Разработка и создание художественных изделий. Учебное пособие-1

Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

А. Р. Шайхутдинова, Р. Р. Сафин

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Учебное пособие

Казань Издательство КНИТУ

2016

1

УДК 658.512.22

ББК 32.973-02:34.437я7

Шайхутдинова А. Р.

Разработка и создание художественных изделий : учебное пособие / А. Р. Шайхутдинова, Р. Р. Сафин; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 100 с.

ISBN 978-5-7882-2110-6

Рассмотрены вопросы проектирования, конструирования и создания художественных изделий.

Предназначено для бакалавров факультета энергомашиностроения и технологического оборудования направления подготовки 29.03.04 «Технология художественной обработки материалов» по профилю подготовки «Технология художественной обработки материалов», изучающих дисциплину «Разработка и создание художественных изделий», а также для аспирантов и преподавателей.

Подготовлено на кафедре «Архитектура и дизайн изделий из древесины».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты: зам. ген. директора ООО НПП

«ТермоДревПром» канд. техн. наук

Л. И. Аминов

зам. гл. ред. журнала «Деревообрабатывающая промышленность» Е. Ю. Разумов

ISBN 978-5-7882-2110-6 © Шайхутдинова А. Р., Сафин Р. Р., 2016

©Казанский национальный исследовательский

технологический университет, 2016

2

ВВЕДЕНИЕ

В нашей стране непрерывно растет число проектировщиков и конструкторов, роль которых в развитии современной техники поистине велика. Каждая новая разработка требует все новых, более эффективных технических решений. Конструкторская подготовка производства приобретает все большее значение во внедрении новых изделий и во многом определяет качество и сроки этого внедрения. Чтобы решать задачи по внедрению новой техники, конструктор должен обладать не только обширными знаниями, но и определенными профессиональными качествами. Профессия инженера-конструктора является наивысшей квалификацией создателя новой техники.

Инженерный труд по сути его проявления является умственным трудом. Профессиональные знания (в основном теоретические), лежащие в его основе, даются в высшем учебном заведении. Опыт и навыки приобретаются в практической работе.

Слово «конструктор» возникло в латинском языке. Конструировать (construere) — значит создавать конструкцию механизмов, машин, сооружений с выполнением их проектов и расчетов. Конструктор — лицо, занимающееся созданием конструкций различных устройств или их отдельных частей. Это специалист, знающий не только порядок, способы и методы создания, но и способы, и методы изготовления составных частей и материала, из которого они изготовляются. Для конструктора ясен как принцип взаимодействия построенных частей, так и надежность и др.

Профессия конструктора возникла в XIX в. как результат разделения труда, что было обусловлено интенсивным развитием техники и производства в XVIII веке. Работа конструктора приобрела целенаправленность, основанную на исследовании принципов построения машин.

Начальный период развития техники характеризуется тем, что в создании машин участвовал преимущественно один человек - одаренный мастер - изготовитель. Он единственный знал, чего хочет добиться, но не знал, каким образом достигнет намеченного. Конструирование осуществлялось в процессе изготовления. Тогда и уточнялась кинематическая схема, форма и размеры деталей и др. Конструктивные идеи основывались на интуиции и являлись профессиональной тайной специалиста. Эти идеи он старался широко

3

не распространять, хотя распространять их в то время было крайне трудно: чертежей, которые являются «языком техники», не было; вся информация передавалась устно, что при несовершенной терминологии сделать было не так просто. Создание новой техники в этот период осуществлялось по схеме идея — модель. Модель являлась «материализованным чертежом» конструкции и использовалась для изготовления новых машин, если конструкция была удачной. Часто модель имела очень мало сходства с первоначальным замыслом, а каждая новая машина отличалась от предыдущей. Она, по существу, являлась уникальной конструкцией, так как не имела взаимозаменяемых деталей и узлов. Постоянные усовершенствования и модернизация изделий вносили существенные различия в их конструкции.

Развитие новых машин позволило обобщить накопленный опыт. Появились эскизы с указанием размеров деталей и характера сопряжений. А затем постепенно между идеей и моделью встал чертеж. Чертеж отражает всю информацию об изготавливаемом изделии, включая размеры, ограничения и технические требования. На современном этапе изготовление новой техники осуществляется по схеме идея - чертеж - модель. Полная взаимозаменяемость деталей и узлов, специализация и разделение труда обеспечивают качественное выполнение данной схемы.

Положительная роль чертежа заключается не только в том, что он служит носителем информации, но и в том, что он позволяет полнее проработать варианты новой конструкции. Исправление неудачного технического решения в действующей модели, выполненной по схеме идея - модель, было связано с большими материальными затратами и потерями времени. Нередко работу приходилось начинать заново. Разработка конструкции с помощью чертежей позволяет абстрагироваться от любых посторонних влияний в процессе решения задачи, проводить мысленные эксперименты с появившимися вариантами. Отобранные варианты, оформленные сначала в виде эскизов и схем, прорабатываются (анализируются) разработчиком, обсуждаются в коллективе, согласовываются с заказчиками и заинтересованными службами. Таким образом, выявляется оптимальный вариант, удовлетворяющий всем требованиям изготовителей и потребителей. Только тогда детально разрабатываются рабочие чертежи, в которых конструкция доводится до совершенства.

4

До 30-годов нашего столетия к новой технике предъявлялись невысокие требования: изделия должны были обладать основным функциональным назначением. Сегодня требования к новой технике возросли: большое внимание обращается на внешний вид, удобство обслуживания, комплексную механизацию и автоматизацию, на качество изделия. В наши дни немаловажное значение имеют вопросы воздействия новой техники на окружающую среду, поэтому во всех разработках должны учитываться экологические требования.

Вновых разработках широко применяются научные достижения, способствующие росту технического уровня разрабатываемых изделий. Этот рост не мог не отразиться на самом процессе проектирования и конструирования. Долгое время техническое оснащение и методика проектирования и конструирования существенно не менялись.

Механизация процесса разработки началась с применения вычислительной техники в сложных расчетах. Дальнейшей ступенью усовершенствования процесса разработки явилось применение автоматизированного проектирования (САПР). Применение вычислительной техники, работающей по специальной программе, позволило возложить на машину ряд функций, которые до сих пор выполнял конструктор.

Сокращение длительности периода эффективного действия новой техники предъявляет определенные требования к самому процессу разработки. Чтобы новая техника давала максимально полезный эффект, срок разработки должен сокращаться. Интенсифицируются конструкторские разработки, что требует от разработчиков большей отдачи. Сам процесс разработки осуществляется по принципам научной организации труда.

Втрудовой деятельности инженера-конструктора большую роль начинают играть взаимоотношения в коллективе. Эти взаимоотношения образуют психологический климат производства, положительно или отрицательно влияющий на творческий процесс и его эффективность. Производственная специализация разработчиков, выполняющих общую работу (работающих над одной темой или разрабатывающих одно изделие), служит возникновению новых соотношений между исполнителями. Эти вопросы рассматривает инженерная этика.

Создание эффективных конструкций становится под силу тем конструкторам, которые постоянно повышают уровень своих знаний и

5

совершенствуют свою работу. Сегодня издается такое большое количество специальной литературы и информационных материалов, что их изучение может быть только выборочным. Поэтому понимание необходимости новых технических знаний, умение ориентироваться в потоке специальной литературы, знание мирового уровня развития техники по своей специальности позволяют конструктору приобрести большой опыт. Успех в этом деле во многом зависит от работоспособности и стараний конструктора, от его умения организовать и спланировать свой труд. Обширные знания, непрерывно пополняемые в процессе трудовой деятельности, и навыки, основанные на личных способностях и любви к своей профессии, позволяют стать эрудированным инженером и способным конструктором.

6

1.АНАЛИЗ ПОНЯТИЙ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ»

И«КОНСТРУИРОВАНИЕ»

Главной движущей силой при создании изделия является потребность, после чего следует проектирование, основу которого составляет описание потребности в изготовлении изделия.

Проектирование — это выбор некоторого способа действия. Проект анализируется, обсуждается, корректируется и принимается как основа для дальнейшей разработки. Проектирование является основой для конструирования. Часто проектирование носит эмпирический характер, и конечный вариант находится только после длительного поиска образа и формы будущего изделия.

Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании. Конструированием создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Создаваемая в процессе конструирования техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на изготавливаемое изделие и его рациональную эксплуатацию.

Конструкция — это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета, машины, прибора, определяющееся его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, взаимодействие частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы) должны быть изготовлены. В процессе конструирования создается изображение и виды изделия, рассчитывается комплекс размеров с допускаемыми отклонениями, выбирается соответствующий материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, технические требования к изделию и его частям, создается техническая документация.

Проектирование и конструирование являются процессами взаимосвязанными и дополняющими друг друга. Часто эти два процесса не различают, однако проектирование и конструирование - процессы разные. Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Результатом проектирования является проект разрабатываемого объекта.

Проектирование и конструирование — виды умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный

7

мысленный образ. Мысленный образ подвергается мысленным экспериментам, включающим перестановку составных частей или замену их другими элементами. Одновременно оценивается эффект внесенных изменений, определяется, как эти изменения могли подействовать на окончательный результат. Мысленный образ создается в соответствии с общими правилами проектирования и конструирования и впоследствии принимает окончательный, технически обоснованный вид.

За конструированием следует изготовление, основой которого является конструкция. Процесс создания изделия завершается его

эксплуатацией.

Итак, схематически процесс создания изделия можно представить в виде схемы (рис. 1.1).

Потребность

Проектирование

Конструирование

Изготовление

Эксплуатация

Рис. 1.1. Процесс создания изделия

Выявление потребности в изделии, проектирование, конструирование и изготовление осуществляется инженернотехническим персоналом, а именно инженерами-конструкторами и дизайнерами промышленного профиля. Нетрудно определить степень ответственности каждого, но, когда сравниваются деятельность инженера-конструктора и деятельность дизайнера, то не так легко установить, где кончается ответственность одного и начинается ответственность другого.

8

1.1. Проектные и конструкторские работы

Процесс проектирования состоит из пяти этапов:

1.Предпроектное исследование.

2.Эскизное проектирование.

3.Изготовление прототипа.

4.Рабочее проектирование.

5.Корректировка проекта по результатам экспериментальных испытаний образцов.

1.1.1. Предпроектное исследование

Предпроектное исследование является важным этапом создания изделия, от масштаба проведения которого зависит точность выполнения технического задания (ТЗ).

Предпроектное исследование осуществляется в несколько этапов:

•Подбор аналогичных изделий, представляющий собой сравнительный анализ технических характеристик, цены, надежности

ит д., на основании которых определяются основные качества проектируемого изделия.

•Определение потребительской ниши, свойств и качеств изделия. На данном этапе выявляется цель проектируемого изделия, группа потребителей (возраст, образование, доход), условия эксплуатации. На основании полученных сведений рассчитывается ориентировочная стоимость изделия и объем годового производства.

•Поиск художественного образа изделия с помощью составления визуального ряда, состоящего из элементов среды, в которой будет эксплуатироваться изделие.

•Предварительные наброски в соответствии с выбранными образами. Данный этап завершается разработкой рисунков, демонстрирующих внешний вид будущего изделия.

•Составление технического задания, являющегося нормативным документом, описывающим все качества и технические особенности проектируемого изделия, используемые материалы, методику проведения процесса изготовления, ценовой диапазон, объем выпуска.

9