高一技术 课题：异型呆扳手的设计与制作 播出时间：6月26日 主讲：中国人民大学附属中学 竺豪桢（高级教师） EMAIL:zhuhaozhen@rdfz

1. 高一技术课题：异型呆扳手的设计与制作播出时间：6月26日主讲：中国人民大学附属中学 竺豪桢（高级教师）EMAIL:zhuhaozhen@rdfz.cn

2. 全 日 制 普 通 高 中 技术课程标准 现代农业技术 简易机器人制作 汽车驾驶与保养 建筑及其设计 技术与设计Ⅱ 服装及其设计 技术与设计Ⅰ 家政与生活技术 电子控制技术

3. 技术与设计Ｉ 技术及其性质 设计过程 设计的交流 设计的评价 设计过程 • 问题提出与确定 • 设计方案的制定 • 方案的选择与优化 • 模型和原型制作 • 试验（测试）与试验报告

4. 问题提出与确定 维修带来的烦恼：活扳手？呆扳手？ 特定场合？

5. 常见各类扳手

6. 设计方案的制定 • 市场调查现有技术 • 专利查新现有技术 • 可用资源 • 约束条件 • 改进目标 • 结构设计图样

7. 市场调查现有技术

8. 信息来源：www.goo.gle；大百科全书

10. 专利查新现有技术信息来源：www.sipo.gov.cn （专利信息网）；

13. 实物或方案（图例） 技术特点 原型改进评估 备注 异形扳手 可在狭窄空间内使用，容易在原位重新启动，简单实用 基本符合设计目标，便于制作，且可在原型上进一步改进。其性能有待验证。 实用新型专利，但未投入市场。 曲柄扳手 可在较小空间内的紧固螺母，但不具备连续性。 无法实现原位置持续操作，材质强度要求高。 市场有售 铐式扳手 适于对尺寸不规格螺母的紧固，但所需活动空间较大 要求活动空间较大，不符合设计目标。 实用新型专利，但未投入市场 • 方案的选择与优化接近技术案例分析

14. 接近技术案例分析 • 可在狭窄空间内使用， • 容易在原位重新启动，简单实用. • 实用新型专利，但未投入市场。 • 基本符合设计目标，便于制作，且可在原型上进一步 • 改进。其性能有待验证。

15. 可在较小空间内的紧固螺母， • 但不具备连续性。 • 无法实现原位置持续操作，材质强度要求高 • 市场有售。 曲柄扳手

16. 适于对尺寸不规格螺母的紧 • 固，但所需活动空间较大。 • 实用新型专利，但未投入 • 市场。 • 要求活动空间较大， • 不符合设计目标。 铐式扳手

17. 类型Ⅰ，名称：拷式扳手 信息来源：www.google.com 优点：结构新颖，加工方便 缺点：效率低 结构图： 类型Ⅱ，名称： 信息来源： 优点： 缺点： 结构图： 类型Ⅲ，名称： 信息来源： 优点： 缺点： 结构图： 我的“扳手技术档案”

18. 可用资源 金工工具： 锯、锉、锤和量具 金属板材： 1mm厚金属薄板 指导教师和家长 约束条件 资金 经验 冲压设备（成型） 热处理加工（强度） 可用资源约束条件

19. 改进目标 扳手类别 优点 缺点 适用范围 活扳手 专用扳手 在上述特定的场合（窄小空间），只能选择呆扳手 呆扳手每旋转一个角度后，必须退出后换角度再启动。 效率低。 启 示 呆扳手效率低但不易打滑；活扳手效率高，但易打滑。如果发明一种新扳手，能结合两种扳手的优点有多好！ 呆扳手是一种常用的 紧固工具。因为它不具有 像活扳手那样的螺纹间隙 ，所以一般在操作精度要 求较高的场合都要使用它 呆扳手

20. 设计要以人为本 设计中不可忽视的因素是人体工程学（ERGONOMICS） 。 人体工程学起源于欧美，重视"以人为本"，强调人类的衣、食、住、行从人的自身出发，在以人为主体的前提下考虑其他因素。 　　人体工程学已广泛应用于现代的工业产品设计，都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。　 如设计座椅高度时，就是以人的坐位（坐骨结节点）基准点为准进行测量和设计，高度常定在390mm-420mm之间，因为高度小于380mm，人的膝盖就会拱起引起不舒适的感觉，而且起立时显得困难；高度大于人体下肢长度500mm时，体压分散至大腿部分，使大腿内侧受压，下腿肿胀等。另外，座面的宽度、深度、倾斜度、靠背弯曲度都无不充分考虑了人体的尺寸及各部位的活动规律。 　　因此，良好设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的设计得益于正确地使用人体工程学原理。

21. 效果设计图样

22. 结构设计1

23. 结构设计2

24. 结构设计3

25. 效果设计图样

26. 绘制扳手设计图： 1、绘制三条中心线（用细点划线）

27. 2 、绘制出扳手轮廓

28. 3、绘制扳手中心圆

29. 4、绘制扳手槽口

30. 5、绘制改进部分

31. 6、清除不必要的线条，并将轮廓线加粗

32. 7、标注尺寸及说明

33. 比例 件数 图号 材料 制图 学号 班级 描图 学校 审核

34. （3）方案Ⅲ：原型相反位置开凹槽 （4）方案Ⅳ：开口两边分别开凹槽 （1）方案Ⅰ：专利原型验证（CAD绘图） （2）方案Ⅱ：加大原型圆弧尺寸 实物制作图样参考

35. 模型和原型制作1 （１）按图7所示，用划针在工件上画线（划线尽量一次成功）避免重复，并注意保留板口有足够的平行边。 用划针在毛坯上画弧线作记号，划出的圆弧应恰能使六角螺母在里面自由转动。

36. 图 8 • 模型和原型制作 （２）借助台虎钳，用圆锉或半圆锉锉去图7中毛坯的阴影部分， 边锉边用六角螺母试验，使新型扳手的平行对边能卡住六角螺 母，所锉出的弧形部分能使螺母回转。如图8所示。

37. 测试与试验报告 对制成的实物需要进行试验或测试，检验是否达到设计目的， 是否达到精度要求，是否能够正常工作，即设计对象的使用实效究竟如何。 对实物的测试以及进一步优化设计，可按照下面的程序进行： （1）制定检测与试验标准 （2）选择试验方法 （3） 对每组完成的原型进行测试 （4）填写测试报告及进一步优化设计的建议 （5）书写试验报告(使用手册)

38. “新型呆扳手”实物性能测试报告 检测指标精度：你设计的检测方法是： 外观： 活动范围： 回转灵活性： 使用舒适度： 根据测试结果，你能 提出什么改进方案：“新型呆扳手”实物性能测试报告 检测时间 检测地点 检测人 备注：

39. 使用说明书 1. 简介： 2.性能特点： 3.使用方法： 4.安全使用与维护：

40. 表现我们的成果 创意牌 创意牌异型呆扳手使用说明书 （请仔细阅读和保存说明书） 产品简介：DB14—Y型14毫米异型呆扳手是根据实用新型专利CN 86 2 07067 U试制和改进的产品，仅用于学生在技术课堂 试验和实习。共有三种类型： DB14—YⅠ型14毫米异型呆扳手 DB14—YⅡ型14毫米异型呆扳手 DB14—YⅢ型14毫米异型呆扳手 本异型呆扳手未作过热处理，实用强度会受影响，只能检验作品设计效果。 使用方法： 1.将扳手平口夹持螺母在60度范围内旋转紧固； 2.将夹持螺母的扳手推倒内侧底端在60度范围内反方向旋转： 3. 将螺母移至扳手平行口，重复操作1。 安全使用与维护：使用时切勿操之过急，以免伤手。使用后要擦拭干净， 套上塑料袋，放在干燥处。 产品性能：异型呆扳手是一种用于紧固六角螺栓和螺母的手动工具，它解决了空间窄小与连续扳动的矛盾。其特点是在现 有呆扳手上加工一个能使螺母或螺栓帽回转的圆弧，使得呆扳手既能将螺栓帽和螺母紧固，又能将其退到圆弧中回转。这 种扳手不仅保持了现有扳手全部功能，而且使用灵活。扳动一次后，不必退出扳手即可连续扳动，还能用于某些误差偏大 的紧固件。

41. 参考资料查询 • 热处理工艺 • 异性呆板手效果图技法 • 异性呆板手画板画法

42. 热处理工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却3个过程，有时只有加热和冷却 两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采 用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制， 且减少环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属， 以至浮动粒子进行间接加热。高密度热源的应用使热处理工艺又有了新的发 展。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳（即钢铁零件表 面碳含量降低），这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金 属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热（图2.2.8 为真 空热处理炉），也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的参数之一，选择和控制加热温度是保证热处理 质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异。

43. 结束语 科学创造未来， 技术使梦想成真！

44. 随着教育部技术课程标准的颁发和实施，愿技术教育成为你最喜欢的一门课程。谢谢大家！