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第四章设计的实现-制作德宏州民族第一中学高一通用技术组第四章主要内容工艺模型或原型的制作测试优化工艺品欣赏§4.1工艺景泰蓝•是一种瓷铜结合的独特工艺品。堪称中国传统工艺的集大成者。•制作景泰蓝先要用紫铜制胎，接着工艺师在上面作画，再用铜丝在铜胎上根据所画的图案粘出相应的花纹，然后用色彩不同的珐琅釉料镶嵌在图案中，最后再经反复烧结。因创始于明代景泰年间，因初创时只有蓝色，故名景泰蓝。龙井采摘采摘萎凋茶叶茶叶做青茶叶杀青茶叶揉捻茶叶烘干同样的原材料，工艺不同，制作出来的产品会有很大的差异1、绿茶工艺：杀青揉捻干燥2、红茶工艺：萎凋揉捻发酵干燥定义：工艺就是技术活动中的加工程序和方法。目的：改变材料的大小、形状、外观、或性质。工艺的种类零件加工切削成型浇铸与模塑常用工艺种类装配工艺表面涂饰零件加工零件加工1.切削2.成型3.浇铸与模塑1.切削切削是用切削工具把坯料或工件上多余的材料去除，从而获得所要的几何形状，尺寸和表面质量的加工方法•名称：•用途：•操作：台虎钳用于装夹工件；1、转动丝杠：就能夹紧工件；2、旋紧夹紧手柄，使台虎钳不会周向转动；常用工具及其加工方法名称：用途：操作：锉刀去除工件切割面的毛刺，加工成指定的尺寸、形状等；在推锉过程中，左手的施压由大变小，右手的施压由小变大，使锉刀平衡而不上下摆动；常用工具及其加工方法•成型，是使用适当的力量，利用材料的塑性，将材料改变至所需要的形状及大小，切材料在成型前后的质量保持不变2.成型装配装配，是将两件或两件以上的零件或部件暂时或永久结合在一起的加工方法。例如：黏接、焊接、榫接、钉接、铆接和螺栓接合等怎么给汽车上色？表面涂漆表面涂饰是指在工件表面施以装饰性或保护性处理的加工方法。表面涂饰的作用：功能：保护产品，防止表面生锈，变色艺术：增加视觉效果的美感小结：通过这节课的学习，我们应该知道：工艺是产品制作的基础，各种工艺都有其工艺特点和设备要求，在生产产品的过程中，都要严格按照工艺要求来进行生产，以达到提高产品质量和降低生产成本的目的。思考：•1、分析自行车的生产中用到了哪些工艺？•2、举例说明工艺的作用。1、学会简单产品的模型或原型的制作。2、学会材料的加工方法，根据设计方案制作模型或原型。§4.2模型或原形的制作一、原型与模型1．原型（1）原型的定义：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。（2）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。活动：请你举例关于“原型”的例子？思考：怎样理解“原型”？（1）模型的定义：模型（model）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物体。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。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。２．模型举例说明你知道的模型还有哪些？“神舟飞船”模型“神舟飞船”模型神州飞船中的模拟人汽车模型小区住宅模型2008北京奥运会主会场模型2008北京奥运会主会场模型（鸟巢）①模型使设计对象具体化。（２）模型的功能②模型帮助分析设计的可能性。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。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，必须通过模型制作，才能投人生产。（３）模型的分类模型的分类草模概念模型结构模型功能模型展示模型①草模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。②概念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。③结构模型④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，并在一定条件下用于试验。⑤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。二、模型或原型的制作过程：材料准备零部件加工部件装配总装配表面涂饰以多功能书桌为例，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，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，涂饰可以起到保护与装饰作用。（一）制作准备1、根据设计方案列出所需要的材料明细表。2、要注意区分每一阶段制作工艺的先后顺序。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，需要明确制作实施方案，并制定制作计划。“设计要求”包括：⑴功能；⑵外形、材料、结构、技术指标等要求；⑶完成时间、成本等；(二)零部件加工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(如图)。在保证质量的前提下，合理选用材料，节约优质材料，可降低制作成本。画线例如，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制作。(三)产品装配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、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。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化，也给包装、运输、储存带来方便。(四)表面涂饰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观。安全提示：用砂纸打磨桌面时，易起木屑，要戴口罩。透明漆不易干燥，为保持完整，应阴干一夜后再使用。◆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。◆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。◆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。◆使用溶剂和易燃物品时，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。◆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，碰到你认为不安全的情况，应停止工作。安全操作小结一、模型及其功能1、模型2、模型的功能（1）使设计对象具体化（2）帮助分析设计的可能性二、模型在不同阶段的作用柑橘榨汁机在设计过程中经历了五个制作模型：草模概念模型结构模型功能模型展示模型书架设计制作欣赏书架设计制作欣赏书架设计制作欣赏书架设计制作欣赏1.能使用简单的方法对产品进行测试。2.分析测试提出改进措施或更换方案。§4.3测试一、测试的作用1、确保产品完成了设计所承诺或公布的功能。2、确保产品满足性能的要求。3、确保产品能适应用户环境。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。测试的目的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之一。产品的质量是测试出来的，因为设计环境隐藏的问题完全要靠测试来发现和纠正。测试环节凝结了工程师对完美产品的追求和严肃的态度。•测试的内容与方法产品可靠性测试：指产品或试样材料在模拟某一自然环境使用条件下在规定的时间内所能达到的规定功能特性能力的加速试验手段。产品可靠性测试分为：力学环境测试、气候环境测试。§4.4优化—让我们做得更好优化：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：人性化、安全性、可靠性、经济性与有效性。方案优化根据测试出现的问题，分析产品的不良之处，有针对性地对相关部位、部件进行效果分析，在材料、工艺、结构上加以改进，并在给定的限制中尽可能地满足人们在人性化、安全性、可靠性、经济性与有效性等方面对品质的期望。空肥皂盒的故事：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化的博士后设计一个方案来分拣空的香皂盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探测等技术，花了几十万，成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。中国南方有个乡镇企业也买了同样的生产线，因为同样的问题苦恼，一个小工很快想出了办法：他在生产线旁边放了台风扇猛吹，空皂盒自然会被吹走。改进设计产品的改进设计是基于现有产品基础上的整体优化和局部改进设计，它使产品更趋完善，更能适合于人的需求、市场的需求和环境的需求。外观美化产品设计应是赏心悦目的，甚至可以作为艺术品来欣赏，产品的设计要达到基本功能要求，还应注意外观式样，即工业产品的造型，造型设计应考虑产品功能、结构、材料、色彩、审美等要素。外观美化应注意的三项原则：美学原则、产品形态造型、色彩构成。美学原则：比例和尺度：比例是物与物的相比，表明各种相对面间的相对度量关系，和谐的比例可以引起人们的美感，使总的组合有明显理想的艺术表现力。尺度是物与人之间相比，不需涉及具体尺寸，完全任感觉上的印象来把握。统一与变化：统一是寻求他们之间的内在不系、共同点或共有特征。变化是寻找各部分之间的差异、区别。节奏与韵律：是物质运动的一种周期性表现形式，有规律的重复、有组织的变化现象，是艺术造型中求得整体统一和变化，从而形成艺术感染力的一种表现形式。产品形态造型：仿生造型、几何造型、功能造型。色彩构成：色彩是造型艺术中不可缺少的元素，不同的色彩，给人以不同的感受，一般称为色彩感情。发现问题明确问题制定设计方案制作模型测试评估优化设计完成设计的一般过程通过测试可以检查产品存在的质量问题，根据测试出现的问题，分析产品的“不良”之处，有针对性地对相关部位、部件进行效果分析，在材料、工艺、结构上加以改进，并在给定的限制中尽可能地满足人们在人性化、安全性、可靠性、经济性与有效性等方面对品质的期望。优化田忌赛马一、方案优化北宋大中祥符八年(1015)的四月，荣王元俨宫失火，延及皇宫殿阁内库，宋真宗命丁谓负责修复失火宫室。当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉；第二，要运来大批木材和石料；第三，要运来大量新土制瓦烧砖。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土，都涉及到大量的运输问题，京城里本来就拥挤，如果安排不当，正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。丁谓想了个好点子，先在皇宫面前大道上挖土，以解决取土问题，大道上挖去土，形成沟壑，引入汴河水，就成可通船只的河道，各种建材通过水运木排竹筏进入宫内。宫室造好后，又将废弃砖瓦和垃圾填入沟壑内夯实，复建成通道，“一举三役济”，节约了大量的人力、物力和财力。优化可以使作品具有更强大的功能、更高的效率，使设计或