高中学业水平合格考试通用技术复习资料及试题-第五章制订设计方案

高中学业水平合格考试通用技术复习资料及试题——第五章制订设计方案第一节产品初步设计一、人机界面设计大多数情况下，产品的功能是通过人和产品互相配合来实现的，所以人和产品之间就需要有信息交流的通道，我们称之为人机界面。人机界面设计的主要工作之一就是确定人和产品各自实现的功能。人和产品之间需要有信息的交流，人控制产品是向产品输人信息，人通过仪表了解产品的状况是产品向人输出信息。二、产品功能结构设计拆开一一个产品，会发现其内部有很多零部件，这些零部件各有其功能，它们相互配合，一起完成产品的整体功能。三、产品内部布局设计确定了实现各功能的零部件以后，需要把这些零部件在空间进行布局，这是一个多方案优化的过程。第二节产品深化设计一、产品造型设计过程在这个阶段要处理好各种要求之间的关系，特别是功能与形式之间的关系，结构与外形设计应同步进行，零部件与总体设计应同步进行。详细设计阶段包括完全确定产品中所有非标准件的几何尺寸、材料和公差，并确定所有从供应商处购买的标准件。还要为将在生产系统中制造的每一个零件建立工艺规划并设计制造工艺装备。二、造型设计方法(一)几何体造型法点、线、面是立体形态的基本组成元素。点运动成线，线封闭成面，面结合成体。(二)仿生设计法仿生设计是指模仿大自然中的物体进行产品形态、功能、颜色、结构等方面的设计。(三)移植法移植法是指将某一领域中的科学技术原理应用到另一个领域中的创意设计方法，是把多门学科的技术原理引进移植，使不同学科的技术原理有机结合，打破学科内的思维定式，形成跨界的设计。在产品设计中，通常有外形移植、情境移植、体验移植和结构移植。三、外观件的CMF设计影响人对产品观感的因素除了造型外，还有外观件的色彩、材料和表面处理工艺。由于这三个要素的综合作用会影响人的视觉、触觉、嗅觉和味觉等主观感受，现代的产品设计会把这三个要素统一考虑，简称CMF设计。第三节材料与制造工艺一、材料的分类(一)天然材料天然材料是指不改变其在自然界中保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹材、棉、毛、皮革、石材等。(二)加工材料.加工材料是指自然界存在的、不能直接使用的，或者自然界不存在的，需要经过人为加工或合成后才能使用的材料。如金属、玻璃、尼龙、塑料、橡胶等。(三)复合材料复合材料是指运用先进的材料制备技术，将两种或两种以上不同性质的材料组分优化组合而成的具有综合性能的新材料。复合材料主要可分为结构复合材料(如玻璃纤维或碳纤维与树脂复合而成的材料)和功能复合材料(如导电橡胶等)。二、材料的性能(一)强度强度是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力。根据材料外部受力种类的不同，强度可分为以下几种:(1)抗拉强度一一材料承受“拉伸”变形的能力。(2)抗压强度一一材料承受“挤压"变形的能力。(3)抗弯强度一一材料对致弯外力的承受能力。(4)抗剪强度一一材料承受剪切变形的能力。(5)抗扭强度一一材料承受扭转变形的能力。(二)弹性弹性是指材料受外力作用改变形状后，当外力消失时恢复原来形状的能力。(三)韧性韧性是指材料抗冲击震动的性能。例如，玻璃的韧性较差，受到撞击易碎。橡胶的韧性好，常被用来制造减震零件。(四)硬度硬度是指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。例如，制作切削工具用的钢材具有较高的硬度，而木材、橡胶的硬度要低一些。(五)延展性延展性是指材料接受折、锻、压等外力，被改变形状、被延伸时没有断裂或破裂的性能。例如，铝的延展性好，可以压制成盘、碗等，而木材则不能。三、常用材料及其加工工艺材料的种类繁多，接下来将介绍三种运用最为广泛的材料及其加工工艺。(一)木材及其加工工艺1.天然木材木材主要由木纤维构成，沿着纤维方向和垂直纤维方向的力学性能是不同的，“横木压百斤，立木顶千斤”说的就是木材沿着纤维方向的抗压能力强。2.人造板材人造板材包括胶合板、刨花板、纤维板、饰面板等。(二)塑料及其加工工艺1.塑料的种类塑料是现代广泛使用的人造材料，是--种石油化工产品。塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料的物态变化是可循环的。加热时，固态塑料会软化、熔解而变为液态;冷却时，又会形成固态并恢复到原来的硬度。热固性塑料的物态变化不可循环，原料加热后变为液体，可倒人模具成型，冷却后凝固成一一定的形状，不能恢复到原来的状态。(三)金属及其加工工艺1.金属材料,金属材料一般可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要是指铁及其合金;有色金属为不含铁金属，包括轻金属(铝、镁、锂等)、重金属(铜、锌、镍等)、贵金属(金、银、铂等)和稀有金属(钨、钼、钽、钛等)等。黑色金属(钢铁)在金属材料中所占的比重最大，使用范围也最广。2.金属加工工艺金属加工工艺主要包括金属的成型加工和金属的表面处理。金属的主要成型方法有铸造、塑性加工、焊接和切削加工等。五、产品的装配装配是将材料和零部件“组合”成结构或产品的过程，有三种不同类型的连接方法，分别是永久连接、暂时连接和活动连接。(一)永久连接木材的永久连接包括斜接、齿接、半叠接、插接、对接、搭接、榫接，以及黏合剂胶合等;金属的永久连接包括钎焊、熔接、铆接、胶合等;塑料的永久连接主要为胶合。(二)暂时连接暂时连接指在某些时候不得不分离或“不完整”的连接。(三)活动连接许多设备依靠活动连接进行操作。活动连接又分为线性活动(沿一条直线)连接和转动活动(旋转)连接。第四节设计的工程表达一般的工程表达方法有工程制图(尺寸图)、3D建模图、渲染图和模型的制作等。一、工程制图人们进行思想交流要依靠语言和文字。在进行某种产品加工制作的时候，不需要设计人员在场，就能按照图纸准确无误地加工出符合设计要求的产品。这张图纸运用的就是在技术活动中进行信息交流的特有语言形式一一“技术语言”，常见的技术语言有图样、图表、模型、符号等。一、设计表现图1、技术语言的种类与应用技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。技术活动的丰富性使得技术语言具有多样性。比如图样、图表、模型、符号等。技术语言不同的分类方法。专业类型分有计算机程序语言、工程图学语言等；感觉类型分有视觉语言、听觉语言和触觉语言等；视觉形式分有图形符号语言、文字符号语言等。技术语言的两大特征：言简意赅、通俗直观不同的技术语言往往适用于不同的应用范围，具有不同的功能。口头语言：特点是简洁、方便。技术图样：直观性、高效性、准确性和永久性。说明和陈述比较详细。模型：具有感性、直观的特点，并使人更容易把握技术的特征，是最具有技术特征的一种表达方式图表包括相关的表格、草图、效果图等。特点是较为规范，可以反复查阅、核对。计算机演示、网页：是各组成部分和运作一目了然，比较生动、形象，交流时间灵活、开放性强等特点。网络语言：帮助人们实现了远程的设计交流的需要。除了上述技术语言外，在技术活动中，我们还需要借助另外的技术语言如技术符号、精度要求、必要的文字说明等。各种技术语言的灵活应用构成了对设计的完美表达。2、草图的绘制徒手绘图：网格徒手画：基本图形的绘制请参看书本草图也叫方案草图或设计速写，它能迅速捕捉和记录设计者转瞬即逝的创作灵感，表达设计创意，是把设计构思转化为现实图形的有效手段之一。可分为构思草图和设计草图。草图的绘制步骤，透视效果图的识读。学会识读效果图，可以通过画面所表现的形式获取需要的设计信息。与草图相比，效果图更能真实地表现产品的式样、材质和空间效果等。因此在识图时要注意从整体上把握产品的形态、功能和特征，要注意从中了解产品外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感，了解产品内部结构和色彩装饰效果。正等轴测图正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。采用这种投影图可以表示最初的设计思想。建立坐标轴的时候，各轴的夹角是120度。具体绘制过程参看P117-118。二、常见的技术图样1、正投影和三视图正投影法就是假设投影光线与投影平面垂直，在投影平面上求取物体的投影的方法。为了确定物体的结构形状，需要采用多面正投影。三视图：物体的正面投影，即物体由前向后投影所得的图形，通常反映物体的主要形状特征，称为主视图；物体的水平投影，即物体由上向下投影所得的图形，称为俯视图；物体的侧面投影，即物体由左向右投影所得的图形，称为左视图。为了在同一张纸上画三视图，三个投影面必须展开，在同一个平面上。俯视图在主视图的正下方，左视图在主视图的正右方。主视图反映物体的长和高，俯视图反映物体的长和宽，左视图反映物体的高和宽。长对正，高平齐，宽相等。三视图的绘制步骤见P122-123。2、形体的尺寸标注四个基本的要求：正确（符合国家标准）、完整（不重复、不遗漏）、清晰、合理尺寸三要素：（1）尺寸界线（2）尺寸线（3）尺寸数字标注举例：尺寸界线超过箭头2mm，尺寸线与尺寸线，尺寸线与轮廓线相距5-7mm。如P124直径：符号为ø，整圆或大于半圆的圆弧需要标注直径。标注直径的方式有多种，选用何种方式通常由圆的大小和位置来决定。如P125。半径：符号为R，半圆或者不足半圆的圆弧需要标注半径。标注半径的方式也有多种，采用方式也应根据圆弧的尺寸与位置来确定。如P1253、机械加工图以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样，是完成产品机械加工的主要依据。它通常由三视图及其尺寸标注，必要的其他视图、标题栏和文字说明几部分组成。必要的其他视图如局部放大图、剖视图等可以用来将三视图不能完全表示的物体形状表现清楚。详见P1264、剖视图假想采用剖切平面的方法剖开物体，将处于观察者与剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投影所得的图形称为剖视图。剖切平面一般具有以下两个特征：（1）包含内部结构如孔、槽的轴线，或物体的对称面（2）平行于相应的投影面。画图时应注意：（1）物体被剖开后，用粗实线画出物体的剖面轮廓及剖切平面后的可见轮廓。（2）采用剖视图后，应省略不必要的虚线，只有对尚未表达清楚的物体结构才画出虚线。（3）由于剖切平面是假想的，因此在一个视图上取剖视，并不影响其他视图的投影（4）剖面需按规定画出与物体材料相应的剖面符号，金属材料的剖面符号为与水平线成45度的一组平行细实线，同一物体的各剖视图的剖面线应间隔相等、方向一致。5、线路图电子线路图一般是指用图形符号和线段组成的电子工程用的略图，包括电路原理图、接线图和逻辑图。在识读线路图的过程中，首先要认识线路图中的元器件符号，知道它所代表的元器件；其次要弄清楚元器件符号相互之间的连接方式；最后确定信号如何流通。判断题：1、设计汽车发动机等复杂产品时，为了将设计方案的详细内容准确表达出来与他人交流，最适合采用的技术语言是(B)A、设计草图B、技术图样C、标志符号D、口头语言2、越来越多的人都习惯戴上口罩来应对雾霾天气。口罩设计者把口罩的外观设计的十分漂亮，有的还很有个性。从影响外观设计的因素分析，该设计不用考虑的因素是(B)A、美感B、天气C、造型D、色彩3、教师展示了一个零件来帮助同学们学习三视图知识时。小明同学选择了如图所示的主视方向，绘制了相应的主视图和左视图。这个零件对应的俯视图是（B）。A、DB、AC、BD、C4、小王同学用铁板加工一个圆角定制部件。在加工前，他发现图纸尺寸标注错误。请你结合技术图样知识，找出图中共有几处尺寸错误标注（B）。A、1处B、2处C、3处D、4处5、“爬墙”插排，是设计者从壁虎攀爬中得到灵感，采用高分子微细材料强吸附技术，巧妙利用墙面空间，实现轻松“爬墙”。圆形外观设计，提供了更多插口空间，可同时插入各种大插头设备，互不干扰。该设计创意构思的主要方法是（C）A、设问法B、移植法C、模仿法D、草图法6、下列尺寸标注正确的是(A)A、圆弧半径R3的标注B、长度尺寸100的标注C、圆孔直径15的标注D、高度尺寸35的标注7、要给图中的砚台制作合适的包装箱，为了安全，砚台周围需要填充10mm厚的泡沫层。根据三视图，确定包装箱内尺寸(B)A、长310mm，宽220mm，高180mmB、长420mm，宽220mm，高190mmC、长420mm，宽120mm，高180mmD、长310mm，宽120mm，高190mm8、小明同学打算设计制作一款可折叠落地晾衣架，主要考虑防晒、轻便、抗腐蚀、耐用、易加工等因素，下列制作材料中最合适的是(B)A、塑料B、铝合金C、角铁D、黄铜9、由于多肉植物养护容易，所以越来越多的人喜欢在书桌、阳台上摆放一些多肉植物。晨晨同学想用木板设计制作如图所示的植物盒，用于养殖多肉植物，该木盒主体可以采用以下四种连接方式，其中最牢固的是(A)A、AB、BC、CD、D10、下图某零件机械加工图的一部分，尺寸标注错误的是(A)A、35B、70C、R15D、2×Φ2511、“鸟巢”的设计灵感来源于自然界中的鸟巢，该设计构思方法属于(A)A、仿生法B、头脑风暴法C、联想法D、移植法12、仔细观察下图工件图样尺寸标注中不正确的是CA、R15B、2xΦ8C、25D、5013、四个技术图样中属于剖视图的是(A)A、图三B、图四C、图一D、图二14、图中雨伞的手柄可以做杯托，该手柄采用热固性塑料制作而成。加工工艺宜采用(D)A、锻造成型B、铸造成型C、冲压成型D、注塑成型15、某零件的技术图样，尺寸标注不正确的是（A)A、3×R15B、35C、18D、3216、已知下图为某零件的立体图,它所对应的俯视图应该是（B)17、以下尺寸标注中错误的是（C)A、圆弧半径R4的标注B、两圆圆心距离16的标注C、零件高度18的标注D、零件的总长度24的标注18、如图,属于机械加工图的是（D)19、某玩具厂要设计一个能根据婴儿的哭声自动摇摆的摇篮，技术图样如下。关于此图样，理解合理的是（D)A、真实展现了摇篮实物的原貌B、按照此图样可以准确加工制作摇篮C、准确反映了摇篮的形态、比例和材质的特征D、比较完整地表达了小华的设计构思20、某同学为准备制作一个零部件，特地绘制了如图所示的俯视图。图中尺寸标注错误的是（B)A、②B、④C、③D、①21、享誉国际设计领域的蛋形椅，舒适安全，结构简单，遵循人体工程学原理设计。其运用的创意构思方法是（C)A、移植法B、设问法C、仿生法D、联想法22、同学们要去某机械厂参观机械加工工艺，为此老师安排同学们提前预习与机械加工相关的知识。小王同学找到了如下的四幅图，其中属于机械加工图的是（B)A、CB、AC、BD、D23、零件的尺寸标注在《技术制图国家标准》中有明确的规范要求。如图所示是小李同学绘制的技术图样，图中尺寸标注错误的共有（A）A、2处B、3处C、4处D、1处24、某工件的立体图如下，其对应三视图的俯视图正确的是（A）A、DB、CC、BD、A25、轴测图对应的主视图是（B）26、工件立体图如图，其三视图绘制正确的是（D）27、产品设计时，材料的选择非常关键。既要考虑材料自身的特性与产品相适应，也要考虑材料与人、环境的有机联系。说法不合理的是（C）A、木材，方便加工制作，具有木质纹理，美观自然B、卡纸，方便加工，但强度较低、弹性较差C、金属，具有独特的金属光泽，结实但不耐磨，延展性差D、塑料，种类繁多，具有较好的化学性能和加工性能28、图中立体图示用于固定窗帘杆结构件。其视图绘制正确的是（A）A、图一B、图二C、图三D、图四29、王老师展示了一个零件帮助学生学习三视图时。小张同学选择了如图所示的主视方向，其绘制的主视图正确的是（B）30、山东潍坊又称为鸢都，是世界风筝的发源地，每年都有大量的风筝出口到世界各地。“扎、绘、糊、放"被称为风筝制作的四艺。风筝制作过程中，适合用来做风筝“骨架的材料是（B）①竹条②角铁③碳素管④普通家用电线A、①②B、①③C、②④D、③④31、如图所示是某零件的主视图，若其作图比例为2：1，则此零件底边实际长度为（C）A、15cmB、30cmC、30mmD、60mm32、如下技术图样属于机械加工图的是（C）A、图一B、图二C、图三D、图四33、在长期使用过程中，自行车铁质车架表面会氧化生锈，下列修复方法中最合理的是（D）A、在生锈的地方直接刷上防锈漆B、在生锈的地方直接电镀C、在生锈的地方直接抛光D、在生锈的地方用砂纸打磨后喷防锈漆34、老年人眼神不好，穿针困难。为解决此问题的问题，设计了一款如图所示的快速穿针器。使用时把穿针器的尖端穿过针孔，然后把线穿过穿针器的圈，再把穿针器从针孔中拉出来，就可以把线穿好。你认为穿针器尖端适合的材料是（A）A、细钢丝B、细铝丝C、细棉线D、细毛线A、10mm松木板B、8mm亚克力板C、2mm铝合金板D、1mm美术用卡纸35、如图所示是同学们常用的学校餐厅常用的不锈钢餐盘，如要求快速加工一次成型，应该选择（D）A、焊接工艺B、铸造工艺C、锻造工艺D、冲压工艺36、下图为草图图样的是（B）37、要做图中的纸箱狗舍，在创意征集阶段，适给快速表达创意构思的技术图样是（A）A、草图B、效果图C、投影图D、二维模型38、在平均海拔4000米以上的青藏高原上建设青藏铁路，要面临多年冻土层、高寒缺氧、生态脆弱“三大难题”。因为冻土层在温度变化下会出现破裂或塌陷，专家们运用了一种叫“热棒"的设备，主动降温把铁路地下周围的热量散发出来，保证多年冻土层的稳定性。放弃了以桥代路避开冻土层的传统方法。该“热棒”的主要材料必须具备的性能是（B）A、抗压性强B、导热性好C、延展性好D、绝缘性强39、通用技术课上，在通用技术实验室中制作如图中的显示器增高架，支架上层放置显示器，下层放置各种文具，适合选择哪种材料（B）A、3mm厚纤维板B、10mm厚木板C、10mm厚泡沫板D、5mm厚钢板40、要用100mm厚的金属板加工制作图中的零件，以下四块不同规格尺寸的金属板中，适合件的是（B）A、520mm×520mm×100mmB、6