Изготовление деревянной шкатулки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования.

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ».

(ТГПУ) Факультет технологии и предпринимательства Кафедра безопасности жизнедеятельности КУРСОВАЯ РАБОТА По теме: Изготовление деревянной шкатулки Исполнитель: Зуев В. И Студент гр.1112 ФТП Проверил старший Преподаватель кафедры Власова О. И Томск 2014.

Введение

Шкатулки являются предметом домашнего обихода, и появились они в незапамятные времена. Людям они служат для хранения различных мелких предметов. Предназначение может быть разным. В шкатулках держали деньги, ценные бумаги, письма, фотографии, амулеты. В красивых шкатулках лежали когда-то дуэльные пистолеты. Но наибольшим спросом шкатулки пользовались у женщин, в них они хранили свои украшения и драгоценности, швейные и вышивальные принадлежности.

Целью работы курсового проекта является получение теоретических и практических навыков и опыта в проектировании шкатулки.

Задачи:

1. Изучить теоретическую часть: Выбор материала на изделие, разработка чертежей, проектирование шкатулки.

2. Практическая часть работы: Изготовление шкатулки из дерева.

1. История шкатулка Шкатулка — небольшой ящик для мелких, обычно ценных вещей. Шкатулки изготавливают из дерева, металла, пластмассы, поделочных и ценных материалов — кости, камня. Для придания красивого вида их часто покрывают кожей, дорогой тканью, инкрустируют драгоценными камнями, покрывают резьбой, чеканкой. [9].

Шкатулки используют для хранения большого количества мелких предметов, в большинстве своём — драгоценностей.

Шкатулки известны с глубокой древности. Ученые считают что, первыми появились шкатулки для украшений. Талантливые умельцы в Японии и Китае еще две тысячи лет назад изготавливали деревянные коробочки различной формы и величины, украшали их смолой ценного специального дерева. Стараясь обойти в мастерстве друг друга, мастера по шкатулкам создавали всё новые и новые технологии отделки. Вот так была изобретена технология мелкого вырезания по древесине и методы декорирования футляров кожей или тканью, отделки драгоценными камнями, металлом и костью. [9].

С тех пор первоначальная концепция практически не поменялась, но появились новые материалы, и несколько усовершенствовалась технология изготовления. До промышленной революции любая шкатулка была штучным и, следовательно, весьма дорогим предметом. В силу этого шкатулки были востребованы в основном у богатых людей и использовались для хранения ценных предметов. Изготовленная на заказ шкатулка, покрытая драгоценными камнями, обитая изнутри шёлком, могла стоить дороже, чем драгоценности, которые в ней хранились. [9].

Качественно сработанная из дерева, выточенная из мрамора, оникса или сделанная из моржовой, слоновой кости, шкатулка практически всегда хранила в себе тайну. Для того чтобы уберечь содержимое от посторонних глаз или, от кражи, шкатулки снабжались замками и секретами. Потайные отделения, двойное и тройное дно, специальные запоры, срабатывающие только после сложной последовательности действий со шкатулкой — вот короткий список ухищрений, на которые шли мастера при изготовлении этих предметов, и поэтому такие шкатулочки уже были ценностью сами по себе.

Популярны были шкатулки для драгоценностей и в древней Руси: почти в каждом доме была шкатулка, ларец или сундучок, где хранили драгоценности, памятные мелочи или сувениры. Народ на Руси — страстный любитель загадывать и раскрывать загадки, и, видно, поэтому коробочки с секретом очень понравились им. [9].

А в наше время, с началом массового производства, шкатулки, из дорогого предмета, превращаются в декоративную ёмкость для хранения мелких предметов.

В течение многих веков люди изготавливали шкатулки из различных материалов: глины, древесины, камня, металла, стекла, в наше время — из пластмасс. Различались они размерами, конструкцией, по форме (квадратные, круглые, многогранные, овальные). Искусные мастера изготавливали шкатулки с секретами, замочками, инкрустировали их драгоценными каменьями, металлами, слоновой костью. Но самыми разнообразными были шкатулки из древесины, так как этот материал лучше обрабатывается. Ценились шкатулки из ценных пород ореха, бука, акации, дуба, палисандра, самшита. Если же не было ценной древесины, мастер мог скромную шкатулку украсить богатой резьбой. На Руси очень ценились работники, которые могли делать вещи из дерева и украшать их резьбой. Большинство людей старалось приобрести себе такие изделия для украшения жилища. [9].

1.1 Характеристика основных пород древесины Сосна относится к хвойным породам. Живет 400 — 600 лет и в зрелом возрасте (120 — 150 лет) достигает высоты 30 — 40 м. Ствол у нее прямой, ровный, его легко строгать и пилить. Древесина легкая — 520 кг/м3.

Дерево имеет ядровую часть ствола, которая по цвету почти не отличается от желтовато-белой широкой заболони. При сушке и хранении ядро темнеет и принимает красный оттенок. Ранняя древесина светлее, поздней. Сучки располагаются в сердцевине в концах годичного прибавления в росте. Побеги направлены вверх под острым углом к оси ствола, поэтому в разрезе (на пиломатериалах) имеют овальную форму. Смоляные ходы крупные и многочисленные. Древесина мягкая и легко обрабатывается, не растрескивается при высыхании. Благодаря своему красивому цвету и четко выраженной текстуре она находит широкое применение в производстве столярных изделий, в изготовлении художественных резных и токарных изделий. [1].

В зависимости от степени смолистости различают два сорта сосны — смолку (сильно засмоленную) и сухощепку содержащую минимальное количество смолы. Сухощепку сплавляли по рекам, а смолку — нет, так как она тяжелая и по пути может затонуть. Смолка может пролежать на дне реки не один десяток лет. Поэтому и использовали ее там, где очень сыро: при постройке причалов, пристаней, мостов, деталей деревянных кораблей. Три-четыре венца из смолки плотники старались уложить в срубе первыми. [1].

В столярном деле смолистую сосну стараются не применять. При обработке смола прилипает к инструменту и мешает строгать и пилить, забивает и засаливает шлифовальные материалы и инструменты, поднимает лаковое покрытие при случайном нагревании. Но если применяют, то перед отделкой ее обязательно обрабатывают специальными составами для удаления смолы. [2].

Сухощепка идет на изготовление изделий, не способных выдержать больших нагрузок. Она легко режется и строгается, хорошо поддается протравке и окрашиванию. [1].

Ель по распространенности занимает второе место после сосны. Живет она до 300 лет и в зрелом возрасте (120 — 150 лет) иногда достигает высоты 50 м. Ствол ее круглый и прямой. Древесина — легкая (450 кг/м3), мягкая, без ядровая, однородно-белая с чуть золотистым оттенком, в течение длительного времени способна сохранять натуральный цвет. Поздняя древесина имеет вид узкой светло-бурой полосы, которая переходит в раннюю постепенно. Сучки на ели расположены мутовчато, почти под прямым углом к оси ствола; из-за этого они на тангенциальном разрезе кажутся круглыми. Древесина имеет малую смолистость, она стойкая к растрескиванию. Древесину ели труднее, чем древесину сосны, резать и шлифовать. [1].

Ель — дерево исключительное по своим свойствам. Одним из таких свойств является музыкальность. Из ели с древнейших времен делают музыкальные инструменты, в том числе струнные. Новгородские гусли средневековой Руси чаще всего делали из ели. [2].

Верхние деки скрипок, виолончелей, гитар издавна делают из резонансной ели, обеспечивающей инструментам красоту звучания. Она словно удерживает в себе звук. Требования к музыкальной древесине особые: она должна быть без сучка и задоринки в прямом и переносном смысле — не иметь сучков, завитков, крени и других пороков. Годичные слои должны быть одинаковой ширины, а на радиальном разрезе прямыми и параллельными. [2].

В поисках хорошего материала мастера и реставраторы музыкальных инструментов находят древесину при разборке старых домов, которая за десятилетия стабильного микроклимата приобретает поистине чудесные музыкальные свойства. Дело в том, что при постепенном высыхании в капиллярах смоляных ходов древесины образуются микроскопические резонансные камеры, она как бы обретает голос. [1].

Французский исследователь XIX века Савар подсчитал скорость прохождения звука в еловой древесине. Оказалось, что она в 15 — 16 раз больше, чем скорость звука в воздухе. Было множество попыток заменить древесину ели древесиной других пород, но, ни одна из них не увенчалась успехом. Специалисты считают, что вряд ли удастся скоро найти материал, который по своим акустическим свойствам будет подобен резонансной ели.

Древесина ели трудна в обработке из-за большой твердости сучков, но в некоторых местностях избы возводили полностью из ели. Считали, что в такой избе дышится легко, даже бытовала поговорка: «Изба елова, да сердце здорово». [3].

Лиственница (650 кг/м3) — хвойное дерево, которое живет около 600 лет и достигает высоты 45 м. Это дерево на 30% плотнее и прочнее сосны, более стойко к сырости и поражению гнилостными грибками. Сибиряки говорят, что одна лиственница две-три сосны передюжит. Постройка из лиственницы может простоять и два, и три столетия. Но целиком дома из лиственницы рубили довольно редко из-за твердости древесины — лишь несколько нижних венцов укладывали из лиственничных бревен. [1].

Лиственница — ядровая порода, у которой заболонь сравнительно узкая (до 20 годичных слоев). Поздняя древесина — темно-бурого цвета. Из-за хорошо видимых довольно широких годичных слоев и прямолинейности стволов древесина в радиальном разрезе кажется полосатой. Сучки, имеющие горизонтальное направление, разбросаны поодиночке, беспорядочно. Текстура интересная, хорошо смотрится под лаком. Из древесины делают шпон для облицовки мебели, различные мебельные детали. [1].

Прочность древесины корня намного выше стволовой, а свилеватая текстура придает ей особую выразительность. Из древесины корня вырубали праздничную и ритуальную посуду. В Загорске хранится ковш вместимостью полтора ведра. Выдолблен ковш в XVIII в. из корня лиственницы поволжским мастером. [3].

В воде лиственница может находиться многие столетия. Пролежав долгое время в воде, становится очень твердой. Оттого и шла она на строительство мостов, молов и причалов. Именно на лиственничных сваях решил поставить на топких грунтах Петербурга Исаакиевский собор его создатель Монферран. Из древесины лиственницы изготавливали телеграфные столбы, антенны, шпалы, рудничные стойки, наиболее ответственные деревянные конструкции и детали к кораблям, торцовые мостовые. [4].

До середины XIX в. в России законом было запрещено продавать древесину лиственницы частным лицам — слишком много ее требовалось для военного и торгового кораблестроения (да и сейчас есть ограничения в ее применении). Исключение было сделано при строительстве Зимнего дворца, храма Василия Блаженного, соборов Московского Кремля, Манежа (ныне Центральный выставочный зал в Москве), где рамы и перекрытия были сделаны из древесины лиственницы. [3].

Древесина этого дерева еще и «музыкальна». Ее высокие акустические данные были использованы в XVII в. при изготовлении органа в польском городе Казимеже. [3].

На старых деревьях можно встретить трутовики, или лиственничную губку. Эвенки использовали ее для умывания и стирки белья. Лиственничное мыло дает обильную пену, легко смывая грязь. Из губки также готовили насыщенную красную краску для тканей. По содержанию смолистых веществ лиственничная губка не имеет себе равных. До революции ее в большом количестве вывозили за границу, и сейчас она продолжает быть предметом экспорта. Еще в Древнем Риме «белый агарикус» — так называли римляне лиственничную губку — применяли как ценное лекарственное сырье. Вывозимая из северных стран губка высоко ценилась в арабской медицине. Для нужд современной медицины из нее извлекают агарициновую кислоту. [5].

Прочная, как янтарь, лиственничная смола-живица освежает полость рта, хорошо очищает зубы и укрепляет десны. [1].

Ценным сырьем является и кора дерева. Таежные жители получают из нее красно-коричневую краску. Из коры лиственницы вырабатывают прочные текстильные красители, извлекают эфирные масла и дубильные вещества. [1].

Кедр, или кедровая сосна (420 кг/м3), живет 200 — 300 лет. Ствол его прямой, достигает диаметра 1,8 м и высоты 40 м. [1].

Кедр из ядровых пород обладает самой легкой и мягкой древесиной. Узкое ядро отличается от широкой желтовато-белой заболони розоватым оттенком. Поздняя древесина слабо развита и переходит в раннюю постепенно. Многочисленные смоляные ходы в ней крупнее, чем у других хвойных пород, расположение сучков — мутовчатое, с большим количеством отдельных побегов, направленных вверх. Стойкая к гниению и растрескиванию. Легко режется во всех направлениях. Имеет красивую текстуру, легко поддается обработке. [1].

Кедр используют в резной скульптуре и для изготовления токарных художественных изделий. Население Урала и Сибири во все времена предпочитало сибирский кедр для отделки жилищ. Из продольно распиленных бревен получали доски в два аршина и больше, которые шли на изготовление дверей, половиц и других столярных изделий. Из смолистой древесины кедра делали сундуки, гардеробы, шкафы и комоды. Высокое содержание в кедровой древесине фитонцидов отпугивает различных насекомых, в том числе и моль. Донышко и крышку берестяного туеска также старались делать из кедровой древесины, считая, что она убивает гнилостные бактерии. В Западной Европе кедровая древесина шла на изготовление посуды: молоко в такой посуде долго не прокисает и приобретает приятный вкус. Еще в Древнем Новгороде из кедровой древесины кололи клепки для бондарной посуды. На современных предприятиях из кедра делают бочки для перевозки и хранения зернистой икры, а также других продуктов. [5].

Кедр с давних времени использовался и в деревянном зодчестве. В Туринске, Тюмени, Тобольске, Томске сохранились здания, украшенные затейливой резьбой — кружевами, вырезанными пилой и стамеской. [2].

Задолго до обнаружения резонансных свойств кедровой древесины в России немецкие торговые фирмы поставили перед сибирскими маслоделами условие, чтобы масло экспортировалось только в кедровой таре, а толщина кедровых дощечек была увеличена минимум вдвое. Странное требование немецких коммерсантов разгадали не сразу. Оказалось, что весь секрет состоял в том, что в Германии ящики из-под сибирского масла разбивали с величайшей осторожностью и тарные дощечки отправляли на фабрику музыкальных инструментов. Надо полагать, торговцы зарабатывали на таре не меньше, чем на содержимом. [5].

Пихта (375 кг/м3) — по внешнему виду и по основным свойствам похожа на ель. Но древесина пихты кроме мутовчатых имеет большое количество отдельных сучков, растущих горизонтально. Она не содержит смолы и не имеет скипидарного запаха, свойственного лиственнице, сосне, ели. Пихту легче всего отличить от ели по тонкой, гладкой серой коре. Древесине пихты свойственны недостатки ели, но она еще коробится и растрескивается. Поэтому использовать ее следует ограниченно. [2].

Можжевельник обыкновенный (630 кг/м3) — это одна из интереснейших разновидностей кипариса. Красив можжевельник, особенно осенью и зимой, когда краски природы блекнут. Кроме ярко выраженных декоративных качеств дерево обладает многими ценными свойствами, благодаря которым находит применение в медицине, пищевой и парфюмерной промышленности, в ветеринарной практике. Но главное — можжевельник прекрасный санитар, а его заросли — настоящая кладовая свежего воздуха. Доказано, что один гектар этого вечнозеленого деревца выделяет в сутки около 30 килограммов фитонцидов, способных очистить от болезнетворных микроорганизмов воздушное пространство среднего города.

Древесина можжевельника мягкая, заболонь — розовато-белая, узкая; ядро серовато-коричневое или желтовато-бурое. Размеры стволов маленькие. Годичные слои волнистые, видны на всех срезах, особенно красива текстура на торцевом срезе. [1].

Древесина хорошо обрабатывается режущими инструментами, срезы получаются чистыми и глянцевитыми. Древесина не имеет смоляных ходов, поэтому легко принимает различные красители и легко полируется. С успехом применяется для очень тонкой плоскорельефной и объемной резьбы.

Изделия из можжевельника растрескиваются и коробятся очень редко. Торцовые разрезы ствола и сучков используют при токарных работах и при составлении всевозможных композиций. Ствол, а также ветви и корни идут на изготовление прикладных изделий. Из крепкого сука вырезают то кронштейн для полки, то крюк для подвешивания окорока, то «кошку», которой можно достать со дна колодца затонувшее ведро. Из тонкой ветки рыболовы вырезали прочные крючки для ловли рыбы на живца. Засохший можжевельник — прекрасный материл для резных, токарных и столярных работ. Его древесину не нужно специально сушить — она уже высушена и выдержана, как правило, в течение многих лет. [2].

В Балтии из можжевельника делают бондарные бочонки, кружки для кваса. Своеобразный вкус и аромат приобретают огурцы и грибы, засоленные в можжевеловой кадушке. В посуде долгое время не закисает молоко, остается свежей сметана и не горкнет сливочное масло. [3].

В промышленности из древесины можжевельника добывают смолу, заменяющую сандарак, — привозную смолу североафриканского дерева, которая идет на изготовление ценного белого лака. [1].

Береза (630 кг/м3) — самая распространенная порода среди лиственных. Живет она, около 150 лет, ствол достигает диаметра 30 — 40 см и высоты — 28 м. [1].

Береза получила свое название за белую кору (в индоевропейских языках корень «бер» означает «светлый, ясный»). [1].

Снимали бересту с растущих деревьев в период сокодвижения специальным ножом с ограничителем глубины. На месте снятой бересты вырастает новая тонкая коричневая — «барма», обеспечивающая жизнь дереву. [2].

Собирали бересту и со срубленных деревьев, так как она устойчива к поражению грибками и бактериями и хорошо сохраняется. [2].

Современные мастера мало уделяют внимания древесине березы как материалу для изготовления художественных изделий. А между тем она хорошо полируется, окрашивается, легко поддается обработке инструментами, хорошо гнется в распаренном состоянии. Древесина заболонная, однородно-белая, с незначительным желтоватым или красноватым оттенком, средней твердости, подвержена короблению, не растрескивается при высыхании. Уменьшение в объеме при высыхании у березы больше, чем у других пород деревьев. Во влажном состоянии быстро загнивает. Текстура слабо выражена, но хорошо выявляется при морении и лакировании. Имитирует красное дерево, орех, серый клен. [3].

Железная береза (береза Шмидта — по имени известного русского геолога и ботаника Ф. Б. Шмидта, который впервые обнаружил данный вид в Приморье во второй половине прошлого столетия) живет 180 — 200 лет, достигает высоты 20 м и диаметра ствола 65 см. Если из железной березы смастерить корпус судна, то его можно и не красить: ему не грозит коррозия. Древесина не разрушается даже кислотами. На изгиб не уступает сварочному железу и в 3,5 раза прочнее чугуна. Ее не пробивает пуля. [1].

Дуб (690 кг/м3) живет в среднем 1000 лет. Диаметр ствола может превышать 2 м. Чем больше возраст дерева, тем выше качество его древесины. [1].

Из древесины дуба наши предки возводили срубы колодцев — вода в них не «цвела», была студеной и чистой. В нехитром крестьянском хозяйстве считались самыми лучшими дубовый стол, дубовая ступа. Из дуба гнули ободья, полозья, делали бочонки, кадки, дежки. Сваи в реку тоже забивали дубовые. Одним словом, дуб не был подвластен времени — не гнил в воде, его не «брал» шашель, не портили ни ветер, ни солнце. [1].

О ценности древесины говорят дошедшие до нас исторические сведения. Если за заповедное дерево какой-либо породы при Петре I налагался штраф 10 рублей, то за дуб порубщик подвергался смертной казни. В 1719 г. рубить дуб было запрещено по всей Руси. [4].

Древесина ядра дуба мертвая и заполнена особыми ядовитыми веществами — тилами, которые как бы консервируют древесину, предохраняя ее от поражения гнилью. Наиболее ценная древесина находится ближе к сердцевине: она не коробится и не растрескивается. Цвет ядра — от светло — до темно-бурого, заболони — желтовато-бурый. Заболонь узкая — 8−10 годичных слоев. [1].

Мелкие сосуды в поздней части годичного слоя расположены радиальными рядами. Сердцевинные лучи сильно развиты и хорошо видны на всех разрезах. Древесина очень прочна, режется с трудом. Склонна к растрескиванию. Хорошо гнется. Имеет красивую крупную текстуру. Легко окрашивается, морится до черного цвета. В комлевой части крупных деревьев встречается свилеватость. В сочетании с радиальным распилом текстура такой дубовой доски очень красива. В обработке резцом хрупка, требует твердого и острого инструмента и осторожности, хорошо выдерживает крупную резьбу. Мелкие профили из дуба невыразительны. Для столярных изделий необходимо использовать дуб в возрасте 150 — 200 лет. Торец дубовой доски темнее пласти, это необходимо учитывать при выборе типа соединения, выходящего на лицо. [3].

Бук (670 кг/м3) живет 250 — 300 лет и достигает высоты 40 м и диаметра 2 м. У бука тяжелая, твердая, очень прочная, но нестойкая к гниению древесина светло-бурого цвета с красноватым или желтоватым оттенком. Годичные слои хорошо видны. Сердцевинные лучи широкие, на радиальном разрезе имеют вид блестящих полосок, а на тангенциальном — вкраплений. Режется плохо, может растрескиваться при высыхании. Пропаренная хорошо гнется. На радиальном разрезе имеет красивую текстуру. Хорошо окрашивается. Имитирует орех и красное дерево. [1].

Применяют в производстве гнутой мебели, для изготовления строганого шпона, корпусов музыкальных инструментов, шкатулок, сувенирных трубок. [2].

Граб (800 кг/м3) — одна из самых твердых и износостойких пород. Древесина без ядровая, серовато-белая, с хорошо видимыми сердцевинными лучами. Хорошо гнется и окрашивается, трудно обрабатывается. При высыхании коробится и растрескивается. Широко используется в производстве инструментов (угольников, рейсмусов, рубанков и пр.). [1].

Орех грецкий (640 кг/м3) распространен на Кавказе и в Средней Азии, а орех маньчжурский (570 кг/м3) — на Дальнем Востоке. Древесина ореха имеет ядро коричневато-серой окраски, не резко ограниченное от широкой сероватой заболони. Невооруженным глазом видны крупные сосуды, которые распределены равномерно по всей толщине годичного слоя. Имеет красивую извилистую текстуру. Хорошо режется во всех направлениях и полируется. Используют для изготовления шпона. По механическим свойствам, а это твердость, прочность, износостойкость, древесина ореха маньчжурского значительно уступает ореху грецкому. [1].

Ясень (680 кг/м3) — дерево со светлой, ясной кроной, имеет древесину, по своему строению напоминающую древесину дуба, но без характерных для него крупных сердцевинных лучей. Кроме того, заболонь ясеня больше, без желтого оттенка, ядро светлее и зона крупных сосудов в годичных слоях шире. Имеет красивую текстуру. Ясень высоко ценится за прочность и гибкость: из тонких досок изготовляют гнутые детали и изделия. Древесина хорошо выдерживает удары, режется с трудом, склонна к растрескиванию, на открытом воздухе быстро загнивает. [1].

Древесина ясеня, имеющая высокие физические и механические свойства, находит самое широкое применение. Из нее изготовляют облицовочный шпон, гнутую и резную мебель, вырезают винты легких самолетов, перила и паркет, борта кузовов, обшивку, рамы окон и диваны вагонов, некоторые части ткацких станков, приклады и ложа огнестрельного оружия, охотничьи и боевые луки, спортивный инвентарь — лыжи, теннисные ракетки и т. д. Из коры больших ясеней пчеловоды мастерили довольно вместительные ульи. [2].

Из пней ясеня исстари вырубали прочные хомутовые клещи и топорища. Но прочность — не единственное достоинство древесины корня. Художников и скульпторов больше привлекает пестрослойность и шелковистость свилеватых волокон, образующих очень красивую текстуру. Древесина ясеневого корня внешне напоминает древесину оливкового дерева. Она хорошо шлифуется, полируется и равномерно окрашивается. Выкорчевав ясеневый пень, промывают корни и распиливают его на куски. Если дерево спилено недавно, то корни окоряют и, замазав торцы известью, просушивают в штабелях на воздухе под навесом. [2].

1.2 Технологические свойства древесины Способность древесины удерживать металлические крепления. При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно волокнам они частично перерезаются, частично изгибаются; волокна древесины раздвигаются и оказывают на боковую поверхность гвоздя давление, которое вызывает трение, удерживающее гвоздь в древесине. [2].

Величина сопротивления выдергиванию зависит от направления по отношению к волокнам, породы древесины и плотности. Для выдергивания гвоздя, вбитого в торец, требуется меньшее усилие (на 10…50%) по сравнению с усилием, необходимым для выдергивания такого же гвоздя, забитого поперек волокон. Чем больше плотность древесины, тем выше сопротивление выдергиванию гвоздя или шурупа. Например, для забивания и выдергивания гвоздей из древесины граба (плотность 800 кг/м3) требуется усилие в четыре раза большее, чем для древесины сосны (плотность 500 кг/м3). [2].

Влажность древесины облегчает забивание гвоздей в нее, однако при высыхании способность древесины удерживать гвоздь уменьшается. Сопротивление древесины выдергиванию шурупов примерно в два раза больше, чем гвоздей. [2].

Способность древесины к гнутью. Стандартного метода для определения способности древесины к гнутью нет. Испытания проводят следующим образом. Образцы древесины в форме брусков размерами 10×30×500 мм последовательно изгибают на сменных шаблонах; вначале шаблон имеет радиус 50 см и планка изгибается до соприкосновения с выпуклой поверхностью шаблона. Затем планку изгибают на шаблоне с радиусом выпуклой стороны 45 см. Величину радиуса шаблона уменьшают до тех пор, пока в образцах появится следы разрушения (излом, отщепи). Радиус шаблона, на котором произошло разрушение образца, характеризует способность древесины к гнутью. Наибольшей способностью к гнутью обладают лиственные кольца сосудистые породы (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (береза). У хвойных пород невысокая способность к гнутью. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой. [2].

Износостойкость древесины. Износостойкость древесины характеризуется ее способностью противостоять износу, то есть разрушению в процессе трения. Для подобных испытаний используют специальную машину, которая обеспечивает истирание древесины при возвратно-поступательном движении образца с одновременным его поворотом. [2].

Износ древесины с боковой поверхности больше, чем с торцовой. Износ уменьшается с повышением твердости и плотности древесины. Влажная древесина больше подвержена износу. [2].

Сопротивление древесины раскалыванию. Раскалываемостью называют способность древесины под действием клина разделяться на части вдоль волокон. Раскалывание древесины по действию силы и характеру разрушения напоминает растяжение поперек волокон и объясняется малым сцеплением волокон по длине ствола. Это свойство древесины имеет практическое значение, так как ряд сортиментов древесины заготавливают путем раскалывания. [2].

Раскалывание может проходить по радиальной и тангентальной плоскостям. Сопротивление по радиальной плоскости у древесины лиственных пород меньше, чем по тангентальной. Это объясняется влиянием сердцевинных лучей (дуб, бук, граб). У хвойных пород, наоборот, раскалывание по тангентальной плоскости меньше, чем по радиальной. При тангентальной раскалывании у хвойных пород разрушение происходит по ранней древесине, прочность которой значительно меньше прочности поздней древесины. [2].

Способность древесины раскалываться надо учитывать при креплении деревянных элементов гвоздями, болтами и т. п. [2].

столярный шкатулка древесина инструмент.

2. Технология изготовления шкатулок Практически каждый столяр-любитель сталкивается в своей практике с изготовлением шкатулки. И каждый видит шкатулку по-своему (рис. 1). Однако чтобы воплотить мечту в изделие, нужно обладать навыками столяра, поскольку в основе шкатулки лежит столярное производство.

Рис. 1 Виды шкатулок Способ изготовления и даже форма будущего изделия во многом зависят от выбранного материала. Из чего же делают шкатулки? Вариантов много: из многослойной фанеры с последующей облицовкой шпоном из ценных пород древесины; из дощечек от 5 до 15 мм толщиной — в зависимости от размера; из цельного капа-корня; из пластин, нарезанных из капа-корня. Возможно изготовление и из массива древесины, но в этом случае боковые стенки будут торцевыми срезами. [6].

Шкатулки, изготовленные из фанеры, не коробятся, но швы, по которым они склеены, не очень прочны, и их приходится скреплять гвоздиками или тоненькими шурупами, а затем облицовывать шпоном или мозаичным набором. [6].

Чаще всего шкатулки делают из дощечек. Толщина стенки зависит от размеров шкатулки, а также от наличия и вида запорных элементов.

Коробку шкатулки прямоугольной или квадратной формы собирают из гладко оструганных дощечек. [6].

При сборке стенок коробки применяют различные способы столярных соединений. Наиболее надежным считается соединение простым ящичным шипом. [6].

Гораздо более распространены соединения в ус, в четверть и шкатулочным гребнем — они выполняются по всей длине склеиваемой поверхности. [6].

Соединение в ус производят в специальном приспособлении — стусло, которое позволяет выполнять распиловку древесины под заданным углом. Выборка четвертей, гребней и т. д. производится зензубелем или электроинструментами, а если их нет под рукой, сгодятся узкая стамеска, нож-косячок или ножовка. Вначале размечают и зарезают шип. А затем по размерам шипа выбирают под него гнездо (проушину). [6].

Интересное решение можно найти, применив соединение с угловой вставкой на рейках. [6].

Выполнив операцию по зарезанию шипов, коробку собирают и производят необходимую подгонку. Затем детали склеивают. Лучше применять глитиновый клей, но годится и ПВА. Сушку ведут с прессованием, то есть стягивают струбцинами, обжимают ремнями, лентами и т. д. Выдерживают несколько часов, после чего снимают зажимные приспособления и оставляют на до сушку. Полный цикл сушки длится сутки.

Дальнейший ход работы определяется конструкцией дна и крышки. Дно и коробка могут сопрягаться по-разному. В первом случае дно просто приклеивается к нижней плоскости коробки. Если стенки не совпадают по нижней и верхней плоскостям, их простругивают рубанком и приклеивают дно, предварительно подогнав его по размерам. [6].

Во втором случае дно вклеивается внутрь коробки. Для этого еще до склеивания стенок на дощечках выбирают четверть, глубина которой равна глубине дна, а ширина не превышает 2−3 мм. После того как коробка собрана, дно подгоняют и вклеивают в нее. [6].

Третий способ: по всему внутреннему периметру коробки заподлицо с нижней поверхностью приклеиваются штаники, квадратные или прямоугольные брусочки. Так делают, когда шкатулка глубокая или предполагаются оклейка дна материалом, какие-то другие работы. Дно делают с небольшим зазором, после отделки его опускают и приклеивают к штапикам. [6].

К верхним плоскостям коробки приклеивают крышку. Вначале ее подгоняют под коробку. Для этого выступающую, лишнюю древесину очерчивают остро заточенным карандашом, металлической чертилкой или шилом, и убирают излишки, зачищая рубанком. Затем приклеивают крышку.

Крышку покатой формы простругивают рубанком. Если есть рубанок-горбач с регулировкой высоты носа рубанка, лучше воспользоваться им, установив железку для обработки выпуклых поверхностей. [6].

Если боковины крышки имеют скосы, их также удобнее обрабатывать рубанком или широкой стамеской, а затем зачистить напильником и шкуркой. [6].

Закончив обработку дна и крышки, рейсмусом проводят линию и распиливают коробку шкатулки. Если нет рейсмуса, можно воспользоваться столярным угольником или другим мерительным инструментом. Кромку распила зачищают шлифовальной бумагой. [6].

Чтобы зафиксировать крышку относительно основания, поступают следующим образом: с трех сторон внутренней кромки основания выбирают четверть (кроме задней стенки шкатулки), а на крышке приклеивают штапик, соответствующий размерам выбранной четверти. Есть другой вариант: на боковых стенках крышки посередине верхней кромки, отступив от лицевой стороны 10−15 мм, сверлят отверстие и вставляют круглый или квадратный шпенек (шкантик). По следам шкантиков подмечают центры под отверстия в основании и засверливают их. [6].

В продаже есть готовые петли, но если мастера они не устраивают, можно изготовить самодельные. [6].

Петли изготавливают из листовой жести, латуни, меди. Из листового металла делают двухслойные петли. [6].

Поясницами по металлу или обычными грубыми вырезают заготовку выбранного размера. Для изготовления однослойной петли используют приспособление из твердой древесины или металла. В круглое отверстие вставляют гвоздь или хвостик старого сверла, а в пропил — металлическую полоску и осаживают ее, пока полоска не закрутится. [6].

Двухслойную петлю изготавливают в тисках. Сгибают полоску, в место сгиба вставляют гвоздь или хвостик сверла, а затем обжимают в тисках. Такие петли предпочтительнее, так как они более надежны при эксплуатации и прочнее держатся в древесине. [6].

Резчиками давно используются петли, изготовленные из двух отрезков проволоки. Один конец загибают под прямым углом, нанизывают две маленькие шайбы, загибают проволоку в виде буквы П и навивают второй отрезок проволоки между двумя шайбами. Концы проволоки затачивают. [6].

Вначале петли устанавливают на крышке шкатулки, врезая их внутрь древесины. Для этого делают щель-гнездо на грани фасок, которые снимают на задней стороне крышки и основания. Величина фасок зависит от размеров шкатулки и петли, Затем тщательно размечают место постановки петли на основании шкатулки. [6].

Ножки шкатулки, если они предусмотрены по замыслу, изготавливают двумя способами. Если они сложной конфигурации, выпиливают каждую отдельно, а если простой — изготавливают брусок нужной формы и распиливают его на четыре равных части. Ножки приклеивают к донной части шкатулки. [6].

После того как шкатулка собрана, можно приступать к декорированию ее резьбой. [6].

По той же схеме собирают шкатулки из планок капа-корня. Можно использовать и целый небольшой кап-корень, но следует учитывать, что просушенный кап тяжело поддается обработке. Чтобы лучше проявилась его текстура, кап проваривают в воде или в масле: дощечки — 2−3 часа; цельный (небольшой) — 5−6 часов. Неплохие результаты дает пропарка в опилках. На дно широкой посуды слоем 2−3 см насыпают смоченные опилки (лучше разных пород), сверху укладывают кап, затем слой опилок, снова кап и т. д. Посуду плотно закрывают крышкой и ставят в духовку на 2−3 часа. Обработанная таким образом древесина приобретает множество оттенков и меньше коробится при высыхании. [6].

Выборку древесины в капе можно облегчить, высверливая массив на заданную глубину. Для этого на дрели устанавливают ограничитель глубины сверления. Затем боковины и дно шкатулки зачищают стамеской и зашкуривают. Выбирая форму шкатулки, ее крышки ориентируются на очертания, данные природой. Дорабатывая их, выявляют наиболее красивый рисунок древесины. После того как корпус и крышка подогнаны, устраняют дефекты, шпаклюют, дают шпаклевке хорошо просохнуть, а затем шлифуют. После этого шкатулку полируют или покрывают лаком с последующей полировкой поверхности. [6].

2.1 Инструмент, используемый для изготовления шкатулки Для изготовления изделия понадобятся: циркулярная пила, фуганок, ножовка, шлейф машина, фрезерный станок, клей, струбцины, разметочные инструменты, шлифовальная шкурка.

Если в орнаменте задуманы детали с небольшими окружностями, их вырезают полукруглой стамеской. Если же нет полукруглых стамесок, окружности вырезают косым ножом. При этом следует помнить: чем меньше диаметр окружности, тем острее должен быть угол заточки клинка (до 30 градусов). Косым ножом можно резать во всех направлениях: на себя, от себя, наклонив его вправо, влево, внутрь окружности, наружу. [7].

2.2 Рабочие место столяра При обработке материала в вертикальном положении его можно зажимать передним зажимным винтом или задней зажимной коробкой. При обработке досок в горизонтальном положении «на ребро» их зажимают передним винтом. [10].

В крышке верстака с нерабочей стороны устраивается лоток 5, или, как его часто называют, инструментальная доска, в котором во время работы держат мелкий инструмент. [7].

При обработке длинных досок для поддержания свободного конца доски пользуются специальной подставкой. Подставка имеет высоту 90 см и состоит из вертикального бруска прямоугольного сечения, на одной стороне которого сделаны запилы (Зазубрины) с переставной седелкой. [8].

На рабочем месте в непосредственной близости к верстаку должен находиться шкафчик для хранения инструментов, вспомогательных материалов, чертежей. Инструмент следует хранить в строго определенном порядке.

Рабочее место должно быть правильно организовано. Это поможет достичь высокой производительности труда. [7].

Основные требования к организации рабочего места следующие:

1. На рабочем месте должно быть все только необходимое для работы.

2. Площадь рабочего места должна быть такой, чтобы рабочий при нормальном процессе не делал лишних движений, но и не был стеснен в необходимых производственных движениях.

3. Каждый предмет должен иметь постоянное место.

4. Рабочее место должно быть благоустроено: обеспечено хорошей вентиляцией, достаточно освещено и отеплено.

Необходимая для работы площадь, помимо верстака, а также расположение на рабочем месте необходимых инструментов и приспособлений зависят в каждом отдельном случае от характера выполняемой работы. [7].

2.3 Техника безопасности при выполнении столярных работ При ручной обработке древесины необходимо учитывать многие факторы, влияющие на безопасность труда. Размеры и масса инструмента должны строго соответствовать физиологическими возможностями, мышечной силе, выносливости, уровню двигательной умений учащихся. Удобство хватки определяется не только размерами, но и формой отдельных частей инструментов. Если форма рога и упора соответствует форме кисти руки, то обеспечивается удобная хватка, равномерно распределяется давление на кожу и предотвращается скольжение рукоятки инструмента, не образуется потёртости кожи и мозоли. [7].

ТБ при пилении древесины.

Полотна пил должны быть без трещин, коррозии, сломанных зубьев, а полотно лучевой пилы натянуты в одной плоскости. Рукоятка пил не должны иметь трещин, тетива должна быть изготовлена из прочного материала. Конец закрутки не должен выступать за распорку, так как выступающий конец может задать за распиливаемый материал и соскочить с распорки, что ослабит крепление полотна и приведёт к возможности ранения руки. [7].

Лучковою пилу следует держать твёрдо всей кистью за стойку, возможно ближе к рукоятке. При запиливании материала надо направлять полотно пилы по бруску. Запиливать лучше, протягивая пилу на себя плавными движениями, без рывков. Иначе зубья пилы могут выйти из пропила и ранить левую руку. После того как зубья пилы полностью углубились в древесину, пилу плавно перемещают от себя. Работать пилой на полный размах можно только при образовании глубокого пропила, в котором она хорошо удерживается. [7].

При пилении лучковой пилой вдоль волокон нельзя сильно нажимать лучок. При сильным нажатии пилы её уводят от риски, и работающий быстро утомляется. Когда пила углубиться в материал, левую ладонь отодвигают влево от пропила. Пилить следует без рыка, не допуская изгиба полотна, так как может привести к его разрыву. [7].

Перед окончании пиления древесины поперек волокон необходимо ослабить сжатие, снизить темп и подержать рукой отпиливаемую часть материала. [10].

После работы полотно пилы поворачивают обушком наружу, а зубья внутрь лучка, тетиву ослабляют, повернув 2−3 раза закрутку в обратную сторону. При хранении пилы вешают за одну из стоик лучка. [9].

ТБ при строгании древесины.

Работать разрешается только строгательными инструментами с остро заточенными ножами и правильно пригнанными клиньями. Подошва инструмента должна быть ровной, без коробления, отщепов, вырывов и т. д.

При разборке рубанка следует большим пальцем левой руки через клин поддерживать нож, остальные пальцы расположить на подошве за ножом. Ударять по пробке инструмента можно только киянкой. При сборе рубанка нож надо вставлять вместе с клином, закреплять нож металлическим молотком. После этого обязательно следует проверить установку ножа, так как его перекос относительно подошве при работе может привести к травме. 8].

Строгание рубанком, не имеющим предохранительного упора, нельзя прижимать правую руку к ножу, так как на ней могут образоваться ссадины. Материал, зажатый на верстаке, должен плотно прилегать к его крыше. При зажатии нельзя допускать прогиба заготовки. Рекомендуется применять приспособления, облегчающую работу и уменьшающие возможность травмирования. Чем не значительнее движется корпус при строгании, тем меньше утомляемость рабочего. Нельзя строгать одной рукой. [7].

Чтобы не повредить режущую кромку ножа, нельзя ставить строгальный инструмент на подошву. Его не обходимо класть на бок подошвой от себя во избежание пореза рук. [7].

ТБ при сверлении и долбления древесины.

Нужно прочно закрепить обрабатываемую заготовку на верстаке, а сверло — в патроне коловорота или дрели без перекоса. Запрещается держать их режущей части к себе. Нельзя сильно нажимать грудью или подбородком коловорот и дрель. Подачу следует проводить легко и плавно. При глубоком сверлении древесины твёрдых пород необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять стружку. Бурав должен иметь хорошо насаженную рукоятку необходимой длины. [7].

Работать можно только острыми, правильно заточенными долотами и стамесками. На рукоятке долот устанавливают стальные стяжные кольца. Длина рукояток стамесок, долот должна 120−140 мм, ширина верхней части рукоятки стамески — 25−40 мм с сужением. Нельзя класть долото и стамески на верстаки лезвием к себе, а также на край верстака: случайно задетый инструмент может упасть и поранить работающего. Запрещается резать стамесками в направлении руки, поддерживающую заготовку. Это же относиться и к работе шилом и отвёрткой. Запрещается резать стамесками, упирая заготовку в грудь или колено, на весу. При долблении или резании стамеской заготовкой надёжно крепят струбциной или другим приспособлением. [9].

ТБ при выпиливанием лобзиком.

Работают на специальных столиках, которые крепят струбциной, на верстаке и т. п. Рабочая поза при выполнении: надо сидеть прямо, не нагибаться; левой рукой держать материал, а правой — лобзик так, чтобы пилка перемещались вертикально верх и вниз равномерно. При работе зубьями слабо нажимают на материал. Если нажимать сильно, пилка быстро нагревается и может лопнуть. [7].

При пилении по кривым линиям материал надвигают на пилку, делая им нужные повороты. На не больших радиусах пиления замедляют, чтобы избежать поломку пилы. [9].

ТБ при работе с электроинструментами.

Прежде чем приступить работе с электроинструментами, необходимо проверить их исправность и качество токарного проводящего шнура. Электропровода по всей длине должны быть заключены в резиновую или полихлорвиниловую трубу, защищенную рукояткой около рукоятки металлической спиралью. Шнур не должен перекручиваться, свиваться в петли, завязываться узлом и защемляться каким-либо предметами. Корпус работающего инструмента должен быть заземлён проводом, отличным по цвету от токоведущих проводов. [7].

Необходимо проверить исправность и безотказность действия выключателя, наличие и исправность ограждений, легкость и плавность вращения рабочих органов. [7].

Проверяют качество крепления режущего инструмента в рабочих волах, качество заточки, отсутствие трещин. [8].

С подготовленным инструментом приступает к работе, когда двигатель наберет полную частоту вращения. Инструмент подают на обрабатываемую поверхность постепенно, плавно, не сильно нажимая, без рывков и перекосов. Если приближается частота вращения электродвигателя, вращение инструмента прекращается или резко замедляется, а электродвигатель начинает гудеть, необходимо ослабить нажатием или вывести инструмент из древесины. Затем ожидают, когда инструмент наберет полную частоту вращения, и продолжают работу. [10].

При нагревании корпуса электродвигателя до 50−60. С инструмент надо выключить и продолжать работу после его охлаждения. При перерывах в работе электроинструмент отключают от сети и кладут на верстак не режущей частью. [7].

Необходимо следить, чтобы в зоне работы режущей части электроинструмента не было гвоздей, шурупов и других металлических инструментов. [7].

Окончив работу, электроинструмент надо выключить, отсоединять от токоведущей сети, очистить от опилок, стружек, протереть чистой тряпкой. Храня инструмент в специальном ящике. [7].

При работе на сверлильном станке необходимо заправить все свисающие части одежды — манжеты, воротники, шнурки и т. д., волосы должны быть также собраны или заправлены под шапку. [7].

Запрещено начинать работу с электроинструментом с мокрыми руками.

ТБ при склеивании и сборки столярных изделий.

Помещения, в которых производятся склеивания, сборка изделий из древесины, должны быть оборудованы противопожарными средствами, хорошей проточной вытяжной вентиляцией, достаточным освещением, в них категорически запрещается пользоваться открытым огнем. Пол, верстаки должны быть чистыми, не скользкими, на них не должно быть следов клея.

3. Технология изготовления и выбор материала для шкатулки.

3.1 Технология изготовления Берем доску из сосны. Предаем размер с помощью циркулярной пилы и толщину с помощью фуганка. Делаем разметки с помощью карандаша и линейки. Шкатулка будет кубической формы так, что параметры пяти заготовок будет 72×98×7мм, а у шестой 98×98×12мм т. к. шестая заготовка пойдет на крышку. Разрезаем заготовку по размерам с помощью циркулярной пилы. Обрабатываем будущую крышку шкатулки фрезерным станком. С помощью шлейф машинки шлифуем заготовки. Промазываем места стыков клеем и зажимаем струбцинами на 4−8 часов. Затем шлифуем изделие особенного на местах стыков т.к. там может остаться засохший клей.

3.2 Выбор материала Используя различные материалы, применяемы в производстве, я нашел на свой взгляд оптимальное соотношение между стоимости материала, сложностью обработки этого материала и функциональными возможностями в результате эксплуатации.

Из возможных материалов (металл, древесина, пластмасса, картон и т. д.) наиболее приемлемой оказалась древесина, так как стоимость её невелика, она легко обрабатывается, хорошо подаётся художественной отделки. Металл не пригоден из-за своей тяжести и трудной обрабатываемости, хотя металлическое изделие будет на много долговечнее деревянного. Пластмасса легко сломать и сплавить. Картон не выдержит нагрузку и сломается.

Но, выбрав древесину, я не до конца решил проблему выбора материалов. Изготовление шкатулки из ствола дерева, спиленного в лесу, получиться очень трудоемким и сложным. Гораздо легче использовать готовые полуфабрикаты: бруски, доски и т. д.

При выборе древесины необходимо помнить основные требования к данному изделию, древесина должна обладать следующими свойствами:

· Хорошей прочностью;

· Древесина должна быть светлой;

· Красивой текстурой;

· Древесина должна быть достаточно дешёвой.

После проведенного мною анализа распространённых парод древесин, я сделал выбор в пользу сосны. Сосна — доступна, хорошо обрабатывается, хорошо согласуется с материалом стола и интерьером комнаты при минимальной отделке.

3.3 Чертеж шкатулки Таблица 1. Технологическая карта.

Заключение

После проведенной работы я осознал что, изготовление шкатулки — довольно трудоёмкий процесс. Как правило, это ручная работа, требующая кропотливости и аккуратности, правда, кое-где все-таки не обойтись без современной техники.

По итогам выполненной работы можно сделать вывод, что все поставленные мною задачи были выполнены.

Формирование умений осуществлять самостоятельный поиск интересных технических и дизайнерских идей, которые могут применяться при работе над объектом проектирования, оценивать их практическую значимость — выбор различных изделий с точки зрения эстетичности, практичности и дешевизны изготовления.

Развить умения работать с чертежами, технологическими картами по изделию, выбранному в качестве проектной работы и учебно-методической литературы по проектированию, отделки, обработке и изготовления изделий из древесины — мною было выполнено сборочный чертеж, техническая карта к шкатулке.

1. Бобров, В.А. «Справочник по деревообработке» — Ростов-на-Дону, «Феникс», 2003 г.-200с.

2. Григорьев, М. А. Справочник столяра и плотника. — М.: Лесная промышленность, 1999 г. -220 с.

3. Дементьев, С.В. «Резьба по дереву». М.: 2000 г. -174с.

4. Долматов, Ю.Е. «Технология обработки древесных материалов». М.: 2004 г. -185с.

5. Зотов, Г. А., Швырев, Ф. А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента. — М.: Лесная промышленность, 1996 г. -180с.

6. Матвеева, Т.А. «Изготовление художественных изделий из дерева» — М.: «Высшая школа», 1992 г. -170с.

7. Коноваленко, А. М. Основы столярного ремесла. Киев.: 1994 г. -240с.

8. Ковальчук, Л. М. Производство деревянных клеевых конструкции. М.: Лесная промышленность, 1987 г. -160с.

9. Федотов, Г. Я. Дарите людям красоту. Из практики народных художественных ремесел. М.: Книга для учащихся старших классов, 1993 г. -130с.

10. Яковлев, И.И., Орлова, Ю. Д. Резьба по дереву. М.: Искусство, 1991 г. -140с.

Allbest.ur.