1. Основной инструмент для геометрической резьбы

Основным инструментом для геометрической резьбы является нож – «косячок». Наша промышленность предоставляет большое количество инструментов, которым можно выполнять геометрическую резьбу. Проанализировав этот инструмент, который имеет доступную цену, я пришел к выводу, что он малоэффективен для геометрической резьбы. Поэтому, изучив самодельные инструменты, которые предлагают нам опытные резчики [5.], я понял, что в наших условиях, этот инструмент не изготовить и начал подбирать металл для изготовления лезвия. Обратил внимание на углеродистую сталь У10, которая имеет достаточную твердость и хорошо подходит для изготовления лезвия.

В условиях школьной мастерской, без муфельной печи и контроля температуры, нельзя провести термическую обработку материала, из которого производится лезвие резака. Поэтому я беру ножовочное полотно, форму которого производим холодным способом в школьной мастерской. Заточку инструмента делают на наждаке, с использованием малых скоростей вращения наждачного камня. Охлаждение производим водой. При заточке были обнаружены следующие проблемы: «зеркало заточки» имело искаженную форму лезвия, что не желательно при заточки лезвий. Ошибки были выявлены в ходе эксперимента, методом наблюдения.

Для геометрической резьбы используются плоские резцы разной ширины: нож-косячок, резец плоский, резец-ложка. Сделав сравнительный анализ существующих инструментов, я пришёл к выводу, что инструмент, изготовленный своими руками имеет ряд преимуществ.[1.] Данный инструмент изготовляется из обломков ножовочных полотен, которым мы даем вторую жизнь, дешев в изготовлении. Ручку инструмента резчик по дереву подгоняет под свои физиологические возможности для удобства и безопасности в работе.

Я могу обеспечить нашу школьную мастерскую недорогим режущим инструментом удобным в эксплуатации без значительных затрат. (см.Приложение)

2. Исследования создания режущего инструмента

2. 1.Эксперимент с ножовочным полотном

В нашей школьной мастерской мною проведен эксперимент.

Цель эксперимента: определения угла заточки инструмента для выполнения резьбы, в зависимости от твердости пород древесины.

Методика: В опыте используется классический метод наблюдения за качеством реза древесины.

Процедура эксперимента:

В экспериментах использовался резец «косячок» и различные породы дерева.

Для чистоты эксперимента взяли древесину тополя влажностью 10-14%. Для резьбы взяли один и тот же элемент – равносторонний треугольник, звездочку и розетку. Различными способами и различным инструментом были вырезаны эти элементы. Затем был произведен сравнительный анализ достоинств и недостатки данных методов

Обработка результатов :

Были выявлены лучшие результаты при резьбе одинаковых образцов. На основании данных исследований разработаны рекомендации для первоначального обучения геометрической резьбе. Данные систематизированы и представлены в виде таблицы № 1.

Разные по твердости породы дерева режут инструментом с различными углами заточки лезвия. Угол заточки подбирают в зависимости от твердости породы древесины. Так древесину мягких пород, режут инструментом с малыми углами заточки в приделах 10-14 градусов[3]. Для пород средней твердости древесины рекомендуют использовать инструмент с углами заточки до 20 градусов, твердых пород древесины - угол составляет более 20 градусов.

Я попробовал резать мягкую древесину (тополь) резаком с углами заточки более 20 градусов, что привело к «сминанию» древесины. Рез получается не чистым, что резко ухудшает качество изделия. И, наоборот, твердую породу (сухой клен) резал с малым углом заточки, это привело к быстрому затуплению лезвия. (см. Приложение)

Еще одна проблема, как определить угол заточки, не имея мерительного инструмента. Изучив свойства металла, из которого можно сделать лезвие, я предположил, что подходящим металлом, в наших условиях, будет углеродистая сталь У10, из которой изготавливают ножовочные полота по металлу.[8.] По толщине данные полотна подходят для изготовления лезвия и поэтому не требуют термообработки, т.е. отжига, уменьшающего твердость для придания нужной формы и размеров. Далее следуют еще две операции: закалка и отпуск. И только после этого лезвие приобретет необходимую твердость. Лезвие имеет небольшую длину, и поэтому его можно изготовить из обломков ножовочных полотен.

Обработка и анализ результатов: для различных пород древесины требуется использование режущего инструмента с различными углами заточки лезвия. Если угол заточки не соответствует данному требованию, то рез древесины получается не чистым, что резко ухудшает качество изделия (см. Приложение). Для изготовления режущего инструмента целесообразно использовать ножовочное полотно сталь У10.