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4.2模型或原型的制作2学习目标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。3一、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。4“玛丽女王2号”的拥有者是英国人，由法国人制造，是目前世界上最大、最长、最昂贵的客轮，英国女王在船上为它命名，它的造价高达8亿美元，拥有一座两层剧院、5个室内和室外游泳池，甚至还有一个天文馆。5（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6“神舟飞船”模型7“神舟飞船”模型8神州飞船中的模拟人9汽车模型10小区住宅模型112008北京奥运会主会场模型122008北京奥运会主会场模型132008北京奥运会主会场模型（鸟巢）14①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。15例：我国第一艘核动力潜艇就是以一个美国核潜艇玩具模型为基础研发成功的。中国的核潜艇16（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17①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。18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1920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2122④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。2324⑤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。252627二、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。28（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。29“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；便携式小凳的设计要求：(1)功能:外出使用；(2)结构稳固，最大承重为600牛顿；(3)质量不大于1千克，并能方便地放入中学生书包；(4)材料成本不高于5元。发现与明确问题30制定设计方案设计分析材料强度材料密度材料价格……扩大支撑面连接方式:插接、榫接、合页、粘接等……尽量缩小体积采取可拆卸式采用折叠式……结构稳固易于制作自重轻体积小携带方便成本不高于5元材料结构携带31方案构思•根据设计要求，大胆构思，挖掘创造潜力，提出多个设想。材料结构（画草图、做模型）连接方式（画草图、做模型）32方案呈现A.采用瓦楞纸材料的方案草图33方案呈现B.采用木板木棍材料的方案草图34方案呈现C.采用五夹板材料的方案草图D.采用其他材料的方案草图35方案筛选对提出的几个设计方案，依据一定的原则,对方案进行筛选。36(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。37(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。38(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。394041◆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4.3测试2、能使用简单的方法对产品进行测试。3、分析测试提出改进措施或更换方案。43一、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。