四 固体材料的交接

      在两个固体物体相交且需衔接的部位，进行符合需要的某种连接通常叫做交接。除日常的需要外，自己制作物理教具会经常遇到交接问题。

      1 板材或板与支柱间的固定交接

      铝铆钉、机螺丝钉、木螺丝钉及铁钉，参见图 1.4.1（ a ），可以完成除玻璃、陶瓷等易打碎的材料之外的大多数材料的连接。无论连接面大小，没有特殊的需要都应该非常平滑。孔位必须事先精确地对准，可能的话，将需用一根钉穿过的两小孔一次打成是最简单的方法。在图 1.4.1（ b ）所示的交接情况中，穿过轴线 AB 的孔，穿过横截面中心和轴截面的孔才能保留最大的机械强度。而且这些情况中的钉都不能过粗。若用丝锥在一孔内套上扣就可以省去螺母，但这种方法比较适合金属。使用机螺丝时应在两边都加上平垫圈或弹簧垫圈。较薄的两块板材还可以铆接。铆钉穿过两孔后，需将有帽的一端垫在坚硬的物体（如铁钻、大台钳身）上，用铁槌用力将铆钉的另一端砸平。铁皮之间的交接，如仪器的外壳，使用自攻螺丝，参见图 1.4.1（ a ），比机螺丝方便得多。交接木质材料的最简单方法当然是钉子，打榫需要专门的技术。如果在钉之前，先将衔接面抹上乳胶，效果会好得多。对极薄的三合板，斜剪去一头的大头针可以代替钉子，参见图1.4.1（ c ）。使用木头、金属、塑料、玻璃、橡胶各自的专用胶或一些新型的强力胶，粘接的效果比较有保证。有机玻璃的粘接最好用四氯化碳。胶粘的交接面不能太小。粘的基本方法是将胶薄而且均匀地涂在已清洗得绝无油污的干燥表面上，待其略干，然后用力压合。在各种胶规定的干燥时间内，不要改变粘接的相互位置。

      金属之间或塑料之间的交接也可靠焊接，但锡焊是不牢固的。最好使用专门的设备电焊机或点焊机，塑料焊接要用塑料焊枪和专用的焊条。

      注意：不要让学生操作电焊机，教师操作时也必须戴防护面罩，不能用一般防护眼镜或墨镜替代防护镜。

      2 板条之间的固定交接

      将几根短的木条、金属条、塑料条等条状物连接成一根长条，必须在每根条上都有两个以上的固定点，然后用螺丝或铆钉固定。两个固定点之间的位置不宜过近。若用胶粘，粘接的部分不能太短。成角度的固定交接必须借助第三根短条，使它们相互之间构成一个三角形，如图 1.4.2 所示。起辅助固定作用的短条的长度和三角形的夹角有关。在不妨碍使用和美观的条件下，三角形稍大一点稳固。

      3 活动交接

      悬挂一个可摆动的物体是最简单的活动交接。调节插进一个管里的另一个管或棍的位置比较困难。像落地灯或麦克风的落地支架那样，需要有被特制加工成的可抱紧轴的瓦。实验室里的最简单办法是给内、外两个管都打上一系列的孔，孔距不要太大，然后用销钉插入定位。比孔略细的机螺丝可代替销钉，拧下螺母，拔出螺丝，调好位置再重新拧上螺丝螺母。但这种调节不能得到连续的长度。连续调节的简单方法是在外管壁上钻一孔，把一个合适的螺母焊在孔的外壁上，拧进一个螺丝直至里面的管或棍被卡紧。简易的乐谱架就是这样调节的。

      常用的两个平板之间的活动交接有滑动、定轴转动（折叠与打开）与定点转动。要得到良好的滑动，最好在两个板间装上滑轮与滑轨，在室内装饰商店用不高的价格可买到的抽屉滑轨和小轮是较理想的代用品。给两个板装上金属合叶，板就可以像门或书页一样自由合上与打开。如果板只是厚的硬纸或瓦楞纸，还可有最简单的半切方法：将纸用壁纸刀反切透纸厚的 1 ／ 3 ～ 1 ／ 2 ，然后就可向没切的那一面翻转，如图 1.4.3。两个板之间的定点转动，要借助穿过两板的轴。简单的轴可用一个粗长的机螺丝代替，几个螺母和螺帽可用来限定板的位置。如果两板之间要留有较大的空间，就需要改用一金属柱作两板之间的支撑物。在金属柱的两个端面上打孔，套扣，用螺丝将板较松地限定在轴的两端。板上的孔应略大于螺丝的直径。如果用管代替金属柱，需要用一根大号粗铅丝或细铁棍穿通板与管，穿出来的两端须攻出丝，然后套上垫圈并拧上螺母。

      4 获得合适的瓶塞

      对瓶塞进行适当的加工，可以方便使用，并可以在瓶塞上安装玻璃导管。

      【操作步骤】

      （1）滚压瓶塞

      通常，将瓶塞踩在脚下轻轻地滚动几下就可以了。

      注意：瓶塞在使用之前，应该用一定压力加以碾压，使它们变得比较柔软，这一点对于使用是很重要的。因为，如此加工过的瓶塞可以很容易塞进瓶口，另外也有利于在瓶塞上钻孔。

      （2）在瓶塞上钻孔

      ① 必须先将刃口磨得很锋利。一般可以使用专用的打孔刀具或钻头；如果没有专用钻孔器械，也可以使用钢锉。要十分小心地转动钻具，并且要注意清除屑末。

      ② 给瓶塞钻孔时，只需要轻微的压力。这样，一旦钻孔偏离了中心轴线的位置，就可以通过旋转瓶塞而纠正这种偏差。钻孔时，应该添加一定的液体作为润滑剂。如果是软木瓶塞，可以用水作为润滑剂；如果是橡胶瓶塞，一般不宜用水润滑，而应使用含甲醇的酒精，这种酒精也是一种很好的润滑剂。

      注意： 在软木瓶塞上钻孔时，所选用的钻具直径应该略小于要插入的玻璃导管的直径；因为软木的弹性较差，这样才能够使导管与软木塞固紧。而对于橡胶瓶塞，所用钻具的直径应该与导管直径相同。另外，在钻孔时应该注意，经常用通条清除钻出的废物，防止软木和橡胶碎屑的堆积。

     （3）在瓶塞上安装玻璃管

      ① 先将管子表面淋些水，起到润滑的作用。

      ② 用布包在管子上或者带上厚布手套，起到保护手的作用。

      ③ 将玻璃导管插入瓶塞，二者之间应该尽可能固紧，以减小导管破裂的可能

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