高中通用技术必修一

1、第二节第二节 模型或原型的制作模型或原型的制作一、原型与模型一、原型与模型（1 1）原型的定义：）原型的定义： 原型原型（prototypeprototype）通常是第一个能全面反映产通常是第一个能全面反映产品功能的形体，它广泛应用于新产品的开发中，有品功能的形体，它广泛应用于新产品的开发中，有时原型就是最终产品。时原型就是最终产品。（2 2）原型的作用：）原型的作用：有利于对设计方案的实现效果进行评估。有利于对设计方案的实现效果进行评估。有利于实现对于大规模生产的生产技术与成有利于实现对于大规模生产的生产技术与成本的估算。本的估算。大东方号大东方号事例事例 “玛丽女王玛丽女王2号号”的拥有者

2、是英国人，由法国人制造，的拥有者是英国人，由法国人制造，是目前世界上最大、最长、最昂贵的客轮，英国女王在是目前世界上最大、最长、最昂贵的客轮，英国女王在船上为它命名，它的造价高达船上为它命名，它的造价高达8亿美元，拥有一座两层剧亿美元，拥有一座两层剧院、院、5个室内和室外游泳池，甚至还有一个天文馆。个室内和室外游泳池，甚至还有一个天文馆。 一、原型与模型一、原型与模型（1 1）模型的定义：模型的定义： 模型（模型（model）是根据实物、设计图样或构思，按比例、）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。生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。在很多情况下

3、，由于条件限制，不可能直接制造原型。在很多情况下，由于条件限制，不可能直接制造原型。此时，模型是很好的替代品，它能用来交流并检验设计思想此时，模型是很好的替代品，它能用来交流并检验设计思想及过程，并了解制作一个相似的、真实的物体可能发生的更及过程，并了解制作一个相似的、真实的物体可能发生的更多的事情。多的事情。 例如，建立仿真模型，可以进行可行性试验，用以检验例如，建立仿真模型，可以进行可行性试验，用以检验设计是否达到性能要求。通过模型制作可以反映最终产品的设计是否达到性能要求。通过模型制作可以反映最终产品的形象和品质感。因此，它是产品由设计向生产转化阶段的重形象和品质感。因此，它是产品由设计

4、向生产转化阶段的重要一环。要一环。模型模型神州飞船中的模拟人神州飞船中的模拟人 20082008北京奥运会主会场模型（鸟巢）北京奥运会主会场模型（鸟巢）2008北京奥运会主会场模型北京奥运会主会场模型2008北京奥运会主会场模型北京奥运会主会场模型小区住宅模型小区住宅模型一、原型与模型一、原型与模型模型模型模型使设计对象具体化。模型使设计对象具体化。（）模型的功能（）模型的功能模型帮助分析设计的可能性。模型帮助分析设计的可能性。模型可视、可触、可控制，可以形象地表达所设计的产品的模型可视、可触、可控制，可以形象地表达所设计的产品的比例、尺度、线型、色彩、材质以及每一个构成面。它是一种比例、尺度

5、、线型、色彩、材质以及每一个构成面。它是一种实体语言，为设计的表达和交流提供了一条有效途径，使设计实体语言，为设计的表达和交流提供了一条有效途径，使设计委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通，全面认识设委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通，全面认识设计方案。计方案。由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和巨额资金投由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和巨额资金投入下生产出来的，因此仅凭图纸提供设计意图，很难把握设入下生产出来的，因此仅凭图纸提供设计意图，很难把握设计的可靠性。如果设计一旦失败，损失将十分巨大，所以，设计的可靠性。如果设计一旦失败，损失将十分巨大，所以，设计一件较

6、复杂的产品，必须通过模型制作，才能投人生产。计一件较复杂的产品，必须通过模型制作，才能投人生产。（）模型的分类（）模型的分类 模型模型一、原型与模型一、原型与模型模型的分类模型的分类草模草模概念模型概念模型结构模型结构模型功能模型功能模型展示模型展示模型草模草模 在设计初期阶段草模可以把设计构思在设计初期阶段草模可以把设计构思用立体模型简单的表示出来，供设计人员用立体模型简单的表示出来，供设计人员深入探讨时使用。深入探讨时使用。 在设计构思初步完成之后，用概括的手法表示产品在设计构思初步完成之后，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排、人机关系等，从整体上表现产的造型风格、布局安排、人机关系

7、等，从整体上表现产品造型的整体概念。品造型的整体概念。概念模型概念模型为了研究为了研究产品造型与结产品造型与结构的关系，清构的关系，清晰地表达产品晰地表达产品的结构尺寸和的结构尺寸和连接方法，并连接方法，并进行结构强度进行结构强度试验而制作的试验而制作的模型。模型。 结构模型结构模型功能模型功能模型顾名思义主要用于研究产品的各种性能以及人顾名思义主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系等，并在一定条件下件尺寸与机体的相互配合关系等，并在一定条件下用于试验。用于试验。展示模型展示模型采用真实

8、材料，用准确的尺寸，做成与实际产品几乎采用真实材料，用准确的尺寸，做成与实际产品几乎一致的模型或按一定比例缩放的模型，作为产品的样品进一致的模型或按一定比例缩放的模型，作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。二、制作准备材料准备材料准备零部件加工零部件加工部件装配部件装配总装配总装配表面涂饰表面涂饰模型或原型的制作过程：模型或原型的制作过程：以多功能书桌为例，其制作包括以下步骤：首先，以多功能书桌为例，其制作包括以下步骤：首先，

9、要对板材进行干燥处理，以防止加工后的零部件变形，要对板材进行干燥处理，以防止加工后的零部件变形，增加尺寸的稳定性，以及提高其表面涂饰的质量；接着增加尺寸的稳定性，以及提高其表面涂饰的质量；接着进行配料、毛料加工和净料加工，制造零件，然后将加进行配料、毛料加工和净料加工，制造零件，然后将加工好的零件组装成部件；再经总装配将零件、部件组装工好的零件组装成部件；再经总装配将零件、部件组装成产品；成品一般还需经涂饰工艺，涂饰可以起到保护成产品；成品一般还需经涂饰工艺，涂饰可以起到保护与装饰作用。与装饰作用。 二、制作准备首先，根据设首先，根据设计方案确定材计方案确定材料的加工方法。料的加工方法。其次，

10、要注意其次，要注意区分每一阶段区分每一阶段制作工艺的先制作工艺的先后顺序。后顺序。第三，在制作第三，在制作过程中，要注过程中，要注意健康与安全意健康与安全方面的因素。方面的因素。加工时必须穿戴合适的保护工具，如眼加工时必须穿戴合适的保护工具，如眼罩、手套、围裙和安全鞋、帽等。罩、手套、围裙和安全鞋、帽等。避免地板有任何水和油。避免地板有任何水和油。在未得到授权时，不可随便操作机器。在未得到授权时，不可随便操作机器。要小心锋利的工具。钻削加工时，不要要小心锋利的工具。钻削加工时，不要戴手套以防被钻床卷入受伤。戴手套以防被钻床卷入受伤。使用溶剂和易燃物品时，要小心烟火。使用溶剂和易燃物品时，要小心

11、烟火。使用高温器材时，应戴上隔热手套。使用高温器材时，应戴上隔热手套。使用手持电动工具时，一定要严格按安使用手持电动工具时，一定要严格按安全操作规程操作，以防发生触电事故。全操作规程操作，以防发生触电事故。离开加工的地点前，必须关掉所有机器。离开加工的地点前，必须关掉所有机器。特殊情况，以常识判断，碰到你认为不特殊情况，以常识判断，碰到你认为不安全的情况，应停止工作并向老师报告。安全的情况，应停止工作并向老师报告。为了更有效地控制制作的为了更有效地控制制作的进展，安全高效率地制作出高进展，安全高效率地制作出高质量的产品，需要明确制作实质量的产品，需要明确制作实施方案，并制定制作计划。施方案，并

12、制定制作计划。三、实施制作三、实施制作( (一一) )工具与设备的使用工具与设备的使用工欲善其事，工欲善其事，必先利其器。必先利其器。常常 用用 的的 切切 削削 工工 具具 与与 设设 备备 常用工具的使用要领常用工具的使用要领（以多功能书桌的制作为例，介绍常用加工与装配工具的使用）以多功能书桌的制作为例，介绍常用加工与装配工具的使用） 右手握锯柄，左手扶压住锯弓前端，食指也可抵右手握锯柄，左手扶压住锯弓前端，食指也可抵在弓架侧面。锯削时，右手主要控制推力，左手配在弓架侧面。锯削时，右手主要控制推力，左手配合右手扶正锯弓，并稍微施加压力。在夹持工件前，合右手扶正锯弓，并稍微施加压力。在夹持工

13、件前，用表面平整的板材贴住工件，以保护好工件的表面用表面平整的板材贴住工件，以保护好工件的表面不致被夹坏。在夹持工件时，用双手的力量来扳紧不致被夹坏。在夹持工件时，用双手的力量来扳紧手柄，切勿用其他工具来敲击手柄，以免损坏台虎手柄，切勿用其他工具来敲击手柄，以免损坏台虎钳的各部件。在活动钳身的光滑平面上，不能用其钳的各部件。在活动钳身的光滑平面上，不能用其他工具进行敲击，以免降低它与固定钳身的配合性他工具进行敲击，以免降低它与固定钳身的配合性能。台虎钳必须牢固地固定在钳台上，使钳身没有能。台虎钳必须牢固地固定在钳台上，使钳身没有松动现象，否则容易损坏台虎钳和影响工件加工的松动现象，否则容易损坏

14、台虎钳和影响工件加工的质量质量常用工具的使用要领常用工具的使用要领操作手钻时，应注意钻头保持直线平稳进给，防操作手钻时，应注意钻头保持直线平稳进给，防止跳动和歪斜，以免折断钻头。钻孔时先将钻头对止跳动和歪斜，以免折断钻头。钻孔时先将钻头对准孔中心钻一浅窝，然后观察所钻的浅窝是否与画准孔中心钻一浅窝，然后观察所钻的浅窝是否与画线圆同心，如发现偏心，应及时纠正。钻小孔或深线圆同心，如发现偏心，应及时纠正。钻小孔或深孔时，应及时退钻排屑，以免切屑堵塞；孔将要钻孔时，应及时退钻排屑，以免切屑堵塞；孔将要钻穿时，必须减少进给力，以防折断钻头或使工件转穿时，必须减少进给力，以防折断钻头或使工件转动造成事故

15、。加工大孔时，可先钻一定位小孔，然动造成事故。加工大孔时，可先钻一定位小孔，然后换大钻头镗孔。注意：钻削时，应尽量避免在斜后换大钻头镗孔。注意：钻削时，应尽量避免在斜面上钻孔面上钻孔(1)(1)凿削前，应先将木料放在工作凳上。打凿子凿削前，应先将木料放在工作凳上。打凿子时，一手紧握凿柄，不要让凿子左右摆动，以防锤时，一手紧握凿柄，不要让凿子左右摆动，以防锤或斧滑落伤手或斧滑落伤手(2)(2)凿柄用硬质的檀木、榉木、柞木制作，为防凿柄用硬质的檀木、榉木、柞木制作，为防止受击时柄端起毛或出现裂口、裂纹，在柄端受击止受击时柄端起毛或出现裂口、裂纹，在柄端受击打处装上铁箍保护打处装上铁箍保护(3)(3

16、)凿削时应随时注意斧把、锤柄及凿柄的牢固凿削时应随时注意斧把、锤柄及凿柄的牢固程度，以免斧头或锤头脱飞伤人；不要将木凿子当程度，以免斧头或锤头脱飞伤人；不要将木凿子当撬具使用；凿子不使用时应妥善保管，不要放在易撬具使用；凿子不使用时应妥善保管，不要放在易坠落的地方坠落的地方常用工具的使用要领常用工具的使用要领木螺钉接合的操作方法是：先在工件上钻孔，将木螺木螺钉接合的操作方法是：先在工件上钻孔，将木螺钉涂上机油或肥皂，然后拧入工件。在软木料上拧木螺钉涂上机油或肥皂，然后拧入工件。在软木料上拧木螺钉时不必钻孔。将两块工件拧在一起时，可将被穿通的钉时不必钻孔。将两块工件拧在一起时，可将被穿通的第一块

17、工件钻一稍大于木螺钉直径的孔，然后再按上述第一块工件钻一稍大于木螺钉直径的孔，然后再按上述的方法拧紧。螺丝刀的使用注意以下几点：根据旋紧的方法拧紧。螺丝刀的使用注意以下几点：根据旋紧或松开的螺钉头部的槽宽和槽形选用适当的螺丝刀；或松开的螺钉头部的槽宽和槽形选用适当的螺丝刀；螺丝刀的刀口损坏、变钝时，应随时修磨，用砂轮磨时螺丝刀的刀口损坏、变钝时，应随时修磨，用砂轮磨时要用水冷却，无法修补的螺丝刀，如刀口损坏严重、变要用水冷却，无法修补的螺丝刀，如刀口损坏严重、变形，手把柄部裂开或损坏应报废；不要用螺丝刀旋紧形，手把柄部裂开或损坏应报废；不要用螺丝刀旋紧或松开握在手中工件上的螺丝钉，而应将工件夹

18、固在夹或松开握在手中工件上的螺丝钉，而应将工件夹固在夹具内，以防伤人具内，以防伤人 锉削时，一般用右手握紧锉柄，左手握住或扶住锉刀锉削时，一般用右手握紧锉柄，左手握住或扶住锉刀的前边，两只手均匀用力，推进锉刀；要防止油脂污染的前边，两只手均匀用力，推进锉刀；要防止油脂污染锉刀和锉柄和正在锉削的工件表面。要防止锉刀打滑，锉刀和锉柄和正在锉削的工件表面。要防止锉刀打滑，造成事故。锉削时不要用嘴吹切屑，以防切屑飞入眼内；造成事故。锉削时不要用嘴吹切屑，以防切屑飞入眼内；也不要用手去清除切屑，以防切屑扎破手指和手掌，而也不要用手去清除切屑，以防切屑扎破手指和手掌，而应该使用刷子清除应该使用刷子清除在木

19、器加工中还用到木锉，按其锉齿的粗细可分为平在木器加工中还用到木锉，按其锉齿的粗细可分为平锉、扁锉、圆锉等。木锉用来修整弧形工件、弯头连接锉、扁锉、圆锉等。木锉用来修整弧形工件、弯头连接处、孔眼、凹槽等不规则工件的表面处、孔眼、凹槽等不规则工件的表面常用工具的使用要领常用工具的使用要领扳手主要是旋紧六角形、正方形螺钉和各种螺母扳手主要是旋紧六角形、正方形螺钉和各种螺母的工具。采用工具钢、合金钢或可锻铸铁制成。一的工具。采用工具钢、合金钢或可锻铸铁制成。一般分为通用的、专用的和特殊的三大类。使用时应般分为通用的、专用的和特殊的三大类。使用时应根据螺钉、螺母的形状、规格及工作条件选用规格根据螺钉、螺

20、母的形状、规格及工作条件选用规格相适应的扳手去操作。活动扳手是通用扳手，由相适应的扳手去操作。活动扳手是通用扳手，由扳手体、固定钳口、活动钳口及蜗杆等组成。它的扳手体、固定钳口、活动钳口及蜗杆等组成。它的开口尺寸可在一定的范围内调节，所以在开口尺寸开口尺寸可在一定的范围内调节，所以在开口尺寸范围内的螺钉、螺母一般都可以使用。呆扳手范围内的螺钉、螺母一般都可以使用。呆扳手(开开口扳手口扳手)、套筒扳手、锁紧扳手和内六角扳手等称为、套筒扳手、锁紧扳手和内六角扳手等称为专用扳手。它的特点是单头的，只能拧旋一种尺寸专用扳手。它的特点是单头的，只能拧旋一种尺寸的螺钉或螺母。双头的也只可旋拧两种尺寸的螺钉

21、的螺钉或螺母。双头的也只可旋拧两种尺寸的螺钉或螺母或螺母 圆钉接合是木家具接合方法中最简便的一种。圆圆钉接合是木家具接合方法中最简便的一种。圆钉钉入木材后，木材受压，在钉子周围产生了摩擦钉钉入木材后，木材受压，在钉子周围产生了摩擦力，木材产生握钉力的大小与木材材质、钉径、钉力，木材产生握钉力的大小与木材材质、钉径、钉子长度等因素有关，木材越硬，钉的直径越大，钉子长度等因素有关，木材越硬，钉的直径越大，钉子的长度越长，其握钉力也越大；反之，握钉力越子的长度越长，其握钉力也越大；反之，握钉力越小。另外，握钉力也和木材纹理有关系，一般情况小。另外，握钉力也和木材纹理有关系，一般情况下，横纹结合强度小

22、，因此，圆钉应垂直于木纹纹下，横纹结合强度小，因此，圆钉应垂直于木纹纹理钉入理钉入三、实施制作三、实施制作(二二)零部件加工零部件加工为确保加工的顺利进行，保证制作质量和速度，材料在进为确保加工的顺利进行，保证制作质量和速度，材料在进行切割前，需要按照材料明细表中的零件尺寸规格和质量要求，行切割前，需要按照材料明细表中的零件尺寸规格和质量要求，进行仔细的画线和标记进行仔细的画线和标记( (如图如图) )。在保证质量的前提下，合理选在保证质量的前提下，合理选用材料，节约优质材料，可降低制用材料，节约优质材料，可降低制作成本。作成本。 画线画线例如，在多功能书桌制作中，要例如，在多功能书桌制作中，要选取材质好、木纹美观、材色悦目、选取材质好、木纹美观、材色悦目、涂饰性能好的木材作外表用料。对于涂饰性能好的木材作外表用料。对于承重部位的零件，则要求选用物理性承重部位的零件，则要求选用物理性能好、不易变形的木材来制作，对于能好、不易变形的木材来制作，对于内部零件和隐蔽部位零件采用了材质内部零件和隐蔽部位零件采用了材质较次、材色和纹理一般的木