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绿色印刷产品
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第 1单元 预备知识 1
一、常用金属—铜、铝、铁、钢 1
二、常用金工工具 8
三、简单的设计过程 19
第 2单元 设计与技术实践 27
一、异型扳手 27
二、微型组合工具 30
三、金属丝花插 34
四、弹力三轮车 36
五、多功能拔钉钳 41
六、新型锁扣 44
七、双面夹 47
八、小簸箕 51
九、精致小笔筒 54
十、神奇单轴车 58
十一、小手锤 62
第 3单元 知识拓展 66
一、机械传动简介 66
二、冲压技术 71
三、锡焊技术 72
四、常见机械加工设备 74第 1 单元 预备知识
一、常用金属—铜、铝、铁、钢
1. 铜的加工特性及应用
铜在现代工业、技术中有很多重要的应用。
铜是紫红色、有光泽的金属，韧性及延展性（或可塑性，指在经受锤击、挤压或
拉拔时容易发生永久性变形的性质）均好，易于加工，可制作锅、壶等炊具或装饰
品。但铜的质地较软，锉削时易堵塞锉齿，所以须经常用铜丝刷清理锉面；也由于同
样的原因，切削时易粘刀，所以须选用更锋利的刀具。在机械加工行业中把某些金
属的这种性质俗称为“黏”。
紫铜导电效率高，可用来制造电线或导电元器件。现在有的电子实验室中设有
用铜建造的屏蔽室，在里边做电子实验时可以避免静电或其他电磁信号的干扰。现
代信息技术中用的电视传输线的芯也是用铜制造的。
常用的铜合金有黄铜、青铜两种。其中黄铜硬度大、耐磨、耐腐蚀、易于加工，
且价格较低廉。常见的烛台、火锅等家用器具均可用黄铜制作，也可用它做镶地砖
缝的铜条。青铜硬度大、耐磨、耐腐蚀并具有特殊光泽，而且适于铸造，可用来制造
耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴瓦等，也可用于做一些高雅的艺术品，著名的中华世纪坛
的青铜甬道和中华世纪钟等都是青铜在生活中的应用。
中华世纪钟 中华世纪坛青铜甬道
常用金属—铜、铝、铁、钢 1知识窗 早期的铜是很珍贵的，人们称
其为金，而真正的金则称为黄金。配
方中的“金”指的就是铜。
铜的发现及应用
铜是人类最早发现的金属之一。在距今
世界上最早的铸造配方
7 000年前的石器时代，人们在寻找制造石器
金有六齐（齐：剂、配
的适当石块时，偶然发现了一种特殊的“石
方）：六分其金而锡居一，
块”，它不同于一般石头的特点是有美丽的光
谓之钟鼎之齐，五分其金，
泽、不易击碎、能够砸扁，这便是天然铜块。
而锡居一，谓之斧斤之齐，
于是人们用石头将其敲打成各种小器物，当
四分其金而锡居一，谓之
天然铜块 戈戟之齐……
然，这在当时是很稀奇的东西。
之后，人们又发现，用火能将这种铜块 —《周礼》
烧化，倒在陶制的模子里，冷却以后，就凝固
成具有特定形状的小器物，这就是铸造工艺
的雏形。除天然铜之外，铜矿石的发现为铸造
提供了充足的原料，人们的铸造工艺也逐渐成
熟和精湛。
2. 铝的加工特性及应用
我国古代早已形成了精湛的铸造工艺。
铜狮
铝是我们熟知的另一种金属，现已广泛地应用于人类生产和生活的各个方面，
大到飞机、轮船、高楼大厦，小到餐具等日用品都须用到铝材。随着制铝成本的降
低，优质、价廉的铝材正被广泛地应用于国民经济的各个领域。
人们在炼铜的同时还炼出了另外两种金属—锡和铅，并且发现如果把适量
的锡或铅熔入铜中，可炼成比铜硬得多的青铜。例如，含1/3锡的青铜就可用于铸造
刀剑。1965年，我国湖北江陵一座楚墓中出土了两把越王勾践的剑，它们是世界上
最古老的青铜宝剑，虽已被埋藏了2 500
多年，仍光亮锋利。我们的祖先不但炼
出了青铜，还在铜中熔入锌，炼出了黄
铜，在铜中掺入镍炼出了白铜。古人除
用青铜制造盔甲、刀、枪、箭、戟等兵器
外，还用它来制造铜镜、铜盘、铜樽等生
活用品和刀、斧、锯等生产工具，这便是
制造飞机 铝制高压输电缆
青铜器时代。20世纪70年代在陕西周原
发掘出一骨器作坊遗址，其中就有6把 铝的延展性好，可制造铝铆钉、抽芯铆钉等。但因其质软而“黏”，锉削时最好
西周晚期的青 青铜极品 铜锯。 使用锉铝专用锉，否则不仅易塞锉，还不易锉光。铝合金比纯铝硬，可拉拔成各种
铜立人像双剑 —四羊方尊 铝型材，这种型材表面光洁不易污染，适于做建材等。
2 预备知识 常用金属—铜、铝、铁、钢 3铝铆钉 铝合金门窗 铝合金吊顶
钢铁大桥
火箭发射塔 航空母舰
目前，市场上常见的钢材有钢板、方钢、圆钢、钢管等型材以及各种异型材。通
锉铝专用锉的锉面 各种铝合金型材
常使用的钢材多为含碳量较低的低碳钢，硬度一般大于铜，韧性、延展性、强度等
均好，易加工。修建高楼大厦时所用的钢筋混凝土中的钢筋就是低碳钢型材。
钢材易锈蚀，为了防锈，可在其表面镀上锌、锡等金属。常见的薄铁皮，严格地
小 资 料
讲应是薄钢板，其中没有镀层的叫做黑铁皮。另有镀锌铁皮和镀锡铁皮，前者可制
作通风管道、水桶、簸箕等一般用品，后者俗称马口铁，主要用于制作食品容器，如
铝是1825年才被提炼出的一种年轻的金属。最初是丹麦学者奥塞德 罐头筒、饼干盒等。
通过分解无水氧化铝制出铝粉，1854年法国人德尔又利用还原法制出了 增加钢中的含碳量，还可炼出中碳钢和高碳钢。随着含碳量的增加，钢的硬度
铝。铝比铜、铁轻得多，而且有诱人的银白色，所以立即受到人们的青睐。 也会增加，但同时质地也更脆。普通钢锉就是用高碳工具钢制造的。
当时的法国总统拿破仑从人们献给他的铝制餐具很快联想到了征战时用 根据不同的需要，还可在钢中掺入各种不同的金属元素，炼出具有特殊用途的
的盔甲。他想：若能用铝取代铜或铁制造盔甲，战士和战马岂不轻快得多？ 钢。例如，掺入镍、铬等金属可炼成不锈钢，用来制造餐具及建材等。其他还有耐
可是那时制铝的成本太高，铝甚至比金子还贵，所以只有拿破仑本人置备 热钢、耐磨钢等，用既耐热又耐磨的硬质合金钢可以制造机械加工中切削金属用的
了一套铝盔甲，实物至今仍保存在巴黎的一个博物馆中。1886年法国的埃 刀具的刀头。
罗和美国著名的电学专家霍尔几乎同时发明了电解制铝法，使得制铝的成
本降低到原来的几十分之一。
知识窗
铁的发现及应用
铁的发现比铜晚，但应用范围却远大于铜。钢铁的产量约占世界各
种金属总产量的15%。铁的发现也是偶然的：当夜幕降临，人们偶尔会看
3. 钢铁的加工特性及应用
到陨石拖着明亮的尾巴划破夜空,撞向地球。一些好奇的人便去追寻发
钢铁在制造业中是用途最广、用量最多的金属，大到火车、万吨巨轮、火箭发 掘，他们发现这种“天坠”之石既砸不碎又烧不化，便将其视为珍宝，甚
射塔、跨海大桥和航空母舰，小到订书钉等等均以钢铁为原料。我们在生活中处处 至还把金子镶嵌在上面作为装饰。
也都用到钢材，如凳子腿、床、钢笔、餐具等等。
4 预备知识 常用金属—铜、铝、铁、钢 5知识窗 知识窗
钢和铁的区别
习惯上常说的钢铁是对钢和铁的总称。钢和铁是有区别的，所谓
钢铁，其主要成分是铁和碳两种元素。铁和碳形成的化合物又叫铁碳合
公元前2000年人类就发现了铁矿石，
并从中炼出了铁。但因当时的技术还不足 金，含碳量的多少是区别钢和铁的主要指标。
以使炉温达到铁的熔点（约1500℃）,不能
炼出流动的铁水，所以直到14世纪，欧洲 生铁 钢
人还只能炼蜂窝状的“海绵铁”，须反复 铁矿石
含碳量 2.0%～4.3% 0.03%～2.0%
烧红、煅打后才能使用。
成分
其他元素 硅、锰、硫、磷等 硅、锰等
坚硬 韧性大
硬而脆 无韧性
机械性能 可塑性好 可锻造
可铸造 不可锻造
可铸造 可压延
中国的炼铁技术起步晚，但发展快。公元前6世纪就已能炼出流动的铁，浇入
模子里形成铸件，这种铁就是现在所谓的铸铁（生铁）。铸铁可直接用于铸造，也可
以进一步炼制成钢。现代化的炼铁炉可日产铸铁上千吨。
小调研
调研下列内容，可到网上搜索，也可访问专家学者。
知识窗
1.铜、铁、铝的应用实例。
金属材料
金属 在生活中的应用 在生产中的应用
金属材料是指金属元素或以金属元素为主
构成的具有金属特性的材料的统称。 铜
金属材料通常分为黑色金属材料、有色金属
铁
材料和特种金属材料。
铝
黑色金属材料又称钢铁材料，包括含铁90%
以上的工业纯铁，含碳 2%～4%的铸铁，含碳小
2.生产情况。
于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、
金属型材
耐热钢、高温合金、精密合金等。 我国生产情况 世界生产情况
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金等。 金属种类 占世界产量的 产量最高的
年产量（吨） 主要产地 总产量
有色金属材料是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分 百分比 国家
为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。
铜
特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
铁
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属
铝
材料的性能主要分为4个方面，即机械性能、化学性能、物理性能、工
艺性能。
3.你还了解哪些常用金属？请列表提供相关信息。
6 预备知识 常用金属—铜、铝、铁、钢 72. 台钳及其使用
二、常用金工工具
台钳是一种夹具，用于夹持工件，以便对工件进行锯割、锉削、錾削、弯曲等
1. 手锤、钳子及其使用 加工。
手锤有球头锤和鸭嘴锤等。球头锤可用于铆接、錾削等。鸭嘴锤可用于矫平金
属板、板条及弯折金属板条等。
台钳各部位的名称及用途
钳口：用于夹紧工件
砧台：敲击金属时，作垫铁使用
鸭嘴锤 球头锤 手握在锤把的中后方
钢丝钳用于剪切或弯曲粗铁丝等。
钳口
转盘锁紧手柄
刃口
转盘
钳口开合手柄
为固定台钳穿螺栓用通孔
钢丝钳及使用方法
尖嘴钳的钳口有不同的形状。钳口部分主要用于弯曲细铁丝、薄铁板等，而刃
口部分则用于剪切细铁丝等。
夹紧工件 敲击工件 錾削工件
尖嘴钳的不同钳口 弯曲铁丝时，用尖嘴钳的钳口夹紧铁丝再弯折
8 预备知识 常用金工工具 93. 划线工具、铁剪及其使用 铁剪主要用于沿直线剪切，也可沿曲线剪切。
划线工具有划针、样冲、划规和直角尺等。划针用于在金属上划线；样冲用于
在金属上做标记；划规用于在钢板上划圆弧；直角尺用于划垂线及平行线，也可做
导向工具。
既可沿直线剪切也
沿直线剪切的铁剪 沿曲线剪切的铁剪
可沿曲线剪切的铁剪
样冲 划针 划规 直角尺
铁剪的握法及应用
打样冲眼 划垂线 划平行线
剪直线 剪弧线
用划规测量 划圆弧或圆
10 预备知识 常用金工工具 114. 钢锉及其使用 锉削加工中的正确握锉方法
锉刀握法的正确与否对锉削质量、锉削力量的发挥和疲劳程度都有一定的影
锉刀是由高碳工具钢制成，并经过了热处理。可按齿纹的粗细、形状和用途等
响。由于锉刀的大小和形状不同，所以握法也不同。
对锉刀来分类。粗齿纹锉刀用于锉削加工余量大、精度及表面要求低的工件；细齿
纹锉刀则用于锉削加工余量小、精度及表面要求高的工件。按形状又可把锉刀分为
平锉、方锉、三角锉、圆锉、半圆锉等等。按用途则可分为普通锉、特种锉、整形锉
① ② ③
（什锦锉）等。
钢锉的分类及用途
④ ⑤
⑥ ⑦
普通锉用于一般工件的锉削加工
特种锉又称为金刚锉，用于加
工材质坚硬的工件
①②③④锉的握法
⑤⑥锉平面握锉方法
⑦整形锉握锉方法
锉削姿势：锉削时人站立要自然并便
于用力，以能适应不同的锉削要求为准。
整形锉（什锦锉）用于修整工
锉削力的运用：推进锉刀时，两手加在
件表面及狭小的地方
锉刀上的压力应保证锉刀平稳而不上下摆
动；回锉时，锉刀不受力，这样才能锉出平
整的平面。
不同形状锉的用途
12 预备知识 常用金工工具 135. 錾子及其使用 錾削加工
錾削是利用手锤锤击錾子，对工件进行切削加工的一种基本方法。这种加工
方法工具简单、操作方便，在不便使用机械加工的情况下尤为适用。例如：清除金
属毛刺、切割薄板料、开槽等等。錾子一般由工具钢锻制而成，经热处理后有足够
的硬度和韧性。
錾子的分类及用途
扁錾：切削刃较长，切削部分扁平，用于錾削平面、去毛刺、切断板料等，应用
最为广泛。 錾子的正确握法
窄錾：切削刃较短，用于开槽或将板料切割成曲边形等。
油槽錾：油槽錾由窄錾演变而成，其切削刃制成圆弧形且很短，斜面制成弯曲
形状便于錾削油槽。
錾削加工
注意事项
扁錾 扁錾的应用 1. 保持錾子刃
口锋利。
2. 錾子头部出
现明显的毛刺时要
及时清除，防止划
伤手。
3. 做好防护措
窄錾 窄錾的应用
施，避免铁屑飞出
伤人。
4. 錾子、手锤
头部及锤柄均不可
沾油，防止滑出。
油槽錾 油槽錾的应用 錾削姿势
14 预备知识 常用金工工具 156. 钢锯及其使用
基本功练习—金蝉脱壳
金蝉脱壳是一种比较简单的、用铁丝弯制的环状益智玩具。希望
通过设计制作该作品，能熟练掌握台钳、钢丝钳、尖嘴钳、手锤等工具
的使用。
准备材料及工具：Φ2.2～2.5（参见38页注）的不锈钢丝或镀锌铁
丝、尖嘴钳、钢丝钳、台钳、手锤。
钢锯（俗称手锯）是锯割金属材料的一种专用工具，它由锯弓和锯条两部分
寻找有关细钢丝的资料。
组成。
锯弓有固定式和活动可伸缩式两种。它的作用是张紧锯条和便于操作。
类别 标号 直径（毫米）
锯条是由比较硬的材料(碳素工具钢、合金钢)经过热处理加工而成的。锯条
的切削部分由许多形状相同的锯齿组成，按粗细可划分为细齿、中齿、粗齿几种
规格。 镀锌铁丝
钢锯的握法及锯割：右手紧握锯弓的手把，左手扶在锯弓的前端起导向
作用。在锯割操作时，钢锯向前推进进行切割，向后退锯，不进行切割，所以 不锈钢丝
安装锯条时要注意锯齿的方向。
参照零件图，按适当比例缩放各零件
的形状和大小，既要保证蝉壳的直径小于
蝉翼的宽度，又要保证能凭技术手法自由
地脱壳装壳（参阅竞赛规则）。
蝉壳 蝉翼2个 腰环2个
用小手锤或钢丝钳细心地校直铁丝
正确 不正确
组装成型，各环的豁口尽量封严 下料并弯制各零件
16 预备知识 常用金工工具 17脱壳装壳竞赛规则：
三、简单的设计过程
（1）将圆环状的壳从蝉身上脱出或套回时，不得利用环的豁口。
（2）选评委主持竞赛，比赛脱装速度。
想一想 当我们遇到一个问题时，就要想方设法地去解决，最终达到我们预想的目标。
既然蝉壳比蝉翼的宽度还小，那么是
这个过程称为设计过程。
利用蝉身的什么性质来脱壳装壳的呢？
1. 简单的设计过程
作品评议（自评或互评）
作者 合作者 其他意见
提出问题 研究问题的各个方面。
尺寸准确程度 精（ ） 良（ ）
各环的圆滑度 优（ ） 良（ ）
考察、收集与问题相关的各种现象
收集资料
对称性 很好（ ） 好（ ） 及资料。
研
操作技巧 很好（ ） 好（ ）
根据收集的资料，初步产生自己的 究
确定方案
在相应的（ ）里画“√”。 构想，提出解决方案并进行设计。 过
程
小 资 料
制作模型 加工制作。
世界各地都流传有各式各样的益智玩具，它们不仅好玩，还可开发智力，其
中不少还蕴含着或深或浅的数学原理，使得数学也变得好玩起来。2002年8月， 交流评价 评估模型效果并进行修改。
就在国际数学大会在北京召开的同时，中国科技馆举办了“中
国数学玩具展”。中国自古就有多种益智玩具，有些数百年前
就已传至国外。如孔明锁（也称鲁班锁），有人曾证明它在理
设计是解决问题的第一步，是解决问题的一种方式。所以，在设计中应明确需
论上共有4096种样式。又如九连环等环类玩具，外国人称
要做什么，在怎样的具体限制范围内工作。设计过程的程序或步骤还经常需要重复
之为 中国环，其玩法与
（对设计方案进行验证，发现设计方案的缺陷，然后进行一遍又一遍的重新设计
数学中的拓扑学有关。
或改进）。
2. 设计的重要手段—绘图法
孔明锁 九连环
在设计中，要想把自己的构思、设计对象的结构和外观以及其他有关资料充
推而 分地表达出来，最好的办法之一就是绘图。所以，绘图是设计工作中的一种重要手
广之 1. 试自选或设计、创造几种铁丝弯制的益智玩具，并做出样品。 段。绘制的图样又称为工程语言，它是一种通用的国际语言。绘图有徒手图（草图，
2. 你肯定也知道一些益智玩具（棋、牌类除外），请列表说明它 可以不按比例）、标准图（按一定比例，用绘图工具绘制图形）两种。图形有平面图
们的名称、来历、示意图、市场价，以及是否与数学或物理原理有关。 形（二维图）和立体图形（三维图）两种。
18 预备知识 简单的设计过程 19在绘图时，我们要遵守一定的法则。我国制定了一系列有关机械制图的国家标
准，简称“国标”，用代号“GB”表示。下面介绍几种常用的国家标准。
比例（ ）
GB4457·84
图样中的图形与实物相应要素的线性尺寸之比，称为比例。
绘图比例
与实物相同 1 : 1
1 : 1.5 1 : 2 1 : 2.5 1 : 3 1 : 4 1 : 5 1 : 10 1 : 1.5 × 10n
缩小的比例
1 : 2 × 10n 1 : 2.5 × 10n 1 : 5 × 10n
放大的比例 2 : 1 2.5 : 1 4 : 1 5 : 1 (10 × n) : 1
在制图时应尽量采用1 : 1的比例，以便能在图中看出实物的真实大小。
采用放大或缩小的比例制图时，应注意以下几点：
（1）每张图纸在绘制同一零件的各个视图时应采用相同的比例，将所采用的
比例注于标题栏中。
（2）同一张图纸上若有个别图样选用的比例与标题栏中所注的比例不同时，
对该图样必须另行标注所用的比例。
（3）无论采用何种比例作图，图形上标注的尺寸必须是零件的实际尺寸，与比
例无关。
（4）图样中绘有角度时，无论放大还是缩小仍按实物的角度画出。
(a)1 : 2
20 预备知识 简单的设计过程 21
8
8
8
图线及其画法（ ） GB4457·4-84
物体的图样是用形式不同的粗细线条画成的。为了使图样清晰、便于理解，应
按国家标准规定的图线绘制图样。下面介绍几种常用图线的规格及用途。
常用图线的规格及用途
图线名称 图线形式 图线宽度 在图上的应用
可见轮廓线
粗实线 b
可见过渡线
尺寸线及尺寸界限
剖面线
细实线 b/3
引出线
……
不可见轮廓线
虚线 b/3
不可见过渡线
轴线
细点划线 b/3 对称中心线
……
断裂处的边界线
波浪线 b/3
视图和剖视图的分界线
剖面线
视图和剖视图的分界线
可见轮廓线 轴线 不可见轮廓线
尺寸标注（ ）
GB4458·4-84
在制图中，图形只能表示物体的形状，而其大小则必须通过在图形上标注尺寸
10
10 10
才能确定。标注尺寸是一项重要的、细致的工作，如果尺寸遗漏或错误，都会给生
产或科研造成不必要的甚至是严重的损失，所以必须以认真负责的态度来对待。
(b)1 : 1 (c)2 : 1 标注尺寸要做到：准确、完整、清晰、合理。尺寸标注基本原则：
（1）机件的真实大小应以图样上所注尺寸为依据，与图样的大小及绘图的准 设计与制作练习— 小书挡
确程度无关。
（2）图样中的尺寸以毫米为单位时，不需要标注计量单位的代码或名称。如果
书挡是学生常用的文具。通过练习制作
用其他单位，则必须注明相应的计量单位的代码或名称。
书挡，可以进一步了解设计的全过程，同时又
（3）图样中所标注的尺寸为图样所示机件的最后完工尺寸，否则应加以说明。
可加强划线、剪切、弯折、锉削等金工基本功
（4）机件的每一尺寸，一般只能标注一次，并应标注在反映该结构的最清晰的
的训练，为以后的学习奠定基础。
位置上。
尺寸标注的３个要素：
一个完整的尺寸应包括尺寸界限、尺寸线和尺寸数字３个基本要素。 提出问题
（1）尺寸界限的画法：尺寸界限用细实线绘制，应由图形的轮廓线、轴线或中
整理书桌上的书，需要一个书挡使书摆放得整齐并便于查找。
心线引出，也可以利用轮廓线、轴线或中心线作尺寸界限。
（2）尺寸线的画法：尺寸线用细实线绘制。标注线性尺寸时，尺寸线必须与所
注的线段平行且长度相等。当互相平行的尺寸线不止一条时，为避免尺寸线相交， 收集信息
大尺寸应注在小尺寸的外面。尺寸线不能用其他图线代替，一般也不得与其他图线
收集同类产品的信息并加以研究，找出有用的资料，如所用材料、功能、造型、
重合或在其延长线上。
价格及限制等。
（3）尺寸数字：尺寸数字一般标注在尺寸线的上方或断裂处，当位置不够时，
收集范围可以涉及书本、报刊、商店、网络等，还可以请教有经验的相关人士。
也可以标注在外面或引出标注。数字的大小应保持一致。
收集资料前，先列出与设计要求有关的问题，以便有针对性地进行调研。
1.罗列书的规格。
尺寸线
尺寸数字
2.收集市场上书挡的规格、材料、造型、价格等，说出它们各自的优缺点。
3.市场上所见各种书挡的加工方法是什么？
尺寸界线
20 4.如果自己制作书挡，将采用什么材料？
2—Φ5 设计方案
根据所收集的资
料，采集有用的数据，
选择合适的材料和制作
30
方法，并就所获得的信
息产生初步设想，构思
50
并绘制出书挡的草图。
22 预备知识 简单的设计过程 23
8
02
03参考方案一 参考方案二
材料：薄钢板。 材料：薄钢板。
加工工艺：下料、加工成型。 加工工艺：下料、加工成型。
优点：加工简单。 优点：节省材料。
缺点：使用材料多。 缺点：加工较复杂。
确定方案，绘制平面图。
0 7
R
钢板厚1 材料：薄钢板
24 预备知识 简单的设计过程 25
041
200
06
制 作
准备材料：薄钢板
工具：划针、直角尺、划规、铁剪、台钳、手锤、平錾、平锉。
一件好的作品除了设计，还要有精巧的制作。所以，在制作前要分析制作过
程，确定简单的加工工艺。
书挡的加工工艺过程：
划线 剪裁 弯折 锉削修整
0
7
R
40
划线：参照图中尺寸，利用直 剪裁或錾削：剪或錾圆
角尺、划针、划规在已冲好半圆 弧、直线，红实线为剪裁部
孔的薄钢板上划线。R70部分的 分。用锉刀修整边缘，避免毛
形状也可自己设计。 刺伤手。弯折：借助台钳、手
锤，按虚线正折90°，中间
第 2 单元 设计与技术实践
“小舌头”不折。
一、异型扳手
注意
用台钳的钳口沿虚线将工件夹紧，先用手按
呆扳手是一种常用的工具，在空间较大的地方使用很方便，但在狭窄空间使用
线弯折，再用手锤修整。敲击时要注意保护材料的
时就会受到限制，每转动一个角度后，须退出来重新夹紧，然后再拧下一次，不能
平整度。
快速连续操作。所以它的使用范围有一定的局限性。
提出问题
我们能否对呆扳手进行改进，使它不
必退出即可连续工作呢？
锉削修整：利用平锉、
台钳，把书挡毛坯的棱角修
收集信息
圆，并清除毛刺。
关于扳手的种类、材料、用途等，你知道多少呢？这些扳手有哪些优缺点，能
否加以改进，使我们用起来更方便呢？
请通过相互讨论、查阅文献资料、网上搜索等方式，收集有关扳手的信息资
料，并将调查结果列于表中。
扳手信息资料调研表
交流与评价
扳手名称 草图 信息来源 优缺点
作品制作完成后，检查它是否符合设计要求，主要从功能、外形、质量等方面
进行评估，对不满意的地方提出修改意见。请同学、老师共同对作品进行评价。
26 预备知识 异型扳手 27制 作
我们将要制作的异型扳手是在原来的呆扳手上加工出一个能绕六角螺母或螺
注：M为普通
栓回转的圆弧，这种扳手解决了呆扳手在狭小空间使用时不能连续扳动的困难，既
螺纹代号，M后缀
保持了现有扳手的全部功能，又能灵活转动，扳动一次后，不必退出扳手即可连续 的数字是螺纹的
扳动，使用起来非常方便。这一作品是改进发明的典型示例。 公称直径，如：M5
即公称直径是5毫
米的普通螺纹。公
材料：镀锌钢板。
称直径是指外螺
工具：台钳、半圆锉或圆锉。 纹的大径d或内螺
以M8螺母为设计依据（也可以以其他规格的螺母为设计依据）。 纹的大径D。
异型扳手
用划针在毛坯上划弧线做记号，所划出的圆弧应恰能使六角螺母在里面自
由转动。
交流与评价
综合评价表（自评）
作者 评比等级（优、良） 评论（发表自己的看法）
在异型扳手坯料上划线准确
加工后外形美观
使用效果（能够灵活地反复回转扳手）
分析
锉去部分
思考
1. 异型扳手给我们带来方便的
同时也存在一些缺点，你觉得有哪些
将毛坯夹在台钳上，用圆锉或半 不足？有无解决方案？
圆锉，锉去毛坯的阴影部分，边锉边 2. 通过对扳手信息资料的调
用六角螺母试验，使异型扳手的平行 研，你最大的收获是什么？
对边能卡住六角螺母，而所锉出的弧 3. 你知道双头快速扳手怎样使
双头快速扳手
形部分能绕螺母回转。 用吗？查一查，看它有什么特点？
28 设计与技术实践 异型扳手 29
8M
13 6
R8.4 R8.4
11.6
11.4
3.41
外螺纹大径d
内螺纹大径D
内螺纹小径D1
外螺纹小径d1
L
螺母
螺栓 外螺纹中径d2
内螺纹中径D2二、微型组合工具 收集信息
统计常用螺栓、螺母的规格（可查阅资料，学会螺栓、螺母规格的画法和标注
在日常生活中常会遇到一些意想不到的事 法），并收集各种开瓶器，研究它们的结构形式，作为设计的依据。
情。比如：骑车途中螺丝松动了，而没有修理的工
具；买了瓶饮料却找不到开瓶的起子。这时候就会 外形尺寸（画图表示） 开瓶器
想：要是随身有个便携式的工具就好了。下面请大
1 2 3 结构形式（画图表示）
家自主地设计一个可随身携带的微型组合工具。
常用螺
栓、螺母
的规格
提出问题
利用所给的不锈钢工具毛坯，自主地、全方位地设计一个集螺丝刀、开瓶器和
常用扳手为一体的组合工具。
用在何处
设计方案
确定微型组合工具的规格。
（注意：怎样合理地安排扳手、开瓶器、螺丝刀的位置。）
我的设计图：
（在毛坯图上，按自己的设想绘制微型组合工具的形状并标注尺寸。）
毛坯图样
30 设计与技术实践 微型组合工具 31制 作
我的
准备工作： 感受
在完成此次设计制作活动中，你有什么收获与体会？请写下来。
序号 工具清单 备件清单（螺母、瓶盖等）
1
2
3
4
5
确定微型组合工具的加工工艺过程：
序号 加工步骤 接力
1 给微型组合工具设计一个漂亮的外套，使它既是便携式工具，又可作钥匙坠
用，一举两得。
2
3
4
5
6
交流与评价
综合评价表
评比内容 评比等级（A/B）
设计的合理性
加工精度及使用的可靠性
外观造型
创新程度
32 设计与技术实践 微型组合工具 33三、金属丝花插
制 作
金属丝能弯折成多种不同形态，利用焊接的方法可以将其制成不同造型的器
物，除实用的筐篮外，还可以制成装饰性很强的器物。使用金属丝设计制作成花 按设计要 用弯折好
插，可以充分表现出材料的特性与美感。 求剪切金属丝 的粗铜丝焊接
与铁皮，将主 成骨架
体铜丝弯折
提出问题
使用粗细不同的金属丝设计制作出一个花插。 用细铜丝
将圆铁
弯折成若干条
片焊接在下
波浪曲线，将
层方形铜丝
收集信息 其焊接在适当
圈上
的位置
寻找多种用金属丝制作的实用物品。
分析这些作品中的金属丝弯折图案造型，这些图案在加强物品装饰性方面的
作用。画出你认为好的造型图案。
弯弧线：左手持金
属线握牢，右手持钳，钳
口夹住金属线，从头到
尾一步步移动，稍用力
用绞合双 下折，不要产生明显折
色线，编织在 痕，而使其呈曲线
花插中部
交流与评价
综合评价表
设计方案
作者 评比等级（优、良） 评论（发表自己的看法）
花插的骨架用粗铜丝焊接，以保证其牢固性。
设计造型合理
竖丝用曲线，细横丝弯成曲线增加动感与美感。中
间部分用彩绳编织，以求变化。 弯折线流畅
图形底板与曲线统一，悬空焊接，能放置短茎
焊接牢固
花枝。
装饰花纹美观
设计草图
34 设计与技术实践 金属丝花插 353.学生作品实例（以金属丝为主要材料）。
四、弹力三轮车
1999年，国际头脑奥林匹克竞赛(简称OM赛)中，有一项弹力车的比赛，即以
弹性体变形后的恢复力为动力，看谁的车行进的距离最长。而中国中学生代表队
的参赛作品是可由一人骑乘的弹力三轮车，用作动力源的弹性体是弹性优良的医
用乳胶管（相当于橡皮筋），靠被扭紧的多股乳胶管的恢复力驱动车子前进，取得
了很好的成绩。“弹力三轮车”这个课题就是由此而引发的。我们希望大家充分发
挥自己的想象力，以金属丝和橡皮筋为原材料，设计、制作出微型弹力车模型。
这里给出一个设计实例，使大家知道如何用金属丝弯制一个立体的、可以活
动的模型。希望你能设计出更精彩的弹力三轮车来。
用一根金属丝弯制的自行车
提出问题
既然OM赛上出现过弹力三轮车，我们不妨也设计并制作一个微小的弹力三轮
车模型，希望具有更好的性能。
人力三轮车
收集信息
1. 一些以弹力为动力的模型：用橡皮筋弹射的飞机模型、以被扭绞的橡皮筋为
黄包车
动力的螺旋桨式飞机模型等。
2. 你可以从网上查阅各种三轮车产品的信息，观察它们的结构和外形，画出它
们的草图。
设计方案
设计制作一辆无斗三轮车。
为简单起见，脚蹬子与前轮
及前轴做成一体的，即用一根金
属丝弯制而成，两后轮及后轴也
由一根金属丝弯成。
设计草图
36 设计与技术实践 弹力三轮车 37制 作
材料：Φ2.2~2.5的铜丝或镀锌铁丝、橡皮筋。
工具：钢丝钳、尖嘴钳等。
注：机械制图标准
0
1
Φ
中规定，以符号Φ代表
圆的直径，而后缀数字
则表示以毫米为单位的直径的大
小。如Φ10表示圆的直径为10毫 弯制前轮及脚蹬 做后轮，注意后轴中央须弯
米，Φ2.5的铜丝即直径为2.5毫 一双钩，以备挂橡皮筋用
米的铜丝等等。
材料
组装前轮、前叉 整体组装
弯制车把及前叉
后
车 叉
座
参照范例及设计图组装，拴好橡皮筋
拧制车大梁 弯制车座及后叉
38 设计与技术实践 弹力三轮车 39五、多功能拔钉钳
试车：逆时
针旋转后轮,橡
皮筋便缠卷在后 订书钉是人们常用的一种文具，因为拆钉困难，就有人发明
轴上。尽量缠紧
了起钉器。
橡皮筋，以车身
不致被拉变形为
度。然后将车轻 收集信息
轻地放在地上，
松开双手，车便 为了“拔钉”，人们发明了各种各样的工具，请查阅资料列举几例。
会向前行进一段
距离
来源 工具名称 用途 评价
例 专利资料 起钉器 拆订书钉 好用
1
2
自主设计
3
请你经历一下由收集信息开始，直至制订出设计方案，并进行试制的 为了“摁钉”，人们也发明了各种各样的工具，请再查阅资料列举几例。
设计制作全过程。独立设计制造出一辆动力大，能行进更远，且造型优美
来源 工具名称 用途 评价
的弹力三轮车。
例 生活 订书机 订纸张 方便实用
过程应包括：
1
1. 设计草图。
2
2. 工具及材料清单（列表）。
3. 制作步骤。 3
4. 试车和赛车情况。
提出问题
赛事：（1）哪辆车结构更合理？
（2）哪辆外观设计更优美？
能否改造原有的工具，增加其功能，使其既可用于拔图钉又能用来摁图
（3）哪辆走的距离更长？
钉呢？
5. 交流与评价。
改进设计的方向（仅供参考）：
设计方案
1. 外观。
2. 金属丝的材质和粗细。 自从发明了订书器和起钉器，解决了订书钉的钉、拆问 上盖
3. 橡皮筋的选择和处理。 题。但图钉的摁、拔也是一件麻烦事儿。为解决这一问题，有 上槽
位初中生在原起钉器的基础上进行改进，发明了多功能拔钉
钳。方法是：在起钉器的上、下钳口的两侧均锉出一个小槽，
下槽
前面的钳口可用于拔图钉，后面的槽可用于摁图钉。
下盖 活动轴
40 设计与技术实践 多功能拔钉钳 41制 作
自主设计
材料：可以用起钉器的散件为原料，也可以在起钉器成品的基础上加工改进。
工具：台钳、什锦锉、手锤。 提供材料：100毫米×20毫米×1.5毫米钢板一块。
参照收集到的拔钉工具及多功能拔钉钳的工作原理，利用所提供的材
料，自己设计一个可存放在铅笔盒里的多功能起钉器，使它能够对订书钉、
图钉等小钉子进行拔和摁。外观设计要合理美观。
设计草图：
4
6
按图中尺寸画线，并用什锦锉 下槽口的制作方法同上，加工时
锉出上槽口 注意拿稳零件或将其夹在台钳上
最后仿照起钉器进行组装，用长铆钉穿起来。注意装上弹簧，铆紧固定。
交流与评价
综合评价表（自评或互评）
作者 评比等级（优、良） 评论（发表自己的看法）
上、下槽的制作精度
上、下槽对准的程度
拔钉钳的灵活程度
序号 工具清单 制作步骤
1
研究
2
研究
1. 劈或楔的原理在日常生活中应用很广泛，本作品就是其
3
中一例。你能再举几个例子吗？
2. 同学们常用透明胶条来揭字，代替涂改液用，这是一物多 4
用的实例。请再举几个一物多用的好例子。
比一比：谁的作品使用性能最好？谁的作品外观设计最合理？
42 设计与技术实践 多功能拔钉钳 43
3
6
4
3六、新型锁扣
制 作
材料：镀锌钢板、销轴。
锁扣是工作和生活中常见、常用的小五金
工具：铁剪、钢丝钳。 35
制品。传统的锁扣使用不太方便，开锁后，锁
扣容易钩住衣服或划伤人，而且容易被碰撞变 R5
形。是否可以对它进行改造和创新，克服上述
缺点，产生出新的发明呢？ R7.5
7.5 R5
54
提出问题
按照图中所示尺寸划线，剪去阴影部分
设计制作一个不剐衣服、造型新颖的锁扣。
收集信息
通过网络或采访有关人员等方法，收集与下面几项相关的文字、图片等资料。
1. 收集现有锁扣的种类及形式；
2. 调查现有锁扣的加工工艺流程，并画出流程图（加工顺序方框图）；
3. 调查批量生产锁扣的机械加工设备的名称、用途及效率。
销轴
按图中虚线，将锁扣坯料剪开成两部分
设计方案
销轴
一位爱动脑筋的中学生就是以老式锁扣为素材，对它进行了认真的分析和研
注意
究，并针对其缺点进行了改进。经过改进的锁扣，使用时横着扣，打开时竖直下
制作铰链轴套时，
垂，贴在门框边线以内，这样就不会发生前面提到的种种麻烦了。让我们齐动手，
既要使销轴能够通过，
来再现这个发明吧。
间隙又不能太大。 利用销轴制作铰链轴套
44 设计与技术实践 新型锁扣 45
52
8
8
8
9.5
10
9.5七、双面夹
弹簧夹子简单实用，应用广泛，如晾衣服用的各式衣夹、夹纸张的文件夹、化
学实验中夹试管的竹夹等等。这些夹子的共同特点是夹子整体由两个夹片、一个弹
簧及一根轴组成，并且只能夹一组物体。
利用销轴将
锁扣的两片装配
起来，用小手锤
将销轴两端铆紧
提出问题
设计一个可以同时夹两组物体的组合夹子。
交流与评价 收集信息
夹子的应用很广，种类繁多，你知道多少？请填于表中。
综合评价表（互评）
夹子名称 用途 资料来源
作者 评比等级（优、良） 评论（发表自己的看法）
例：竹夹子 化学实验中夹试管 实验室
铰链轴套的制作精度
新型锁扣外观精度
新型锁扣的灵活性
探究思考题 仔细观察，看看下面的夹子各有什么特点。
1. 新型锁扣的巧妙之处在哪里？有什么优点？如果批量生产，应该采用
什么成型工艺？
2. 新型锁扣的设计是否还存在不足之处？能否加以改进？请提出自己
的看法，并画出示意图。
3. 在新型锁扣的制作中，我们尽量采用节约材料的工艺方法。有种设
计方式叫做材料的全额利用，你知道什么叫材料全额利用吗？试着举几个材
料全额利用的例子。
46 设计与技术实践 双面夹 47设计方案
我们将制作一个双面夹，它有两个突
出的优点：一是一个夹子当两个夹子用，
前后可各夹一沓纸张；二是夹子的中间片
可与前后片共用，比制作两个相同大小的
普通夹子节约1/4的材料。像这类由于结
构、材料、工艺的改变，而在功能上取得
实质性的进步，正是发明创造的显著特点 先用铁剪剪去阴影部分，再用锉锉去棱边及尖角，使其手感光滑
之一。
制 作
按图把
材料：镀锌钢板、卷簧、芯轴。
页片的“小
工具：划针、铁剪、尖嘴钳、三角锉。 耳朵”弯折
按图把
90о（特别注
前后片沿A
意两耳向相
线弯折90о
反方向弯）。
（同方向），
D处弯折约
沿B线弯折
30о并使上
30о
端略成弧形
9.5 9 卷簧
芯轴
将前、中、后3片及两个卷簧 将卷簧两腿的端部于适当部
用镀锌铁丝做的芯轴穿组起来， 位弯折90°，扣于捏手的内侧。调
并将芯轴的两端砸扁，以免脱落 整各片的位置及弯折度，使整体
对称整齐
按照图示尺寸划线
48 设计与技术实践 双面夹 49
6 6
14.5 17八、小簸箕
注意
事项
1. 3个页片穿轴孔周围的边角必须锉圆，以防转动不灵活。
在木工、金工工作台上，常有不少木屑、金属屑、碎料头需清扫。但使用一般的
2. 组装前先用芯轴试穿每张页片的穿轴孔，以保证穿轴时“一
铁簸箕和垃圾筐都不方便。我们能不能设计一个小巧精致、使用方便的小簸箕来
路畅通”。
解决这一问题？制作过程也是钣金弯折和铆合技术练习。
3. 装入卷簧时尽量让它处于自由状态，装卷簧与穿轴同时进行，
同学之间可合作装配。由于卷簧绷紧后储有能量，应特别注意安全，
以防卷簧绷出后伤人或丢失。
提出问题
设计一个方便收集工作台面碎屑的铁皮小簸箕。
交流与评价 收集信息
你见过哪些式样的打扫卫生、收集垃圾的簸箕？比较它们各有哪些优缺点？
在这些簸箕中挑选出一两种比较适合收集工作台碎屑的进行改进设计。
综合评价表（互评）
作者 评比等级（优、良） 评论（发表自己的看法）
双面夹每个单片的加工精度
制 作
组装后的外形是否美观
用镀锌铁板为材料，运用剪切、弯折、铆合、简单
使用效果
咬合等钣金技术，制作一个小巧实用的小簸箕。
材料：镀锌铁板。
工具：台钳、钳子、拍板、剪刀。
讨论与实践
小簸箕
我们既然能做出双面夹，同样也可以设计出三面夹，那么三面夹和双面
夹有什么共同点呢（从结构特点加以分析）？请动手做个模型来验证自己的 在铁皮上按照设计尺寸划线。
观点是否正确。
剪去后立边的两个三角
材料 划线
50 设计与技术实践 小簸箕 51将铁板放在台钳上将两边弯折，用拍板拍打成90°角，弯折后立墙
弯折 成型
钻孔，用铆钉铆合
制盖 穿轴 成品
分析
思考
1. 粉笔盒的规格尺寸应怎样确定？
弯折后边、咬合成型
2. 粉笔盒的盖与盒体还有什么结合方法？
拓展制作—铁制粉笔盒 交流与评价
综合评价表
评价内容 评价（优、良） 其他意见或建议
实用性
创意
造型美观
工艺水平
划线 剪裁
总体印象
52 设计与技术实践 小簸箕 53九、精致小笔筒 1. 咬口工艺示例—方筒形容器的制作
你知道吗？用咬合工艺制作一个方筒形容器的过程是这样的。
在钣金工艺中，咬口（咬合）是连接薄金属板的一种重要
方法。下图是两金属板相互咬合过程的示意图。 方筒形容器咬合过程示意图
像图3a那样的咬合做起来比较简单，但容易脱开。而若像
剪豁口及斜角
图3b那样作企口式的咬合，则已锁死、不易脱口，但技术要求要
高一些，在弯折的同时须在A处折出背弯。
1. 弯边
2. 勾连起来
垫铁
3a. 砸扁、咬合
筒身的咬合 筒身与筒底的咬合
3b. 企口式咬合
A
2. 设计与制作实例—长方形笔筒的制作
用拍板和垫铁弯折咬口边
画草图
拍（砸）成钩形弯的
同时形成背弯
用拍板或木槌拍 再拍（砸）成钩形弯
（砸）出直角弯
画展开图
54 设计与技术实践 精致小笔筒 553. 精致小笔筒
提出问题
为了练习薄铁板的加工，并初步掌握咬口工艺，请你亲自经历一下设计与制作
的全过程，做一个方形小笔筒或其他形状的筒形容器。
按展开图下料
收集信息
把你所见到的应用咬口工艺的产品的信息列入下表。
产品名称 所用材料 草图
弯筒身并拍出咬口边 咬合筒身 拍出筒身与筒底咬合处的翻边
设计方案
在你的设计过程中，应包括：作
品名称及草图，材料种类、规格（如厚
将筒底套于筒身上并咬合 度、是否有镀层等）、数量等，展开图，
制作步骤。
交流与评价
综合评价表
评价内容 评价（优、良） 其他意见或建议
实用性
成品
创意
造型美观
分析
工艺水平
为何将咬口处设计在筒的侧棱上？
思考
总体印象
56 设计与技术实践 精致小笔筒 57十、神奇单轴车
提出问题
你能设计制作出一辆
你见过这样的车吗？它是由一根轴和固 仅用一根铁丝制成的单轴车
定在轴上的两个车轮组成的。这种车以电动
吗？要求装上动力后就可以沿
机为动力，用齿轮传动。
一定的曲率半径做曲线运动，
你相信吗？通过改变两个车轮的半径，
并可从定点出发，绕过一个障
可使车或沿直线行进，或沿具有一定曲率半
碍物后，进入小球门。
径的曲线运动，也可绕一定点旋转。为什么
会这样呢？
收集信息 起点
把单轴车和自行车、手推车等逐一比较，说说它们的相同点和不同点。
提示：从车轮、车轴和传动方式加以说明。
58 设计与技术实践 神奇单轴车 59
米2
球门
1米
障碍物
0.5米
设计方案
提示：单轴车的车轮半径及两轮的中心距是决定运行轨迹的关键因素。
制 作
制作提示：
1. 材料、工具及制作过程可参考后面单轴车制作实例。
2. 在计算铁丝的长度时，要留有余量。
3. 制作前先把铁丝校直。
校直方法：可借助手锤和台钳上的砧子部位将铁丝敲直，也可用拉伸的方法
校直。
赛车竞技场
比一比：哪辆车的结构设计最合理？
赛一赛：哪辆车最先进入小球门？
看一看：哪辆车制作得最美观？
想一想：玩单轴车要掌握技巧，这技巧与单轴车的哪些方面有关？单轴车制作实例：
用空心铜铆钉将
制作一辆两轮间中心距为100毫米，直径分别是110毫米和130毫米的单轴车。
电池盒铆接在机架
上；将小电动机装在
机架上；用螺丝螺母
Φ110 Φ130
将小开关也固定在机
架上；再把小齿轮装
在电机的轴上
将铁丝穿过机架上的
两个孔，外侧套上一段气门
芯，使得机架在铁丝上保持
100
一定的位置而不蹿动，并使
两个齿轮啮合适当
N
材料：镀锌铁丝、电动机、齿轮组、电池盒、开关、导线、镀锌薄钢板、空心铜铆 3 0
φ1
钉、乳胶管（可用气门芯代替）等。 0
1
1
φ
工具：台钳、手锤、尖嘴钳、电烙铁等。
M
M
将铁丝的一 将较大的
端弯成半径为65 齿 轮 套 装 在
毫米的圆，接口M 铁丝上，用纸 把由机架穿过来的铁丝的这一端,在
处用胶带缠住或 片塞紧并注入 与已折好的圆距离100毫米处折一直角，
用锡焊焊牢。要求 502胶水固定。 并弯制半径为55毫米的圆，接头N处也用
接口圆滑美观，犹 再将一段气门 胶带裹好或用锡焊焊牢，使接口处平整
如一笔画 芯套在铁丝上
电动机
3V
电路图
按电路图焊接回路
30
注意
70
80
1. 电路的焊接应正确无误。
158
2. 大小齿轮啮合位置要适宜。
成品
按图示尺寸在薄钢板上划线，并将薄钢板弯折成机架 3. 气门芯在此所起的作用是什么？
60 设计与技术实践 神奇单轴车 61十一、小手锤
制 作
材料：方钢78毫米×14毫米×14毫米、黄檀木手柄 16毫米×200毫米。
手锤是家家必备的工具，它的结构虽然 工具：划针、钢板尺、台钳、钢锯、平锉、 6圆锉、手锤、0号砂布、窄錾。
简单，但尺寸、样式却五花八门，锤头的形 小手锤的加工工艺过程
状不同，用途也不相同。请大家自己动脑、动
序号 加工步骤
手，设计、制作一个实用的小手锤。
1 在毛坯料上画线
2 锯去多余部分
3 锉削各平面
提出问题
4 锉削手把孔
如何利用所给的工具和坯料，设计制作一个小手锤。 5 制作楔子
6 加工手把
收集信息 7 组装
8 钉入楔子
统计你见到过的手锤的种类及用途。
1. 制作锤头
手锤名称 锤头结构形式（画图表示） 用途
根据坯料形状确定手锤画线的基准面，用划针和钢板尺画好轮廓线和锯割
线。画线时可以先用粉笔在坯料上画线，然后再用划针在粉笔线上划线。这样划出
的线比较清晰。
设计方案 把划好线的坯料夹在台钳上，使锯割线垂直于钳口，按锯割线锯割。
这里给出一个设
计实例，使大家知道制
作手锤的过程。希望你
能设计出更适合自己使 提示
1. 锯割时要留有锉削余量（在画线外1毫米处开始锯割）。
用的小手锤。
2. 锯割时入锯用力要轻，速度稍快，直到锯缝深1~2毫米时，再加
大力度进行锯割。
3. 注意安全，避免铁块下落伤人。
62 设计与技术实践 小手锤 63用平锉锉削修整各面。用砂布打磨光滑，去尖角毛刺。
用圆锉按图纸要求修整手柄孔，孔口边要倒角。
2. 制作楔子
用锯割及锉削加工的方法，利用废钢料制作一个小楔子。
7 4
3. 制作手锤手柄
用木锉把手柄修成椭圆形(断面)，与孔结合处自然过渡成型，不得有阶梯。用
砂布打磨光滑。
4. 组装
将手柄和锤头组装到一
起。用手锤敲击手柄，插紧。
64 设计与技术实践 小手锤 65
21
用窄錾在手柄头部錾一槽，嵌入
楔子，砸紧。检查手柄、锤头的紧固
性，避免锤头从手柄上脱出，以保证
使用安全。
自主设计
请你制订出设计方案，独立设计制作一把小手锤，可考虑对锤头形状
进行改进设计。你的设计应包括：
1. 设计草图。 2. 工具及材料清单（列表）。
3. 制作步骤。 4. 交流与评价。
评比内容 评比等级（A/B）
设计的合理性
加工精度及使用的可靠性
外观造型
5. 我的感受：（可叙述设计制作中所遇到的困难及解决方法）。常见的3种机械传动方式
第 3 单元 知识拓展
带 链 齿
传 传 轮
动 动 传
动
一、机械传动简介
电动机 1. 带传动
三角皮带 传动轴
机械就其外观和用途来说是多种多样
带传动是应用很广的一种传动方式，它是依靠挠性的传动带与带轮之间的摩
小齿轮
的，但是如果仔细剖析它们的内部结构和 大皮带轮
擦力来传递运动和动力的。如下图所示：
大齿轮
组成时，可以发现，任何一台完整的机械，
都可以归纳为3个主要组成部分。 制动器 离合器
曲柄轴
连杆
滑块
凸模
板材
凹模
机械压力机工作原理
原动部分：是机械动力的来源，由它提供或转换机械能。最常用 平皮带传动 齿型带传动
的原动部分是电动机，此外，也有用气动、液压等作为原动部分的。
如图中压力机的电动机就是原动部分。 带传动的优点：
机 （1）由于带具有弹性，所以能缓和冲击，吸收震动，从而使工作平稳，噪音小。
械 传动部分：是将原动部分的功率和运动传递给工作部分的中间
（2）过载时带会在带轮上打滑，从而防止其他零件的损坏。
的 环节。组成传动部分的零部件形式很多，例如皮带、链条、齿轮、凸
（3）适用于中心距较大的传动。
3
轮、连杆等；从广义来说，还包括支承这些零件的轴和轴承，以及为
个 （4）平皮带传动还可以随意改变传动方向。
了把上述零件相互连接起来所用的键、花键、螺栓、螺母等零件。由
组 （5）结构简单，拆装方便。
成 此可见传动部分在机械中占有很大的比例。其中，有些零部件已被列
带传动的缺点：
部
为标准件，如图中的三角皮带及齿轮等。
（1）不能保证准确的传动比。
分
（2）传动机构尺寸较大。
工作部分：是直接完成生产任务的部分。这一部分的结构形式
（3）由于有张紧力，致使轴和轴承受力较大。
完全取决于机械本身的用途，例如自动机的机械手、机床的刀和刀
（4）使用寿命较短，传动效率较低。
架、挖土机的挖斗、轧钢机的轧辊，以及图中的凸模和凹模等。
66 知识拓展 机械传动简介 672. 链传动 3. 齿轮传动
链传动是利用可以屈伸的链和链轮作为传动元件的啮合传动，通过链和链轮 齿轮传动是机械传动中的最主要的传动
齿的啮合传递动力。 类型。通过此类传动可以改变运动方向、改
链传动的应用很广泛，小到自行车、三轮车，大至石油机械、轻工机械、矿山机 变传动比、增大扭矩等等。一般可分为柱式
械、农业机械和机床、车辆、船舶等各种机械，均可见到它发挥的重要作用。 齿轮传动、圆锥齿轮传动、螺旋齿轮及蜗轮
按用途的不同，链可分为： 蜗杆传动等类型。
传动链：用于一般机械传动中传递动力。 齿轮传动的主要优点：传递功率大，速 手摇卷扬机
起重链：用于起重机械中提升重物，如右图的链传 度范围广，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿 手摇卷扬机的工作原理：
动差动滑轮。 命长，能保证任何瞬时传动比不变。缺点：制 摇动手柄带动小齿轮转动，小
齿轮带动大齿轮转动，大齿轮
运输链：用于运输机械中驱动运输带等。 造、安装精度要求高，成本高，不宜用于中心
又带动卷筒转动。通过齿轮传
链传动的优点： 距较大的传动。
动改变了传动比，使卷筒转速
（1）与带传动比较，它能保证准确的传动比。 降低，同时增大了扭矩
（2）耐油污。
（3）在较高的温度下仍能正常地工作。
齿轮传动的各种形式
链传动的缺点：
（1）链条和链轮的造价高。
（2）只能用于平行轴间的传动，安装精度高。
（3）工作时有噪音。
直齿圆柱齿轮传动 内啮合齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动
齿轮齿条传动 双曲面齿轮传动 螺旋齿轮传动
蜗杆传动 直齿锥齿轮传动 斜齿锥齿轮传动 曲线齿锥齿轮传动
最常见的链传动—自行车上的轮盘、链条和飞轮
68 知识拓展 机械传动简介 69二、冲压技术
小调研
请尽你所能总结下列内容，可利用现有知识、网络资源，也可访问专家学者。
冲压加工技术的应用范围非常广泛，在各工业部门中几乎都有冲压加工或冲压
1. 机械传动应用实例。
产品的生产。冲压件在汽车、飞机、机电、电器、仪表、电信、化工以及轻工日用产品
中均占有相当大的比重。
传动形式 日常生活中应用实例 所起作用 冲压加工：在常温下，利用压力设备和冲模，使材料在压力作用下发生永久变
形或分离，制成所需各种形状零件的一种加工方法。
例：三轮车。 带动车轮旋转、改变传动比。
链传动
带传动
冲压变形
齿轮传动
冲压分离
2. 齿轮传动的形式多样，请总结你在什么机械上看到过齿轮传动的某些形 压力机
材料被分
式？它除了传动是否还有其他功能？ 离，形成孔
材料被拉
伸变形，
形成壳体
齿轮传动形式 何种机械 功能 附加说明
例：直齿锥齿轮传动 汽车(差速器) 改变运动的传递方式
小调查
1. 调查自家生活用品，哪些是
采用冲压加工制成的？
冲压加工的零件
2. 我国最早的汽车车身是由工
人手工加工而成的，调查现在汽车
车身的加工工艺过程。
70 知识拓展 冲压技术 713. 助焊剂（焊剂）
三、锡焊技术
助焊剂的作用是破坏并清除焊锡和焊件
表面的氧化膜，以焊剂的液态薄层覆盖于它们
锡焊是钎焊的一种。所谓钎焊，是采用熔点低于材料熔点的金属作钎料，将钎
的表面上，以防焊接加热时再度氧化，有助于
料和焊件加热到高于钎料的熔点，而又低于焊件的熔点，使熔化的钎料润湿焊件，
提高已熔化焊锡的流动性和润湿性。焊接电线
填充焊件的接头（接缝）的间隙，并与焊件材料相互扩散而实现焊接的一种方法。
接头时可以用焊锡膏或松香做助焊剂。
除锡焊外，电弧焊和气焊也属于钎焊。
助焊剂
1. 电烙铁
电烙铁是锡焊的主要工具，功率有25W、
30W、45W、75W、150W、300W等多种。焊接时
应根据焊件的材质、质量大小、焊接位置的大
电
小和形状等因素选择适宜的电烙铁。例如焊 烙
铁
接质量大、焊缝长的零件，特别是散热快的铜
及
件，应选择150W以上的电烙铁。而焊接铁丝接 其
握
头或导线接点，则可选用45W的电烙铁。
法
电烙铁头用紫铜制成，因为紫铜易蘸锡、
导热快、热容量大，适于进行锡焊。新的电烙
铁头必须先镀锡，方法是用平锉将烙铁头的
焊接接头
工作面锉光，去掉氧化膜，然后通电、加热、蘸
助焊剂，再蘸锡即可。焊接完毕，应立即切断
电源，因为长时间加热而不用，会使烙铁头部 大 焊接步骤
电
温度过高，以致“烧结”。所谓“烧结”，是指铜
烙
和焊锡已形成棕黄色的合金—青铜，不再粘 铁
1. 清理接头（接缝）表面。用锉、刮刀或砂布等工具，将表面上的污物
及
锡。处理的办法是锉掉表层合金，露出紫铜金
其
及氧化膜清除干净，直至露出明亮的金属光泽。
属光泽，重新镀锡。 握
法 2. 涂助焊剂。
3. 将已加热的电烙铁头蘸上助焊剂，待其熔化后再蘸上焊锡。
4. 将蘸有焊锡的烙铁头与焊缝接触，此时熔化了的焊锡恰好成为烙铁
头与焊缝表面之间的导热介质，将热量从烙铁头传至焊件。待焊缝处被加
2. 锡焊 热至焊接温度时，焊锡便流入并填满焊缝。此时，可移开烙铁，并保持焊件
固定不动，直至焊锡冷却、凝固，形成牢固的焊缝为止。焊接过程中如观察
到熔化的焊锡流入焊缝并自然地铺展开，则表示已焊实。若焊锡呈球状堆
锡焊的钎料是锡与铅的合金。在锡中加入铅的
积，则表示没有焊透，须清理焊缝表面后，再重新焊接。
目的是降低熔点，改善机械性能，增强流动性和抗
氧化性。
72 知识扩展 锡焊技术 733. 铣床
四、常见机械加工设备
铣床的切削运动是铣刀旋转做主运动，工作台带动工件做进给运动。
机械零件的形状虽然多种多样，但通过分析可知，它们的表面都是由外圆面、
内圆面（孔）、曲面和平面组成的。由于手工操作的加工精度有限，效率低，不适合
批量生产高质量的零件，而利用机械加工设备，则可轻而易举地完成此类任务。在
金属切削加工过程中，为使工件表面被加工成符合技术要求的形状，刀具和工件必
须有一定的相对运动，才能切除多余的金属，通常称此运动为切削运动。
由于零件的形状、尺寸及精度具有多样性，因此加工零件的机床也是种类繁
多。常见的机床有钻床、车床、铣床等等。
1. 钻床
钻床的切削运动是工件固定不动，钻头旋转并做
进给运动。 铣削加工的基本内容 钻铣床
2. 车床 4. 数控车床
车床的切削运动主要指工件作旋转运动，车刀作 随着科学技术的发展，计算机技术也被应用到机械加工行业，通过对机械零
进给运动，进给运动分为纵向进给运动和横向进给 件加工顺序编程，由计算机代替人来控制加工顺序及加工量。数控车床的刀架上可
运动。 装很多把车刀，刀架按计算机的指令旋转。数控车床不但减轻了人们的劳动强度，
还大大地提高了加工精度。
计算机控制中心
刀架
钻床
走一走
数控车床
看一看
利用假期到工厂去，看一看工人是怎样操
作钻、铣、车、数控机床的。这些机床各有什么
功能？它们和你想象的一样吗？
车削加工的基本内容 车床
74 知识扩展 常见机械加工设备 75参考书目
1. 《学会发明》，竺豪桢主编，北京科普出版社，1999年。
2. 《设计与工艺》，Choy Ngal Ming 编著，牛津原版，上海远东出版社, 牛津大
学出版社，1999年。
3. 《学会发明创造》，《学会发明创造》编写组编著，人民教育出版社，2000年。
4. 《视图与制图》，杨玉民主编，首都师范大学出版社，1994年。
5. 《金属工艺学》，邓文英主编，高等教育出版社，1990年。
6. 《工艺技术基础》，盛锡远主编，浙江大学出版社，1992年。
7. 《钳工工艺学》,技工学校机械类通用教材编审委员会编，机械工业出版社，
1979年。
8. 《焊工工艺学》，机械电子工业部统编，机械工业出版社，1997年。
9. 《METALWORK》, Victor E.Repp, Ed.D. Willard J.McCarthy Oswald A.Ludwig,
McKnight Publishing Company, 1982.
10. 《General Shop》, CHRIS H. GRONEMAN JOHN L. FEIRER, McGRAW-
HILL BOOK COMPANY, INC, 1954.
11. 《METALWORK ESSENTIALS》, F. E. TUSTISON RAY F. KRANZUSCH
DAN C. BLIDE, THE BRUCE PUBLISHING COMPANY, 1962.
76 知识扩展主 编：胡祖康
副 主 编：李连玉 李 群
本册编写人员：竺豪桢 韩海燕 黄 瑞 李 报 马 勇 张国瑞
责 任 编 辑：刘建波
封 面 设 计：北京全心合文化有限公司
内 文 设 计：格子工作室
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义务教育教科书
劳动技术
——金工设计与制作
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2013年6月第1版 2019年6月第9次印刷
ISBN 978-7-200-09876-1
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