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第六章《模型或原型的制作》
一、模型
1.模型的含義
模型是根據實物、設計圖樣或構思,按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
2.模型在設計過程中的功能
(1)使設計對象具體化;
(2)幫助分析設計的可能性。
模型的類型 功能和作用
草模 產品造型設計的初期階段，用立體模型將設計構思表達出來。
概念模型 在草模的基礎上，用概況的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、與環境的關系等，從整體上表現產品造型的概念。
結構模型 用于研究產品造型與機構的關系，清晰表達產品的結構尺寸和連接方式，并用于進行結構強度試驗等。
功能模型 主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。
展示模型 在結構模型和功能模型的基礎上，采用真實材料，按照準確的尺寸，選擇恰當的比例，做成的與實際產品形態高度相似的模型。
二、材料
材料是人類用以制成生活和生產中的物品、器件、構件、機器和其他產品的物質，它是人類生存和發展的物質基礎，材料是產品設計的物質條件，是產品設計的基礎和前提。
在工程領域，一般將材料按化學成分分成金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料四大類。
材料的分類：
1.木材：
實木板材（各向異性）
人造板材（穩定性好，適用范圍更廣）
2.金屬：金屬光澤、導電導熱、高延展性。優良的力學性能和可加工性能。
3.塑料：
熱塑性塑料：在一定的溫度范圍內，能反復加熱軟化至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。
熱固性塑料：在初次成型后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料
材料的選擇
選擇材料時，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝、材料的成本、材料的安全性和環保性等因素。
選擇材料時， 安全 是最基本因素。
1.料盡其用,優材不劣用,大材不小用,長材不短用；
2.先排大料，后排小料，兩個構件不能共線，留出鋸割、刨削操作的余量；
3.木材的紋理趨向，順紋割鋸便于加工，并提高木材利用率；
4.將沒有瑕疵、紋理美觀的一面作為正面，并做好標記；
5.外用料要選擇材質好、紋理美觀，涂飾性能好的材料。
材料的規劃
1.工藝的含義和常用工藝的種類
工藝是指利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理,使之成為產品的方法。
常見的工藝有:加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、表面處理工藝等。
三、工藝
金工常用的工具設備及其使用要領
工序 工具圖示 名稱 用途 操作要領
劃 線 劃 針 劃出直線線痕 ①劃針的頭保持銳利
②劃針緊貼導向工具,盡量一次劃成
鋼 直 尺 ①劃直線的導向工具 ②量取材料的尺寸 ③測量工件 劃線時要壓緊直尺,防止發生移動
劃 線 角 尺 ①劃出平行線或者垂直線的導向工具 ②檢查銼削平面的垂直度
角尺要緊貼工件的一個基準面
劃 規 ①劃出圓的線痕 ②劃出弧的線痕 ①劃規的腳尖保持尖銳
②劃線時保持中心不發生滑移
樣 沖 用于在鉆孔中心處沖出沖眼,防止鉆孔中心滑移 ①應斜看靠近沖眼部位
②沖尖對準劃線的交點或劃線
③敲擊前要扶直樣沖
鋸 割 手 鋸 分割金屬材料、木料和硬塑料等 1.站位和握鋸姿勢要正確
2.推鋸加壓,回拉不加壓
3.鋸程要長
4.推拉要有節奏
銼 削 銼 刀 金屬表面加工 1.身體和手臂動作協調
2.在推銼過程中,左手的施壓要由大變
小,右手的施壓要由小變大,使銼刀平
穩而不上下擺動
鉆 孔 鉆 床 實體材料上打孔 1.用樣沖在工件上沖中心點
2.用平口鉗或手鉗夾緊工件
3.裝夾鉆頭
4.鉆孔
螺 紋 加 工 絲 錐 攻內螺紋 1.起攻時一只手下壓,另一只手順向旋轉
2.兩手均勻施加壓力
3.經常倒轉1/4~1/2圈,避免鐵屑阻塞
4.當切削部分全部進入工件時,就不再施加壓力
圓板牙 套外螺紋 連接方法 與連接件 圖示 應用說明
鉚接 金屬框架的連接
不易焊接的鋁板間的連接
黏結 金屬材料和其他材料的連接
有間隙存在的金屬件之間的連接
修補金屬件的破損
疑難考點：金屬的連接
焊接 焊接電路板上電子元器件
連接銅(鐵)材料的小型件
連接承受強度大的金屬件
連接承受力大的金屬件,如自行車車架的連接
螺栓和 螺母 金屬件之間可拆卸的連接
機構的連接
緊定 螺釘 固定輪子或軸
室內裝潢的零件的連接
元寶 螺帽 零件的擰緊
經常需要拆裝的零件的連接
平墊圈 配合螺母和螺栓的使用,可使連接處受力均勻分布,防止連接件受到損壞
彈簧 墊圈 易受振動場合的連接
螺紋的加工方法
螺紋類別 加工方法 加工流程
內螺紋 攻絲 底孔倒角 選擇絲錐 裝夾工件 攻絲
外螺紋 套絲 倒角 選擇板牙 裝夾工件 套絲
內螺紋
外螺紋
金屬表面處理
方法 工序
表面刷光 清除毛刺和鐵屑 用細銼銼平金屬表面 用精細級金剛砂紙打磨
噴涂油漆 噴涂防銹漆 噴油漆
鍍層 用電解等方法在金屬表面涂上一薄層抗氧化金屬材料
膨脹螺釘 一般用于防護欄、雨篷、空調等在水泥、磚等材料上的緊固
鉆孔 鉆孔的操作步驟:
樣沖定位 裝夾工件 裝夾鉆頭 鉆孔
安全操作警示
二要:要集中注意力;要戴防護眼鏡
二不:不準戴手套;不能用手直接扶持小工件、薄工件
中國古代工匠精神以道德精神為中心，強調“以德為先”“德藝兼求”，通過“心傳身授”和“體知躬行”的教育過程，陶鑄了中國匠師“強力而行”的敬業奉獻精神、“切磋琢磨”的精益求精精神和“興利除害”的愛國為民精神。中國古代工匠關于技術的設計規范與工藝的精細要求不乏歷史記載。據《考工記》記載，戰國編鐘的細密程度可以做到“圓者中規，方者中矩，立者中縣，衡者中水，直者如生焉，繼者如附焉”;《輪人》《車人》諸篇中，對車輪的制作和檢驗，規定了從選料、外觀、功能、檢驗標準等方面多達10項的詳細技術要求。中國古代工匠精益求精的技術精神，不僅是他們安身立命的根本，更創造了舉世矚目的技術輝煌。
討論:1.你知道我國哪些工匠大師，他們都有哪些共同點
2.談談你對工匠精神的理解。工匠精神對于個人成長和國家發展具有哪些意義
3.為什么在現代技術高度發達的時代，還需要工匠精神
討論:1.你知道我國哪些工匠大師，他們都有哪些共同點
2.談談你對工匠精神的理解。工匠精神對于個人成長和國家發展具有哪些意義
3.為什么在現代技術高度發達的時代，還需要工匠精神
例如，魯班(木匠 )、李春(石匠)、有巢氏(建筑)、尹伊(名廚)等。他們的共同特點是都擁有高超的技藝和精湛的技能;對待工作認真敬業、精益求精;對自己的產品精雕細琢，一心做到最好
2.談談你對工匠精神的理解。工匠精神對于個人成長和國家發展具有哪些意義
3.為什么在現代技術高度發達的時代，還需要工匠精神
工匠精神內涵包括:嚴謹、專注、腳踏實地、堅持不懈、精益求精、不畏艱難、淡泊名利等。
工匠精神就是追求卓越的創造精神、精益求精的品質精神、用戶至上的服務精神。工匠精神可以培養認真敬業、執著、創新的品質，促進個人專業能力成長;可以推動企業精益求精，提高產品質量;更可以帶動我國的制造業從中低端走向中高端，從“制造大國”變為“制造強國”。
2.談談你對工匠精神的理解。工匠精神對于個人成長和國家發展具有哪些意義
3.為什么在現代技術高度發達的時代，還需要工匠精神
當前，我國制造業大而不強，產品檔次整體不高，自主創新能力弱。弘揚工匠精神，將在全社會倡導一種“做專、做精、做細、做實”的作風，形成愛崗敬業、無私奉獻的文化氛圍,樹立勞動光榮、奉獻偉大的精神風尚，是新時代建設創新型國家、建設質量強國、建設文化強國的需要。
1.如圖所示為汽車的底盤模型。為了研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方法，并進行結構強度試驗而制作的模型。此模型屬于（ ）。
A. 草模
B. 概念模型
C. 功能模型
D. 結構模型
D
2.小強要將一根厚度為26 mm的木條與一塊厚度為9 mm的木板牢固地連接在一起,若采用長度為30 mm的自攻螺釘,則下列連接方法中,合理的是(　　)
A
3.小明在通用技術實踐課上用木板制作如圖所示的房屋模型,選擇了下列工具,其中不合理的是 (　　)
B
4.在如圖所示的連接件上手工加工內螺紋和外螺紋,需要用到的工具是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.劃針和樣沖
B.劃規和鋼鋸
C.銼刀和鐵錘
D.絲錐和板牙
D
5.銼削時,要根據零件加工表面的形狀選用不同類型的銼刀。圖中所示的鋁合金工件,標注A的60°折角位置適合選用(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.三角銼
B.圓銼
C.半圓銼
D.方銼
A
6.把圖甲所示的100×60×4的鋼板加工成圖乙的形狀不需要用到的工具是(　　)
B
7. 小明同學要設計木質書架，用泡沫KT板制作了書架模型。該模型（ ）。
A. 不能反映書架的外型特征
B. 不能反映書架的實際加工工藝
C. 無法使設計對象具體化
D. 能表達書架的結構尺寸和連接方式，能用于結構的強度試驗
B
8.如圖所示為鋼筋混凝土橫梁的受力變形示意圖。由于混凝土擅長抗壓力，而鋼筋擅長抗拉力，為了合理利用鋼筋，下列對橫梁的分析中正確的是（ ）。
A．上部彎曲的程度比下部大，應在上部布置粗鋼筋，下部布置細鋼筋
B．上、下都受彎曲，應在上部和下部布置相同的鋼筋
C．上部受壓，下部受拉，應在上部布置細鋼筋，下部布置粗鋼筋
D．上部受拉，下部受壓，應在上部布置粗鋼筋，下部布置細鋼筋
C
9.以下金屬加工操作中不規范的是 (　)
A.起鋸時,起鋸角約15度
B.劃線時,壓緊鋼直尺
C.沖眼時,樣沖傾斜對準位置后扶正沖眼
D.在厚鋼板上攻絲時,一直順時針方向旋進絲錐
D
10. 用一根截面符合要求的長木料加工如圖6-5所示的椅子橫檔，合理的工藝流程是（ ）。
A.下料→鋸割榫頭→畫線→刨削
B.下料→畫線→刨削→鋸割榫頭
C.下料→刨削→鋸割榫頭→畫線
D.下料→刨削→畫線→鋸割榫頭
D
11.如圖所示，用3毫米厚的扁鋼手工加工掛鉤，以下工藝流程中合理的是（ ）。
A．劃線→鉆孔→鋸割→彎折→銼削
B．劃線→鋸割→銼削→鉆孔→彎折
C．劃線→鉆孔→鋸割→銼削→彎折
D．劃線→鋸割→銼削→彎折→鉆孔
A
12.張明用薄鐵板加工如圖所示的零件,下列操作方法中不正確的是(　　)
A.劃針緊貼導向工具,在薄鐵板上劃線,樣沖傾斜對準交叉點,扶正沖眼
B.左手緊握薄鐵板,右手握緊手鋸進行鋸割,推鋸加壓,回拉不加壓
C.用臺虎鉗夾緊零件,銼削鋸割面,推銼時左手施壓由大變小,右手施壓由小變大
D.將鉆頭正直裝夾在臺鉆上,用手鉗夾緊零件,對準沖眼鉆孔
B
13.如圖所示是一款高度可調節的電腦桌，立柱可伸縮，用緊固件固定。為了操作方便，下列緊固件中應選用(　　)
A
14.如圖所示是一款高度可調的金屬支架電腦桌。為了方便豎桿與橫桿拆裝，減小包裝的尺寸，以下連接方式中，豎桿與橫桿之間適宜采用的是(　　)
A．焊接
B．膠接
C．鉚釘連接
D．螺栓、螺母連接
D
15.小明準備采用３ｍｍ厚的鋼板加工如圖所 示的小零件 。 加工該零件時 ，下列操作中不恰當的是 （ ）
Ａ.鋸 割 操 作 時 可 適 當 添 加 潤 滑 油
Ｂ.鋸 割 、銼 削 時 可 以 戴 手 套 操 作
Ｃ.圖 中 ② 處 的 凹 槽 可 以 直 接 用 手 鋸 鋸 出
Ｄ.圖 中 ① 處 圓 角 的 加 工 可 選 用 半 圓 銼
C
16.通用技術課上 ，小明設計了如圖所示的零件 。 用厚度為５ｍｍ的鋼板制作該零件 ，下列說法中不合理的是（ ）
Ａ.加工流程可以為 ：劃 線 → 沖 眼 → 鉆 孔 → 鋸 割 →銼 削
Ｂ.用圓銼加工該零件外輪廓的各段圓弧
Ｃ.需要用到的工具 ：鋼直尺 、樣沖 、劃規 、鋼鋸 、平銼 、麻花鉆 等
Ｄ .在平口鉗上夾緊鋼板并調整位置 ，戴上防護眼鏡 ，進行鉆孔
B
17.通用技術實踐課上,小明設計了如圖所示的擺桿。用4 mm厚的鋼板制作該擺桿,下列加工工藝中工具選擇不合理的是 (　　)
A.劃線:劃針、劃規和鋼直尺
B.銼削:銼刀、鋼絲刷和臺虎鉗
C.鋸割:鋼絲鋸和臺虎鉗
D.鉆孔:麻花鉆和手鉗
D
18.如圖所示為圓鋼加工后的零件,小明加工該零件時,下列工具中不需要的是(　　)
B
19.加工鉆模時,小明進行了下列操作。其中不恰當的是(　　)
A.先在鋼塊上劃出中心線和外輪廓線,然后沖眼、劃圓
B.將麻花鉆正直插入鉆夾頭,并夾緊
C.將平口鉗放到臺鉆工作臺上,并夾緊鋼塊,戴上防護眼鏡,對準沖眼,開始鉆孔
D.將鉆孔后的鋼塊連同平口鉗一起移到鉗工桌上,銼去外輪廓的余量
D

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