1、第四章 《展现设计成果》学习材料 一.材料 任何物品都是用一定的材料制作成的。能否合理选用材料,将直接影响到产品的性能、成本、外观、制作等。 ⒈ 材料的分类: (1)天然材料:指取材于大自然且保持着原本特质的材料,如木材、粘土、石材等。(2)合成材料:又称人造材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用而合成的材料,其特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等。(3)混合材料:混合材料是天然材料与合成材料的综合,如胶合板、纸、混纺料等。混合材料会保持部分原来的特质。 ⒉ 材料的性能: 材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。在机械制造、建筑等工程领域和家具、日用品等制造行业,材
2、料的物理性能与设计工作的关系甚为密切。下面我们来了解材料的几种基本物理性能。 (1)强度:指材料承受外力作用而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力。分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。 (2)弹性:指材料受外力作用时改变了形状,当外力消失后又能恢复原来形状的能力。典型例子如橡皮筋、弹簧。实际上,很多材料如塑料、金属、木材等都具有一定的弹性。(3)韧性:指材料抗冲击震动的性能(也称为金属在断裂前吸收变形能量的性能)。例如玻璃的韧性很差,易被敲碎,吸收变形能量小。(4)硬度:指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。制作切削工具用的钢材,硬度必须很高。(5)延展性:指材料接受折、锻、压
3、等外力,被改变形状或被延伸,而材料没有遭受破环的性能。(6)其他性能:材料具备的物理性能还有耐久性、传热性、导电性等。 ⒊ 几种常用材料简介(1)木材:质地较软的木材有杉木、松木等;软硬适中的木材有樟木、槠木、梓木等。人造板材有胶合板(三夹板、五夹板等)、其他人造板(纤维板、刨花板等)、饰面板等。 (2)金属材料:包括黑色金属(含铁金属)和有色金属(不含铁金属)两大类。黑色金属主要有铸铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、工具钢、高速钢、不锈钢等;有色金属主要有铝、铜、铅、锌等。 各种金属材料在出厂时都会做成不同的型材,即其断面呈各种固定的标准形状,以方便各种不同的用途。例如圆形、管形、方形、直
4、角形、工字形、槽形、丁字形等。(3)塑料:是一种石油化工产品。有热塑性塑料(熟料)和热固性塑料(生料)两大类。 热塑性塑料的物态变化是可循环的。此类塑料不宜制作承受高温的物品,仅可做一般日用品和建筑用品;热固性塑料的物态变化不可循环。此类塑料可作机械零件、座椅、工具手柄、电器壳体等。 二、木工、钳工与设备常识 ⒈ 木工工具及设备(1)锯子、刨子、凿子、羊角锤、钉冲、其他工具(斧、钻等)。(2)木工使用的量具有:钢卷尺、直尺、直角尺。(3)木工画线工具有:木工铅笔、木工圆规、画线规、墨斗等。(4)木工常用设备:工作台、钻孔机、带锯床、平刨机、木工车床等。 ⒉ 钳工工具及设备(1)钳工手工
5、工具及量具① 划线工具:划针、划规、样冲、直角尺② 手锤与錾子③ 锉刀及其使用④ 攻丝工具:手用丝锥和攻丝绞手,用于在孔内加工螺纹⑤ 套丝工具:板牙及板牙架,用于在轴或杆上加工螺纹(2)钳工常用的基本设备:钳台、虎钳、砂轮机、钻床等 三、工艺常识 ⒈ 工艺概念及其意义 工艺是生产过程中的程序、方法和技巧,它体现了生产活动中的技术和知识经验,并且把这种体现分解落实到了每道工序、每个操作步骤。因此,它是保证生产顺利实施,提高产品质量和生产效率的有效手段。在技术性较强的生产部门,技术人员会将产品生产工艺制成技术文件,以指导生产实施。 ⒉ 在现代工业中,各行各业都有其自己的生产工艺。一定的技术总会
6、有一定的工艺相适应。例如:机械加工技术――――机械加工工艺 木工加工――――木工加工工艺 钳工加工――――钳工工艺 馒头制作――――馒头加工工艺 ⒊ 生产及工艺过程 ⑴ 生产过程 将原材料转变为成品的全过程即生产过程。生产过程包括原材料运输和保存、生产准备工作、毛坯制造、毛坯加工、热处理、检验、装配调试,以及表面涂层加工和包装等。生产过程可分为整部产品的生产过程、某个部件或零件的生产过程。⑵ 工艺过程 指在生产过程中,采用某种工艺方法,直接或按一定顺序逐步改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等,使其成为合格品或半成品所进行的全过程。工艺过程是生产过程的主要部分。采用机械加
7、工方法,使毛坯成为合格零件所进行的全部过程,称为机械加工工艺过程。将零件或部件装配成部件或整机的过程,称为装配工艺过程。 工艺的一般过程:备料 形成坯件 零件加工 部件制作 总装配 表面涂饰 ⒋ 常用工艺 :木工工艺、钳工工艺、机械加工工艺(车工工艺、刨工工艺、铣工工艺、镗工工艺、磨工工艺)、焊接工艺、铸造工艺、锻造工艺、冲压工艺、热切割工艺、金属材料热处理工艺、表面涂覆处理工艺。 四、原型与模型的制作 设计的一般过程如下:发现与明确问题 制定设计方案 制作原型或模型 测试、评估、优化方案 编写产品使用说明书 ⒈ 原型与模型的概念(
8、1)原型(Protype):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,有时原型就是最终产品。(2)模型(Model):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。设计者一般通过模型来呈现产品的设计方案。模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节。模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程,也是发展构思的创造性过程。在设计的过程中,模型具有两大功能:①使设计对象具体化;②帮助分析设计的可能性。⒉ 模型在产品设计不同阶段的作用 模型制作是技术设计中的一个环节,也是一种技术方法。通过模型可以研究技术活动的规律和特征。在设计过程的不同阶段,根据不同
9、的需求往往需要制作不同的模型。根据设计的要求,可先后制作草模、概念模型、结构模型、功能模型和展示模型等多种模型。 草模用于产品造型设计的初期阶段,它可以采用立体模型将设计构思简单的表达出来,供设计人员深入探讨时使用。 概念模型用于设计构思初步完成之后,在草模的基础上,用概括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整体概念。 结构模型用于研究产品造型与结构的关系,清晰的表达产品的结构尺寸和连接方法,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建尺寸与机体的相互配合关系,并在
10、一定条件下用于试验。 展示模型是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,做成的与实际产品几乎一致的模型。 ⒊ 制作模型:在产品的设计方案基本形成之后,可以通过制作模型来检验产品的造型、结构以及零部件的装配关系,并通过对立体形态的真实观察与推敲,对产品的设计进行调整和修改。 制作模型一般可以分以下几个步骤:(1)选择合适的材料。(2)根据本地条件,准备适当的工具和加工设备。(3)按设计图线划线。(4)对材料进行锯割、切削等加工。(5)装配。(6)对模型进行表面处理。(7)对产品的外观、造型和色彩进行评价;对产品的结构、功能进行检测和试验,检验是否符合设计要求。(8)对设
11、计方案进行修改,做成展示模型(样品)。 二.练习题: 1、在钢板上加工螺纹孔,用到的工具是( ) A、钢锯和丝锥 B、锉刀和丝锥 C、钻头和丝锥 D、板牙和丝锥 2.工艺的一般过程正确是( ) ①备料 ②部件装配 ③零部件加工 ④总装配 ⑤形成坯件 ⑥表面涂饰 A.①②③④⑤⑥ B.①⑤③②④⑥ C.①④②③⑤⑥ D.①⑤②③④⑥ 3、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( ) 4、周文用麻花钻加工了一个孔,该孔剖开后的形状应该是( ) A.划针紧贴导向工具,在薄铁板上划线,
12、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 5. 范仲淹的“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”使岳阳楼闻名天下。它是一座三层的纯木结构建筑,斗拱、飞檐的结构复杂,工艺精美,令人惊叹。斗拱使屋面凹曲,飞檐使沉重的建筑增添了轻快欲飞的美感。体现了高贵华美的风韵,丰富了中国古代建筑文化。木结构的各个构件,先表面处理,后进行榫卯连接。用于表面抛光的工具是( )。 A、锯
13、B、刨子 C、锉 D、凿子 6. 小兰家的茶几的一个铁质脚断裂了,她最好采用那种连接方式进行修补。( ) A、焊接 B、榫接 C、胶接 D、铆接 7.以下不属于金属材料加工工艺的是( ) A、锯割 B、划线 C、刨削 D、切削 8、对金属材料进行切削加工,下列不需要的工具是( ) A、钢锉 B、台虎钳 C、刨子 D、手锯 9下列不属于金属加工工艺的是:( ) A.攻丝 B.锉 C.錾
14、 D.刨削 10王强家里的木质靠背椅的靠背出现了无法修复的损坏,详见示意图圆圈部分。现要对这张椅子进行简单的木工处理,使它变成一张小茶几。 他完成这个任务最适合的工具组合是( )。 A.锯子和木锉。 B.刨子和手钻。 C.凿子和手钻。 D.刨子和凿子。 图一 图二 11、小鑫利用钳工工具,将图一矩形铁块加工成图二梯形铁块,其加工环节主要有:①锯割,②划线,③锉削,铁块加工的正确流程是( )。 A. ①®②®③ B. ②®①®③ C. ②®③®① D. ③®②®① 12下列常用工具中,属于金属加工
15、工具的是( ) A、铅笔、刨子、凿子、曲线锯,手电钻 B、划针、锉刀、高硬度车刀、电弧焊机 C、热熔胶枪、塑料焊枪、钩刀,玻璃胶枪 D、剪子、双面胶、固体胶、壁纸刀 13钳工工艺是一种常用工艺,下面不属于于钳工加工方法的是( )。 A、攻丝 B、矬 C、錾 D、刨削 14、号称“天下第一名钟”的景云钟,制造于唐睿宗景云年间,每年除夕中央人民广播电台播放的新年钟声就是以景云钟录制的。景云钟的制造主要应用了什么工艺?( ) A、锻造工艺B、冲压工艺 C、钳工工艺D、铸造工艺 15. 下列属于混合材料的是( ) A、胶合板 B、玻璃
16、C、木材 D、塑料 16、钢筋混凝土梁中比无钢筋的水泥梁的( )强度更强 A、抗弯 B、抗压C、抗拉D、抗剪 17、在木匠在对木构件的表面进行抛光时,常用的工具是( ),其身越( ),越能将木构件表面变的平直。 A锯子 长 B锯子 短 C刨子 长 D刨子 短 18.国家体育场的主体建筑选材最理想的应该是 ( ) A.钢材强度大 B.铝合金韧性好 c.木材绿色材料 D.钢筋混凝土技术成熟 19、金属材料划线的一般步骤为 ( ) ①冲眼 ②划
17、尺寸线 ③划轮廓线 ④划出基准 A.①②③④ B.②③④① C.④①②③ D. ④②③① 20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叫( ) A、结构 B、造型 C、表面处理 D、工艺 21.下列材料属于混合材料的是( )。 A黏土 B玻璃 C胶合板 D石头 22.在我校进行拔河比赛之前,选择比赛用绳的时候,对用绳的技术要求主要体现在对其( )的要求上。 A抗压强度 B抗拉强度 C抗弯强度 D抗剪强度 23.一木产品加工公司欲购买大
18、量木材,用于制作一套较精致的十二生肖的艺术品,若站在一个设计师的角度上,你推荐他们用( )来加工。 A杉木 B松木 C樟木 D梓木 24.下列家庭用品中主要由无机非金属材料制成的是( ) A.铝壶 B.铁锅 C.塑料桶 D.瓷器 25.钳工主要是利用手工工具对金属表面进行加工,其操作灵活,应用十分广泛,下列工具中属于钳工工具的是( )。 A凿子和样冲 B画规和钻子 C直角尺和弓摇钻 D板牙和锉刀 26.在利用手工工具制造螺丝杆的时候,应选用的工具是( )。
19、 A锤和錾子 B锉刀和样冲 C手用丝锥和攻丝绞手 D板牙和板牙架 27.在制造不同产品的原型或模型时,虽然工艺过程不近相同,但一般的顺序都符合( )。 ①形成坯件。②部件制作。③零件加工。④备料。⑤表面涂饰。⑥总装配 A①②③④⑤⑥ B④③①②⑥⑤ C④①③②⑤⑥ D④①③②⑥⑤ 28.在现实生活中,自行车已经成为人们不可获缺的一种常用的交通工具。而在制造商制造自行车时,一般会运用到( )。 ①车工工艺。②焊接工艺。③冲压工艺。④锻造工艺。⑤表面涂覆处理。⑥铣工工艺。
20、A①②③ B①②④ C①⑥⑤ D①②③④⑤⑥ 29.我市某瓶装饮料公司在选择材料用来乘放饮料时,你向他们推荐使用( )来作原材料。 A樟木 B钢化玻璃 C热塑性塑料 D热固性塑料 30.技术活动离不开工具。小明要进行木质多功能文具盒的制作,下列不可能用到的工具是 A.锯 B..羊角锤 C.卷尺 D.錾 二.填图题 在日常生活中常用的材料有哪些?并有什么用途?请填入下表 材料名称 用途举例
21、 三.填空题 1.人造板材在现实生活中的应用是十分广泛的,比如:一般的家具的表面为了使其更加美观,耐磨耐高温,常用人造板材中的 来装饰;人们在制作家具板面时,用树枝或零头碎料经过削片、干燥等一系列处理后,形成了 。 2.在现实生活中的工艺品可以说是无处不在的,请列举出三个工艺品,比如 , 和 。 3.工艺过程是将原材料转化成 的过程,常用的工艺有 , 和 . 4.传统的金属材料可以分为黑色金属和有色金属,不锈钢属于 ,高碳钢属于 。 四.简答题 在设计师制定出设计方案后,必须选择一定的材料来制作原型或模型,那么在选择材料制作时,应该以什么为依据? 第 4 页 共 4 页






