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第六章《模型或原型的制作》
一、模型
1.模型的含义
模型是根据实物、设计图样或构思,按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。
2.模型在设计过程中的功能
(1)使设计对象具体化;
(2)帮助分析设计的可能性。
模型的类型 功能和作用
草模 产品造型设计的初期阶段，用立体模型将设计构思表达出来。
概念模型 在草模的基础上，用概况的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、与环境的关系等，从整体上表现产品造型的概念。
结构模型 用于研究产品造型与机构的关系，清晰表达产品的结构尺寸和连接方式，并用于进行结构强度试验等。
功能模型 主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用于分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验。
展示模型 在结构模型和功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸，选择恰当的比例，做成的与实际产品形态高度相似的模型。
二、材料
材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质，它是人类生存和发展的物质基础，材料是产品设计的物质条件，是产品设计的基础和前提。
在工程领域，一般将材料按化学成分分成金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
材料的分类：
1.木材：
实木板材（各向异性）
人造板材（稳定性好，适用范围更广）
2.金属：金属光泽、导电导热、高延展性。优良的力学性能和可加工性能。
3.塑料：
热塑性塑料：在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。
热固性塑料：在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料
材料的选择
选择材料时，要综合考虑材料的性能、材料的工艺、材料的成本、材料的安全性和环保性等因素。
选择材料时， 安全 是最基本因素。
1.料尽其用,优材不劣用,大材不小用,长材不短用；
2.先排大料，后排小料，两个构件不能共线，留出锯割、刨削操作的余量；
3.木材的纹理趋向，顺纹割锯便于加工，并提高木材利用率；
4.将没有瑕疵、纹理美观的一面作为正面，并做好标记；
5.外用料要选择材质好、纹理美观，涂饰性能好的材料。
材料的规划
1.工艺的含义和常用工艺的种类
工艺是指利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理,使之成为产品的方法。
常见的工艺有:加工工艺、装配工艺、检测工艺、表面处理工艺等。
三、工艺
金工常用的工具设备及其使用要领
工序 工具图示 名称 用途 操作要领
划 线 划 针 划出直线线痕 ①划针的头保持锐利
②划针紧贴导向工具,尽量一次划成
钢 直 尺 ①划直线的导向工具 ②量取材料的尺寸 ③测量工件 划线时要压紧直尺,防止发生移动
划 线 角 尺 ①划出平行线或者垂直线的导向工具 ②检查锉削平面的垂直度
角尺要紧贴工件的一个基准面
划 规 ①划出圆的线痕 ②划出弧的线痕 ①划规的脚尖保持尖锐
②划线时保持中心不发生滑移
样 冲 用于在钻孔中心处冲出冲眼,防止钻孔中心滑移 ①应斜看靠近冲眼部位
②冲尖对准划线的交点或划线
③敲击前要扶直样冲
锯 割 手 锯 分割金属材料、木料和硬塑料等 1.站位和握锯姿势要正确
2.推锯加压,回拉不加压
3.锯程要长
4.推拉要有节奏
锉 削 锉 刀 金属表面加工 1.身体和手臂动作协调
2.在推锉过程中,左手的施压要由大变
小,右手的施压要由小变大,使锉刀平
稳而不上下摆动
钻 孔 钻 床 实体材料上打孔 1.用样冲在工件上冲中心点
2.用平口钳或手钳夹紧工件
3.装夹钻头
4.钻孔
螺 纹 加 工 丝 锥 攻内螺纹 1.起攻时一只手下压,另一只手顺向旋转
2.两手均匀施加压力
3.经常倒转1/4~1/2圈,避免铁屑阻塞
4.当切削部分全部进入工件时,就不再施加压力
圆板牙 套外螺纹 连接方法 与连接件 图示 应用说明
铆接 金属框架的连接
不易焊接的铝板间的连接
黏结 金属材料和其他材料的连接
有间隙存在的金属件之间的连接
修补金属件的破损
疑难考点：金属的连接
焊接 焊接电路板上电子元器件
连接铜(铁)材料的小型件
连接承受强度大的金属件
连接承受力大的金属件,如自行车车架的连接
螺栓和 螺母 金属件之间可拆卸的连接
机构的连接
紧定 螺钉 固定轮子或轴
室内装潢的零件的连接
元宝 螺帽 零件的拧紧
经常需要拆装的零件的连接
平垫圈 配合螺母和螺栓的使用,可使连接处受力均匀分布,防止连接件受到损坏
弹簧 垫圈 易受振动场合的连接
螺纹的加工方法
螺纹类别 加工方法 加工流程
内螺纹 攻丝 底孔倒角 选择丝锥 装夹工件 攻丝
外螺纹 套丝 倒角 选择板牙 装夹工件 套丝
内螺纹
外螺纹
金属表面处理
方法 工序
表面刷光 清除毛刺和铁屑 用细锉锉平金属表面 用精细级金刚砂纸打磨
喷涂油漆 喷涂防锈漆 喷油漆
镀层 用电解等方法在金属表面涂上一薄层抗氧化金属材料
膨胀螺钉 一般用于防护栏、雨篷、空调等在水泥、砖等材料上的紧固
钻孔 钻孔的操作步骤:
样冲定位 装夹工件 装夹钻头 钻孔
安全操作警示
二要:要集中注意力;要戴防护眼镜
二不:不准戴手套;不能用手直接扶持小工件、薄工件
中国古代工匠精神以道德精神为中心，强调“以德为先”“德艺兼求”，通过“心传身授”和“体知躬行”的教育过程，陶铸了中国匠师“强力而行”的敬业奉献精神、“切磋琢磨”的精益求精精神和“兴利除害”的爱国为民精神。中国古代工匠关于技术的设计规范与工艺的精细要求不乏历史记载。据《考工记》记载，战国编钟的细密程度可以做到“圆者中规，方者中矩，立者中县，衡者中水，直者如生焉，继者如附焉”;《轮人》《车人》诸篇中，对车轮的制作和检验，规定了从选料、外观、功能、检验标准等方面多达10项的详细技术要求。中国古代工匠精益求精的技术精神，不仅是他们安身立命的根本，更创造了举世瞩目的技术辉煌。
讨论:1.你知道我国哪些工匠大师，他们都有哪些共同点
2.谈谈你对工匠精神的理解。工匠精神对于个人成长和国家发展具有哪些意义
3.为什么在现代技术高度发达的时代，还需要工匠精神
讨论:1.你知道我国哪些工匠大师，他们都有哪些共同点
2.谈谈你对工匠精神的理解。工匠精神对于个人成长和国家发展具有哪些意义
3.为什么在现代技术高度发达的时代，还需要工匠精神
例如，鲁班(木匠 )、李春(石匠)、有巢氏(建筑)、尹伊(名厨)等。他们的共同特点是都拥有高超的技艺和精湛的技能;对待工作认真敬业、精益求精;对自己的产品精雕细琢，一心做到最好
2.谈谈你对工匠精神的理解。工匠精神对于个人成长和国家发展具有哪些意义
3.为什么在现代技术高度发达的时代，还需要工匠精神
工匠精神内涵包括:严谨、专注、脚踏实地、坚持不懈、精益求精、不畏艰难、淡泊名利等。
工匠精神就是追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神、用户至上的服务精神。工匠精神可以培养认真敬业、执着、创新的品质，促进个人专业能力成长;可以推动企业精益求精，提高产品质量;更可以带动我国的制造业从中低端走向中高端，从“制造大国”变为“制造强国”。
2.谈谈你对工匠精神的理解。工匠精神对于个人成长和国家发展具有哪些意义
3.为什么在现代技术高度发达的时代，还需要工匠精神
当前，我国制造业大而不强，产品档次整体不高，自主创新能力弱。弘扬工匠精神，将在全社会倡导一种“做专、做精、做细、做实”的作风，形成爱岗敬业、无私奉献的文化氛围,树立劳动光荣、奉献伟大的精神风尚，是新时代建设创新型国家、建设质量强国、建设文化强国的需要。
1.如图所示为汽车的底盘模型。为了研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型。此模型属于（ ）。
A. 草模
B. 概念模型
C. 功能模型
D. 结构模型
D
2.小强要将一根厚度为26 mm的木条与一块厚度为9 mm的木板牢固地连接在一起,若采用长度为30 mm的自攻螺钉,则下列连接方法中,合理的是(　　)
A
3.小明在通用技术实践课上用木板制作如图所示的房屋模型,选择了下列工具,其中不合理的是 (　　)
B
4.在如图所示的连接件上手工加工内螺纹和外螺纹,需要用到的工具是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.划针和样冲
B.划规和钢锯
C.锉刀和铁锤
D.丝锥和板牙
D
5.锉削时,要根据零件加工表面的形状选用不同类型的锉刀。图中所示的铝合金工件,标注A的60°折角位置适合选用(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.三角锉
B.圆锉
C.半圆锉
D.方锉
A
6.把图甲所示的100×60×4的钢板加工成图乙的形状不需要用到的工具是(　　)
B
7. 小明同学要设计木质书架，用泡沫KT板制作了书架模型。该模型（ ）。
A. 不能反映书架的外型特征
B. 不能反映书架的实际加工工艺
C. 无法使设计对象具体化
D. 能表达书架的结构尺寸和连接方式，能用于结构的强度试验
B
8.如图所示为钢筋混凝土横梁的受力变形示意图。由于混凝土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，为了合理利用钢筋，下列对横梁的分析中正确的是（ ）。
A．上部弯曲的程度比下部大，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋
B．上、下都受弯曲，应在上部和下部布置相同的钢筋
C．上部受压，下部受拉，应在上部布置细钢筋，下部布置粗钢筋
D．上部受拉，下部受压，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋
C
9.以下金属加工操作中不规范的是 (　)
A.起锯时,起锯角约15度
B.划线时,压紧钢直尺
C.冲眼时,样冲倾斜对准位置后扶正冲眼
D.在厚钢板上攻丝时,一直顺时针方向旋进丝锥
D
10. 用一根截面符合要求的长木料加工如图6-5所示的椅子横档，合理的工艺流程是（ ）。
A.下料→锯割榫头→画线→刨削
B.下料→画线→刨削→锯割榫头
C.下料→刨削→锯割榫头→画线
D.下料→刨削→画线→锯割榫头
D
11.如图所示，用3毫米厚的扁钢手工加工挂钩，以下工艺流程中合理的是（ ）。
A．划线→钻孔→锯割→弯折→锉削
B．划线→锯割→锉削→钻孔→弯折
C．划线→钻孔→锯割→锉削→弯折
D．划线→锯割→锉削→弯折→钻孔
A
12.张明用薄铁板加工如图所示的零件,下列操作方法中不正确的是(　　)
A.划针紧贴导向工具,在薄铁板上划线,样冲倾斜对准交叉点,扶正冲眼
B.左手紧握薄铁板,右手握紧手锯进行锯割,推锯加压,回拉不加压
C.用台虎钳夹紧零件,锉削锯割面,推锉时左手施压由大变小,右手施压由小变大
D.将钻头正直装夹在台钻上,用手钳夹紧零件,对准冲眼钻孔
B
13.如图所示是一款高度可调节的电脑桌，立柱可伸缩，用紧固件固定。为了操作方便，下列紧固件中应选用(　　)
A
14.如图所示是一款高度可调的金属支架电脑桌。为了方便竖杆与横杆拆装，减小包装的尺寸，以下连接方式中，竖杆与横杆之间适宜采用的是(　　)
A．焊接
B．胶接
C．铆钉连接
D．螺栓、螺母连接
D
15.小明准备采用３ｍｍ厚的钢板加工如图所 示的小零件 。 加工该零件时 ，下列操作中不恰当的是 （ ）
Ａ.锯 割 操 作 时 可 适 当 添 加 润 滑 油
Ｂ.锯 割 、锉 削 时 可 以 戴 手 套 操 作
Ｃ.图 中 ② 处 的 凹 槽 可 以 直 接 用 手 锯 锯 出
Ｄ.图 中 ① 处 圆 角 的 加 工 可 选 用 半 圆 锉
C
16.通用技术课上 ，小明设计了如图所示的零件 。 用厚度为５ｍｍ的钢板制作该零件 ，下列说法中不合理的是（ ）
Ａ.加工流程可以为 ：划 线 → 冲 眼 → 钻 孔 → 锯 割 →锉 削
Ｂ.用圆锉加工该零件外轮廓的各段圆弧
Ｃ.需要用到的工具 ：钢直尺 、样冲 、划规 、钢锯 、平锉 、麻花钻 等
Ｄ .在平口钳上夹紧钢板并调整位置 ，戴上防护眼镜 ，进行钻孔
B
17.通用技术实践课上,小明设计了如图所示的摆杆。用4 mm厚的钢板制作该摆杆,下列加工工艺中工具选择不合理的是 (　　)
A.划线:划针、划规和钢直尺
B.锉削:锉刀、钢丝刷和台虎钳
C.锯割:钢丝锯和台虎钳
D.钻孔:麻花钻和手钳
D
18.如图所示为圆钢加工后的零件,小明加工该零件时,下列工具中不需要的是(　　)
B
19.加工钻模时,小明进行了下列操作。其中不恰当的是(　　)
A.先在钢块上划出中心线和外轮廓线,然后冲眼、划圆
B.将麻花钻正直插入钻夹头,并夹紧
C.将平口钳放到台钻工作台上,并夹紧钢块,戴上防护眼镜,对准冲眼,开始钻孔
D.将钻孔后的钢块连同平口钳一起移到钳工桌上,锉去外轮廓的余量
D

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