工具痕迹学教学大纲Word下载.docx

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五、实验方式

按实验要求，每两人一组，制作线条状痕迹与凹陷类痕迹，并在镜下观察之。

六、实验准备

教师抽检预习情况和分组情况。

学生必须掌握如下知识：

工具与客体接触形成痕迹的全过程可分为三个阶段，即开始接触阶段、中间接触阶段和终止接触阶段。

开始接触阶段是指工具与客体接触开始形成痕迹的瞬间间隔。

这个过程很短，多是工具的突出部分（如边、棱角）首先接触客体，形成很起缘。

该阶段形成的痕迹特征大多不很稳定，线条痕迹的痕起掾由浅入深，无堆积物，痕迹中被擦起的毛刺尖端指向起点。

中间接触阶段是指工具与客体接触，形成痕迹的过程阶段。

该阶段相对长一些，工具与客体接触比较充分，此时形成的痕迹特征与开始阶段比较出现了变化，特征的数量增加，痕迹的宽度变大。

该阶段的特征不稳定，工具带动微粒一起运动，易产生假特征。

在凹陷痕迹中，接触的中间阶段形成痕迹壁，在线条痕迹中形成痕迹面。

最后接触阶段识指工具与客体即将脱离接触，停止运动的瞬间间隔。

该阶段也很短。

在凹陷痕迹中，形成痕止缘和痕底，在线条痕迹中形成痕止缘。

在该阶段，工具与客体接触较完整，形成的痕迹稳定，多能反映出接触部位的形态结构，如压痕中的止缘与痕底、线条痕迹的止缘。

线条痕迹的最后接触阶段痕迹多由深入浅，并伴有物体表面擦掉的颗粒残渣堆积物，或出现明显的停顿、按压痕迹。

工具与客体接触方式，可分为定态接触和动态接触。

定态接触是指形成痕迹时，工具与客体接触位置相对不变，两者接触点也不改变的接触方式。

最常见的是工具撬压或打击客体形成的接触。

动态接触是指形痕时，工具与客体发生相对运动，使两者接触点连续改变的接触方式。

最常见的切划接触方式是工具在客体上划动而客体不动。

如切削客体、擦划客体等，由于工具与客体接触状态不同，产生了凹陷痕迹与线条痕迹这两大类痕迹。

凹陷痕迹结构由四个部位组成：

1.痕迹壁——形成的痕迹的过程中，由于剪切作用在客体上形成的新表面。

2.痕底——形成的痕迹的过程中，由于压缩作用而发生了位移的客体原表面。

3.痕起缘——痕迹壁与客体原表面（未发生位移）的交线。

４痕止缘——痕迹壁与痕底的交线。

注意有时痕起缘与痕止缘重合，痕迹壁趋于０的现象。

凹陷痕迹特征（按凹陷类痕迹所反映的外表形象的总和）：

种类特征为压痕的轮廓形状，并以痕迹中止缘很痕底的形状结构反映形象，包括形状、大小尺寸、种类规格等内容。

个别特征是压痕中凸凹坑丘的形态。

凸凹坑丘是对凹陷状痕迹个别特征的总称。

无论是生产加工特征，使用产生的特征或自然腐蚀形成的特征，都会以凸起点或凹下点的形式程度不同地反映在痕迹处。

凸凹坑丘的形状是多种多样的，有尖状、角状、圆状、条形、丫状、坑状、丘状、点状以及笔规则形等。

凹陷痕迹中，形态各异的凸凹坑丘构成了个别特征，而质量好的特征是稳定、稀有、明显的凸凹坑丘。

线条状痕迹结构由三个部位组成分别为:

1.痕起缘——开始阶段与客体接触点的连线；

2.痕止缘——即将脱离接触的瞬间，工具与客体接触点的连线；

3.痕迹面——被工具作用过的客体原表面或产生的新表面。

单一线条特征由峰、腰、谷构成，峰、腰、谷有各自的形态，可以相互区别开来，这也是线条痕迹鉴定的基础。

线条状痕迹特征中种类特征为线痕的基本轮廓和形态，包括形状、数量、间距、宽度大小等内容。

个别特征是单一凸线或凹线的具体结构形态。

包括单一纹线的起伏形态、线痕的倾斜流向，峰腰谷的形态等内容。

而质量好的特征是粗大、明显、连贯的凸凹线痕。

七、实验操作

1.两类痕迹的制作

凹痕迹的制作：

将木板（光滑面朝上）放在实验台上固定，以铁锤垂直打击木板（力度以能形成凹陷痕迹并明显反映锤顶形状为宜），并在打击接触过程，体会接触的三个阶段与凹陷痕迹四个结构部位的相应关系。

线状痕迹的制作：

将铅片平放在实验台上（如铅片不平整，要使其平整）固定，以螺丝刀接触铅片，令刀口与其运动方向垂直，沿铅片表面滑动（力度以能在作用区绝大部分产生新表面为宜）。

在滑动接触过程，体会接触的三个阶段与痕迹的三个结构部位的对应关系。

2.观察

观察凹陷状痕迹结构：

在体现显微镜下观察打击木板形成的凹陷痕迹的结构形状。

区分印压痕迹中痕起缘、痕迹壁、痕止缘、痕底四个部位所在的位置，以及各自的形状反映。

观察线条痕迹结构：

将制作的线条痕迹置于体现显微镜下，观察其结构形状。

注意痕起缘、痕迹面、痕止缘及其附近的堆积物等三个部位的形态、位置、尺寸，特别要注意痕起缘、痕迹面、痕止缘的特点，比较各部位反映的差异。

3.观察痕迹的特征

观察凹陷状痕迹种类特征，分别观察痕起缘、痕止缘的形状，并用分规、直尺测量其各方面的尺寸，观察各部位特征反映的特点；

观察个别特征，在体视显微镜下寻找痕起缘、痕壁、痕止缘未定、痕底源处明显的凸凹坑丘，观察这些特征的形状、起伏状态，并用读数显微镜测量其尺寸。

观察线条痕迹的种类特征，并用分规测量擦痕的宽度，主要擦痕的间距；

观察线条痕迹的个别特征，在镜下找出几条粗大、明显有代表性的线条，观察这些线条的连贯性、起伏的形态、倾斜流向、峰谷腰的状态，并观察粗大线条与附近细小直线的位置关系。

4.观察工具上相应的特征

（1）观察铁锤的特征：

观察铁锤的形状并用分规测取锤击面的尺寸，镜下观察铁锤表面状态特征和棱边形状特征，用读数显微镜测量其尺寸。

以观察结果同相应痕迹的结果比较，注意工具与痕迹二者的同名特征在位置上镜面对称关系和起伏状态相反的关系。

（2）观察螺丝刀的特征：

观察螺丝刀形成痕迹部位的形状，表面装特征和棱边形状特征，并用分规、直尺测量其各方面的尺寸步，镜下观察螺丝刀大小刀面上砂轮磨纹，用读数显微镜测量其尺寸。

以观察结果同痕迹进行比较。

八、作业

1.按比例描绘工具接触部位和痕迹，并用色笔按顺时针方向标注特征，并注明加工特征和使用特征。

2.以表格分别列出对工具和痕迹测量的数据

3.图示要求：

（1）分别注明凹陷痕迹和线条状痕迹的结构及其各部位名称；

（2）绘出线条痕迹某一痕迹的剖面图，表示该处线痕的起伏状态，并注明峰、腰、谷。

九、思考题

1.工具接触部位的特征是如何反映在凹陷痕迹的线条痕迹中的特征的？

2.如何区分线痕的起缘与止缘？

3.两类痕迹中，哪些部位反映的特征稳定、可靠？

4.如何理解粗大、明显、连贯的意义？

实验二撬压痕迹实验

1.通过实验了杠杆作用形成撬压痕迹的规律与特点。

2.通过实验掌握确定撬压方式的方法，熟练掌握折离撬压、扩缝撬旋撬压和夹持撬压痕迹的特点。

3.通过实验了解不同种类规格的钢丝钳夹持部位结构，熟悉夹持部位常见的特征及其在痕迹中的反映。

4.掌握一次动作形成支、重两处痕迹的一般规律及支重点痕迹间的对应关系。

5.掌握在木质客体痕迹中寻找、确定特征的方法。

二、实验内容和要求

1.观察折离撬压、扩缝撬压和旋转撬压痕迹，找出支、重两点处所形成的痕迹在不同的撬压方式中反映工具的哪些部位；

确定每次动作形成的支重痕迹的一一对应关系。

2.观察钢丝钳的夹持部位，归纳不同种类（包括150mm\175mm、200mm的三种规格，有夹圆体口和无夹圆体口两种类型）钢丝钳夹持部位加工特征的规律（包括有无夹圆体口时夹持部的总体形状的尺寸、前、后平台的形状和尺寸、齿纹结构等）。

3.测量不同种类不同规格钢丝钳的齿纹数量的间距。

4.观察大力钳、水泵钳、管钳、胡桃钳、鲤鱼钳等不同种类规格的钳具，了解夹持部位结构。

5.用各种工具制作并观察、测量夹持撬压痕迹。

6.理解对痕迹特征精确测量的意义，培养良好的测量素质。

三、实验器材

1.体视显微镜、读数显微镜、分规、直尺等。

2.螺丝刀、钢丝钳、大力钳、水泵钳、管钳、胡桃钳等工具，制作痕迹的材料。

四、实验方式

独自完成。

五、实验准备

除操作要求外必须熟悉下述知识内容：

折离破坏方式及形成痕迹的特点，一次动作会在支、重点两出形成痕迹，痕迹反映出方向相反，两处痕迹相互对应。

如果客体与工具接触的两个部位材料不同，强度较大的位置形成痕迹较浅。

折离撬压时，工具一般会以一个端部和杆部的一个部位接触客体。

木质客体强度较低，壁出处木纤维容易发生断裂，出现两个断面沿纵向错动分离的转噶体，呈撕裂状痕迹壁，表面参差不齐。

痕止缘及其附近的痕底，则以压缩变形的形式表现为典型的凹陷痕迹。

金属材料强度较高，压痕多不明显，如表面有油漆层，一般会伴随油漆脱落，指示受作用部位。

夹持撬压破坏主要由工具的夹持部位发挥功能，形成痕迹。

不同品种的工具，夹持部位的结构形状也各有所异，在痕迹中可反映出相应工具接触部位的形状、结构和尺寸。

鲤鱼钳一般无前平台，齿纹较细、较密；

大力钳、水泵钳、管钳的夹持部位各有特殊的形状，齿纹的尺寸也较大。

胡桃钳的刃部夹持也可方便地承担部位的作用，在研究夹持嵌压破坏的工具时必须考虑，而其他钳的刃部在这里就不是那么重要。

六、实验操作

1.观察不同种类、不同规格工具的夹持部位，掌握其结构形状及种类特征和特定特征。

2.按内容要求测量有关数据。

3.制作痕迹并观察测量。

七、作业

1.描绘折离撬压痕迹草图，要求反映支、重点痕迹的位置、样貌，同时形成的支、重点痕迹的对应关系，用特写图表示痕迹的细节特征。

2.列表给出测量数据。

3.对折离撬压痕迹进行文字描述，要求明晰表达反映支、重点痕迹的对应关系和痕迹的细节特征。

实验三打击痕迹实验

1.了解打击痕迹的特点

2.熟悉常见打击工具结构、接触部位的形状尺寸。

3.在相同材料上不同打击方式形成痕迹的变化规律。

4.同一工具同一部位在不同客体上形成痕迹的变化规律。

二、内容和要求

1.观察不同锤顶面和棱边的特征。

2.观察方锤击铅片时的痕迹工具特征的反映。

3.在相同材料上以不同打击方式（正打、斜打、掠打）形成痕迹。

4.在不同材料上以相同的打击方式（正打）形成痕迹。

1.立体显微镜一台

2.各种锤（至少要有方、圆、球形三种锤顶）、棍等打击工具各一把。

3.木板若干块、硬纸板若干、纺织物、动物软、硬组织。

四、实验准备

除实验操作外还须做好下述知识准备：

打击破坏力是冲击力，在打击痕迹的形成过程中，冲量、动量在工具和客体间传递，并交换能量，尽管目前还不能作到从能量角度出发计算打击问题，但必须闹古地建立这种概念。

客体受冲击作用，属瞬时加载，能量由零瞬时增大，材料的变形跟不上外力变化的速度，客体容易发生脆断破坏。

木材客体上打击痕迹的痕起缘常出现纤维翘起、痕壁处木纤维多发生断离的现象，原因在于此。

在具有足够弹性的客体上形成打击，可能因为材料变形不充分而导致弹性恢复不一致的现象，使平顶工具打出凸底的痕迹。

1.选择一方顶铁锤，确定一条比较边。

2.在铅片上制作正打痕迹，要求完全反映锤顶面。

3.按如下要求在木材客体上制作打击痕迹。

4.同一工具在不同客体上制作打击痕迹。

5.以不同锤顶形状的铁锤在各种客体上制作打击痕迹。

6.观察操作1的痕迹作为比较标准，同操作2、3的各种痕迹现象进行比较，归纳比较结果。

横纹

比较边与木纤维近垂直

顺纹

比较边与木纤维边近平行

正打

工具运动方向与客体表面法线近一致

力求完全反映锤顶，至少比较边要反映完全清晰

同左

斜打

工具运动防线与客体表面法线近45o夹角

比较边首先接触客体处于痕迹

掠打

工具运动方向与客体表面法线近垂直

至少比较边要反映完整清晰

1.列表给出观察结果和归纳结果。

2.根据观察比较结果，归纳打击痕迹的变化规律（列表）。

3.比较撬压、打击两种凹陷痕迹在特征反映方面的异同（列表）。

思考题

1.确定比较边的意义何在？

2.怎样从形成的凹陷痕迹中区分出打击或撬压痕迹，有什么依据？

3.如果反映的是局部痕迹，能否根据受力方向判断是哪个部位留下的痕迹，能否推断出整个锤顶面的形状或轮廓？

实验四钳剪痕迹实验

1.进一步理解钳类工具、剪类工具形成痕迹的理解。

2.理解掌握痕迹工具形成过程中工具与客体的接触关系。

3.理解掌握钳类工具、剪类工具形成挤压优越面、剪切优越面在作用方式方面异同。

4.熟悉常见钳类工具、剪类工具的刃部加工特征的形态。

5.熟悉掌握钳剪痕迹的变化规律。

二、内容与要求

1.观察不同产地的钢丝钳刃部的结构、形态、咬合角、刃侧加工特征、刃顶加工特征和刃口形状特征。

2.观察不同产地的各种钳刃部的结构、形态、咬合角、刃侧加工特征、刃顶加工特征和刃口形状特征。

3.用钢丝钳在铝线材上制作痕迹。

比较断头峰角对钳刃咬合角，断头侧面形状对钳刃侧坡形、咬合位置的反映。

4用钢丝钳在铅线材上制作痕迹。

比较断头立顶对钳刃顶厚度和钳刃咬合间隙的反映。

5.用同一钢丝钳（选择咬口不对等的）在不同金属线材上制作痕迹。

比较不同材料的客体对同一部分工具特征反映的差异。

6.用各种钳具在不同客体上制作痕迹。

熟悉痕迹与工具的对应关系。

7。

用鲤鱼钳、铁皮剪制作痕迹。

比较钳类公寓、剪类工具形成痕迹的差异。

8.以同一钳具在同种客体上以不同剪法制作痕迹。

比较剪法对痕迹表现的影响。

1.立体显微镜、读数显微镜；

2.钢丝钳、断线钳、胡桃钳、鹰嘴钳等钳类工具若干把，铁皮钳、园艺钳、鲤鱼钳、多功能工具等剪类工具若干把；

3.直径为3mm，长度为50mm的高碳钢丝、铁钉、铜线、铝线、铅线若干。

每组五~六人共用工具制作痕迹，各人独立观察。

除实验操作外，必须准备下述知识：

钳剪是在工具发挥局部挤压、侧向推挤并伴随剪切功能或剪切伴随局部挤压功能时形成的，而不能单纯地理解为剪切。

钳类工具和剪类工具主体功能的发挥有着明显的不同，形成的痕迹也存在很大的差异。

尤其对鲤鱼钳等名称叫钳，实质是剪的工具，更要理解其主体功能。

无论是钳类工具还是剪类工具，其刃部与客体间的相互作用都是一系列复杂的过程，复杂过程与钳具个体结构特点密切相关，就注意在实验中发现特殊现象并给以合理的解释。

钳具的刃部有多种加工方式，在工具表面留下不同的加工纹线作为种类特征，这些种类特征在痕迹中有不同的反映，在实验中要注意观察发现。

六、试验操作

1.观察刃部结构

（1）观察刃顶刃口刃侧特征

在立体显微镜下观察钢丝钳刃顶、刃内（处于腮孔内）口、里刃侧、外刃口、外刃侧的加工特征和使用特征，注意对铣纹、锉纹、铲纹的认识。

（2）观察咬合状态

观察各种钳具的咬合口、咬合位置、刃顶厚度，处于咬合极限位置时的咬合间隙。

2.观察断头上的痕迹、特征反映

（1）观察不同剪法形成痕迹的特点。

（2）观察正交直剪的情况下同一钢丝钳剪在不同客体上形成的痕迹。

（3）观察正交直剪的情况下不同钢丝钳剪在同一客体上形成的痕迹。

（4）观察正交直剪的情况下各种钳类工具形成的痕迹。

（5）观察正交直剪的情况下各种剪类工具形成的痕迹。

1.列表给出不同品牌的钢丝钳、断线钳的刃部特征（参照表4-1）。

表4-1

刃顶特征

刃口特征

刃侧特征

内外内外

钢丝钳

特普王

沪工

断线钳

牛头牌

2.列表给出不同品种的剪类工具的刃部特征（参照表4-2）。

参照表4-2

斜刃特征

平刃特征

直刃特征

直铁皮剪

尖铁皮剪

鲤鱼钳

多功能工具

八、思考题

1.钳类工具、剪类工具的刃部与客体材料的相互作用有哪些不同？

2.如何认识和解释鱼鳞纹现象？

3.如何认识和解释二次压痕现象？

二次压痕现象是否会在钳类工具痕迹中出现？

4.如何认识和解释胡桃钳痕迹的挤压优越区靠向痕止缘的现象？

其他钳类工具痕迹中是否也会出现这种现象？

实验五刺切痕迹实验

1.了解各种刺切工具的结构及加工特征，理解尖劈的作用原理。

2.掌握菜刀在金属线、木材客体上形成痕迹的特点。

3.掌握刺刀、匕首类刺器在一般客体上形成痕迹的特点。

4.掌握刺刀、匕首类刺器在纺织物客体上形成痕迹的特点及其变化规律。

5.掌握刺刀、匕首类刺器在动物软组织上形成痕迹的特点及其变化规律。

分别用菜刀在木材上、刺刀匕首在硬纸板、纺织物、动物软组织等客体上制作痕迹，观察痕迹及特征反映；

比较菜刀在木材上直砍、斜砍特征反映形式的异同；

比较单刃刀、双刃刀和多刃刀的刺切痕迹，总结和归纳不同刺器形成痕迹的特点和同一刺器不同刺切方法形成痕迹的差别。

总结个归纳时主要围绕如下方面：

1.各种刺器的结构特点和这些特点在形成几时的边县及其对痕迹的影响。

2.各种刺器的特征和这些特征在形成痕迹时的表现形式。

3.低强度的人体软组织对刃部锋利的刺器的承受能力。

4.创口和创壁的理想形态和实际形态。

5.刺切痕迹的创口、创壁与打击痕迹的创口和创壁之间的异同。

6.同一刺器不同刺切方法形成痕迹的差别。

菜刀、单刃刀、双刃刀和三刃刀。

四、实验操作

1.用菜刀在木材上制作直砍、斜砍的痕迹。

2.分别用单刃刀、双刃刀和三刃刀在纺织物上，在动物软组织上做直刺、斜刺和侧向用力的直刺痕迹。

3.在动物软组织上衬垫纺织物，分别用单刃刀、双刃刀和三刃刀做直刺、斜刺和侧向用力的直刺痕迹。

4.用菜刀在金属线上制作痕迹。

操作中应注意以下事项：

（1）用单刃刀、双刃刀在动物软组织上做直刺和斜刺时，要分别做出用力正直和用力侧偏的痕迹。

（2）用单刃刀、双刃刀在衬有纺织物的软组织上做直刺、斜刺时也要求用力做出上述痕迹。

（3）用单刃刀、双刃刀和三刃刀在衬有纺织物的软组织上做直刺时，要做出张力均匀的和单向张力的痕迹。

（4）用菜刀在金属线上制作痕迹，要分别做出悬挂形、软衬塾型、硬软衬形三种情况。

实验过程中特别注意事项：

绝对不准拿工具乱挥或开玩笑！

！

五、作业

1.描述和描绘不同刺器用不同刺法形成的痕迹，要求对创口形状、创壁形态及工具细节特征反映情况描绘地详尽，描述得清楚。

2.列表归纳单刃、双刃、三刃和多刃刺刀、匕首在纺织物客体和动物软组织上形成痕迹的变化规律（参照表5-1）。

表5-1

纺织物

动物软组织

理想状态

斜刺

偏侧用力

明显偏侧用力

单刃刀

双刃刀

三刃刀

多刃刀

六、思考题

1.镰刀在荆条灌木类客体上形成痕迹有哪些变化？

2.如何解释三刃刀在纺织物、软组织上形成刺痕的形状变化？

3.如何解释菜刀在悬挂形、软衬垫形、硬软衬形金属线上形成痕迹的特点？

4.研究纺织物、软组织上形成刺痕理想状态有何意义？

理想状态的条件如何在实际中满足？

实验六切削痕迹实验

1.理解擦划痕迹的变化因素及其影响结果。

2.了解金属钻、木钻的结构，理解金属钻（麻花钻）头各部位功能，掌握金属钻痕的结构、痕迹各部位与工具的对应关系，掌握金属钻痕的特征形式。

3.熟悉木锯各种锯齿的排列规律，锯断面形态与锯齿的排列规律的对应关系。

4.熟练掌握常见的五种断面形态，熟练掌握单齿痕、齿终端痕的存在形式与位置规律。

5.熟悉金属锯齿的排列规律，掌握单锯痕、齿终端痕的存在形式和位置规律。

6.熟悉金属锉齿的排列规律，了解金属锉痕的形态，掌握特殊条件下金属锉痕的重点特征。

1.用螺丝刀在铅片上按实验一的操作对照痕迹，再以不同的前角、侧角和偏角制作一系列痕迹，比较观察擦划痕迹的变化。

2.观察金属钻、木钻认的结构，麻花钻头横刃、主切、副切的位置和形态，观察主切刃口的细节特征。

3.分别用手摇钻带木钻头、麻花钻头钻削木材、金属客体，观察各部位痕迹。

4.分别用木锯金属锯锯削木材、金属客体，观察痕迹。

5.用金属锉在铝、铜片上制作痕迹并在显微镜下观察。

1.体视显微镜，读数显微镜。

2.手摇钻具一把、12mm木钻头、5mm麻花钻头各一支；

15mm厚的木板、3mm或5mm厚的铅片、铝片、铜片各一块。

3.不同齿列组合的木锯每组一把，金属锯每组一把。

4.不同型号的金属锉一把。

5.厚15mm的木板、厚3mm~5mm的铅片、铝片、铜片各一块，直径8mm~12mm的低碳钢筋一段。

6.游标卡尺，分规等测量用具。

全班共五组，每组制作一个系列痕迹，轮换观察，每名学生必须完成所有痕迹种类的观察。

除操作要求外，必须做好下列知识准备：

钻头属于多刃组合刀具，金属钻头有一对主切刃、一对副切刃和一个横刃，木钻头有一个主切刃和一个副切刃。

钻削时，主切刃的刃口和后刀面对钻底作用形成钻底的线条痕迹，同时主切刃的刃口和前刀面对钻屑作用形成钻屑的线条痕迹；

切刃的刃口和后刀面对钻壁起作用，对钻壁的线条痕迹产生影响，其刃口和前刀面刀形成比较而言的钻屑。

钻削是逐层进行的，金属钻由两个分别与180o的相对位置切削，么旋转180o完成一层的切削，木钻每旋转360o完成一层的切削。

吃刀量和