Изготовление макетов и моделей технических объектов из плоских деталей

Категория:
Основы технического моделирования


Изготовление макетов и моделей технических объектов из плоских деталей

В начальном техническом моделировании первые поделки, как правило, начинают выполнять из плоских деталей. Такие модели принято называть силуэтными или контурными. Их можно выполнять из плотной бумаги, картона, тонкой фанеры, т. е. из таких материалов, свойства которых уже известны детям. При изготовлении моделей из плоских деталей работу можно выполнять по шаблону, рисунку, простейшему чертежу, образцу, словесному описанию и собственному замыслу.

Выполнение разметки на материале по шаблону не вызывает затруднений даже у первоклассников., Шаблон каждой детали накладывают на материал, обводят карандашом по контуру, вырезают и сЬедиияют (собирают) детали в изделие. Руководили, заранее изготавливает шаблоны из картона, тонкой фанеры, пластика, оргстекла или оргалита. Чтобы шаблоны отдельных деталей одного изделия не потерялись или не перепутались с Деталями другого изделия, их можно пометить специальным знаком или нанизать на прочную нитку и связать ее концы. Ребята должны знать, что в процессе работы нельзя разрезать нитку, которая связывает отдельные детали одного изделия. Детали каждого изделия можно хранить в отдельном конверте. Важно научить школьников производить разметку на материале с учетом того, чтобы отходов оставалось как можно меньше. А работа по шаблону как раз очень наглядно показывает наиболее целесообразное расположение деталей на материале. Шаблон легко можно подвинуть, повернуть, и сразу видно, как экономичнее использовать материал.

Изготовление технических объектов из плоских деталей по рисунку младшие школьники выполняют только в том случае, если рисунок отображает форму каждой детали без искажения. Такие рисунки и чертежи деталей простой формы бывают в детских книгах и журналах («Юный техник», «Моделист-конструктор» и др.). Сначала подбирают такие работы, чтобы изделие выполнялось в масштабе 1:1. В этом случае учащиеся накладывают на рисунок прозрачную бумагу (чтобы не испортить книгу) и переводят на нее контуры каждой детали; затем с прозрачной бумаги через копировальную бумагу переносят изображение на материал, вырезают каждую деталь, обрабатывают их и производят сборку изделия. Когда дети приобретут некоторый опыт работы, можно предложить им более сложные по форме изделия. Полезно предложить увеличить или уменьшить размеры деталей по отношению к рисунку. В этом случае школьники выполняют на клетчатой бумаге контурный рисунок каждой детали с применением масштаба. Кроме того, можно выполнить увеличение или уменьшение рисунка при помощи клеток разной площади, а затем перенести контуры рисунка на материал.

Разметку по чертежу выполняют так же, как и по рисунку, но при этом учитель обращает внимание детей на то, что на чертеже даны точные размеры каждой детали, поэтому, не прибегая к дополнительным построениям на клетчатой бумаге, можно произвести разметку сразу на материале по размерам, которые указаны на чертеже. Начинать при этом важно с таких поделок, детали которых имеют в основе прямоугольную форму и форму круга. При этом с самого начала важно добиться, чтобы школьники работали обязательно при помощи чертежных инструментов. Работа по чертежу способствует развитию у детей умений последовательно планировать свою деятельность, развивает логическое мышление. В процессе такой работы ребятам приходится мыслить отвлеченно, т. е. переходить от восприятия конкретного предмета к отвлеченным понятиям и, наоборот, условное изображение претворять в жизнь, создавая конкретное изделие. Это помогает создать систему графических знаний и умений, вводит новые элементы в политехническую подготовку школьников младшего возраста.

Рис. 1. Макет морского якоря

Работу по образцу с младшими школьниками выполняют примерно в таком порядке: определяют по образцу количество деталей изделия и способ их соединения; анализируют форму каждой детали, мысленно расчленяя ее и сравнивая с геометрическими фигурами; обмеряют все детали и на миллиметровой бумаге составляют их эскизы; переносят контуры каждой детали с ее конструктивными элементами с эскиза на материал (можно через копировальную бумагу); вырезают или выпиливают каждую деталь и обрабатывают; производят сборку.

Работа по словесному описанию имеет большое значение в развитии представления и воображения, а также способствует формированию умений применять свои знания на практике. Было замечено, что работа на основе словесного описания приближает ребят к деятельности взрослых по усовершенствованию изделия. В процессе труда по словесному описанию школьникам особенно часто хочется изменить условия задания, причем не упростить его, а сделать по своему разумению, как им кажется, более оригинальным. Руководителю кружка следует учитывать такое стремление детей и работу по словесному описанию давать с расчетом на усовершенствование изделия, чтобы школьники на основе имеющихся у них знаний смогли бы проявить смекалку, изобретательность, творческую выдумку. Возможно, для начала надо давать такие задания, решение которых было бы очевидным для ребят. Они могут подумать о том, как можно усовершенствовать данное изделие, какое дополнение или изменение целесообразно внести в изделие, чтобы оно было удобнее или экономичнее для использования, и т. д.

Рис. 2. Макет двухступенчатой ракеты

Работы по готовому рисунку, чертежу, описанию и особенно по шаблону носят характер воспроизводящей деятельности. Но в начальном техническом моделировании подобная деятельность приносит большу<Ь пользу. Она поддерживает стремление детей к рационализаторской работе, развивает их наблюдательность, находчивость и смекалку, воспитывает самостоятельность и волю к достижению цели.

Изготовление изделий по собственному замыслу — это самое желанное занятие ребят, но у младших школьников мало опыта, и такую работу надо очень тщательно готовить. Первые поделки должны состоять из одной-двух деталей, чтобы ребята успели выполнить все изделие за одно занятие. В этом возрасте детям как. можно быстрее хочется увидеть результат своего труда. Сначала учащиеся создают силуэт желаемого объекта, применяя при этом прием мысленного расчленения каждой детали на геометрические фигуры. Затем контур каждой детали переносят на клетчатую бумагу. При этом школьники обсуждают свои действия между собой и с руководителем кружка. Далее они уточняют конструктивные элементы каждой детали, переносят полученный контур на материал, вырезают и соединяют детали между собой.

Соединение деталей (сборка) может быть неразъемным, например при помощи клея, на нитках, мелких гвоздях (если изделие из фанеры), и разъемным, например соединение при помощи щелевого замка. Примерами щелевидных соединений могут быть модели морского якоря, двухступенчатой ракеты и ракеты с поперечным шарниром.

При выполнении изделий с ще-левидным соединением необходимо обратить внимание школьников на четкое выполнение таких конструктивных элементов, как щели. Ширина щелей должна соответствовать толщине материала, из которого выполняется модель. После сборки эти поделки могут стоять, символизируя образы технических объектов. Подобные поделки младшие школьники могут придумывать сами, выполняя их контур на клетчатой бумаге.

Большой интерес у школьников вызывают действующие летающие модели. Самые простые из них выполняют путем сгибания, например летающие крылья. Для модели вырезают из бумаги (писчей, газетной, тетрадной) квадрат, каждая сторона которого равна 120 мм. По одной стороне квадрата загибают полоску шириной около 10 мм. Затем эту полоску перегибают еще 5—6 раз. Сложенную таким образом часть квадрата проглаживают гладилкой или кольцами закрытых ножниц, чтобы лучше обозначились изгибы. Эту утолщенную часть квадрата называют передней кромкой крыльев. Середину модели слегка перегибают так, чтобы оба крыла немного приподнялись вверх, и модель готова к полету.

Если модель взять пальцами, поднять ее на высоту плеча и слегка толкнуть вперед, она полетит далеко и плавно. Можно объяснить детям, что согнутая в несколько раз передняя кромка стала тяжелее, и ‘благодаря этому грузу центр тяжести крыла переместился от середины вперед, т.е. при запуске груз потянул модель вперед. Если слишком увеличить груз (например, сделать 7-й и 8-й сгибы), то он потянет модель силь-нее и заставит ее падать. Если же сделать меньше сгибов и облегчить переднюю кромку, то модель не полетит вперед, а тоже будет плавно падать. Для полета настоящих самолетов и летающих моделей необходимо: чтобы правая и левая половины были совершенно одинаковыми по размерам, форме и весу, т. е. симметричными; чтобы центр тяжести был правильно установлен — отцентрован и отстоял от передней кромки модели на одну треть ширины крыла.

Рис. 3. Макет ракеты с поперечным шарниром

Рис. 4. Модель летающих крыльев

Просты в изготовлении и интересны в полете модели птице-летов, которые действуют по таким же принципам. Планеры-птицелеты бывают различных видов и размеров. Чем тоньше и мягче бумага, из которой делают модель, тем меньше должен быть размах крыльев. Например, из газетной бумаги можно сделать модель с размахом крыла в 10 см, из тетрадной — до 15 см, из чертежной— до 30 см. Модель пла-нера-птицелета с машущими крыльями вырезают из согнутого вдвое тетрадного листа бумаги по указанным размерам (размеры могут быть приблизительными). По линиям сгиба отгибают оба конца крыльев и хвоста. К передней кромке модели прикрепляют канцелярской скрепкой плотную бумагу (или картон) размером 30X 70 мм, сложенную пополам по большей стороне.

Рис. 5. Модель планера-птицелета машущими крыльями

Это делает крылья более жесткими, а изгиб в центре модели несколько сглаживается. Перемещая скрепку вперед и назад, регулируют центр тяжести модели, который обычно отстоит от края на одну треть ширины крыла. Если одной скрепки мало, укрепляют вторую или регулируют центр тяжести пластилином.

Большого внимания требует регулировка модели птицелета и подбор добавочного груза. Важно подобрать необходимый угол между крылом и его отогнутой концевой частью, а также угол между хвостом и его отогнутой боковой частью.

Запускают модель в помещении, а в тихую безветренную погоду — на улице. Модель берут тремя пальцами за хвостовое оперение и легким толчком пускают вперед и слегка назад.

Резкое взмывание вверх происходит как от очень сильного, так и слабого толчка при пуске. Поэтому, прежде чем перемещать груз вперед или назад, модель нужно несколько раз пустить со слабым и сильным толчком.

Модель с правильным центром тяжести и при нормальном толчке взлетает слегка вверх и плавно переходит на планирование, все время сохраняя нормальную скорость и устойчивость. Затем добавляют груз, увеличивающий скорость полета, до тех пор, пока модель не начнет размахивать крыльями. Чем больше общий вес модели при тех же размерах крыла, тем быстрее она планирует. Чем больше гибкость крыла и чем быстрее летит модель, тем скорее начнутся колебания крыла. Если модель устойчиво планирует, а колебаний крыла нет, то следует увеличить вес груза так, чтобы не изменился центр тяжести. Если крылья теряют устойчивость и загибаются вверх или начинают вибрировать, надо уменьшить груз, не изменяя центра тяжести. Модель с правильно подобранным грузом должна устойчиво планировать и совершать быстрые и равномерные взмахи крыльев.

Если от увеличения груза крылья не будут колебаться, надо смягчить их жесткость, сократив длину бумажной прокладки на передней кромке крыла, или из той же бумаги сделать модель с большим размахом крыльев.

Существует много конструкций воздушных змеев — плоские, коробчатые, в форме звезд и т.д. Данный змей — самый простой. Изготавливают его из квадратного листа бумаги размером 250×250 мм. Квадрат сгибают в два этапа. Затем к нижней части привязывают легкий хвост из полоски бумаги или пучка нитей длиной около метра. К двум отогнутым уголкам привязывают уздечку, а к ней длинную нить, намотанную на катушку. При запуске змея нужно бежать против ветра, держа нитку с катушкой в руке, и постепенно отпускать нитку, чтобы катушка разматывалась.

Модель спортивного планера. Для изготовления фюзеляжа бумагу складывают вдвое, прямой отрезок ОК по линии сгиба не разрезают (так изготавливают фюзеляжи для всех нижеприведенных моделей самолетов).

Отцентровать бумажный планер можно так. Модель берут под крыльями кончиками пальцев. Если хвостовая часть самолета перетягивает, то внутрь носовой части вклеивают груз из картона, тонкой жести или нескольких слоев бумаги с учетом того, что центр тяжести модели должен отстоять от передней кромки на одну третью часть ширины крыла. Так центруются все модели самолетов. Груз бумажной модели можно увеличить кусочком пластилина или канцелярской скрепкой, прикрепив ее к носовой части модели самолета. Скрепку можно передвигать, перемещая тем самым центр тяжести.

Бумажная модель имеет те же органы управления, что и настоящий самолет. Запускать модель надо взяв ее двумя пальцами (большим и указательным) за фюзеляж под крылом и толкнуть ее вперед-вверх. Если при запуске модель идет круто вниз, надо отогнуть кверху заднюю кромку стабилизаторов—руль высоты. При сильном отгибании кромки вверх модель может сделать фигуру высшего пилотажа — «петлю Нестерова» Задняя кромка киля — это руль поворота. Если руль поворота отогнуть вправо, модель полетит в правую сторону. Если руль поворота отогнуть влево, модель летит в левую сторону. Если модель при запуске валится на правое крыло, необходимо подогнуть вниз правый элерон, а если на левое — левый элерон. Так регулируются и управляются все модели самолетов.

Рис. 6. Воздушный змей

Рис. 7. Модель спортивного планера: 1— фюзеляж; 2— стабилизаторы; 3— киль; 4—крылья; 5—руль высоты; 6—руль поворота; 7—правый элерон; 8—левый элерон; 9— груз из картона

Рис. 8. Модель самолета Ил-18: 1 — фюзеляж; 2—стабилизаторы; 3—киль; 4— крылья; 5— элероны; 6— руль высоты; 7— руль поворота; 8— груз из картона

Модель са молета Ил-18. Фюзеляж изготавливают из бумаги, сложенной вдвое, но стабилизаторы выкраивают отдельно. При сборке их вставляют в прорезь АВ и закрепляют снизу полосками бумаги с клеем, как бы ставя бумажные уголки. Монолитно с фюзеляжем выкраивается киль. Крылья наклеивают симметрично на клапаны В. Элероны, руль высоты и руль поворота отгибают в ту или другую сторону по линии сгиба — это органы управления. Линии сгиба перед сгибанием надрезают ножом или фальцуют фальцовкой. Картонный груз вклеивают в носовую часть фюзеляжа. Затем полученную модель надо отцентровать, замаркировать и подготовить к полету.

Рис. 9. Модель самолета Як-3: 1—фюзеляж; 2—стабилизаторы; 3—киль; 4— крылья; 5— руль высоты; 6— руль поворота; 7— левый элерон; 8— правый элерон; 9— груз из картона; 10— клапаны, образующие переднюю кромку крыла (при подклеивании); 11—прорезь для крыльев; 12—прорезь для стабилизатора

Конструкция модели самолета Як-3 отличается от предыдущих тем, что крылья (4) и стабилизаторы (2) вставляют в прорези фюзеляжа (11, 12) и закрепляют бумажными уголками.

У модели самолета Ту-134 крылья (4), перед тем как их соединить с нижней частью фюзеляжа (/), необходимо согнуть по схеме (12) и только потом вставить в прорезь фюзеляжа. С низа модели самолета на развернутые крылья приклеивают (по центру) дополнительную деталь (10), которая обеспечивает прочность соединения. На верхней части киля (2) имеются клапаны (11), на которые крепят при помощи клея стабилизаторы (3). Центруется и управляется в полете модель самолета Ту-134 так же, как и все предыдущие модели.

Рис. 10. Модель самолета Ту-134: 1 — фюзеляж; 2— киль; 3—стабилизаторы; 4— крылья; 5— руль поворота; 6— руль высоты; 7— элерон левый; 8— элерон правый; 9— груз из картона; 10— дополнительная деталь; 11— клапан для клея; 12— схема изгиба крыльев

Рис. 11. Модели различных самолетов, выполненные из сложенного вдвое листа бумаги

Самолеты различных видов (рис. 11) можно выполнить из листа бумаги, сложенного вдвое. На одной половине листа намечают форму крыла, стабилизатора и киля. Бумагу, сложенную

вдвое, вырезают по этому контуру, затем отгибают крылья и стабилизаторы, налаживают органы управления, отцентровывают, и модели готовы к полетам. Для запуска бумажных моделей самолетов можно сделать и специальное устройство — пусковую установку. К наклонно установленной доске прикрепляют ленточную резину. Действует установка примерно так же, как и рогатка.

Дископланы, планеры и самолеты, выполненные из плоских деталей на тонкой деревянной рейке, центруют при помощи пластилина (этот способ центровки модели самолета удобен тем, что при испытании модели можно легко изменять вес груза). Эти модели имеют те же органы управления, что и описанные выше.

На приведенных примерах изготовления бумажных моделей самолетов из плоских деталей видно, что летающие модели разных марок можно конструировать и выполнять их сборку различными способами. После нескольких занятий многие ребята стараются усовершенствовать соединения деталей или изменить форму крыла, стабилизатора и т. д. Такое стремление детей следует поддерживать, развивать наблюдательность и направлять их на более целесообразные и экономичные решения. Наблюдая за полетом настоящих самолетов, рассматривая чертежи и рисунки самолетов разных марок в журналах и книгах, можно обратить внимание ребят на то, что силуэты крыльев и стабилизаторов хорошо видны снизу, когда самолет летит. А на чертежах контуры крыльев и стабилизаторов изображены без искажения на виде сверху. Для того чтобы определить очертания фюзеляжа и киля, надо посмотреть на самолет сбоку, когда он летит или стоит, а на чертеже это называется вид слева. Подобные примеры помогают доступно и наглядно приблизить мышление детей к осознанному пониманию формы технических объектов, которые изображаются на настоящих чертежах. Разрабатывая чертежи, шаблоны и выкройки новых моделей самолетов, следует стремиться к тому, чтобы в этой работе активно участвовали дети. В журналах «Моделист-конструктор», «Крылья Родины», в книге «Самолеты страны Советов»1 и др. имеются чертежи самолетов и моделей самолетов. Эти чертежи выполнены по всем правилам ЕСКД. Крылья и стабилизаторы на месте вида сверху изображены без искажения, поэтому младший школьник в состоянии перенести, например, форму крыльев с чертежа на прозрачную бумагу, если размеры чертежа подходят для модели в натуральную величину, и на клетчатую бумагу, если размеры чертежа надо увеличить или уменьшить. Изображение самолета на месте вида слева передает точную форму (без искажения) фюзеляжа и киля. Получив на прозрачной или клетчатой бумаге форму отдельных частей, можно перевести их через копировальную бумагу на картон, затем аккуратно вырезать, зашкурить края, и шаблон готов. В процессе такой работы важно научить школьников предвидеть соединения деталей будущего изделия. Если можно избежать лишнее соединение отдельных деталей без ущерба для конструкции изделия, то шаблоны целесообразно сразу изготавливать с этим учетом. Например, фюзеляж и киль модели самолета Як-3 или фюзеляж и стабилизаторы модели спортивного планера и т. д. Так ребята младшего школьного возраста учатся конструировать и разрабатывать новые модели по чертежам, рисункам и собственному замыслу.

Рис. 12. Пусковая установка для моделей самолетов

Рис. 13. Бумажная модель самолета на деревянной рейке: 1—фюзеляж (рейка); 2 — крыло; 3 — стабилизатор; 4 — киль; 5 — левый элерон; 6 — правый элерон; 7 — руль высоты; 8 — руль поворота; 9— груз (пластилин)

Рис. 14. Летающие модели на деревянной рейке: 1 — дископлан; 2 — самолет

Рис. 15. Модель корабля противолодочной обороны: 1— силуэт корабля; 2 — вид сверху на днище корпуса; 3 — наглядное изображение установки резиномотора

Контурные, или силуэтные, модели с резиновыми и электрическими двигателями изготовляют из фанеры, тонкой жести и других материалов. Так, например, для силуэтного корабля противолодочной обороны необходима фанера для силуэтного корабля, деревянный брусок для днища, тонкая жесть, жесткая проволока, мелкие гвозди, нити резины Для двигателя и инструменты для обработки всех материалов. Вначале увеличивают по клеткам данное изображение до нужных размеров. При выполнении контура корабля необходимо обратить внимание на два выступа в нижней части — это шипы, при помощи которых силуэт корабля соединяется с корпусом, затем через копировальную бумагу переносят контур корабля на фанеру, выпиливают силуэт лобзиком и тщательно зачищают его с двух сторон наждачной бумагой. Мелкие детали корабля делают из гвоздиков, канцелярских скрепок, булавок и т. п. Из деревянного бруска или доски толщиной 2—3 см изготавливают корпус — днище с двумя углублениями для-шипов. Вместо отдельных углублений можно сделать продольный паз через всю длину корпуса глубиной 5—8 мм. Ширина его должна соответствовать толщине фанеры, из которой сделан силуэт. Затем эти углубления промазывают водостойким клеем (БФ-2, ИВА, нитроклеем и т. д.) и вставляют в них силуэт корабля. Красят судомодели масляными или нитрокрасками. Действует модель при помощи резинового двигателя, который выполняют из проволоки. Один конец проволоки имеет вид ручки, а на другом конце крепят двухлопастный гребной винт, сделанный из жести. К днищу крюки крепят полосками жести, а между ними натягивают четыре нити резины сечением 1×1. Ручку первого крюка вращают и закручивают нити до сильного их натяжения, второй крюк в это время придерживают рукой, чтобы он не прокручивался. Когда модель будет поставлена на воду, резина начнет раскручиваться и вращать гребной винт.

Рис. 16. Модель теплохода на подводных крыльях

Рис. 17. Модель крейсера «Аврора»

Хорошим примером для упражнений по изменению размеров по клеткам является силуэтная модель крейсера «Аврора». Изготовление и отделку модели выполняют так же, как и предыдущие модели.

Контурную модель автомашины любой марки изготовить нетрудно. Составные части этих машин следующие: силуэт корпуса, колеса и резиновый двигатель. Материалом для отдельных деталей может служить как картон, так и фанера. Форму силуэта желаемого автомобиля выполняют по шаблону или используют рисунок из журналов, альбомов, газет и т. д. Перевести такую картинку на материал можно только в том случае, если изображение данного технического объекта имеет очертание с боковой стороны без искажения. Например, на рисунке 42 показаны изображения (в данном случае вида слева) автомашин разных марок: «Москвича», «Жигулей», «Волги». Можно изготовить такие модели машин, но лучше предложить ребятам попробовать создать силуэт автомашины по собственному замыслу. Это могут быть пожарные машины, тракторы, грузовые машины для перевозки хлеба, молока, бензина, подъемные краны и т. д.

Школьники республиканской станции юных техников Удмуртской АССР (директор Лузанинова Г. Н.) на занятиях изготавливают из фанеры или плотного картона модель трактора. вначале дети переносят на материал контуры основных частей модели: корпус — кабина и капот, переднее колесо диаметром 40 мм, заднее колесо диаметром 60 мм (5). Затем вырезают или выпиливают отдельно каждую деталь, тщательно обрабаты-вая напильником или наждачной бумагой края.

Рис. 18. Изображения легковых автомобилей: 1— «Москвич»; 2— «Жигули»; 3—«Волга»

Для ходовой части модец, требуются три катуц ки из-под ниток и авиационная или любая другая резина. У 0д ной катушки отпиливают ци. линдрическую часть, оставляя два колесика формы усеченного конуса (4). Их приклеивают по центру к дискам передних колес (2). Трубочка, склеенная из газетной бумаги в несколько слоев, служит осью для передних колес (5). Длину оси определяют на конкретной модели так, чтобы колеса легко вращались. В отверстие усеченного конуса, приклеенного к диску, вставляют один конец трубочки-оси, смазанной клеем, а второй конец пропускают через переднее отверстие корпуса машины (1) и только после этого тоже смазывают клеем и вставляют в отверстие усеченного конуса второго колеса. Передние колеса соединяют с осью неподвижно при помощи клея, и вращение колес происходит за счет того, что ось свободно вращается в отверстии корпуса. Для задних колес берут две катушки из-под тонких ниток, высота которых небольшая, а цилиндрическая часть толще. Отверстия катушек вычищают и увеличивают до 10 мм круглым напильником. В центре дисков для задних колес вырезают отверстия такого же диаметра и склеивают катушки с дисками так, чтобы отверстия точно совпали (6). Осью для задних колес служит трубочка, склеенная из плотной бумаги. Внешний диаметр трубочки должен быть таким, чтобы она точно входила в колесо. Ось с колесом соединяют неподвижно, а в отверстии корпуса она вращается так же свободно, как и у передних колес. Задние колеса являются ведущими, для этого через ось-трубочку проходит авиамодельная резина, натянутая в 6—8 нитей (7).

Рис. 19. Контурная модель трактора резнномотором: 1— корпус; 2 — перед нее колесо; 3 — заднее колесо

Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум