Кейс «Малая сверлильная платформа»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК «кВАНТОРИУМ»

Кейс «Малая сверлильная платформа МСП»

34 ч

Автор:

Черепанов Александр Анатольевич,

Педагог дополнительного образования

МБОУ ДО Кванториум

Комсомольск-на-Амуре,

IT-квантум

Кейс «Малая сверлильная платформа МСП»

Категория кейса: является частью базового модуля

Сверление металла является одной из самых распространенных слесарных операций. Разборные и неразборные соединения - заклепочные, винтовые, болтовые, шпилечные - требуют наличия отверстий. Для сверления металла достаточно иметь дрель, сверло соответствующего диаметра и кернер с молотком для наметки отверстия. Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении — вращательное, движение подачи — поступательное. При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки. Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок. Чугунные, латунные и бронзовые заготовки можно сверлить без охлаждения. Применение СОЖ позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза. В качестве СОЖ используются раствор эмульсии (для конструкционных сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов). Если на станке охлаждение не предусмотрено, то в качестве СОЖ используют смесь машинного масла с керосином. Применение СОЖ позволяет снизить осевую и тангенциальную силы резания на 10-35% при сверлении сталей, на 10-18% при сверлении чугуна и цветных сплавов и на 30-40% при сверлении алюминиевых сплавов. При сверлении на проход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу во избежание поломки сверла.

Цели и задачи кейса:

Цель: Изготовить малогабаритную установку для сверления и раззенковки сквозных отверстий.

Предполагаемое решение: Устройство для сверления сквозных отверстий в пластиках, гетинаксе, текстолите, древесине и металле.

Задачи:

• изучить проблему, связанную с резкой металлов;

• исследовать особенности проектируемого предмета, рассмотреть аналоги;

• поставить четкие цель и задачи проекта;

• составить общую схему проектируемого устройства, сформулировать проектное задание;

• подобрать материалы, необходимые для изготовления модели;

• распределить роли для каждого члена команды, составить календарный график работ;

• разработать проект МСП;

• протестировать и, в случае необходимости, доработать модель;

• презентация и рефлексия.

• определение перспектив дальнейшего развития проекта.

Предполагаемые результаты обучающихся.

Soft Skills:

• умение находить, анализировать и использовать информацию;

• умение формулировать проблему и выдвигать гипотезы по ее решению;

• умение работать в команде;

• умение выражать собственное мнение, защищать его на основе привидения аргументов.

Hard Skills:

• умение работать с паяльной станцией, измерительными приборами, режущими, ударными, колющими, абразивными, инструментами;

• макетирование и прототипирование печатных плат;

• навесной монтаж;

• работа с различными типами материалов (полихлорвинил, акрил, полиэтилен, древесина, цветные металлы и др)

• умение работать со сверлильным оборудованием (сверление и раззенковка отверстий)

• программирование (Arduino Uno).

Оборудование, инструменты, материалы, компоненты:

• Оборудование: трехкулачковый патрон, компьютер, токарный станок, паяльная станция, цифровой и индукционный мультиметр, заточный станок, ванночки для травления, цифровой пробник, лазерный принтер, вытяжной шкаф.

• Инструменты: отвертка, ножовка, ножницы, резак ручной, нож для зачистки проводов, сверла различного диаметра, наждачная бумага, напильники разных сечений, рашпиль, пассатижи, кругогубцы, бокорезы и др.

• Материалы: фольгированный гетинакс и текстолит, хлорное железо, цапонлак, кислотоупорный карандаш, олово, ПОС 61, канифоль или отофосфорная кислота, нитроэмаль, бесцветный лак, пластик, шпиндель, металлические трубки.

• Компоненты: резисторы, конденсаторы, силовой трансформатор, кнопочный переключатель, соединительные провода, транзисторы.

Ход работы

Этап 1. Теоретическая подготовка

1. Изучить режимы резания, металлов, древесины, пластика.

2. Изучить виды сверлильного оборудования и инструмента.

3. Изучить виды передач (зубчатая, ременная, цепная).

4. Определить круг задач моделирования. Разбить процесс моделирования на этапы, обеспечить получение промежуточных результатов.

Этап 2. Исследование

1. Определить исследуемое направление в проектировании (Малая сверлильная платформа МСП).

2. Изучить существующие сверлильное оборудование.

3. На основании полученных данных построить блок-схему алгоритма создания устройства.

4. Подготовить измерительную, инструментальную, тестирующую аппаратуру, подобрать компоненты и радиоэлементы.

Этап 3. Изготовление модели сверлильной платформы

1. Компоновка и сборка макетной платы управления и силового блока..

2. Травление и сборка плат.

3. Сборка каркаса и станины (включая ременную передачу).

4. Соединение составных частей проекта.

5. Разметка, резка, сверление, шлифование, сборка и покраска корпуса конструкции.

6. Тестирование изделия.

Этап 4. Презентация, рефлексия.

1. Демонстрация готового изделия или макета.

2. Подготовка отчета о ходе работы над кейсом, в котором будут детально описаны все проделанные командой действия.

3. Определение перспектив дальнейшего развития проекта.

Перечень и содержание занятий

Наглядный материал

• Техническое описание устройства, конструктивный подход и особенности;

Устройство представляет собой готовое оборудование для резания твердых поверхностей.

Конструктивно состоит:

1. Стойки крепления станины и верхней платформы.

2. Верхняя съемная платформа.

3. Кассета для хранения сменных цанг и патрона.

4. Защитный кожух ременной передачи.

5. Тумблер включения-выключения.

6. Сетевой шнур с вилкой для сети 220в.

7. Светодиодная подсветка поверхности резания.

8. Ремень кругового сечения.

9. Ведущий шкив (ведомый не показан).

10. Электродвигатель УАД-32Ф (программный блок управления на ATmega328).

11. Трансформатор понижающий 12в.

12. Цанговый патрон со смонтированным сверлом.

13. Подставка для заготовки.

14. Станина.

Принципиальная силовая (без блока управления) и кинематическая схемы малой сверлильной платформы

Список использованных источников информации:

• http://www.junradio.com/

• http://tochmeh.ru/info/sverl.php

• http://tool-land.ru/sverlenie-metalla.php

• https://www.arduino.cc/

• https://arduinomaster.ru/

• http://electrik.info/microcontroller/1373-19-shildov-dlya-arduino-na-vse-sluchai-zhizni.html