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3.4怎样挑选材料


普通高中通用技术课程

技术与设计 1

产品由各种材料做成。材料对产品的成本、 产品由各种材料做成。材料对产品的成本、价 格、市场定位有重要的影响。根据设计对象和现有 市场定位有重要的影响。 工作条件挑选材料是确定设计方案的第二步。 工作条件挑选材料是确定设计方案的第二步。

1、观察你现在使用的书桌,看它由什么材料

做成? 观察你现在使用的书桌,看它由什么材料做成? 2、想一想,并议一议,多功能书桌的桌面板应选择 想一想,并议一议, 什么材料?可参考下表列出的各种材料进行选择。 什么材料?可参考下表列出的各种材料进行选择。

可供选择的材料表
名称 类别 大理石 石材 麻石 云石 防火板 木材 宝丽板 水晶板 塑料 塑料板 优缺点 高贵大方、坚硬、沉重、 高贵大方、坚硬、沉重、价格高 美感差、坚硬、价格低、 美感差、坚硬、价格低、沉重 有特别美感、沉重、质地软、 有特别美感、沉重、质地软、一致性差 耐磨、防火、 耐磨、防火、价格低 耐磨、防火、光滑、 耐磨、防火、光滑、价格中等 耐磨、防火、晶莹透亮、 耐磨、防火、晶莹透亮、价格较高 减少森林砍伐、耐腐蚀、易加工、 减少森林砍伐、耐腐蚀、易加工、遇火会释放有毒气体

一、材料及其标准件
(一)材料的分类

一、材料及其标准件
(一)材料的分类
材料的分类有多种多样的方法, 材料的分类有多种多样的方法,常见的方法是按来源来 区分: 区分:

天然材料——竹、木、石头、泥土、宝石等。 石头、泥土、宝石等。 竹 特点:安全、一般无害、人们普遍喜爱,但是生产周期长, 特点:安全、一般无害、人们普遍喜爱,但是生产周期长,
大量使用对环境、生态破坏大。 大量使用对环境、生态破坏大。

金属材料——钢铁、铜、铝、金等等。 钢铁、 金等等。 钢铁 特点:机械特性好、容易加工、可大量生产, 特点:机械特性好、容易加工、可大量生产,但是不可
再生资源,冶炼时许使用大量能源,且产生废水、 再生资源,冶炼时许使用大量能源,且产生废水、 废渣和废气; 废渣和废气;

一、材料及其标准件
(一)材料的分类
化学材料——塑料、涂料、油漆等等。 塑料、涂料、油漆等等。 化学材料 塑料

特点:耐用性好、可大量生产。 特点: 耐用性好、可大量生产。但在生产过程中会产
生有毒物质,而且塑料不易降解,可形成白色 生有毒物质,而且塑料不易降解, 污染。 污染。 复合材料——各类合金、玻璃纤维等等。 各类合金、 复合材料 各类合金 玻璃纤维等等。

特点: 有特殊的性能,但制造困难。 特点: 有特殊的性能,但制造困难。
新材料——纳米材料、高温超导材料等等。 纳米材料、高温超导材料等等。 新材料 纳米材料

特点:具有新性能,但是生产难度大、成本高。 特点: 具有新性能,但是生产难度大、成本高。

一、材料及其标准件
(二)材料的特性
材料的特性按不同的分类有许多形式, 材料的特性按不同的分类有许多形式,但最基本的特 性如下: 性如下:

塑性:指固态材料的基本特性,是其保持形状的特性。常 塑性:指固态材料的基本特性,是其保持形状的特性。
见的塑性大的材料有塑料、 见的塑性大的材料有塑料、铜、铝等。 铝等。 弹性:指固态材料恢复形状的特性。弹性大的材料有橡胶、 弹性:指固态材料恢复形状的特性。弹性大的材料有橡胶、 钢材等。 钢材等。

耐腐蚀性:指材料化学性能稳定的特性,如塑料耐酸碱等。 耐腐蚀性:指材料化学性能稳定的特性,如塑料耐酸碱等。 其他特性:例如,材料的光学特性、放射性、 其他特性:例如,材料的光学特性、放射性、硬度特性等。

一、材料及其标准件 (三) 材料的性能试验
材料的性能通过技术试验来测定。例如, 材料的性能通过技术试验来测定。例如,材料的强 硬度、形变等可以通过相应的试验来测定。 度、硬度、形变等可以通过相应的试验来测定。 一件产品,或产品中复杂的部件(构件)的性能, 一件产品,或产品中复杂的部件(构件)的性能,特 别是造价较高的产品, 别是造价较高的产品,通常要通过建立仿真模型来进行 可行性试验,试验其是否达到性能要求。 可行性试验,试验其是否达到性能要求。计算机仿真技 术在这个领域发挥着重要的作用。 术在这个领域发挥着重要的作用。

设计与实践
书桌面板材料的形变性能试验及其选择
1.工具及其材料 000mm, 600mm,厚分别为9mm 15mm、18mm、20mm的细木工板 9mm、 长1 000mm,宽600mm,厚分别为9mm、15mm、18mm、20mm的细木工板 和中密度纤维板各1 10kg沙包 沙包8 600mm、 100mm、 和中密度纤维板各1块,10kg沙包8袋,长600mm、宽100mm、厚100mm 木方2 直尺,记录本,笔等。 木方2根,直尺,记录本,笔等。 2.试验过程 全班同学分组、分工,准备材料。 全班同学分组、分工,准备材料。 分组试验,用木方支撑木板的两端,在木板的中部分别压上70kg、 分组试验,用木方支撑木板的两端,在木板的中部分别压上70kg、 70kg 80kg的沙袋 用直尺量出木板中部的离地高度。记录好数据, 的沙袋, 80kg的沙袋,用直尺量出木板中部的离地高度。记录好数据,并对数 据进行处理,完成下表。 据进行处理,完成下表。 3.结果分析 分析试验结果,并在组间交流。再结合同学们的体重、 分析试验结果,并在组间交流。再结合同学们的体重、木板价格等 因素,选择适合的材料作为桌面板。 因素,选择适合的材料作为桌面板。

形变试验表
测试材料 名称 9mm细木 细木 工板 15mm细木 细木 工板 18mm细木 细木 工板 20mm细木 细木 工板 9mm中密 中密 度板 15mm中密 中密 度板 18mm中密 中密 度板 20mm中密 中密 度板 70kg沙袋 沙袋 板中部高度 H/mm 形变量 (10—H)/mm 80kg沙袋 沙袋 板中部高度 H/mm 形变量 (10—H)/mm )

一、材料及其标准件 (四) 标准件
标准件( 标准件(图3-7)是指具有统一的 7)是指具有统一的 形状、尺寸、 形状、尺寸、公差和技术要求等的同 一种零件(或部件) 一种零件(或部件),如按国家标准生 产的螺钉、垫圈、键和销等。 产的螺钉、垫圈、键和销等。它们具 有互换性,能用在各种机器、仪器、 有互换性,能用在各种机器、仪器、 设备、建筑上。采用标准件可以节约 设备、建筑上。 设计力量。标准件的集中生产, 设计力量。标准件的集中生产,有利 于先进工艺技术的使用, 于先进工艺技术的使用,还可有效地 提高生产质量,降低生产成本。 提高生产质量,降低生产成本。

二、材料的加工
材料经过加工,可以改变其形状,例如, 材料经过加工,可以改变其形状,例如,木头可以加 工成桌子脚,桌子面板;有时还可以改变材料的特性, 工成桌子脚,桌子面板;有时还可以改变材料的特性,例 铁经过锻打、淬火等可以变成既坚硬又锋利的刀具等。 如,铁经过锻打、淬火等可以变成既坚硬又锋利的刀具等。 材料加工通常有如下几种方式: 材料加工通常有如下几种方式: 锯断,切断。 锯:锯断,切断。 刨或磨:通常用于材料平面加工, 刨或磨:通常用于材料平面加工,如 刨平材料的表面等。 刨平材料的表面等。 钻孔。 钻:钻孔。 锻压:主要作用是成型, 锻压:主要作用是成型,有热压和冷 压之分。 压之分。 拼接:组成部件,有焊接、粘接等。 拼接:组成部件,有焊接、粘接等。 铸造:直接成型复杂部件。 铸造:直接成型复杂部件。

三、元器件与标准件
元器件是大工业生产的必然产物。 元器件是大工业生产的必然产物。由于产品的某 一功能部件的广泛、大量使用,人们出于使用方便、 一功能部件的广泛、大量使用,人们出于使用方便、 简化制作过程和节约成本的需求, 简化制作过程和节约成本的需求,单独设计和生产 了这种部件,称之为元器件( 9),例如, 了这种部件,称之为元器件(图3-9),例如,电子元 器件(电阻、电容、电感、晶体管和集成块等) 器件(电阻、电容、电感、晶体管和集成块等)。随 着制造技术的不断发展, 着制造技术的不断发展,现在人们已经把具有若干 功能的单一产品部件集合在一起而构成一个新部件, 功能的单一产品部件集合在一起而构成一个新部件, 如集成电路芯片。现在的收音机、电视机、 如集成电路芯片。现在的收音机、电视机、音响等 电器几乎全部由电子元器件组成。 电器几乎全部由电子元器件组成。 标准件都有一定的规格与参量标准,选择时, 标准件都有一定的规格与参量标准,选择时, 应该根据设计的具体要求,合理地选取, 应该根据设计的具体要求,合理地选取,力争做到 既满足设计要求,成本又低。 既满足设计要求,成本又低。 进行产品设计时,多使用标准件, 进行产品设计时,多使用标准件,既可以节约 成本,又可加快工程的进度。但是, 成本,又可加快工程的进度。但是,过多使用标准 有时会使产品缺乏个性。 件,有时会使产品缺乏个性。

四、材料选择与资源保护
一般地说,材料的选择应该坚持合理、合适的原则,标 一般地说,材料的选择应该坚持合理、合适的原则, 准太高会造成浪费,标准低了又会达不到设计要求, 准太高会造成浪费,标准低了又会达不到设计要求,返工将 造成更大的浪费。 造成更大的浪费。 一般来讲,选择材料时多使用元器件和标准件, 一般来讲,选择材料时多使用元器件和标准件,有利于 资源的保护。 资源的保护。因为大批量生产的产品其单位能耗和材料消耗 较低,而且使用方便,可以提高生产效率。 较低,而且使用方便,可以提高生产效率。 选取材料时,应尽可能地选取再生资源、可再生资源、 选取材料时,应尽可能地选取再生资源、可再生资源、 再生周期短的资源和其他丰富的资源, 再生周期短的资源和其他丰富的资源,尽可能不选取或少选 取那些不可再生资源、再生周期长的资源和稀有资源。 取那些不可再生资源、再生周期长的资源和稀有资源。

多功能书桌的部分材料
木板:18mm细木工板2 木板:18mm细木工板2张,9mm复合木板1张,15nm细木工 细木工板 9mm复合木板1 复合木板 15nm细木工 板1张。 不锈钢台脚: 不锈钢台脚:4根,规格矽60mm,厚1.2mm。 规格矽60mm, 1.2mm。 60mm 不锈钢托盘:1个,规格150mm×130mm×60mm。 不锈钢托盘: 规格150mm×130mm×60mm。 150mm

从下列活动中挑选一项,做一个材料的选取规划, 从下列活动中挑选一项,做一个材料的选取规划, 包括材料选取、材料加工、加工工具、 包括材料选取、材料加工、加工工具、标准件选取 等。

1.简易多功能书架或笔筒的设计 2.幼儿识图教具的设计


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