Проектирование заборной решетки

Закон цельности, выражается через цельность самой  формы и цельность между элементами форм. Т.е. произведение воспринимается как единое целое, а не как сумма разрозненных элементов, а композиция приводит все элементы к гармоничной упорядоченности.

Закон равновесия - это состояние композиции, при  котором все элементы сбалансированы между собой.

Вся композиция изделия вписывается в прямоугольную форму. Меньшая часть изделия помещается в круг. Это придает форме дополнительный декор и эстетику, т.к. поверхность крупной композиционной массы имеет выразительный декор обусловленный текстурой материала. Эти элементы притягивают взгляд и связывают все элементы воедино, представляя собой монолит.

 Формообразование изделия очень  важно при подходе к конечному этапу производства. Оно способствует правильной разработке структуры проекта. Требования эргономики показывают, что полный учет человеческих факторов является неотъемлемой частью всего процесса конструирования изделий, в результате чего обеспечивается удобство пользования предметом, максимальное соответствие условиям эксплуатации, и в конечном счете, оптимизации условий человеческой жизни.(Рисунок 8)

Рисунок 8 – Решетка вписанная в прямоугольники

 

Данная композиция является неограниченной.

Неограниченная - композиция, в которой подразумевается продолжение композиции за пределами визуального восприятия. Ее признаки четкий внешний контур и нарастание сложности к центру. Ощущение простора передается открытой композицией. Основные направления линий - от центра.

Как уже говорилось выше данное изделие  динамичное. Динамика получена за счет множества пересечений наклонных дуг разного диаметра. Вся композиция вписывается в прямоугольник, соответствующий золотому сечению.

На схема 2 рассмотрено формообразование изделия по степени акцента внимания и главенства в композиции.

Схема 2 – Формообразование изделия  «Рассвет»

 

  - Доминанты

  На схеме четко видно,  что композиционный центр находится  в центре решетки, а именно в круге. Это объясняется тем, что там наибольшее количество перекрестных линий и взгляд зрителя в первую очередь будет направлен в эту сторону. Вся композиция вписывается в прямоугольную форму. Основная масса изделия помещается в круг. Эта часть формы является волнами стремящиеся к солнцу большим количеством элементов. Эти элементы притягивают взгляд и связывают все элементы воедино, представляя собой монолит.

    - Акцентом в этой композиции  является: проходящие по всей площади цельные линии. Это доминанта второго порядка. Меньший размер и относительно небольшое количество выводит эти элементы  на второй план, делая их тем самым композиционными акцентами для целостности и поддержки.

  - Второстепенным элементом  в этой композиции боковые короткие линии решетки. В первую очередь это нижние линии образующие форму ракушки. Они не привлекают к себе особого внимания и направлены на поддержание общей целостности и гармонии. Является, в то же время композиционной осью на которой держится вся композиция изделия.

Золотое сечение (золотая пропорция, деление в крайнем и среднем  отношении) — деление величины (например, длины отрезка) на две части таким образом, при котором отношение большей части к меньшей равно отношению всей величины к её большей части. Приблизительная величина золотого сечения равна 1,6180339887.

Схема  3 – Анализ композиции на золотое сечение

 

Сторона AB так относиться к стороне BD, как отрезок CD к стороне DE.

Отрезав квадрат от прямоугольника, построенного по принципу золотого сечения, мы получаем новый, уменьшенный прямоугольник  с тем же отношением сторон. Пропорции “золотого сечения” создают впечатление гармонии, красоты и устойчивости композиции.

 

Схема 4 – Схема соподчинения элементов

 

 – Доминант, выделение центра  композиции

 – Акцент в этой композиции  – это стремящиеся к кругу пикообразные элементы. Это доминанта второго порядка. Меньший размер и относительно небольшая плотность композиционной массы, за счет меньшего количества линий в том месте выводит ее на второй план, делая ее тем самым композиционным акцентом.

 – Второстепенные элементы, которые не представляют особой  ценности для композиции

 – Основные силовые линии  композиции, это невидимые оси  композиции,  на которых расположены  элементы.

Исходя из анализа, можно утверждать, что композиция является трехуравненной, т.к. присутствуют: доминант, акцент и второстепенные элементы (схема 4).

 

4.  Эргономический анализ

Цель эргономического анализа — выявить связь человека с изделием в системе «человек — изделие (комплекс изделий) — среда использования». При этом анализируется: структура возможных ситуаций потребления товаров, особенности основных групп потребителей; эстетические свойства; форму, размеры.

Эстетические свойства - это способность удовлетворять духовную потребность людей, вызывать у них чувства удовлетворения, радости, эмоционального подъема. Достичь этого эффекта можно от потребления красивых и приятных предметов потребления. Кованый забор имеет форму волн, которые ассоциируется с морской бурей, опасностью, но и в тоже время надежностью и могуществом. Силуэты волн придают забору образ который делается заостренным и легко насторожит нарушителя территории, ведь об него можно легко повредить части тела. Материал из которого он изготовлен, имеет нейтральный темный металлический цвет.

Данное изделие является не безопасным в использовании, края шлифуются, но остаются острыми в соображениях защиты территории    (схема 1).

Габаритные размеры изделия  15000х21000мм позволяют легко ограничить проход по высоте и по ширине.

Схема 1 – Эргономический анализ взаимодействия с человеком

 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Выбор технологии изготовления изделия

Для производства изделия был выбран способ ковки.

Ковка — это высокотемпературная  обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств.

Различают:

1.ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)

2.ручная ковка

3.штамповка

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковкой.

- ручные молоты (небольшие), которыми  кузнец, сам один, или с помощью  молотобойцев, обрабатывает предмет.

- механические молоты. Важный элемент механического молота – наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.

- кузнечные клещи, которыми кузнец  захватывает нагретый кусок, вынимает  его из горна, или печи, подносит  под молот, кладёт на наковальню  и поворачивает предмет во время ударов молота.

- подъёмные краны по обеим  сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки  в печь, переноса под молот  и поворачивания её во время  ковки. Вспомогательным прибором  при этих манипуляциях служит  державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.

 

 

 

2. Материал и его характеристики

Хорошо поддаются ковке малоуглеродистые стали. Наиболее пригодны для художественной обработки мягкие сорта, содержащие до 0,13% углерода. При повышенном содержании углерода в стали повышается жесткость, твердость, возрастает тенденция к закаливанию, что не только затрудняет ковку, но и препятствует горновой сварке, часто применяемой в кузнечных работах.

У каждого сорта стали своя определенная температура начала и конца ковки. При содержании углерода свыше 1,5% сталь  не рекомендуется нагревать выше 1000°. Наиболее рекомендуемые для  художественной ковки сорта стали - Ст 1, Ст 2, Ст 3 с содержанием углерода от 0,07% до 0,22%.

Для нашего изделия применяется  сталь марки - Ст 10.

Краткая характеристика материала: Малоуглеродистая сталь обыкновенного качества. Поставляется только по механическим свойствам. Хорошо сваривается, штампуется в холодном и горячем состоянии, подвергается вытяжке. Применяется без термической обработки для сварных и штампованных деталей: корыт станков, баков, крышек, кожухов.

 

 

 

 

 

 

 

Химический состав (%)

Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0,25
Мышьяк (As), не более	0,08
Марганец (Mn)	0,35-0,65
Никель (Ni), не более	0,25
Фосфор (P), не более	0,035
Хром (Cr), не более	0,15
Сера (S), не более	0,04

Таблица 1- Химический состав

 

Технологические свойства:

Температура ковки - начала 1300, конца 700. Охлаждение на воздухе.

Сваривается без ограничений, кроме  деталей после химико-термической  обработки; способы сварки: РДС, АДС  под флюсом и газовой защитой, КТС.

 

3. Технология изготовления изделия

Для изготовления предметов путём  ковки берётся отлитая стальная болванка. Её необходимо нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера болванок. Для мелких вещей применяются обыкновенные кузнечные горны.

Печь разогревают до тёмно-красного каления. Затем в неё помещают горячую болванку. Такая болванка должна оставаться горячей после отливки, ей не надо давать остыть ниже тёмно-красного каления и сразу же после вынимания из формы для отливки её следует поместить в печь. Если это не удалось, и болванка начала остывать, то прежде чем поместить её в печь, её надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо её подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в болванке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи болванки, её надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси болванки, от её концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев — достаточно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность болванки.

Болванки кладут в печь. Вначале жар держат небольшой. Затем его постепенно увеличивают и доводят до требуемой степени. Чем сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идёт ковка.

Протяжка заготовки происходит на кромке наковальни. Нагретую заготовку укладывают на острую кромку наковальни под углом приблизительно 45° и ударами ручника по противоположной грани заготовки протягивают ее. После протяжки заготовку выравнивают с учетом требуемых размеров и формы; если же поверхность заготовки должна быть исключительно ровной, то охлаждающуюся заготовку выравнивают гладилкой.

Пусть заготовку квадратного или прямоугольного сечения требуется с одного конца скруглить. Для этого квадратную заготовку поворачивают таким образом, чтобы ее ребро лежало на плоскости наковальни в продольном направлении и, ударами кувалды квадратное сечение перековывают на восьмигрешное (рисунок 8). Удары должны быть равномерными, чтобы не искривить заготовку. Только после того, как получится почти правильный восьмигранник, необходимо частыми ударами с контовкой завершить округление. Для окончательного оформления поверхности можно использовать вырезную обжимку и вырезной молоток.

Рисунок 8- Скругление заготовки

 

Имеются два вида гибки заготовок: гибка на угол и гибка по радиусу. Гибку на угол выполняют на острой кромке наковальни последовательными  ударами ручника по заготовке сверху и сбоку до тех пор, пока не получится нужный угол. Если заготовка большой толщины, подручный в начале гибки прижимает ее кувалдой сверху, а кузнец ударами ручника в это время производит гибку. Завершают гибку одним ручником. Гибку по радиусу выполняют на круглом роге наковальни. Радиус гибки регулируют изменением расстояния от вершины рога.

Наиболее распространенными декоративными  элементами в художественной ковке, являются спирали. При изготовлении однотипных мелких спиралей, требующихся в решетках и других изделиях в больших количествах, пользуются шаблонами, которые облегчают работу, делают ее независимой от мастерства исполнителя, ускоряют процесс изготовления и повышают точность размеров спиралей. При необходимости изготовления большого числа одинаковых спиралей кузнец обычно делает шаблон. Чтобы шаблон имел правильную форму, необходимо прежде всего отковать эталонную спираль. По этой спирали делают шаблон таким образом, чтобы в его контуры вписывался каждый оборот спирали и толщина заготовки, предназначенной для изготовления спирали. В центре шаблона помещают захват, в который вставляют предварительно откованную законцовку спирали. Собственно процесс закрутки по шаблону выполняют с помощью специально изготовленного для этой цели хомута. Огибание по шаблону должно быть плавным, нигде нельзя допускать переломов. Только после завершения закрутки свернутый шаблон выравнивают на плоской поверхности.