1.4.2.3.4模型或原形的制作

1、学习目标学习目标 1、学会简单产品的模型或原型、学会简单产品的模型或原型 的制作。的制作。 2 、学会材料的加工方法，根据、学会材料的加工方法，根据 设计方案制作模型或原型。设计方案制作模型或原型。 :设计的一般过程设计的一般过程? 1.发现与明确问题发现与明确问题 2.制定设计方案制定设计方案 3.制作模型或原型制作模型或原型 4.测试、评估及优化测试、评估及优化 5.产品的使用和维护产品的使用和维护 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

2、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。 原型的使用 网友指证周正龙摄网友指证周正龙摄“华南虎华南虎”原型是年画原型是年画 加菲猫的原型加菲猫的原型异国短毛猫异国短毛猫 （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）是根据实物、设计图样或构 思，按比例或其他特征制成的与实物相似的一种

3、思，按比例或其他特征制成的与实物相似的一种 物体。物体。 在很多情况下，由于条件限制，不可能直接在很多情况下，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及过程，并了解制作一个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多的事情。相似的、真实的物体可能发生的更多的事情。 例如，建立仿真模型，可以进行可行性试验，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形象和品质感。因此，它是

4、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要一环产品由设计向生产转化阶段的重要一环。 模型模型 原型与模型原型与模型 神州飞船中的模拟人神州飞船中的模拟人 汽车模型汽车模型 小区住宅模型小区住宅模型 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 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） （）模型的功能（）模型的功能 模型帮助分析设计的可行性。模型帮助分析设计的可行性。 模型可视、可触、可控制，可以形象地表达模型可视、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

5、彩、材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。质以及每一个构成面。 由于现代工业产品大部分是在大规模、自动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，很难把握设计的可靠性。如果纸提供设计意图，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，设计一设计一旦失败，损失将十分巨大，所以，设计一 件较复杂的产品，必须通过模型制作，才能投人件较复杂的产品，必须通过模型制作，才能投人 生产。生产。 模型能用来交流并检验设计思想及过程，模型能用来交流并检验设计思想及过程， 模型

6、使设计对象具体化。模型使设计对象具体化。 例：我国第一艘核动力潜艇就是以一个美国例：我国第一艘核动力潜艇就是以一个美国 核潜艇玩具模型为基础研发成功的。核潜艇玩具模型为基础研发成功的。 中国的核潜艇中国的核潜艇 （）模型的分类（）模型的分类 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

7、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

8、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、模型或原型的制作过程： 制作准备制作准备 零件加工零件加工 产品装配产品装配

9、表面涂饰表面涂饰 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， 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

10、装饰作用。与装饰作用。 （一）制作准备（一）制作准备 1 1、根据设计方案列出所需要的材料明、根据设计方案列出所需要的材料明 细表。细表。 2、要考虑什么样的加工时序最有效、要考虑什么样的加工时序最有效、 最经济。要注意区分每一阶段制作工最经济。要注意区分每一阶段制作工 艺的先后顺序。艺的先后顺序。 为了更有效地控制制作的进展，安为了更有效地控制制作的进展，安 全高效率地制作出高质量的产品，需要全高效率地制作出高质量的产品，需要 明确制作实施方案，并制定制作计划。明确制作实施方案，并制定制作计划。 “设计要求设计要求”包括：包括： 功能；功能； 外形、材料、结构、外形、材料、结构、 技术指标等

11、要求；技术指标等要求； 完成时间、成本等；完成时间、成本等； 便携式小凳的设计要求便携式小凳的设计要求： (1)功能功能:外出使用；外出使用； (2)结构稳固，最大承结构稳固，最大承 重为重为600牛顿；牛顿； (3)质量不大于质量不大于1千克，千克， 并能方便地并能方便地 放入放入 中学生书包；中学生书包； (4)材料成本不高于材料成本不高于5元。元。 发现与明确问题发现与明确问题 制定设计方案制定设计方案 设计分析设计分析 易于制作易于制作 方案构思方案构思 根据设计要求，大胆构思，挖根据设计要求，大胆构思，挖 掘创造潜力，提出多个设想。掘创造潜力，提出多个设想。 材料材料 结构结构 （画

12、草图、做模型）（画草图、做模型） 连接方式连接方式 （画草图、做模型）（画草图、做模型） 方案呈现方案呈现 方案呈现方案呈现 方案呈现方案呈现 方案筛选方案筛选 对提出的几个设计方案，依据一定的原对提出的几个设计方案，依据一定的原 则则,对方案进行筛选。对方案进行筛选。 (二二) 零件加工零件加工 为确保加工的顺利进行，保证制作质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，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) )。在保证质在保证质 量

13、的前提下，合理选用材料，节约优质材量的前提下，合理选用材料，节约优质材 料，可降低制作成本。料，可降低制作成本。 画线画线 例如，在多功能书桌制作中，要选取材例如，在多功能书桌制作中，要选取材 质好、木纹美观、材色悦目、涂饰性能好质好、木纹美观、材色悦目、涂饰性能好 的木材作外表用料。对于承重部位的零件，的木材作外表用料。对于承重部位的零件， 则要求选用物理性能好、不易变形的木材则要求选用物理性能好、不易变形的木材 来制作，对于内部零件和隐蔽部位零件采来制作，对于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材来用了材质较次、材色和纹理一般的木材来 制作。制作。 常用划线工具： (

14、 (三三) )产品装配产品装配 产品装配包括由零件组装成部件，再由部件组装产品装配包括由零件组装成部件，再由部件组装 成成品。常用的产品装配工艺有榫接、钉接、铆接、成成品。常用的产品装配工艺有榫接、钉接、铆接、 螺栓连接、粘接和焊接等方式。螺栓连接、粘接和焊接等方式。 在现代产品制造中还广泛利用特制装在现代产品制造中还广泛利用特制装 配零件接合部件的连接件接合方法，这种配零件接合部件的连接件接合方法，这种 接合可以反复拆装而不影响制品的强度。接合可以反复拆装而不影响制品的强度。 采用连接件接合可以简化产品结构和生产采用连接件接合可以简化产品结构和生产 工艺，有利于产品的标准化和部件的通用工艺，

15、有利于产品的标准化和部件的通用 化，也给包装、运输、储存带来方便。化，也给包装、运输、储存带来方便。 ( (四四) )表面涂饰表面涂饰 为了使多功能书桌更美观，对装配好的多功能书为了使多功能书桌更美观，对装配好的多功能书 桌进行表面打磨、贴木皮、上漆等处理。表面涂饰是桌进行表面打磨、贴木皮、上漆等处理。表面涂饰是 多功能书桌制作的最后一道工序，表面涂饰除了起保多功能书桌制作的最后一道工序，表面涂饰除了起保 护材料的作用之外，还使得多功能书桌的外形更为美护材料的作用之外，还使得多功能书桌的外形更为美 观。观。 安全提示：安全提示： 用砂纸打磨桌面时，易起木屑，要戴口罩。用砂纸打磨桌面时，易起木屑

16、，要戴口罩。 透明漆不易干燥，为保持完整，应阴干一夜后透明漆不易干燥，为保持完整，应阴干一夜后 再使用。再使用。 三、自动开关控制电路的制作实践三、自动开关控制电路的制作实践P151 加工时必须穿戴合适的保护工具，如眼罩、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。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，不要戴要小心锋利的工具。钻削加工时，不要戴 手套以防被钻床卷入受伤。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

17、易燃物品时，要小心烟火。 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，一定要严格按安全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。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，碰到你认为不安特殊情况，以常识判断，碰到你认为不安 全的情况，应停止工作。全的情况，应停止工作。 安全操作安全操作 o我们设计的作品已经做出来了，我我们设计的作品已经做出来了，我 们的设计就结束了吗？还需要做些们的设计就结束了吗？还需要做些 什么呢？什么呢？ 技术设计的一

18、般过程技术设计的一般过程 发现问题发现问题展开调查展开调查 制作模型制作模型测试优化测试优化推广应用推广应用 制定方案制定方案 学习目标学习目标 1、知道测试的概念、作用、测试的内容与方、知道测试的概念、作用、测试的内容与方 法。了解法。了解1-2类产品的常用测试方法。类产品的常用测试方法。 2、会根据设计要求使用简单的方法对产自己、会根据设计要求使用简单的方法对产自己 的作品进行测试。的作品进行测试。 3、在测试分析的结果的基础上，提出改进措、在测试分析的结果的基础上，提出改进措 施或者更改方案。施或者更改方案。 1、能使用简单的方法对产品进行测试。、能使用简单的方法对产品进行测试。 2、分

19、析测试提出改进措施或更换方案。、分析测试提出改进措施或更换方案。 一、测试的作用 o 1、确保产品完成了设计所承诺或公布的 功能。 o 2、确保产品满足性能的要求。 o 3、确保产品能适应用户环境。 o 新产品的测试包括功能测试、性能测试、 安全测试、产品适用性测试和寿命测试等。 测试是在产品的设计、制作之后进 行的，是对产品质量的检验和评价。一 方面要检测产品存在的质量问题，另一 方面对产品质量进行客观的评价，这对 产品的优化有关键的作用。 测试 o 质量对于一个企业的重要性越来越强，产品质量对于一个企业的重要性越来越强，产品 质量的高低是企业有没有核心竞争力的体现质量的高低是企业有没有核心

20、竞争力的体现 之一。之一。 o 案例阅读：一生只做一件事案例阅读：一生只做一件事 日本有个小西染布公司，第一次世界大战前，它的染料都来自日本有个小西染布公司，第一次世界大战前，它的染料都来自 德国。我们知道布匹的颜色是印染出来的，就像书报杂志一样，小德国。我们知道布匹的颜色是印染出来的，就像书报杂志一样，小 西的布匹质量非常好，洗涤、光照均不改其色，一直享有盛名。因西的布匹质量非常好，洗涤、光照均不改其色，一直享有盛名。因 此小西公司每年都会向日本皇室进贡不少布匹，在市场上也非常畅此小西公司每年都会向日本皇室进贡不少布匹，在市场上也非常畅 销。销。 第一次世界大战时，德国和日本处于交战的两派阵

21、营，因此日第一次世界大战时，德国和日本处于交战的两派阵营，因此日 本无法进口德国的染料。小西公司的董事长便告诉日本皇室的办事本无法进口德国的染料。小西公司的董事长便告诉日本皇室的办事 人员，今年因为打打仗，染料无法进口，所以今年的布匹没有办法人员，今年因为打打仗，染料无法进口，所以今年的布匹没有办法 进贡了。然后他在厂里，对全厂的员工宣布，不准用其他染料来代进贡了。然后他在厂里，对全厂的员工宣布，不准用其他染料来代 替。当时在厂里有块布只染了一半就没有染料了，董事长就拿着剪替。当时在厂里有块布只染了一半就没有染料了，董事长就拿着剪 刀把这匹布从中间剪断。因为董事长年老了，怕他过世后有人会偷刀把

22、这匹布从中间剪断。因为董事长年老了，怕他过世后有人会偷 偷地拿日本的染料把布染上。偷地拿日本的染料把布染上。 不久，这个董事长就去世了。几年后一战结束，德国染料又可不久，这个董事长就去世了。几年后一战结束，德国染料又可 以重新进口，他的继承者严格遵循他的教导，用同样的精湛工艺，以重新进口，他的继承者严格遵循他的教导，用同样的精湛工艺， 同样高品质的染料去染布。这个工厂至今在世界都享有盛名。同样高品质的染料去染布。这个工厂至今在世界都享有盛名。 现在进入小西工厂参观，一进门就可以看到有一匹布从屋顶一现在进入小西工厂参观，一进门就可以看到有一匹布从屋顶一 直拖到地上，这块布就是当年董事长剪掉的布，

23、在布的旁边有块牌直拖到地上，这块布就是当年董事长剪掉的布，在布的旁边有块牌 子写着：一生只做一件事。子写着：一生只做一件事。 二、测试的内容与方法二、测试的内容与方法 o 新产品的测试包括哪些方面？新产品的测试包括哪些方面？ o 对试制的产品进行测试，需要根据什么制对试制的产品进行测试，需要根据什么制 定测试内容与测试方法？定测试内容与测试方法？ o 我们通用采取的测试原则是什么？我们通用采取的测试原则是什么？ 根据设计要求制定根据设计要求制定 “够用够用”就行就行 功能测试、性能测试、安全测试、产品适用性测试和寿功能测试、性能测试、安全测试、产品适用性测试和寿 命测试命测试 汽汽 车车 空空

24、 气气 阻阻 力力 测测 试试 空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重 要的外力。风阻系数与汽车油耗有成正比的关系，要的外力。风阻系数与汽车油耗有成正比的关系， 风阻系数的大少取决于汽车的外形。所以，在选购风阻系数的大少取决于汽车的外形。所以，在选购 汽车时，车身的流线型的好坏也不能忽视，因为它汽车时，车身的流线型的好坏也不能忽视，因为它 直接影响车的油耗。直接影响车的油耗。 2000余辆思域轿车被召回余辆思域轿车被召回 据新华社北京据新华社北京1212月月1515日电日电 国家质检总局国家质检总局1515日通报指出，东风日通报指出，东风 本田汽车有限

25、公司决定召回部分本田汽车有限公司决定召回部分20112011年年9 9月月2626日至日至1111月月1717日期间生日期间生 产的产的20122012款思域（款思域（CIVICCIVIC）轿车，涉及数量共计）轿车，涉及数量共计22702270辆。辆。 根据通报，由于供应商制造原因，本次召回范围内极少数车辆的根据通报，由于供应商制造原因，本次召回范围内极少数车辆的 方向机可能漏装副齿轮自锁螺母。在极端情况下，当方向盘打到左方向机可能漏装副齿轮自锁螺母。在极端情况下，当方向盘打到左 侧极限时，可能使方向盘产生反向旋转，存在安全隐患。东风本田侧极限时，可能使方向盘产生反向旋转，存在安全隐患。东风本

26、田 汽车有限公司将免费为对象范围内的车辆进行检查，如果发现有上汽车有限公司将免费为对象范围内的车辆进行检查，如果发现有上 述述 现象的车辆，将免费更换方向机现象的车辆，将免费更换方向机 总成，以消除隐患。总成，以消除隐患。 测试在产品生产过程中起到了至关重要的作用。在一种新车型的测试在产品生产过程中起到了至关重要的作用。在一种新车型的 设计生产过程中，除了画出图纸、开发出模具，加工好零部件以设计生产过程中，除了画出图纸、开发出模具，加工好零部件以 及组装整车等几个主要的环节，还有一个非常关键的环节，就是及组装整车等几个主要的环节，还有一个非常关键的环节，就是 零部件与整车测试环节，而这个环节的

27、耗资是巨大的。有的厂家零部件与整车测试环节，而这个环节的耗资是巨大的。有的厂家 为了控制成本而忽视了原本对自己产品的那种执著追求。此次事为了控制成本而忽视了原本对自己产品的那种执著追求。此次事 件对于厂家来说，最大的不是金钱，而是刻苦耕耘所建立起来的件对于厂家来说，最大的不是金钱，而是刻苦耕耘所建立起来的 声誉。声誉。 第四节第四节 优化优化让我们做得更好让我们做得更好 p优化是对设计的完善，使设计在给定的限优化是对设计的完善，使设计在给定的限 制中尽可能地完善所期望的品质，如：人性制中尽可能地完善所期望的品质，如：人性 化、安全性、可靠性、经济性与有效性。化、安全性、可靠性、经济性与有效性。 优化的目的优化的目的 某厂家引进一条香皂包装生产线，某厂家引进一条香皂包装生产线， 结果发现这条生产线有个缺陷：常常会结果发现这条生产线有个缺陷：常常会 有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子 卖给顾客啊，他们只得请了一个学自动卖给顾客啊，他们只得请了一个学自动 化的博士后设计一个方案来分拣空