3.1 方案实现的材料（第2课时）课件-2025-2026学年人教版高一通用技术必修一

第三章 工艺及方案实现 第1节 方案实现的材料 （第2课时） 通用技术 技术与设计1 学习目标 1. 了解材料及其分类。 2. 知道常见材料的性能及应用。 3. 能根据设计方案选择和规划材料。 4. 掌握一些常用材料的连接方法。 引入 设计方案是通过材料物化实现的。 设计了循迹小车底板，要根据其特性确定选择什么是材料。 虽然，科技已经达到可以根据特殊设计需要来研发新材料的水平，但是，一般技术设计方案的实现，还是在现有材料中进行选择和规划。 1.3 材料的选择与规划 一、选择材料 1. 选择材料的一般原则 选材要保障其在生产和使用过程中的安全性。 尽量选取再生、可再生和储藏量丰富的材料资源。 制作产品的原材料还要符合国家的政策和法规要求。 努力使产品的实用与审美达到和谐统一。 优先选用价格低廉、运输及回收处理费用低的材料。 尽可能选用产品使用者的社会文化认同的材料，契合他们的文化特征。 一般原则 安全第一原则 环保优先原则 遵守标准与规定原则 实用与美观和谐统一原则 优质高效低成本原则 契合文化特征原则 1.3 材料的选择与规划 2. 选择材料的方法 轴类零件材料选择 轴类零件工作条件分析。 转轴在工作时，承受弯曲和扭转应力的复合作用，心轴只承受弯曲应力，传动轴主要承受扭转应力。此外，轴还会承受一定程度的过载和冲击。 轴类零件的主要失效形式。 断裂，大多是疲劳断裂。 磨损，轴的相对运动表面的过度磨损。 形变，发生过量扭转或弯曲变形。 腐蚀，有时可能会发生腐蚀失效。 除了选择材料的一般原则，还可以从产品的使用性能及材料的加工性能等方面进行综合分析和试验，以此作为选择材料的依据。 必要时还要通过力学计算，才能准确选择所需材料。 1.3 材料的选择与规划 轴类零件材料选择 轴的种类 选择的材料 处理工艺 轻载、低速的轴 可选Q235、Q255、Q275等型号钢 通常不进行热处理 中等载荷且精度要一般的轴 可选优质碳素结构钢，如35、40、45、50等型号钢 一般要进行热处理 受较大载荷或要求精度高的轴以及处于强烈摩擦或高、低温等恶劣条件下工作的轴 应选合金钢 根据合金钢的种类应采用复杂的热处理 轴类零件的主要性能要求。 具有足够的强度及良好的韧性，以防止断裂及过量变形。 具有高的疲劳强度，防止疲劳断裂。 在相对运动的摩擦部位，应具有较高的硬度和耐磨性。 具有一定的淬透性（可硬化性），保证轴的淬透深度为半径的1/3 ~ 1/2。 轴类零件的材料选择及处理工艺。 根据工作条件、失效形式及性能要求的分析，不同种类的轴选择的材料及处理工艺。 轴类材料的选择及处理工艺 1.3 材料的选择与规划 二、标准件的选择 在现代生活和生产中，人们越来越多地使用标准件，而不是用原始材料从头加工。 标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化，并由专业工厂生产的常用的零（部）件，如螺纹件、键、销、滚动轴承等。 标准件的使用可以极大地节省产品的制造成本，同时，对于产品的维护和维修也提供了便利。 设计人员在对零件进行选材时，应首先选择标准件。 常用标准件包括标准化的紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。 1.3 材料的选择与规划 常用标准件 紧固件 连接件 传动件 密封件 液压元件 气动元件 轴承 弹簧 1.3 材料的选择与规划 三、规划材料 规划材料一般是指在满足设计、加工等要求的前提下，将所有需要的零件，按照尺寸大小及形状规格，在选定的板材上进行科学的排列，以最小面积或最短长度排出用料定额。 其目的就是提高材料的利用率，降低产品成本。 规划材料按照从外向内、先大后小、先主后次的顺序进行规划，排列时“平直对平直、凹形对凸形”合理排放。 对于木材料或服装面料等有纹理朝向或图案的材料，要预估好成品的纹理一致、图案对称等要求，避免不必要的损失。 规划材料的常用方法有复写纸法、样板法、直接画法、计算机辅助设计等。 1.3 材料的选择与规划 三、规划材料 规划材料的常用方法有复写纸法、样板法、直接画法、计算机辅助设计等。 1.3 材料的选择与规划 设计与操作 如图为钥匙收纳盒的实物图及零件图，请参考该图纸，分别在2块规格为160 mm×100 mm×5 mm及1块规格为190 mm×130 mm×5 mm的桐木板上规划材料，并说明制作此钥匙收纳盒选用哪种规格的桐木板更合理。 1.4 常见材料的连接 常见材料的连接方式 连接方式 连接材料或工具名称，应用说明 榫卯连接 榫卯结构，主要是木材料连接，应用在家具制作、建筑工程等 钉连接 钉子，常见的固定连接方式，常用于日常家具制作和装修工程等 销连接 主要用于定位、过载保护和轴与毂组合连接，适用于有一定强度和硬度的材料 卡扣连接 用于零部件之间的嵌入或整体闭锁，通常用于连接两个需要经常拆开的零件，如汽车安全带连接 螺纹连接 螺丝、螺栓，可拆卸的固定连接。 铆钉连接 铆钉，实心铆钉连接多用于受力大的金属零件的连接；空心铆钉连接用于受力较小的薄板或非金属零件的连接 胶连接 胶水，适用材料广泛。 焊接 锡焊一般用于电子元件以及铜、铁小金属的连接。电焊适用于大件金属连接。气焊主要用于金属薄板焊接或有色金属焊接 热熔连接 主要用于热熔后可塑性较好的材料。金属与金属、塑料管材与管件、金属复合管材与管件等都可以使用热熔连接方式 技术产品的物化过程中，材料和材料之间需要用一些固定或者半固定的方式连接起来。 采用什么样的连接方式，需要根据材料性质、使用场合及技术产品的功能等决定。 1.4 常见材料的连接 榫卯连接 榫卯连接是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。 凸出部分叫榫，凹进部分叫卯，榫和卯咬合，起到连接作用。 榫卯是中国传统的一种木匠工艺，充分体现了我国劳动人民的智慧和创造精神。 总结 方案实现的材料 1.1 材料及分类 1.2 材料的性能 1.3 材料的选择与规划 一、材料材料 二、标准件的选择 三、规划材料 1.4 常见材料的连接 综合实践活动 榫卯连接 分析确认循迹小车各部件选用的材料，并说明选择这种材料的原因。 根据材料，分析可能会用到的材料连接方式。 小车部件 材料 选择材料原因 连接方式 车身外观 纸板、木材 1. 有一定防撞弹性 2. 便于后期美工制作 插接、螺纹连接 $