1 кедр
5 Заготовка под декоративный элемент 60 150 150 3 кедр
6 Заготовка для боковой полочки 60 300 300 2 кедр
7 Заготовка для центральной полочки 60 330 330 1 кедр

Определив размеры и количество необходимых заготовок для деталей подставки, подсчитаем затраты на материалы для изготовления изделия (таблица 3,4).

Таблица 3

Затраты на материал

Наименование материала Единица измерения Цена за ед. измерения (руб.) Кол-во Конечная стоимость (руб.)
1 Кедр м3 5600 0,0515 288,4
2 Клей ПВА кг 40 0,9 36
3 Клей эпоксидный кг 700 0,1 70
4 Лак литр 164 1,2 196,8
Итого: 591,2

Таблица 4

Крепления и метизы

Наименование Ед. измерения Кол-во Цена (руб.) Стоимость (руб.)
1 Крепление стоечное шт 3 70 210
2 Крепление полочное шт 3 70 210
3 Саморезы шт 36 0,25 9
Итого: 429

Исходя из вышеуказанных таблиц (таблица 2,3,4) расходы на материал, крепления и метизы составляют:
Цм = 583,2 + 429 = 1012,2 руб.
где: Цм ─ расходы на материал, крепления и метизы;
Вычислим затраты на электроэнергию. Для этого подсчитаем затраты при работе на станках – циркульно-фуговальном, токарном деревообрабатывающем и электродрели.
Время работы на циркульно-фуговальном станке – 2 часа.
Его мощность Рц = 1,8 кВт.
Время работы на токарном деревообрабатывающем станке – 9 часов.
Его мощность – Рт = 1,6 кВт.
Время работы на электродрели – 1 час.
Ее мощность – 0,65 кВт.
Цена за 1 кВт/ч составляет 1.25 руб.
Цэл = (2 × 1,8 + 9 × 1,6 + 0,65 × 1) × 1,25 = 23,31 руб. (2.1.)
где: Цэл ─ стоимость потраченной электроэнергии;
Общие затраты вместе с расходами на материал, крепления и метизы составляют:
Мз = Цм + Цэл = 1012,2 + 23,31 = 1035,51 руб. (2.2.)
где: Мз ─ общие затраты;
Расходы на оплату труда.
Отчисления на заработную плату высчитываются исходя из того, что средняя зарплата в городе составляет:
резчика по дереву – 8000 руб.
токаря по дереву – 5000 руб.
столяра – 5000 руб.
отделочника – 4500 руб.
Рабочее время в месяц – 176 часов.
Время работы резчика по дереву – 12 часов.
Зрез = (8000/176) × 12 = 545,4 руб.
Время работы токаря по дереву – 9 часов.
Зток = (5000/176) × 9 = 255,6 руб.
Время работы столяра – 8 часов.
Зст = (5000/176) × 8 = 227,2 руб.
Время работы лакировщика – 8 часов.
Злак = (4500/176) × 8 = 204,8 руб.
Таким образом, общие отчисления на заработную плату составляют:
Рзп = Зрез + Зток + Зст + Злак = 545,4 + 255,6 + 227,2 + 204,8 = 1233 руб. (2.3.)
где: Рзп ─общие отчисления на заработную плату;
Подсчитаем общую себестоимость изделия, зная затраты на материалы, крепления, метизы и отчисления на заработную плату.
С = Мз + Рзп = 1035,51 + 1233 = 2268,51 руб. (2.4.)
где: С ─ общую себестоимость изделия;
В розничной торговле подобная мебель стоит дешевле, а качество остается на том же уровне. Для сравнения – подставка под цветы, выполненная без резьбы, в магазине «12 диванов» стоит 3300 руб.
Следует отметить, что подставки под цветы, подобные разработанной, практически не встречаются в мебельных магазинах. Изделия с данным уровнем декорированности возможно приобрести только на заказ на специализированных деревообрабатывающих предприятиях. Цена таких изделий колеблется в пределах от 9000 до 14000 рублей.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что для факультета, в условиях учебных мастерских, производство мебели руками студентов обладает существенным преимуществом перед ее заказом на мебельных предприятиях нашего города. Кроме того, имеется возможность разработать более сложный, детальный и неповторимый дизайн художественного изделия для интерьера помещения.


0
Нравится