第七章模型或原型的制作

1、第七章第七章 模型或原型的制作模型或原型的制作第一节第一节 模型模型主页一、原型与模型 v 1、原型 原型原型（prototype）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。 原型的作用： （1）有利于对设计方案的实现效果进行评估。（2）有利于实现对于大规模生产的生产技术与成本的估算。主页法拉利汽车原型在接法拉利汽车原型在接受各种测试受各种测试主页2、模型v 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。 2008北京奥运会主会场和模型主页神舟三号飞船中的模拟人v2002年4月1日，我国自行研制的“

2、神舟三号”飞船实现绕地飞行108圈，飞船舱内安坐一名“模拟人”。讨论：讨论：1.神舟三号中的模拟人有什么神舟三号中的模拟人有什么特征？特征？2.为什么要进行为什么要进行“模拟人模拟人”试试验？验？主页模型具有什么功能？模型具有什么功能？ 使设计对象具体化：使设计对象具体化：模型可视、可触、可控制，可以形象地表达所设计的模型可视、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。产品的比例、尺度、线型、色彩、材质以及每一个构成面。它是一种实体设计语言，它是一种实体设计语言，为设计的表达和交流提供了一条有效途径为设计的表达和交流提供了一条有效途径，使设计委托者

3、、生产单位和设计人员之，使设计委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通，全面认识设计方案。间能够直接沟通，全面认识设计方案。 帮助分析设计的可能性：帮助分析设计的可能性：由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和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，设计一件较复杂的产品，必须通性。如果设计一旦失败，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，才能投入生产。过模型制作，才能投入生产。主

4、页 1851年，燃煤蒸汽机帆船客轮“大东方号”，在伦敦开始建造。船长 211米，船宽36米，最大吃水9.2米，总吨位18,915，营运速率14节，有三套推进装置：二具船边明轮，一个艉螺旋桨，六根张帆的桅杆，帆总总面积有6,500平方码。由于“大东方号”的船长为当时一般船的六倍，没有纵深那么长的船台来建造，所以采用侧面下水的横向船台建造。当1857年11月7日下水典礼那天，“大东方号”只滑行了3尺距离，再也不肯滑下水。“大东方号”集中了当时世界上最先进的各种动力设备，邀请了著名的造船专家。虽然集中了当时造船技术的精华，但还是造成了动力设备与庞大船体的动力需要不匹配，造成了首航失败。“大东方号大东

5、方号”事例说明了什么事例说明了什么? ?产品设计必须经过模型制作，然后进行必要的技术试产品设计必须经过模型制作，然后进行必要的技术试验。验。主页模型制作是技术设计中的一个必要环节，在设计过程的不同阶段往往需要制作模型制作是技术设计中的一个必要环节，在设计过程的不同阶段往往需要制作不同的模型。不同的模型。草模：在设计的初始阶段，采用立体模型将设计构思简单地表示出来，供设计草模：在设计的初始阶段，采用立体模型将设计构思简单地表示出来，供设计人员深入探讨时使用。人员深入探讨时使用。模型在不同阶段的作用模型在不同阶段的作用主页概念模型概念模型 概念模型用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排、人机关系

6、等，从整体上表现产品造型的整体概念。 主页主页结构模型结构模型 为了研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型。 主页功能模型功能模型 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。 主页展示模型展示模型 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向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。主页1 1、制作准备、制作准备v 按照设计图纸准备材料。v 根据材料特性与现有工具设

7、备条件选择材料的加工工艺。v 对材料进行零件加工。v 将零件组装成部件，在将部件组装成产品v 根据需要进行表面涂饰二、模型制作的过程二、模型制作的过程主页2 2、制定制作实施计划应注意的问题、制定制作实施计划应注意的问题v 确定材料的加工方法确定材料的加工方法v 考虑什么样的加工时序最有效最经济考虑什么样的加工时序最有效最经济v 在制作工程中，注意健康与安全在制作工程中，注意健康与安全 主页3 3、实施制作、实施制作v零件加工v产品装配v表面涂饰主页汽车1:1模型制作方案构思方案构思主页主页制定设计方案（技术图纸）制定设计方案（技术图纸）主页选择材料和加工方法选择材料和加工方法复合板木材胶泥和

8、石膏粉各种零件主页模型制作模型制作1：各零件：各零件部件加工部件加工主页产品的装配产品的装配主页表面涂饰表面涂饰第二节第二节 工艺工艺主页3 3、工艺的作用：、工艺的作用： 保证产品质量，提高生产效率；影响产品的功能、强度、外观等。保证产品质量，提高生产效率；影响产品的功能、强度、外观等。2 2、工艺的种类：常见的工艺有加工工艺、装配工艺、检测工艺、工艺的种类：常见的工艺有加工工艺、装配工艺、检测工艺、 铸造工艺、表面铸造工艺、表面处理工艺等。处理工艺等。1 1、工艺是指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、工艺是指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

9、品的方法。法。主页案例分析 ：桶的制作质量与工艺加工工艺加工工艺装配工艺装配工艺表面处理工艺表面处理工艺主页v 黑色金属：黑色金属只有三种：铁、锰与铬。而它们三个都不是黑色的！纯铁是银白色的；锰是银白色的；铬是灰白色的。v 有色金属：常见金属中除了黑色金属都可称为有色金属。v 特殊金属：包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。如分别具有超导、形状记忆、耐磨等功能的合金。小知识小知识常见的金属材料可分为黑色金属、有色金属和特殊金属材料。主页v 1 1、划线：、划线：v 在待加工的材料上用相应的工具划出加工部件的轮廓线或基准点和基准线。在待加工的材料上用相应的工具划出加工部件的轮廓线或基准点和基

10、准线。二、金属材料的加工工艺二、金属材料的加工工艺金属材料的加工包括：划线、锯割、锉削、金属材料的加工包括：划线、锯割、锉削、钻孔、攻内螺纹和套外螺纹等钻孔、攻内螺纹和套外螺纹等主页划线工具：划线工具：划针、钢直尺、角尺、画规、样冲。划针、钢直尺、角尺、画规、样冲。) )主页2 2、锯割、锯割（工具：手锯、台虎钳）（工具：手锯、台虎钳）（1 1） 右手握紧（握稳）锯弓的手把，右手握紧（握稳）锯弓的手把，左手轻轻扶在锯弓的前端。锯割时，左手轻轻扶在锯弓的前端。锯割时，右手推进施力，左手协助右手扶正右手推进施力，左手协助右手扶正锯弓，这样才能保持锯缝平直。锯弓，这样才能保持锯缝平直。主页主页左脚前

11、半步，膝盖微曲，右脚自然伸直，然后侧身，使身体与台虎钳保持一定的角度。 锯割时，左腿膝盖部位的屈伸与身体前后的往复以及双手推拉的动作要保持协调一致，这样才能操作自如，不易疲劳。（3 3）站立姿势）站立姿势主页 起锯是指刚开始锯割的阶段，有近起锯和远起锯之分。一般采用远起锯方法。 起锯时，用左手拇指挡住锯条，使锯条在锯割线上“定位”，右手持锯锯割。起锯角度通常在15度左右，同时行程要短，压力要小，速度略快，直到锯缝深23mm。（4 4）起锯方法）起锯方法主页 激光切割机激光切割机数控切割机数控切割机光电切割机光电切割机切割机床切割机床展示展示主页3 3、 锉削（工具：锉刀、台虎钳、角钢尺）锉削（

12、工具：锉刀、台虎钳、角钢尺） 为使工件符合设计要求的形状、尺寸和粗糙度，往往需要进行锉削、铣为使工件符合设计要求的形状、尺寸和粗糙度，往往需要进行锉削、铣削和磨削等切削加工。削和磨削等切削加工。 主页锉刀的种类1 1、钳工锉、钳工锉按断面形状分类：按断面形状分类：刀口锉刀口锉菱形锉菱形锉扁三角锉扁三角锉椭圆锉椭圆锉圆柱锉圆柱锉平锉平锉方锉方锉三角锉三角锉半圆锉半圆锉圆锉圆锉2、特种锉、特种锉（加工零件的特殊表面）（加工零件的特殊表面）3、整形锉、整形锉（修整零件上的细小部分）（修整零件上的细小部分）主页不同锉刀的使用不同锉刀的使用 主页锉锉削削要要领领直锉法直锉法推锉法推锉法主页马上行动：马上

13、行动：根据锉削要领，用锉刀将一小型长方体金属块的一个表面锉成一平面，并检查工作面的垂直度。假如锉成如下图所示的结果，请讨论其原因。阅读小资料：阅读小资料：金属材料的切削大都采用机械加工的方式。机械加工中使用的设备有车床、刨床、铣床、磨床、镗床等。车床是金属切削中使用最为广泛的机床，常用的有普通车床和数控车床。锉刀倾向一边锉刀倾向一边锉刀左右摇晃锉刀左右摇晃锉刀倾向一边锉刀倾向一边主页车床车床 刨床刨床 铣床铣床 磨床磨床 镗床镗床 主页4 4、钻孔：、钻孔： 用钻头在实体材料上打孔的方法，称为钻孔。常用的钻孔设备是台钻，常用的钻头是麻花钻。主页主页主页v 铆接（铆枪、铆钉）铆接（铆枪、铆钉）v

14、 黏接（万能胶等）黏接（万能胶等）v 焊接（电焊枪、电焊条）焊接（电焊枪、电焊条）v 螺接（螺栓、螺母、螺丝、垫圈）螺接（螺栓、螺母、螺丝、垫圈）5 5、 连接连接 通过固定连接和半固定连接的方法可以实现金属件之间的连接。金属材通过固定连接和半固定连接的方法可以实现金属件之间的连接。金属材料的连接有多种方法（铆接、黏接、焊接、螺栓和螺母、平头螺丝、元宝螺帽料的连接有多种方法（铆接、黏接、焊接、螺栓和螺母、平头螺丝、元宝螺帽、垫圈、弹簧垫圈、垫圈、弹簧垫圈）主页主页主页阅读：螺纹的加工方法阅读：螺纹的加工方法螺纹加工方法螺纹加工方法（1 1）攻丝方法攻丝方法工具：工具：丝锥、丝锥扳手丝锥、丝锥扳

15、手流程：流程：底孔倒角底孔倒角选择丝锥选择丝锥装夹工件装夹工件攻内螺纹攻内螺纹（2 2）套丝方法套丝方法工具：工具：板牙、扳牙扳手、台虎钳板牙、扳牙扳手、台虎钳流程：流程：扩孔扩孔选择扳牙选择扳牙装夹工件装夹工件套外螺纹套外螺纹主页6 6、表面处理、表面处理 表面处理是指在工件表面施以保护性或装饰性处理的加工方法，不同材料有不同的处理方法。常见的金属表面处理方法有表面刷光、喷涂油漆和镀层等。(1)(1)表面刷光表面刷光 为了防止金属制品表面生锈腐蚀，提高产品的美观程度，通常需要对金属为了防止金属制品表面生锈腐蚀，提高产品的美观程度，通常需要对金属表面进行处理。表面进行处理。准备准备清除毛刺和铁

16、屑清除毛刺和铁屑粗处理粗处理用细锉锉平金属表面用细锉锉平金属表面细处理细处理用精细级金刚砂打磨用精细级金刚砂打磨主页（2 2）喷涂油漆）喷涂油漆 喷涂油漆可以防止生锈和增加美观。喷涂前要检验所选用的油漆对金属喷涂油漆可以防止生锈和增加美观。喷涂前要检验所选用的油漆对金属表面的适用性。有些油漆必须在金属表面加涂防锈漆之后再进行喷涂。表面的适用性。有些油漆必须在金属表面加涂防锈漆之后再进行喷涂。 主页（3 3）镀层）镀层 为使金属制品外表面美观且能够防止锈蚀，既可以在金属表面涂上一层为使金属制品外表面美观且能够防止锈蚀，既可以在金属表面涂上一层涂层，也可以采用电镀的方法，即用电解方法在金属表面涂上

17、一薄层抗氧化涂层，也可以采用电镀的方法，即用电解方法在金属表面涂上一薄层抗氧化的铬等金属材料。的铬等金属材料。主页木材的加工工艺（木工）一、划线工具一、划线工具二、锯削工具二、锯削工具三、安装工具三、安装工具四、油漆工具四、油漆工具木工常用的工具分为：木工常用的工具分为：主页卷尺卷尺直角尺直角尺木工铅笔木工铅笔一、划线工具主页木工锯木工锯榔头榔头刨子刨子二、锯削工具主页木工锯的使用v调整绳子调整绳子v调整锯齿和锯齿开刃调整锯齿和锯齿开刃v锯子使用要领：锯子使用要领： 1 1、左手压木条，右手拿锯子；、左手压木条，右手拿锯子； 2 2、起锯时用左手大母指贴住锯条；、起锯时用左手大母指贴住锯条； 3 3、锯齿和木板垂直；、锯齿和木板垂直； 4 4、开锯幅度小；开口后锯程要长；、开锯幅度小；开口后锯程要长； 5 5、拉锯用力小，推锯用力大；、拉锯用力小，推锯用力大； 6 6、推拉要有节奏。、推拉要有节奏。主页刨子的使用v刨刀要先开刃刨刀要先开刃v调整刨刀的位置调整刨刀的位置v刨子