Лекция №24 тема: методика преподавания знаний о допусках и технических измерениях

Мировая стандартизация — результат векового прогресса общетехнической дисциплины, изучаемой в вузах, техникумах и ПТУ под названием «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». В школьной программе такого названия не встретишь, хотя она нужна всем. Поэтому единственным «монополистом» по формированию знаний по допускам и техническим измерениям в школе является преподаватель технологии. Это накладывает на его деятельность особую ответственность. Следовательно, от знаний методики изложения основных положений этой непростой дисциплины, от личного проникновения учителя в приемы измерений и овладения мерителем, наконец, от умения согласовать допуски и техизмерения с работой над изготовлением конкретного изделия зависит успех (или неуспех) подготовки целого пласта нашего будущего общества. Если быть предельно откровенными, неподготовленный в этом плане в школе человек сможет освоить эти знания, будучи взрослым. Казалось бы, упущения школы исправимы. Но это в масштабах страны оборачивается потерями от осознания людьми своего непрофессионализма, необходимости переучиваться, а в конечном счете — упущениями в экономике.

Изучение вопросов стандартизации, допусков и технических измерений невозможно без общепринятых технических понятий и определений, которые в специфической, ГОСТированной форме для детей почти недоступны. Поэтому каждую понятную профессионалу формулировку надо объяснять. К сожалению, в методической литературе нет в полной мере разработанных рекомендаций, позволяющих реализовать деятельностно-параметрический принцип, принятый в программе «Технология», с использованием знаний по допускам и техническим измерениям.

Покажем, как можно формировать названные представления у школьников.

Учащимся дается упрощенная (по сравнению с ГОСТовской) формулировка понятия «номинальный размер»: номинальный раз мер — это основной расчетный размер, от которого производят от счет отклонений.

Далее учитель объясняет, что изготовить деталь без отклонений вообще невозможно, да это и не нужно. Поэтому на чертеже конструктор проставляет верхнее и нижнее отклонения по каждому размеру. Здесь оправдан показ возможных вариантов простановки отклонений в чертежах:

Обязательно следует подчеркнуть, что там, где отклонение не проставлено, вовсе не означает, что его нет. Просто оно равно О (нулю), и его не пишут.

Необходимо пояснить, что любая требуемая точность обеспечивается тем допуском на изготовление, который установлен в чертеже. Учащимся предлагается запомнить определение: «Допуском размера Т называется разность между верхним и нижним отклонениями».

Если теперь предложить для использования два правила, которые помогут быстро определять величину допуска, то можно быть уверенным в осмысленном решении подобных задач.

Правило 1. Если отклонения имеют одинаковые знаки, то до пуск находят вычитанием из большего числа меньшего.

Правило 2. Если отклонения имеют разные знаки, то допуск находят сложением.

Учащимся дается пример алгоритма действий:

Завершает объяснение фраза, которую учащимся вначале нужно просто запомнить: «Допуск знака не имеет».

Одним из профессиональных качеств многих специалистов со временного производства является умение оценить соответствие размеров изготовленного изделия требованиям чертежа.

Учитель знакомит школьников с измерительными инструментами, вначале с простейшими, а потом и с более сложными. Мы отдаем себе отчет в том, что последними учащиеся вряд ли воспользуются. Но очень важно уже сейчас внушить им, что, освоив в совершенстве простой меритель, можно овладеть и самым высокоточным. Вероятнее всего, первое знакомство у них состоится со штангенциркулем типа ШЦ-1 с глубиномером. Однако важно показать и современные штангенциркули со встроенным индикатором или микропроцессором, точность измерения которыми составляет сотые и тысячные доли миллиметра. Это позволяет оценить уровень современной техники.

Представляется необходимым познакомить учащихся с таблицами выбора измерительных инструментов в зависимости от до пуска на изготовление и измеряемого размера (см. табл. 8,9).

Выбор измерительного инструмента

Зависимость выбора точности мерителя от измеряемой величины

Таблица 8

Таблица 9

По линиям пересечения видно, что если допуск на изготовление равен 0,02 мм, то для контроля деталей диаметром 25 мм и 50мм нужны инструменты с разной степенью точности. После уяснения этой таблицы учащиеся смогут правильно выбрать требуемый инструмент для контроля.

При объяснении определения «Посадка — характер соединения деталей» обращаются к бытовому опыту школьников. Если по зазору и, соответственно, свободному перемещению деталей относительно друг друга недостатка в примерах нет, то для объяснения натяга нужна помощь учителя. Подшипник, насаженный на роликовые каталки, на ось велосипеда и т.п., известен, пожалуй, большинству подростков, а вот мимо других примеров они, по неведению, проходят. Можно обратить их внимание на реборды трамвайных и железнодорожных колес. Ведь там на холодную колесную пару надевают стальной бандаж, разогретый токами высокой частоты. Остыв, он так соединяется, что снять его (при износе) могут только в депо, на колесотокарных станках.

Квалитеты и их применяемость

010 12345- 67 8 10 11- 12 13 14 15 16 17-

для особо точных для точных для неответственных

ответственных ответственных (свободных)

деталей деталей размеров

Учащихся знакомят с обозначениями посадок на чертеже и поясняют, что по международным их обозначениям легко определить, о вале или об отверстии идет речь.

Пример: 40N7 — отверстие с номинальным 0 40 мм, которое надо выполнить с отклонением N по 7-му квалитету.

95 е 6 — вал с номинальным 0 95 мм, который надо выполнить с отклонением е в 6-м квалитете.

Как показывает практика, учащиеся это легко понимают и, таким образом, готовы к работе со справочными таблицами.

Следует учесть, что в справочной литературе все отклонения даны в микрометрах (мкм), а в чертежах принято проставлять их в миллиметрах (мм). Это на первых порах приводит к ошибкам в записях. Чтобы избежать их, целесообразно на доске выполнить следующую запись:

1 мкм = 0,001 мм

7 мкм = 0,007 мм

12 мкм = 0,012 мм

141 мкм = 0,141 мм

1021 мкм = 1,021 мм.

Учащиеся вслед за учителем вписывают эти размерности в свои рабочие тетради.

Следует пояснить, что после запятой должно быть три знака, т. е. ставят такое количество нулей, которое доводит общее число знаков до четырех.

Покажем на конкретном примере, как можно использовать изученный материал в практической работе. Каждый чертеж со держит сведения о размерах деталей. В современной производствен ной документации допускается двойной вариант указания отклонений. Например, 40/7 по справочной таблице расшифровывается так:

или предпочтительнее:

Как видим, здесь обозначают и посадку, и отклонения. Однако и в первом и во втором случае нужно уметь определить предельные размеры годной детали. Учащиеся при этом часто ошибаются, и дело не столько в слабом умении считать, сколько в методике производства расчетов. С первого знакомства с правилами определения допустимых размеров устанавливается понятное для школьников условие: вычисления надо производить в столбик, так, чтобы «запятая всегда была под запятой». Тогда ошибки будут исключены.

Со временем упражнения позволят безошибочно делать такие расчеты в уме, но на первых порах предлагаемая методика оправ дана.

Полезно и упражнение, связанное с выбором годных размеров деталей для определенных отклонений, например, для указанного случая:

40,005; 39,970; 39,945; 39,965; 39,980; 40,000; 39,960.

Учащиеся отбирают бракованные детали, что помогает лучшему осмыслению предельных размеров. А расчет, во сколько может обойтись партия загубленных лишь по одному параметру деталей, может стать существенным воспитательным фактором.

Использование понятий «вал» и «отверстие» должно в представлении учащихся ассоциироваться с определениями «охватываемого» и «охватывающего» размеров. Чтобы они не путали их, необходимо использовать зрительный образ. Например, рисунок гайки, отворачиваемой ключом, где зев последнего будет охватывающим, а расстояние между гранями гайки — охватываемым размером, или изображение паза со шпонкой и т. п.

Вот еще один пример. Учитель говорит: «В технике абсолютно равноправно используются две системы — система вала и система отверстия. Но одна из них все же применяется намного чаще. Давайте, определим, какая и почему. Познакомимся вначале с определениями».

«Система отверстия — способ образования посадок при соединении вала с отверстием за счет изменения размеров вала. Диаметр отверстия при этом остается неизменным».

«Проще говоря, — продолжает он, — имеется подшипник, у внутреннего кольца которого строго определенный и очень точный размер 10 мм. Нужно изготовить шесть валиков с различной степенью зазора или натяга после сборки (например, 10,0; 10,02; 10,04; 10,05; 10,06; 10,08 мм). Какие для этого могут понадобиться режущие и измерительные инструменты?»

Если кто-либо из учащихся не ответит на вопрос сразу, ответ вырабатывается путем коллективных усилий: универсальный инструмент — проходной упорный резец и универсальный измерительный инструмент — гладкий микрометр с пределом измерений от 0—25 мм и с ценой деления 0,01 мм.

Затем учащиеся знакомятся со вторым определением:.

«Система вала — способ образования посадок при соединении вала с отверстием, когда диаметр вала не изменяется. В зависимости от желаемого типа посадки отверстия выполняются различны ми по диаметру».

Берем соответствующую ситуацию: имеется электродвигатель с постоянным (уже выточенным и отшлифованным до сборки двигателя) диаметром ротора. На него нужно надеть втулки с таким же перепадом диаметров.

Для их изготовления понадобится несколько инструментов (среди них есть такие, которые серийно не выпускаются, и их надо будет специально изготавливать):

два-три сверла, чтобы получить отверстия с определенным при пуском;

шесть разверток, точно обеспечивающих требуемые размеры;

шесть гладких калибр-пробок, чтобы проверить размеры полученных отверстий (на каждый размер — свой комплект, состоящий из проходных ПР и непроходных НЕ пробок).

А теперь давайте сравним два способа соединения валов и отверстий и решим, как дешевле достичь желаемого типа посадки?

Очевидно, что упор при этом делается на несколько моментов: бытовой опыт учащихся; включение доказательного рассуждения о самоочевидном; осмысленное восприятие материала с переносом знаний в конкретную ситуацию.

Особенно важным при изучении технологии обработки металлов является определение отклонений на размеры с неуказанны ми допусками. Чаще всего на доске или в индивидуальных чертежах такие размеры ставят без отклонений. Задание выдается, как правило, без указаний, как их выполнять. И приемка готовых изделий также производится по принципу «приближения» к задан ному размеру. Между тем поиску отклонений на так называемые свободные размеры необходимо уделять внимание с первых же упражнений. Учащимся надо объяснить, что свободным называется размер, проставленный на чертеже без посадки или без отклонений. На доске рисуется эскиз детали. Если теперь выделить цветным мелом свободные размеры, то правомерно поставить вопрос: «Как их выполнять?» Чаще всего у школьников представление о том, каких размеров придерживаться, склоняется к «произвольному». Вот почему им следует заучить еще три простых правила — в дополнение к означенным в начале рассказа о предлагаемой методике. Одновременно разговор переводится в плоскость технических требований, а именно: если в чертеже никаких указаний нет, то отклонения на свободные размеры находят по 14-му квалитету.

Правило 3. Если свободный размер проставлен на валу (охватываемом размере), то отклонения находят по h 14.

Правило 4. Если свободный размер записан на отверстии (охватывающем размере), отклонения находят по Я 14.

Правило 5. Если свободный размер линейный (проставлен на длине, глубине, высоте), то отклонения находят по js 14 (йот эс).

Обучение учащихся чтению показаний на универсальных измерительных инструментах и приборах сопровождается определенными трудностями, так как при демонстрации этих средств не видно положений шкал, а плакаты или зарисовки на доске не дают ясного представления о происходящем. В связи с этим можно рекомендовать изготовление простых макетов с увеличенными раз мерами устройств, предназначенных для чтения показаний.

ЛЕКЦИЯ №25

ТЕМА: МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

ФОРМИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ГРАМОТНОСТИ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ

Концепция технологического образования школьников в общеобразовательных учреждениях Российской Федерации основывается на том, что отечественная школа выступает в роли института общества, удовлетворяющего потребность в подготовке молодежи к жизни и реальной трудовой деятельности.

Одной из граней такой подготовки всегда являлась графическая грамотность.

Расширение требований к технологической культуре общества, выдвигаемых окружающей техносферой, еще более подтвердило значимость «языка техники» для углубления знаний о технологическом мире.

Между тем в программах общеобразовательных школ из года в год происходили подвижки: предмет «черчение» переносим сначала из VII в VIII, а затем в IX класс. Объективных причин, объясняющих это обстоятельство, нет. Все понимают, что графическая грамотность стала таким же элементом общечеловеческой культу ры, как компьютерная, и поэтому требует формирования элементарных умений чтения чертежей с самого раннего школьного возраста. С необходимостью прочитать чертеж и понять содержащуюся в нем информацию школьник сталкивается уже с первых занятий по трудовому обучению. И такая потребность должна восполняться учителем технологии еще и по той причине, что невозможно провести грань между этими учебными дисциплинами, так как в трудовой подготовке школьников они представляют органическое единство понятий, умений и навыков.

Складывается парадоксальная ситуация. С одной стороны, в программе технологии в V—VII классах заложены обязательные элементы графической грамотности, а с другой стороны, в той же программе графика как элемент, интегрированный в технологию, изучается лишь на последних этапах.

Таким образом, можно констатировать, что фактически основы графической грамотности школьников закладываются на занятиях технологии.