自制教具指导手册.doc

第一部分 自制教具的技巧第一节 金属板金属丝的加工技巧以金属为主要材料的自制教具主要取材于社会生活遗弃的边角料。利用边角料自制教具前都需加工整理。下面介绍金属板、丝的几种加工技巧。 一、金属板的整平 图1-1图1-1金属板的整平应放在平直的型钢平面上，用30mm40mm400mm的木条轻轻敲打表面，可使金属板平整。切不可用铁锤在铁石上敲整，否则会使敲击部位变薄，越敲越不平整。如图1-1。 二、金属板的弯制 图1-2金属板需弯制成100mm以上的长度时可把金属板一部分放在型钢上，将要弯制部分留出，然后用两块木条压住要弯制的左、右部分，推压即可，见图1-2。 三、金属板的裁剪 裁剪较薄一点的镀锡、镀锌板，一般用剪布用的剪子或一般剪铁用的剪子就可以了。如果遇到1mm或大于1mm的铁板就剪不动了，这里介绍两种裁剪方法： 借力裁剪法：首先把比剪子柄略粗一点的铁管套在剪子比较直的柄上，然后把另一只剪子柄架在木板上，为了使剪子操作方便，最好把放剪子柄的地方事先挖一个凹坑，把剪子柄放进去定位。 操作时，先把铁板放入刀口，再用力压套在剪子柄上的套管，由于套管延长了剪子的力臂，这样就很省力。剪铁板时，只要稍稍用力，铁板就剪开了。这种方法只限于剪裁1-1.5mm厚的铁板。 固定铲剪法：先把裁剪的铁板卡在台钳上，裁剪口要与台钳口对齐，然后用平钢铲由铁板的一个边缘向另一个边缘一点一点地用铁锤敲击钢铲，这样就可以把铁板剪开了。 四、金属板的卷制 图1-3将薄铁板加工成铁皮管，首先要依照铁皮管的粗细、长短，剪好铁皮，剪出的铁皮宽度要多出1mm左右的搭接部分。剪好以后放在一块三角铁内侧，再用一段与管内径一般粗细的金属棒压在铁皮上。然后用铁锤敲击金属棒，把铁皮敲出一条槽沟，再用木方棱在铁面上轻轻敲圆合逢，抽出金属棒，用锡焊好接缝。卷制方法如图1-3所示。 五、金属板的咬合 图1-5图1-4金属板的咬合是把两块板的边缘（或一块板料的两边）折转扣合，并彼此压紧，这种连接方法叫咬合，适用于受力较大的连接。咬合的方法有多种，如图1-4所示。咬合最常用的方法是卧缝单扣，下料时留出等于咬合宽度的加工余量， 另一块板料上必须留出咬合缝宽度二倍的余量。卧缝单扣的加工工艺如图1-5所示。 加工时，板料上划出的扣缝弯折线处应放在角钢边缘上，用木锤将伸出部分向下弯成90度角，然后朝上翻转板料，再将弯折边向内扣，不要扣死，要留出适当的间隙。用同样的方法弯折另一块板料的边缘，然后两块板料相互扣好，锤击咬合，再将扣缝边缘敲凹，压合即成。 六、金属丝的校直 金属丝的校直有多种方法： 图1-6较细的金属丝，将其绕过一个木棒，然后用手或钳夹住金属丝两端，反复用力抽拉，经过几次，金属丝就会校直，如图1-6所示。 图1-7较粗一点的金属丝，可将金属丝放在一块板底下，然后用脚踩住木板，用手或钳夹住金属丝两端反复抽拉几次，金属丝也可以校直，方法见图1-7。 图1-8较粗、较长的金属丝可将金属丝分别固定在两端木桩上，然后用脚在中间部位踏直，如图1-8。 七、金属丝的加工工艺图1-9小圆环的制作：如果用钳子徒手去做很难做圆，要想做成较理想的小圆环，首先要找一根与圆环内径一样的铁棒或木棒，把铁丝绕在铁棒或木棒上，用钢锯顺铁棒方向把铁丝锯断，这样便做成了一串开口的圆环，如图1-9。 如果将铁丝单圈套在铁棒上，在对口处用钳子把多余的部分折一下，便可做成带柄的铁丝环，如图1-10。 图1-10弹簧的制作： 根据需要选择粗细合适的钢丝，然后把钢丝绕在选定直径圆铁棒上。如果钢丝太硬，不易缠绕，可以先进行退火处理。即把钢丝放入炉中均匀加热直到发红时拿出来慢慢冷却，冷后再按上述办法缠绕。将缠绕好的铁棒再放入炉中加热，直到发红后取出铁棒，迅速浸入冷水(最好是机油)淬火。淬火后，从铁棒上取下钢丝，就做成一只弹簧了。绕制方法如图1-11。 图1-11图1-10八、金属板的锡焊接技术 常用的焊锡 锡焊是利用高温使锡熔化用于接合金属的技术。所谓焊锡就是低熔点的铅锡合金，锡与铅的比例不同，焊锡的熔点也不相同。焊接一般金属用的焊锡，锡占67%，铅占33%，熔点为180C左右。 焊锡的好与坏直接影响焊接的质量，自制教具宜选择熔点低、表面光洁的焊锡。市场出售的1.2-2mm的松香焊锡最便于自制教具使用。 常用的助焊剂 要保证锡焊牢靠，被焊处打光后必须涂上焊剂，以除去氧化物和各种污垢，使焊锡容易结合，常见的助焊剂有售品焊油(俗称)。售品焊油虽然种类很多，但大体可分为酸性和盐性焊油。这两种助焊剂适用于一般的金属物品。 盐酸溶液适用于马口铁及钢皮等金属的焊接，盐酸腐蚀性很强，焊后最好用水清洗。这种助焊剂不能用于电器设备的焊接。 三种助焊剂配方 1.松香酒精焊剂：松香20g，酒精70g，澳化水扬酸15g。 2.中性焊剂：医用凡士林100g，三乙醇胺10g，无水洒精40g，水扬酸10g。 3.无机焊剂：氧化锌40g，氯化胺5g，盐酸5g,水50g。 烙铁的使用 烙铁按加热方式可分为电烙铁和火烙铁两类。 电烙铁有内热式和外热式两种。内热式电烙铁体积小、热效率高、温度上升快，是目前最普遍的锡焊工具。其缺点是电热芯的瓷管较细，容易摔断。外热式电烙铁虽不具备内热式电烙铁的上述优点，但比较坚固耐用，且功率比较大，所以目前仍被继续使用。 电烙铁的电源线一般采用电灯用的花线(塑料线也行)长度为1.5mm左右，功率超过100以上的，电源线则要粗一些。电烙铁功率大小的选用，应视焊接工件的体积来决定。焊接体积大的工件所需的热量也大，应选用较大功率的烙铁。焊接体积小的工件，所需的热量也少，可选用较小功率的烙铁。焊接印刷线路板、无线电元器件等一般可采用25- 45的小型电烙铁，使用大烙铁容易损坏元器件。电烙铁规格有25W、45W、75W、100W、 150等。一般仪器室进行维修、自制教具等，备有25和150两种电烙铁就可以了。在焊接过程中，电烙铁如果是用用停停，那么烙铁上集结的热量就不能及时散失，这样热量储存过多，很容易将烙铁头热死(即全部被氧化物覆盖而吃不上锡)，从而影响焊接质量并缩短电烙铁的使用寿命。为了避免发生烙铁头热死现象而影响焊接速度，最好在不焊时将烙铁降温，使用时又能较快地达到焊接温度，下面介绍这样的装置： 利用整流二极管降压接线： 利用整流二极管降压接线装置采用的电路如图1-12所示。 二极管是2型1/400，上方是常闭微动开关(可用机床上的限位开关)，下方是20-150电烙铁,当电烙铁搁在架子上时因微动开关触点受压，常闭开关即可断开，因二极管与电烙铁串联，使电烙铁上的电压有效值降低30% ，而使烙铁温度下降。重新拿起电烙铁时，微动开关触点闭合，二级管被短路，烙铁又得到额定电压，电烙铁很快恢复到工作温度。图1-12为了安全可靠，可费一点工夫用一只木盒子把所有器件组装在一起，如图1-12。火烙铁使用起来虽然比较麻烦，但在没有电的地区或没有电的时候及焊接比较大的工件时仍然要使用。火烙铁是在火炉子或洒精喷灯加热的，加热时要把烙铁小头向上，使吃锡部分露在外面，不然同样会把烙铁烧死。小烙铁用酒精灯加热也可，其它焊接技术要求与电烙铁相同。 锡焊要点： 锡焊要点可以简单归纳如下： 1.使用烙铁(包括火烙铁)前，必须使烙铁头表面蒙上一层锡(俗称“吃锡”)，这样烙铁头才能拉住锡。上锡的方法是在烙铁未加热前，将烙铁头挫光，除去氧化物或污垢，然后对刮亮后的烙铁头加热，直到光亮部分变成紫红色，再用焊锡丝均匀地涂在烙铁头上。 2.无论哪种烙铁，都不能长时间过量受热。否则会使烙铁头表面氧化而造成不能吃锡，出现了这种情况应按上述方法以重新“吃锡”，才能使用。 3.在锡焊中控制烙铁头的温度十分重要，烙铁烧到什么程度才合适呢？可用烙铁头与松香接触来判断，烙铁头和松香接触冒出柔顺的白烟，松香向烙铁头上扩展，又不吱吱作响，这就是烙铁最好的焊接状态。 4.锡焊中，锡和焊点结合紧密，焊点圆滑、光亮是锡焊的基本要求，所以正确的操作步骤是：烙铁头接触松香-沾锡-烙铁沾锡的地方接触焊点23秒钟-移开烙铁，使锡凝固，凝固时焊件不能乱动，以免造成假焊。 5.被焊物焊前要刮净焊点氧化物或污垢，然后上松香或焊剂。 6.铁件焊接时，最好用氯化锌溶液作助焊剂，焊接效果最佳。 图1-137.如金属板散热面积大(或烙铁瓦数不足时)，可对金属板预热后焊接，或采用边焊边加热的方法进行，如图1-13所示。 第二节 木材料的加工技巧木制材料一般是就地取材，利用木材的边角废料，加工成型。下面介绍木料的加工方法。 一、配料 配料是根据自制教具的要求，合理确定零部件所用木材的木质、纹理、材色、光泽等特征，合理的选配木材，可以保证教具的质量和教具的使用寿命。 除此之外，还要记住“长木匠，短铁匠”这句谚语，这句谚语就是说在配料时，通常都要留有余量。 如果木材下短了和薄了，就成了废料。那么余量留多少合适呢？一般说500mm 以下的毛料，宽厚的加工余量值取3mm，长度在500mm1000mm的毛料，宽厚加工余量值取3mm-4mm；长度在1000mm1200mm的毛料，宽厚加工余量值取5mm。 一般毛料在长度上都留有一定的长度余量，余量值约为5mm20mm。 各种覆面材料的加工也要有加工余量。一般在长、宽上的加工余量值各为15mm20mm。二、刨料 木工用手刨子刨料要平直、方正。刨削时应先刨大面后刨小面。这是刨料应注意的问题。 图2-1手工刨推刨时，两手紧握刨柄，食指向前伸出，大拇指须加大推力。食指略加压力，双手平行用力向前推进。推进中途用力要均匀，一直推到手臂伸直为止。推到前面时，压力逐渐减小到不用力为止。退回时，应将刨身后部稍微抬起，以免刃口在木材上拖磨，使刃口迟钝。刨削时，刨底应始终紧贴木料面，开始不要将刨头翘起来，刨到前端时，不要使刨头低下去，否则刨出来的木料表面中部会凸起。如果木料局部凸起，应先将凸起部分用粗刨刨平，然后再用长刨刨削。 三、划线 图2-2划线的方法有多种，如：铅笔画线，竹笔衬墨画线，线勒子画线，墨斗工具弹线，还有较传统的墨株划线等，划线方法如图2-2。 画线时注意事项： 划线时要根据刨光和锯割的需要留出消耗量。锯缝消耗量：大锯约4mm，中锯约2mm3mm，细锯约1.5mm2mm。刨光消耗量：单面刨光约1mm1.5mm，双面刨光约2mm3mm。 总之画线应准确、精密。只有这样木料连接才能合理。 四、打眼 打眼有多种方法，一是传统的凿具凿孔法，二是钻具打眼法。虽然凿具的种类很多，但使用方法基本相同。一般凿孔前先画好需凿孔的线，将木料放在板凳上。手握凿柄，将凿刃放在靠近身边的横线附近，离横线约3mm5mm，凿刃斜面向外，当凿到另一横线附近时，将凿刃翻转过来垂直打凿。当孔打到孔深一半时，将木料翻转过来打孔，直到打透。如孔壁毛糙，要用凿具修平。 钻具打孔首先要熟悉钻具，掌握要领。不管使用什么样的钻具打孔都应注意以下几点：一是钻头要严格对准孔的中心，避免孔位打偏；二是钻具要垂直，避免孔深打偏；三是打斜孔时应始终正确掌握斜向角度。 第三节 玻璃的加工技巧玻璃自制教具有很大的实用价值，要想制成理想的教具，需要掌握一些玻璃加工技巧，下面介绍几种玻璃加工的方法。 一、平板玻璃的切割 平板玻璃的切割首先要在所需切割的玻璃上确定切割尺寸，并划好标记。若切割直线可用直尺对齐划线，因玻璃刀的刀尖与边缘距离约2mm，所以在下刀时应将直尺向外退出2mm。 切割玻璃时应右手持刀，左手压尺，使玻璃刀侧面靠在木尺上划割。划割后在玻璃上留下的只是刻痕，并非将玻璃割穿。因此在切割玻璃时，只要是在玻璃上留有痕迹即可。千万不可在同一处划数刀。若切割时操作不当，刻痕太浅，应在玻璃反面再切割。若刻痕太浅，不易扳断玻璃，可用玻璃刀或钳子、小锤子等物在刻痕背面玻璃中线处由下向上敲击，直到划痕处出现裂纹后再用力扳断即可。 平板玻璃的剪圆、磨边。若需要外缘是曲线或圆的平板玻璃，厚3mm以下，可用上述划割的方法先划出所需的刻痕，然后放在清水中用剪刀剪成所需形状。剪好后再在水中用水砂纸或磨石、细砂轮等将边缘磨圆。 二、玻璃管材的切割 细玻璃管、棒的切割。直径在5mm10mm以下的细玻璃管、棒在切割时，首先要平放在桌子边缘上，用三角锉、砂轮片(或新敲碎的瓷碗片)的棱刃垂直紧压在玻璃管欲截断处，用力向前推，使锉痕达到管图3-1周长的1/3或1/4后，拿起玻璃管(棒)，两手的大拇指抵住锉痕的背面。其余各指按住玻璃管(棒)，两手同时稍用力往后扳即断，如图3-1。 粗玻璃管的切割。先将要截断处用锉刀锉一圈细痕，用电阻丝沿细痕环绕一周，电阻丝交叉处用耐热绝缘材料隔开(或留1mm2mm小缝)，切割方法如图3-2。电阻丝可从150电炉丝中取其中的一段，加热拉直而成。电阻丝可由调压器或低压电源调成很低电压供电。待电阻丝红热一分钟左右。在细痕处滴一滴冷水，同时断电，玻璃管就会沿细痕断开。 图3-2断开后的玻璃管口很锋利，易划破皮肤，所以玻璃断开后要做一下处理。其方法一是可放在酒精灯上烧平滑；二是可在细砂布上或磨石上磨平。 三、玻璃瓶的切割 玻璃瓶(废灯泡)的切割方法很多，下面介绍几种方法。 在玻璃瓶切割处用玻璃刀或小钢锉刻成一道锉痕，再用棉线在锉痕处绕上几圈，然后滴上酒精，点燃棉线大约一分钟左右，在锉痕处滴几滴水，瓶即可沿锉痕断开。 将废报纸割成5mm7mm宽的长条，然后将纸条放入清水中浸湿，取出。浸湿的纸条沿玻璃瓶切割线一侧紧贴瓶壁周围绕1-4圈。报纸边一定要整齐。点燃酒精灯，将瓶切割线对准酒精灯火焰，不停转动瓶子，瓶热后，放在冷水中即可断开。 将玻璃瓶内装入食用油至切割线(并留出铁棒余量)，然后将绕红的铁棒插入油内，玻璃瓶会沿油面断开。 也可用自制电阻丝切割器切割玻璃瓶、玻璃管、灯泡等。切割时要注意：一是电阻丝绕一周交接处要留出1mm2mm的空间以免短路。二是玻璃瓶滴水后要迅速断电。 第四节 纸材料的加工技巧纸教具有取材方便、制作简单等特点。只要掌握一些纸工技巧，自制纸工教具就不难做到。下面介绍几种纸材料的加工方法。 一、纸的卷制 图画纸、挂历纸等较薄的纸在制作圆柱、圆锥图形时，可先用木铅笔杆或小木棒把纸卷在上面，卷好后放在桌上平推几次，放开后，再按所需形状粘合成形。粘合时，纸圆柱或圆锥内要垫衬圆木棍或笔杆，再在外面粘合处涂胶加压、粘合，然后抽走圆木棍或笔杆即可。 上述纸也可下好料，双手拿住两端，然后在桌角上来回拉刮几次，使纸卷曲。纸经过这样的定型处理后，卷制成的各种圆柱形、圆锥形外形就平整圆滑,没有皱折了。 卷制长的空心纸管，也可用长条薄纸衬以圆珠笔芯从一角斜卷，按螺旋上升而制成。 用黄板纸卷制各种大小圆柱，可将粘合处边缘锉成斜面，以减少接缝处的厚度。在纸上均匀地喷少量水，待纸湿润变软后轻轻地卷在圆木棒上，然后将末端粘合，或用纸条把末端封住，抽出木棒，放在阴凉处晾干。黄板纸经过这样定型处理后，才能制成圆柱或圆锥。二、纸的嵌插纸的嵌插是将两个要嵌插的部件分别开槽，然后互相嵌插成形，如图4-1。 图4-1嵌插时两口相对，两片成十字形，插入口底就成了一个座架。嵌插部件的口要根据纸片薄厚而定。嵌插后的小架子可做自制小磁针、摩擦起电、小风车等支架。 三、纸零件的转动及与其它材料的连接纸零件的转动在自制教具中应用十分广泛。下面介绍几种纸零件的转动方法和与其它材料的连接方法。 轴转动。在做钟表模型、计算盘等各种轮子转动等教具时都需要一个理想的轴。薄纸板连接轴一般采用铜、空心铆钉或塑料空心、实心铆钉。这此铆钉做轴，比较光滑，使需转动的纸轮子能够转动自如。 图4-2顶珠转动。它是由子母扣扣纸边接来实现的。顶珠由废圆珠笔芯安装组成，如图4-2。这种安装方法可做静电实验、小磁针实验等。 图4-4图4-3铁丝连接转动。铁丝连接转动有多种方式，一是回头连接固定，如图4-3，然后贴一圆片固定。二是双面加挡连接固定，如图4-4。 左右两边的挡可用比轴稍粗一点的管套入轴，夹住纸轮即可。 四、吹塑纸的加工 吹塑纸硬折弯。可用酒精灯加热废钢锯条，不可温度太高。然后放在要折的纸上，吹塑纸变软，这时用手折成所需的角度即可。拿去钢锯，纸凉后就可定型。 吹塑纸软折弯。吹塑纸软折弯可先用手折成所需要的弯度，然后点燃蜡烛，用蜡焰烤热，见热变形即可离开蜡烛，待凉了就可定型了。 五、纸模型的制作工艺纸做模型在自制教具活动中应用的也十分广泛。其关键在于纸桨的制作。具体方法如下： 把旧纸或旧包装箱浸泡在热水中，一两天后，用木棍将其搅碎，再放到较大的铁锅内边煮边搅拌。待纸桨完全变成糊状后取出，放到粗布包中挤压出水份。在挤压后的纸桨中放入少量的明矾、石膏粉和适量的胶水或白乳胶。胶不宜太多，因胶的收缩性大，易裂；太少易进潮气而涨软。掺胶由少到多，混合到用手摸纸桨略有粘性即可。做模型时每2cm2应钉一根铁钉。钉的长短根据模型高低而定。钉的作用既是高低的依据，又起加固的作用。防止干燥后脱离底板。 堆塑修饰后，放阴凉处风干。发现裂缝及时用石膏粉调白乳胶水填补。模型干后着色，然后涂一层清漆。 第五节 塑料的加工技巧塑料教具是以塑料为主要原材料制作的教具。目前塑料教具在中小学各学科所占比例越来越大，因此掌握塑料的加工技巧十分重要。下面介绍几种简单的加工方法。 一、塑料的切割 较薄的塑料较脆，不能用锯条锯割，可将废钢锯条折断后用其锋利处做切割刀刃或用刻刀沿刻线档尺反复刻划几次，直至板面出现一道深痕，再翻过来，在同一部位划一道深痕。然后将塑料板移至桌边，轻轻向下一扳，就可沿划线断开。 二、塑料的弯制 用塑料板弯制较大的圆筒时，可将有机玻璃板在电炉上加热，待热的部分软化时，衬在圆柱上弯曲，即可成型。若需要直角则可在直角弯曲处划一道小刻痕。在刻痕背面加热，当其软化时，速离热源，折成直角，待冷却后再松手，即可成型。 三、塑料的粘合 常用的塑料粘接方法有以下几种。 热熔粘接法 热熔粘接也称焊接。热塑性塑料一般都有一经加热就熔融而粘合的特点，因此热熔法通过使连接的部件升温达呈粘流态，并在一定的压力下叠合粘结、冷却后即成一体来实现的。 溶剂粘接法 利用有机溶剂，例如丙酮、三氯甲烷、二甲苯等，或用含有该种塑料的溶液滴入连接处表面，使之溶解。溶剂挥发后即可形成牢固的接头。但这种方法不适用于不同品种塑料之间的粘合。 胶粘剂及粘接法 1、几种粘合剂塑料粘合剂：粘结尼龙，有机玻璃。 配制方法： 将氯仿(三氯甲烷)30g，苯酚40g，甲苯30g混合即成。 注意事项：将三氯甲烷倒入容器中，再将苯酚溶解后倒入甲苯。为了增强粘结效果，可加10g左右的尼龙制品。 虫胶酒精溶液及焊泥：用于玻璃与金属间的密封、填隙。 配制方法： 180ml酒精中，加入135g虫胶(漆片)、15g松香粉末，搅拌均匀后把容器放在6080的水里加热，使其全部溶解。如果制成焊泥再加入经过烘烤干燥的方解石粉(500g)、锌氧粉75g并搅拌均匀，静置24小时即可。 电灯泡，真空管，牛顿管的铁帽如有轻微松动，滴入几滴虫胶溶液即可。发波水槽、全反射实验器如果漏水，可将漏水处的焊泥铲去，用虫胶液和焊泥填补。 (3)环氧树脂胶：粘合金属，玻璃，胶木等。配制方法： 选用环氧树脂(基料)100g；磷苯二甲酸二丁脂(增塑剂)20g；乙一胺(固化剂)8g； 填料(与被粘结物的性质相近的材料粉末)配制时首先将环氧树脂加热到7080，放入填充料和增塑剂，调匀，待冷却到50左右时放入固化剂，不停地搅拌(用一根小棒， 按一个方向搅拌)并驱赶气泡，待树脂呈半流动状态时，灌入需要粘合的孔隙中去， 等十几到二十几小时，即可硬化粘牢。 注意事项： 固化剂的数量不可过多、过少。过多胶太脆，易碎；过少，不易硬化。 被粘合物表面必须清除油污，用四氯化碳较好，也可以用酒精或汽油清洗。被粘合处的表面粗糙一些好。 加热温度不得超过180。 有机玻璃胶： 其配制方法是直接用氯仿(三氯甲烷)粘合，为了使氯仿不致挥发过快，可在溶液中加少许冰醋酸。为填补缝隙，可用有机玻璃屑溶解在氯仿中制成粘度较大的有机玻璃胶液。 2.塑料、有机玻璃常见接头 图5-1平面接T型接角接对接任何粘接接头不论多么复杂，都可以简化为四种基本形式，如图5-1所示。 对接接头。它的粘接面积小，除拉力外任何方向的力都容易形成不均匀扯离力而造成应力集中，所以粘接强度低，一般不采用，如需要时，对接接头可采用改进形式，如图5-2。 图5-2对接接头改进形式角接接头。它的粘接面积小，并且所受的力是不均匀扯离力，所以粘接强度很低，应避免采用。必须采用时应采取一些组合的补救措施，如图5-3。 图5-3 角的接头图5-4 T型接头型接接头。它的粘接强度更低，一般不允许采用，如果改变其接头形式，采用支撑接头或插入接头，效果较好，如图5-4。 平面粘接：它的粘接面积大，粘接强度高，当柔性材料和刚性材料之间粘接时，应在粘接的边缘采取防止剥离破坏措施。 四、泡沫塑料的制作工艺 泡沫塑料具有质轻、易加工特点。日常生活中包装废泡沫塑料很多，是自制教具的好材料。包装用废泡沫塑料形状规格不一，做教具时需粗加工成形，然后再做教具。加工废泡沫塑料和自制教具都需有一个较理想的加工工具，下面介结加工工具的制作方法。 垂直电热切割器的制作： 图5-5垂直电热切割器是用于切断比较长的泡沫和片状垂直切割。它的主体由宽 200mm 、 长600mm、厚15mm20mm木板一块，长500mm、宽10mm、弹性较好的竹条一根。取单人床电褥丝一根的1/8(约250mm)，两头各留一部分，其余用火烧掉绝缘皮，一头固定在竹条一端，另一端固定在木板上，用导线将电褥丝的两头连接到学生电源上。通电后调整电压，便可控制电褥丝的温度，切割泡沫塑料。整个装置如图5-5。 水平切割器的制作： 图5-6取一块200mm宽、600mm长、10mm15mm厚的一块平滑的木板，(如木板不平，上面可在安装后放一块厚玻璃)，木板两侧中间分别钉一枚5寸大钉，大钉上套有2个环。电阻丝一头固定在一侧的环上，另一头与一个弹簧连接。将电阻丝的两个头用导线连接在学生电源上，通电后就可切割了。使用时要用尺以底板为准，量电阻丝两侧，把电阻丝与板面调整成水平状态，安装如图5-6。 有了这两件切割器就可切割各种型体的泡沫塑料。 第六节 打 孔一、铁板上打孔 在自制教具中，经常要给零部件打孔。下面介绍几种在没有专用打孔工具的情况下，利用简单工具在金属板上进行打孔的方法。较薄铁板上打孔较薄铁板上打孔方法很多。可把需打孔的铁板平放在木板上，然后用手拿钢锥在铁板上加压钻眼直至转到合适的眼为止；也可用与孔同大的铁钉，用小锤敲击铁钉在铁板上打出孔来，这两种方法打出的孔背面都有毛刺，需用平锉把毛刺打平。最好的方法是把铁板放在木墩上，把与孔同大的铁钉尖去掉，用板锉把去尖部位打平。最好锉出较锋利的刃来，打孔时钉坚直放在需打孔位置上，用小锤用力一敲，比较规则的孔就可以打出了。 较厚铁板上打孔图6-1给较厚铁板打孔要有应手工具，这就是冲子。冲子可用废三角锉、柴油机废气门杆、废自行车轴或脚蹬杆为材料自制。自制时在沙轮上磨出锥形冲尖。但尖端处要有平台，形状如图6-1。 图6-2打孔时，根据孔的大小，可在需打孔处底部放一个比孔稍大一点的螺母，孔的中心与螺母中心相对。然后冲子放在打孔处中心，用力一敲，孔就打出来了，但冲后，孔背面也有毛刺，需用板锉锉平。10mm以上的较大孔可先用冲子或锤子把铁板敲成凹坑,如图6-2。然后翻过来，在凹起的部位用锉打平，即出孔。这样打出的孔不太规则，可用小圆锉扩眼、整形。 二、玻璃上打孔的方法 平板玻璃打孔 图6-3方法1：取一根直径与欲打孔的孔径相同的薄铁管，在一端开几道5mm深、1mm2mm 宽的槽做为钻头。打孔时，将钻头卡在手摇钻或台钻上，对准需打孔部位开钻，压力不要过大，以防压碎玻璃。钻头内抹金钢砂，钻一会，钻头提出，将流出的金钢砂再抹入槽内。这样反复多次直至玻璃被钻透火止，如图6-3。 图6-4方法2把事先和好的厚度约100mm的黄泥紧紧压在平玻璃上， 对准打孔处插上一根自行车辐条，并以辐条为中心转动挖出泥土。使黄泥形成锥形，如图6-4。将熔化的金属铅倒入圆锥形槽内，铅能熔化玻璃并形成小孔。孔下用容器盛着穿孔后流下的铅液。 在玻璃瓶上打孔 用炭钢、硬质废车刀刀头磨成锥体，最好带棱，尖要锋利。它可做为给较厚一点玻璃打孔的工具。如在玻璃瓶上打孔时，手拿刀头给适当的力，经多次敲击，可在瓶上打出所需的孔。车刀头如磨成钻头状也可安在手电钻上给玻璃打孔。 给灯泡打孔 在灯泡、试管等较薄的玻璃上打孔要有专用自制打孔工具。自制材料有：5mm100mm拉嘴玻璃管一段，输液管带开关一段，气球一个即可。打孔进还需有一个用墨水瓶做的酒精灯，汽球吹上气做酒精灯汽源，喷嘴喷出的气体对准酒精灯中部火焰，使灯火横喷出一个尖形火焰，这时把需加工打孔的灯泡或试管放在火尖上加热，待玻璃红时，向灯泡或试管内吹气加压，孔就打成了。孔的大小可由加热面和加压力度来掌握，即可打出称心的孔来，如图6-5。 图6-5三、木板上打孔 图6-6木板上打孔有多种方法。但都需有钻孔工具。手钻是打孔工具中最简单的一种。手钻可用大号螺丝刀改制，也可用硬质钢筋锉磨。其端头应锉磨成四角尖锥形，装上木柄而成。手钻常用于在较薄的木板、三合板、纤维板上打孔用，如图6-6。 四、在纸或纸板上打孔 较薄的纸打较小的孔可用细锥戳孔，孔的大小由针的深浅、粗细面定。较薄一点、较大一点的孔可用剪刀按顺时针方向剪孔，剪刀要从图纸的下方伸入。如逆时针剪时，剪刀从图纸的上方伸入。较厚、较大点纸可用刻刀刻孔。 五、塑料打孔 图6-7塑料板具有怕热的特点。所以在塑料板上打小孔可用热烫法。打孔时，用旧自行车辐条磨成尖，在酒精灯上加热，然后趁热在塑料板上钻孔，边用力、边转动辐条，以免辐条冷却粘在塑料板上。如果要打大孔，超过1cm，最好将废板锉等较硬的材料用沙轮磨出钻头来，钻头分双刃或单刃两种，如图6-7。 打孔时把钻头卡在手摇钻或手电钻上，就可以在塑料板上打出较大的孔来了。打孔时应注意不要用力过猛，压力要适当，以免塑料板断裂。 第七节 找圆心和制圆一、在易拉罐底找圆心 易拉罐底找圆心首先要把易拉罐底部朝上平放在桌面上，桌面要求平。取一个自行车用的小滚珠放在易拉罐的底部，因为易拉罐底部是铁锅底状，等滚动的滚珠静止时，这一点就是易拉罐中心点。这时用小锤轻轻敲击一下小滚珠，就可以在易拉罐底部留下一个压痕，这个压痕就是底的中心点。这种方法既快又准确。 二、给乒乓球找轴心 给乒乓球找轴心，首先要用废自行车辐条两头磨成尖形，由辐条中间对折，然后两头用钳子各弯一个约90度的角，如图7-1。找轴心时，把乒乓球夹在卡子中间，然后转动乒乓球，直到调整同心为止，轴心就找到了。凡是圆物体，找轴心都可以用这个方法。 图7-1三、给圆形物体找圆心 给圆形物体找圆心，如圆形铁、圆木片等，可以自制一个给圆形物体找圆心的专用圆规，制作方法是：用塑料或白板纸或薄铁板，画一个直角，同时在角的等分线的一侧粘一段直尺即可，如图7-2。 图7-2使用进把这个给圆形物体找圆心的专用画规卡在圆形物体上，沿等分线画上一条划痕，然后把圆形物体再换一个方向，沿等分线再划出一条划痕，两条划痕交叉点即为该圆形物体的中心。 四、在金属板上画圆 在金属板上画圆需要画规，如果没有，可采用下面的方法画圆。 用燕尾片画圆 图7-3首先确定所画圆的直径、半径。然后用铁板剪出画圆所需的半径燕尾形铁片，如图7-3。 画圆时，首先在欲画圆处中心打出一个凹坑，然后把燕尾片的一个尾尖放入此坑内，以尾尖为圆心旋转另一个燕尾尖。这样就在要画圆的地方留下了划痕，如图7-4。 图7-4这种方法既准确又简便，画规又随手可制。第八节 粘合方法一、平板玻璃的粘合 平板玻璃的粘合剂一般有502胶、白乳胶、玻璃胶三种，三种胶各有所长。502胶具有粘合速干的特点，但它较脆，经不起敲击。白乳胶具有胶合牢固，透明性能好等特点，但它干得较慢，胶合时间较长。掌握了这些胶的性能后，可采用两种胶结合粘接法。粘合时先在需粘合部位中间涂上白乳胶，两边各留l0mm的长度不涂白乳胶。涂好后组装玻璃。这时两边各滴一滴502胶，过一会就可固定了。这种方法可粘成各种演示箱、玻璃罩等。如做小水槽，可在内缝涂上一层玻璃胶，这样既能增大玻璃的拉力，又可防漏水。二、木材的粘合 粘合木材的胶种类很多，目前最常用的有皮骨胶和白乳胶。这两种胶都是粘合木材较理想的粘合剂。皮骨胶是一种热性胶，使用时需熬制，使用中还需保温。白乳胶使用较方便，但怕水、怕冻，用后应及时密封。常时间在空气中容易挥发、凝固。 木材粘合要注意以下几点:一是粘接的木材要干燥，否则粘合处易干裂。二是粘合处涂胶要均匀。三是胶合后胶不干不能急于加工。只要了解了胶的性能，掌握了粘合的要领，自制教具中就能较理想的粘合木材。三、纸的粘合 纸的粘合是纸教具、纸学具制作中的一个十分重要的工序。纸的粘合剂有:浆糊，透明胶水，白乳胶等。这几种胶中白乳胶可为最佳选择。使用时最好用小排笔刷胶。这样可做到较均匀地将胶涂在纸面上。涂胶时不要涂得过多，过多干燥困难，同时粘合处容易滑动和弄脏作品。一般涂上粘合剂的部件，需待稍干后再粘合，这样可以加快粘合速度。为了防止粘合处在干燥前张开或移动。可用夹子或曲别针等临时固定，待粘合处干透、牢固后再取下。第九节 塑料管、玻璃管与其它物体的连接 一、塑料管直接与铁、铝罐连接 方法是:首先把连接的塑料管一头用小钢挫挫成锥形后，用铁锥子把铁或铝罐锥成比与塑料管略小的孔，把挫成锥形一头的管挤进罐孔中，为了使接头牢固，挤压后最好在接口处点一滴502胶水，这种方法叫硬连接。 二、玻璃管、塑料管与铁、铝罐、玻璃瓶等连接。乳胶管 首先是把容器打孔。孔径略大于安装管。然后采取软连接的方法，把容器孔先塞入一段胶管(橡胶、乳胶管都可以，若用圆珠笔芯连接，可先安装一段自行车用的“鸡肠”乳胶管)，然后再把塑料管、玻璃管等细心地插入软胶管中。就可牢固地连接住了，如图9-1。图9-1软连接与硬连接在自制教具中应用十分广泛。这两种方法各有所长，在自制教具中应根据不同情况选用。第十节 微型顶珠、轴与轴套的制作一、顶珠的制作自制教具中的很多转动装置多是采用顶珠转动。“顶珠”是用废圆珠笔芯上面安上一个子母扣制成的。使用时子母扣可以与多种实验装置连接。如:子母扣上安上被磁化的针，可用顶珠的方法做成磁针；安上塑料片，可做静电实验。二、轴与轴套的制作 自制教具中有些转动是采用轴与轴套转动的方法来完成的。轴套用的材料是废圆珠笔芯铜头，加工方法是:首先把废圆珠笔芯的铜头放在火上烧，除去残存的油质。再把头前的小珠去掉，用挫把锥形头挫平，即可做成精制的小轴套。轴一般用大头针代替，大头针的粗细与轴套正好配套，转动非常灵敏，人们称这样的轴与套为微型轴套。第十一节 铆钉的制作技巧自制教具中连接和转动离不开铆钉。下面介绍几种自制的铆钉。一、塑料铆钉的制作 塑料铆钉是用废塑料皮、实心塑料绳为原料制作的。需做钉帽的一头用蜡烛加热，待熔化后离开火焰，平放在铁板或玻璃板上，稍一加力钉帽就做成了。铆钉的钉杆长短根据教具需要而定。二、铝、铁铆钉的制作 原材料是废铝丝和废铁丝。做钉帽的一头用钳子加紧，然后用小铁锤沿铁丝头外沿轻轻转动敲击，帽就做成了。铆钉的长短也根据教具的长短而定，一般常用的铆钉长6mm左右。自制教具一般都事先备好一些材料和铆钉，这样可节省制作教具的时间。第十二节 泥与秫秸的加工一、泥料的配制及加工 泥教具是以粘土为主要材料，并通过塑制、着色等工艺来完成的。泥土原料可取黄泥、河泥，只要光滑细腻、不含砂土的粘土都可作为泥土原料。泥土教具制作非常简单，它的制作工艺主要包括手捏、刀削、竹刮等。要想做好泥土教具，泥料的配制非常重要。 下面介绍泥料的配制方法: 配制泥料，首先要用细筛子筛除粘土中的杂质。然后将粘土用水泡透或用锅蒸煮透，水量应适当，以不粘手、好揉捏为宜。为了使泥不裂，蒸泡的泥土中要酌情掺入少量的细砂或捣碎的棉花进行炼制。直到搓成小球或压饼后边缘不裂为宜。 泥士教具做出后应放在阴凉处晾干，对有裂痕部位，可以用泥料及时填补。干后，用细沙布打光、着色、刷漆。如做的教具只需单一颜色，可在配料时加入带色的广告粉，泥就成了彩色泥了。二、秫秸教具的加工秫秸(俗称高粮杆)表皮光滑、内瓤松软，用它做教具易连接、固定，方法简单。秫秸教具的辅助材料有铁丝、大头针、竹签等。秫秸教具可带皮做，也可去皮做。这要根据教具需要而定。 下面介绍几种加工方法: 图12-1 (一)十字连接法。两根秫秸做教具，如需十字交叉，制作时可在两根秫秸连接处互开一个能容一根秫秸的半槽，然后互成十字，扣在一起连接即可，如图12-1。 (二)丁字插皮连接法。如需丁字连接时，可在连接头处两边削成斜坡，去掉皮内的瓤，然后插在需连接处。这样连接既严实又美观。为了牢固还需插下一根竹签，如图12-2。图12-2 (三)排穿连接法。如需成排连接做教具，可用细铁丝连接，如图12-3。图12-3 秫秸的连接法很多，如皮杆连接、杆瓤连接等，需要教具研制者根据所需而定。秫秸教具做好之后，一般都在外面刷上一层清漆。这样即可防潮、防水，又增加了光泽，还能延长教具的使用寿命。第二部分 典型自制教具举例第一节 生物一、植物 植物体一般由根、茎、叶、花、果实、种子六种器官构成。小学生学习这部分知识，首先要观察它们的外部特征，然后，再观察它们细小的构造，在此基础上通过一些简单实验，学习植物生理知识。因此，在学习过程中，必须用到植物各种器官的实物、标本、模型。下面介绍几种标本、模型的制作方法。 (一)腊叶标本 “腊”就是“干”的意思，把新鲜的植株域植株的一部分，压制成干的，并能够大部分保留着新鲜时候特征的标本，叫做腊叶标本。腊叶标本一般用压干法进行制作。 材料:小铲，剪刀，吸水性较好的纸，图画纸，标签，标本夹等。 制作方法: 1、采集:采集标本要事先制订一个采集计划，并且准备好工具，按教学要求学生自己动手采集植物的根、茎、叶、花、果实、种子。标本夹由30cm45cm的两块夹板组成。夹板可以用木条或竹条制成。采集的植物应尽量包括它的各个部分。小的草本植株，可用铲将全株掘起，抖去附着的泥土。较大的植株，只能剪取有花、果实和叶片的枝条。同一植物可以采集几份，以便选择。图1-1 2、压制:先在标本夹内放上几层旧报纸，再取一张吸水纸，把采集的标本放在吸水纸上，一张纸上放一株植物。放置时要整理好植物的姿态，把卷曲的枝、叶摊平、伸展，保持自然长势。经整理后盖上几层吸水纸，再放第二株植物，依此类推。在一个标本夹内压制的植物都夹好后，上面再放几层旧报纸，然后用绳子把标木夹捆紧，如图1-1，用重物压上，放在通风的地方。 图1-2 3、干燥:要不断更换吸水纸。开始时，每5-6小时换一次，换 3-4次后，改为早晚各换一次，经过七天至十余天，一般植物能完全干燥。换下来的湿纸可以烘干或晒干后再用。植物干燥的快慢跟植物的种类及气候有关。植物干燥得愈快，愈能保持植物原来的色泽。在雨季要勤换纸，并把间隔的时间缩短，否则就容易引起标本发霉和变色。图1-2 4、装订:把完全干燥的标本，放在20cm27cm的图画纸上，每张纸放一株植物，植株小的，可根据需要放上同种的几株。用线固定，在纸的背面打结，或用狭长白纸条，涂上胶水，把标本固定在纸上。在纸的右下角，贴一张标签，上面注明植物的名称、用途和采集日期、采集人等，如图1-2所示。 5、保管:植物标本可以分类贮藏在纸盒里，为了防止虫蛀、发霉，可在纸盒里放一些樟脑球。盒外贴上名称标签，以便取用。 (二)叶脉标本 方法一 材料:玻璃杯或碗，牙刷，白杨叶或桑叶等。 制作方法: 在一只玻璃杯或碗中放满清水，把白杨或桑叶片浸泡在水里，放在温暖的地方。几天以后，水逐渐变色，甚至发出臭气(腐败细菌使叶肉分解腐烂)。换水后继续浸泡，直到叶片的叶肉部分一碰就会脱落为止。如果脱不尽，可以用细牙刷轻轻刷洗。把残留部分清除干净后，晾干，固定在纸上，注上名称，就成为标本。 方法二 材料:烧杯，碳酸钠，氢氧化钠，软毛刷，酒精灯等。 制作方法:图1-3 把100ml清水注入烧杯里，并加入3克碳酸钠、4克氢氧化钠，加热搅拌。当药液沸腾时，把白杨或桑叶片，轻轻地浸泡在溶液中，继续加热6-10分钟，并用镊子不断翻动。用软毛刷刷去叶肉，放在清水中漂洗，再放在玻璃片上晾干,如图1-3。在晾干时，趁叶脉还没干透，可涂上颜色，再压平，这样就制成了彩色叶脉标本。 说明: 1、一定要选择叶脉清晰而坚韧的老的植物叶。 2、药液可以连续使用四、五次。 3、氢氧化钠有强腐蚀性，在使用时不要直接用手接触药液或固体的氢氧化钠，要特别注意不要溅到眼睛里，以免腐蚀皮肤和眼睛。(三)塑封原色植物标本 塑料胶是指聚乙烯醇，它是制造塑料膜的原料，呈不规则的乳白色颗粒状，一般在化工商店就可以买到。用聚乙烯醇封藏植物标本，特别是绿色开花植物标本，保持原色的效果很好，真实感较强，十分生动、直观。此外，还具有防霉、防损伤等优点，便于管理和保存。 材料:聚乙烯醇，防腐剂(麝香草酚或石炭酸)，甘油，烧杯，水浴锅，毛笔，玻璃板，小勺，烘干箱等。 制作方法: 1、采集标本，并制成干标本。 2、在烧杯中倒入90毫升水和10克聚乙烯醇，放在水浴锅(或水壶)中加热至90-100，见胶液中的颗粒干粉完全消失为止，然后加入一点防腐剂，装入瓶中盖好备用。夏季一般用10%塑料胶、冬季用20%的塑料胶。如果胶水变成胶冻状，需加温使胶冻变成胶水再用。 3、取一块比标本大的玻璃板，用毛笔沾取甘油在玻璃板上面涂刷一层，作为分离剂。 4、加底胶:在涂好分离剂的底板上，再倒一层塑料胶液，其面积稍大于植物体所占面积。 5、放置标木:把干标本放置在底胶层上面，胶与标本要紧密相接，别有空隙，否则有空气处发白，影响观察效果。6、二次加胶:在标本上面再加一次胶液，经过两次加胶使标本埋于塑料胶中。 7、烘干:把底板及埋胶标本置于烘干箱中，调节温度为40-5O，经过一天左右即可。温度不可过高，否则标本枝叶会发生卷曲现象。夏季由于室温较高，不必用烘干箱，在室内凉干也可以。 8、起膜:干燥的标本，要从玻璃板上起下来。先用刀片起开塑料膜边缘，再全部起下。动作要仔细，不要撕破塑料膜和标本。把起下的塑料膜用剪刀修整一下，剪去膜的“飞边”。 9、保存：修整好的膜藏标本要用透明胶带固定在台纸上，台纸右下角贴上标签，塑封原色植物标本就制成了。 以上方法适用于较薄而平整的标本，对于厚、粗、圆等不平整的标本可用毛笔将胶液刷于标本表面，凉干即可。 说明: 1、以上方法制得的聚乙烯醇胶液，酸碱性属中性，对大多数植物是适用的。但有少数植物的花朵如牵牛花、月季、紫罗卜花等，必须选用适当的酸性或碱性胶液才能保住天然色泽。一般说来，红色、橙色的花可用酸性胶液，蓝色、紫色的花可用碱性胶液。如牵牛花，深红的应用PH值为1的胶液，粉红的须用PH值为5的胶液，深紫色的须用PH值为12的胶液，蓝色的须用PH值为14的胶液。这些PH值不同的胶液可以用中性胶液加入少量酸或碱的水溶液制得，其 PH值可用PH试纸测定。 2、封藏的植物应该是鲜的，花朵要选在盛开之前的，这是制作原色植物标本的关键。所以，一般是在药品、用具等准备就绪后再去采植物体，采集后立即动手制作。 3、涂胶液宜薄不宜厚。晾干后发现过薄可再涂一层胶液以加厚。如使用烘干箱加速标本干燥，温度不可超过5O。无烘干箱，一般可在夏季制作标本。(四)种子萌发标本材料:50%的醋酸铜溶液，5%福尔马林溶液，玻璃板，线等。 制作方法: 1、取50毫升50%的醋酸铜溶液，加进清水200毫升，配成稀的醋酸铜溶液，即浸泡液。 2、选择种子发芽过程中不同阶段的幼芽，并作好种子萌发的过程记录。幼芽可以在发芽季节到大田里采集，也可以在盛有土壤的盒里培植。 3、把选择的幼芽用清水洗去泥土，放入浸泡液中浸泡，不能加热。浸泡期一般为1-4天，绿色的幼芽可多浸泡1-2天，待芽由绿变黄再变绿，即可以取出。用清水冲洗几遍，在清水中浸泡一昼夜，用线将幼芽依次固定在玻璃片上，放入用玻璃片制成的标本槽中(制作方法见玻璃加工)，在槽中注入5%的福尔马林溶液，盖上玻璃片，用石蜡封严，即制成了种子萌发标本。如图1-4为大豆种子萌发标本。图1-4(五)果实模型 方法一 材料:薄白纸，胶水，油画笔，剃须刀片，广告色，清漆，果实实物等。 制作方法: 1、选择形状比较理想的欲制果品，或蔬菜，如苹果、梨、黄瓜、青椒等，苹果、梨应把柄切下，留着待用。 2、把白纸裁成5mm左右的纸条，用清水把纸条均匀沾在果