Дипломная работа: Методика организации занятий по обработке древесины

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………4

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ДРЕВЕСИНЕ И ОПЕРАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ДРЕВЕСИНЫ

1.1. Строение дерева и породы древесины………………………………6
1.2. Преимущество и недостатки древесных материалов. Технические свойства древесины………………………………………………….12
1.3. Пороки древесины…………………………………………………...15
1.4. Пиломатериалы и древесные материалы…………………………...19
1.5. Разметка и пиление древесины……………………………………...21
1.6. Строгание, сверление ………………………………………………..32
1.7. Долбление древесины………………………………………………..43
1. 8. Соединения деревянных деталей при помощи гвоздей и шурупов.
………………………………………………………………………………..47
1.9. Соединения деревянных деталей при помощи шипов и клея……..51
1.10. Техника безопасности при ручной обработке древесины……...…56
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОРГАНИЗАЦИИ ЗАНЯТИЙ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ТРУДУ
2.1. Занятия в пятом классе………………………………………………57
2.2. Занятия в шестом классе……………………………………………..78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………….……………………………..96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………...97
ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………...99
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ДРЕВЕСИНЕ И ОПЕРАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ДРЕВЕСИНЫ

1.1. Строение дерева


Растущее дерево состоит из корней, ствола, ветвей и листьев или хвои.
Отдельные части дерева выполняют свои определенные функции. Корни служат опорой для всего дерева. Кроме того, при помощи корней дерево высасывает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами. Ствол проводит получаемую корнями минеральную воду в крону, а образующие в кроне питательные вещества отводит в корни; кроме того, ствол поддерживает крону и воспринимает усилия действующие на нее.
Крона- это ветви и листья или хвоя дерева. Под влиянием солнечного света и при соответствующих температурных условий зеленая часть кроны из углекислоты (СО2) окружающего воздуха усиливает углерод, одновременно выделяя в атмосферу кислород. В результате соединения углерода с минеральными веществами, растворенными в воде, подведенными в крону стволом, в листьях и хвое происходит переработка неорганических веществ в органические; при этом образуются углеводы (крахмал, сахар и пр.) и белковые вещества. Полученные органические питательные вещества спускаются в ствол и корни служат для питания и роста всего дерева.
В качестве основного материала, употребляемого для различных производственных целей, применяется древесина, получаемая из стволов деревьев. Под термином «древесина», широко употребляемым в техники, понимаются древесные стволы срубленных деревьев различных пород, используемых в качестве строительного, поделочного и топливного материала. Применение ветвей и корней деревьев в деревообработке очень ограниченно.
Вследствие того, что древесина состоит из различно устроенных и различно расположенных клеток, она обладает неоднородным строением. Характерным свойством древесины является ее волокнистость и неодинаковость технических свойств в различных направлениях.
Особенность строения древесины и ее технических свойств, лучше всего видны на разрезах, которые делаются в трех взаимно перпендикулярных направлениях: торцовом, радиальном и тангентальном.
Торцовый или поперечный разрез производится в плоскости, проходящей перпендикулярной оси ствола, поперек волокон.
Радиальный или продольный разрез проводится в плоскости проходящей через сердцевину ствола, вдоль волокон.
Тангентальный разрез проходит параллельно радиальному разрезу, вдоль волокон, но не через сердцевину, а на некотором от нее расстоянии, располагаясь по хорде ствола. Во всех разрезах, у большинства древесинных пород можно наблюдать различное характерное строение древесины. Так, например, древесина сосны на торцовом разрезе имеет вид концентрических темных и светлых слоев, так называемых годичных колец; на радиальном разрезе эти кольца видны в виде тонких ровных линий, а на тангентальном – в виде конусообразных полос.
При изучении строения древесины ограничимся знакомством с ее макроструктурой. Под макроструктурой древесины понимается строение древесины, изучаемое невооруженным глазом или при помощи обыкновенной лупы в отличие от микроструктуры, изучаемой при значительном увеличении с помощью микроскопов различных типов.
В стволе дерева различают следующие элементы: сердцевина, сердцевинная трубка, ядро, заболонь, камбий и кора. Ядро и заболонь вместе составляют древесину.
В центре ствола древесины находится сердцевина, представляющая собой рыхлый стержень, образовавшийся в первые годы жизни дерева. Сердцевина совместно с окружающими ее первичными годичными кольцами образует сердцевинную трубку. С наружной стороны к сердцевинной трубке прилегают слои наиболее зрелой древесины, называемые заболонью или оболонью.
Ядро представляет собой часть древесины, обладающей наибольшей плотностью и прочностью. В процессе роста дерева, после определенного срока в ядре откладываются смолистые дубильные, красящие и другие вещества, которые предают ему более темный цвет и делает его более стойким против загнивания.
Заболонь или оболонь,- это часть древесины, еще принимающая участие в физиологических процессах дерева, в его жизни и росте. По заболони от корней к кроне движется влага и питательные вещества, благодаря чему заболонь отличается большой гигроскопичностью и способностью быстро увлажняться или высыхать, в зависимости от окружающих условий. Заболонь является благоприятной средой, способствующей развитию микроорганизмов, вызывающих загнивание.
В некоторых древесных породах заболонь по своему цвету и по влажности заметно отличается от ядра, особенно в свежесрубленном состоянии; эти породы относятся к группе так называемых ядровых пород (дуб, орех, сосна, кедр, лиственница, каштан, белая акация и др.). Древесные породы, у которых отсутствует хорошо выраженное по окраске ядро, относятся к группе безъядровых пород. Так, деревья, имеющие в центральной части ствола сухую слепую древесину, относятся к спелодревесинным породам (бук, липа, ель, пихта кавказская и др.). Деревья, не имеющие значительной разницы между наружными и внутренними слоями древесины,- к заболонным породам (береза, осина, ольха, граб, клен, самшит и др.).
Между заболонью и корой у растущего дерева можно обнаружить очень тонкую сочную растущую ткань (тонкое кольцо живых клеток), так называемый камбий или камбиальный слой, невидимый невооруженным глазом.
Камбий прилегает к лубу или лубяному слою, переходящему далее в наружный слой- кору.
Камбиальный слой состоит из жизнедеятельных живых клеток, способных к делению и росту. В результате деятельности камбия происходит рост ствола в толщину. Камбиальные слои у луба ежегодно образуют молодые слои древесины, располагаемые в виде концентрических кругов, вокруг сердцевины; они хорошо видны на торцом разрезе ствола. Эти слои носят название годичных колец. С внутренней стороны годичного кольца располагается весенняя более мягкая и рыхлая древесина (светлого тона) и с наружной стороны - более боле плотная и прочная древесина образующая к концу лета (с более темной окраской). Летняя часть годичного кольца предает древесине механическую прочность.
В умеренном климате в течение всей жизни дерева каждый год образуется по годовому кольцу, и возраст дерева может быть определен при подсчете числа годичных колец у его основания.
Рост дерева и все жизненные процессы в нем происходят в течении так называемого вегетационного (или растительного) периода- с весны до осени. Зимой жизненная деятельность дерева прекращается. Продолжительность вегетативного периода зависит от климатических условий местности и длится от 3 до 10 месяцев.
Кора представляет собой покровные наслоения дерева и состоит из двух слоев: внутреннего, смежного с древесиной - луба, и наружного- пробкового слоя. Луб проводит питательные вещества, вырабатываемые листьями или хвоей, вниз, в ствол и корни.
Пробковый слой образует внешнюю поверхность ствола, защищая дерево от высыхания, холодов и от внешних механических и биологических повреждений.
В некоторых породах деревьев (дуб и др.) на торцовом разрезе древесины хорошо видны полоски- лучи, сходящиеся по радиусам у сердцевины, так называемые сердцевинные лучи. Эти лучи походят в горизонтальном направлении от луба до сердцевины или до одного из годичных колец. В растущем дереве сердцевинные лучи являются каналами, проводящими воду, питательные вещества тому подобное, от луба и заболони к толще ствола.



Породы древесины


Все существующие породы деревьев по характеру строения древесины и по ряду внешних признаков делятся на две основные группы: хвойные и лиственные.
Хвойные породы занимают около 80% всей площади лесов и снабжают особенно ценной древесиной промышленность, транспорт, строительство. Деревья хвойных пород имеют прямые стволы и высокого качества древесину, отличающуюся большей или меньшей смолистостью, что в значительной мере увеличивает ее долговечность.
К группе хвойных пород относится: сосна, ель, лиственница, кедр, пихта.
Лиственные породы. К группе лиственных пород, широко используемого в качестве конструктивного, строительного и поделочного материала, относятся: дуб, ясень, бук, граб, клен, груша, береза, липа, ольха, осина, тополь и многие другие.
Сосна. Древесина сосны имеет ярко окрашенное ядро буровато-красноватого или розоватого цвета, резко отличающиеся от широкой светлой заболони. Древесина сосны мягкая, крепкая с отчетливо заметными годичными кольцами. Излишняя смолистость сосны несколько понижает качество древесины делая ее более хрупкой и затрудняет обработку. Неоднородность в строении древесины, наличие рыхлых и плотных слоев делают сосну мало пригодной для изготовления мелких деталей, нарезание резьбы и для проведения токарных работ.
Древесина сосны является основным конструкционным и строительным материалом, хорошо обрабатывается- раскалывается, пилится, строгается, гнется. Сосна широко применяется во всех видах промышленного и жилого строительства (стены, перекрытия, балки, двери, окна), для изготовления различной мебели многих других изделий.
Ель. Древесина ели имеет желтовато-белый цвет. По сравнению с сосной древесина ели имеет меньшую плотность. У ели имеется большое число очень твердых сучков, расположенных главным образом под прямым углом к стволу; у сосны они направлены под острым углом. Это является одним из признаков, по которому можно отличить сосну от ели, сучки на продольном разрезе у ствола сосны имеют овальную форму, а у ели круглую. При высыхании материала сучки часто выпадают.
Ель широко применяется в строительстве и в мебельном производстве наряду с сосной, а также для изготовления различных музыкальных инструментов.
Лиственница. Ствол лиственницы имеет ядро красновато-бурого цвета и узкую, светлую заболонь. Древесина малосучковатая, отличается высокой прочностью и большим объемным весом. Благодаря большому количеству смолы древесина лиственницы обладает высокой стойкостью против загнивания, даже в условиях повышенной влажности, но при высыхании имеет склонность к растрескиванию. В древесине лиственницы плохо держатся гвозди и применение ее в гвоздевых конструкциях не рекомендуется. Лиственница применяется для гидротехнических и подземных сооружений, в кораблестроении и прочие, являясь хорошим заменителем дуба и ясени.
Кедр. Ствол кедра имеет широкую заболонь желтовато-белого цвета, не резко отличающуюся от желтовато-красного ядра. Древесина кедра однородная, мягкая, с весьма красивой текстурой и окраской; хорошо обрабатывается. Кедр служит полноценным заменителем липы и в некоторых случаях сосны. Употребляется в строительстве для тех же работ что и сосна.
Пихта. Цвет древесины белый с желтоватым оттенком. Древесина мягкая, легкая, хорошо обрабатывается и склеивается, но сильно коробиться и растрескивается при сушке. Качество древесины пихты несколько ниже, чем у ели. Применяется пихта для тех же целей что и ель.
Дуб. В древесине дуба заболонь узкая, желтоватого цвета; ядро имеет цвет от светло-желтого до темно-бурого. Древесина твердая, плотная, обладает большой прочностью и стойкостью от загнивания.
Древесина дуба встречается двух видов:
а) мелкослойная- мягкая, однородная, с пониженной прочностью (является ценным материалом для мебельного и фанерного производства)
б) крупнослойная - твердая, с повышенной прочностью (используется при изготовлении деталей в самолетостроении, судостроении, вагоностроении, при строительных работах, при изготовлении гнутых деталей различных конструкций, а также для разного рода поделок и изделий, которые должны обладать малой истираемостью.
Древесина дуба склона к растрескиванию и требует длительной и осторожной сушки.
Полежавшая несколько десятков лет в воде древесина дуба темнеет и приобретает красивую окраску. Полученный при этом так называемый мореный дуб используется для ценных поделок, отделки мебели и т.д.
Красивый цвет и текстура древесины дуба очень ценят при столярно-отделочных работах.
Ясень обладает светло-коричневым ядром и широкой, желтовато-белой заболонью, по внешнему виду очень похожа на древесину дуба. Древесина ясени твердая, вязкая, упругая; при сушке не растрескивается. Употребляется для самолетов, кузовов автомашин, экипажей, а также для внутренней отделки. По применению и механическим качествам заменяет дуб.
Бук. Древесина бука мелкослойная, твердая, прочная, белого цвета с желтовато-красным оттенком и с красивой текстурой. Бук хорошо поддается обработке, но малостоек против гниения; кроме того, он усыхает и при этом очень сильно коробится. Применяется при изготовлении гнутой мебели, предметов хозяйственного обихода, а также столярного инструмента- колодок для рубанков, линеек, ручек для инструмента и т.п.
Буковый шпон служит хорошим материалом для получения облагороженной древесины и слоистых древесных пластиков. Древесина бука является заменителем ясеня.
Граб (или белый бук) имеет древесину серовато-белого цвета, очень плотную, твердую, обладающую большим сопротивлением и стиранию. Древесина граба легко колется, при сушке растрескивается и коробится. Благодаря значительной твердости применяется главным образом для изготовления деревянных деталей простых машин, мельничных колес, винтов, деревянных частей столярных инструментов (колодки для рубанков и фуганков), шаров, деревянных гвоздей и пр.
Клен обладает белой, твердой, упругой, гибкой, однородной древесиной с шелковистым блеском. Древесина клена плотная, обладает высокими механическими качествами, но в сырых местах клен быстро загнивает.
Клен употребляется в мебельном деле, для изготовления музыкальных инструментов и пр. клен является хорошим материалом для резных и токарных работ.
Груша. Древесина красноватого или красновато-коричнево цвета, тяжелая, твердая, но однородная со слабо заметными годичными кольцами. При обработке хрупкая, плохо колется, но хорошо полируется и точится. Это очень ценный материал для дорогой мебели, для токарных работ. Кроме того, груша идет на изготовление линеек, рейсшин, лекал, угольников и пр. Легко имитируется под черное или красное дерево.
Береза имеет древесину белого цвета с желтоватым или красноватым оттенком. Древесины березы прочная, твердая, хорошо обрабатывается, но обладает малой стойкостью против загнивания, особенно в сырых или плохо проветриваемых местах. Признаками загнивания древесины служит появление синевы или особенно белых и серых полосок между слоями дерева. Такая древесина для работы не годится. При сушке береза сильно коробится. Применяется береза для изготовления строительных конструкций, мебели, в обозном производстве, а также при проведении токарных и поделочных работ (ручки для инструментов, колодки и т.п.). Кроме того, древесина березы широко используется в виде шпона и фанеры и часто имитируется под ценные породы (черное и красное дерево, орех).
Липа древесина белая с розоватым или красноватым оттенком, легкая, мягкая, однородная, обладает небольшой прочностью. Липа очень хорошо обрабатывается и принимает отделку, но сильно усыхает, а при хранении при неблагоприятных условиях легко загнивает. Так как у древесины липы нет запаха, то из нее делают кадки для масла и меда, блюда, доски для хлеба и т.п. Липа широко применяется при изготовлении внутренних ящиков столов, крышек, чертежных досок, ящичков, шкатулок, игрушек и мелких соединительных не силовых деталей. Кроме того, липа используется как прекрасный материал для токарных работ и художественной резьбы по дереву. Из луба липы делают мочало и лыко.
Ольха. Белая древесина свежесрубленного дерева на воздухе становится буровато-красной. Древесина средней твердости, однородна, но при изгибах или неосторожных ударах обнаруживает хрупкость. Хорошо обрабатывается, но при сушке коробиться и трескается. В сырых местах древесина ольхи легко загнивает, но под водой сохраняется длительное время. Применяется в мебельном производстве для изготовления ножек столов и стульев, для изготовления линейных моделей и т.п. Кроме того, ольха служит хорошим материалом при изготовлении несложной резьбы и может имитироваться под орех или красное дерево. Широко применяется в виде фанеры-переклейки, заменяет липу при изготовлении различных мелких поделок.
Осина и тополь имеют схожую между собой мягкую и легко обрабатываемую древесину, серовато-белого цвета у осины и светло-коричнево- у тополя. В сырых местах легко загнивают. При изготовлении мелких поделок осина и тополь успешно заменяют липу. Применяются для производства клеевой фанеры, спичек, спичечных коробок, остовов мебели, деревянной посуды, ящиков и др.....