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為下游客戶節(jié)約成本是大明國際的理念。大明頗受下游廠商的青睞,目前有6000多家經常性客戶,他們紛紛放棄自己原來的生產方式,投入到大明國際的懷抱中。
銷售+加工模式
大明國際的一站式服務為客戶節(jié)省了三個成本支出:一是半成品加工設備的投入,加工工序由大明國際代勞;二是原材料流動資金的投入,用戶只需要求大明國際將加工合格的半成品按時配送到達即可;三是大明國際交付的是合格的成品,廢品由大明公司承擔,省卻了客戶為良品率操心的煩惱。
南通中集公司生產集裝箱,其中圓形封口由不銹鋼材料制成。過去,他們購置一套剪切加工設備,用慣常的直切工藝裁剪,四個角的余料全部浪費。大明國際的技術人員對此提出了一種新的斜切工藝,能最大幅度地增加材料利用率。
南通中集副總經理郭偉嘉說,“運用大明斜切工藝后,我們的材料利用率提高4%,每噸材料可節(jié)省1600元,而大明國際從中收取的加工費僅400元。”
即使在國外,也很難見到與大明國際相同的商業(yè)模式。據大明國際常務副總經理鄒曉平介紹,“歐洲金屬企業(yè)的加工服務重心是上游鋼廠,跨國公司較多采用大批量、大規(guī)模的產品生產方式。而我國更多的是為下游企業(yè)考慮,中國企業(yè)規(guī)模小、數量多,要提供的是個性化、零散化的服務。
香港投資者不太理解大明國際的毛利率。“為什么你的毛利率只有4%、5%?這么低的毛利率風險很大的?!?/p>
鄒曉問香港投資者,“如果一個制造業(yè)企業(yè)生產一個產品的周期是一年,毛利率是30%、40%。而作為一個加工服務企業(yè),我的資金一年周轉10次,毛利率是4%、5%,一年的資金毛利率就是40%、50%,你能說我的盈利水平低嗎?”繼而他說,“看一個企業(yè)盈利水平的高低,主要看它的凈資產收益率,而不單是看毛利率指標。我一年2個億凈利潤,6個億的凈資產,我的凈資產收益率達30%,這是非常高的。”
加工訂單3天交貨
大明國際累計投資6億元,90%以上為進口,這不僅提高了不銹鋼的加工質量,也拓寬了加工領域。目前,大明國際已建成裁剪平臺、表面處理平臺、切割下料平臺、成型平臺、機加工平臺五大加工平臺。精良、齊全的裝備,成為公司的核心競爭力之一。
交貨時間越短,越能贏得客戶的訂單?,F(xiàn)在一般的加工訂單3天交貨,長一點的交貨期也就是一個星期。
金屬加工及配送服務存在服務半徑問題。為了滿足用戶更短的交貨期需求,大明國際以無錫為大本營,在不銹鋼加工比較發(fā)達的區(qū)域中心城市杭州、武漢、天津投資建立了全國四大加工服務中心。服務半徑分別輻射全國不銹鋼交易量1/3的無錫周邊地區(qū)、傳統(tǒng)輕工業(yè)發(fā)達的浙江地區(qū)、制造業(yè)從東往西走往北移的黃渤海地區(qū),以及崛起的中部地區(qū)。
2010年12月1日,無錫大明國際金屬制品公司(簡稱大明國際,01090,HK)在港上市,當天股價收于2.11元,微漲0.48%,融資5億港幣。這個國內最大規(guī)模的不銹鋼經銷加工企業(yè),年銷售不銹鋼42萬噸,年銷售收入64億元。
關鍵詞:金屬工藝;金屬藝術;文化傳承
金屬工藝品泛指用金、銀、銅、鐵、錫等金屬材料,或以金屬材料為主輔以其他材料,加工制作而成的工藝品,其材質表現(xiàn)出一種精致而厚重的美。隨著人們的審美層次和精神需求逐漸提高,裝飾或投資等僅僅是金屬工藝品表面所呈現(xiàn)出來的特性已經不足以滿足人們的需求;當金屬在某個特定環(huán)境下能夠呈現(xiàn)某種特殊意義時,它就會成為人們情感或者思想表現(xiàn)的媒介。將此作為對于金屬工藝品設計思考的角度進行研究。
一、中國金屬工藝品歷史淵源
中國最早的金屬工藝品,是新石器中期的馬家窯文化、大汶口文化及稍晚的喬家文化等遺址中出土的銅制工藝品。在金屬藝術發(fā)展的歷程中,中國逐漸擁有了精湛的金屬加工工藝技術,我們現(xiàn)在能夠通過各個時期金屬工藝品所展現(xiàn)當時的文化背景,這是中國古代藝術家們所創(chuàng)造出來的中國傳統(tǒng)工藝的魅力和影響。
戰(zhàn)國時期為代表的青銅裝飾圖案,在青銅器上飾以動物紋、人物、植物紋等,以青銅器為媒介,以裝飾為語言符號,向現(xiàn)代人們敘述當時的社會文化,甚至戰(zhàn)爭場面的記錄。這一時期出現(xiàn)了多種非金屬材料與金屬材料相結合的工藝品,所采用的工藝有金銀錯、鎏金等。這些工藝技法也影響深遠。湖北隨縣曾侯乙墓中出土的大量青銅樂器、禮器、兵器等等,展現(xiàn)了戰(zhàn)國時期的工藝技術之精湛,裝飾構思巧妙、內容豐富,其藝術價值、文化價值以及文物價值不可估量。
漢代的長信宮燈造型奇妙精巧,猶如侍女盤坐端燈,不僅僅設計美觀,它的設計還注重了銅燈的實用性:燈盤和燈罩可以通過轉動開合調節(jié)亮度和光照角度;宮女右臂設計成中空用于導入燈煙,以潔凈室內環(huán)境。除了燈、壺、鏡等大型的金屬工藝品外,漢代還能生產精巧的金銀絲編結、堆壘和鑲嵌制品。
中國金銀器在唐代的興盛,歸功于當時“絲綢之路”對于中西物質、文化交流和傳播的促進,其中以中亞粟特、西亞波斯薩珊、歐洲羅馬拜占庭對于唐代金銀器的制作和發(fā)展影響較大。在東漢絲綢之路開通前的中國傳統(tǒng)金銀器工藝包括鎏金、壓模、捶揲、掐絲、拉絲、鑲嵌、鏨刻、浮雕等;待到張騫出使西域開通絲綢之路,與西方文明深入交流后,又出現(xiàn)了新的制作工藝如炸珠、掐絲、累絲等,影響到金銀器的裝飾紋樣;唐代后期,外來紋樣逐漸融合了中國傳統(tǒng)裝飾圖案。
明清時代,金屬工藝品為皇室貴族所青睞,裝飾華麗精美。明代宣德爐、景泰藍聞名遐邇。這些花紋精美、造型別致、紋理細膩、色彩豐富的金屬工藝品,帶著深厚的中國文化符號,將中國工藝的精湛之美、匠人的智慧結晶之妙呈獻給世人。
我國歷史悠久,文化底蘊深厚,同時伴隨著改革開放、信息時代的來臨,在金屬工藝品設計上又受到了西方設計思想和制作技術的影響,卻造成了無法去其糟粕取其精華的局面,而是形成了拙劣的模仿式的設計或者無法將中國傳統(tǒng)元素融于金屬飾品設計之中,導致現(xiàn)在金屬工藝品的設計處于一個模仿他人、仍在探索的地位;國外金屬工藝品設計在經歷了工藝美術運動、新藝術運動等藝術運動的演變,在設計上形成了自己獨特的一套體系,設計師通過設計表達自己的思想,將自己的設計風格、設計理念體現(xiàn)在飾品上。同時,隨著現(xiàn)代化的進程,在現(xiàn)代金屬工藝對于飾品制作、表面處理方面也要領先于國內技術。
金屬工藝品對于消費者/使用者的作用有裝飾品、藝術收藏或者投資品等。隨著現(xiàn)在社會的發(fā)展,在這個信息大爆炸的時代背景下,人們對于金屬工藝品的審美和要求也在不斷提高。一般的使用者對于金屬工藝品的要求不再僅僅局限于其自身的價值,更重視金屬工藝品所展現(xiàn)的獨一無二、情感豐富的內在因素,比如婚戒的設計、旅游紀念品的設計等,對于消費者來說工藝品表現(xiàn)出來的寓意或者紀念價值更大于它本身材質的價值。
二、金屬工藝品相關加工工藝
1.失蠟法是一種青銅鑄造工藝。這種金屬鑄造的方法是用蜂蠟制成鑄件,再用其他耐火耐高溫的材料如泥加以填充和敷成外范加固,之后加熱,蠟件融化流出,再往內澆鑄金屬溶液。待到冷卻后除去泥殼便鑄成金屬器物。
2.錘碟法又稱為“打作法’,“糙碟法”或者“打胎工藝”。這種工藝主要是利用了金、銀的延展性,使用不同形狀的錘子和砧墊等工具打造出各式各樣的器具和裝飾紋路①。
3焊接工藝的歷史可追溯到商代從青銅器制作工藝發(fā)展而來也是金銀器成型的重要工藝之一。用錘碟法制成的較為復雜的器物需要焊接后才能最終完成。焊接需要焊藥焊藥的主要成分一般與被焊物相同加少量硼砂混合而成池有用以銀、銅為主或錫、鉛、銅為主合成的焊藥。焊接后需對焊痕進行打磨、拋光處理高超的技術有時幾乎看不出焊接的痕跡②。
4.金銀錯則是在金屬表面鑿刻出裝飾圖案凹槽,再將金銀作絲、條、點、泥等嵌入槽內,用錯石將鑲嵌物和金屬表面錯至連接平滑。其裝飾效果富麗繁華。
5.花絲工藝是將金或純銀加工成粗細不同的絲進行盤曲、掐花、填絲、堆壘等操作,將其制作黃金和白銀首飾的細金工藝。根據裝飾部位不同可制成不同紋樣的花絲,如拱絲、竹節(jié)絲、麥穗絲等肩的可以焊接到金銀器物上肩的可獨立成器③。
三、縱觀國內金屬工藝品現(xiàn)狀
在這個信息大爆炸的時代,隨著新材料的研發(fā)、新工藝的運用,人們對于現(xiàn)有的藝術形式能夠通過各種各樣的媒介進行探討、創(chuàng)作和創(chuàng)新,現(xiàn)代金屬藝術跟隨著大眾的意識形態(tài)和審美標準變得富有更加鮮明的時代特性。不僅僅是藝術家,所有的人都受到了各種新思潮、各種外來文化的沖擊,對于傳統(tǒng)的藝術風格和設計理念產生了更加深刻和發(fā)散的思考。金屬藝術文化也在逐漸從單一的表現(xiàn)形式掙脫出來,被不同需求的人群加以更高要求的藝術審美要求和意識形態(tài)表現(xiàn);在傳統(tǒng)文化和外來文化思潮的撞擊中,也有部分人群在科技化、現(xiàn)代化和傳統(tǒng)風格中尋找平衡點――我國古代的金屬制品無論是器物上精美的裝飾紋,還是器壁制作工藝,都已經讓世界嘆為觀止。一些大規(guī)模機械化的產品已然不能和人們所期望的“藝術品”劃上等號,而那些被賦予個性的、情感的,在視覺、觸覺、觀感上能夠給人思維撞擊的金屬藝術品,更能吸引大眾的目光,受到大眾的歡迎。雖然,由于我國現(xiàn)在比起發(fā)達國家來說,發(fā)展較晚,國內藝術氛圍、大眾藝術修養(yǎng)和加工工藝的技術水平與國外還是存在一定的差距。
改革開放以來,我國在設計上受到西方設計風格影響,盡管吸收了新鮮元素有所創(chuàng)新,卻時常出現(xiàn)中國傳統(tǒng)元素格格不入的設計。這類無法繼承傳統(tǒng)文化的設計品,暴露了我國金屬工藝品在文化底蘊的缺乏和設計方面的不足。從目前市場已有的產品來看,以一般金屬作為主體材料的金屬工藝品主要體現(xiàn)的是其裝飾性,只是單單作為某個整體裝飾的一部分而存在,很少成為主體核心成分;貴金屬材料制被賦予投資品的意義居多,而忽略了其實用性和藝術性的設計;部分藝術品則經常由于價格昂貴、制作工藝困難且精細,無法為大眾普及。
在我國,金屬藝術學還在起步階段。一方面,現(xiàn)代金屬加工業(yè)的技術設備遠遠落后于國外先進技術,無論是輔料、焊接工藝、精鑄工藝等,各方面都有所欠缺。同時,金屬工藝并沒有從中華五千年文明的長流中完整的傳承下來,對于現(xiàn)
在這個浮躁的而多元化的時代里,缺乏文化傳統(tǒng)底蘊的設計作品則會缺少了民族性所帶來的靈氣,難以喚起作品與觀眾的共鳴;另一方面,我國正處速發(fā)展的社會主義初級階段,人民生活水平提高,對于豐富精神層面的需求和要求也在不斷提升,在這個大環(huán)境下,金屬藝術的發(fā)展蓄勢待發(fā)。
四、對于金屬藝術的設計思考
在這種契機下,我國的金屬藝術也正處于一個蓬勃發(fā)展的階段。外界環(huán)境的優(yōu)化讓設計師、藝術家和欣賞者們能夠騰挪出足夠的注意力去思考現(xiàn)有的設計問題。雖然說藝術品代表一個時代的精神追求,通過當時的材料、制作工藝和技術表現(xiàn)出鮮明的時代特性。跟隨著時代前進的步伐,人們對于藝術品的要求不在滿足于大眾的、昂貴的產品,而是傾向于更貼合自身的個性、價值和情感,比如私人訂制;同時隨著祖國的強大,民族自豪感也在影響和引導著設計的走向,在符合時展的創(chuàng)新設計里,繼承了中華五千年歷史文化精髓的設計和藝術品更能喚起炎黃子孫的共鳴;放眼望去,目前市場一些浮于表面的華麗裝飾、借助貴重金屬本身的價值而提升設計品、藝術品“身價”的作品,即便披著創(chuàng)新、異類或者華貴的外衣,而缺乏民族文化作為沉淀,往往經不起時間的磨礪,曇花一現(xiàn)。
雖說材料和工具是作品表現(xiàn)藝術家設計思想的載體,然而一塊冰冷的金屬如何被賦予生命力,如何去喚起欣賞者的共鳴,作者通過對于金屬材料、加工工具和工藝的了解和思考,從淺顯的物質表現(xiàn)去深層挖掘和構思能給予作品最終什么樣的形態(tài)和表現(xiàn)形式。但是藝術家對于創(chuàng)作的思考,借助這些媒介賦予作品的靈魂情感,是不應該受到這些外在物質的所局限的。藝術家們也在金屬藝術的道路上一邊婆娑著歷史里的藝術結晶,一邊不斷總結出符合時展和文化傳承的藝術形態(tài)。文化繼承和發(fā)揚固然重要,然而在學習和創(chuàng)新的過程中,借鑒和模仿甚至是抄襲都會出現(xiàn)在產品革新的過程中,如何在設計發(fā)展道路上的完美的提煉前人的精髓,跟隨時代的個性,融合中華傳統(tǒng)文化,也是在這個不斷發(fā)展的新時代下對于金屬藝術的新標準高要求。(作者單位:湖北工業(yè)大學藝術設計學院)
注解:
① ②③出自高震.中國傳統(tǒng)金屬工藝淺談[J].藝術科技,2014.4,第265頁
參考文獻:
[1] 高震.中國傳統(tǒng)金屬工藝淺談[J].藝術科技,2014.4
METALEX是東南亞地區(qū)最大的機床及金屬加工機械專業(yè)展,在泰國乃至整個東南亞地區(qū)享有很高的知名度。該展每年一屆,至今已舉辦23屆,是機床與加工機械行業(yè)在東盟最權威、最專業(yè)的盛會之一,國際展區(qū)中為數不少的展品都是首次在亞洲市場亮相,充分展示了當今世界機床工業(yè)、制造設備和技術領域的科研和創(chuàng)新,23年中連續(xù)為制造商提供交流銷售的平臺。
據統(tǒng)計,此次中國15家參展公司共接待老客戶30家,結識新客戶153家,現(xiàn)場簽訂貿易合同金額18萬美元,意向成交合同金額約300萬美元。主要成交產品為數控車床、普通車床、鍛壓機床、電焊機、切割機、量具、量儀等精密儀器以及各種機床配件等。
中國參展企業(yè)之一的云南機床廠展品受到觀眾的青睞,開幕第一天就賣出了十多臺機床。現(xiàn)場的工作人員告訴記者,中國的機械產品在泰國市場一直賣得很好,僅每年在METALEX現(xiàn)場就可以賣出100多臺。本屆展會上中國參展企業(yè)現(xiàn)場簽訂貿易合同金額相當可觀,并結識新客戶153家。
關鍵詞:新型金屬;材料成型;加工技術;分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.038
0 前言
現(xiàn)今來看,在科學技術不斷發(fā)展的過程中,金屬復合材料逐漸得到了廣泛的應用,相對于普通金屬,復合材料具有較大的優(yōu)勢,現(xiàn)今已經成為各個領域中的重要材料。并且在進行金屬復合材料零件的加工與制作中,涉及到較多的成型加工技術,為了保證技術材料的質量,那么必須要采取有效措施,不斷提升成型加工技術的質量。
1 新型金屬材料
新型金屬材料的種類比較多,其范圍主要是屬于合金的范圍中,對于金屬材料來說,主要的特點就是具有較強的延展性,同時新型金屬材料的化學性能十分活潑,并且技術材料上也具有較強的光澤以及色彩[1]。目前來看,記憶合金、高溫合金以及非晶態(tài)合金等材料是社會應用最為廣泛的金屬材料。焊接性是金屬材料的一個加工特性,焊接性也是金屬材料加工最為基本的一個加工特性。對于新型金屬材料來說,焊接性很強,這樣在進行焊接的過程中要充分保證其乜有裂縫以及氣孔等,這樣將會促進金屬材料具有較高的焊接性,保證其導熱性。其次,鍛壓性則是新型金屬材料的另外一個特性,這也是金屬成型一個重要的關鍵因素,金屬具有的鍛壓性將會促進金屬材料塑性的提升,從而來不斷提升其性能。同時加工條件也是影響金屬鍛壓性的性質。最后就是金屬加工的鍛造性,其中主要是包含了收縮性、流動性以及敏感性等特性。新型金屬材料屬于合金,熔點元素較高,這樣將會直接導致金屬流動性降低,以此來保證材料的成型加工。
2 新型金屬材料成型加工技術
2.1 粉末冶金技術
粉末冶金技術是金屬加工成型最早的技術,該技術能夠有效進行復合材料的制造,同時具有能夠對金屬基復合材料中的晶須增強功能等,該方式具有較為廣泛的成型加工技術[2]。粉末冶金技術主要適用于一些尺寸較小,以及形狀較為粗糙的精密零件,同時粉末冶金技術的零件制造形狀不是很復雜,在成型中,能夠結合實際需求量來不斷提升金屬含量,并且在制作中其較為精密,組織也十分細密,這是其主要優(yōu)勢所在,并且工作效率也較高。
2.2 鑄造成型技術
在進行鑄造成型技術中,主要是利用有效的檢驗工作,這是目前來看較為成熟的鑄造技術,在進行鑄造過程中有效保證其設計滿足基本要求。對于該方式來說具有較強的性能,主要是應用于復合材料零件的生產以及制造中,目前來看制造與加工技術逐漸趨于復雜,但是這樣也將直接導致鑄造成型發(fā)的之后滯后性也十分明顯。另外,相關的參數以及工藝方法必須要經過不斷的改革與創(chuàng)新,流動性的不斷提升,這樣將會保證溶體的粘度中的顆粒不斷提升增加。并且高溫度會導致材料出現(xiàn)化學變化。所以在進行加工中,可以采用熔模鑄造、壓鑄以及金屬型鑄造等方式來避免出現(xiàn)以上幾種情況。
2.3 機械加工鑄造法
對于該方式來說,主要是利用銑、車以及鉆等方式來進行金屬復合材料的加工,并且在進行精加工鋁基復合材料中主要是利用金剛石道具來進行成型加工。首先就是要利用銑削的方式,其中材料主要是含有15%~20%的粘結劑,局金剛石刀具以及端面銑刀,要利用切削液來進行冷去,提升銑削的顆粒。之后要利用車削的方式,同時能夠結合乳化液進行有效的冷卻處理。選擇刀具要科學,選擇硬質合金刀具。最后要利用鉆削的方式,同時能利用外切削液進行有效的冷卻處理[3]。
2.4 電切割技術
對于該技術來說,主要是在進行成型加工的過程中要充分結合零件的形狀的負極來進行幾何切割形狀的選擇,這樣在進行材料的切割中利用正極溶劑的基本方式來進行材料的切割。在零件成型之后的殘屑,對其的清洗來說則是可以利用零件以及負極之間的間隙進行清洗,傳統(tǒng)的方式主要是放電方式,但是這種方式具有較大的缺陷,電切割技術的優(yōu)勢較為明顯,能夠在介電流中侵入移動的電極線,并且可以有效運用液體的壓力進行全面的沖刷,以及利用局部的高溫來對零件進行成型加工。利用電切割法進行成型加工中,對于一些非導體的復合材料則是可以根據放電的效果差來進行一定的影響。主要是由于切割速度慢以及切口粗糙等問題引起,這樣就不能采用傳統(tǒng)的切割參數。
2.5 焊接技術方式
焊接技術是成型加工中的重要方式,同時也是應用最為常見的方式之一,主要是應用于金屬以及復合材料成型的構建中。焊接熔池的流動性以及粘度都會出現(xiàn)一些變化,這樣將會在很大程度上提升增加物的影響,另外在進行成型加工中,對于金屬化學反應,主要是發(fā)生在基體金屬以及增強物之間,這將會對焊接的速度造成較大的影響。對其的解決主要是對其中的部件進行有效的軸對稱旋轉,之后就是熔化焊的基本方式。
2.6 模鍛塑性成型法
對于該方式來說,主要是在鎂基復合材料以及鋁基礎復合材料中進行有效的應用,這樣成型發(fā)中主要是涉及到超速成型、模鍛以及擠壓等幾種方式。該方式生產出的零件性能較強,并且零件的組織較為精密。但是在實際應用中還是要注意,要保證擠壓溫度的適應性,適當提升溫度,能夠提升金屬材料的塑性。并且模具表面進行涂層或使用劑來改善摩擦條件,降低材料成型的困難性,提升生產的效率。
3 結語
現(xiàn)今科學技術不斷發(fā)展,新型金屬材料不斷發(fā)展,其成型加工技術越加受到人們的重視度,因此必須要采用有效措施,加大研發(fā)力度,從而來開發(fā)有效的方式來提升金屬材料成型加工的質量。
參考文獻:
[1]張文華.材料成型與控制工程模具制造技術分析初探[J].黑龍江科技信息,2015(15):40-41.
[2]梅耀云.關于材料成型技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的研究[J].商業(yè)故事,2015(27):50-51.
關鍵詞:綠色;環(huán)保;金屬切削液
中圖分類號: F407.4 文獻標識碼: A
1、金屬切削加工的概述
金屬切削加工是指用刀具從工件上切除多余的材料,從而使工件的形狀、尺寸、位置和表面質量均符合技術要求的加工方法。實現(xiàn)這一切削過程必須具備三個條件:工件與刀具之間要有相對運動,即切削運動;刀具材料必須具備一定的切削性能;刀具必須具有適當的幾何參數,即切削角度等。金屬的切削加工過程是通過機床或手持工具來進行切削加工的,其主要方法有車、磨、鉆、齒輪加工、劃線、銼、研、攻螺紋、套螺紋等。其形式雖然多種多樣,但它們有很多方面都有著共同的現(xiàn)象和規(guī)律,這些現(xiàn)象和規(guī)律是學習各種切削加工方法的共同基礎。而由材料力學理論可知,金屬切削層的材料受到刀具的擠壓作用后應力增大,擠壓層金屬先產生彈性變形,當應力值達到彈性極限后,產生塑性變形,金屬的晶格沿晶面發(fā)生滑移,隨著滑移量的增大,金屬切削層與母體金屬產生破裂直至分離從而形成切削。
2、金屬切削加工的技術要點
2.1、切削力
在切削過程中,刀具切入工件,使切削層變?yōu)榍行疾⒀厍暗睹媪鞒?,同時獲得以加工表面。這不僅需要克服使工件材料產生剪切變形的作用力,還需要克服發(fā)生在刀具前、后刀面上的內摩擦阻力。而切削過程中實際切削力的大小,可以利用測力儀測出。測力儀的種類很多,較常用的是電阻絲式和壓電晶體式測力儀。測力儀經過標定以后就可測出切削過程中各個分力的大小。
2.2、切削熱
切削金屬時,由于切屑剪切變形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都轉變?yōu)闊?,這種熱叫切削熱。同時,切屑、工件以加工表面與刀具間的摩擦,也會消耗一部分功率,從而相應的產生熱量。而使用切削液時,刀具、工件和切屑上的切削熱主要由切削液帶走;不用切削液時,切削熱主要由切屑、工件和刀具帶走或傳出,其中切屑帶走的熱量最大,傳向刀具的熱量雖小,但前面和后面上的溫度卻影響著切削過程和刀具的磨損情況,所以了解切削溫度的變化規(guī)律是十分必要的。
2.3、切削溫度
切削過程中切削區(qū)各處的溫度是不同的,形成一個溫度場切屑和工件的溫度分布,這個溫度場影響切屑變形、積屑瘤的大小、加工表面質量、加工精度和刀具的磨損等,還影響切削速度的提高。一般說來,在切削過程中,由于切削力所做的機械工絕大部分轉化為熱能,如果切削熱不及時傳散,則切削區(qū)的平均溫度將大幅度的上升。切削溫度的升高,一方面使
得切削區(qū)工件材料的強度、硬度下降,且使一些耐熱性好、脆性大的刀具材料的韌性有所改善從而切削過程進行比較順利;但更主要的另一方面是切削溫度的升高,會加速刀具的磨損,使工件及刀具產生熱變形,影響加工精度,造成工件表面的熱損傷。
2.4、影響切屑變形、切削力及切削溫度的因素
影響切屑變形、切削力及切削溫度的因素包括工件材料、切削速度、進給量、切削深度、切削液和刀具前角等。首先工件材料因素,材料的強度越大、硬度越高、塑性越小,則產生的切屑變形也就相應的小;其次是切削速度因素,隨切削速度的上升,切屑變形呈下降趨勢。切削速度達到一定值后,切削力也有下降的趨勢;第三是進給量因素,進給量增大,切削厚度將會增大,切屑的變形程度就會變小,但是由于切削面積會增大,切削力及切削溫度均要上升;第四切削深度,切削深度增大,切屑變形變化不大,但是由于切削面積成正比增大,切削力呈正比增大;第五是切削液因素,切削液的冷卻和性能越好,切屑變形、切削力及切削溫度三者都會的到改善,因此都會下降;第六是前角的增大,切屑變形會變小,對切削力影響也比較明顯,切削力也會變小,其中在三個方向力中,主要是進給力和背向力受到的影響較大。
3、面向未來的綠色金屬切削加工技術研究
3.1、綠色金屬切削加工的優(yōu)點分析
綠色環(huán)保切削加工的優(yōu)點主要體現(xiàn)在減少污染、成本低廉及生產效率高等特點。綠色金屬切削加工方式是不用或使用極少量的切削液,而切削液是金屬切削加工中造成環(huán)境污染的一個重要根源。同時從不用或使用極少量的切削液的優(yōu)點可以看出,生產中不用或使用極少量的切削液,可以減少10%~15%的加工成本,一般為常規(guī)切削加工的四分之一。有些可使零件的總成本下降55%。
3.2、不使用或減少切削液的種類
金屬加工企業(yè)都期望使用一種能適用于所有類型金屬切削工藝和所有種類工件材料的切削液,無需因為加工的變化而不斷更換切削液,這樣就可節(jié)省時間、提高生產效率??梢韵胂?,要開發(fā)這樣一種萬能金屬切削液難度極大,要確保切削液在范圍如此廣泛的金屬加工中仍然具有必需的性能,并不現(xiàn)實。因此,使用用干切削加工代替濕加工,是機械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。
3.3、干切削刀具技術
干切削是一項新興制造技術,其在機械加工中,為保護環(huán)境、降低成本而有意識地減少或完全停止使用切削液。高速干切削技術是在獲得高精度同時,又限制使用切削液,消除了由切削液帶來的環(huán)境污染危害工人健康。增加制造成本和廢液處理成本等負面影響,實現(xiàn)綠色生產。但是實現(xiàn)干式切削的最大技術難題是刀具,他是使干式切削加工得以順利進行的關鍵因素。刀具在切削加工過程中,要承受很大的壓力,同時由于切削時產生的金屬塑性變形以及在無切削液的情況下刀具、切屑、工件相互接觸表面間將產生更強烈的摩擦,使刀具切削刃上產生極高的溫度和受到很大的應力,在這樣的條件下,刀具將迅速磨損或破損,因此干式切削刀具材料應具備更高的耐熱性和熱韌性,良好的耐熱沖擊性、抗粘結性及高的耐磨性。
3.4、干切削的機床技術
設計干切削機床時主要考慮兩個問題:一個是切屑和灰塵的快速排出;另一個是切削熱的迅速散發(fā)。因為在在干切削中,由于沒有切削液的冷卻、和排屑作用,切削力和切削熱急劇增加。即便是選用超硬刀具材料或者是對刀具表面進行適宜的涂層處理,卻無法避免大量熾熱的切屑堆積在切削區(qū)和機床上。這不僅破壞了切削過程,造成切屑的再切削而導致已加工表面惡化,還會使機床溫升和熱變形加劇,嚴重影響加工質量和生產率。首先對于一些無法排出的熱量,則相關部件應采取隔熱措施。為了便于排屑,干切削機床應盡可能采用立式主軸和傾斜式床身。另外,采用吸氣系統(tǒng)可防止工作臺和其它支承部件上熱切屑的堆積。內置的循環(huán)冷氣系統(tǒng)用以提高機床工藝系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性。在加工區(qū)的某些關鍵部位設置溫度傳感器,用以監(jiān)控機床溫度場的變化情況,必要時通過數控系統(tǒng)進行精確的誤差補償。
4、結束語
隨著人類對資源和環(huán)境保護的日益重視,金屬切削加工的負面影響逐漸引起人們關注。綠色金屬切削加工,是機械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。為了跟上國際形勢,順應世界切削技術的發(fā)展趨勢,我國應加快對綠色金屬切削加工技術的研究。21世紀的制造業(yè)對綠色環(huán)保的要求越來越高,綠色金屬切削加工技術作為一種對于節(jié)省資源、保護環(huán)境、降低成本具有重要意義,隨著機床技術和刀具技術及其相關工藝研究的深入,綠色金屬切削加工技術必將成為金屬切削加工的主要發(fā)展方向。
參考文獻:
[1]吳勃. 金屬切削加工過程的有限元建模與仿真[D].江蘇大學,2006.
【關鍵詞】鈑金工藝;激光;應用
剪板、沖裁、折彎都是傳統(tǒng)的鈑金工藝方法,使用這些方法加工時都離不開模具,往往在一個產品的生產過程中需要配備的模具有幾十套上百套。大量使用模具,不僅增加了產品的時間成本和資金成本,而且模具本身的回彈效應,還會降低產品加工的精確度,影響產品的重復性,還不利于生產工藝的變更,不利于生產效率的提高。隨著市場競爭壓力的增大,傳統(tǒng)鈑金工藝已不能夠滿足市場的需求,急需一種新型的加工方法來改變這種局面。激光加工技術是一種全新的無模具加工技術,將激光加工技術應用到鈑金工藝中,能夠節(jié)省大量模具,縮短生產時間,減少生產成本,增加產品的精確度,是適應市場發(fā)展需要的新型工藝技術。
1.激光加工技術的特點
激光是一種相干光源,具有單色性、平行性和相干性的特點,能量密度高,方向性好。激光束聚焦在被加工材料表面的某一點時,激光的光能會瞬間轉化為熱能,產生上萬攝氏度的高溫,再堅硬的材料都會在瞬間達到熔點溫度迅速熔化,溫度再繼續(xù)升高達到沸點,材料發(fā)生汽化,使得被切除的地方形成了一個小孔洞,被切除的余料在汽化過程中被蒸發(fā)掉,沒有殘余。激光加工材料的過程實際上是待加工材料局部因溫度急劇迅速升高持續(xù)發(fā)生液化和汽化現(xiàn)象的過程[1]。
激光加工技術可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的鈑金加工方法難以完成的零件加工。當要在一個箱體較大的鋼件上鉆許多大小不一的孔時,傳統(tǒng)鈑金工藝方法無法做到,但激光加工技術就能夠輕松完成。而且,在連續(xù)加工同樣的零件時,激光加工技術比傳統(tǒng)工藝技術的準確度更高,速度更快,市場競爭力更強。
在二維平面中,激光加工更有柔性。例如在使用激光切割機切割時,工件是固定的,切割機的割頭是可移動的,這樣不僅可以避免加工出現(xiàn)死角,提高加工材料的利用率,還能夠簡化加工設備。激光加工設備不是靠控制零件、設置模具或改變加工路線來進行加工的,而是由計算機系統(tǒng)整體控制來完成的,因此,激光加工工藝中不存在刀具的磨損、變形等問題,過程可以能夠通過數控來完成,而且完成精度高,質量好。
2.鈑金工藝中的激光加工技術
2.1 激光切割技術
近年來,激光切割技術的應用十分廣泛,據相關技術研究分析表明,激光切割技術占激光加工技術的近70%。激光切割機主要由激光器、機床主體和控制系統(tǒng)三大部分組成,常用于激光切割的有CO2激光器和YAG激光器,其特點是切割精度高。根據切割要求不同,激光光源的功率從5W到90KW不等,切割鈑金工件所采用的激光光源功率一般是在100W到1500W之間。當切口寬度要求在0.15mm至0.2mm之間時,激光光源的輸出功率應該小于1500W,此時激光光源的振蕩模式為單模振蕩,切割面也會相對比較平整;當切口寬度在1mm左右時,激光光源的輸出功率應選擇大于1500KW,此時激光光源的振蕩模式為多模振蕩,切割面會留下少許污物。當在使用激光技術切割厚板時,則需要采用空氣、氧氣、氮氣等輔助氣體來配合完成,氮氣是一種惰性氣體,用它來輔助切割,能夠有效避免切面發(fā)生氧化;在對厚度較大的板進行切割的時候,使用氧氣作為輔助氣體,能夠加快切割的速度。
激光切割工藝中可使用CAD技術結合CAM技術來提供加工工件所需要的工藝參數和加工信息,高效、連續(xù)地完成自動化切割和生產。激光切割不需要大量更換模具,工藝參數變更簡單,可廣泛應用于各種高硬度、高熔點、硬質、脆性、粘性、柔性材料及薄壁管件的切割,而且還具有切縫窄、速度快、熱變形小、切口平整的優(yōu)良特性。
2.2 激光打孔技術
激光打孔技術是最早大規(guī)模運用到實際生產中的激光加工技術。和電子束打孔、超聲波打孔、電化學打孔、射流打孔、電火花打孔、機械打孔等方法相比,激光打孔技術明顯表現(xiàn)出了通用性強、效率高、成本低、效果好的優(yōu)良特性,孔的平均精度為±0.02mm,表面粗糙度Ra約為1.6μm,若是采用數控激光打孔,孔的精度能夠達到5μm,精確度極好。
在鈑金工藝中,激光打孔所采用的激光是功率密度為104至105KW/cm2的脈沖激光,作用時間只有0.01至1μs,能夠加工出直徑為1μm的小孔。激光打孔技術不僅能夠精準地打出與表面成各種不同角度的孔,而且對薄壁材料、復合材料、脆性材料、粘性材料等各種不同性質材料的工件都能夠打深小孔和微小孔。
在用激光技術對鈑金工件打孔時,孔直徑的大小主要取決于激光聚焦光斑的大小,通常可以通過激光的功率密度和鈑金工件的熱系數計算得到固體激光打孔的最大孔深。不是所有的工件都適合采用激光打孔。對于那些激光反射能力強、導熱性能好、熔點高蒸汽壓力低的工件,采用激光打孔效率很低;激光打孔的孔徑一般都在1μm至1.524mm之間,當孔徑大于1.524mm時,應該采用激光套料法打孔;在加工大孔和臺階孔時,不能采用激光打孔。
2.3 激光焊接技術
激光焊接技術近年來迅速發(fā)展并廣泛應用于航天、航空、汽車工業(yè)中,可以焊接各種金屬、合金、復合材料和陶瓷材料。與傳統(tǒng)的焊接方法相比,激光焊接方法可使單位長度的焊縫在瞬間迅速獲得更大密度的能量,焊接速度更快,焊縫受到熱量和形變的影響更小,焊接頭的物理力學性能不會因焊接而變差。
當功率密度為100至1000KW/cm2的激光作用在金屬材料上,進行激光焊接的過程為:金屬熔化產生液態(tài)熔池形成空洞金屬汽化蒸汽壓力擴張形成焊縫。激光焊接的焊縫深度及形狀受金屬材料的熱力學性能影響。一般情況下,激光束與液態(tài)熔池外表面張角在70°左右時能量密度最大,焊縫深度也最大,此時連續(xù)激光焊接速度V與焊接深度H形成正比例關系。當激光焊接的輸出功率在0.1至5KW之間時,焊機速度V與輸出功率P呈線性關系。
2.4 激光成形技術
激光成形技術作為一種無模具成形的新技術近年來已有所發(fā)展。傳統(tǒng)的鈑金工藝成形方法有沖裁、彎曲和擠壓等,但這些方法對模具的依賴性很強,而激光成形技術讓鈑金工藝實現(xiàn)了無模具生產的可能,目前常用的激光成形技術有激光沖擊成形技術和激光彎曲成形技術。
激光沖擊成形技術是指利用激光對鈑金工件的覆蓋層進行照射,通過覆蓋層受熱蒸發(fā)產生沖擊波而達到使工件發(fā)生塑性形變目的的技術[2]。在對工件進行激光沖擊成形操作之前,需要做以下準備工作:首先,在工件表面涂一層不透明的材料,如黑漆,形成覆蓋層;然后,在覆蓋層上方覆蓋一層透明物質,比如水,形成透明層。然后使用激光照射,激光透過透明層照射在覆蓋層上,覆蓋層吸收了激光的能量,一部分覆蓋層材料受熱蒸發(fā)后,仍然吸收著激光的能量,激光的能量轉化為蒸汽的內能,蒸汽立即變成了高壓氣體。由于透明層的限制,高壓氣體形成沖擊應力波,一部分作用在工件上,使工件發(fā)生形變,另一部分穿透透明層作用在工件表面,使得表層產生殘余壓應力,使工件表面得到強化。雖然在這個過程中會有大量的熱量產生,但是一般工件表面溫度只有150攝氏度左右,而且持續(xù)的時間也只有零點幾秒,材料的微觀結構沒有改變,激光沖擊成形技術是一種冷加工工藝技術,適合用于自動化生產中。
激光彎曲成形技術是指鈑金工件的局部表面在激光光束的照射下受熱,再使用冷卻水等冷卻介質將工件迅速冷卻,使局部產生溫度應力而產生形變的技術[3]。激光彎曲成形所需要的時間長短取決于工件的材料特性和工藝參數,零件的形變方式和形變程度是由計算機程序來控制的,故激光彎曲成形工藝中,要注意及時維護計算機數據庫和物理影響因素庫,確保信息的準確性和完整性。
2.5 激光刻蝕技術
由于激光刻蝕技術具有高效、節(jié)能、環(huán)保、無接觸、無磨損、靈活性高、標記永久的特點,激光刻蝕技術已廣泛應用于材料加工、制造、測繪、科研等眾多領域。在鈑金工藝中,若是要用激光刻蝕出理想的標記或符號,只需要在控制系統(tǒng)中設置好程序和參數即可達到目的,產品完全由設計思路來控制,可做到成本可控,產品可控,經濟效益顯著,而且全過程無污染,也符合綠色環(huán)保的要求。
3.結論
激光加工技術產品具有優(yōu)質、高效、節(jié)能的優(yōu)點,激光加工技術已逐漸使用到鈑金工藝生產中,但激光技術的全面推廣仍受技術理論和加工設備等因素的制約,許多方面的應用還有待進一步深入。
參考文獻
[1]劉淑敏,椽度仁.激光加工技術的地位、特點和發(fā)展趨勢[J].國外激光,2011(3):18-19.
關鍵詞:金屬帶材壓力加工;張力控制系統(tǒng);探討研究
張力控制問題是影響軋材質量的主要問題,因此張力控制系統(tǒng)便成為軋制生產中的關鍵設備之一。研究張力控制系統(tǒng)可以幫助我們有效解決張力控制失效問題,從而提高帶材加工效率、質量以及經濟效益。這對促進國民經濟的持續(xù)健康發(fā)展具有十分現(xiàn)實的意義。
1 張力控制系統(tǒng)總體結構分析
張力控制系統(tǒng)作為軋制生產過程中的重要設備,其結構構成比較復雜,涉及技術眾多,這無疑增加了我們控制帶材壓力加工張力的難度,因此文章有必要對張力控制系統(tǒng)的總體結構進行簡要說明。
在上圖中,數字1代表軋輥、2代表液壓壓下系統(tǒng)、3代表測厚儀、4代表張力傳感器、5代表夾送輥、6代表卷筒、7代表開卷或者卷取機。冷軋精軋機的開卷工作與卷取工作是同時進行的,其中上圖中的卷取輥與夾送輥共同構成張力控制系統(tǒng)。在冷軋精軋機中由卷取機對張力進行控制。
2 軋機工作的工藝要求以及系統(tǒng)設計思想分析
2.1 軋機工作的工藝要求
冷軋精軋機的具體工作流程如下:開卷機工作將帶材送入開卷夾送輥中,然后再將帶材送入軋機進行軋制工作;軋制完成后,帶材從軋機中被送到卷取夾送輥,然后由卷取機將帶材卷取并脹緊。另外,軋機還要滿足一系列的參數要求:
第一,尺寸要求:冷軋精軋機開卷機的卷筒直徑為0.5m,最大可以開卷直徑為1.3m的帶材。同時不論是開卷還是卷取,卷筒的寬度為450mm,最大外徑為500mm。
第二,速度要求:冷軋精軋機的卷取速度要保持在1.5~15m/s之間,軋制速度控制在0~0.5m/s之間,同時電動機的轉速要控制在0~1560r/min之間。
第三,其他要求:軋制過程中的張力要控制在8000~80000N之間,同時電動機的輸出功率要穩(wěn)定為145KW。另外,帶材厚度、帶材寬度等都有一定的技術要求。
2.2 張力控制系統(tǒng)的設計思想分析
在設計張力控制系統(tǒng)時,要致力于解決以下三個問題:
第一,軋機在開始工作的加速階段或者結束工作的減速階段,張力控制系統(tǒng)要補償因速度變化造成動態(tài)力矩變化而引起的張力變化,要使軋機的工作速度與卷取機的工作速度保持一致,從而減少張力的變化。
第二,控制因卷徑的變化而引起的張力變化,從而減少張力變化對帶材軋制質量造成的影響。
第三,處理因卷徑以及卷取機負載質量的增加以及外界其他因素變化而造成的控制系統(tǒng)模塊參數改變的問題,保持整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而避免張力發(fā)生變化,控制帶材軋制質量。
為解決以上三個問題,一般采用張力間接控制法以及張力直接控制法等兩種方法結合的方式對軋制過程中的張力進行控制。例如:在張力出現(xiàn)以及張力消失的階段采用間接法,此時對張力進行動態(tài)補償;在穩(wěn)定工作階段,采用直接發(fā),從而精確的控制張力??梢哉f以上三個問題不僅只是張力控制系統(tǒng)中需要面度的問題,而且還是張力控制系統(tǒng)的設計指導思想。
3 張力控制方法分析
3.1 間接張力控制方法
間接張力控制方法主要被應用在軋機開始工作張力出現(xiàn)以及軋機停止工作張力消失的階段,即我們通常所說的消張以及建張階段。在控制建張以及消張階段的張力時,我們一般采用最大力矩法,之所以采用這種方法是因為該方法具有一定的優(yōu)點:
第一,最大力矩法法采用了先升壓后弱磁的控制技術,這樣就使得電動機在很長一段時間內處在滿磁的狀態(tài)下,從而避免了無功功率對電機的沖擊,延長了電機的使用壽命,降低了生產成本.
第二,先升壓后弱磁的技術使得電機長時間處于全電壓的工作狀態(tài)中,因此電動機的功率因素大大增加,工作效率明顯提高。
第三,卷徑的變化無法影響到電動機的磁場變化,導致電動機的磁場變化范圍可以隨意選擇,這樣大大降低了電動機的生產標準,從而降低了帶材加工的生產成本。
第四,電動機工作電流不會輕易達到最大值,因此電動機的工作損耗大大減少。
3.2 直接控制方法
在軋制工作穩(wěn)定進行的階段,需要使用直接控制方法對張力進行控制,而想實現(xiàn)對張力的有效控制,需要電流調節(jié)器、速度調節(jié)器、張力調節(jié)器以及控制對象等構件和環(huán)節(jié)的協(xié)同工作。
首先,在設備開始運行時,速度調節(jié)器開始工作,控制設備的加速度。
其次,當軋機進行穩(wěn)定工作狀態(tài)時,速度調節(jié)器的轉速環(huán)停止工作,張力調節(jié)器的張力環(huán)開始工作,此時系統(tǒng)對張力的控制按照間接控制方法進行,從而實現(xiàn)對恒定張力的準確控制。
另外,在系統(tǒng)工作中,若發(fā)現(xiàn)張力不足,系統(tǒng)會自動對設備進行調節(jié),從而提高系統(tǒng)的張力,確保帶材的軋制質量。
4 結語
張力控制系統(tǒng)在金屬帶材壓力加工過程中發(fā)揮著重要作用,關系到加工產品的質量。本文率先分析了冷軋精軋機的構成以及張力控制系統(tǒng)的構成,然后研究了設備的工作原理以及系統(tǒng)的設計思想,最后對生產過程中采用的張力控制方法進行了探討,為金屬帶材壓力加工提供了理論參考。
參考文獻
[1]張忠東.試析金屬帶材壓力加工中張力控制系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(10)
[2]單秀慶.金屬帶材壓力加工中張力控制系統(tǒng)的探究[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(20)
[關鍵詞]市場需求;普車、數控車實訓教學;教改;“推進劑”
中圖分類號:TG519.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)11-0316-01
隨著社會經濟的不斷發(fā)展,市場競爭日趨激烈,市場對勞動力人才資源的需求發(fā)生了很大變化,企業(yè)擇優(yōu)的標準轉向操作技能優(yōu)秀的實用型人才。職業(yè)教育就是就業(yè)教育,職業(yè)學校培養(yǎng)出來的學生應能適應社會、?企業(yè)的需要,它的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有較強動手能力的專門人才,而實訓是培養(yǎng)學生操作技能和積累技術經驗的重要途徑。近十年來,職業(yè)學校數控加工專業(yè)的建設得到長足發(fā)展,新型的加工技術沖擊著傳統(tǒng)的實習內容,這就促使我們對普通車床實訓的教學進行改革,從傳統(tǒng)的學習工藝知識、提高動手能力逐步向增強實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的目標發(fā)展,讓普通車床實訓成為數控加工專業(yè)發(fā)展的“推進劑”。
如何保證職業(yè)學校學生的質量,滿足企業(yè)的需求,是職業(yè)學校課程改革的首要任務。在數控加工專業(yè)的實訓教學中利用普通機床進行基本操作技能訓練在目前是不可缺少的一個環(huán)節(jié),我們可以把學習普通車床的操作技能比作學走路,把數控機床的學習比作學跑步,只有走好了才能跑的起來。事實也是這樣,在我國目前飛速發(fā)展培養(yǎng)數控專業(yè)人才的形勢下,職業(yè)學校應繼續(xù)重視傳統(tǒng)機械加工實習基地的建設,傳統(tǒng)的金屬加工理論、實踐技能仍是學習先進制造技術的基礎。由此可見,傳統(tǒng)的普車工藝可以為新型的數控工藝服務,它們是一種相關聯(lián)的技術服務,是一種一體化的教學,以普車為基礎的實訓教學是課程體系中的重要一環(huán)。那么,如何真正讓普車實訓成為數控加工專業(yè)發(fā)展的“推進劑”呢?構建普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式是基礎;提高實訓教師的教學水平是關鍵;加強實訓基地的建設是保障。
一、構建普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式是基礎
數控專業(yè)的學生安排普車實訓的目的或者說教學目標應該是:讓學生掌握一部分車工的中級技能,可實際情況是數控專業(yè)的學生普車實訓階段(實訓時間并不短)的成效與上述目標相距較大,除少數優(yōu)秀學生外,大部分學生沒能建立起車削加工的完整概念與常識,個別學生甚至連車刀都不能獨立完成正確安裝,這就導致在數控實訓教學階段又要去教學生一些基本的車工操作技能,重復講解一些在普車實訓階段應該掌握的概念與常識。因此,由于普車實訓教學的實效性不足,對數控實訓教學不僅起不到基礎與輔助作用,還影響了數控實訓教學的實效性。
1.普車、數控車實訓一體化教學模式的確定,是實訓教學的核心內容
首先我們應重新確定普車實訓的教學內容。教學內容的制定要刪繁就簡,突出重點,緊緊圍繞為數車實訓教學服務這一主題展開。通過總結自身教學經驗,我們應從以下六方面確定普車實訓教學內容:熟悉安全、文明生產規(guī)章制度;車床的使用與維護;工件定位與裝夾;車刀基本角度的刃磨及其初步選擇;掌握相關車削加工工藝知識,對于切削三要素有直觀的認識和理解;典型零件的工藝分析與車削。以上六點是與開展數控編程與工藝、數控仿真、數控實操教學密不可分的。其次科學安排普車與數控車的實訓時間。普車實訓為第一階段,按職業(yè)技能鑒定考核(以數控專業(yè)為例)要求,緊密圍繞上述六點內容開展實習,可分為認識實習、技能提高、獨立操作三個時期進行,實訓課時比例應適當加大。數控車實習為第二階段,同樣分認識實習、數控仿真、數控實操三個時期進行。這里特別強調的是實訓工位的數量及質量應保證。初期入門,打下必備的基礎知識;中期根據學生整體接受情況,進行適當調整;后期以自練為主,教師進行檢查、督促輔導。兩個階段的實訓安排可以穿行,但必須保證普車實訓在前。普車實訓中“典型零件的工藝分析與車削”的教學是重點,也是難點,是數控車實訓教學的基礎。因此,可采取演示法,參觀法,練習法(巡回指導),提問法及多媒體電化教學法,以加強學生對講授內容的掌握和理解,提高學生對先進制造技術發(fā)展趨勢的適應能力。總之,普車技能的熟練操作是數控車教學的前提和保證,普車的實訓教學環(huán)節(jié)很重要并不意味著只加強而不改進,應該切實改進數控專業(yè)在普車實訓階段的教學形式與內容,應與數控教學進行互動,使之更好的與數控實訓教學相銜接。
2.要實現(xiàn)教材、教室一體化
隨著普車、數控車實訓一體化教學模式的確定,教材、教室一體化也要隨之建立?,F(xiàn)在職業(yè)學校專業(yè)教育存在的普遍問題是理論老師只管按照教科書內容講解相關理論知識,而不考慮學校實訓教學的現(xiàn)狀;實習老師只管按照原有的技工學校的實習教學模式進行實訓教學,而不去關心職業(yè)教育的發(fā)展趨勢,不去了解企業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及對用工的新要求,十幾年按部就班的重復著變化不大的實訓教學內容。因此,學校應整合教學資源,把普車實訓教學與數車實訓教學有機的結合起來,而不是各自為政,應統(tǒng)籌安排,統(tǒng)一制定教學計劃,編制相應的教學講義,將課堂搬進實訓室。以學生夠用、適用、會用為原則,充分體現(xiàn)教學過程中理論與實踐相結合、普車與數車相結合的教學目標。
3.對學生做好職業(yè)道德規(guī)范教育,正確處理好普車實習和數車實習的關系
現(xiàn)在有一種觀念,認為隨著數控技術的不斷發(fā)展,普通機械加工會逐漸淘汰,數控專業(yè)的學生只要把數控機床的操作技能學好就行了,不需要學習太多的普通機床操作技能。從機械行業(yè)發(fā)展的大趨勢來講普通機械加工是會逐漸被淘汰,或者說所占比例會逐漸減少。但是,從數控實訓教學的角度而言,普通加工的學習很重要也很必要,沒有普車的學習,學生就不能建立“加工”、“切削”的概念,到了數控車學習時,就不能很好的把數控程序與數控加工結合起來,不懂加工,所編制的程序就變成了紙上談兵,就成了空中樓閣;缺少了普車的實訓教學環(huán)節(jié),就會增加數控實訓教學的難度和時間。還有一種傳統(tǒng)觀念,認為學習普車是臟、累、差的工作,是沒有發(fā)展的。以至于學生對實習不重視,敷衍了事,具體表現(xiàn)為課前不預習,示范動作不看,實習步驟不聽,摸一摸,動一動,站一站,得過且過,學習主動性意識淡薄,不但給后續(xù)學習數車留下隱患,更加嚴重的是職業(yè)道德規(guī)范的喪失為今后就業(yè)埋下了“炸彈”。
二、提高實訓教師的教學水平是關鍵
普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式的實施,離不開高素質的教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設。通常我們所講的“雙師型”教師,是指既有一定的專業(yè)理論知識,又有一定的專業(yè)操作技能水平。而本文所講的“雙師型”教師是指既懂得普車的實訓教學,又掌握數控車的一定操作技能,并達到一定技術等級的一種“雙技師”型教師。我校數控加工專業(yè)的實訓教師大多沒有經過嚴格、正軌的普車學習,在數車教學中難免出現(xiàn)諸如刀具刃磨、工藝安排等棘手的問題。因此,提高實訓教學質量的關鍵在于有一支技高一等、藝高一籌的專業(yè)教師隊伍,學校應采取多種途徑加強專業(yè)實訓教師培養(yǎng)。
參考文獻
關鍵詞:加筋土 擋土墻 施工
1 工程概況
渝懷鐵路第26標段DK420+620~DK420+905段設計為路堤式加筋擋土墻,整段線路位于直線上,總長度為285m。基礎為C15砼條形擴大基礎,基礎以下絕大部分設有C15片石砼墊塊。路堤式加筋擋土墻墻高為3.9~11.9m不等。該段加筋擋土墻線路行進在秀山河右岸較緩山坡上,地表有0~2m的(Q4d1+e1)粘土,多開為農田;下為(O1d)泥質灰?guī)r,巖層傾角≥15°,但巖層走向與線路夾角大于45°;路堤中心填方高度≤12m,若放坡邊坡高度≥20m,且已伸入秀山河百年洪水位以下,穩(wěn)定性較差,故設擋收坡。
2 施工原理
加筋土擋土墻是由填土、拉筋和墻面板組成的加筋土承受土體側壓力的擋土墻。
加筋土擋土墻是在土中加入拉筋,利用拉筋與土之間的摩擦作用,改善土體變形條件,以穩(wěn)定土體。
3 施工方法及工藝
施工工藝流程見圖1。
3.1 施工準備 ①場地平整清理后進行施工放樣。②按設計及圖紙要求選擇好填料,確定其特征與性能是否符合設計要求。本段加筋土擋土墻填料的粒徑應該小于其壓實厚度的2/3,最大粒徑小于10cm,級配良好、滲水性好。③按設計進行墻面板的預制和拉筋的選擇試驗。
3.2 基礎工程 按照測量定位時標示的基坑開挖線進行基坑開挖。根據設計要求對該段地基進行換填級配碎石和擴大基礎,擴大基礎為C15片石砼加高墊塊。基礎為現(xiàn)澆砼,澆筑時按設計要求預留沉降縫。
3.3 面板預制及安裝 面板在預制場集中預制后運到施工現(xiàn)場。
3.3.1 面板預制 墻面板采用C20鋼筋砼預制,板高0.494m,板厚0.17m,板長分A型和B型。A型板和B型板的長度分別是1.494m、0.744m,設拉筋結點分別為4個、2個。面板平放時高度不超過5塊,面板間用方木襯墊。
3.3.2 第一層面板的安裝 ①放線。全墻基線能否達標主要取決于第一層。這一層可借助經緯儀將面板的外緣線和墻面板長度分段線準確標示在條形基礎頂面上,再通過水平儀進行水平測量,復核標高;②安裝。裝配面板的過程中用砂漿砌筑調平。參考坡度和垂直度的設計要求,由墻端及沉降縫兩側開始掛線安裝。相鄰面板之間不宜有10mm以上的水平誤差;軸線偏差每20延米不大于10mm。這是保持墻面水平縫一致的基本要求。裝設面板的過程中,單塊面板允許內傾1/100~1/200,作為填料壓實時外傾的預留度,墻面板安裝時嚴禁外傾。
3.3.3 以后每層面板的安裝 按照第一層面板的安裝方法逐層以后的每層面板。沿面板縱向配裝標樁,標樁與標樁之間距離5米,安裝時先通過錘球掛線,再用經緯儀校核。標高和軸線三層一測,按照第一層的標準控制誤差。為防止相鄰面板錯位,第一層用斜撐固定,以后各層用夾木螺栓固定。該段為采用φ16鋼筋插銷連接方式的面板,一次安砌層數以兩層為宜。
3.3.4 設有錯臺的高加筋土擋土墻 對設有錯臺的高加筋土擋土墻,上墻面板的底部要按設計要求進行處理,并及時將錯臺表面封面,如鋪砌砼預制塊等。
3.4 筋帶鋪設 ①下料。參照分層設計長度在拉筋帶提前下料,下料長度=設計長度*2+500mm;②筋帶垂直面板并呈扇形輻對狀均勻鋪設于壓實平整的填料上。扇形的大小以墻面板起至筋帶長度的1/3以后不重疊為宜。筋帶不宜重疊、打結或彎卷,切忌接觸硬質棱角填料;③筋帶采用均衡自調式“筋帶張緊器”拉緊后(要保證每根筋帶的拉力一致),再用少量填料由拉環(huán)(或孔)處向筋帶尾部覆蓋,使筋帶按照設計的位置固定;④加筋土擋土墻的每個結點設一束2根筋帶,但在帽石下第一個結點設2束4根筋帶。
3.5 填料的鋪設、壓實 鋪設定位后回填。須提前按照設計要求的粒徑和種類選擇回填的填料,填料中切忌夾雜棱角銳利的材料,以免損壞筋帶。施工中,須交替地回填、安裝面板并鋪設筋帶,如果作業(yè)面開闊,且是長的擋墻,可流水作業(yè)。分層回填并壓實填料,根據填料的壓實系數,將虛鋪厚度須大于30cm,小于50cm,填料的最大粒徑10cm,即小于填料壓實厚度的2/3,且其總量控制在15%以內。
在機械卸料和攤鋪過程中,機具距離面板1.5m,1.5m以內的填料宜人工攤鋪。面層要均勻平整,設一3%的橫坡。未覆蓋的筋帶上禁止行車,采用機械卸料、攤鋪時,筋帶上覆蓋層厚度不得小于20cm。每層填料攤鋪完畢及時碾壓。碾壓時一般先輕后重,所有施工機械行駛方向與筋帶垂直,且填料壓實效果不達標時禁止機械或車輛在上面急行、急剎或任意改變方向。碾壓作業(yè)由筋帶中部開始。碾壓過程中,機械沿路基縱向行駛碾壓到筋帶尾部,再從筋帶中部向面板墻邊碾壓。距離面板1m內的部分改用小型機碾壓,但填料的密實度不小于90%,其它部位的密實度保證在90%~95%以上。填料為粘性土時,考慮到有滲水,在面板后不小于50cm范圍內回填砂礫石料作濾水層。
3.6 防、排水及附屬工程 加筋土擋土墻基礎埋深須嚴格控制,埋得較淺易外露或被沖蝕,墻體施工按設計要求逐步開展,注意排水及護腳的修筑。加筋土擋土墻的反濾層、透水層、隔水層等防、排水設施按設計要求與加筋土墻身施工同步進行。緣石、欄桿的安裝前,復測中線,放出墻頂基線,測定標高。安裝時保證線型順適,砌筑牢固,外表美觀。
3.7 防腐處理措施 為防止或延緩埋入土壤之中的鋼材腐蝕,采取嚴格控制填土質量、增長填土電阻率和加強填土的夯實密度的方法。做好防、排水工程,嚴禁積水,嚴禁向加筋土內排水。
4 資源配置
4.1 設備 ①壓實機具:振動壓路機、手扶式振動壓路機;②土方施工機具:推土機、挖掘機;③運輸機具:自卸汽車、人力手推車;④砼澆注機具:砼拌合機、平板振動器、插入式振搗棒;⑤鋼筋加工機具:電焊機、切割機、調直機;⑥吊裝機具:16T汽車吊;⑦其它機具:水泵。
4.2 人員 現(xiàn)場技術員2人、現(xiàn)場施工管理人員2人、現(xiàn)場試驗員1人、測量員4人。
5 結束語
加筋土擋土墻地基承載力的檢算以及施工過程中筋帶鋪設的合理性、碾壓的密實度、面板的質量、填料的質量這幾大因素是決定加筋土擋土墻工程成敗的關鍵。
加筋土擋土墻具有受力性能好、穩(wěn)定性強、結構合理、施工方便、造型美觀、節(jié)約用地、成本低、能縮短工期、能帶來很好的經濟效益等一系列優(yōu)點,應用會越來越廣泛。
在本段加筋土擋土墻施工中,我們盡管在實際操作中取得了很好的效果,但也總結了不少經驗,在以后的施工中,我們將會進一步地完善。
參考文獻:
[1]王松根,高永濤,邊國強.關于失穩(wěn)加筋土擋土墻加固問題的探討[J].公路交通科技,2001(03).