1、第四章 展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果,學(xué)習(xí)目標(biāo)： 理解材料性能的含義；初步形成綜合運(yùn)用材料知識(shí)和選擇材料的能力； 了解12種常用的工具和設(shè)備；學(xué)會(huì)一種材料的12種加工方法； 知道工藝的含義和常用工藝的種類； 能根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品的模型或原型。 重點(diǎn)：選擇材料應(yīng)用于設(shè)計(jì)的能力； 學(xué)會(huì)使用12種工具和設(shè)備。,閱讀課本及復(fù)習(xí)資料， 完成學(xué)案中的填空部分,一、材料的分類,材料的品種很多，常見(jiàn)的材料可以分為三類。 天然材料 天然材料是指取材于大自然且保持著原本特質(zhì)的材料，如木材、黏土、石材等。,莫來(lái)砂硬質(zhì)黏土, 合成材料 合成材料又作人造材料，是人為地把不同物質(zhì)經(jīng)化學(xué)方法或聚合作用而成的材料，其特質(zhì)與原料不同

2、，如塑料、玻璃、鋼鐵等。,無(wú)紡布, 混合材料 混合材料是天然材料與合成材料的綜合，如膠合板、紙、混紡料等。混合材料會(huì)保持部分原來(lái)的特質(zhì)。,二、材料的性能,材料的性能可以分為物理性能、化學(xué)性能和加工性能等。在機(jī)械制造、建筑等工程領(lǐng)域和家具、日用品等制造行業(yè)，材料的物理性能與設(shè)計(jì)工作的關(guān)系甚為密切。我們先來(lái)了解材料的幾種基本物理性能。 強(qiáng)度 強(qiáng)度是指材料承受外力而不被破壞（不可恢復(fù)的變形也屬被破壞）的能力。根據(jù)受力種類的下同分為以下幾種：, 抗壓強(qiáng)度材料承受壓力的能力, 抗拉強(qiáng)度材料承受拉力的能力, 抗彎強(qiáng)度材料對(duì)致彎外力的承受能力, 抗剪強(qiáng)度一一材料承受剪切力的能力, 彈性 彈性是指材料受外力作

3、用時(shí)改變了形狀，當(dāng)外力消失后又能恢復(fù)原來(lái)形狀的能力。典型例子如橡皮筋、彈簧（圖4-8）。實(shí)際上，很多材料如塑料、金屬、木材等都具有一定的彈性。, 韌性 韌性是指材料抗沖擊震動(dòng)的性能。例如，玻璃的韌性很差，易被敲碎。 硬度 硬度是指材料抵抗刮削、切割或磨損的能力。例如，制作切削工具用的鋼材，其硬度就比較高。 延展性 延展性是指材料接受折、鍛、壓等外力，被改變形狀或被延伸，而材料沒(méi)有運(yùn)受破壞的性能。例如，鋁的延展性好，可以壓制成盤(pán)、碗等，而木材則不能。 其它 材料具備的物理性能還有耐久性、傳熱性、導(dǎo)電性等。各種常用材料的性能，在各行業(yè)的設(shè)計(jì)手冊(cè)或材料手冊(cè)等工具書(shū)中都有詳細(xì)介紹，需要時(shí)可隨時(shí)去查閱。

4、,材料性能,強(qiáng)度 彈性 韌性 硬度 延展性 其他：耐久性、傳熱性、導(dǎo)電性等。,三、幾種常用材料簡(jiǎn)介, 木材 木材是由樹(shù)木加工而成，是被廣泛使用的傳統(tǒng)材料。這種天然材料具有質(zhì)樸的表現(xiàn)力，做成的物品也富有人性味（課本圖4-9、圖4-10）。木材的種類繁多，各種木材的性能差異很大，有的較硬、有的較軟，有的軟硬適中；有的韌性好，有的則較脆；有的易收縮變形，有的形狀穩(wěn)定性好。, 質(zhì)地較軟的木材, 杉木，又叫沙木。木質(zhì)輕而軟，木紋順直，較疏，容易加工。在杉木板上釘釘子，木板不易開(kāi)裂。杉木還具有變形很小的特點(diǎn)。杉木的這些性能使它成為良好的木工用材，被廣泛應(yīng)用于建筑和家俱制作中，例如做房屋的門(mén)窗、屋架、桌椅的

5、面板等，都很合適。但這類較軟的人材其強(qiáng)度也就差一些，故不宜用于做經(jīng)常受磨擦和強(qiáng)度要求較高的構(gòu)件如家俱的腳。另外，杉木的木節(jié)硬而脆，選料時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)大的木節(jié)。, 質(zhì)地較軟的木材, 松木。有許多品種，其中有的性能很好，像杉木一樣易加工，變形小。如紅松、白松等，是很好的軟質(zhì)木材，被廣泛用于建筑、家俱、樂(lè)器制造等行業(yè)。,白松實(shí)木床, 軟硬適中的木材, 樟木。木質(zhì)比杉木硬一些，強(qiáng)度也比杉木好。其木紋變化多樣，比較美觀。樟木的紋理結(jié)構(gòu)較細(xì)密，韌性好，也容易加工，而且它有一股樟腦香氣，能防蟲(chóng)蛀，是制作家俱的上等木材之一。用樟木做家俱的每個(gè)構(gòu)件都合適，缺點(diǎn)是易變形。, 軟硬適中的木材, 櫧木，又叫株木。木質(zhì)與

6、樟木相近，但韌性不及樟木，也是常見(jiàn)的家具用材。, 軟硬適中的木材, 梓木。木紋順直，紋理均勻，木材變形極小，是上等的中硬度木材，在要求較精致的木制品中常被采用。,本地木材,本地木材,本地木材, 人造板材, 膠合板，又叫夾板。它是將一根根大圓木旋切成薄板，然后將數(shù)塊薄板疊在一起膠合，再經(jīng)高溫高壓制成。三層疊起來(lái)膠合的叫三夾板，五層疊起來(lái)膠合的叫五夾板，以此類推。 （2 ）其他人造板。常用的有纖維板、刨花板等。這類板材是將樹(shù)枝或零頭碎料等木質(zhì)原料經(jīng)過(guò)削片、蒸煮、干燥、篩選、拌膠等一系列處理，再經(jīng)高溫高壓而制成的。 飾面板。它是在人造板的一個(gè)表面（或兩面）再進(jìn)行某種涂復(fù)處理而制成的。經(jīng)過(guò)處理的表面色

7、澤光亮，耐磨耐高溫，且具有美麗的紋理和色彩，可產(chǎn)生很好的裝飾效果。用飾面板做成的制品表面不需要涂漆。 人造板材面積大，無(wú)拼縫，厚薄均勻，表面光潔平整，加工和使用都很方便，美觀實(shí)用，因此被廣泛應(yīng)用于家具制造、房屋裝修、車(chē)船制造等各個(gè)行業(yè)。在現(xiàn)代的各種木制品中，凡需要用板材的地方，幾乎都可以見(jiàn)到人造板。,耐火纖維板,膠合板,刨花板,飾面板, 金屬材料,金屬材料可分為黑色金屬（含鐵金屬）和有色金屬（不含鐵金屬）兩大類。 黑色金屬主要有鑄鐵、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、工具鋼、高速鋼、不銹鋼等；有色金屬主要有鋁、銅、鉛、鋅等。各種金屬材料的性能、用途，詳見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)或其他材料手冊(cè)。 金屬材料的品種牌號(hào)很

8、多，可以通過(guò)添加不同成分冶煉成各種具有特殊性能的合金，還可以通過(guò)熱處理的方法使一些金屬的性能按照人們希望的目標(biāo)改善，使得金屬材料群體具有性能廣泛而優(yōu)良的特點(diǎn)。因而，它在機(jī)械制造、航空航天、水陸交通、國(guó)防、建筑、家電及其他口用品等各行業(yè)、各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。 各種金屬材料在出廠時(shí)大都會(huì)做成不同的型材，即其斷面呈各種固定的標(biāo)準(zhǔn)形狀，以方便各種不同的用途。例如圓形、管形、方形、直角形、工字形、槽形、板形、丁字形等。, 塑料,塑料是現(xiàn)代廣泛使用的人造材料，是一種石油化工產(chǎn)品。有熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。 熱塑性塑料的物態(tài)變化是可循環(huán)的。加熱時(shí)固態(tài)塑料會(huì)軟化、熔解而變?yōu)橐簯B(tài)；冷卻時(shí)，又會(huì)回復(fù)到原

9、來(lái)的形態(tài)和硬度。此類塑料不宜制作承受高溫的物品，僅可做一般日用品和建筑用品，如瓶類包裝材料、水管等。 熱固性塑料的物態(tài)變化不可循環(huán)，原料加熱后變?yōu)橐后w，可倒人模具成型，冷卻后凝固成一定的形狀，而不能回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。此類塑料可做機(jī)械零件、座椅、工具手柄、電器殼體等。 兩類塑料都可方便地制成各種形狀（圖4-13）。,四、設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇材料, 材料的固有特性應(yīng)滿足設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用功能、使用壽命等要求。 材料的工藝性應(yīng)方便設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)制造結(jié)構(gòu)并有利于優(yōu)化生產(chǎn)加工工藝過(guò)程。 材料的質(zhì)感應(yīng)與設(shè)計(jì)產(chǎn)品的造型特點(diǎn)、民族和地域特征、文化藝術(shù)品味等設(shè)計(jì)風(fēng)格相協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)較好的外觀效果。 有安全性等特殊要求的產(chǎn)品或零

10、部件的選材要按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。例如醫(yī)院的某些電療設(shè)備中與病人接觸的部位，其表面應(yīng)選擇絕緣且抗靜電的材料。 在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇資源豐富、價(jià)格低廉、有利于環(huán)保的材料。 注意市場(chǎng)調(diào)研，了解消費(fèi)者對(duì)選材的期望，并在合理的前提下盡量滿足消費(fèi)者的需求。同時(shí)注意發(fā)揮新材料的優(yōu)勢(shì)為設(shè)計(jì)服務(wù)。 注重人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展原則，設(shè)計(jì)選材時(shí)應(yīng)研究產(chǎn)品的整個(gè)生命周期對(duì)自然環(huán)境的影響，要盡量減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞，減少對(duì)資源的浪費(fèi)，充分考慮材料的回收、再生和重復(fù)和用，以利節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境。,工藝與工具、設(shè)備,工 藝是生產(chǎn)過(guò)程中的程序、方法和技巧，它體現(xiàn)了生產(chǎn)活動(dòng)中的技術(shù)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，并且把這種體現(xiàn)分解落實(shí)到了

11、每道工序、每個(gè)操作步驟。,工藝的一般過(guò)程,工藝過(guò)程是將原材料（含元器件）轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程。不同材料、不同產(chǎn)品的工藝過(guò)程有所不同。一般說(shuō)來(lái)，工藝過(guò)程具有如下環(huán)節(jié)。,備料,形成坯件,零件加工,部件制作,總裝配,表面涂飾,常用工藝簡(jiǎn)介, 木工工藝 木工工藝包括鋸割、刨削、鑿削、砍削、鉆削等加工方法，釘聯(lián)接、榫聯(lián)接、膠聯(lián)接、活動(dòng)聯(lián)接等聯(lián)接方法，以及畫(huà)線、測(cè)量、制作等方面的一些操作方法，適用于一切木制品的生產(chǎn)制作。,木工手工工具,鑿子,木工手工工具,臺(tái)鉆,木工常用的基本設(shè)備,工作凳,平刨機(jī),常用工藝簡(jiǎn)介, 鉗工工藝 鉗工工藝包括鋸、挫、鏨、刮、研、鉆孔、攻絲、套絲等加工方法和鉚接、粘接、螺栓聯(lián)接等聯(lián)

12、接方法，以及劃線、測(cè)量、按照各種配合方式將零件裝配成整體的方法等，主要適用于機(jī)械制造和裝配、機(jī)械維修以及不便進(jìn)行機(jī)床加工的各種金屬加工制作 。,鉗工手工工具及量具,鉗工手工工具,攻絲與套絲,手用絲錐 和 攻絲絞手,板牙 和 板牙架,鉗工常用的基本設(shè)備,常用工藝簡(jiǎn)介, 機(jī)械加工工藝 機(jī)械加工工藝是使用各類機(jī)床設(shè)備及相應(yīng)的工具和專用夾具對(duì)各種零件所進(jìn)行的加工工藝，其種類主要有：,（1）車(chē)工工藝主要應(yīng)用于使用車(chē)床加工旋轉(zhuǎn)體零件，如軸套類零件等。, 刨工工藝主要應(yīng)用于使用刨床加工零 件的平面，如平板、機(jī)身床面等。, 鏜工工藝主要應(yīng)用于使用鏜床加工零件的內(nèi)圓孔，如箱體類零件的內(nèi)圓孔等。, 銑工工藝主要應(yīng)

13、用于使用銑床加工各種異形或凹槽等，如齒輪的齒面、零件的鍵槽等。,銑床, 磨工工藝中要應(yīng)用于使用磨床對(duì)零件表面的精加工。,磨 床,常用工藝簡(jiǎn)介, 焊接工藝 焊接工藝是利用高溫和焊接材料將分離的零件（或材料）融合在一起形成整體的制造方法，主要適用于各種金屬框、架等結(jié)構(gòu)的聯(lián)接，如橋梁、房屋等的鋼架，鋼板焊接的機(jī)械零件，自行車(chē)的車(chē)架等等。,超聲波焊接塑料,常用工藝簡(jiǎn)介, 鑄造工藝 鑄造工藝是將鐵或其他金屬熔化成液體，澆注入一定的型腔中，以獲得一定形狀的零件的制造方法，主要適用于制作那些外表形狀比較復(fù)雜而不太規(guī)則的黑色金屬和有色金屬零件毛坯。有些零件的成品，也可采用精密鑄造的方法獲得。,常用工藝簡(jiǎn)介,

14、鍛造工藝 鍛造工藝是將金屬材料加熱到一定的溫度使其軟化，然后通過(guò)錘打、鍛壓改變其形狀，使其符合預(yù)定要求的制造方法，有自由鍛和模鍛。主要應(yīng)用于制作鋼制零件毛坯，如軸套、曲軸等。,常用工藝簡(jiǎn)介, 沖壓工藝 沖壓工藝是利用沖床結(jié)合模具將具有較好延展性的金屬?zèng)_壓成型的制造方法，例如金屬盤(pán)、碗、門(mén)扣、鉸鏈等都是沖壓成型的。,常用工藝簡(jiǎn)介, 熱切割工藝 熱切割工藝是利用一定的設(shè)備將化學(xué)能、電能、光能轉(zhuǎn)化為熱能產(chǎn)生瞬間高溫熔化金屬材料的一種切割加工方法，如氧割，主要應(yīng)用于下料；激光加工，主要應(yīng)用于精細(xì)加工。,常用工藝簡(jiǎn)介, 金屬材料熱處理工藝 熱處理工藝是通過(guò)“加熱一冷卻”多操作程序改變金屬材料的金相組織結(jié)

15、構(gòu)，使其物理性能（如硬度、韌性等）得到改變的方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、五金工具的處理。,常用工藝簡(jiǎn)介, 表面涂覆處理工藝 表面涂覆工藝有多種，如涂，噴油漆，廣泛應(yīng)用干木制品、金屬制品，起到增強(qiáng)外表美觀，防止金屬氧化腐蝕等作用；還有涂覆一層金屬，如鍍鋁、鍍鋅，起到改善外觀和防腐作用。,常用工藝,1.木工工藝 2.鉗工工藝 3.機(jī)械加工工藝（車(chē)工工藝，刨工工藝，鏜工工藝，銑工工藝，磨工工藝） 4.焊接工藝 5.鑄造工藝 6.鍛造工藝 7.沖壓工藝 8.熱切割工藝 9.金屬材料熱處理工藝 10.表面涂覆處理工藝,原型與模型,一、原型與模型,原型（prototype）通常是第一個(gè)能全面反映產(chǎn)品功能的形

16、體，它廣泛應(yīng)用于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中，有時(shí)原型就是最終產(chǎn)品。 模型（model）是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。,二、模型的功能,模型使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。 模型幫助分析設(shè)計(jì)的可能性。,概念模型 結(jié)構(gòu)模型 功能模型 展示模型,三、模型的分類,通常情況下，尤其是制作工程較大的的情況下都選擇模型代替原型的方法。 多功能用品盒制作步驟： 一、看圖備料 二、下料。1.畫(huà)線，2.鋸割。 三、構(gòu)件制作。1.確定聯(lián)接方式， 2.刨削，3.榫頭畫(huà)線，4.做榫頭 四、組裝。,小組討論：如果高考由你來(lái)出題， 針對(duì)本章內(nèi)容，你會(huì)如何出題？每組出一題或提出一個(gè)出題方向,我的考試，我出題,（2007年高考）12不久前我國(guó)科學(xué)家以玉米淀粉為原料，利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)出乳酸，再經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到聚乳酸，制成玉米塑料。其最大特點(diǎn)是可以降解，并具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、抗靜電作用等特性，應(yīng)用前景廣闊。下列對(duì)玉米塑料的理解正確的是 玉米塑料為玉米的綜合利用提供了新途徑 玉米塑料的推廣使用有利于解決白色污染問(wèn)題 玉米塑料推廣應(yīng)用后可以提高玉米的附加值 玉米塑料與普通塑料不同，它不是一種高分