12. Соединение деталей из проволоки и жести 84

Обработка металла на металлорежущих станках

13. Школьные металлорежущие стаики 91

14. Токарные резцы и режимы точения. Фрезы. 100

15. Приемы работы на токарно-винторезном станке 108

16. Работа на фрезерном станке 120

Художественная обработка металлов

17. Кузнечные работы 125

18. Вытяжка и чеканка 132

19. Гравирование и травление. 142

20. Декоративная отделка металла 147

Особенности организации металлообработки в школьных мастерских

21. Оборудование учебной мастерской 154

22. Подбор и оформление объектов труда. 159

23. Принципы технического и художественного конструирования 164

Рекомендуемая литература. 171

Приложения 172

Предисловие

Обработка металлов — один из наиболее традиционных разделов программы трудового обучения в V—IX классах средней школы. Работы по металлу не требуют особенно больших помещений и специальных условий; как правило, оборудование для металлообработки обеспечивается действующей системой снабжения школ. Большую помощь школам оказывают производственные предприятия и хозяйства, имеющие подразделения, связанные с металлообработкой.

В школах, где созданы соответствующие условия, работают специальные кружки, ведутся факультативные курсы. В этом случае у учащихся появляется возможность расширить знания по предмету, научиться изготавливать более сложные изделия, чем предусмотренные программой, заниматься декоративной обработкой металла.

В ходе подготовки к занятию учителю труда приходится постоянно решать вопросы, связанные с подбором "объектов труда, имеющих общественно полезную направленность и педагогическую ценность, дооборудованием мастерских различными приспособлениями, отбором подходящих для учащихся материалов, инструментов и приспособлений, с подготовкой конкретного образца изделия и технологии его изготовления. В этом ему призвана помочь данная книга.

Технической литературы по металлообработке в нашей стране издано сравнительно много. Но подавляющее большинство из этих книг ориентировано на рабочих или специалистов, занятых на производстве или обучающихся в специальных учебных заведениях (средних ПТУ, техникумах, институтах). Разумеется, и в этих изданиях можно найти данные, полезные для учителя труда. Одна-, ко, кроме общетехнических сведений, учитель труда должен знать и множество специфических сведений, связанных с устройством и эксплуатацией оборудования школьного типа, с особенностями проведения той или иной работы в школьных условиях. Конкретные рекомендации по этим вопросам можно найти, например, в журнале «Школа и производство» и в различных методических пособиях, но не рационально, чтобы каждый учитель в отдельности занимался подбором и систематизацией такого материала.

В данной книге предпринята попытка обобщить накопленный за последние десятилетия опыт учителей труда, методистов и руководителей кружков по металлообработке на базе школьных мас

терских. При подборе и изложении различных тем за основу приняты результаты практической работы с учащимися. Теоретические сведения приведены в объеме, достаточном для изложения на занятии, а практические инструкции и советы связаны с теми рабочими приемами, на которые в первую очередь надо обратить внимание учащихся. В книге содержатся также методические советы по организации работы учащихся, предотвращению брака при изготовлении изделий и пр.

При описании технологии ручной и станочнЬй обработки металла даны конструкции многих приспособлений, применяющихся в школьных мастерских. Из-за трудности установления подлинных авторов каждого усовершенствования их имена не названы. Ведь многие из конструкторских идей, опубликованных в печати, развивались далее учителями-рационализаторами и являлись основой совсем новых решений.

Последовательность изложения фактического материала по различным видам металлообработки соответствует логике технологии. На наш взгляд, такое изложение более эффективно, чем по темам программы трудового обучения. Это связано в первую очередь с несовпадением условий проведения той или иной работы в различных школах.

Кроме видов металлообработки, предусмотренных программой трудового обучения, в книге описаны различные способы художественной обработки металлов, которые могут быть включены в программы факультативов или занятий кружков. Практика показывает, что художественная обработка материалов позволяет более тесно связывать творческую и исполнительскую деятельность учащихся и тем самым способствует всестороннему развитию их личности.

Последние параграфы книги имеют методический характер. В них раскрыты проблемы оснащения, подготовки к работе учебной мастерской по металлообработке и подбора объектов труда учащихся.

Для того чтобы расширить круг объектов труда учащихся, учителю полезно познакомиться с образцами, выполненными в других школах и учебных заведениях. С этой целью на вклейке приведены фотоснимки различных изделий, изготовленных учащимися в общеобразовательных школах Эстонии, а также студентами Таллиннского пединститута в ходе практикума в учебных мастерских.

В роли приза может выступать любая интересная декоративная форма (или панно). В большинстве случаев призы снабжены соответствующей надписью, для которой следует предусмотреть подходящее место и выбрать шрифт. Художественно неграмотно выполненная надпись снижает эстетическую ценность приза, и наоборот.

23. Принципы технического и художественного конструирования

Одновременно с выбором объекта труда перед учащимися встает проблема определения его формы и конструкции. В ряде случаев за основу можно принять какой-либо готовый чертеж или образец. Но педагогически более ценными являются работы, которые дают возможность ученикам самостоятельно решать задачи, связанные с художественным и техническим конструированием изделия. Однако такая постановка цели требует от учителя хорошей подготовленности, умения найти в предложенных учениками вариантах ценные идеи и поправить недостатки.

Проектирование изделий, как правило, осуществляется в следующей последовательности:

1) составляется расчетная схема изделия, в которой конструкция максимально упрощена;

2) определяются величины нагрузок, действующих на разные детали или части изделия;

3) рассчитываются характерные размеры деталей и габаритные размеры изделия в целом;

4) вычерчивается общий вид изделия;

5) детализируется общий вид изделия, т. е. определяются форма, размеры, материал и способ отделки отдельных деталей или элементов изделия;

6) составляются рабочие чертежи и выполняются проверочные расчеты.

Среди перечисленных выше этапов проектирования изделия первые три и шестой можно охарактеризовать как процесс технического (инженерного) конструирования, а четвертый и пятый основываются на принципах художественного конструирования (дизайна).

Конструирование — это одновременно наука и искусство. Поэтому здесь применяется как логическое, так и интуитивное мышление (воображение).

Техническое конструирование. Для выполнения технического проекта первостепенными являются знания о законах физики и механики, о свойствах различных материалов, о технологических возможностях выполнения данной конструкции. Следовательно, для успешной работы по техническому конструированию необходимо обладать определенными знаниями и умениями технолога и конструктора. Далее сформулированы отдельные принципы, из ко

торых целесообразно исходить при решении задач по техническому конструированию.

Изучение и анализ имеющихся прототипов. Важно иметь как можно более обширное представление об аналогичных изделиях. Это предотвращает необходимость снова «изобретать велосипед». Одновременно станут ясны преимущества и недостатки отдельных вариантов. Никогда не стоит приступать к поиску нового варианта, если нет четкого представления, какие у него должны быть положительные стороны по сравнению с другими подобными образцами. Разумеется, в учебной мастерской иногда приходится отступать от такого вывода. Это касается тех случаев, когда в школе нет технологической базы или материалов для создания качественного образца и приходится искать заменители. Отступать от данного вывода учитель может и по педагогическим соображениям, что касается тех случаев, когда ученики должны самостоятельно найти самый подходящий вариант, который учителю уже заранее известен, а для учеников является субъективной новизной.

Четкое определение технических требований., В подобных требованиях отражаются назначение и необходимые свойства изделия и его отдельных элементов. Их можно объединить в следующие группы: обязательные — они непременно и полностью выполняются; минимальные — выполнение их делает решение более совершенным; пожелания — их выполнение ведет к дополнительным затратам времени и материалов. Тогда в каждом конкретном случае можно определить, сколько из данных технических требований можно выполнить.

Технологичность конструкции. В школьных мастерских технологические возможности выполнения различных деталей и изделий ограничены. Поэтому далеко не все интересные замыслы могут быть воплощены в материале. Это ставит перед конструктором дополнительную задачу—сравнивать каждый предложенный вариант с теми условиями, которые имеются в конкретной мастерской.

Художественное конструирование. Если при создании изделий с утилитарным уклоном на первый план выдвигаются именно перечисленные выше принципы технического конструирования (хотя одновременно нельзя упускать из виду и остальные), то при изготовлении предметов с декоративным уклоном больше внимания следует уделять принципам художественного конструирования.

Единство формы и содержания — принцип первостепенной важности. В практике это означает, что при определении формы, художественного оформления и способа отделки приходится в первую очередь учитывать назначение изделия.

У предметов с утилитарным уклоном оформление должно максимально сочетаться с их назначением. Так, необходимо, чтобы размеры ручек инструментов соответствовали величине руки и не имели острых граней, а изделия, размещаемые на столе или на полу, обладали достаточно большим основанием и подходящим

расположением центра тяжести. У изделий для малышей не должно быть острых и тонких (быстро ломающихся) частей, а движущиеся (спортивные) модели должны иметь такую форму, чтобы оказывать как можно меньшее сопротивление окружающей среде (воздуху, воде), и т. п. В целом у подобных вещей должна быть простая и лаконичная форма, а выразительность можно усилить скромным узором.

Отделка изделий также должна соответствовать их назначению. Предметы домашнего обихода, соприкасающиеся с пищевыми продуктами, не требуют никакой отделки, игрушки для малышей— отделку, стойкую к воде, и т. д.

При создании декоративных изделий чде первый план выдвигается соответствие законам компоновки, композиции. Форма таких предметов допускает некоторую гиперболизацию, если это обусловлено ярко выраженной идеей автора.

Соответствие формы и художественного оформления свойствам материала в художественном конструировании называется чувством материала. В течение столетий мастера-ремесленники глубоко изучали свойства разных материалов и выявляли оптимальные для каждого из них формы. Так, например, керамике свойственны круглые и мягкие формы, а металлу, наоборот, острые и тонкие.

При оформлении различных объектов часто возникает вопрос о соединении разных материалов. У изделий с утилитарным уклоном эта проблема не столь остра, поскольку применение других материалов наряду с металлом обусловлено исторической практикой. Несколько сложнее обстоят дела с декоративными изделиями. Здесь не существует практической надобности в одновременном применении разных материалов; это оправдывается лишь в том случае, если подобное соединение имеет новое эстетическое качество.

Как известно, каждый металл обладает характерными свойствами: фактурой, цветом, блеском и т. п. Использование разных материалов в одном изделии может сделать его пестрым и беспокойным. Поэтому создание подобной композиции требует от исполнителя глубоких знаний о сочетаемости элементов. Компоновать следует не более двух разных материалов, имеющих примерно одинаковую эстетическую ценность.

Композиция изделия — это художественно-выразительная система всех его элементов (линий, поверхностей, объемов, цветов), обеспечивающая их эстетически воспринимаемое размещение. Теория композиции не может дать готовых рецептов для проектирования конкретных предметов, но в любом случае необходимо учитывать выявленные ею закономерности, которые называются свойствами и средствами композиции.

Целостность композиции имеет первостепенное значение при проектировании изделий, имеющих множество элементов и сложный силуэт. Целостности добиваются применением элементов единого характера. Так, например, можно построить композицию на 166

базе простых геометрических элементов или стилизованных природных фигур, но одновременное их сочетание может привести к нарушению целостности.

Соподчиненность элементов следует учитывать в сложных композициях. Это значит, что одни элементы могут доминировать над остальными. Доминирующей должна быть часть, которая находится в середине или имеет свойство, отличающее ее от других по размеру (высота, объем) или по качеству (более качественная отделка, ценный материал, интенсивная окраска).

Контраст и симметрия являются с древних времен наиболее часто используемыми средствами композиции. Контраст выявляется в «сосуществовании» элементов с противоположными свойствами (большой и маленький, темный и светлый и пр.). Он образует в композиции внутренние напряжения и делает изделие более выразительным. Симметрия означает гармоническое расположение частей в целом. Симметричные изделия оставляют спокойное, уравновешенное впечатление.

Особым элементом в композиции изделия можно считать орнамент. Украшение орнаментом предметов быта свойственно всем народам, жившим в разные времена и в различных местах земного шара. Естественно, за это время появилась большая разновидность орнаментов, обусловленная обычаями, климатическими условиями, используемыми материалами и т. д. Но, несмотря на это, в композиции различных орнаментов можно выявить общие закономерности, с которыми необходимо считаться и даже класть в основу при оформлении современных изделий.

С позиции целого изделия орнамент является одной из составных частей его композиции. С другой стороны, на орнамент можно взглянуть как на самостоятельное явление, которое подчиняется тем же требованиям и законам композиции, что и изделие в целом. Особенно важно при создании орнамента учитывать принципы ритма, симметрии, сочетания красок.

По мотивам орнаменты подразделяют на геометрические и растительные. Прямые и всевозможные кривые линии в различных сочетаниях дают бесконечное множество орнаментальных тем. Красота таких орнаментов обусловливается главным образом ритмичностью и соразмерностью его частей.

Простейшими мотивами геометрических орнаментов являются зигзаги, ломаные линии, спирали, волюты, сочетания треугольников, квадратов, ромбов, кругов и т. д.

Для растительных орнаментов основой служит природа. При этом формы растительного мира творчески переосмысливают — стилизуют. Степень близости орнаментальной растительной формы к первоисточнику определяется задачей, стоящей перед составителем, его дарованием и эстетическими убеждениями.

Границы изменений форм растительного мира очень широки. На образцах орнаментов разных эпох и стилей мы видим, что творческая переработка, начиная с обобщения формы путем выделения типичного и отказа от изображения случайных де

талей, доходит иногда до перевода форм растений в геометрические мотивы, сохраняющие лишь некоторые общие признаки данного растения.

По структуре выделяют три категории орнаментов: розеты, орнаментальные ленты и сетчатые орнаменты, заполняющие всю поверхность изделия.

Розетами называют орнаменты, вписанные в круг и построенные путем деления круга на равные части его диаметрами. В основе розеты всегда лежит один из видов симметрии. Если данный вид орнамента базируется на зеркальной или осевой симметрии, розета вызывает у зрителя ощущение статичности, неподвижности. Розеты, построенные по принципу центральной и спиральной симметрии, наоборот, претендуют на движение, динамичность.

Деление окружности на равные части служит основой для композиции бесконечного ряда вариантов розет. Следует отметить, что в результате применения различных цветовых сочетаний одни и те же линейные изображения розеты могут производить впечатления, резко отличающиеся друг от друга. Словом, введение цвета создает возможности изображения разнообразных розет.

Орнаментальные ленты, как правило, состоят из одинаковых элементов, повторяющихся в определенном порядке (ритмично) вдоль прямой или кривой линии — оси переносов.

Неправильные элементы могут быть расположены в орнаментальной ленте в исходном положении или в зеркальном отражении. Между ними проходит условная линия, которая называется плоскостью скользящего отражения. Отражаясь два раза от этой плоскости, элемент орнамента приходит в совмещение сам с собой.

Простейший сетчатый орнамент представляет собой сетку из параллелограммов. Сетка является и основой построения более сложных орнаментов. В таком случае линии сетки можно считать осями переносов, а узлы напоминают оси центральной симметрии.

Узлы сетки, образующие определенную систему, могут быть соединены неодинаково. Следовательно, одной и той же системе узлов отвечает множество различных плоских сеток в зависимости от способа соединения узлов прямыми линиями. Отсюда несложно сделать вывод о том, что простейший геометрический сетчатый орнамент получается, если возникающие между линиями геометрические фигуры фактурить или красить по-разному. Более сложный орнамент образуется в том случае, если ввести и связать с сеткой какие-либо дополнительные элементы.

По способу исполнения различают орнаменты плоские и рельефные. Плоские.орнаменты можно создать при помощи линий и красок. Эти орнаменты выполняют крашением или в технике мозаики.

При рельефных орнаментах эффект создается игрой света

и тени за счет возвышенных и углубленных мест изображения. Рельефный орнамент получается на металле чеканкой и травлением. Гравированием и некоторыми другими способами выполняют изображение, имеющее признаки как плоского, так и рельефного орнамента.

Возможности применения орнамента на металлических изделиях более ограничены, чем на изделиях из других материалов.* Это обусловлено, с одной стороны, свойствами и особенностями обработки металлов, а с другой — тем, что металлические изделия (за исключением изделий из жести) меньше по габаритам, чем, например, керамические или деревянные-и на них. сложнее найти подходящее место для орнамента

В школьных мастерских могут быть изготовлены светильники, подсвечники, призы, украшения и другие изделия, которым грамотно скомпонованный и тщательно выполненный орнамент дает новое-эстетическое качество. Некоторые такие изделия изображены на вклейке.

Изложенные выше аспекты подбора объектов труда и их оформительских вариантов должны быть учтены в первую очередь учителем, который планирует и проводит работу с учениками. В то же время является необходимым ставить перед учениками, наряду с технологическими и техническими, художественно-конструкторские задачи. Приобретенные в этой деятельности знания и навыки имеют огромное значение для каждого образованного, культурно развитого человека.

В основе приемов введения школьников в процесс подбора конструкционных и оформительских вариантов изделий лежит в первую очередь наблюдение. Поэтому учитель должен иметь в методическом фонде как можно больше различных готовых образцов, рисунков и эскизов объектов труда. На базе такого материала можно наглядно демонстрировать применение отдельных принципов и закономерностей и ставить перед учащимися аналогичные задачи.

Проектирование изделия в целом — очень сложный и трудоемкий процесс, который надо осваивать поэтапно, начиная с самых простых упражнений. Научными исследованиями установлены методические приемы, которые можно считать эффективными в работе с учащимися.

Каждое задание, связанное с проектированием изделия или отдельных его элементов, целесообразно начать с коллективного обсуждения поднятой проблемы. Сюда относится анализ имеющихся прототипов, их положительных сторон и недостатков. При этом обязательно выслушать мнение самих учеников. В результате этого анализа уточняются те аспекты, на которые учитель должен обратить особое внимание.

Младшим ученикам желательно дать возможность манипулировать с реальными объектами, в которых они по собственному замыслу могли бы заменять или переставлять отдельные элементы конструкции.

Распространенным методическим приемом является использо

вание⁴ технической документации с неполными данными. В первую очередь это габаритные размеры изделия или размеры отдельных деталей, от которых зависит форма изделия.

Следующий по сложности этап — проектирование и изготовление изделия из заданных заготовок. Ограниченные возможности выбора заготовок снижают количество возможных вариантов конструкции самого изделия, но вместе с тем направляют внимание учеников на поиск наиболее рационального решения.

Проектирование изделия полностью по собственному замыслу— завершающий этап в обучении учащихся. Такое проектирование вряд ли по силам каждому ученику. Поэтому учитель дол-; жен иметь в запасе много вариантов разных по сложности заданий.