時間：2023-03-08 15:37:45
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S10缸體鑄件材質(zhì)為HT250，毛坯重約42kg，重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8執(zhí)行。缸體一般壁厚4+0.8-0.5mm，鑄件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8，毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求：2.5mm±0.5mm?？梢?，缸體基本屬于薄壁輕量化設計，且尺寸精度要求較高。鑄造工藝設計時應主要考慮立澆工藝，并考慮冷芯為主，以保證其要求的精度。
1.2水套結(jié)構(gòu)分析與措施
水套芯結(jié)構(gòu)特點：①水套芯總高97.5mm，一般厚度5～8mm；②水套芯左端下部有特殊的異形結(jié)構(gòu)。水套芯可能出現(xiàn)異形處變形、斷芯，從而影響該處壁厚和尺寸；另外，該異形處存在清砂難度。因此，水套芯應采用強度較高的熱芯；水套芯異形處應采用特殊涂料和工藝，以保證該處不發(fā)生粘砂和易于出砂。同時，選擇底注立澆工藝方案，鐵液平穩(wěn)上升、平穩(wěn)充型，對整個水套芯的沖擊相對于臥澆工藝方案要小很多。
1.3油道結(jié)構(gòu)分析與措施
S10缸體外形單側(cè)有2根油道芯，兩側(cè)基本對稱，共有4根油道芯。特點是：①油道芯細長，長度266mm，貫穿缸體上下面；②截面單薄，彎曲程度大，在澆注過程中易變形或斷裂。因此，油道芯應采用較高強度的熱芯；同時為防止和減少熱變形，應選用高強度低膨脹的芳東覆膜砂。此外，選擇底注立澆工藝方案對細長油道芯受鐵液沖擊相對于臥澆工藝方案要好很多。
2S10缸體鑄造工藝設計
2.1立澆工藝方案選擇
依據(jù)對S10缸體水套芯和油道芯結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)對立澆工藝和臥澆工藝在充型時水套芯與油道芯的受力分析，決定選用：缸孔朝上，底注立澆工藝方案。S10缸體鑄件工藝如圖9；砂芯構(gòu)成如表4；水套芯和油道芯用芳東覆膜砂，見表5。水套芯異形處實施3層涂料：先刷一層鋯英涂料，表干后水套芯整體浸涂水基石墨涂料，最后在異形處再刷鋯英涂料。
3試制結(jié)果
采用前述工藝措施，按調(diào)整后的澆注系統(tǒng)，對熱節(jié)的3個工藝方案均進行了調(diào)試。此外，經(jīng)鑄件解剖表明：水腔清潔，水套異形處光滑無粘砂；水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均勻，經(jīng)檢測缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm；油道芯未發(fā)生斷裂和漂浮，油道壁厚正常。對于熱節(jié)處采用的3個方案，經(jīng)外觀檢查和解剖，均未見縮孔和縮松缺陷。鑄件經(jīng)多次加工和加工后解剖表明：尺寸合格，壁厚正常。對熱節(jié)處的3個工藝方案，為穩(wěn)定和確保熱節(jié)處無收縮缺陷，今后可優(yōu)先選用無冒口的方案1，其次是另2個方案。
4結(jié)論
（1）S10缸體水套芯單薄，有異形結(jié)構(gòu)；油道芯貫穿缸體上下平面，細長而彎曲。采用底注立澆工藝，鐵液平穩(wěn)上升，對水套芯和油道芯的沖擊小。有利于防止水套芯受沖擊變形，保證缸孔壁厚均勻；也有利于防止油道芯漂芯和斷芯，保證油道壁厚正常。
（2）水套芯和油道芯設計為熱芯，并選用含較大比例寶珠砂的高強度低膨脹的芳東覆膜砂，有利于防止在高溫鐵液作用下因膨脹而發(fā)生的變形，有益于保證缸孔壁厚均勻和油道壁厚正常。水套芯異形結(jié)構(gòu)處實施3層涂料，使不易清理的該處光滑潔凈無粘砂。
2葉輪鑄造工藝設計與優(yōu)化
2.1馬氏體不銹鋼葉輪鑄造工藝模擬分析
采用有限元分析軟件對鑄造工藝進行模擬，鑄件模型選擇的材料為馬氏體不銹鋼，砂箱模型選擇的材料為樹脂砂，鑄件與砂箱之間的換熱系數(shù)為500W/（m2•K），澆注溫度為1560℃，充型速度為42kg/s，澆注時間為27s，熱傳遞方式為空氣冷卻，設置重力加速度為9.8kg/s2，初始條件為金屬液溫度1560℃、砂箱溫度25℃，運行參數(shù)采用默認設置。葉輪充型過程模擬結(jié)果見圖5。可以看出，金屬液充滿澆道，整體充型平穩(wěn)，見圖5a。當澆注完成后，鑄型內(nèi)腔全部被充滿，不存在澆不足現(xiàn)象，見圖5b。模擬結(jié)果表明，該鑄件的鑄造工藝設計方案保證了澆注過程的平穩(wěn)性，也保證了鑄件形狀的完整性，說明澆注系統(tǒng)設計合理。圖6為鑄件澆注265s后透視狀態(tài)圖，可以發(fā)現(xiàn)，葉輪下端圓環(huán)、分型面中心部位交界處存在縮孔，且個別葉輪側(cè)冒口底端存在封閉的高溫區(qū)間，該位置也可能出現(xiàn)縮孔。由此可見，該工藝設計方案在保證鑄件補縮方面還存在設計不足。因此，原設計方案必須改善冒口設計，或者采取必要的工藝補救方案。
2.2工藝優(yōu)化
針對初始設計工藝所出現(xiàn)的缺陷問題，對葉輪鑄造工藝進行優(yōu)化?？紤]在葉輪底端圓環(huán)和葉輪中心位置出現(xiàn)的縮孔，我們分別在葉輪底端加入圓環(huán)形冷鐵，在葉輪中間部位六個側(cè)冒口之間加設楔形冷鐵。改進后葉輪鑄造工藝圖如圖7所示。對改進后的工藝方案進行模擬，工藝改進后的葉輪充型模擬結(jié)果。當充型開始14s時，充填部位型腔內(nèi)金屬液完全充滿澆道，充型平穩(wěn)，沒有明顯飛濺，見圖8a，說明澆注系統(tǒng)設計仍能保證充型的平穩(wěn)性；圖8b是充型至27s時（充型完畢）的狀態(tài)圖，可以看出，金屬液已完全充滿型腔，型腔內(nèi)不存在澆不足等缺陷。
3結(jié)論
（1）不銹鋼葉輪鑄件選取階梯式澆注方式和開放式澆注系統(tǒng)，可以保證鑄件充型過程中金屬液的平穩(wěn)性及充型后的鑄件形狀完整性。
引言
隨著城市發(fā)展步伐的加快，影響城市命脈的道路問題日益成為關(guān)注的焦點，在建設和擴展新道路的同時，對原有道路工程的升級和改造更關(guān)乎我們?nèi)粘５纳?，但在道路改造過程中有些問題必須引起我們的重視。下面以某工程的具體實例來簡述。
某道路工程涉及主車道拓寬、施工改造輔道、自行車道等，要求在保證正常通車前提下完成上述任務。先施工輔道及其管網(wǎng)工程，通車后，再施工主車道拓寬及其管網(wǎng)工程。
一、路基施工
1.1軟基處理
沿線路基土主要是人工填土，以雜填土為主，結(jié)構(gòu)松散，承載力較低，該土層主要位于本次改造道路的兩側(cè)輔道之下，厚度平均2.5m，處理方法：道路兩側(cè)輔道下2.5m及人行道下1.5m范圍的雜填土全部鏟除后換填，換填時應分層（0.5m一層）壓實。
1.1.1路基挖方
①開挖前按施工圖規(guī)定的路線中心線，標高和斷面進行測量放線。木樁標明挖土深度，邊樁線位置，并由監(jiān)理工程師確認。②使用挖掘機和自卸車配合進行挖方作業(yè)，人工輔助施工。施工人員按測量放線木樁所示的挖土深度指導挖掘機作業(yè)。需要拆除、掘除構(gòu)筑物等事先用人工清走，別處堆放，再運出場外。挖方要運走的雜物、廢料、壞土等要傾卸在城管部門指定的傾土場，不準亂傾亂倒。土方作業(yè)時，要注意橫向坡度，按設計橫坡開挖，并注意雨水排除。斷面土方的最終成型由人工整理成設計斷面。
1.1.2路基填方
①土源的確定與試驗。首先確定土場、運輸路線、運輸方式，其次對土場的土質(zhì)進行試驗。②填土前按施工圖規(guī)定方向、標高和橫斷面進行定位，將原地表土翻松并輾壓密實。若有未壓實的人工填土應全部清除后再分層回填。③填土不得含有淤泥、磚塊、石塊、腐植土及有機物，輾壓不得有翻漿、彈簧現(xiàn)象。④填土厚度不可超過30cm，填一層輾壓一層，分層分段施工。試驗人員跟班檢查。下一層達不到要求的密實度，不得進行上一層的回填。⑤按設計橫坡要求每層設置橫向排水坡，縱向排水槽等。防止積水浸泡路基。⑥填土施工順序為汽車運土進場——挖掘機或推土機平整——人工配合平整——壓路機輾壓——人工配合補填——輾壓。
二、路面工程
設計中采用保留原主車道雙向六車道的路面，拆除原路肩、非機動車道、人行道，主車道拓寬與原路面結(jié)構(gòu)一致，新舊主車道表面統(tǒng)一做一新罩面層，加鋪瀝青混凝土新面層。
2.1底基層、基層施工
2.1.1路面施工放樣，用木樁標示出路面邊樁，各層厚度。清除路床上的浮土雜物，整平、壓實到規(guī)定的密實度。
2.1.2石粉碴要求顆粒堅硬，不含土塊等雜物。
2.1.3水泥石粉碴配合比采用重量比，混合料的含水量一般為7-9%，外觀檢查手捏成團，但不冒漿，落地能散，水泥選擇終凝時間較長的，強度等級為32.5Mpa。
2.1.4水泥石粉碴一律采用機械拌合。
2.1.5施工采用分段流水作業(yè)。根據(jù)施工時氣溫，水泥終凝時間，確定施工數(shù)量及范圍。根據(jù)壓實比值確定石粉碴鋪設厚度。在拌合前一天要悶水使其濕透，含水量合適。按水泥含量計算每平方米水泥用量，畫線分塊后撒水泥或按石粉碴數(shù)量放水泥。機械拌合，壓路機輾壓。
2.1.6水泥石粉碴混合料從加水泥到完成輾壓的時間不可超過3小時。成型后灑水養(yǎng)護（禁止用水沖刷），養(yǎng)護7天（禁止一切車輛通行）。
2.1.7施工中做好防雨措施。
2.1.8施工中每道工序必須檢驗合格后方可進行下道工序。
2.2瀝青砼路面瀝青砼路面施工為保證工程質(zhì)量，擬申請并經(jīng)監(jiān)理工程師批準，委托瀝青砼專業(yè)隊進行施工。
2.2.1采用廠拌黑色碎石或瀝青砼，瀝青砼送至現(xiàn)場需有出廠合格證，包括瀝青、砂、石材料的技術(shù)性能及配合比。
2.2.2現(xiàn)場施工以瀝青攤鋪機攤鋪并輔以人工作業(yè)。
2.2.3道牙石一側(cè)先進行瀝青層厚度彈線，標明橫坡和層厚，并拉線鋪筑，經(jīng)監(jiān)理工程師確認。
2.2.4瀝青砼運至現(xiàn)場必須測量溫度和進行外觀檢查（如顆粒級配是否正常，拌合是否均勻，有無澆焦等）。
2.2.5瀝青砼表面應平整、堅實、不可有脫落、掉碴、推擠、爛邊、粗細集料集中等現(xiàn)象。
2.2.6用10t以上壓路機輾壓后不可有明顯輪跡，接茬緊密、平順、燙縫不應枯焦。
2.2.7面層與路緣石及其它構(gòu)筑物接順處不得有積水現(xiàn)象。
2.2.8黑色碎石路面基本要求同瀝青砼路面，其允許偏差應符合規(guī)范規(guī)定。
三、砼路面施工
3.1砼路面的水泥用42.5Mpa普通硅酸鹽水泥。碎石最大粒徑40mm，級配符合曲線要求，砂要進行含鹽量化驗。
3.2砼配合比由試驗確定水泥、碎石、砂、水的重量比。水灰比不大于0.46，達到抗折5.0Mpa的要求。
3.3標書要求用業(yè)主的商品砼。對砼生產(chǎn)廠家按設計要求書面委托，訂明抗折強度，每天用量及使用時間，砼生產(chǎn)廠家對砼配合比負責。
3.4水泥拌和料用砼拌和車運到施工現(xiàn)場的指定地點傾卸。施工要考慮到車輛的進退路線，人工分灰。
3.5砼路面在施工前要對檢查井及平道牙安裝好，并安裝澆注段、模板及鋼筋。模板的頂面標高用水準儀復測，確定縱橫坡度及標高符合設計要求。
3.6施工過程中要派人看模，支撐牢固，不跑位、漏漿?？v橫脹縫和縮縫的位置在模板上事先注明或交代清楚。
3.7砼路面的底面即水泥石粉碴面層要清掃干凈，灑水淋濕，保持表面濕潤，不能有積水。
3.8砼振動先用用插入式振動器依次振搗，再用功率不小于2.2KW平板震動器縱橫交錯全面拖振一次，達到拌和物停止下沉并泛擊水泥砂漿的狀態(tài)。最后用放在模板頂?shù)恼饎恿簭驼褚淮巍?/p>
3.9人工用抹子大致平整砼表面。對振動梁振過的局部地段要修補?？砍邫z查到局部地段不平整，人工在抹平時要進行調(diào)整。
3.10水泥初凝后收干前，人工最后一次抹光。如果砼表面收干快，可以用砼磨光機磨光提漿后再用人工抹平。收干的時間要掌握好，特別在陽光下直曬時要小心變干變硬。
3.11用滾筒或其它方法對拌光后的砼表面拉毛。拉毛深度1-2mm，要做到均勻、一致。拉毛的滾筒按規(guī)定平行滾動或拉毛。
3.12人工看護拉毛后的砼路面，不準行人或其它東西踩上去，造成砼表面的嚴重缺陷。
3.13水泥終凝后，砼表面可以承受一定的力量再用草袋或麻袋復蓋，并用灑水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間7天。
3.14縱橫向接縫必須按設計要求放置鋼筋，砼路面角隅加強的部位按圖施工，決不能馬虎。
3.15砼強度達到1.2Mpa后，一般澆砼后一天，用砼切割機切縫，按分塊、分縫部位，先用墨線打線。切縫機沿線切割。切縫時間不能太早，避免切縫處脫口，也不能太晚，特別是氣溫較高時，容易引起砼路面表面出現(xiàn)裂縫。:
3.16砼路面施工要注意防雨措施的運用，備足防雨設備，搭設防雨棚，盡量利用晴天澆筑砼。遇到雨天，立即搭蓋防雨工具，防止雨水直接沖刷面層，造成麻面。
3.17砼路面施工檢查按市政規(guī)范的標準執(zhí)行。路面的砼厚度和平整度需嚴格控制。
四、結(jié)論
道路工程的適用和通暢關(guān)系著大家的切身利益，在施工中加強管理、切實提高工程施工質(zhì)量，為社會經(jīng)濟和文化的穩(wěn)步提高貢獻自己的力量。
《鑄造技術(shù)》創(chuàng)刊于1979年，是中國鑄造協(xié)會會刊，中文核心期刊，中國科技核心期刊，國內(nèi)外公開發(fā)行?！惰T造技術(shù)》是一本集中報導我國鑄造領域先進科研成果、實用工藝技術(shù)、生產(chǎn)管理經(jīng)驗以及鑄造行業(yè)發(fā)展動態(tài)的綜合性科技期刊。覆蓋鑄鐵、鑄鋼和有色合金鑄造等整個鑄造工業(yè)領域。《鑄造技術(shù)》是西安市科學技術(shù)協(xié)會主管，中國鑄造協(xié)會主辦的期刊。國際刊號：ISSN: 1000-8365，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN：61-1134/TG。雜志內(nèi)容主要由鑄造材料研究和鑄造成型工藝兩大板塊組成。前者主要設置：材料開發(fā)、材料改性、材料保護、材料失效分析等4各欄目；后者主要設置：今日鑄造、工藝技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)驗交流、行業(yè)動態(tài)（信息）等欄目。此外，為了擴大鑄造工作者的視野，了解和借鑒與之相關(guān)專業(yè)的技術(shù)研究成果和發(fā)展動態(tài)，改版后的《鑄造技術(shù)》雜志還開設了實用成型技術(shù)、設備改造及鑄件加工等欄目。
為了進一步辦好《鑄造技術(shù)》雜志，更好地為科研、生產(chǎn)及廣大讀者服務，促進我國鑄造行業(yè)的科技交流與技術(shù)進步，熱誠歡迎廣大從事鑄造科研、生產(chǎn)和管理的工作者踴躍投稿?，F(xiàn)將有關(guān)投稿事宜重申如下：
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中圖分類號：TG27 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0022-01
引言
鋁加工業(yè)的發(fā)展使鋁材的應用更加廣泛，尤其是在目前的航空航天工業(yè)、軌道交通業(yè)、乘用車輛制造業(yè)、軍工材料及民用產(chǎn)品的開發(fā)行業(yè)中，鋁材應用的市場被開拓發(fā)展成為了十分廣闊的大市場，因此就對鋁材的質(zhì)量也提出了更高更嚴的要求。而鋁材的熔鑄是鋁材生產(chǎn)的第一道工序，其目的主要是是為鋁材軋制、鍛造、擠壓生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)錠坯。錠坯的冶金質(zhì)量的高低，是在后續(xù)的工序中再難以進行更改的。因此，控制好錠坯的生產(chǎn)與質(zhì)量是發(fā)揮鋁材的潛力的重要前提。要以先進的工藝技術(shù)和最低的成本獲得高性能、高質(zhì)量的鋁合金鑄錠使之滿足后續(xù)工序及最終成品的需要是現(xiàn)代化鋁材應用所追求的。
一、變形鋁合金熔鑄
鋁熔鑄是利用電解鋁液、返回廢料、中間合金為主要入爐原料，經(jīng)熔化、保溫、精煉、鑄造成錠，鑄錠經(jīng)鋸切、銑面處理成壓延車間需要的合格扁錠，或者鑄軋/連鑄連軋成板帶坯。其主要的工藝過程為熔煉、熔體處理、鑄造。鋁熔鑄的這三個主要工序過程是緊密銜接、相互制約、密切配合才能完成熔鑄過程。在此過程中，如何發(fā)揮設備壽命期內(nèi)的能力，提高生產(chǎn)力，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本越來越受到鋁加工行業(yè)的關(guān)注。
二、變形鋁合金熔煉
熔煉過程為了使熔體內(nèi)部成分、溫度均勻，需要采用適當?shù)臄嚢杓夹g(shù)，建議采用電磁攪拌。電磁攪拌的主要優(yōu)點是：減少爐內(nèi)各部位熔體的溫度差；熔體成分均勻；由于提高了熱的傳輸，能耗下降；爐渣下降。
鋁熔體處理一般指對熔體進行合金化、凈化與細化。合金化的目的是為了提高強度，此外，還應該考慮改善加工性、抗蝕性、耐磨性、硬度、液態(tài)金屬的流動性、表面性能以及其他特殊性能等。凈化處理或精煉是采取措施使鋁熔體中不希望存在的氣體與固體物質(zhì)降到所允許的范圍以內(nèi)，以確保材料的性能符合標準或某些特殊要求。鋁熔體的凈化處理主要是將氫及氧化鋁降到所要求的水平或更低一些。為了獲得鑄錠均勻細小的最佳晶粒組織，主要途徑有控制凝固時的溫度制度，細化處理。
三、變形鋁合金鑄造
鋁合金鑄造是將經(jīng)檢驗合格的鋁熔體澆注到帶有水冷卻設施的結(jié)晶器中，使熔體在重力場或外力場的作用下充型、冷卻、凝固成鋁錠坯的工藝過程。變形鋁合金鑄造主要有半連續(xù)鑄造、鑄軋、連鑄連軋三種鑄造工藝。半連續(xù)鑄造屬于靜模鑄造，鑄軋和連鑄連軋屬于動模鑄造。對于變形鋁合金鑄造來說，作者認為動模鑄造是發(fā)展的方向，它可以實現(xiàn)液體金屬一次加工成材，達到節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率的目的。動模鑄造可分為四類：其一是輥間鑄造，液體金屬從供流嘴流到一對相向轉(zhuǎn)動的軋輥之間冷凝成形并被壓延成板材，典型的輥間鑄造是連續(xù)鑄軋技術(shù)；其二是輪間鑄造，用帶定型槽溝的環(huán)形輪和鋼帶組成結(jié)晶器，金屬液進入結(jié)晶腔內(nèi)，隨鑄輪同步運行，在鑄輪與鋼帶分離處，熔體凝結(jié)成坯并以與鑄輪周邊相同的線速度拉出錠坯；其三是帶間鑄造，結(jié)晶器由兩條相互平行的履帶式類型的鋼板模或鋼帶組成；其四是無接觸鑄造，氣化層鑄造以及電磁鑄造屬此類的鑄造方式。對于變形鋁合金板帶的成型，選用鑄軋和連鑄連軋的優(yōu)勢明顯。
（一）半連續(xù)鑄造坯錠
目前應用最多的是直接水冷立式半連續(xù)鑄造機，它可以生產(chǎn)各種鋁合金牌號和規(guī)格的扁錠以及實心和空心圓鑄錠。鑄造過程中鋁液重量基本壓在引錠座上，對結(jié)晶器壁的側(cè)壓力較小、凝殼與結(jié)晶器壁之間的摩擦阻力較小，且比較均勻。牽引力穩(wěn)定可保持鑄造速度穩(wěn)定，鑄錠的冷卻均勻且容易控制。其中尤以液壓鑄造機的應用最為普遍，特別是內(nèi)導式鑄造機的優(yōu)點更為明顯。
（二）鑄軋
鋁熔體從凈化處理裝置流出后，進入可以控制液面高度的前箱內(nèi)。通過前箱底側(cè)的橫澆道流入由保溫材料制成的供料嘴中，液體金屬靠靜壓力由供料嘴直接進入一對相反方向旋轉(zhuǎn)的鑄軋輥中間。鑄軋輥使液體金屬快速結(jié)晶。隨著鑄軋輥的轉(zhuǎn)動，鋁熔體的熱量不斷通過凝固殼被鑄軋輥帶走，結(jié)晶前沿溫度持續(xù)下降，結(jié)晶面不斷向熔體內(nèi)部推進，當上下兩個結(jié)晶層增厚并相遇時，即完成鑄造過程而進入軋制區(qū)，經(jīng)軋制變形成為鑄軋帶坯。鋁帶坯連續(xù)鑄軋技術(shù)代替了通常鑄錠熱軋工藝生產(chǎn)帶坯所需的鑄造、鋸切、銑面、加熱、熱軋等全部工序。
（三）連鑄連軋
連鑄連軋工藝是一種工藝設備緊湊，在連續(xù)鑄造機后面緊接著配置熱連軋軋機組的緊湊生產(chǎn)線，是從液體到板帶材一次性完成的連續(xù)生產(chǎn)線。顯然，連鑄連軋不同于連續(xù)鑄軋，后者是在旋轉(zhuǎn)的鑄軋輥中，鋁熔體同時完成凝固及軋制變形兩個過程。但是兩種方法的共同點均是將熔煉、鑄造、軋制集中在一條生產(chǎn)線，從而實現(xiàn)從鋁液到鋁板帶坯連續(xù)性生產(chǎn)，比常規(guī)的間斷式生產(chǎn)流程少了多道工序。
在連鑄連軋工藝中，鋁熔體通過鑄造前箱及鑄嘴進入運動的雙鋼帶水冷模腔。前箱安放在鑄機的進口處，進入前箱鋁液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器來控制，控制信號大小由鑄造速度傳感器反饋。鑄嘴上開有小孔，在小孔中通入低壓惰性氣體等，均勻地分布在鋼帶和鋁液之間，起到鋁液和鋼帶間的熱傳遞，使進入鋼帶口的鋁液凝固均勻，不會使鋼帶間產(chǎn)生急速的熱脹冷縮，引起鋼帶變形，影響鋁板帶表面的平整度。在鋼帶的下部安裝有釹-鐵-硼強磁體支撐輥，產(chǎn)生的強磁力對鋼帶有極強的吸引力，使鋼帶限制在鑄機規(guī)定的范圍內(nèi)運動，鑄造出來的鑄坯截面是矩形的。
結(jié)語
綜上所述，在變形鋁合金板帶材生產(chǎn)的工藝選擇上，連鑄連軋具有相當明顯的優(yōu)勢，對于鋁熔鑄的工藝配置應該是針對企業(yè)對產(chǎn)品定位方面的考慮，單就產(chǎn)能及基本投資而言，從產(chǎn)品產(chǎn)能的靈活性以及生產(chǎn)產(chǎn)品的多樣性考慮，首選的應該是普通熱軋工藝流程。但是對于剛剛起步或初涉獵鋁加工的企業(yè)來說，選擇成熟的鑄軋工藝也不失為一種少投入、快見效、迅速回收成本、產(chǎn)能雖小不會被套牢的工藝。
參考文獻
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（1）鑄件綜合質(zhì)量差
我國有色金屬合金鑄件綜合質(zhì)量差異較大，在外觀和內(nèi)在質(zhì)量等方面都與世界標準有一定距離，另外加工生產(chǎn)過程中加工率低、加工余量大，生產(chǎn)資源浪費嚴重。導致這些問題存在的原因主要是因為我國金屬鑄造身纏設別和工藝均比較落后。
（2）鑄造工藝裝備基礎條件差
造成我國有色金屬鑄造業(yè)發(fā)展受阻的主要原因是鑄造工藝設備和基礎設施不配套，加上生產(chǎn)條件苛刻，均在一定程度上影響了金屬鑄件的質(zhì)量和發(fā)展。這些問題具體表現(xiàn)為金屬模具設計不合理磨具制造過遇粗糙，重視不夠；金屬加工輔料分散，生產(chǎn)設備簡陋、質(zhì)量檢驗技術(shù)不過硬、測試渠道和材料資源匱乏。另外金屬加工行內(nèi)執(zhí)行標準不嚴，對于有色金屬鑄件加工標準定位不清晰，企業(yè)生產(chǎn)不規(guī)范最終導致產(chǎn)品質(zhì)量不過硬資源浪費嚴重，廢品率有的高達30～50%[2]。
（3）環(huán)保、能耗問題嚴重
由于生產(chǎn)和開發(fā)設備落后導致采集過程中產(chǎn)生大量的廢水、粉塵、廢渣及廢氣，資源環(huán)境破壞嚴重。廢水的漫流也已不同程度的污染了河流湖泊等水域。而后期治理污水和給國家政府及企業(yè)帶來較大經(jīng)濟負擔。所以有色金屬鑄造生產(chǎn)設備和生產(chǎn)方式及管理水平的落后導致的環(huán)保和能耗問題對人類生活經(jīng)濟和健康都造成了巨大影響干擾，需要引起大家重視。
（4）技術(shù)落后，人才缺乏，新工藝新產(chǎn)品開發(fā)能力不足
由于近乎鑄造業(yè)工作輕度大、環(huán)境差等問題長期得不到有效解決，所以造成企業(yè)技術(shù)人員流失嚴重，招工困難，技術(shù)人才的缺失直接影響了金屬鑄造的工藝優(yōu)化和改革。雖然有些企業(yè)也引進了不少國外先進的生產(chǎn)設備和工藝但由于缺乏核心技術(shù)人才，導致設備利用率不高，新工藝和新產(chǎn)品嚴打能力明顯不足。
2.我國有色金屬鑄造業(yè)的發(fā)展方向
（1）加強對有色金屬鑄造新工藝、新材料、新設備的研究
推動我國有色金屬鑄造業(yè)的發(fā)展與應用關(guān)鍵是要不斷加強有色金屬論文鑄造新工藝、新型材料和新型設備的研發(fā)。具體措施有引進國外先進生產(chǎn)工藝不斷學習和交流經(jīng)驗掌握新工藝，充分使用計算機技術(shù)來控制穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；加強國內(nèi)科研人員在新型材料和工藝設計及質(zhì)量穩(wěn)定等方面的研發(fā)和探索，優(yōu)化創(chuàng)新研究資源全面促進我國有色金屬鑄造業(yè)穩(wěn)定和諧的發(fā)展。
（2）開發(fā)環(huán)保型鑄造原輔材料
新型環(huán)保鑄造原輔料不僅能改善有色金屬鑄件加工帶來的資源浪費等問題同時也能減少廢棄物的排放和產(chǎn)生，使環(huán)境污染程度大大降低。其中我們可以根據(jù)不同有色金屬的鑄件生產(chǎn)特點和開發(fā)環(huán)境及生產(chǎn)材料的特點建立新的高米迪黏土型砂相原輔料體系不斷探索新的原輔料加工應用渠道。同時也要不斷探索新的材料生產(chǎn)方法和理論不斷優(yōu)化完善生產(chǎn)方式。走循環(huán)經(jīng)濟之路，利用好節(jié)約環(huán)保的新型原輔材材料和資源確保鑄業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
（3）注重能源與環(huán)保立法
加強有色金屬鑄造業(yè)的管理與保護，嚴格執(zhí)法、完善立法，制定有色金屬資源有償使用的法規(guī)和實施細則。嚴格控制好金屬鑄造廢棄物的排放標準，嚴格杜絕有色金屬鑄件加工過程中的資源浪費另外還要加強環(huán)境保護的宣傳力度，使鑄件生產(chǎn)對環(huán)境的污染減小到最低程度，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時，不要忽視環(huán)境效益，進而實現(xiàn)有色金屬鑄造資源與人類的和諧發(fā)展[3]。
（4）注重自主創(chuàng)新
注重自主創(chuàng)新不僅能加快有色金屬鑄造業(yè)的資源整合和產(chǎn)品開發(fā)進程同時也能提高企業(yè)核心競爭力。一方面要對有色金屬鑄件加工管理制度上進行自主創(chuàng)新，不斷完善有色金屬鑄件加工的質(zhì)量和工藝管理制度提高加工效率。另一方面還要對人才和技術(shù)進行優(yōu)化和創(chuàng)新，要實行環(huán)保設施資源共享、加大技術(shù)人才的培養(yǎng)和培訓、密切掌握金屬加重市場信息和分析市場發(fā)展趨勢，順應市場發(fā)展機制開發(fā)新型設備和材料及生產(chǎn)工藝不斷滿足國民經(jīng)濟的增長需求提高有色金屬鑄造業(yè)的質(zhì)量和數(shù)量參與國際競爭。
3.結(jié)語
在此形勢下，應加快我國豐富、優(yōu)質(zhì)、廉價資源的開發(fā)和技術(shù)進步，走規(guī)模化、集團化、產(chǎn)品深度加工的道路，通過采用高新技術(shù)，特別是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和裝備，全面提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次，為汽車和電子信息、通信、家電等行業(yè)提供輕質(zhì)合金材料制品，并努力擴大出口，以低成本、高附加值產(chǎn)品參與國際競爭。
[參考文獻]
1 引言
所謂金屬半固態(tài)加工 [1 , 2] 就是將凝固過程中的合金進行強力攪拌，使其預先凝固的樹枝狀初生固相破碎而獲得一種由細小、球形、非枝晶初生相與液態(tài)金屬共同組成的液、固混合漿料，即流變漿料，將這種流變漿料直接進行成型加工的方法稱為半固態(tài)金屬的流變成形(rheoforming)；而將這種流變漿料先凝固成鑄錠，再根據(jù)需要將此金屬鑄錠分切成一定大小使其重新加熱至固液相溫度區(qū)間而進行的成型加工稱為觸變成形(thixforming)，流變成形和觸變成型合稱為半固態(tài)加工(semi-solidprocessing method)，簡稱SSM.
2半固態(tài)漿料制備工藝的研究
半固態(tài)加工的第一步，也是非常重要的一步就是制備合金半固態(tài)漿料，漿料質(zhì)量的好壞對后續(xù)工序以及鑄件質(zhì)量的影響很大。最早使用的漿料制備方法是機械攪拌法，經(jīng)過30年發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了諸如電磁攪拌、SIMA、SCR、噴射沉積、液相線鑄造等制備方法 [3] 。下面對一些應用較為廣泛，目前研究較多的制備方法進行介紹和分析。
(1) 機械攪拌法 [4]
機械攪拌法是最早用于半固態(tài)漿料制備的方法。其原理是在合金凝固過程中，使用攪拌器對合金熔體進行強烈的機械攪拌，樹枝晶由于剪切力的作用而斷裂成為顆粒狀結(jié)構(gòu)。免費論文參考網(wǎng)。機械攪拌分間歇式和連續(xù)式兩種，如圖1. 1所示：
(a) 間歇式(b) 連續(xù)式
圖1.1 兩種機械攪拌裝置示意圖
1.攪拌器 2.合金熔體 3.加熱線圈
攪拌時產(chǎn)生的剪切速率一般為100～300S － 1 。剪切速率受攪拌器結(jié)構(gòu)，材料耐腐蝕、耐高溫磨損性能的制約。漿料的質(zhì)量主要由攪拌溫度、攪拌速度以及冷卻速度這三個參數(shù)控制。然而，由于這些工藝參數(shù)不易控制，容易發(fā)生卷氣等缺陷；攪拌器和合金熔體是直接接觸的，因而容易造成污染；另外攪拌器與容器間存在攪拌死角，影響漿料的質(zhì)量。機械攪拌法在工業(yè)生產(chǎn)中應用較少。
最近幾年，華中科技大學和英國Brunel大學分別采用一種新型的攪拌方法——雙螺桿機械攪拌 [5] 制備出了初生 相細小、圓整的鎂合金和Sn-Pb合金半固態(tài)漿料。采用雙螺桿結(jié)構(gòu)的攪拌器大大增大了攪拌的效率，具有強烈的攪拌效果，其剪切速率可以達到1000～15000S －1 。免費論文參考網(wǎng)。但是該方法不適合于鋁合金半固態(tài)漿料的制備，因為攪拌器會受到熔體的腐蝕。
(2) 電磁攪拌法 [6,7]
電磁攪拌法是應用最為廣泛的一種方法。它利用旋轉(zhuǎn)磁場使金屬液內(nèi)部產(chǎn)生感應電流，并在洛倫茲力的作用下發(fā)生強迫對流，從而達到攪拌的目的。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的方法有兩種，一種是在感應線圈中通入交變電流，另一種則采用旋轉(zhuǎn)永磁體的方法。電磁攪拌所引起的對流是三維對流，剪切速率在500S －1 左右，攪拌效果較好。它最大的優(yōu)點是對合金熔體沒有污染，卷入的氣體量少，合金不易氧化。使用該方法可以實現(xiàn)連鑄，生產(chǎn)效率高。但是，電磁攪拌設備昂貴，且工藝也比較復雜。
(3) 應變誘發(fā)熔化激活法 [8]
應變誘發(fā)熔化激活法(SIMA)是對鑄錠加壓進行一定量的預變形，使其組織具有強烈的拉伸形變機構(gòu)，然后將其加熱到半固態(tài)溫度保溫一段時間，熔化的部分液相滲入到小角度晶界中，使固相粒子分開，樹枝晶破碎，從而得到半固態(tài)組織。預變形量、保溫溫度以及保溫時間是SIMA法中的三個最重要的工藝參數(shù)。增加預變形量以及等溫溫度都可以促進鑄錠中 相由枝晶組織向半固態(tài)顆粒狀組織轉(zhuǎn)化，但是過度提高預變形量以及等溫溫度會使晶粒明顯長大。
SIMA法主要適合于各種高、低熔點的合金系列，尤其在制備高熔點合金的半固態(tài)鑄錠方面具有獨特的優(yōu)越性。迄今為止，該方法已經(jīng)成功的應用于不銹鋼、工具鋼和銅合金等。然而它也存在缺點，比如需要一道額外的變形工序，而且制備的半固態(tài)坯料尺寸較小。
(4) 超聲波處理法 [9]
超聲波處理法由V.I. Dobatkin 等人提出，其原理為在液態(tài)金屬中加入細化劑，并使用超聲波處理，由于超聲波的空化作用，使得枝晶組織變?yōu)榘牍虘B(tài)組織。
超聲波在介質(zhì)中傳導的時候，產(chǎn)生周期性的應力和聲壓變化，在局部產(chǎn)生周期性高溫高壓效應，使液體產(chǎn)生空化和攪動。一般認為，超聲波可以產(chǎn)生氣蝕作用，促進形核，且可以使枝晶臂斷裂，成為新的形核核心，促進半固態(tài)顆粒狀初生相的生長，而抑制樹枝晶的發(fā)展。超聲波處理法的優(yōu)點在于對熔體污染較小，但是其工藝較為復雜，設備投資大。
(5) 液相線鑄造法 [10]
液相線鑄造法是將合金熔體冷卻至液相線溫度附近保溫一段時間后進行澆注，獲得所需要的半固態(tài)組織。日本的Toshio等人利用圖1.2所示的裝置制備半固態(tài)鋁合金漿料，裝置中的水冷斜板用于降低合金熔體的過熱度。實驗結(jié)果表明，在A356型鋁合金的流變成形過程中采用低的過熱度(10℃)和低于50％固相率就可以獲得較為理想的半固態(tài)組織。
圖1.2 液相線法制備半固態(tài)合金漿料
然而，液相線鑄造法要求嚴格控制工藝條件，否則得到的半固態(tài)漿料組織不均勻，一部分初生 相容易長大成為粗大的枝晶，導致漿料組織惡化。液相線鑄造法具有工藝簡單，適用合金范圍廣，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，尤其對變形鋁合金半固態(tài)漿料的制備具有極其重要的意義，對流變鑄造的應用及發(fā)展將起到積極地推動作用。
3 前景與展望
雖然現(xiàn)有的半固態(tài)制漿技術(shù)在工業(yè)中有一定的應用，而且在制造業(yè)具有一定的地位和優(yōu)勢，但它們?nèi)源嬖谠S多的缺陷，如工藝復雜、成本高等，制約了它們在工業(yè)中進一步的推廣。我們正探索一種新的半固態(tài)漿料制備工藝---機械振動法，振動可以使處于半固態(tài)溫度區(qū)間的合金熔體產(chǎn)生強迫對流，改變晶粒的生長方式，從而獲得晶粒圓整的半固態(tài)漿料。與其它制備工藝相比，具有以下優(yōu)點：
(1) 機械振動屬于無接觸擾動方式，因而熔體受到的污染較小；
(2) 對工藝條件要求不是特別嚴格，工序簡單，易于操作。免費論文參考網(wǎng)。
(3) 設備簡單，易于設計維護，成本相對較低。
如果我們能夠研究探索出振動制漿的規(guī)律，制備出晶粒細小、圓整的半固態(tài)漿料，那么我們就開辟了一條半固態(tài)漿料制備的新途徑，必將為降低工業(yè)生產(chǎn)成本作出一定的貢獻。
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2）課程設置和課程內(nèi)容改革以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為主線。本科應用型人才應具有更強的通用性和創(chuàng)新性，在制定培養(yǎng)方案時是以學科來設計專業(yè)，但它并不是學科本位的，相反必須是對接實現(xiàn)、以需求為導向的。課程開發(fā)和課程內(nèi)容改革以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為主線，分析創(chuàng)新型人才能力體系縱向演變的特點，體現(xiàn)以能力為本的教學內(nèi)容。例如，學校根據(jù)佳木斯佳電、煤機股份有限公司，興聯(lián)機械制造有限公司等企業(yè)的需要，進行課程調(diào)整，增加黑色金屬和有色金屬的冶金方面的知識，增加摩擦學、材料磨損理論、失效分析等方面的課程。以科研項目和工程依托，積極鼓勵學生參與企業(yè)的設計、生產(chǎn)和管理，同時校企聯(lián)合開發(fā)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案、編寫教學大綱、聯(lián)合編寫教材內(nèi)容。
2創(chuàng)新人才培養(yǎng)的措施
1）校企互動，構(gòu)建產(chǎn)學研合作模式。我們在控制工程和材料成型的人才培養(yǎng)模式以及課程結(jié)構(gòu)的體系設計之中，始終要求把專業(yè)導向定位在生產(chǎn)需求以及工作崗位的需求之上，把地區(qū)地域性的產(chǎn)業(yè)當作基礎，走一條產(chǎn)—學—研三者相互充分結(jié)合的教育之路進行教學的改革工作。對現(xiàn)在實行的課程教學體系進行深刻的全面的改革，建立起學生的個人能力，學校教學的教育課程和區(qū)域特定的產(chǎn)業(yè)三者之間的相互聯(lián)系，使學校的教育體系真正意義上的面向地域產(chǎn)業(yè)的應用。在地區(qū)地域中的典型產(chǎn)業(yè)里，通過對該專業(yè)在其中的實踐應用進行研究，這樣能夠?qū)W校教育課程的案例庫進行補充，可以對可選擇的課程設計內(nèi)容進行調(diào)整，同時完成對建設學生實習基地的調(diào)整工作，把在這些產(chǎn)業(yè)上的實際應用貫穿到生產(chǎn)實習，學生畢業(yè)設計以及課程設計，學校理論實驗教學等各個教育環(huán)節(jié)里面，從而形成一個具有特色的的模式，也就是我們說的知識點的案例教學—課程綜合應用—專業(yè)知識綜合應用”這樣環(huán)環(huán)相扣逐步加強的應用型課程教學內(nèi)容體系。
2）應用型創(chuàng)新人才“專業(yè)分化”的實踐。實踐是創(chuàng)新的源泉。實踐教育既包括為認識新事物、探索自然規(guī)律、掌握新技術(shù)而展開的科學試驗、專業(yè)實習等必要的檢驗性試驗，也包括為解決實際的生產(chǎn)技術(shù)問題，提高創(chuàng)新應用能力而展開探索性、設計性、研究性、綜合性的實踐活動。建立循序漸進的實踐教學體系，將實踐教育教學貫穿于應用人才培養(yǎng)的全過程。滿足高學歷的學生成才要求，必須要充分考慮學生在學習專業(yè)基礎、對學生的專業(yè)興趣進行培養(yǎng)，讓學生的專業(yè)特長得到發(fā)揮，同時增強專業(yè)能力并且認清這個專業(yè)的發(fā)展方向等方面存在的差異。無論對于需要繼續(xù)深造的學生，還是以就業(yè)為主的學生，都必須給予他們可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)基礎知識，實行多樣培養(yǎng)，增強不同學生對如今社會的適應能力，增加學生多元化、多樣化發(fā)展的機會。如對少數(shù)需要繼續(xù)深造的研究型學生，可以通過試辦“實驗班”等途徑，使他們向研究型人才發(fā)展；對以就業(yè)為主的學生，可以著重加強其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和專業(yè)應用能力的訓練和培養(yǎng)。在專業(yè)課程設置上，我們采用“前期趨同，后期分化”的專業(yè)培養(yǎng)方式，即大學一、二年級按照學科大類培養(yǎng)，即不分專業(yè)，以夯實基礎；從大學二、三年級開始，我們根據(jù)學生個人的意愿、愛好、特長、未來就業(yè)取向，結(jié)合專業(yè)社會發(fā)展需要，采取院系專業(yè)選擇、學科大類選擇、全校范圍選擇等不同方式，實行分類培養(yǎng)。
3）應用型創(chuàng)新人才“綜合素質(zhì)”的鍛煉。充分利用課程設計、畢業(yè)設計和各實習實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)。我們知道畢業(yè)設計是展現(xiàn)一個學生能力水平和質(zhì)量素質(zhì)的重要標志之一，它也是學校在教學質(zhì)量環(huán)節(jié)上的重要組成部分，包括了學生在校期間的全部所學知識以及對這些知識的檢驗。所以當我們面對應用創(chuàng)新型人才這個培養(yǎng)目標的時候，必須要使畢業(yè)設計的模式培養(yǎng)充分的面向地區(qū)產(chǎn)業(yè)，使它們之間能夠無縫的相連接，讓生產(chǎn)單位對我們大學生的具體的崗位需求和學生畢業(yè)設計的課題相互結(jié)合，必須是有機的結(jié)合，即學生的畢業(yè)設計題目與一個產(chǎn)業(yè)里的實際的典型的生產(chǎn)問題想結(jié)合，在相應的設計中也要在企業(yè)內(nèi)部按照實際的生產(chǎn)要求來進行，當然學生的指導老師不能單單只是學校的專業(yè)教師，還要有工廠中的工程師的參與，兩者共同組成學生的畢業(yè)設計指導老師，學生設計的結(jié)果必須得符合生產(chǎn)的檢驗結(jié)果。只有通過這種畢業(yè)設計的模式，再加上產(chǎn)—學—研結(jié)合的綜合力度，同時增加了學校與地域產(chǎn)業(yè)的結(jié)合密度，才能真正意義上的實現(xiàn)學生的畢業(yè)設計，學生的結(jié)業(yè)工作和地方地域產(chǎn)業(yè)的三位一體。
3營造培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才的環(huán)境
1）構(gòu)建有特色的培養(yǎng)體系和模式。形成“傳統(tǒng)+特色”的動態(tài)專業(yè)方向設置體系，設置學科前沿課程，突出傳統(tǒng)專業(yè)與現(xiàn)代新技術(shù)新工藝的結(jié)合。條件成熟時，我們準備新開設快速成形專業(yè)方向。同時通過課程設置，強化計算機在材料成型過程中的應用能力，并結(jié)合科學研究成果進行課程體系與內(nèi)容的改革，培養(yǎng)學生初步的科學研究能力，形成專業(yè)特色。
2）建設大學生科技創(chuàng)新基地。依托各種有利條件，初步形成并建立大學生科技創(chuàng)新基地。經(jīng)過多年實踐，目前我院的三個工程中心已初步成為專業(yè)教育創(chuàng)新及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基地，但從長遠發(fā)展來看，還要進一步加強基地建設，以便提供更好地軟硬件條件。拓展第二課堂，鼓勵學生參加科技興趣小組，形成創(chuàng)新團隊，培養(yǎng)大學生的科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力；舉辦、參與各種科技創(chuàng)新競賽、創(chuàng)業(yè)競賽、數(shù)學建模競賽、網(wǎng)面設計大賽，“‘永冠杯’中國大學生鑄造工藝大賽”、“全國大學生英語競賽”等科技活動，使第二課堂成為科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地的重要組成部分。
3）建設工程師培訓基地。與中國鑄造學會和協(xié)會合力打造見習卓越鑄造工程師、見習鑄造工程師資格認證培訓工作基地建設，推進行業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。根據(jù)卓越工程師班級實驗和實習環(huán)節(jié)課時數(shù)的增加及時調(diào)整教學內(nèi)容進展，嚴格把好項目考核質(zhì)量關(guān)，并將在加強學生的實踐能力，培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新思維等方面為各個項目提供支持，保證各工程師培養(yǎng)計劃教學項目順利完成。
4）建設充滿創(chuàng)新的師資隊伍。在創(chuàng)新教育的實施過程之中，師資隊伍的質(zhì)量建設是及其關(guān)鍵的因子。而創(chuàng)新型應用人才的培養(yǎng)不可能離開一支具有創(chuàng)新能力的師資力量，因此我們要在教育中，盡可能的構(gòu)造一些教師的爭激勵機制，加強創(chuàng)新型教師培養(yǎng)，分批到相關(guān)企業(yè)進行工程化訓練，在實踐中增強應用以及創(chuàng)新的能力，讓我們的教師逐漸擁有高質(zhì)量的教育教學意識以及觀念，形成高質(zhì)量的科研創(chuàng)新能力，同時擁有一定的知識結(jié)構(gòu)和修養(yǎng)水平，最后使學生受益。
【關(guān)鍵詞】鑄件軸承座高度方向尺寸標注加工工藝合理性
一、鑄件設計尺寸的不協(xié)調(diào)
零件圖的尺寸標注，除了要滿足正確、完整、清晰的要求外，還應使尺寸標注合理。合理標注尺寸，是指所注尺寸既符合設計要求，又滿足工藝要求，便于零件的加工、測量和檢驗。
鑄件成品形體是由少數(shù)加工尺寸和多數(shù)鑄造尺寸環(huán)所限定，設計人員對鑄件的各個尺寸環(huán)不但要求進行結(jié)構(gòu)和數(shù)學的計算，還要求充分分析每個尺寸環(huán)在形成時的專業(yè)分工。至于用什么手段才能達到圖紙要求的各個尺寸環(huán)、表面尺寸、形位精度等，可留給工藝師們?nèi)ソ鉀Q。一張成熟的設計圖要起到指導鑄造、機械加工、檢驗、裝配、生產(chǎn)管理等各個專業(yè)工序的作用，是工業(yè)生產(chǎn)中重要的技術(shù)文件，是進行技術(shù)交流的重要工具。而不僅僅是圖面尺寸對頭、技術(shù)條件俱全、投影清楚而已。故工程師繪制的應是包括工業(yè)因素在內(nèi)的工程圖而不僅僅是幾何圖。
以某軸承廠殼體類零件的生產(chǎn)用圖為例，圖一系一滑動軸承座，屬于一種結(jié)構(gòu)較為復雜的鑄件。對于這類鑄件，通常它們只有少數(shù)表面尺寸環(huán)需由機械加工完成，其成品中仍然存在著大量的鑄造完成的表面、空間及尺寸。
在生產(chǎn)過程中，這種殼體類零件在鑄造和加工中所反映出的尺寸標注的矛盾大都集中在高度方向上，而在其他方向上的矛盾還沒有這樣的普遍和突出。
為了闡述方便，在高度方向上，我們把四個加工面賦以B、C、D、F，將3個非加工面分別賦以E、G、H代號，對此圖略加分析既可看出，設計人員在高度方向的尺寸標注遵循的是“以零件的設計基準面，即最大的加工面作為尺寸標注的基準”的原則，故此圖在高度方向上的各個尺寸環(huán)幾乎都是以大底座為基準的。
對圖形進行尺寸標注時，設計人員往往把尺寸計算視為可逆的，無方向性的。可由高度方向上任一毛面或加工面作為尺寸計算的起始點，進行正、反方向的計算，均可得到標注的或未標出的任一尺寸環(huán)的值。這樣的設計思路和不經(jīng)工藝分析的尺寸（和公差）堆砌作法，給鑄造、機械加工、檢驗等工序乃至設計者本身帶來了一系列不協(xié)調(diào)。如省下列幾個方面：
1.高度方向尺寸的矛盾
圖1在高度方向上以從上到下給出了10、80、35、30、5、20共六個尺寸，其中30、5、20共三個尺寸將E、G、H三個非加工面與底座連起來。當加工大底座面時，就同時出現(xiàn)了E、G、H三個毛面基準，而且這些毛面之間都存在較大的鑄造誤差，工藝師在加工F面同時達到30、5、20三個尺寸是不可能的，這些尺寸只是在制作鑄型時有些用處。
從工藝和保證功能尺寸的觀點出發(fā)，應選E面為初始基準，保證底座厚度30，由于鑄造時型心的錯位誤差，會使底座凹臺深5、20等非功能尺寸面目全非，使得檢驗人員無所適從。這樣的情況在中小批生產(chǎn)中是常見的。這雖然是由工藝或操作造成的問題，但設計同樣也不應該在標定尺寸要求和檢驗依據(jù)時，人為地把鑄造和加工兩種誤差撮合在某一或某些尺寸環(huán)上，因而加劇了專業(yè)和尺寸環(huán)之間的不協(xié)調(diào)。
2.高度方向上和各面之間的關(guān)系
畫圖和計算尺寸時，各面之間可以互相確定關(guān)系。但在工件上各面的形成卻是有嚴格的先后順序；尺寸的形成有嚴格的方向性、跟蹤性，各尺寸值在設計人員手中是“標量”，而在工藝人員手中卻成了“向量”。把主要尺寸基準選定為F面，但它卻必須是以先期鑄成的E、G、H各毛面之一為基準才能加工出來。工件上已鑄成的各個毛面是已存在的面，已談不上圖上表示的用毛面為基準加工出的光面再反過來確定毛面的位置了。
加工F面時不可能同時選用E、G、H三個毛面基準，但這種畫法在工廠中卻習以為常，我們只能選用E毛面為初始基準。E、F面之間乃是“母子”關(guān)系，E毛面是第一（始）基準。F面是第二（子）基準，F(xiàn)面不能稱其為全部高度方向尺寸的主基準，它不能定毛面，而只能被毛面所確定。它在工藝上作為繼續(xù)加工D、B兩光面，形成35、80兩功能尺寸的光基準。因此，F(xiàn)面雖是設計、安裝和檢驗等環(huán)節(jié)的基準。但在加工工藝中它只是一個被加工的對象，只是一個加工其他光面時的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。在零件被制作的過程中，并不像教材和零件圖中所表示的那樣重要。
3.粗基準的選擇
大學生導師制起源于英國的牛津大學，由溫切斯特主教威廉?威克姆首創(chuàng)。導師制是指在師生雙向選擇的前提下，由專業(yè)水平高、德才兼?zhèn)涞睦蠋煋伪究粕闹笇Ы處?，對學生的學習、品德、生活以及心理進行單個指導的一種教學制度。目前，隨著高校教育改革的進行，出現(xiàn)了各種各樣的導師制：碩士生導師制、博士生導師制、班主任制、全員導師制、全程導師制、科研型導師制等。但在各種導師制下輔導員和專業(yè)教師的工作不清晰、分工不明，這樣對大學生的學業(yè)發(fā)展、科研興趣有直接影響。本文以山東建筑大學材料學院為例，探討雙導師制下大學生科研能力的培養(yǎng)模式。
一、雙導師制的內(nèi)涵及實施過程
筆者學院從2006年開始嘗試雙導師制，主要核心思想是大一、大二以思想政治導師――輔導員為主；大三、大四以專業(yè)導師――青年教師為主。讓學生參與教師的科研項目，通過科研將輔導員的思想引導和專業(yè)教師的專業(yè)指導有機結(jié)合在一起，便于學生的日常管理和科研業(yè)務水平的提高。
大一、大二期間主要以輔導員為主，主要負責學生的生活、學習、勤工助學、黨建、校園文化等工作。大一期間根據(jù)學生對專業(yè)方向的興趣分成不同的科研興趣小組，依據(jù)科研興趣小組邀請專家教授講座；大二期間依據(jù)科研興趣小組開展學生職業(yè)生涯規(guī)劃設計大賽和學業(yè)生涯規(guī)劃設計大賽活動，幫助學生確定科研興趣和自信心。
大三、大四期間主要以青年教師為主，主要負責學生的專業(yè)指導、專業(yè)興趣的培養(yǎng)、科研水平的提高等。指導學生參加全國大學生“挑戰(zhàn)杯”大賽、鑄造工藝設計大賽、混凝土設計大賽等各種全國競賽，激勵學生撰寫學術(shù)論文；暑假期間帶領學生參加“頂崗實習”暑期社會實踐和學院“開放性實驗”活動。
二、學生科研能力的培養(yǎng)機制
1.引導學生做好學業(yè)規(guī)劃
雙導師制下大學生科研創(chuàng)新能力的提高，首先是做好學生的學業(yè)引導，做好學生的指路明燈。輔導員根據(jù)學生不同專業(yè)方向建立科研興趣小組，例如表面工程小組、鑄造小組、模具設計小組、焊接未來小組、金屬材料小組、綠色建筑小組、CAD設計小組等30個科研興趣小組，每組20個學生左右。然后根據(jù)科研興趣小組邀請國內(nèi)外專家學者做專業(yè)報告，每年邀請國內(nèi)外專家學者40余人，學生反響熱烈且參與度高。最后根據(jù)學生在學習和生活中的表現(xiàn)建立學生專業(yè)綜合素質(zhì)評價表，再組織開展各種比賽，為提高科研能力打下堅實基礎。
2.鼓勵學生參與第二課堂
材料學院依托山東省鑄造協(xié)會、山東省表面工程協(xié)會、山東省機械工業(yè)協(xié)會、山東省科學院、山東開泰集團等20家企業(yè)建立了“科研、實踐、實習、教學、就業(yè)”為基地的第二課堂。以“頂崗實習”的形式，深入企業(yè)，了解企業(yè)需求；以“挑戰(zhàn)杯”大學生系列競賽等為龍頭，鼓勵學生參與教師科研項目，提高科研能力；以“開放性試驗”為陣地，組織學生熟悉實驗過程、儀器操作。
三、學生科研能力培養(yǎng)的效果
1.就業(yè)能力明顯提高
雙導師制實施后學生就業(yè)能力明顯提高。近三年材料學院畢業(yè)生初次簽約率超過95%，總體簽約率達100%。就業(yè)單位主要有國家核電、中建集團、寶鋼集團、濟鋼、山東電力集團等大型企業(yè)，考研學校主要有哈爾濱工業(yè)大學、北京航空航天大學、中國科學院、山東大學等知名院校。
2.科研成果斐然
雙導師制實施后學生在儀器操作、實驗設計、論文書寫等方面的能力有明顯提高。近三年學生在社會實踐、科技創(chuàng)新等活動中取得顯著成績，先后有山東省社會實踐先進個人稱號4人、山東建筑大學社會實踐先進個人稱號128人、“挑戰(zhàn)杯”等科技競賽國家級獎勵7項、省級獎勵38項、新型專利28項。
雙導師制人才培養(yǎng)模式，是通過輔導員和青年教師的不同指導，從學生科研興趣小組、社會實踐、科技競賽、開放性試驗等方面探索大學生科研能力培養(yǎng)機制，建立完善的科研能力培養(yǎng)模式，有效地提高了學生的科研能力。
參考文獻：
[1]鄭文強，丁倩.科研型導師制對本科生科研水平影響初探[N].河南職工醫(yī)學院學報，2011（23）.
