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1、孔明锁的设计制作,孔明锁的设计制作,学习目标,一、孔明锁的由来、意义。二、木工工具的使用方法、操作工艺、工序流程 及安全注意事项。三、三视图的识读、设计绘制。四、提高实践技能和创新思维能力;培养团队合 作精神等。,学习目标一、孔明锁的由来、意义。,两千多年前的孔明就发明了一种方法,用一种咬合的方式把多根木条垂直相交固定,这种咬合在建筑上被广泛应用,在民间人们把孔明的这种发明制成了一种玩具孔明锁。原创为木质结构,外观看是严丝合缝的十字立方体,动动脑筋可拆解,装上可不是那么容易的。 孔明锁,它对放松身心,开发大脑,灵活手指均有好处,是老少皆宜的休闲玩具。 另外一种传说是:春秋时代鲁国工匠鲁班为了测
2、试儿子是否聪明,用6根木条制作一件可拼可拆的玩具,叫儿子拆开儿子忙碌了一夜,终于拆开了这种玩具后人就称作鲁班锁 孔明锁(鲁班锁),它起源于中国古代建筑中首创的榫卯结构 所以,孔明锁亦称鲁班锁、别闷棍、六子联方、莫奈何、难人木等。,孔明锁的由来,两千多年前的孔明就发明了一种方法,用一种咬合,形形色色的孔明锁,形形色色的孔明锁,1、孔明锁多为木质榫卯结构,是优良的连接,比之金属部件,木质榫卯具有极好的弹性,木制构件会通过榫卯传力,均衡地分配给家具其他部件,使得家具站立得稳如泰山。无论南热北冷,还是南湿北干,榫卯都能随机应变,它热胀冷缩的程度与家具的其他零部件相仿,能和整把椅子或整张梳妆台一起“发胖
3、”或“缩水”,保证不会让木板豁开一个口子。,实用性,孔明锁的意义,1、孔明锁多为木质榫卯结构,是优良的连接,2、木质榫卯结构的应用广泛,A、在古代家具和建筑中的应用,B、在现代家具和建筑中的应用,实用性,孔明锁的意义,2、木质榫卯结构的应用广泛A、在古代家具和建筑中的应用B、在,3、孔明锁是一种益智玩具,孔明锁类玩具比较多,形状和内部的构造各不相同,一般都是易拆难装。拼装时需要仔细观察,认真思考,分析其内部结构。它有利于开发大脑,灵活手指,是一种很好的益智玩具。,趣味性,孔明锁的意义,3、孔明锁是一种益智玩具 孔明锁类玩具比较多,形,一、木工工具的使用方法、加工工艺及安全注意事项,二、识读、绘
4、制三视图,小组合作设计制三支或六支 孔明锁并组装,准备阶段,设计制作阶段,孔明锁的设计制作,一、木工工具的使用方法、加工工艺及安全注意事项二、识读、绘制,一、木工工具的使用方法及安全注意事项,准备阶段,一、木工工具的使用方法及安全注意事项工艺工具操作要领(步骤),1、划线 (1)钢卷尺:长度测量 (2)角尺:划线和测量制作件是否成直角。,木工工艺,1、划线木工工艺,划线符号,划线符号,划垂直线,划平行线,拖线法,墨株法,划垂直线划平行线拖线法墨株法,二、手工锯及其锯割,(一)传统手工锯的种类,框锯,刀锯,钢丝锯,手板锯,二、手工锯及其锯割(一)传统手工锯的种类框锯刀锯钢丝锯手板锯,(二)、锯的
5、正确使用,在使用框锯前,先用旋钮将锯条角度调整好,并用绞片将绞绳绞紧使锯条平直。,纵割法,横割法,钢丝锯的使用,(二)、锯的正确使用在使用框锯前,先用旋钮将锯条角度调整好,,1.木头放平稳 2.起锯时要慢,锯子与水平面成30左右的角 3.拉锯时用左脚睬住木板,右手拉锯,锯子与水平面成45左右的角 4.拉锯时速度均匀,推出用力,拉回不用力 5.拉锯时锯做推拉运动,不可左右晃动 6.快锯完时速度放慢,注意防止木板折断,(二)、锯的正确使用,1.木头放平稳(二)、锯的正确使用,三、传统木工刨及其使用,三、传统木工刨及其使用,刨削:,三、传统木工刨及其使用,刨刀刨楔盖铁刨身刨柄短刨刨削:刨底刨口槽刨刀
6、短刨底面刨楔螺钉,退刨刀姿势,进刨刀姿势,推刨姿势,退刨刀姿势进刨刀姿势推刨姿势,推刨要领,推刨时,左右手的食指伸出向前压住刨身,拇指压住刨刃的后部,其余各指及手掌紧捏手柄。刨身要放平,两手用力均匀。向前推刨时,两手需加大力量,食指与拇指施加压力,防刨头翘起;推至前端时,食指压力逐渐减小,拇指则逐渐加大压力,防“磕头”。退回时用手将刨身后部略微提起,以免刃口在木料面上拖磨,容易磨钝。刨底应注意加油润滑。,三、传统木工刨及其使用,推刨要领推刨时,左右手的食指伸出向前压住刨身,拇指压住刨刃的,刨削两个面后按尺寸要求用拖线法进行划线,锯割或劈削后进行刨削加工,决定留全线还是留半线或不留线,并用角尺测
7、量方正度。,刨削第一面(基准面)时,目测加工面是否平直、有否扭曲,随时纠正;刨削第二个面时目测平直,并用角尺测方正度。,三、传统木工刨及其使用,刨削两个面后按尺寸要求用拖线法进行划线,锯割或劈削后进行刨削,四、凿削与做榫头,手工凿是传统木工工艺中木结构结合的主要工具,用于凿眼、挖空、剔槽、铲削等加工方面。,1、平凿:又称板凿,凿刃平整,用来凿方孔。规格有多种。2、圆凿:有内圆凿和外圆凿两种,凿刃呈圆弧形,用来凿圆孔或圆弧形状,规格有多种。3、斜刃凿:凿刃是倾斜的,用来倒棱或剔槽。,四、凿削与做榫头手工凿是传统木工工艺中木结构结合的主要工具,,凿子的结构与种类,各种宽度的打凿,凿子的结构与种类各
8、种宽度的打凿打凿薄凿斜边凿圆凿不同凿的刃口,凿眼的姿势,孔的宽度由凿的宽度决定。木料放在垫木或工作凳上,打眼的面向上。人可坐在木料上面,如果木料短小,可以用脚踏牢。凿透孔(全眼)时,应先凿正面;到一半深,将木料翻身,从背面打凿,这样眼的四周不会产生撕裂现象,正面应留半线,背面不留线。凿不透孔时,要注意深度,随时测量深度,并将木屑清除干净。,凿眼的姿势孔的宽度由凿的宽度决定。,划线:,大面(基准面)用直角尺划孔位置线,第二面划孔位置线,第三面划孔位置线,拖线法划孔边线,掉头划另一面孔边线,标上透孔符号,划线:大面(基准面)用直角尺划孔位置线 第二面划孔位置线 第,凿眼:,边线留3mm凿孔,依次凿
9、孔,剔出木屑,修整边线,依样凿另一面,凿透孔完成,划线:,凿眼:边线留3mm凿孔 依次凿孔,剔出木屑 修整边线 依样凿,凿削时注意的事项(1)孔的左右壁应平直、前后壁的中间稍微凸出,切不可中间凹陷。(2)以铁锤打击凿顶时,应注视刃口处,若注视凿顶则易使刃口摆动,而凿错位置。(3)每一次凿切,要摇动一下凿,否则容易使凿夹在孔内,不易拔出。(4)对于较窄小的凿子,不要太用力扳动而造成凿子折断。(5)不能将薄凿当作打凿用,以免折断或刃口缺角。(6)铲削时不能逆纹铲削,一定要顺纹铲削,否则易造成撕裂,损坏工件表面。(7)所有修切均应修切到划线之处,通孔正面留半线,反面不留线。,凿削时注意的事项,做榫头
10、:,用直角尺划榫头长度线 ,四面都划。,用拖线法划榫头宽度线 ,(上、下两面),做榫头:用直角尺划榫头长度线 ,四面都划。用拖线法划榫头宽度,先在A面每条线锯一下,翻过来在B面锯出端面线,沿B面线斜锯到榫根,顺B面锯路锯A面线,锯条垂直拉,锯到根,略过线,锯榫头:注意留半条线,先在A面每条线锯一下 翻过来在B面锯出端面线 沿B面线斜锯到,拉肩:切勿伤到榫头,放平锯子进行拉肩,榫头锯割完成,拉肩:切勿伤到榫头放平锯子进行拉肩 榫头锯割完成,榫连接:,(1)组装:按设计步骤将各构件逐个组装。榫头用薄宽凿倒角,结合处应涂胶,并垫上硬木块,用斧子或锤子轻轻敲入。(2)校正:组装完毕,用直角尺测量方正度
11、,如果是明榫,应在明榫出头处用凿切一裂口,用木楔挤紧,并及时校验,纠正扭歪,木楔凸出部分要锯掉刨光;如果是暗榫,涂胶敲入后用直角尺测量方正度,如有偏差可用锤子纠正。(3)光面:用细刨将遗留的划线和结合不平的表面刨光,表面不允许有刨痕、毛刺、锤印等。(4)最后全面检查:要求各个面平直、方正,无扭曲,结合处应严密平整,榫肩密缝、榫头紧;配件安装符合设计要求,安装牢固,位置正确,满足使用要求。,榫连接:(1)组装:按设计步骤将各构件逐个组装。榫头用薄宽凿,五、木锉刀及其使用,粗齿木锉刀:粗锉刀的齿距大,齿深,不易堵塞,适宜于粗加工(即加工余量大、精度等级和表面质量要求低)及较松软木料的锉削,以提高效
12、率。 细齿木锉刀:适宜对材质较硬的材料进行加工,在细加工时也常选用,以保证加工件的准确度。,五、木锉刀及其使用 粗齿木锉刀:粗锉刀的齿距大,粗齿木锉刀的齿距大,齿深,不易堵塞,适宜于粗加工及较松软木料的锉削,以提高效率;细齿木锉刀适宜对材质较硬的材料进行加工,在细加工时也常选用,以保证加工件的准确度。 木锉刀与木纤维呈60900角锉削,不能顺着木纹锉削。 向前推时工作,用力向下压;回拉时稍离工件表面。 粗锉锉削到留0.20.3mm时,改用中锉,锉削至约剩0.1mm时,改用细锉锉削,保持锉痕整齐一致。 锉后用砂纸砂磨,以得到光洁的表面。,五、木锉刀及其使用,粗齿木锉刀的齿距大,齿深,不易堵塞,适
13、宜于粗加工及较松软木料,正确握持锉刀有助于提高锉削质量,木锉刀的握法: 右手心抵着锉刀木柄的端头,大拇指放在锉刀木柄的上面,其余四指弯在木柄的下面,配合大拇指捏住锉刀木柄,左手则根据锉刀的大小和用力的轻重,可有多种姿势。 使用注意事项: 木锉刀不能用来锉金属材料,不能作橇棒或敲击工件;放置木锉刀时,不要使其露出工作台面,以防锉刀跌落伤脚;也不能把锉刀与锉刀叠放或锉刀与量具叠放。,五、木锉刀及其使用,正确握持锉刀有助于提高锉削质量,木锉刀的握法:,用砂棒砂磨,置砂纸于平面上砂磨,用砂棒砂磨置砂纸于平面上砂磨,六、连接方法简介,木工采用的传统连接方法主要是榫卯连接(榫接、搭接、插接等),其他还有钉
14、连接(圆钉、竹钉、螺钉等)、螺栓连接、铰链连接、胶粘剂连接等。中国古代建筑及家具均无钉,所有构件靠榫卯相接。榫接是中国古典木工工艺的魅力所在,在榫卯结构上,利用了丰富多变的榫头卯眼,展示了一种结构美学。中国式榫卯结构有上百种之多,而且每个名称的榫头卯眼,在制作中根据外观的造型不同,又可以派生出多种榫卯。,六、连接方法简介木工采用的传统连接方法主要是榫卯连接(榫接、,1、榫卯连接,明榫与暗榫,斜肩夹角榫,单肩榫与双肩榫,明燕尾榫,双榫,直燕尾槽榫,1、榫卯连接 明榫与暗榫斜肩夹角榫单肩榫与双肩榫明燕尾榫双榫,插接,圆榫,穿带榫与龙凤榫,排榫,1、榫卯连接,插接圆榫穿带榫与龙凤榫排榫1、榫卯连接,
15、十字形搭接,斜角搭接,丁字形搭接,相缺搭接,叉口丁字形搭接,搭接,1、榫卯连接,十字形搭接斜角搭接丁字形搭接相缺搭接叉口丁字形搭接搭接1、榫,2、螺钉连接,三角槽,螺钉,螺钉,接合强度大,用于厚板拼接、家具组装、五金附件的装配等,2、螺钉连接三角槽螺钉螺钉接合强度大,用于厚板拼接、家具组装,3、螺栓连接,很多组合、拆装、折叠家具中木构件,常采用螺栓接合。,3、螺栓连接很多组合、拆装、折叠家具中木构件,常采用螺栓接合,4、铰链连接,用于门、窗等活动连接,也用于可拆卸部件或可折叠部件之间的连接。,弹簧铰链,4、铰链连接用于门、窗等活动连接,也用于可拆卸部件或可折叠部,5、胶粘剂连接,5、胶粘剂连接
16、,1、三支孔明锁的三视图示例,三跟木条的孔明锁是其中最简单的一种。,材料:一根36cm长的木条,横截面20cm20cm。每组拿到36cm长的木条后,再锯 成三段12cm的木条。,设计制作阶段,二、识读、绘制三视图,小组合作设计制三支或六支 孔明锁并组装,1、三支孔明锁的三视图示例三跟木条的孔明锁是其中最简单的一种,1号锁三视图,三支孔明锁,1、三支孔明锁的三视图示例,1号锁三视图三支孔明锁1、三支孔明锁的三视图示例,2号锁三视图,三支孔明锁,1、三支孔明锁的三视图示例,2号锁三视图三支孔明锁1、三支孔明锁的三视图示例,3号锁三视图,三支孔明锁,1、三支孔明锁的三视图示例,3号锁三视图三支孔明锁
17、1、三支孔明锁的三视图示例,三支孔明锁的加工步骤画线 将所给的约36cm长的原料加工成三段,在原材料上用钢直尺画出每段的长度是12cm(钢直尺使用的强调),锯割下料将画线画好的木材(条)沿着所画的线锯割成三段,每段的长度是12cm,在锯割的过程中,应该注意正确合理的使用锯子,以确保尺寸较为精确的木条。,锯割下料,画线根据三视图标注绘制凿切线条。锯槽位 先根据画线线条位置锯切木条,这是因为直接凿槽位的话,会使木条被凿裂开。锯切槽位时,保持锯条在一条直线上,不能左右摆动锯条,否则锯条容易断。凿槽 凿槽需要用凿子和锤子两种工具。锤子力度不宜过大,否则木条易裂开。对需凿去的部分可少凿一点,便于后期修整
18、。,画线,锉削修平 把1,3号部件用锉刀,凿子,钢锯等修平,2号锁中间圆柱部分用锉刀加工。安装调试 1,2,3号部件进行组装过程中肯定会发现有的部件尺寸相对来说,不够精确,这个时候可以尝试再加工,不断的发现出现的问题,寻求解决的方法,以达到最优的作品。,锉削修平,2、六支孔明锁的三视图示例,2、六支孔明锁的三视图示例,【加工材料】 六块木条原始规格相同。材料的总长度为:如木料横断面的边长为a,则每块长为4a,六块共需24a+加工余量。 (设a=2厘米),【加工工具】木工框锯、薄凿、木工刨、细木锉、砂纸、铅笔、直角尺。,【加工步骤与方法】 参照三支孔明锁的制作,2、六支孔明锁的三视图示例,【加工
19、材料】【加工工具】【加工步骤与方法】2、六支孔明锁的三,弄清各视图的位置关系和投影关系,弄清各视图的位置关系和投影关系,第一支,第一支,第二支,第二支,第三支,第三支,第四支,第四支,第五支,第五支,第六支,第六支,划线:每一个缺口需要三面划线。,锯割:注意留半条线。,【加工注意事项】,划线:每一个缺口需要三面划线。锯割:注意留半条线。【加工注意,凿削:注意不要凿去太多,要留有锉削的余量。,用肩顶凿柄进行铲削,用锤子敲击进行凿削,凿削:注意不要凿去太多,要留有锉削的余量。用肩顶凿柄进行铲削,孔明锁的设计制作,通过制作三支、六支孔明锁,我们不难发现其共同之处:三维的拼插器具内部的凹凸部分(即榫卯
20、结构)完全或高度啮合,通常构成一立方体 。,由此,同学们可以触类旁通 ,尝试设计制作出新的孔明锁。,通过制作三支、六支孔明锁,我们不难发现其共,六支孔明锁的设计提示: 六支孔明锁就是玩的32个活动块。要设计一个六支孔明锁,只需了解32个活动块的位置归属,对设计将会事半功倍。为了述说方便,需要一个位置固定的鲁班锁,(这样内部32个活动块的位置才能固定)而且对6个柱的名称也稍做改动,用:上,下,左,右,前,后6个表示方位的字眼。如图:,小组活动:探索设计一种新的孔明锁,小组合作制作新孔明锁并组装,六支孔明锁的设计提示:小组活动:探索设计一种新的孔明锁,小组,孔明锁的设计制作,分析锁的内部,32个活动块的位置也固定了,如图 :,分析锁的内部,32个活动块的位置也固定了,如图 :,示例一,示例一,组装步骤,组装步骤,组装步骤分解,组装步骤分解,作品展示评优,学生整理用具,教师点评及小结。,作品展示评优学生整理用具,教师点评及小结。,其他示例1,其他示例1,其他示例2,其他示例2,其他示例3,其他示例3,其他示例4,其他示例4,其他示例5,其他示例5,其他示例6,其他示例6,其他示例7,其他示例7,其他示例8,其他示例8,鲁班锁的六根构件,鲁班锁的六根构件,拓展,拓展,孔明锁的设计制作,孔明锁的设计制作,