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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 造型材料与工艺实 验 指 导 书主撰人：刘宝顺审核人：刘恒丽天津商业高校 艺术学院二一八 年 三 月0 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前 言 1. 试验总体目标 本试验课程旨在协作造型材料与工艺课程理论学问学习,使同学深化懂得、把握 现代工业产品涉及的典型常用材料的性质、特点和加工制造工艺方法,在设计中合理有 效地挑选、使用材料；通过试验加工制作,切身接触、使用材料,深化明白、体会材料 及其加工工艺；通过自主设计、规划试验,提高动手才能,培育创新才能； 适用专业
2、、年级、课程及课程编号：工业设计,三年级,造型材料与工艺,1742213017 先修课程 工程图学,工程力学,金工实习,机械设计基础 试验课时安排试验项目金属的成型工艺试验试验每组试验试验一要求类型人数学时必做综合2 4 试验二金属的加工工艺必做综合2 8 试验三塑料特性与成型工艺必做综合2 8 试验四木制品制作必做综合2 12 试验环境本试验课程需要为每组同学安排不少于1.2 平方米的工作台面,且配置公共使用的钳工工作台、砂轮机、台转、小型机床、电锯、电焊机等； 试验总体要求 本试验课程在进行有人身安全危急的作业项目时,要求同学佩戴防护镜、手套、口罩 等防护用具、装备；试验前,指导老师应对同
3、学进行安全须知训练、指导；在操作设备前,应仔细学习操作流程和相关安全爱护要求； 本试验的重点、难点及教学方法建议 本试验的重点是让同学明白、把握常用材料的性质及加工制造工艺,难点在于合理、有效地使用相关加工手段和工具,并懂得批量工业化生产的工艺要求；教学方法上建议指 导老师结合试验项目进行相关示范操作及成品展现与评判,指导工艺要点,启示同学敏捷 地使用工艺方法,把握操作技巧；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录试验一 金属的成型工艺 3 试验二 金属的加工工艺 6 试验三 塑料特性与成型工艺 9 试验四 木
4、制品制作 12 2 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验一 金属的成型工艺一、 试验目的 通过试验使同学明白、把握铸造工艺的一般流程、特点和要求,体会金属特有的质感 和铸造成型的特点,明白模具的基本特点、要求与作用,建立工艺与精度的概念,进而理 解金属零件生产制造的一般规律和特点；通过同学自主设计、制作蜡模和铸造成型,培育 同学的实践动手才能,训练同学的想象力、综合分析、解决问题才能；勉励同学改进工艺 方法,训练同学的创新意识和才能；二、 试验内容 采纳失蜡法铸造金属锡（合金）零件；需要同学使用石蜡制作原模,然后
5、翻制成石膏 模或树脂砂模,并依据工艺要求铸造零件,经过后续修整、加工,最终完成设计的成品；其中,涉及石蜡、石膏、树脂砂及金属锡的性质、使用等,需要讲解说明,提示同学预习有关学问；三、 试验要求 本试验采纳同学自主训练为主开放模式的教学组织形式进行；试验前,指导老师应根 据试验内容和工作条件集中进行试验内容、方法、流程的讲解和示范,并在同学操作过程 中,针对详细问题进行答疑和指导；四、 试验预备 试验前,同学需结合课堂理论讲授的相关金属铸造及机械加工学问进行预习预备,了 解、预习所涉及的石蜡、石膏、树脂砂的性质和使用方法,明白锡（包括锡合金）的基本 性质,并预备好待制作的产品零件图纸；试验室预备
6、蜡模、成品样件等供老师讲解、同学参考；五、 试验原理、方法和手段 失蜡法金属铸造工艺采纳石蜡等易熔化材料制作零件原模,原模表面用石膏或树脂砂 等包裹形成铸造模,通过熔去石蜡形成铸造型腔,然后向型腔内浇注熔化的金属,冷却后 去除石膏或树脂砂即得到铸件,经修整、后加工,完成零件成品的制作；本试验的铸造工艺原理属于重力铸造,对于一些具有自由端面特别类型零件,可采纳 半放开式铸模进行铸造；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本试验铸造工艺部分采纳手工工艺完成,后续修整、加工,依据详细需要,可采纳手 工或机加工帮助完成；六
7、、 试验条件 本试验使用的主要材料：石蜡,泡沫塑料,石膏,树脂砂,锡（合金）使用的主要工具：手工雕刻刀,手工修整工具（什锦锉,电磨抛光工具）,电炉,热风 枪,熔锡锅,煮水锅,和石膏器皿 使用的主要设备：小型车床、铣床,台钻 七、 试验步骤 1. 制作石蜡模型：用石蜡块雕刻或塑胶模翻制石腊模,也可采纳泡沫塑料制作原模,同学依据设计需要自主设计、制作；2. 制浇注模：在原模表面包裹石膏或树脂砂,干燥,制成浇注模；留意挑选合理位置 留出浇注口和冒口；3. 去除石蜡：可采纳热水煮或热风枪加热,熔化石蜡并从石膏模中去除,形成铸造型 腔；如使用泡沫塑料制成的原模,也可以不去除,利用铸造金属的热量使之直接熔
8、解、气化；4. 铸造：将熔化的金属锡从浇口注入,保证连续注入,直到注满型腔并从冒口溢出为 止；冷却后,打开石膏模,取出铸件；5. 修整、后加工：使用工具去除浇口、冒口等余外部分,修整表面缺陷；依据需要,完成后续必要的加工；八、 摸索题 1. 冒口有什么作用？为什么冒口要开设在型腔的最高点？2. 为什么型腔上部比下部简洁显现铸造缺陷？如何防止？3. 你作的铸件上有什么缺陷？如何改进？4. 如何使铸件表面更平滑？怎样保证铸件表面浮雕花纹更清楚、完整？5. 铸铁、铜等需高温铸造的材料在铸造工艺上会有那些特别要求？九、 试验报告 1. 试验内容：试验目的,预习与预备的内容,制作的目标与要求（必要时附草
9、图）,自己的试验步骤规划等；2. 试验材料与工具：试验使用的主要材料、工具、设备及用途；3. 试验流程：记录、描述试验的主要流程、操作等；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 结果与分析：分析制作成品的成效与存在的问题,提出改进方案；5. 体会与感想：说明通过试验获得的体会,自己的感想等；十、 留意事项及其它说明 1.浇注金属锡时,要保证石膏模或树脂模干透；操作时,要带手套、护目镜等防护用 具；2.操作机床、台钻、砂轮机等设备需要预先熟识操作规程,明白安全事项,穿戴作业 安全防护用具、装备,并在老师指导下进行
10、；3.电炉、熔锡锅、热风枪等高温加热工具、设备需要在指定位置操作台上操作,断电 并完全冷却后方可交回；4.熔蜡锅、和石膏器皿用后留意准时清理；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验二 金属的加工工艺一、 试验目的 本试验主要利用金属板材、线材等制作小器物,同学需结合自己的设计目标,综合使 用可行的加工方法和手段完成制作；通过实际动手试验制作,使同学切身体会、明白、掌 握常用金属材料的基本性质和金属加工工艺的一般流程、特点和适用场合,体会工业化生 产与手工制作的差异,建立加工精度、成本与效率等概念,为正确、合理地
11、设计结构及选 择材料供应帮忙；通过同学自主设计、挑选材料和加工工艺、使用工具设备、完成制作,培育、训练同学综合运用所学学问分析、解决问题和自主学习的才能；二、试验内容 利用试验室预备的金属板材、线材、管材等,及同学自己找到的金属材料,结合试验 室供应的基本加工设备和工具,自主设计、选材、规划加工工艺,完成一件金属材料为主 的小器物制作；同学需要结合制作目标,合理挑选材料,综合使用加工手段,完成制作；开头制作前,需要指导老师对试验室供应的设备、工具及主要加工手段进行介绍、说明,并提示同学预习有关学问；三、试验要求 本试验采纳同学自主训练为主开放模式的教学组织形式进行；试验前,指导老师应根 据试验
12、内容和工作条件集中进行相关设备、工艺、方法及操作流程的讲解和示范,并在学 生制作及操作过程中,针对详细问题进行答疑和指导；四、试验预备 试验制作前,同学需结合课堂理论讲授的相关金属材料及加工学问进行预习预备,了 解、预习所使用的金属材料的性质,明白金属加工主要工艺方法,并预备好待制作的产品 零件图纸；试验室可预备一些金属产品样件等供老师讲解、同学参考；五、试验原理、方法和手段 工业化生产金属零件及产品已经形成一套巨大、完整的工艺装备、手段和流程的加工 制造体系,包括铸、锻、焊、机加工及加工装配生产线等；本试验以小金属器物制作为目 标对象,主要通过钳工工艺完成,需要时,可使用车、铣等简洁工艺帮助
13、完成制作；依据同学的试验设计需要,本试验可能涉及金属的手工锻打和焊接、铆接工艺,以及 退火、淬火等热处理工艺；六、试验条件 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本试验使用的主要材料：金属板材、线材、管材,包括各种常见钢、铜、黄铜、铝等使用的主要工具：通用钳工工具（包括锉刀、錾、锯及电磨头等）,台虎钳,砂轮机,角磨机,砧铁,电炉使用的主要设备：小型车床、铣床,台钻、电焊机 七、试验步骤 本试验由同学自主选题、挑选材料和规划工艺路线,完成一件金属小器物的制作；不 同的制作内容可能使用的工艺方法和制作流程会有较大差异,
14、通常涉及到的典型制作工艺排列如下：1. 金属板料切割、下料；在金属板上划出零件轮廓线,留意留有足够余量；将金属板 料采纳合适方式固定,如夹在台虎钳上；使用钢锯、铁剪或角磨机等工具沿划线切割；2. 制作金属丝圆圈；利用一根与待制作圆圈内径大小相同的管子和圆棒料（可以是任 何材质）作为芯轴,将金属丝紧密缠绕在芯轴上；用钢锯沿密绕的金属丝螺旋轴向切开；修整切开的金属环；3. 金属板零件整形；将依据零件轮廓预切好的料坯夹在台钳上,使用锉刀修整外形；使用砂轮机或砂带机修磨零件,达到设计的外形；4. 机械加工；在小型车床、铣床上,依据需要完成对零件的车削或铣削加工；5. 金属锻打成型；钢铁、紫铜、铝合金等
15、材料可采纳加热至肯定温度后,用锤子在砧 铁上锻打成型,简洁塑性变形的材料也可在常温下锻打成型；留意不同材料的加热温度不同,钢铁热锻打后起到退火作用,需通过热处理工艺复原硬度；6. 金属的焊接；使用小型电焊机进行金属零件的焊接；7. 铆接；在需要铆接处预先制好铆钉孔,然后将合适长度的铆钉放入孔中,将待铆零 件放在砧铁上,用锤子敲打铆钉头完成铆接 8. 制品表面刻花、刻字；在制品表面绘制图样,使用电磨工具,用合金刻刀头在金属表面手工刻制,或在运算机上绘制图样,输出为适当格式,使用激光雕刻机完成刻制加工；八、摸索题 1. 工业化批量生产与手工单件制作在加工制造工艺上有哪些不同？2. 金属板或金属丝需
16、要平整或调直时,如何爱护表面？3. 金属锉刀、钢锯条是什么材料制成的？有哪些特性？4. 用什么加工工艺简洁保证刀具的刃口坡面平整、美观？手工开刃时你用什么方法？5. 结合自己的制作,总结设计图纸的作用；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 九、试验报告 1. 试验内容：试验目的,预习与预备的内容,制作的目标与要求（附草图）,试验步骤 规划等；2. 试验材料与工具：试验使用的主要材料、工具、设备及用途；3. 试验流程：记录、描述试验的主要流程、步骤、操作和结果等；4. 结果与分析：分析制作成品的成效与存在的问题,提出
17、改进方案；5. 体会与感想：说明通过试验获得的体会,自己的感想等；十、留意事项及其它说明 1.试验操作时,要带手套、护目镜等防护用具；2.操作机床、台钻、砂轮机及电焊机等设备需要预先熟识操作规程,明白安全事项,穿戴作业安全防护用具、装备,并在老师指导下进行；3.制作过程产生的边角废料、金属屑要准时清理；4.不答应使用对环境、设备、工具有破坏的方法和手段进行操作,如喷漆、在非工作 台面敲打锤砸及非正常有用工具等；8 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验三 塑料特性与成型工艺一、试验目的 本试验为常用塑料特性及成型工
18、艺熟识、懂得的综合性试验；通过试验使同学明白、把握常用塑料的基本特点、用途,体会塑料特有的质感,明白塑料成型加工的工艺方法和 适用范畴,懂得工业化生产的方式与特点,明白塑料零件生产制造主要方法；通过同学自 主设计、规划制作工艺流程,培育同学的实践动手才能,训练同学的想象力、综合分析、解决问题才能,培育同学的创新意识和才能；二、试验内容 收集几种塑料样品,辨识种类,整理各自的特点、用途和相关加工工艺；使用试验室 供应的塑料材料或自己收集的废弃塑料,制作一件小产品；完成试验制作,需要同学使用 热塑成型、粘接组装、表面修饰等主要工艺方法和手段,并利用试验室能够供应的工具、设备和材料,在老师指导下,自
19、主进行设计、操作；三、试验要求 本试验采纳同学自主训练为主开放模式的教学组织形式进行；试验前,指导老师应根 据试验内容和工作条件集中进行试验内容、方法、流程的讲解和示范,介绍相关工具、设 备的使用方法和要求,并在同学操作过程中,针对详细问题进行答疑和指导；四、试验预备 试验前,同学需结合课堂讲授的塑料材料性质、成型工艺方法等学问进行预习预备,明白、熟识试验涉及的材料、工具、设备等的使用方法与要求,预备好待制作的产品零件 图纸和自己收集的塑料材料；试验室准合适的制成品样件等供老师讲解、同学参考；五、试验原理、方法和手段 利用热塑性塑料加热到软化温度可塑形的特点,自主设计、搭建试验成型平台、辅具
20、及手段,经修整、后加工,完成制作；利用塑料热合性或使用溶剂、粘合剂,进行拼接、组装；本试验以手工工具和方法为主,进行加工、修整,依据详细需要,部分可采纳机加工 和激光雕刻帮助完成；六、试验条件本试验使用的主要材料：塑料板（聚氯乙烯、亚克力）9 ,PVC塑料管,废弃饮料瓶、塑名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 料薄膜,粘合剂 使用的主要工具：勾刀,刮刀,电动手工修整工具,热风枪,手锯、剪刀等 使用的主要设备：小型铣床,台钻,激光雕刻机,电热折弯机 七、试验步骤 本试验由同学自主设计、规划流程、完成制作,制作过程中,通
21、常涉及到的操作工艺 和制作方法有如下几种：1. 切割、下料：塑料板下料时,第一依据设计图纸在塑料板表面放样、划线,然后用 勾刀或手锯沿划线轮廓进行切割,薄板用勾刀便利,厚板用手锯效率更高；塑料管下 料时, 也是依据设计图纸在塑料板表面放样、划线, 然后用手锯沿划线轮廓进行切割；塑料薄膜划线后用剪刀进行切割；复杂外形、精度要求高的板料下料时,用运算机软 件绘制图形,使用激光雕刻机完成切割；2. 热塑成型：曲面成型时,第一制作成型胎具,可用木材、石膏等材料制作；将塑料 用热风枪加热至塑料软化温度,然后在胎具上定型完成曲面成型；塑料板折直弯时,第一在折弯处做标记或划线,然后在电热折弯机上将塑料对准划
22、线位置,加热折弯处 至软化温度,取下塑料并弯折至预定角度,保持位置直至定型；3. 粘接、组装：沿零件结合处涂粘合剂,或用电机热熔化结合部位,干固后打磨、修 整表面,完成拼接或组装；如用机械法连接、组装,第一在零件连接处预制孔,然后 插入拉铆钉,用拉铆枪铆接；4. 装饰、修整：使用刮刀、锉刀、砂纸、抛光工具等完成局部修整；用电磨头手工雕 刻工具或激光雕刻机进行装饰纹路、图案雕刻；八、摸索题 1. 加热塑料时,塑料表面起泡是什么缘由？如何防止？2. 如何在制作时防止塑料表面划痕？显现划痕如何修补？3. 比较手工曲面成型与吸塑成型的异同,分析吸塑成型的优缺点；4. 对废塑料的处理问题,你有哪些建议？
23、5. 工业化生产使用的工艺方法有哪些特点？九、试验报告 1. 试验内容：试验目的,预习与预备的内容,制作的目标与要求（附草图）,自己的实 验步骤规划等；2. 试验材料与工具：试验使用的主要材料、工具、设备及用途；10 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3. 试验流程：记录、描述试验的主要流程、操作等；4. 结果与分析：分析制作成品的成效与存在的问题,提出改进方案；5. 体会与感想：说明通过试验获得的体会,自己的感想等；十、留意事项及其它说明 1.某些溶剂粘合剂有不同程度的毒性,使用时留意,预防过敏；2.操作机床、
24、台钻、砂轮机等设备需要预先熟识操作规程,明白安全事项,穿戴作业 安全防护用具、装备,并在老师指导下进行；3.电加热折弯机、热风枪等高温加热工具、设备需要在指定位置操作台上操作,断电 并完全冷却后方可交回；11 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验四 木制品制作一、试验目的 通过试验使同学明白、把握常见木材的基本性质、特点及木材加工工艺的一般流程、特点和要求,体会木材特有的质感和特点；明白木制品结构,明白工业化木器生产规范,懂得现代木制品生产制造的特点；通过同学自主设计、选材、加工及组装实际,培育同学 的实践动手
25、才能,训练同学的想象力、综合分析、解决问题的才能；勉励同学创新材料应 用形式、改进工艺方法,训练同学的创新才能；二、试验内容 采纳典型木工工艺,包括锯、刨、凿及雕刻等,借助传统木工工具和现代电动木工工 具,自主设计、制造一件木器或木制品模型；试验需要同学学习、把握典型木制结构,掌 握基本木工工具的使用方法和技术,从设计方案图、下料图到选料、下料、构件加工、组 装,完成设计的目标；三、试验要求 本试验采纳同学自主训练为主,开放模式的教学组织形式进行；试验前,指导老师应 依据试验内容和工作条件集中进行试验内容、方法、流程的讲解和示范,并在同学操作过 程中,针对详细问题进行答疑和指导；在同学开头进行
26、制作前,应将预备好的产品设计方 案和工艺流程与指导老师沟通、争论、确认,接受指导和帮忙建议；四、试验预备 试验前,同学需结合课堂理论讲授的相关木材学问及加工工艺方法进行预习预备,了 解、预习试验使用的木材（包括原木和加工木材）的性质和特点,明白试验室供应的木工 工具及其使用方法,并预备好待制作的产品图纸；试验室预备具有典型结构特点的木制成 品样件供老师讲解、同学参考；五、试验原理、方法和手段 榫卯连接结构是中国传统木工制品的经典工艺范例,在相互连接构件对应部分分别制 成外形契合的榫和卯,插接形成稳固的结构,进而组装成外形各异、千变万化、美观使用 的各式木制品；构件组装方法是木制品生产制作的关键
27、工艺；现代工业化生产,为提高功效、便利组装、降低成本,多采纳金属五金件连接制造家 具；五金件制成标准化、系列化零件,木制构件上简洁制作出安装五金件的孔洞,即可便 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 捷地实现安装、拆卸,也使得木构件结构和加工工艺大为简化；本试验主要采纳手工加工工艺制作,工具可采纳传统木工工具或电动木工工具；后续 修整、加工,依据详细需要,使用相应的工艺手段实现,如雕刻、打磨、抛光、刷漆等；六、试验条件 本试验使用的主要材料：原木板料,木方,胶合板,大芯板,纤维板,木钉,木螺丝,家具五金连接件,
28、白乳胶使用的主要工具：手工木工工具（锯、刨、凿）角尺,电动打磨工具,气动射钉枪,组合工具,电动木工刨,木工雕刻刀,木锉,直使用的主要设备：电锯,木工车床、小型铣床,台钻 七、试验步骤 本试验由同学自主规划设计,依据制作目的及采纳工艺的方法,可能各自涉及的试验 手段及步骤不一样；总体上,本试验使用的工艺步骤主要包括以下几种：1. 选料：依据同学自己规划的目标和加工方法,预先绘制构件图纸,结合试验室具备 的材料情形,挑选合适的木料种类和尺寸,留意木材纹理方向；2. 下料：依据构件图纸及选料情形,在木材上画线标识位置,然后使用电锯或木工锯 切割至适合尺寸,留意留出加工余量；3. 刨削：将代加工木料固
29、定在工作台上,使用木工刨或电动木工刨在木材表面顺木材 纹理方向进行刨削至设计尺寸；粗刨使用较大刨刃伸出量,以提高加工效率；精刨用较小刨刃伸出量,保证平整度和表面平滑度；4. 作榫卯：对应构建连接部位,用铅笔、尺规画出榫卯加工轮廓位置线,然后用木工 凿、锯、钻等工具加工榫卯；榫卯粗加工可用木工锯、电钻完成,精加工用木工凿完成；工具使用方法和技巧由指导老师示范并指导学习；5. 组装：榫卯结构制品,需预先进行试装、修整,然后依次安装各榫卯构件,必要时打入楔子加固；五金件连接产品组装时,先在连接位置安装预埋件,然后,依次对接 各组件,并紧固五金件,最终调整整体外形、尺寸,固定后,完成组装；6. 雕刻：
30、在雕刻部位画好轮廓线,使用木工雕刻刀由浅入深进行雕刻,先刻出轮廓,然后在各局部位置精修,必要时,用锉刀、砂纸打磨；7. 修整、后加工：依据制作要求,进行表面修饰,如绘画、打蜡、刷漆等；八、 摸索题 1. 木材质地（如密度、硬度）对榫卯结构有哪些影响？如何解决？13 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 使用五金件连接,对构件质地有什么要求？3. 逆木材纹理方向刨削有什么影响？4. 如何使木制品连构件接处表面更平滑、美观？5. 如何防止木材显现开裂现象？九、 试验报告 1. 试验内容：试验目的,预习与预备的内容,
31、制作的目标与要求（必要时附草图）,自 己的试验步骤规划等；2. 试验材料与工具：试验使用的主要材料、工具、设备及用途；3. 试验流程：结合自己的制作,记录、描述试验的主要流程、操作等；4. 结果与分析：分析制作成品的成效与存在的问题,提出改进方案；5. 体会与感想：说明通过试验获得的体会,自己的感想等；十、 留意事项及其它说明 1. 操作电动工具、台钻等设备,需要预先熟识操作规程,明白安全事项,穿戴作业安 全防护用具、装备,并在老师指导下进行；2.留意爱护各种木工工具刃口,使用完工具,放回工具箱；3.准时清理废料、木屑、锯末等垃圾；14 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页