木加工工作室

2017-10-27富思远翟立原

中国科技教育 2016年10期

富思远　翟立原

工作室概况

随着科学技术的飞速发展，现代的木加工已发生了巨大的变化：传统的木加工工具已越来越多地由机械木加工工具所替換；传统的手工作坊式生产模式亦不断由大规模定制或精益生产模式所取代；而随着数控加工技术的出现，现代的木加工也正在开启一个新的时代。

我们这里所说的木加工活动，是指让青少年了解关于木材、木加工的知识和技能，通过在科技辅导员指导下操作传统木加工工具或机械木加工工具，尝试体验做一个小木匠或现代小木工的辛劳、智慧和快乐。通过制作一个属于自己的木艺品、木制玩具或模型等，让其充分亲近自然材料，同时锻炼他们的思维能力、动手能力、审美能力，乃至创新能力。

活动目标

使青少年了解与地域相关的木材知识，乐于以木材加工作为自身学习和实践的平台，培养他们对上述技术乃至工程领域的浓厚兴趣；引导青少年了解木加工设计过程的相关原理和方法，提高他们的空间想象力和运用直觉选择最佳方案的创意能力；培养青少年以木材为主要原料，运用传统木加工工具或机械木加工工具操作并形成三维作品的技能技巧.最终在上述过程中整体提升他们的思维品质、动手能力、审美水平、创新意识和工匠精神。

设施及人员条件

场地条件

具备使用面积为50～100平方米的室内活动场所，以及开展活动必需的基础条件（桌椅、活动器材存放柜、水电接口、应急设施等）。

设施条件（15万元）

专用设施传统木加工工具（弓形锯、框架锯、刀锯、家用工具组合、锉刀套装、砂纸、多功能扳手、美工刀、木工用锉刀套装水管钳、丝锥、倒角钻、剪刀、木工用雕刻套装）；机械木加工工具（精密微型车床、精密钻床、刨床、圆盘打磨机、曲线切割机、直线切割锯、钻铣床、精密微型金属加工车床）。

辅助设施台式计算机、投影仪及投影屏幕；彩色激光打印机、置物箱、设备转运箱、吸尘器、移动工具车、移动搬运车、展橱、货架、网络多媒体、口罩、手套、直尺、油漆记号笔、铅笔等。

人员配备

配备1名具有一定管理经验的专（兼）职管理人员和1名专（兼）职科技辅导员，建立3人以上科技辅导员志愿者队伍。

容纳青少年数量

可同时容纳10～20名青少年参与工作室内的活动。

开放时间

每月不少于16天。

活动内容

在开展木工制作体验活动时，科技辅导员的首要任务是传授知识和技能。这是因为木工制作所涉及的一些科学知识和相关技术技能，如木材的特性和木加工中的机械原理，以及如何使用弓形锯、如何操作木工电动机加工工具等，在学校的教学中都很少涉及，这就需要科技辅导员通过制作木制品传授给青少年。其次是让青少年理解木加工的制作过程和方法，熟悉制作程序（确定目标三维设计工具准备加工制作产品评价后续改进）；初步掌握识图、划线、割据、粗刨、钻孔、开榫、打磨、胶粘等一些基本的木工加工方法。最后要注意的是每次体验活动之前都需要向青少年传播木工坊安全须知，以防不慎受伤。

具体活动内容包括：①木加工的概念，以及对于木材的知识学习（如木加工种类简介、电动木工加工工具的基本构造和原理、木料的属性、木料的产地等）的认知；②木工基本操作技能（如弓形锯的使用、框锯的使用、砂纸的使用、电动木工加工工具的使用方法、简单绘制图纸等）训练；③简单木工制作（自制木工常用工具的制作、小狗笔架的制作、菱形鸟的制作、陀螺的制作、塔式风车的制作）练习；④自行创意木工作品制作（如摇椅制作、七巧板制作、沙盘制作等）。

活动形式

展演、竞赛、培训、个人或小组制作和探究等。

工作室典型活动案例

活动名称

“原木动力小车”的制作

活动目标

使参与活动的青少年了解木制橡筋动力小车的基本原理和主要结构，能够借助工具，按照木加工程序和方法，自己动手切割木料并自行组装小车；完成后让他们尝试对小车进行微调并检验其驱动效果。

活动人数

小学高年级学生20名。

活动器材

工具设施：曲线切割机10台；圆盘打磨机5台；钻床5台（每台钻台配3mm、5mm钻头各1支）；什锦锉刀20套；砂纸40张；直角尺20套。

材料准备：原木动力小车套材20套。每套包括：网印板（160mm×55mm×5mm）2块；网印板（180mm×55mm×5mm）2块；桐木条（115mm×10mm×10mm）6根；圆棒（直径5mm，长220mm）2根；圆棒（直径3mm，长50mm）1根；橡皮筋3根。

活动主要内容

（1）熟悉割锯、打磨、钻孔、组装、看图、识图等技术或技能；

（2）掌握圆形（圆轮）部件同心度制作的加工技巧；

（3）尝试自行制作橡筋动力木结构小车模型。

活动过程及步骤

1.割锯零件

用套材中的网印板割锯各部分零件，稍加打磨后备用（见图2）。

2.制作车身

（1）取桐木条（115mm×10mm×10mm）4根，割锯成（110mm×10mmxlomm）的车身底架，在离端面10mm处居中钻出直径5mm的孔，并在另一端割锯出约30。角。取桐木条（115mm×10mm×10mm）l根，锯割后获得2根40mm×10mm×10mm的车身尾翼装饰条。取桐木条（115mm×10mmx10mm）1根，锯割后获得90mm×10mm×10mm的底架加强架（见图3）。

（2）将各种规格桐木条按图纸要求用胶水黏结在车身面板上下（见图4）。

（3）在车体前后部分各钻直径5mm孔1个，并将2根直径5mm圆棒分别插入，校正垂直后用胶水黏结（见图5）。

3.制作车轮

（1）后轮：将4片直径40mm的后轮片及l片直径10mm圆轮垫片分别用胶水黏结在一起后打磨，并在中心点钻直径5mm的孔。制作2组。

（2）前轮：将3片直径25mm前轮片也如上述方法制作2组（见图6）。

4.组装车体

（1）在直径5mm长220mm圆棒居中位置钻直径3mm孔，插入后车身底架孔内，两边安装后轮，并将后轮与圆棒黏结。在圆棒中间钻孔位置插入直径3mm圆棒，用胶水黏结。

（2）安装前轮，除不用在圆棒中间钻孔外，其余操作如上述步骤。

（3）将多余胶水铲除，整体打磨光洁（见图7）。

5.安装橡筋及测试

（1）安装橡筋：在小车2个后轮各缠1根橡筋。用作动力的橡筋一端套在车体前部直径5mm圆棒上，另一端套在车体后部直径5mm圆棒上（见图8）。

（2）测试小车：操作者用一只手转动后轮，使后轴中心直径3mm圆棒处于竖直向上方向，另一只手将套在车体后部直径5mm圆棒上的橡筋向后抻拉并套在后轴圆棒上，然后用双手同时向后转动两个后轮约半周多，则橡筋被拉伸使小车具有弹性势能，当松开双手后，小车弹性势能转化为动能就会使其向前运动。