發明製作基礎：各種材料的加工技巧集萃
摘自《自製教具講座*第三章 自製教具的技巧》
第一節 金屬板金屬絲的加工技巧 以金屬為主要材料的自製教具主要取材於社會生活遺棄的邊角料。利用邊角料自製教具前都需加工整理。下面介紹金屬板、絲的幾種加工技巧。 一、金屬板的整平 金屬板的整平應放在平直的型鋼平面上，用30mm×40mm×400mm的木條輕輕敲打表面，可使金屬板平整。切不可用鐵鎚在鐵石上敲整，否則會使敲擊部位變薄，越敲越不平整。 二、金屬板的彎制 金屬板需彎製成100mm以上的長度時可把金屬板一部分放在型鋼上， 將要彎制部分留出，然後用兩塊木條壓住要彎制的左、右部分，推壓即可。三、金屬板的裁剪 裁剪較薄一點的鍍錫、鍍鋅板，一般用剪布用的剪子或一般剪鐵用的剪子就可以了。如果遇到1mm或大於1mm的鐵板就剪不動了，這裡介紹兩種裁剪方法： ㈠借力裁剪法：首先把比剪子柄略粗一點的鐵管套在剪子比較直的柄上，然後把另一隻剪子柄架在木板上，為了使剪子操作方便，最好把放剪子柄的地方事先挖一個凹坑，把剪子柄放進去定位。 操作時，先把鐵板放入刀口，再用力壓套在剪子柄上的套管，由於套管延長了剪子的力臂，這樣就很省力。剪鐵板時，只要稍稍用力，鐵板就剪開了。這種方法只限於剪裁1-1.5mm厚的鐵板。㈡固定鏟剪法：先把裁剪的鐵板卡在台鉗上，裁剪口要與台鉗口對齊，然後用平鋼鏟由鐵板的一個邊緣向另一個邊緣一點一點地用鐵鎚敲擊鋼鏟，這樣就可以把鐵板剪開了。 四、金屬板的卷制 將薄鐵板加工成鐵皮管，首先要依照鐵皮管的粗細、長短，剪好鐵皮，剪出的鐵皮寬度要多出1mm左右的搭接部分。剪好以後放在一塊三角鐵內側，再用一段與管內徑一般粗細的金屬棒壓在鐵皮上。然後用鐵鎚敲擊金屬棒，把鐵皮敲出一條槽溝，再用木方棱在鐵面上輕輕敲圓合，抽出金屬棒，用錫焊好接縫。 五、金屬板的咬合 金屬板的咬合是把兩塊板的邊緣（或一塊板料的兩邊）折轉扣合，並彼此壓緊，這種連接方法叫咬合，適用於受力較大的連接。咬合最常用的方法是卧縫單扣，下料時留出等於咬合寬度的加工餘量， 另一塊板料上必須留出咬合縫寬度二倍的餘量。 加工時，板料上划出的扣縫彎折線處應放在角鋼邊緣上，用木錘將伸出部分向下彎成90度角，然後朝上翻轉板料，再將彎折邊向內扣，不要扣死，要留出適當的間隙。用同樣的方法彎折另一塊板料的邊緣，然後兩塊板料相互扣好，錘擊咬合，再將扣縫邊緣敲凹，壓合即成。 六、金屬絲的校直 金屬絲的校直有多種方法： ㈠較細的金屬絲，將其繞過一個木棒，然後用手或鉗夾住金屬絲兩端，反覆用力抽拉，經過幾次，金屬絲就會校直。 ㈡較粗一點的金屬絲，可將金屬絲放在一塊板底下，然後用腳踩住木板， 用手或鉗夾住金屬絲兩端反覆抽拉幾次，金屬絲也可以校直。 ㈢較粗、較長的金屬絲可將金屬絲分別固定在兩端木樁上，然後用腳在中間部位踏直。 七、金屬絲的加工工藝㈠小圓環的製作：如果用鉗子徒手去做很難做圓，要想做成較理想的小圓環，首先要找一根與圓環內徑一樣的鐵棒或棒，把鐵絲繞在鐵棒上，用鋼鋸順鐵棒方向把鐵絲鋸斷，這樣便做成了一串開口的圓環。 如果將鐵絲單圈套在鐵棒上，在對口處用鉗子把多餘的部分折一下，便可做成帶柄的鐵絲環。 ㈡彈簧的製作： 根據需要選擇粗細合適的鋼絲，然後把鋼絲繞在選定直徑圓鐵棒上。如果鋼絲太硬，不易纏繞，可以先進行退火處理。即把鋼絲放入爐中均勻加熱直到發紅時拿出來慢慢冷卻，冷後再按上述辦法纏繞。將纏繞好的鐵棒再放入爐中加熱，直到發紅後取出鐵棒，迅速浸入冷水(最好的機油)淬火。淬火後，從鐵棒上取下鋼絲，就做成一隻彈簧了。八、金屬板的錫焊接技術 ㈠常用的焊錫 錫焊是利用高溫使錫熔化用於接合金屬的技術。所謂焊錫就是低熔點的鉛錫合金，錫與鉛的比例不同，焊錫的熔點也不相同。焊接一般金屬用的焊錫，錫佔67%，鉛佔33%，熔點為180°C左右。焊錫的好與壞直接影響焊接的質量，自製教具宜選擇熔點低、表面光潔的焊錫。市場出售的1.2-2mm的松香焊錫最便於自製教具使用。 ㈡常用的助焊劑 要保證錫焊牢靠，被焊處打光後必須塗上焊劑，以除去氧化物和各種污垢，使焊錫容易結合，常見的助焊劑有售品焊油(俗稱)售品焊油,雖然種類很多， 但大體可分為酸性和鹽性焊油。這兩種助焊劑適用於一般的金屬物品。 鹽酸溶液適用於馬口鐵及鋼皮等金屬的焊接，鹽酸腐蝕性很強，焊後最好用水清洗。這種助焊劑不能用於電器設備的焊接。 ------------------------------------------------------------------
三種助焊劑配方 1.松香酒精焊劑：松香20g，酒精70g，澳化水揚酸15g。 2.中性焊劑：醫用凡士林100g，三乙醇胺10g，無水灑精40g，水揚酸10g。 3.無機焊劑：氧化鋅40g，氯化胺5g，鹽酸5g,水50g。㈢烙鐵的使用 烙鐵按加熱方式可分為電烙鐵和火烙鐵兩類。 電烙鐵有內熱式和外熱式兩種。內熱式電烙鐵體積小、熱效率高、溫度上升快，是目前最普遍的錫焊工具。其缺點是電熱芯的瓷管較細，容易摔斷。外熱式電烙鐵雖不具備內熱式電烙鐵的上述優點，但比較堅固耐用，且功率比較大，所以目前仍被繼續使用。 電烙鐵的電源線一般採用電燈用的花線(塑料線也行)長度為1.5mm左右，功率超過100Ｗ以上的，電源線則要粗一些。電烙鐵功率大小的選用，應視焊接工件的體積來決定。焊接體積大的工件所需的熱量也大，應選用較大功率的烙鐵。焊接體積小的工件，所需的熱量也少，可選用較小功率的烙鐵。焊接印刷線路板、無線電元器件等一般可採用25Ｗ- 45Ｗ的小型電烙鐵，使用大烙鐵容易損壞元器件。電烙鐵規格有：25Ｗ、45Ｗ、75Ｗ、100Ｗ、150Ｗ等。一般儀器室進行維修、自製教具等，備有25Ｗ和150Ｗ兩種電烙鐵就可以了。在焊接過程中，電烙鐵如果是用用停停，那麼烙鐵上集結的熱量就不能及時散失，這樣熱量儲存過多，很容易將烙鐵頭熱死(即全部被氧化物覆蓋而吃不上錫)，從而影響焊接質量並縮短電烙鐵的使用壽命。為了避免發生烙鐵頭熱死現象而影響焊接速度，最好在不焊時將烙鐵降溫，使用時又能較快地達到焊接溫度，下面介紹這樣的裝置： 利用整流二極體降壓接線： 利用整流二極體降壓接線裝置採用的電路。 二極體是2ＣＺ型1Ａ/400Ｖ，上方是常團微動開關 (可用機床上的限位開關)下方是20Ｗ-150Ｗ電烙鐵,當電烙鐵擱在架子上時因微動開關觸點受壓，常閉開關即可斷開，因二極體與電烙鐵Ｒ串聯，使電烙鐵上的電壓有效值降低30% ，而使烙鐵溫度下降。重新拿起電烙鐵時，微動開關觸點閉合，二級管被短路，烙鐵又得到額定電壓，電烙鐵很快恢復到工作溫度。為了安全可靠，可費一點工夫用一隻木盒子把所有圖12器件組裝在一起，如圖12。火烙鐵使用起來雖然比較麻煩，但在沒有電的地區或沒有電的時候及焊接比較大的工件時仍然要使用。火烙鐵是在火爐子或灑精噴燈加熱的，加熱時要把烙鐵小頭向上，使吃錫部分露在外面，不然同樣會把烙鐵燒死。小烙鐵用酒精燈加熱也可，其它焊接技術要求與電烙鐵機同。 ㈣錫焊要點： 錫焊要點可以簡單歸納如下： 1.使用烙鐵(包括火烙鐵)前，必須使烙鐵頭表面蒙上一層錫(俗稱「吃錫」)，這樣烙鐵頭才能拉住錫。上錫的方法是在烙鐵未加熱前，將烙鐵頭挫光，除去氧化物或污垢，然後對刮亮後的烙鐵頭加熱，直到光亮部分變成紫紅色，再用焊錫絲均勻地塗在烙鐵頭上。 2.無論哪種烙鐵，都不能長時間過量受熱。否則會使烙鐵頭表面氧化而造成不能吃錫，出現了這種情況應按上述方法以重新「吃錫」，才能使用。 3.在錫焊中控制烙鐵頭的溫度十分重要，烙鐵燒到什麼程度才合適呢？可用烙鐵頭與松香接觸來判斷，烙鐵頭和松香接觸冒出柔順的白煙，松香向烙鐵頭上擴展，又不吱吱作響，這就是烙鐵最好的焊接狀態。 4.錫焊中，錫和焊點結合緊密，焊點圓滑、光亮是錫焊的基本要求，所以正確的操作步驟是：烙鐵頭接觸松香--沾錫--烙鐵沾錫的地方接觸焊點2－3秒鐘--移開烙鐵，使錫凝固，凝固時焊件不能亂動，以免造成假焊。 5.被焊物焊前要刮凈焊點氧化物或污垢，然後上松香或焊劑。 6.鐵件焊接時，最好用氯化鋅溶液作助焊劑，焊接效果最佳。 7.如金屬板散熱面積大(或烙鐵瓦數不足時)，可對金屬板預熱後焊接，或採用邊焊邊加熱的方法進行示。第二節 木材料的加工技巧 木製材料一般是就地取材，利用木材的邊角廢料，加工成型。下面介紹木料的加工方法。一、配料 配料是根據自製教具的要求，合理確定零部件所用木材的木質、紋理、材色、光澤等特徵，合理的選配木材，可以保證教具的質量和教具的使用壽命。 除此之外，還要記住「長木匠，短鐵匠」這句諺語，這句諺語就是說在配料時，通常都要留有餘量。如果木材下短了和薄了，就成了廢料。那麼餘量留多少合適呢？一般說500mm以下的毛料，寬厚的加工餘量值取3mm，長度在500mm－1000mm的毛料，寬厚加工餘量值取3mm－4mm；長度在1000mm－1200mm的毛料，寬厚加工餘量值取5mm。 一般毛料在長度上都留有一定的長度餘量，餘量值約為5mm－20mm。 各種覆面材料的加工也要有加工餘量。一般在長、寬上的加工餘量值各為15mm－20mm。 二、刨料 木工用手刨子刨料要平直、方正。刨削時應先刨大面後刨小面。這是刨料應注意的問題。 手工刨推刨時，兩手緊握刨柄，食指向前伸出，大拇指須加大推力。食指略加壓力，雙手平行用力向前推進。推進中途用力要均勻，一直推到手臂伸直為止。推到前面時，壓力逐漸減小到不用力為止。退回時，應將刨身後部稍微抬起，以免刃口在木材上拖磨，使刃口遲鈍。圖14刨削時，刨底應始終緊貼木料面，開始不要將刨頭翹起來，刨到前端時，不要使刨頭低下去，否則刨出來的木料表面中部會凸起.如果木料局部凸起，應先將凸起部分用粗刨刨平，然後再用長刨刨削。 三、劃線 劃線的方法有多種，如：鉛筆畫線，竹筆襯墨畫線，線勒子畫線，墨斗工具彈線，還有較傳統的墨株劃線等。 不管用什麼工具劃線，劃線時必須要有統一的符號。 劃線符號在全國各地還不統一。因此，共同自製教具時，必須研究使用一致的符號。畫線時注意事項： 劃線時要根據刨光和鋸割的需要留出消耗量。鋸縫消耗量：大鋸約4mm，中鋸約2mm－3mm，細鋸約1.5mm－2mm。刨光消耗量：單面刨光約1mm－1.5mm，雙面刨光約2mm－3mm。 總之畫線應準確、精密。只有這樣木料連接才能合理。 四、打眼 打眼有多種方法，一是傳統的鑿具鑿孔法，二是鑽具打眼法。雖然鑿具的種類很多，但使用方法基本相同。一般鑿孔前先畫好需鑿孔的線，將木料放在板凳上。手握鑿柄，將鑿刃放在靠近身邊的橫線附近，離橫線約3mm－5mm，鑿刃斜面向外，當鑿到另一橫線附近時，將鑿刃翻轉過來垂直打鑿。當孔打到孔深一半時，將木料翻轉過來打孔，直到打透。如孔壁毛糙，要用鑿具修平。 鑽具打孔首先要熟悉鑽具，掌握要領。不管使用什麼樣的鑽具打孔都應注意以下幾點：一是鑽頭要嚴格對準孔的中心，避免孔位打偏；二是鑽具要垂直。避免孔深打偏；三是打斜孔時應始終正確掌握斜向角度。 第三節 玻璃的加工技巧 玻璃自製教具有很大的實用價值，要想製成理想的教具，需要掌握一些玻璃加工技巧，下面介紹幾種玻璃加工的方法。一、平板玻璃的切割 ㈠平板玻璃的切割首先要在所需切割的玻璃上確定切割尺寸，並劃好標記。若切割直線可用直尺對齊劃線，因玻璃刀的刀尖與邊緣距離約2mm， 所以在下刀時應將直尺向外退出2mm。 切割玻璃時應右手持刀，左手壓尺，使玻璃刀側面靠在木尺上劃割。劃割後在玻璃上留下的只是刻痕，並非將玻璃割穿。因此在切割玻璃時，只要是在玻璃上留有痕迹即可。千萬不可在同一處劃數刀。若切割時操作不當，刻痕太淺，應在玻璃反面再切割。若刻痕太淺，不易扳斷玻璃，可用玻璃刀或鉗子、小鎚子等物在刻痕背面玻璃中線處由下向上敲擊，直到劃痕處出現裂紋後再用力扳斷即可。 ㈡平板玻璃的剪圓、磨邊。若需要外緣是曲線或圓的平板玻璃厚3mm以下， 可用上述劃割的方法先划出所需的刻痕，然後放在清水中用剪刀剪成所需形狀。剪好後再在水中用水砂紙或磨石、細砂輪等將邊緣磨圓。二、玻璃管材的切割 ㈠細玻璃管、棒的切割。直徑在5mm－10mm以下的細玻璃管、棒在切割時，首先要平放在桌子邊緣上，用三角銼、砂輪片(或新敲碎的瓷碗片)的棱刃垂直緊壓在玻璃管欲截斷處，用力向前推，使銼痕達到管周長的1/3或1/4後，拿起玻璃管(棒)，兩手的大拇指抵住銼痕的背面。其餘各指按住玻璃管(棒)，兩手同時稍用力往後扳即斷。 ㈡粗玻璃管的切割。先將要截斷處用銼刀銼一圈細痕，用電阻絲沿細痕環繞一周，電阻絲交叉處用耐熱絕緣材料隔開(或留1mm－2mm小縫)。電阻絲可從150Ｗ電爐絲中取其中的一段，加熱拉直而成。電阻絲可由調壓器或低壓電源調成很低電壓供電。待電阻絲紅熱一分鐘左右。在細痕處滴一滴冷水，同時斷電，玻璃管就會沿細痕斷開。
斷開後的玻璃管口很鋒利，易劃破皮膚，所以玻璃斷開後要做一下處理。其方法一是可放在酒精燈上燒平滑；二是可在細砂布上或磨石上磨平。三、玻璃瓶的切割 玻璃瓶(廢燈泡)的切割方法很多，下面介紹幾種方法。 ㈠在玻璃瓶切割處用玻璃刀或風銼刻成一道銼痕，再用棉線在銼痕處繞上幾圈，然後滴上酒精，點燃棉線大約一分鐘左右，在銼痕處滴幾滴水，瓶即可沿銼痕斷開。 ㈡將廢報紙割成5mm－7mm寬的長條，然後將紙條放入清水中浸濕，取出。浸濕的紙條沿玻璃瓶切割線現側緊貼瓶壁周圍繞1-4圈。報紙邊一定要整齊。點燃酒精燈， 將瓶切割線對準酒精燈火焰，不停轉動瓶子，瓶熱後，放在冷水中即可斷開。 ㈢將玻璃瓶內裝入食用油至切割線(並留出鐵棒餘量)，然後將繞紅的鐵棒插入油內，玻璃瓶會沿油麵斷開。 ㈣也可用自製電阻絲切割器切割玻璃瓶、玻璃管、燈泡等。切割時要注意：一是電阻絲繞一周交接處要留出1mm－2mm的空間以免短路。二是玻璃瓶滴水後要迅速斷電。 ㈤玻璃瓶、燈泡切割器的製作。玻璃瓶和燈泡的切割要有一個理想的工具，下面介紹一種切割器的製作方法。 材料： 600mm×200mm×20mm木板一塊，小電線夾2個，手按開關一個，橡皮筋200mm，窗帘夾1個，8號鐵絲300mm2根，花線1500mm1段。製作： 木板兩邊分別安上8號鐵絲做支架。 在支架上分別安2段長20mm、與8號鉛絲粗細差不多、能上下調整的玻璃管或塑料管Ａ、Ｂ。Ａ、Ｂ支架套管用細鐵絲做成一個能與電阻絲連接的環。Ｂ套管上的環與橡皮筋連接。 電阻絲是取150－300Ｗ電爐絲中的一段，兩端加上能使這段電爐絲燒紅的低壓電源，然後拉直即可。電阻絲一端固定在Ａ套上，另一端與窗帘夾相連。 電阻絲通電後熱脹，橡皮筋能調整電阻絲鬆緊，使電阻絲始終保持平衡，套管可調高低。低壓電一般可用低壓電源0－24Ｗ、3Ａ或0－30Ｗ、5Ａ。這個切割器能夠調整高低，電阻絲有橡皮筋可調整長與短。是較理想的切割玻璃瓶、燈泡等較大型器皿的工具。
四、玻璃管的熱加工技術
1.彎曲玻璃管
在實驗室彎曲玻璃管時，應該兩手平握玻璃管的兩端，手心向上，把需要加熱的部位放在酒精噴燈（或酒精燈）的外焰里，同時使玻管不停地向一個方向轉動，以使玻管受熱均勻，並且特別要注意使玻璃管彎曲處的受熱部位要寬些，寬度約4-
彎曲成合格的玻璃彎管應該是角度適宜，形狀理想，彎曲處平滑均勻，即不鄒褶，又不癟陷和不顯扭轉，玻管兩臂處於一平面內。但是，在實際操作中常常會出現彎癟、扭彎的現象。其原因是：加熱過分，玻管太軟而不能保持其狀；或者是加熱長度太窄，彎曲用力不均，速度太快；也或許因為受熱不均，半面熱，半面冷；或是心情急躁，玻管未軟就用力彎曲，這樣有時還會折斷玻管。因此，要彎曲理想合格的玻管要反覆操作，體會揣摩，積累經驗，形成技巧方可。
用酒精燈火焰彎玻璃管時可使玻璃管在火焰內或稍離開火焰彎曲。彎曲成合格的玻璃管的要求：角度適宜，形狀理想，彎曲處平滑均勻，既不皺褶，又不癟陷和不顯扭轉，玻璃管兩臂處於一平面內。
2.拉伸玻璃管
如果要把玻璃拉成尖嘴，應用兩手握住玻璃管的兩端。手心相對，同時把兩肘擱在桌面上，然後像彎曲玻璃管那樣加熱玻璃管，當玻璃管受熱的一段（約長4--
在拉尖嘴管時，玻璃管受熱部位一定要長些；受熱要均勻，兩手用力要均衡且在一條直線上；拉時快慢要適宜。如果加熱部位窄了或加熱過軟以及拉伸時用力過猛，速度過快，就會使尖嘴拉的過短。如果加熱不均勻會把尖嘴拉扁或不均勻。製成滴管的規格以每滴出20滴水的體積等於1ml為宜。
第四節 紙材料的加工技巧 紙教具有取材方便、製作簡單等特點。只要掌握一些紙工技巧，自製紙工教具就不難做到。下面介紹幾種紙材料的加工方法。 一、紙的卷制 ㈠圖畫紙、掛曆紙等較薄的紙在製作圓柱、圓錐圖形時，可先用木鉛筆桿或小木棒把紙卷在上面，卷好後放在桌上平推幾次，放開後，再按所需形狀粘合成形。粘合時，紙圓柱或圓錐內要墊襯圓木棍或筆桿，再在外面粘合處塗膠加壓、粘合，然後抽起賀木棍或筆桿即可。 上述紙也可下好料，雙手拿住兩端，然後在桌角上來回拉刮幾次，使紙捲曲。紙經過這樣的定型處理後，卷製成的各種圓柱形、圓錐形外形就平整圓滑,沒有皺摺了。卷制長的空心紙管，也可用長條薄紙襯以圓珠筆芯從一角斜卷，按螺旋上升而製成。 ㈡用黃板紙卷制各種大小圓柱，可將粘合處邊緣銼成斜面，以減少接縫處的厚度。在紙上均勻地噴少量水，待紙濕潤變軟後輕輕地卷在圓木棒上，然後將末端粘合，或用紙條把末端封住，抽出木棒，放在陰涼干。黃板紙經過這樣定型處理後，才能製成圓柱或圓錐。二、紙的嵌插紙的嵌插是將兩個要嵌插的部件分別開槽。然後互相嵌插成形。 嵌插時兩口相對，兩片成十字形，插入口底就成了一個座架。嵌插部件的口要根據紙片薄厚而定。嵌插後的小架子可做自製小磁針、摩擦起電、小風車等支架。 三、紙零件的轉動及與其它材料的邊接 紙零件的轉動在自製教具中應用十分廣泛。下面介紹幾咱紙零件的轉動方法和與其它材料的連接方法。
㈠軸轉動。在做鐘錶模型、計算盤等各種輪子轉動等教具時都需要一個理想的軸。薄紙板連接軸一般採用銅、空心鉚釘或塑料空心、實心鉚釘。這此鉚釘做軸，比較光滑，使需轉動的紙輪子能夠轉動自如。 ㈡頂珠轉動。它是由子母扣扣紙邊接來實現的。頂珠由廢圓珠筆芯安裝組成。這種安裝方法可做靜電實驗、小磁針實驗等。 ㈢鐵絲連接轉動。鐵絲連接轉動有多種方式，一是回頭連接固定，然後貼一圓片固定。二是雙面加擋連接固定。 左右兩邊的擋可用比軸稍粗一點的管套入軸，夾住紙輪即可。四、吹塑紙的加工 ㈠吹塑紙硬折彎。可用酒精燈加熱廢鋼鋸條，不可溫度太高。然後放在要折的紙上，吹塑紙變軟，這時用手摺成所需的角度即可。拿去鋼鋸，紙涼後就可定型。 ㈡吹塑紙軟折彎。吹塑紙軟折彎可先用手摺成所需要的彎度，然後點燃蠟燭，用蠟焰烤熱，見熱變形即可離開蠟燭，待涼了就可定型了。 五、紙模型的製作工藝紙做模型在自製教具活動中應用的也十分廣泛。其關鍵在於紙槳的製作。具體方法如下： 把舊紙或舊包裝箱浸泡在熱水中，一兩天後，用木棍將其攪碎，再放到較大的鐵鍋內邊煮邊攪拌。待紙槳完全變成糊狀後取出，放到粗布包中擠壓出水份。在擠壓後的紙槳中放入少量的明礬、石膏粉和適量的膠水或白乳膠。膠不宜太多，因膠的收縮性大，易裂；太少易進潮氣而漲軟。摻膠由少到多，混合到用手摸紙槳略有粘性即可。做模型時每2cm2應釘一根鐵釘。釘的長短根據模型高低而定。釘的作用既是高低的依據，又起加固的作用。防止乾燥後脫離底板。 堆塑修飾後，放陰涼處風乾。發現裂縫及時用石膏粉調白乳膠水填補。模型干後著色，然後塗一層清漆。
第五節 塑料的加工技巧 塑料教具是以塑料為主要原材料製作的教具。目前塑料教具在中小學各學科所佔比例越來越大，因此掌握塑料的加工技巧十分重要。下面介紹幾種簡單的加工方法。 一塑料的切割 較薄的塑料較脆，不能用鋸條鋸割，可將廢鋼鋸條折斷後用其鋒利處做切割刀刃或用刻刀沿刻線檔尺反覆刻劃幾次，直至板面出現一道深痕，再翻過來，在同一部位劃一道深痕。然後將塑料板移至桌邊，輕輕向下一扳，就可沿劃線斷開。 二、塑料的彎制 用塑料板彎制較大的圓筒時，可將有機玻璃板在電爐上加熱，待熱的部分軟化時，襯在圓柱上彎曲，即可成型。若需要直角則可在直角彎曲處劃一道小刻痕。在刻痕背面加熱，當其軟化時，速離熱源，折成直角，待冷卻後再鬆手，即可成型。 三、塑料的粘合 常用的塑料粘接方法有以下幾種。 ㈠熱熔粘接法 熱熔粘接也稱焊接。熱塑性塑料一般都有一經加熱就熔融而粘合的特點，因此熱熔法過使連接的部件升溫達呈粘流態，並在一定的壓力下疊合粘結、冷卻後即成一體來實現的。 ㈡溶劑粘接法 利用有機溶劑，例如丙酮、三氯甲烷、早甲苯等，或用含有該種塑料的溶液沆入連接處表面，使之溶解。溶劑揮發後即可形成牢固的接頭。但這種方法不適用於不同品種塑料之間的粘合。 ㈢膠粘合劑 (1)塑料粘合劑：粘結尼龍，有機玻璃。 配製方法： 將氯仿(三氯甲烷)30g，苯酚40g，甲苯30g混合即成。 注意事項：將三氯甲烷倒入容器中，再將苯酚溶解後倒入甲苯。為了增強粘結效果，可加10g左右的尼龍製品。 (2)蟲膠酒精溶液及焊泥：用於玻璃與金屬間的密封、填隙。 配製方法： 180ml酒精中，加入135g蟲膠(漆片)、15g松香粉末，攪拌均勻後把容器放在60℃－80℃的水裡加熱，使其全部溶解。如果製成焊泥再加入經過烘烤乾燥的方解石粉(500g)、鋅氧粉75g並攪拌均勻，靜置24小時即可。 電燈泡，真空管，牛頓管的鐵帽如有輕微鬆動，滴入幾滴蟲膠溶液即可。發波水槽、全反射實驗器如果漏水，可將漏水處的焊泥鏟去，用蟲膠液和焊泥填補。 (3)環氧樹脂膠：粘合金屬，玻璃，膠木等。配製方法： 選用環氧樹脂(基料)100g；磷苯二甲酸二丁脂(增塑劑)20g；乙一胺(固化劑)8g；填料(與被粘結物的性質相近的材料粉末)配製時首先將環氧樹脂加熱到70℃－80℃，放入填充料和增塑劑，調勻，待冷卻到50℃左右時放入固化劑，不停地攪拌(用一根小棒， 按一個方向攪拌)並驅趕氣泡，待樹脂呈半流動狀態時，灌入需要粘合的孔隙中去， 等十幾到二十幾小時，即可硬化粘牢。 注意事項： ①固化劑的數量不可過多、過少。過多膠太脆，易碎；過少，不易硬化。 ②被粘合物表面必須清除油污，用四氯化碳較好，也可以用酒精或汽油清洗。被粘合處的表面精糙一些好。 ③加熱溫度不得超過180℃。 (4)有機玻璃膠： 其配製方法是接用氯仿(三氯甲烷)粘合，為了使氯仿不致揮發過快，可在溶液中加少許冰醋酸。為填補縫隙，可用有機玻璃屑溶解在氯仿中製成粘度較大的有機玻璃膠液。 2.塑料、有機玻璃常見接頭 任何粘接接頭不論多麼複雜，都可以簡化為四種基本形式。⑴對接接頭。它的粘接面積小， 除拉力外任何方向的力都容易形成不均勻扯離力而造成應力集中，所以粘接強度低，一般不採用，如需要時，對接接頭可採用改進形式。 ⑵角接接頭。它的粘接面積小，並且所受的力是不均勻扯離力，所以粘接強度很低，應避免採用。必須採用時應採取一些組合的補救措施。 ⑶Ｔ型接接頭。它的粘接強度更低，一般不允許採用，如果改變其接頭形式，採用支撐接頭或插入接頭，效果較好。 ⑷平面粘接：它的粘接面積大，粘接強度高，當柔性材料和剛性材料之間粘接時，應在粘接的邊緣採取防止剝離破壞措施。 四、泡沫塑料的製作工藝 泡沫塑料具有質輕、易加工特點。日常生活中包裝廢泡沫塑料很多，是自製教具的好材料。包裝用廢泡沫塑料形狀規格不一，做教具時需粗加工成形，然後再做教具。加工廢泡沫塑料和自製教具都需有一個較理想的加工工具，下面介結加工工具的製作方法。 ㈠垂直電熱切割器的製作： 垂直電熱切割器是用於切斷比較長的泡沫和片垂直切割。它的主體由寬 200mm 、長600mm、厚15mm－20mm木板一塊，長500mm、寬10mm、彈性較好的竹條一根。取單人床電褥絲一根的1/8(約250mm)，兩頭各留一部分，其餘用火燒掉絕緣皮，一頭固定在竹務一端，另一端固定在木板上，用導線將電褥絲的兩頭連接到學生電源上。通電後調整電壓，便可控制電褥絲的溫度，切割泡沫塑料。 ㈡水平切割器的製作： 取一塊200mm寬、600mm長、10mm－15mm厚的一塊平滑的木板，(如木板不平，上面可在安裝後放一塊厚玻璃)，木板兩側中間分別釘一枚5寸大釘，大釘上套有2個環。電阻絲一頭固定在一側的環上，另一頭與一個彈簧連接。將電阻絲的兩個頭用導線連接在學生電源上，通電後就可切割了。使用時要用尺以底板為準，量電阻絲兩側，把電阻絲與板面調整成水平狀態。 有了這兩件切割器就可切割各種型體的泡沫塑料。 第六節 打孔 一、鐵板上打孔 在自製教具中，經常經給零部件打孔。下面介紹幾種在沒有專用打孔工具的情況下，利用簡單工具在金屬板上進行打孔的方法。㈠較薄鐵板上打孔較薄鐵板上打孔方法很多。可把需打孔的鐵板平放在木板上，然後用手拿鋼錐在鐵板上加壓鑽眼直至轉到合適的眼為止；也可用與孔同大的鐵釘，用小錘敲擊鐵釘在鐵板上打出孔來，這兩種方法打出的孔背面都有毛刺，需用平銼把毛刺打平。最好的方法是把鐵板放在木墩上，把與孔同大的鐵釘尖去掉，用板銼把去尖部位打平。最好銼出較鋒利的刃來，打孔時釘堅直放在需打孔位置上，用小錘用力一敲，比較規則的孔就可以打出了。 ㈡較厚鐵板上打孔給較厚鐵板打孔要有應手工具，這就是沖子。沖子可用廢三角銼、柴油機廢氣門桿、廢自行車軸或腳蹬桿為材料自製。自製時在沙輪上磨出錐形沖尖。但尖端處要有平台。 打孔時，根據孔的大小，可在需打孔處底部放一個比孔稍大一點的螺母，孔的中心與螺母中心相對。然後沖子放在打孔處中心，用力一敲，孔就打出來了，但沖後，孔背面也有毛刺，需用板銼銼平。10mm以上的較大孔可先用沖子或鎚子把鐵板敲成凹坑。然後翻過來，在凹起的部位用銼打平，即出孔。這樣打出的孔不太規則，可用小圓銼擴眼、整形。 二、玻璃上打孔的方法 ㈠平板玻璃打孔 取一根直徑與欲打孔的孔徑相同的薄鐵管，在一端開幾道5mm深、1mm－2mm寬的槽做為鑽頭。打孔時，將鑽頭卡在手搖鑽或台鑽上，對準需打孔部位開鑽，壓力不要過大，以防壓碎玻璃。鑽頭內抹金鋼砂，鑽一會，鑽頭提出，將流出的金鋼砂再抹入槽內。這樣反覆多次直至玻璃被鑽透火止。 ㈡把事先和好的厚度約100mm的黃泥緊緊壓在平玻璃上， 對準打孔處插上一根自行車輻條，並以輻條為中心轉動挖出泥土。使黃泥形成錐形。將熔化的金屬鉛倒入圓錐形槽內，鉛能熔化玻璃並形成小孔。孔下用容器盛著穿孔後流下的鉛液。 ㈢在玻璃瓶上打孔 用炭鋼、硬 質廢車刀刀頭磨成錐體，最好帶棱，尖要鋒利。它可做為給較厚一點玻璃打孔的工具。如在玻璃瓶上打孔時，手拿刀頭給適當的力，經多次敲擊，可在瓶上打出所需的孔。車刀頭如磨成鑽頭狀也可安在手電筒鑽上給玻璃打孔。 ㈣給燈泡打孔 在燈泡、試管等較薄的玻璃上打孔要有專用自製打孔工具。自製材料有：5mm×100mm拉嘴玻璃管一段，輸液管帶開關一段，氣球一個即可。打孔進還需有一個用墨水瓶做的酒精燈，汽球吹上氣做酒精燈汽源，噴嘴噴出的氣體對準酒精燈中部火焰，使燈火橫噴出一個尖形火焰，這時把需加工打孔的燈泡或試管放在火尖上加熱，等玻璃紅進，向燈泡或試管內吹氣加壓，孔就打成了，孔的大小可由加熱面積加壓力度來掌握，即可打出稱心的孔了。 三、木板上打孔 木板上打孔有多種方法。但都需有鑽孔工具。手鑽是打孔工具中最簡單的一種。手鑽可用大號螺絲刀改制，也可用硬質鋼筋銼磨其端頭應銼磨成四角尖錐形，裝上木柄而成。手鑽常用於在較薄的木板、三合板、纖維板上打孔用。 四、在紙或紙板上打孔 較薄的紙打較小的孔可用細錐戳孔，孔的大小由針的深淺、粗細面定。較薄一點、較大一點的孔可用剪刀按順時針方向剪孔，剪刀要從圖紙的下方伸入。如逆時針剪時，剪刀從圖紙的上方伸入。較厚、較大點紙可用刻刀刻孔。五、塑料打孔 塑料板具有怕熱的特點。所以在塑料板上打小孔可用熱燙法。打孔時，用舊自行車輻條磨成尖在酒精燈上加熱，然後趁熱在塑料板上鑽孔，邊用力、邊轉動輻條，以免輻條冷卻粘在塑料板上。如果要打大孔，超過1cm，最好將廢板銼等較硬的材料用沙輪磨出鑽頭來，鑽頭分雙刃或單刃兩種。 打孔時把鑽頭卡在手搖鑽或手電筒鑽上，就可以在塑料板上打出較大的孔來了。打孔時應注意不要用力過猛，壓力要適當，以免塑料板斷裂第七節 找圓心 一、在易拉罐底找圓心 易拉罐底找圓心首先要把易拉罐底部朝上平放在桌面上，桌面要求平。取一個自行車用的小滾珠放在易拉罐的底部，因為易拉罐底部是鐵鍋底狀，等滾動的滾珠靜止時，這一點就是易拉罐中心點。這時用小錘輕輕敲擊一下小滾珠，就可以在易拉罐底部留下一個壓痕，這個壓痕就是底的中心點。這種方法即快又準確。 二、給乒乓球找軸心 給乒乓球找軸心，首先要用廢自行車輻條兩頭磨成尖形，由輻條中間對摺，然後兩頭用鉗子各彎一個約90度的角。找軸心時，把乒乓球夾在卡子中間，然後轉動乒乓球，直到調整同心為止，軸心就找到了。凡是圓物體，找軸心都可以用這個方法。 三、給圓形物體找圓心 給圓形物體找圓心，如圓形鐵、圓木片等，可以自制一個給圓形物體找圓心的專用圓規，製作方法是：用塑料或白板紙、薄鐵板，畫一個直角，同時在角的等分線的一側粘一段直尺即可。 使用進把這個給圓形物體找圓心的專用畫規卡在圓形物體上，沿等分線畫上一條劃痕，然後把圓形物體再換一個方向，沿等分線再划出一條劃痕，兩條劃痕交叉點即為該圓形物體的中心。 四、在金屬板上畫圓 在金屬板上畫圓需要畫規，如果沒有，可採用下面的方法畫圓。㈠用燕尾片畫圓 首先確定所畫圓的直徑、半徑。然後用鐵板剪出畫圓所需的半徑燕尾形鐵片。 畫圓時，首先在欲畫圓處中心打出一個凹坑，然後把燕尾片的一個尾尖放入此坑內，以尾尖為圓心旋轉另一個燕尾尖。 這樣就在要畫圓的地方留下了劃痕。這種方法即準確又簡便，畫規又隨手可制。
第八節 粘合方法一、平板玻璃的粘合 平板玻璃的粘合劑一般有502膠、白乳膠、玻璃膠三種，三種膠各有所長。502膠具有粘合速乾的特點，但它較脆，經不起敲擊。白乳膠具有膠合牢固，透明性能好等特點，但它幹得較慢，膠合時間較長。掌握了這些膠的性能後，可採用兩種膠結合粘接法。粘合時先在需粘合部位中間塗上白乳膠，兩邊各留10mm的長度不塗白乳膠。塗好後組裝玻璃。這時兩邊各滴一滴502膠，過一會就可固定了。這種方法可粘成各種演示箱、玻璃罩等。如做小水槽,可在內縫塗上一層玻璃膠,這樣既能增大玻璃的拉力，又可防漏水。 二、木材的粘合 粘合木材的膠種類很多，目前最常用的有皮骨膠和白乳膠。這兩種膠都是粘合木材較理想的粘合劑。皮骨膠是一種熱性膠，使用時需熬制，使用中還需保溫。白乳膠使用較方便，但怕水、怕凍，在空氣中容易揮發、凝固，用後應及時密封。木材粘合要注意以下幾點：一是粘接的木材要乾燥，否則粘合處易乾裂。二是粘合處塗膠要均勻。三是膠合後膠不幹不能加工。只要了解了膠的性能，掌握了粘合的要領，自製教具中就能較理想的粘合木材。 三、紙的粘合 紙的粘合是紙教具、紙學具製作中的一個十分重要的工序。紙的粘合劑有：漿糊，透明膠水，白乳膠等。這幾種膠中白乳膠可為最佳選擇。使用時最好用小排筆刷膠。這樣可做到較均勻地將膠塗在紙面上。塗膠時不要塗得過多，過多乾燥困難，同時粘合處容易滑動和弄髒作品。一般塗上粘合劑的部位，需待稍干後再粘合，這樣可以加快粘合速度。為了防止粘合處在乾燥前張開或移動。可用夾子或曲別針等臨時固定，待粘合處干透、牢固後再取下。
第九節 塑料管、玻璃管與其它物體的連接一、塑料管直接與其他鐵、鋁罐連接方法是：首先把連接的塑料管一頭用小鋼銼銼成錐形後，用鐵錐子把鐵或鋁罐錐成比塑料管略小的孔，把銼成錐形一頭的管擠進罐孔中，為了使接頭牢固，擠壓後最好在介面處點一滴502膠水，這種方法叫硬連接。二、玻璃管、塑料管與鐵、鋁罐、玻璃瓶等連接。首先是把容器打孔。孔徑略大安裝管。然後採取軟連接的方法，把容器孔先塞入一段膠管 (橡膠、乳膠管都可以，若用圓珠筆芯連接，可先按裝一段自行車用的氣門芯乳膠管)，然後再把塑料管、玻璃管等細心地插入軟膠管中。就可牢固地連接住了，如圖46。軟連接與硬連接在自製教具中應用十分廣泛。這兩種方法各有所長，在自製教具中應根據不同情況選用。
第十節 微型頂珠、軸與軸套的製作一、頂珠的製作自製教具中的很多轉動裝置多是採用頂珠轉動。「頂珠」是用廢圓珠筆芯上面安上一個子母扣製成的。使用時子母扣可以與多種實驗裝置連接。如：子母扣上安上被磁化的針，可用頂珠的方法做成磁針；安上塑料片，可做靜電實驗。二、軸與軸套的製作自製教具中有些轉動是採用軸與軸套轉動的方法來完成的。軸套用的材料是廢圓珠筆芯銅頭，加工方法是：首先把廢圓珠筆芯的銅應放在火上燒，除去殘存的油質。再把頭前的小珠去掉，用銼把錐形頭銼平，即可做成精製的小軸套。軸一般用大頭針代替，大頭針的粗細與軸套正好配套，轉動非常靈敏，人們稱這樣的軸與套為微型軸套。
第十一節 鉚釘的製作技巧自製教具中連接和轉動離不開鉚釘。下面介紹幾種自製的鉚釘。一、塑料鉚釘的製作塑料鉚釘是用廢塑料皮、實心塑料繩為原料製作的。需做釘帽的一頭用蠟燭加熱，待熔化後離開火焰，平放在鐵板或玻璃板上，稍一加力釘帽就做成了。鉚釘的釘桿長短根據教具需要而定。二、鋁、鐵鉚釘的製作原材料的廢鋁絲和廢鐵絲。做釘帽的一頭用鉗子加緊，然後用小鐵鎚沿鐵絲頭外沿輕輕轉動敲擊，帽就做成了。鉚釘的長短也根據教具的長短而定，一般常用的鉚釘長6mm 左右。自製教具一般都事先備好一些材料和鉚釘，這樣可節省製作教具的時間。
第十二節 泥與秫秸的加工一、泥料的配製及加工 泥教具是以粘土為主要材料，並通過塑制、著色等工藝來完成的。泥土原料可取黃泥、河泥，只要光滑細膩、不含砂土的粘土都可作為泥土原料。泥土教具製作非常簡單，它的製作工藝主要包括手捏、刀削、竹刮等。要想做好泥土教具，泥料的配製非常重要。下面介紹泥料的配製方法： 配製泥料，首先要用細篩子篩除粘土中的雜質。然後將粘土用水泡透或用鍋蒸泡的泥土中要酌情摻入少量的細砂或搗碎的棉花進行煉製。直到搓成小球或壓餅後邊緣不裂為宜。 泥土教具做出後應放在陰涼處晾乾，對有裂痕部位，可能用泥料及時填補。干後，用細沙布打光、著色、刷漆。如做的教具只需單一顏色，可在配料時加入帶色的廣告粉，泥就成了彩色泥了。二、秫秸教具的加工 秫秸(俗稱高糧桿)表皮光滑、內瓤鬆軟，用它做教具易連接、固定，方法簡單。秫秸教具的輔助材料有鐵絲、大頭針、竹籤等。秫秸教具可帶皮做，也可去皮做。這要根據教具需要而定。下面介紹幾種加工方法：㈠十字連接法。兩根秫秸做教具，如需十字交叉，製作時可在兩根秫秸連接處互開一個能容一根秫秸的半槽，然後互成十字，扣在一起連接即可，如圖47。㈡丁字插皮連接法。如需丁字連接時，右在連接頭處兩邊削成斜坡，去掉皮內的瓤，然後插在需連接處。這樣連接即嚴實又美觀。為了牢固還需插下一根竹籤，如圖48。 圖48 圖49㈢排穿連接法。如需成排連接做教具，可用細鐵絲連接，如圖49。秫秸的連接法很多，如皮桿連接、桿瓤連接等，需要教具研製者根據所需要定。秫秸教具做好之後，一般都在外面刷上一層清漆。這樣即可防潮、防水，又增加了光澤，還能延長教具的使用壽命。
第四章 自製教具的常用材料和工具 自製教具的材料一是成材，二是取材於社會生活遺棄物和工廠下角料，按分類大體可分自製教具的主要材料，地方物色材料，輔助材料和其它廢舊材料等四大類。本章將對這四大類材料進行介紹。 第一節 自製教具的主要材料自製教具的主要材料大體可分為金屬材料、木材料、玻璃材料、紙材料和塑料材料等。 一、金屬材料金屬材料分板材、管材、型材和絲材。㈠鋼板材。鋼板材分冷軋板和熱軋板兩大類。厚度在4mm以下的叫薄板，4-25mm 的叫中板，25mm以上的叫厚板。常見的鋼板按品種又可分為普通薄鋼板、鍍鋅薄鋼板和鍍錫薄鐵板等。薄鋼板每m2的質量如下：厚度mm質量(kg/m2) 厚度 0.20 0.25 0.30 0.40 質量 1.570 1.963 2.355 3.140 厚度 0.45 0.50 0.55 0.60 質量 3.533 3.925 4.318 4.710 厚度 0.70 0.75 0.80 0.90 質量 5.495 5.888 6.280 7.065 厚度 1.00 1.10 1.20 1.25 質量 7.850 8.635 9.420 9.813 厚度 1.40 1.50 1.60 1.80 質量 10.99 11.78 12.56 14.13 厚度 2.00 2.20 2.50 2.80 質量 15.70 17.27 19.63 21.98 厚度 3.00 3.20 3.50 3.80 質量 23.55 25.12 27.48 29.83
㈡鋼管材。鋼管材可分為有縫鋼管和無縫鋼管兩大類。 有縫鋼管分為焊接鋼管和薄壁焊接鋼管。 一般電焊薄壁鋼管是由半軟鋼帶經成型加工、焊接及表面處理後而成型。無縫鋼管又有熱軋和冷軋無逢鋼管之分。熱軋無縫鋼管尺寸規格一般外徑32-630mm，壁厚0.25-14mm。 鋼管斷面形狀常見的一般有圓形和方形兩種，見圖50 圖50 ㈢鋼型材。鋼型材按斷面形狀可分為圓、方、扁、六角、工字和槽形。 ㈣鋼絲(俗稱鐵絲)。 常用鋼絲 直徑 換算抗拉強度（千克/千米） 理論重量（千克/千米） 線號28 0.35 140 0.75 線號25 0.5 130 1.50 線號22 0.7 120 3.02 線號19 1.0 120 6.17 線號26 1.6 110 15.8 線號24 2.0 110 24.7 線號22 2.5 110 38.5 線號20 3.0 100 55.5 線號8 4.0 90 98.7
二、木材料 木材料可分為天然木材，膠合板材和人造板材等。 ㈠天然木材。天然木材可分為板材和方材兩大類。板材厚度18mm 以下叫薄板，厚度19-35mm叫中板，厚度36-65mm叫厚板，厚度在66mm以上為特厚板。方材寬、厚乘積為54cm2以下的叫小方材，55-100cm2叫中方材，101-225cm2叫大方材，226cm2以上叫特大方材。 ㈡膠合板。膠合板有三層膠合板(厚度為3mm)，五層膠合板(厚度為5-6mm， 還有七層膠合板等。) ㈢人造板材。人造板材種類很多，常見的有纖維板、刨花板等。纖維板是由纖維或木槳擠壓而成，分硬質、半質和軟質三種。 常見的規格見下表。 單位：mm 幅面尺寸（長*寬） 厚度 1220*610 1830*915 3 2135*915 1830*1220 4 2440*1220 5490*1220 5 木材料中還有合成材料和塑料貼面板材等。 三、玻璃材料 玻璃材料可分為普通平板玻璃、鋼化玻璃、浮法玻璃和磨砂玻璃等。 ㈠普通平板玻璃(又稱片玻璃)。普通平板玻璃的厚度可分為2、3、4、5、6mm 幾種，特殊的可達8mm。厚2mm的平板玻璃每10m2為一標準箱，重量50kg。 ㈡鋼化玻璃(又稱強化玻璃)。鋼化玻璃有鋼化玻璃器皿，鋼化玻璃板件等，它是經風冷淬法處理的平板玻璃。 ㈢浮法玻璃。浮法玻璃的主要工藝是在錫液面上使玻璃飄浮成型。它的厚度有3、4、5、6mm幾種，浮法玻璃可分為普通浮、電浮、著色吸熱浮等。 ㈣磨砂玻璃。(又稱毛玻璃)。它的主要規格有20000mm×800mm×(3、5、6)mm。 除此上，還有玻璃纖維、玻璃鋼等等。 四、紙材料 紙按使用要求可分為書寫紙，圖畫紙，印刷紙，包裝紙和裝飾紙等。 常見紙的特點及用途如下。 1.圖畫紙潔白光滑、耐水、不起毛，用於水彩畫，鉛筆畫和木炭畫。 2.書寫紙潔白、光滑，用於鋼筆書法。 3.印刷紙平滑、潔白、組織均勻、伸縮性小，用於圖片和文字的膠板印刷。 4.牛皮紙黃褐色，堅韌，用於包裝。 5.皺紋紙是用刮刀剷出或壓出皺紋，用於飾或生活用紙。 廢舊紙或包裝紙經加工還可得到紙槳，紙槳是製作立體地形模型的好材料( 紙槳的製作詳見「工藝部分」)。 五、塑料材料 塑料材料具有可塑性，密度小，強度大，耐油、耐磨、絕緣、抗腐易塑成型等優點。有的塑料透明性能好，有的彈性好。它可分為熱塑性、熱固性料兩種。 ㈠常見的熱塑性塑料有聚氯乙烯，聚乙稀，聚苯乙烯，尼龍和有機玻璃。熱塑性料在受熱時熔融，冷卻後固結成型。 ㈡常見的熱固性塑料有酚醛塑料，氨基塑料及環氧樹脂塑料等。熱固性塑料在受熱受壓後，先軟化，並有部分熔融，然後為不熔性固體。塑料的成型工藝簡便，可在400 ℃以下實施壓制、擠出、注塑、單體聚合、離心澆鑄等工藝。 第二節 自製教具的地方特色材料 隨著自製教具工作的不斷深入，自製教具的材料也隨著發展，一些地區利用地方特色材料研製出了具有地方特色的教具和學具。下面介紹竹、泥、秫秸三種地方特色的材料。 一、竹材料 我國南方有豐富的竹材、竹材料為農村中小學自製教具提供了充足的材料來源。竹子材料呈筒狀，有密封節，表面細膩光滑，彈性較好。略粗一點的竹筒可做為傳聲、慣性、反衝等很多實驗的器皿和材料，略細的筒狀竹子材料，可做為光的傳播、太陽測高儀、彈簧秤等很多實驗的材料。粗、細材下角料經加工後可做竹蜻蜒、風向計、水力、風力等很多實驗的材料。 竹材適用於具有彈性功能的教具，也適用於微小、精細的教具。加工竹材教具工藝比較簡單，經過劈、削、鋸、鑽等簡單步驟即可製作完成。北方雖不是產竹區，但如有方便的竹材，也可嘗試自製竹材教具。 二、泥材料 泥材料是不含砂的粘土。可取黃泥、河泥和青台泥等，只要光滑細膩、不僻沙都可以做為泥教具的主要材料，這此材料通過塑制工藝，可製成課堂教學所需的教具和學具。 泥材料可分為生泥、熟泥。如果泥中加上染料還可變為彩泥。 泥制教具工藝簡單，造型容易，可塑性強。製作時只要手捏、刀削、竹刮即可通過不同粗細加工可製做多種教具，如：計數器，珠算，幾何形體，植物種子、果實模型等等。泥教具還可以進行燒結、著色等深加工，從而提高教具水平。 泥材料中還有橡皮泥。橡皮泥和泥材雖有同一屬性。由於橡皮泥質地軟，做較大型的教具時，需配有支架。
三、秫秸材料 秫秸材料(俗稱高粱桿)表皮光滑，內瓤鬆軟。製作教具時容易連接，固定，製作工藝簡單，很適合廣大農村師生用來動手自製教(學)具。 秫秸材料主要是取高粱桿最上一節與高糧穗連接的一段桿為最佳材料，有時根據自製教具所需也用下部較粗一點的主桿。秫秸材料可帶皮或以使用，做成長方體、正方體、梯形、計數棒等數學教具，也可做成水輪機、汽車等自然課教具或做成磁針、靜電等教具的支架等。許多文科仿古教具也可以利用秫秸材料進行製作。只要我們認真研究，善於動腦，勇於探索，秫秸是大有作為的。地方特色的材料還有很多，需要我們不斷去研究、發現。在自製教具活動中要善於發現新材料，創造新方法，摸索新工藝。只有這樣，我們的自製教具工作才能得到不斷發展。 第三節 自製教具的輔助材料 自製教具都是由不同材料、不同方法加工而成。因此自製教具的輔助材料也十分廣泛。下面介紹粘接、焊接、電器材料和其它輔助材料。 一、粘接材料 能把各種材料緊密粘合在一起的物質叫做粘合劑。粘接是採用粘劑來進行連接的。 膠粘劑的分類方法有三種。 ㈠按化學成份分類。膠粘劑可分為有機膠和無機膠兩大類。1.無機膠可分磷酸鹽型，硼酸鹽型，硅酸鹽型三種。2.有機膠可分為天然膠，合成膠兩大類。天然膠含動物膠、植物膠，動物膠有骨膠、皮膠、蟲膠等；植物膠有澱粉、糊精、松香等。㈡按外觀形態分類。可分為溶液型，乳液型，膏糊型，粉末型，膠帶型和薄膜型等。 ㈢按用途分類。可分為結構膠，通用膠和特種膠。1.結構膠具有較高的粘接強度，能承受較大的負荷，有良好的耐熱性。如：酚醛－丁腈、環氧－丁腈等。2.通用膠有一定粘接強度，但不能承受較大的負荷和溫度。3.特種膠是具有某種特殊性能的膠，如導電膠，壓敏膠，快乾膠，導磁膠，水下膠和密封膠等。 ㈣幾種成品膠簡介。1.聚醋酸乙烯乳液膠(又名白乳膠)適用於木材、紙製品等的膠合。2.「502」膠適用於鋁、銅鋼鐵、合金等金屬及硬質塑料、玻璃、尼龍、 有機玻璃等材料的膠合。3.「914」膠對金屬、電木、陶瓷、玻璃木材等有很高的粘接力，耐水、 耐潮性好，固化後體積不減少。4.「100」膠適用於聚氯乙烯膜、泡沫塑料、金屬和非金屬的粘接。 ㈤如買不到合適的膠，也可自己配製。下面介紹幾種配製膠液。1.快乾賽璐珞膠配製膠液。取香蕉水(或丙酮)100ml，溶解約50g賽璐珞片( 廢乒乓球碎片)，攪拌均勻即可，適用於木製品和賽璐珞製品。2.塑料膠配製膠液。取氯仿(三氯甲烷)30g、苯酚40g、甲苯30g， 將三氯甲烷倒入容器中，加入苯酚，溶解後再倒入甲苯。為增強粘結效果，可加10g左右的尼龍製品， 可粘接尼龍、有機玻璃等。3.有機玻璃膠配製膠液。粘合有機玻璃可用氯仿(三氯甲烷)。為了使氯仿不致揮發過快，可在溶液中加少許(1/5)冰醋酸。有時也可以直接用冰醋酸粘合有機玻璃，雖幹得慢(24小時可粘牢)，但強度較大。4.聚苯乙烯膠配製膠液。取聚苯乙烯碎屑10-40份溶於甲苯60-90份。製成的膠水可用於粘合聚苯乙烯製品。5.環氧樹脂膠配製膠液。取環氧樹脂(基料)100g，磷苯二甲酸二丁酯(增塑劑)20g ，乙二胺(固化劑)8g。酸制時先將環氧樹脂加熱到70℃-80℃，放入填充料(與被粘結物性質相近的材料粉末)和增塑劑，調勻。等冷卻到50℃左右放入固化劑，按同一方向不停地攪拌，並趕氣泡。等樹脂呈半流體狀態時，灌到需要粘合的孔隙中去，等十幾到二十幾小時後，即可硬化粘牢。調配時還應注意，加熱溫度不要超過180℃， 粘合物表面的油污必須用四氯化碳或汽油、酒精清除，粘合處的表面宜粗糙些。掌握以上膠粘劑的知識，基本能解決一般自製教具中的粘接問題。 二、焊接材料自製教具的焊接一般指的是用焊錫焊接各種器件。焊錫是由錫和鉛熔合而成的合金。一般含有60%的錫和40%的鉛，這種焊錫常用於焊接薄金屬。鉛錫的比例不同，焊錫的熔點和焊接時所需要的溫度也不同。對不同的焊件應選用不同的焊料和採用不同的焊接。現將一般焊錫的成分和用途列表介紹如下：表：焊錫的成份和用途 成分 熔點（攝氏度） 用途 鉛% 錫% 25 75 257 火焰焊接 30 70 249 建築上的或粗的白鐵焊接 33 67 242 焊接鐵皮、鍍鋅鐵皮 40 60 223 焊接黃銅皮和馬口鐵 焊錫的質量好壞直接影響焊接的質量。自製教具一般宜選用熔點較低、表面光潔的焊錫。市場上銷售的1.2-2mm的松香焊錫絲最便於在自製教具中使用。要保證錫焊牢靠，被焊處打光以後，必須塗上助焊劑以除去氧化物和各種污垢，使焊錫與焊接物容易結合。常用的助焊劑配製及使用範圍如下： ㈠鹽酸配製方法：鹽酸溶液適用範圍：馬口鐵，鑄鐵及鋼皮等。注意事項：腐蝕性強，焊後應用清水沖洗，不要用於電器設備焊接。 ㈡氯化鋅溶液：適用範圍：馬口鐵，鑄鐵，黃銅，鉛，不鏽鋼和錫等。注意事項：腐蝕性強，焊接時主生有害氣體，不宜用於無線電設備。 ㈢稀釋氯化鋅：配製方法：將氯化鋅溶液與等量的酒精混合。適用範圍：馬口鐵，鑄鐵，黃銅，鉛不鏽鋼和錫等。注意事項：有腐蝕性：不宜用於無線電元件的焊接。 ㈣松香：配製方法：普通松香或小提琴松香即可。適用範圍：電器，無線電元器件。注意事項：無腐蝕性。 ㈤松香、酒精：配製方法：將松香研成粉末，加入酒精製成粘稠的溶液。適用範圍：電器，無線電元器件。注意事項：無腐蝕作用，酒精易揮發，保存要密封。 ㈥售品焊油：配製方法：酸性焊油和鹽基性焊油。適用範圍：適用於焊接一般的金屬。注意事項：酸性焊油有腐蝕性，鹽基性焊油雖無腐蝕性，但會使銅件產生銅銹。 ㈦硼砂：配製方法：白色晶體，中藥店可買到。適用範圍：鉑、金銀、銅、電阻絲等金屬的溶焊。 三、電器材料 報廢的半導體收音機、錄音機、石英鐘、計算機和電視機等是取之不盡、用之不竭的電子元件的源泉。這些電器雖然報廢了，但不等於所有的零部件都已損壞。把其中完好的電子元件充分利用起來，不但能夠使實驗和教具的科技含量大幅度提高，並能提升一個檔次。還能使教師學到現代電子技術知識。 一般電子產品都離不開晶體二極體，晶體三極體，電阻，電容等基本元件。晶體管是電子產品的心臟。因此首先介紹晶體二極體、三極體和有關電器材料。㈠晶體二極體。晶體二極體具有單和導電特性。其主要作用有整流、穩壓、檢波等。常見晶體二極體的外形如圖51，它們都有兩根引線。圖51㈡晶體三極體。晶體三極體有三個電極，一個是發射極，用Ｅ表示；一個是集電極用Ｃ表示；一個是基極，用Ｂ表示。晶體三極體的最大作有就是放大，主要用來放大電路中的電壓、電流和功率。其外形如圖52。圖52㈢電阻器。簡稱電阻，它主要用來控制電路中的電壓、電流大小。常用電阻的種類很多，有固定電阻和可變電阻(電位器)。電阻的形狀和種類如圖53。圖53㈣電容器。簡稱電容，它能貯存電荷，在擴音機中起著傳遞交流、隔斷直流和穩定電源等作用。電容種類很多，按結構可分為固定電容、半可變電容和可變電容三種。常用的電容按介質不同又可分電解電容、雲母電容、紙介電容、金屬膜紙介電容和瓷介電容，其形狀如圖54。圖54㈤其它電器材料。電器材料很多，如變壓器，形狀，指示燈泡，揚聲器，導線，電池，玩具電機和保險絲等，如圖55。圖55 四、油漆常見的油漆有油脂漆，天然樹脂漆，酚醛樹脂漆和氨基樹脂漆等。油脂漆是用乾性植物油與各色顏料碾磨後，加入催干劑，再用溶劑油或松節油調製而成。耐候性比胎膠清漆好，乾燥時間長。天然樹脂漆以幹性油和甘油、松香脂為主，加有機溶劑成膠漆料，混合碾磨，加入催干劑。乾燥性秒強，漆膜硬度高，但耐候性略差。酚醛樹脂漆。將松香性酚醛樹脂與順丁二烯酐樹脂熬煉，加催干劑和200 號油漆溶劑油等。乾燥性稍強，漆膜硬度稍高，但耐候性略差。氨基樹脂漆。由脲醛樹脂、合成脂肪酸樹脂、顏料、膠浮鋁粉槳二甲苯、丁醇製成。漆膜保光、保色性好。 五、堅固零件㈠螺釘1.木螺釘(木螺絲)有一字槽木螺釘(又稱普通木螺釘)和十字木螺釘，公制木螺釘以其直徑和長充表示。長度系列(mm)6、8、10、12、14、16、20、22、25、30、35、40。形狀如圖56。圖56 圖572.機用螺釘。用於金屬零件的連接，以其直徑和長度表示規格。長度系列為3.5、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30， 形狀如圖57。㈡螺栓。分為沉頭和半圓頭螺栓，全牙螺栓與半牙螺栓，精製螺栓與精螺栓，粗牙螺栓與細牙螺栓。用於自製教具的螺栓一般都要有表面鍍層，以防生鏽，見圖58。㈢螺母(螺帽)。接形狀分為方形、六角形和蝶形，按螺紋分有粗牙、細牙，按厚度分為普通、扁形、小六角形和六角形。㈣墊圈。按形狀分有平、斜、圓、方和彈簧墊圈。 圖58五、鉚釘鉚釘可分鐵、鋁鉚釘和銅空心鉚釘等。也可自制空心、實心塑料鉚釘。 第四節 自製教具的其它廢舊材料 購買原材料能夠開展自製教具活動，通過廣泛收集廢品，也能開展自製教具活動。 用於自製教具的廢舊材料很多，歸納起來大體可分為金屬材料、木材料、玻璃材料、紙材料、塑料材料和其它可借鑒的材料等六大類。平常只要注意收集，分類存放，自製教具時就會得心應手的各種材料。 一、金屬材料 金屬材料主要包括黑白鐵板材料，如鐵皮包裝盒、蓋，包裝用金屬片、金屬條等；鋁合金材料，如薄鋁合金，包括易拉罐、電視廢天線、鋁合金門窗下角料等；銅材、鋼材，如工具鋼、合金鋼、不鏽鋼、彈簧鋼等；絲材，如多咱型號的鐵絲下角料，廢自行車輻條，廢舊漆包線，各種導線下角料等；堅固材，如各種型號的鐵釘，木螺釘，機螺絲，墊圈等；各種管材。這些廢舊材料通過加工，精心製作，可具有精度高、導電性好、牢固性強等特點。 二、木材料 木材料主要包括天然木材，如各種包裝箱、木材加工餘下的邊角料；人造板材，如裝飾裝修用的寶麗板、三合板、纖維板等邊角料；棒材、管材、南方竹材等。 這些材料易加工成型，拼裝組合性好，是自製教具的好材料。 三、玻璃材料玻璃料主要包括普通平板玻璃的下角料，生活用玻璃瓶，藥用輸液瓶，青黴素小藥瓶，光學性能好，可切割，也可粘合。只要精心研究，這些器皿可用來完成小學自然、中學化學中的多種實驗。 四、紙材料 紙材料大體可分為白板紙，黃板紙，掛曆紙等。用紙做教具，具有取材容易、製作簡單、容易推廣等特點。 五、塑料材料 塑料材料主要包括塑料板材、棒材、管材，工廠生產下角邊料，各種包裝瓶、盒、帶、塑料袋、薄膜等日常生活廢物，醫用輸液管、一次性注射器，各種塑料包裝泡沫等。這些材料可塑性強，造型豐富。通過切割、打磨、打磨、鑲嵌、粘合等工藝，能加工成各種教具和學具。 六、可借鑒材料 自製教具可借鑒的材料也很豐富。如各種節日小彩燈，各種發光小燈泡，各種玩具小電機，各種廢鐘錶，壞玩具齒輪，氣珠，膠管，各種車的內胎橡膠，廢圓珠筆芯，廢彩筆管等，都是各種工藝和各種實驗可借鑒的較好材料。 第五節 自製教具的常用工具一、量具㈠木尺。木尺可分為木摺尺和木直尺兩種。1.木摺尺。木摺尺有四摺尺、六摺尺、八摺尺，它們的測量長度分別是500-600mm 、500-1000mm。2.木直尺。木直尺的測量長度分別為600mm、1000mm。㈡鋼尺。鋼尺可分為鋼捲尺和鋼直尺兩種。鋼捲尺的測量長度為0-1000mm，2000mm等；鋼直尺的測量長度分別為150、300、500、1000mm。㈢遊標卡尺。遊標卡尺能夠較精確地測量物體的內外直徑、寬度、厚度和深度，教學用遊標卡尺的精確度為0.1mm。㈣螺旋千分尺。螺旋千分尺可更精確地測量細小物體的外徑、寬度和厚度，精確度為0.01mm。㈤透明塑料直尺。規格500-1000mm。㈥卡鉗。卡鉗是鉗工粗量圓柱和圓體時使用的工具。二、劃線工具㈠墨斗。墨斗由圓筒、線輪和定針組成，是木工劃線專用具。㈡劃線規。劃線規可分直線勒線器，彈簧規，硬角規和普通圓規等。1.直線勒線器是木工劃線專用工具，它由勒子檔、桿、刀片組成。2.彈簧規和硬角規。彈簧規和硬角規是金工劃線專用工具，它的規格有150mm、200mm、250mm三種。劃圓最大直徑分別是300、400、500mm。硬角規也可自制。3.普通圓規。普通圓規是在薄鐵板和紙上畫 圓的常用工具。㈢角尺與三角尺。1.角尺。角尺又稱曲尺、拐尺，有木製和鋼製兩種。一般角尺的尺翼長200-400mm ，尺柄長150-200mm。翼柄結合成直角。2.三角尺。三角尺又稱斜尺、搭尺，長度為150-200mm，尺翼與尺柄的交角一個為 90度，一個為45度。㈣水平尺。水平尺有木製和金屬制兩種。水平尺用來校驗物體平面是否達到水平和垂直狀態。 一般水平尺的規格是150-300mm。㈤線錘線錘是用鋼製成的正圓錐體，在其上端中央設有帶孔螺栓，可系一條線繩。用時手持線的上端，錘體呈自由下垂狀態，視線順著線繩來校驗物體是否垂直。㈥透明塑料三角板和量角器。三、切削工具㈠斧。斧有單刃和雙刃之分。㈡鋸。木工鋸的種類很多，下面介紹幾種常用鋸。1.框鋸。框鋸按鋸條長度及齒距不同可分為粗，中，細三種。⑴粗鋸：鋸條長650-750mm，齒距4-5mm。粗鋸主要用於鋸割較厚的木料。⑵中鋸：鋸條長550-650mm，齒距3-4mm。中鋸主要用於鋸割薄木料或開榫頭。⑶細鋸：鋸條長450-500mm，齒距2-3mm。細鋸主要用於鋸割較細的的木材和開榫拉肩。2.刀鋸。刀鋸主要由鋸刃和鋸把兩部分組成，可分為單面、雙面、夾背刀鋸等。⑴單面刀鋸：鋸長350mm，一邊有齒刃。根據齒刃功能不同，可分縱割和橫割兩種。⑵雙面刀鋸：鋸長300mm，兩邊有齒刃。兩邊的齒刃一般是一邊為縱割鋸， 另一邊為橫割鋸。⑶夾背刀鋸：鋸板長250-300mm，夾背刀鋸的鋸背上用鋼條夾直，鋸齒較細， 有縱割和橫割鋸之分。3.槽鋸。槽鋸由手把和鋸條組居，鋸條約長200mm。槽鋸主要用於在木料上開槽。4.板鋸。又稱手鋸。由於把和鋸條組成，鋸條長約250-750mm，齒距3-4mm。板鋸主要用於較寬木板的鋸割。5.狹手鋸。鋸條窄而長，前端呈尖形，長度約300-400mm。 狹手鋸主要用於鋸割狹小的孔槽，如圖75。6.鋼絲鋸。又名弓鋸，它是用竹片彎成弓形，兩端綳裝鋼絲而成，鋼絲上剁出鋸齒形的飛棱，利用飛棱的銳刃來鋸割。鋼絲長約200-600mm，鋸弓長800-900mm。鋼絲鋸主要用於鋸割複雜的曲線和開孔。圖76 圖777.鋼鋸。用於金屬器件加工。㈢手工金屬剪刀。剪子種類很多，自製教具常用的剪子有金屬專用剪刀，普通剪刀和枝剪等。㈣刀。用於自製教具的刀具很多，一般常用的有紙刻刀，組刻刀和刻刀等。四、刨削工具刨削工具按操作方式可分手推刨和電刨，按用途分可分為平刨、特形刨和軸刨等。下面介紹幾種常用刨。㈠平刨。平刨主要用於刨削木料的平面，合其增直。按刨削要求的不同，可分為長刨、中刨和短刨。長刨身長為400-500mm,中刨身長為250-380mm，短刨嶴長為180-220mm，三種刨構造是一樣的，如圖78㈡特形刨。特形刨可分槽(專用刨消凹槽的)、線刨(專為成品稜角處開美術線務的)、邊刨(專用木料邊緣裁口用的)。㈢軸刨。用於刨削較小木料的彎曲處和圓棒表面。軸刨有鋼、木兩種。五、鑽鑿工具㈠鑿具。是木工鑿眼、剔槽的工具，常見的鑿具有圓、斜、平等形狀，刃口寬度一般為6.4、7.9、9.5、12.7、15.9 等。㈡鑽具。1.自製手鑽。可用鋼筋或廢螺絲刀改制，端尖成四角尖錐形。2.較傳統的牽鑽、陀螺鑽、螺紋鑽等。3.弓搖鑽、手搖鑽。4.手電筒鑽。手電筒鑽有手槍式和手提式兩種，有交、直流兩用，自重2-3kg。鑽孔直徑為4-19mm。5.螺旋鑽用於手擰轉動打孔，有的也可上鑽具。六、敲擊工具敲擊工具常用的有羊角錘，鴨嘴錘，圓頭錘等。七、夾持工具㈠台虎鉗。㈡拼板夾具。木工粘板用。八、銼磨工具㈠木銼。按銼齒大小可分為粗，中、細三種。㈡鋼銼。按形狀可分為扁銼，圓銼，半圓銼，方銼和三角銼等；按銼紋密度可分為1號(粗齒)，2號(中齒)，3號(細齒)，4號和5號等五種。㈢磨石。磨石可分水磨石和油磨石。㈣砂紙。砂紙可分紙砂紙，水砂紙和砂布等。紙砂紙用於磨光木件，水砂紙用地沾水打磨物件，砂布多用於打磨金屬件。九、通用工具㈠鉗。鉗子種類很多，大體可分為老虎鉗，扁嘴鉗，尖嘴鉗，彎嘴鉗，偏口鉗和剝線鉗等。㈡活板手。分類見表。 單位：mm 扳手長度 100 150 200 250 取大開口寬度 14 19 24 39 ㈢螺絲旋具。螺絲旋具(也稱螺緣絲刀、啟子、改錐)可分一字形和十字形兩種。㈣電烙鐵。按功率可分20Ｗ－150Ｗ等。㈤驗電筆。㈥萬用表。
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