導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇傳統(tǒng)鑄造工藝，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：鏨花；澆鑄

鏨花，始于春秋晚期一直延用至今，通常使用鋼制的各種形狀的鏨子，用小錘敲擊鋼鏨，將花紋鏨在退過(guò)火的條形塊狀金屬表面，使作品富有藝術(shù)感染力。

鏨花鏨子品種很多，常用有半圓鏨子，拋線(xiàn)條用的拋鏨。面斜有一定的角度，大小尺寸分檔，大口有鋒利和稍鈍。肌地鑿品種較多，一般有麻沙鏨子，粗中細(xì)三種。鏨子頭部大小也有多種，來(lái)斯點(diǎn)鏨子有凹凸，粗細(xì)大小分布檔，夾線(xiàn)鏨子有雙線(xiàn)三種，多線(xiàn)，有花鏨子品種非常多。要做出一件好的鏨花飾品，要會(huì)制作鏨花鏨子。制作鏨子時(shí)一定精確度要高，細(xì)小鏨子可以在顯微鏡下放大15倍操作，制作完畢將鏨子的鏨口用機(jī)械布輪拋光達(dá)到鏡面版，這樣鏨刻出來(lái)的線(xiàn)條平整度、光潔度很好。接下來(lái)飾品拋光就容易了，不然拋光時(shí)鏨刻印記是較難處理的。

傳統(tǒng)手工鏨花的弱點(diǎn)在于：一是處理立體感較強(qiáng)圖案時(shí)非常費(fèi)工時(shí)。二是金屬器物表面沖出凸起的花紋圖案或人物，在處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖壓破裂通洞導(dǎo)致器物報(bào)廢，造成前功盡棄。市場(chǎng)上一般很難找到圖案立體感較強(qiáng)的金屬器物，盡管有極少部分出現(xiàn)，但都是焊接上去的，使用的時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)焊接點(diǎn)，焊接點(diǎn)是由不同的賤金屬合成會(huì)造成發(fā)黑變色甚至脫落，影響美觀，失去觀賞價(jià)值。若是焊接在貴金屬器物上則影響純度，而且在鏨刻過(guò)程中貴金屬損耗偏高。但是用金屬鑄造（金屬鑄造是將金屬熔化后澆鑄到各種模型的空胚里，金屬液充滿(mǎn)了空腔冷卻后成型）則能夠制作造型復(fù)雜的鑄件，且制作準(zhǔn)確，大大降低了金屬的損耗。

真空加壓鑄造，首先做出膠?；蚝辖鹉?，其次注出蠟?zāi)?，最后鑄模成型。真空加壓鑄造只要做出蠟?zāi)＞涂蓧鸿T成型，大大提高工作效率并可大批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)先起版，沒(méi)有蠟版，后期的生產(chǎn)就成了無(wú)米之炊；蠟版質(zhì)差，后期的生產(chǎn)則成了無(wú)用功。目前首飾生產(chǎn)起版工藝分起銀版、手雕蠟版、電腦設(shè)計(jì)噴蠟（樹(shù)脂）版三種。這三種起版方式各有優(yōu)劣，其中手雕蠟版，憑借其經(jīng)濟(jì)低廉，造型生動(dòng)，上手簡(jiǎn)單而成為各大首飾企業(yè)主要的起版技法之一。不過(guò)真空加壓鑄造也有其缺點(diǎn)，超大超薄的工件金屬飾品可以進(jìn)行鏨花工藝，超過(guò)60×60cm就成功率很低，而且金屬收縮性大，澆鑄出來(lái)的飾品與原設(shè)計(jì)的尺寸有所出入。

鏨花工藝與壓鑄工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，若是把兩種工藝取長(zhǎng)補(bǔ)短，便能做出一件件精美絕倫的藝術(shù)品。本人制作的牡丹鏤空浮雕手鐲，寬2.6厘米、周長(zhǎng)18厘米、厚2厘米（如圖一），如果傳統(tǒng)采用鏨花工藝，在畫(huà)面較小的板材上鏤空較細(xì)小的線(xiàn)條而且浮雕，會(huì)出現(xiàn)斷裂或花樣變型，難度較大，花費(fèi)工時(shí)較多，整個(gè)飾品就失去了原有的的風(fēng)格和個(gè)性化。

如何解決這個(gè)問(wèn)題？我使用的是雕蠟失蠟加壓鑄造成型再結(jié)合手工鏨刻。由于鑄造的飾品密度小，分子之間結(jié)構(gòu)松，在經(jīng)常佩戴時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷裂，在雕蠟?zāi)r(shí)我們只要結(jié)合上鏨花工藝雕刻出花紋輪廓，然后真空加壓鑄造成型，等冷卻后清洗飾品表面的石膏雜質(zhì)，然后進(jìn)行飾品表面鏨刻。在鏨刻過(guò)程中不斷壓緊金屬分子之間的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)密度，使得首飾結(jié)構(gòu)更加牢固，使用時(shí)間更長(zhǎng)、更耐磨、質(zhì)感更強(qiáng)。

對(duì)稍大一點(diǎn)的金屬飾品，也可以將兩種工藝互相結(jié)合。本人制作的百鳥(niǎo)朝鳳杯，采用鏨花藝術(shù)與現(xiàn)代真空加壓鑄造有機(jī)結(jié)合，百鳥(niǎo)朝鳳杯重322克，寬11.1厘米，高15.7厘米（如圖二），內(nèi)蓋，杯身，杯把，腳四部分組成。百鳥(niǎo)朝鳳杯傳統(tǒng)工藝制作流程：首先需花很長(zhǎng)時(shí)間將銀片錘揲成型；其次錘揲成型后在往金屬內(nèi)注鏨花膠；最后進(jìn)行鏨刻。杯把、腳、蓋也是同樣方法制作。

如果我們采用真空加褐造結(jié)合，先做蠟?zāi)?，但不必把圖案細(xì)雕，把圖案輪廓雕出來(lái)就行，若手工鏨刻較薄的地方做蠟?zāi)r(shí)多加一點(diǎn)蠟，厚的地方少一點(diǎn)蠟，這樣就用失蠟法加壓鑄造成型，這樣就已經(jīng)完成了一件半成品工藝，同時(shí)也省去了錘揲的漫長(zhǎng)工序。就可以往器物內(nèi)注入鏨花膠或錫鉛進(jìn)行鏨刻（鏨花膠，鏨花膠的配方：松香1.4kg、石膏粉0.9kg、油脂0.9kg，它具有較強(qiáng)的粘度和彈性，使用方便，去除時(shí)也比較容易，是一種最理想的聚合物。它用以支撐鏨花的金屬板，硬度正好合適承受金屬的敲擊。同時(shí)，當(dāng)鏨子敲擊特定部位時(shí)，它又能適當(dāng)凹陷。以本人制作多年的經(jīng)驗(yàn)鏨花膠適合于厚度0.6毫米以下的金屬器物；0.6毫米以上較厚的金屬器物鏨刻時(shí)注入錫、鉛鏨刻效果會(huì)更佳。但必須在金屬里外涂一層石膏粉或紅土，起到隔絕錫、鉛與金屬器物相粘。被粘處若處理不當(dāng)后果極嚴(yán)重，導(dǎo)致金屬胎體報(bào)廢。等到內(nèi)部注入的錫、鉛或鏨花膠冷卻后就可以進(jìn)行鏨刻，鏨刻中金屬要多次退火，使金屬變軟，延展性更強(qiáng)，有利于內(nèi)部沖刻，等鏨刻完畢將金屬器物內(nèi)鏨花膠加溫熔化倒出可備下次反復(fù)使用。若用鉛或錫加溫不能過(guò)急或過(guò)高，達(dá)到錫、鉛熔化溫度就行。待融化后倒出，若器物腔內(nèi)有極少鉛錫粘在金屬表面，用化學(xué)藥水硝酸60%濃度浸泡，把金屬表面附有殘留的錫、鉛腐蝕清理干凈。雖然這樣也有一定的損耗，但可以回收），這樣可以一次鏨刻完成。不僅大大縮短工時(shí)，提高了效率，而且鏨刻出來(lái)的圖案主體感強(qiáng)，生動(dòng)逼真，金屬厚薄均勻，精美絕倫。杯把，杯腳，蠟?zāi)＞?，一次性澆鑄成型，然后組合各個(gè)部件，接下來(lái)打磨拋光，一件藝術(shù)品就這樣誕生了。

篇2

【關(guān)鍵詞】金工實(shí)習(xí)；鑄造工藝；教學(xué)效果

0 引言

金工實(shí)習(xí)是高等工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)高水平的實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)課?！俺缟袑?shí)踐，回歸工程”的理念，促使高等工科院校對(duì)大學(xué)生工程設(shè)計(jì)、制造和管理等綜合能力進(jìn)行培養(yǎng)，同時(shí)起到培養(yǎng)學(xué)生接觸工程實(shí)際、理論聯(lián)系實(shí)際及實(shí)踐動(dòng)手能力的作用，是增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的一條重要途徑[1-2]。通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)習(xí)能為學(xué)生今后走上工作崗位奠定一定的基礎(chǔ)，以拓寬學(xué)生的就業(yè)面和增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)性。

鑄造工藝作為金工實(shí)習(xí)的重要組成部分，旨在讓學(xué)生掌握各種常規(guī)的鑄造方法，熟悉鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程、特點(diǎn)和應(yīng)用，了解先進(jìn)的鑄造工藝與技術(shù)[3]。但在實(shí)踐教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)由于受傳統(tǒng)教學(xué)模式等各方面的影響，教學(xué)效果不佳。為此，本文結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，淺談在教學(xué)方法等方面應(yīng)進(jìn)行的探索，提高金工實(shí)習(xí)鑄造工藝教學(xué)效果，以滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)具有創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才的要求，達(dá)到培養(yǎng)人才的目的。

1 課堂教學(xué)實(shí)踐及思考

目前，大多數(shù)高校依然采用一種所謂的“師傅帶徒弟”，手把手的教學(xué)模式。即指導(dǎo)教師根據(jù)鑄造工種，先講述鑄造工藝基本原理、操作方法及安全操作規(guī)程。其次，找一個(gè)具體零件講解其加工工藝并進(jìn)行示范加工。最后，讓學(xué)生依次完成該零件的加工，依據(jù)加工的質(zhì)量作為評(píng)定學(xué)生的實(shí)習(xí)成績(jī)[4]。由此而造成學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)，缺乏自主學(xué)習(xí)的積極性。整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程學(xué)生一直處于模仿或重復(fù)教師動(dòng)作的狀態(tài)，沒(méi)有自由發(fā)揮的空間，不利用培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力及獨(dú)立思考能力。

所以，從提高學(xué)生的綜合分析能力和動(dòng)手能力著手，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為出發(fā)點(diǎn)，促進(jìn)金工實(shí)習(xí)鑄造工藝的教學(xué)效果。筆者進(jìn)行了積極的思考，具體探索如下，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（1）打破教學(xué)常規(guī)，讓學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)來(lái)。在鑄造實(shí)習(xí)開(kāi)始之前，讓學(xué)生憧憬自己當(dāng)工程師的場(chǎng)景，想象自己想要做些什么有價(jià)值，有意見(jiàn)的零件，比如坦克、飛機(jī)等兒時(shí)的玩具等。讓自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品，當(dāng)然前提要求學(xué)生所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及條件能夠鑄造出來(lái)為宜。

（2）采取提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。通過(guò)詢(xún)問(wèn)方式，咨詢(xún)學(xué)生通過(guò)什么樣的方式才能制造出自己所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，促使他們想迫不及待的知道答案，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生思考積極性，提高學(xué)生的興趣。之后告知學(xué)生這次實(shí)習(xí)主要的工藝――鑄造，就是現(xiàn)代企業(yè)里用來(lái)生產(chǎn)復(fù)雜金屬零件最常用的方法之一。

（3）從實(shí)例出發(fā)，通過(guò)多媒體視頻，動(dòng)畫(huà)和圖片形式展現(xiàn)出鑄造工藝的流程，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)鑄造工藝的感性認(rèn)識(shí)。由于多媒體展出的效果直觀，易懂且形象，能夠極大調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。使學(xué)生有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，為后續(xù)課程的講解打下基礎(chǔ)。

（4）與學(xué)生一起從多媒體視頻提供的實(shí)例中總結(jié)出鑄造工藝的概念，原理，操作方法及安全操作規(guī)程。其中，將視頻展示的內(nèi)容與講解的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，可以讓學(xué)生以提問(wèn)的方式，反復(fù)觀看視頻以強(qiáng)化理解知識(shí)點(diǎn)。

（5）與學(xué)生一起將學(xué)生設(shè)計(jì)的作品澆注出來(lái)。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及條件，幫助學(xué)生制定出合理的鑄造方法，使用設(shè)備將學(xué)生的作品澆注出來(lái)，讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)習(xí)帶來(lái)的成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，并因此達(dá)到熟練掌握的目的。

2 總結(jié)

針對(duì)大多數(shù)高校采用的金工實(shí)習(xí)的教學(xué)模式出現(xiàn)的問(wèn)題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，提出了如下步驟的教學(xué)方法：首先，讓學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)來(lái)，采取提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生。其次，從實(shí)例出發(fā)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)鑄造工藝的感性認(rèn)識(shí)，并從實(shí)例中總結(jié)出鑄造工藝的概念、原理、操作方法及安全操作規(guī)程。最后，將學(xué)生的作品澆注出來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。所提出的方法極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了課堂上金工實(shí)習(xí)鑄造工藝教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝志余，周新弘.金工實(shí)習(xí)[M].蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2013.

[2]龔園，梅丹.工科高校金工實(shí)習(xí)教學(xué)體系改革研究[J].實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，2013（2）：129-130，148.

篇3

關(guān)鍵詞：乙二醇醋酸酯 鑄造工藝 合成 固體催化劑

乙二醇醋酸酯主要包括二醋酸酯與一醋酸酯，按照一定的比例將這兩種酯混合在一起，使其可在鑄造工藝中可作彩色照相術(shù)中的增色劑、水玻璃中的固化劑、油漆去除劑或者鑄模中的粘結(jié)劑。所以，研究和分析乙二醇酸酯的快速合成具有很重要的意義以及廣闊的前景

一、乙二醇酸酯的快速合成

乙二醇是一種無(wú)色無(wú)臭的液體，能和丙酮以及水互溶，在催化劑的作用下，進(jìn)行加熱的話(huà)，可以使分子間或者分子內(nèi)失水

傳統(tǒng)的乙二醇酸酯合成工藝通常采用的是酸酯鹽酯化法，即二溴乙烷和醋酸酯反應(yīng)，把醋酸和吡啶作為催化劑，這種方法的產(chǎn)率一般在55%～61%，其合成的工藝回流時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)其原材也比較昂貴，毒性比較大，不便于工業(yè)化的生產(chǎn)。據(jù)國(guó)外的相關(guān)調(diào)查資料顯示，在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，均采用的是強(qiáng)酸性催化劑，比如甲苯磺酸和濃硫酸等，這些對(duì)設(shè)備都會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕，對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)其反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)。因此，本文筆者試圖利用乙二醇來(lái)作為合成原料來(lái)制作EGS，其合成方法主要如下：按照一定的比例，在三口瓶中加入適量的乙二醇，通常情況下，其加入量為0.2mol～0.3mol，同時(shí)加入0.6mol的冰醋酸，其中固體Lewis酸催化劑占有醇酸重量比大約在0.4%～1.3%，并安裝溫度計(jì)，進(jìn)行冷凝管的回流，待加熱和回流1h—3h以后，再實(shí)施蒸餾，首先將水與酸蒸餾出來(lái)，接著再按照不同沸點(diǎn)的范圍要求來(lái)截取下面三種餾分，即酯頭液、二酯和一酯，最后再把酯頭液放到原來(lái)的三口瓶中，便于下次合成反應(yīng)的實(shí)施。

二、合成工藝的研究和分析

1.不同類(lèi)型催化劑對(duì)于酯化反應(yīng)所造成的影響

在本實(shí)例中，我們分別選用了六種不同類(lèi)型的固體Lewis酸催化劑來(lái)實(shí)施試驗(yàn)，同時(shí)將其和硫酸催化劑來(lái)進(jìn)行比較，對(duì)其進(jìn)行篩選，選用兩種比較好的催化劑，其主要如表1所示。

通過(guò)表1我們可以發(fā)現(xiàn)，其中ZnCl2作為催化劑的效果是最好的，其次再是FeCl3， FeCl3這種催化劑的效果雖然比較差，但是其價(jià)格較為廉價(jià)且容易獲得。若從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)的話(huà)，可利用這種催化劑作為乙二醇酯化中的催化劑

2.酯化工藝的試驗(yàn)條件

在選擇酯化最優(yōu)工藝的條件時(shí)，必須要經(jīng)過(guò)認(rèn)真地篩選，本文通過(guò)三因素三水平的正交試驗(yàn)法來(lái)選擇，其相應(yīng)結(jié)果如表2所示

3.應(yīng)用酯頭液

在酯頭液中，其主要包含的成分為酯產(chǎn)量，這種成分不僅能夠有效降低原材料的消耗，繼續(xù)利用前一次酯化以后少量的乙二醇、EGS、酯酸以及水，同時(shí)還能提高EGS總頭液的利用率，通過(guò)酯頭液來(lái)比較這些不同的催化劑，其對(duì)比較結(jié)果如表3所示。

三、鑄造工藝的應(yīng)用試驗(yàn)

所謂鑄造就是把經(jīng)過(guò)熔煉以后的金屬液體適量地注入到鑄型中內(nèi)，通過(guò)冷卻和凝固以后，以此獲取所需零件的一個(gè)制作過(guò)程。在制造過(guò)程中，鑄造是一種比較常用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是制造成本較低，工藝靈活性較大，能夠獲得大型或者一些復(fù)雜形狀的鑄件，目前在機(jī)械制造過(guò)程中鑄造工藝被廣泛地應(yīng)用。隨著鑄造技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多的新鑄造方法，比如連續(xù)鑄造、低壓鑄造以及陶瓷鑄造等，同時(shí)人們對(duì)鑄造成本、鑄造自動(dòng)化、鑄造質(zhì)量以及鑄造精度等要求也越來(lái)越高，其鑄造技術(shù)向著高質(zhì)量、清潔化、精密化、自動(dòng)化以及大型化發(fā)展。鑄造工藝的流程主要為：熔煉金屬—制造模型—澆筑和凝固—脫模清理等，在鑄造工藝中采用的材料大多為鑄鋼、鑄鐵以及鑄造一些有色合金，如鋁、鉛、銅或者鋅等。鑄造工藝的種類(lèi)可分為三種，即砂型鑄造、重力鑄造以及壓力鑄造等，其中常用的方法為砂型鑄造法，其次再是特種鑄造法，比如：石膏型鑄造、金屬型鑄造以及熔模鑄造等，而砂型鑄造又可分為消失模鑄造、粘土砂型鑄造、樹(shù)脂自硬砂型鑄造以及有機(jī)粘結(jié)劑砂型鑄造等

本文筆者利用固體ZnCl2與FeCl3催化劑來(lái)合成EGS-Ⅰ與EGS-Ⅱ，根據(jù)不同的比例將其配制成為以下已經(jīng)幾種乙二醇醋酸酯，即EGS-A、EGS-B、EGS-C和EGS-D等，把這幾種乙二醇醋酸酯作為鑄造工藝當(dāng)中水玻璃的固化劑，并實(shí)施相應(yīng)的試驗(yàn)，這幾種乙二醇醋酸酯的固化性能主要如表4所示。

從表四我們可以發(fā)現(xiàn)，EGS-A、EGS-B、EGS-C這幾種乙二醇醋酸酯可水玻璃砂中優(yōu)良其快速的固體劑，而EGS-D則可以作為一種慢速固化劑。

通過(guò)上述文中，利用固體Lewis酸作為催化劑來(lái)進(jìn)行乙二醇醋酸酯混合物的合成，我們可以發(fā)現(xiàn)其具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，該催化劑容易獲得，且腐蝕污染比較少；第二，其合成工藝較為簡(jiǎn)單，同時(shí)其反應(yīng)的時(shí)間比較短；第三，在反應(yīng)以后不需處理大量的堿液，能夠充分地利用酯頭液，有效降低原料的消耗，提高其工藝的產(chǎn)量；第四，通過(guò)這種方法合成的產(chǎn)品，能夠配制成為水玻璃砂酯系列中一種優(yōu)良的固化劑，可在鑄造工藝上進(jìn)行廣泛地推廣和應(yīng)用

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)信息技術(shù)以及工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械制造業(yè)中鑄造工藝占有很重要的地位，尤其是一些大型鑄件的質(zhì)量好壞將會(huì)直接影響產(chǎn)品自身的質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)乙二醇醋酸酯的快速合成方法進(jìn)行簡(jiǎn)要地概述，通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)以及其在鑄造工藝中的應(yīng)用，證明該方法能夠大大提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，減少產(chǎn)品所需的成本。

參考文獻(xiàn)

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篇4

【關(guān)鍵詞】電磁場(chǎng)；管坯；水平連續(xù)鑄造

銅和銅合金管坯鑄造是一項(xiàng)十分復(fù)雜且重要的工作，鑄造工藝工作包括很多方面，而水平電磁連續(xù)鑄造工藝作為銅和銅合金鑄造工藝中最重要的鑄造方法，其鑄造工藝的水平和質(zhì)量將直接影響著整個(gè)銅和銅合金管坯鑄造質(zhì)量，關(guān)系著后期管坯的使用周期和使用壽命。因此，探討、分析銅和銅合金管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝具有重要的作用和意義，只有管材生產(chǎn)工作人員重視工作、研究工作中水平電磁鑄造工藝，最終，才能提高整個(gè)通與銅合金管坯鑄造工藝的水平和質(zhì)量。

一、銅與銅合金冷凝管的生產(chǎn)

（一）紫銅冷凝管的生產(chǎn)

紫銅冷凝管的生產(chǎn)方法主要包括兩種：鑄軋法和焊接法。鑄軋法主要具有投資少、能源消耗量低、模具費(fèi)用低以及工藝流程短等優(yōu)勢(shì)，并且成品率可高達(dá)85%以上，但其主要的缺點(diǎn)就是對(duì)管坯表面的質(zhì)量要求比較高，在鑄軋前需要將表面的缺陷用銑面處理干凈，并且在一定程度上受規(guī)格限制，同時(shí)采用傳統(tǒng)鑄軋工藝下的空心銅管坯中晶粒粗且大。但是隨著科技的發(fā)展，鑄軋法已經(jīng)逐漸代替原有的鑄造方法，取得了非常好的效果。焊接法主要的優(yōu)點(diǎn)就是可以使用多種模具且能夠生產(chǎn)出較為復(fù)雜的齒形管材，同時(shí)，不需要。但是，同樣也存在一定的缺陷，例如，成本較高，銅帶的毛刺、飛邊以及表面質(zhì)量等要求較高。

（二）白銅冷凝管的生產(chǎn)

白銅冷凝管的生產(chǎn)主要包括三種：擠壓法、冷軋法以及鑄軋法。擠壓法是使用最為廣泛的一種方法，其優(yōu)點(diǎn)是管材晶粒組織細(xì)小、管坯質(zhì)量較高，而缺點(diǎn)是制造工藝要求過(guò)高、擠壓難度大、模具種類(lèi)多等，成品率僅為45～50%左右。冷軋法主要優(yōu)點(diǎn)有投資小、占地小、能源消耗量低以及模具費(fèi)用低。根據(jù)相關(guān)研究表明該方法生產(chǎn)下的成品率為60%。而采用冷軋法主要的缺點(diǎn)有：在鑄軋前應(yīng)該將表面的缺陷采取銑面處理；在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)開(kāi)裂、軋斷等質(zhì)量問(wèn)題等。鑄軋法目前已經(jīng)形成了大規(guī)模的生產(chǎn)，鑄軋法主要的優(yōu)點(diǎn)就是工程投資費(fèi)用低、能源消耗率低以及工藝流程短等，而相應(yīng)的缺點(diǎn)所需溫度高、磨損嚴(yán)重等。

二、銅與銅合金管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝

（一）紫銅管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝

銅管坯水平連續(xù)鑄造裝置主要包括牽引系統(tǒng)、結(jié)晶器系統(tǒng)、保溫爐以及熔化爐等。在生產(chǎn)過(guò)程中，熔化爐應(yīng)該采用中頻感應(yīng)電爐，在生產(chǎn)過(guò)程中可以產(chǎn)生電磁感應(yīng)使?fàn)t料產(chǎn)生感應(yīng)電流，并提高爐內(nèi)溫度直至溫度可以將爐料熔化，并且還要避免金屬液吸氣氧化，在熔煉過(guò)程中應(yīng)該在金屬液的表面鋪蓋150毫米到200毫米的木炭，并且在金屬液出爐之前采用Cu-13%P對(duì)其進(jìn)行脫氧，然后脫氧之后的金屬液通過(guò)流槽導(dǎo)入保溫爐內(nèi)。保溫爐主要采用工頻有芯感應(yīng)爐，是一種耐火材料容器，用來(lái)儲(chǔ)存金屬液的裝置。保溫爐能夠保證金屬液在鑄造過(guò)程中準(zhǔn)確的控制其溫度和化學(xué)成分，從而實(shí)現(xiàn)連鑄過(guò)程順利進(jìn)行并且還具有凈化金屬、去除雜質(zhì)的作用。牽引系統(tǒng)主要是由控制柜、牽引桿以及拉坯機(jī)等構(gòu)成，其中拉坯機(jī)是整個(gè)牽引系統(tǒng)中最重要的組成部分，不僅影響著連鑄能否正常運(yùn)行，而且對(duì)連鑄坯的質(zhì)量也造成直接影響。按照結(jié)晶振動(dòng)方式主要可以將水平連鑄設(shè)備分為兩類(lèi)，而常見(jiàn)的拉坯方式有三種：1、拉-反推式；2、拉-反推-停-反推式；3、拉-停-反推-停式。合金強(qiáng)度是選擇拉坯模式的主要因素之一，拉-反推式主要適用于強(qiáng)度高的金屬；拉-反推-停-反推式主要適用于中等強(qiáng)度的金屬；拉-停-反推-停式主要適用于低強(qiáng)度的金屬。銅和銅合金屬于強(qiáng)度低的金屬并且還容易產(chǎn)生裂紋等問(wèn)題，因此主要選擇第三種方式。第三種拉坯方式還具有以下優(yōu)點(diǎn)：冷卻時(shí)間久；能夠增強(qiáng)坯殼厚度；提高管坯質(zhì)量且降低拉坯阻力。

結(jié)晶器系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分：冷卻系統(tǒng)以及石墨模具。冷卻系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分：一冷和二冷。其中一冷區(qū)主要是在水平連鑄過(guò)程中將金屬液的熱量散出，同時(shí)當(dāng)管坯從一冷區(qū)出來(lái)進(jìn)入二冷區(qū)后，直接噴水將管坯冷卻下來(lái)。二冷區(qū)的冷卻水流量隨著管坯的溫度升高而增大。電磁系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成：電磁發(fā)生器以及電源。電磁發(fā)生器中的磁軛能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度越高金屬液的攪拌強(qiáng)度以及流動(dòng)速度也會(huì)隨之增加，在使用時(shí)還要考慮其使用的安全性。影響電磁發(fā)生器的磁感應(yīng)強(qiáng)度還有一個(gè)因素就是壓板的材質(zhì)，而在水平電磁連續(xù)鑄造銅管坯時(shí)，弱導(dǎo)磁的不銹鋼是爐前壓板材料最適用的材料，可以避免或是減少對(duì)電磁發(fā)生器的影響。

（二）BFe10-1-1白銅管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝

本文主要分析的是BFe10-1-1白銅管坯的水平電磁連續(xù)鑄造工藝，在熔煉過(guò)程中，主要采用中頻感應(yīng)電爐熔煉銅合金液并將石墨坩鍋?zhàn)鳛闋t膛內(nèi)襯，同時(shí)，為了避免合金元素遇氣氧化，可以在金屬液的表面鋪上30毫米厚烘烤后的木炭。將電源的頻率設(shè)定在2500Hz，并采用快速鉑銠熱電偶對(duì)金屬液的溫度進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到出爐的溫度之前還要通過(guò)Cu-15%Mg中間合金對(duì)金屬液進(jìn)行脫氧，為了避免在澆包轉(zhuǎn)注使金屬液溫度降低，因此，我們可以將澆包的溫度控制在650℃。

BFe10-1-1白銅管坯的水平電磁連續(xù)鑄造過(guò)程中容易產(chǎn)生一些缺陷，例如，裂紋、冷隔以及氣孔等。裂紋產(chǎn)生的重要原因就是在鑄造過(guò)程中，由于金屬液在冷卻時(shí)，隨著溫度的降低，管坯的表面開(kāi)始收縮，但是管坯的內(nèi)外溫度存在一定的差別，因此，導(dǎo)致管坯的外部收縮量大而內(nèi)部收縮量小，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，導(dǎo)致管坯出現(xiàn)裂紋。在鑄造過(guò)程中為了降低這種缺陷，應(yīng)該盡量采取低溫澆注的方式。冷隔產(chǎn)生的主要原因是澆注溫度過(guò)低而冷卻強(qiáng)度過(guò)大而造成的。在澆注過(guò)程中，由于溫度過(guò)低導(dǎo)致金屬液在石墨模具中很難完整充型；而在凝固區(qū)域，由于金屬液的溫度降低而導(dǎo)致其表面形成薄坯殼，所以可以適當(dāng)采用降低一次冷卻溫度、增加澆注溫度的方法盡量避免出現(xiàn)這種缺陷。氣孔產(chǎn)生的原因是配置合金時(shí)采用的爐料中含帶一定量的油污、水分等雜質(zhì)，在熔煉過(guò)程中容易造成熔體吸氣，而且溶解在金屬液中的氣體是極度不穩(wěn)定的，在凝固過(guò)程中，金屬液中的溶解度會(huì)急速下降，從而引起大量的氣體溢出，由此，產(chǎn)生了氣孔。為了改善這種情況，我們可以采用新舊料搭配使用以及舊料加入前加熱的方法，同時(shí)，還要注意在熔煉和保溫的階段要對(duì)脫氧劑加入量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要分析了本文主要分析了銅與銅合金管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝。水平電磁連續(xù)鑄造工藝是管材生產(chǎn)中最重要的一種生產(chǎn)方式，筆者希望更多的專(zhuān)業(yè)人士能投入到該課題研究中，針對(duì)文中存在的不足，提出指正建議，為提高我國(guó)銅與銅合金管坯水平電磁連續(xù)鑄造工藝做出重要的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]劉寧.復(fù)層鋁合金管坯水平連鑄技術(shù)研究[D].大連理工大學(xué)，2013.

[4]孫建波.復(fù)層鋁合金鑄坯連續(xù)鑄造技術(shù)研究[D].大連理工大學(xué)，2011.

篇5

(1.棗莊市盛源榮達(dá)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，山東棗莊，277519；2.山東理工大學(xué)，山東淄博，255049)

摘要：本文利用快速成型、硅溶膠翻模及樹(shù)脂模具制造工藝，開(kāi)發(fā)了一種汽車(chē)輪轂樹(shù)脂鑄造模具的快速制造技術(shù)。用該工藝制造的鑄造模具的尺寸精度、表面光潔度和表面硬度都很高，可滿(mǎn)足鑄造的工藝要求。

關(guān)鍵詞 ：汽車(chē)輪轂，樹(shù)脂鑄造模具，快速成型，硅溶膠翻模

作者簡(jiǎn)介：翟傳偉（1989-），男，山東棗莊人，本科，主要從事鑄造工藝的研究?；痦?xiàng)目：山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（SDYY13132）資助課題。

1 引言

在鑄造過(guò)程中，模具是必不可少的鑄造工藝裝備，以往的鑄造模具多是采用木質(zhì)或是鋁質(zhì)的。傳統(tǒng)的模具制造方法由于制造工藝復(fù)雜，所以具有本身所固有的一些缺點(diǎn)，如制造成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品改進(jìn)困難等。

本文針對(duì)汽車(chē)輪轂鑄鋼鑄件， 將快速成型[ 1 , 2 ]、硅橡膠翻模以及樹(shù)脂模具制造等技術(shù)[ 3 , 4 ]有機(jī)結(jié)合在一起， 開(kāi)發(fā)出了快速制造用于垂直分型無(wú)箱造型的樹(shù)脂鑄造模具的新工藝， 滿(mǎn)足了該鑄件生產(chǎn)的需要。用快速成型技術(shù)制造的原型材質(zhì)為光敏樹(shù)脂， 其強(qiáng)度和表面硬度不高， 不能直接使用， 所以本文將原型翻制成表層耐磨和背層強(qiáng)度高的環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料來(lái)制作鑄造模具。用該工藝制作的模具具有尺寸精度， 表面光潔度和硬度都較高， 制造周期短的優(yōu)點(diǎn)。

2 樹(shù)脂鑄造模具快速原型的制作

本文在該汽車(chē)輪轂鑄件零件圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)鑄件的技術(shù)要求和查表所得的加工余量、拔模斜度、收縮率、鑄件尺寸公差等工藝因素（其中收縮率的選取還考慮到硅橡膠凹模、樹(shù)脂鑄造模具的制造翻制誤差、自身線(xiàn)收縮產(chǎn)生的誤差），采用UG軟件畫(huà)出的鑄件三維圖，如圖1所示。

將該鑄件三維圖轉(zhuǎn)化為S T L 格式文件， 用快速成型機(jī)L P S 6 0 0 A 制得的模具快速原型如圖2 所示。

3 樹(shù)脂鑄造模具的制造

3.1鑄件樹(shù)脂模具的制造利用制得的模具的快速原型，將其表面清理干將硅橡膠與固化劑按50:1的比例混合均勻的硅橡膠液體在其表面用毛刷涂刷2～3層，待硅橡膠固化后，得到硅橡膠層如圖3所示。

將硅橡膠層的背面用與一定的水混合后的石膏粉泥以一定的厚度均勻地涂覆，待石膏層完全硬化后，將涂覆有石膏背層的硅橡膠層從原型上取下，則得到了用于制造樹(shù)脂模具的硅橡膠凹模如圖4所示。

在硅橡膠凹模表面先刷上一層由環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、耐火材料粉末等材料混制成的面層樹(shù)脂材料，如圖5所示，待其硬化以后，在面層樹(shù)脂材料上再均勻涂敷上一層厚度為2 ～ 3 c m 厚的由樹(shù)脂、固化劑以及短切纖維原絲混制而成的背層樹(shù)脂材料，待樹(shù)脂材料固化以后，去除硅橡膠凹模，得到鑄件的樹(shù)脂鑄造模具如圖6所示。

3.2 樹(shù)脂鑄造模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文根據(jù)該汽車(chē)輪轂鑄件是采用垂直分型無(wú)箱造型鑄造工藝的要求，計(jì)算并設(shè)計(jì)了與造型設(shè)備相配合的鑄造模具所需的左、右型板，模具采用一型鑄六個(gè)鑄件的造型方式，計(jì)算并設(shè)計(jì)了鑄造模具的澆口杯、直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道等澆注系統(tǒng)（詳見(jiàn)圖7和圖8所示）。

3.3 樹(shù)脂鑄造模具的組裝

根據(jù)設(shè)計(jì)的鑄造模具的型板及澆注系統(tǒng)等模具各部分在型板上的位置，將各部分安裝在型板上，得到的完整的樹(shù)脂鑄造模具的左、右模板的實(shí)物圖分別如圖7，8所示。

4 樹(shù)脂鑄造模具的制造工藝分析

4.1 快速成型技術(shù)和硅橡膠翻模技術(shù)是本文

開(kāi)發(fā)的模具快速制造技術(shù)的基本保證利用快速成型技術(shù)可以迅速而方便地得到樹(shù)脂模具的原型，原型的尺寸精度高，誤差只有零點(diǎn)幾毫米，這就保證了模具的制造精度。

在得到的原型的基礎(chǔ)上，利用硅橡膠翻模技術(shù)可以方便地將模具原型翻成用于制造樹(shù)脂模具的硅橡膠凹模，可以保證樹(shù)脂模具的制造精度。經(jīng)過(guò)對(duì)樹(shù)脂鑄造模具實(shí)際尺寸的檢測(cè)，其尺寸誤差在0.5mm以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足了鑄造模具的精度要求。

4.2 采用面層和背層復(fù)合樹(shù)脂材料可保證模具的使用性能

在環(huán)氧樹(shù)脂材料中加入耐火材料粉末作為樹(shù)脂模具的面層材料，可確保樹(shù)脂鑄造模具表面的硬度和耐磨性能，加入玻璃纖維絲作為背層材料可以保證模具的使用強(qiáng)度，樹(shù)脂鑄造模具的使用壽命要接近于鋁質(zhì)模具。所以對(duì)于批量不大的鑄件而言，可以利用樹(shù)脂鑄造模具來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，而不需要制造金屬模具（鋁質(zhì)或是鋼質(zhì)），增加生產(chǎn)成本。

5 結(jié)論

（1）在首先得到模具快速原型的基礎(chǔ)上，利用硅橡膠翻模技術(shù)和樹(shù)脂模具制造技術(shù)可以快速翻制出樹(shù)脂鑄造模具。

（2）利用本文開(kāi)發(fā)的新模具制造工藝制造的樹(shù)脂鑄造模具具有尺寸精度、表面光潔度和表面硬度都很高的特點(diǎn)，可滿(mǎn)足鑄造的工藝要求。

（3）本文開(kāi)發(fā)的樹(shù)脂鑄造模具可適用于生產(chǎn)批量不大的鑄件的鑄造工藝過(guò)程中，取代金屬模具，節(jié)約生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]盧秉恒.西安交通大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)工程科學(xué)，2013,15(1):4-8

[2]張勇，盧秉恒.采用RP技術(shù)的玻璃模具的快速制造[J].現(xiàn)代制造工程，2012,(8):41-45

篇6

摘 要：隨著制造業(yè)的發(fā)展，壓鑄件的制造發(fā)展也比較迅速，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、飛機(jī)以及儀器儀表等制造行業(yè)。其中鋁合金缸蓋就是壓鑄件的一種類(lèi)型，鋁合金缸蓋在制作的過(guò)程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋壁厚不是很均勻，制造時(shí)容易發(fā)生開(kāi)裂、氣孔以及粘膜等不良現(xiàn)象。所以在制作過(guò)程中必須對(duì)原來(lái)的工藝方式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，提高鋁合金缸蓋的制作質(zhì)量。本文主要分析鋁合金缸蓋的工藝優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：鋁合金；缸蓋；工藝優(yōu)化；

中圖分類(lèi)號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-04-00-01

壓鑄件的制作需要在先進(jìn)的工藝流程下完成，必須能夠保證鑄件尺寸的精確度和充型的平穩(wěn)性，只有這樣才能獲得更加優(yōu)質(zhì)的鑄件。傳統(tǒng)的鑄造工藝已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，很難根據(jù)產(chǎn)品的產(chǎn)量和工藝要求，鑄造出符合社會(huì)需求的鑄造件。為了提高鑄件的質(zhì)量，我們?cè)谶@里對(duì)鋁合金缸蓋的工藝進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，準(zhǔn)確的確定鑄件的工藝參數(shù)，從壓射比壓、材料成分等方面對(duì)鑄件工藝進(jìn)行改進(jìn)，消除鑄件制作過(guò)程中存在的壁厚不均等問(wèn)題。

一、鋁合金缸蓋和鑄造工藝概括

鋁合金缸蓋制作結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且壁的薄厚不均勻，廢品率較高，在制作過(guò)程中對(duì)工藝參數(shù)要求比較高。缸蓋一般有進(jìn)/排氣道、燃燒室、冷卻水套以及油池等幾部分組成。如（圖一）為一重型發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋模型，質(zhì)量0.7kg，體積266cm3，外形尺寸為：115mm×110mm×41mm，壁厚：3mm-13mm不等，年產(chǎn)量為40萬(wàn)件。

一般情況下，在鑄件制作過(guò)程中出現(xiàn)的壁厚不均勻、火花塞孔縮松等問(wèn)題一般采用低壓鑄造工藝解決，主要是因?yàn)榈蛪鸿T造工藝方法操作簡(jiǎn)單、設(shè)備廉價(jià)，產(chǎn)品致密性好、內(nèi)部缺陷少、表面光潔等優(yōu)點(diǎn)，但是低壓鑄造不利于大規(guī)模生產(chǎn)，它膜溫比較高，凝固速度慢，鑄造周期一般比較長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。為了解決這方面的問(wèn)題，可以對(duì)低壓鑄造工藝進(jìn)行改造，解決成本和產(chǎn)能問(wèn)題。

二、壓鑄工藝優(yōu)化

（一）鑄件材料。乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋一般采用鋁合金材料，化學(xué)成分主要由鋁、鋅、鎂、鐵等元素構(gòu)成，在壓鑄的過(guò)程中要根據(jù)其材料成分進(jìn)行嚴(yán)格的壓鑄。另外，在壓鑄的過(guò)程中可能容易發(fā)生粘膜、氣孔、裂紋等現(xiàn)象，廢品率高達(dá)80%左右。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)鑄件中鐵元素的含量對(duì)鑄件有著非常重要的影響，如果鑄件中鐵含量在0.7%以下，壓鑄件容易發(fā)生氣孔、粘膜的等缺陷；當(dāng)鐵元素含量在1.0%以上，壓鑄件容易發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象；而當(dāng)鐵元素含量在0.7%-1.0%之間時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的產(chǎn)品合格率。為了提高鑄件的合格率，對(duì)鑄件材料成分進(jìn)行改變，以便改變其力學(xué)性能。我們先利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果要求伸長(zhǎng)率在1.4以上，抗拉強(qiáng)度在240MPa以上，屈服長(zhǎng)度在154MPa以上，只要材料改變之后的鑄件符合這些條件，就代表試驗(yàn)成功。然后根據(jù)測(cè)試報(bào)告分析得出材料改變之后鑄件材料的伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度以及屈服長(zhǎng)度均在要求范圍之內(nèi)。

（二）內(nèi)澆口寬度的優(yōu)化。內(nèi)澆口參數(shù)的優(yōu)化主要包括其長(zhǎng)度、厚度以及寬度的優(yōu)化，通過(guò)對(duì)內(nèi)澆口寬度與長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)值的分析可知（內(nèi)澆口寬度與長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)值如表一），內(nèi)澆口寬度一般為2-3mm，它與壓鑄件的形狀之間沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)性。如果內(nèi)澆口的寬度太大，會(huì)增加液流阻力，導(dǎo)致壓力不易傳遞，增加保溫時(shí)間，降低鑄造效率；如果內(nèi)澆口的寬度太小，容易發(fā)生噴濺現(xiàn)象，加快內(nèi)澆口的磨損速度。但是如果試模過(guò)程中選擇2mm寬度的內(nèi)澆口寬度，鑄件往往會(huì)出現(xiàn)氣孔、澆注不足等缺陷，導(dǎo)致鑄件結(jié)構(gòu)縮松，仍然不能提高產(chǎn)品合格率。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，將內(nèi)澆口寬度設(shè)計(jì)為4mm，采用大流量進(jìn)料方式進(jìn)行澆鑄，預(yù)防上述缺陷的出現(xiàn)時(shí)，內(nèi)澆口寬度更加接近壁厚。

（三）提高壓射比壓。一般情況下，在鑄件的鑄造過(guò)程中為了提高鑄件的質(zhì)量，往往會(huì)采用提高壓射比壓的方法，特別是在內(nèi)澆口寬度增加的情況下，這是一種較好的方法。但是需要注意的是必須要將填充過(guò)程控制在0.3s之內(nèi)。普通的壓射比壓=80MPa，在此工藝下我們把鑄件的壓射比壓提高到120MPa。但是，提高壓射比壓容易導(dǎo)致粘膜缺陷，降低鑄件的使用壽命，為了避免這一缺陷的出現(xiàn)，我們還需要改進(jìn)填充過(guò)程，在金屬液充滿(mǎn)型腔的0.01s內(nèi)剎車(chē)保壓3s。

（四）設(shè)定壓鑄工藝參數(shù)。在本次工藝改造中我們采用IMPRESS-3系列1600kN壓鑄機(jī)，然后在不斷的優(yōu)化過(guò)程中確定壓鑄工藝參數(shù)，壓射溫度：680攝氏度，模具溫度在180-220攝氏度之間，沖頭高速速度為6m/s，高速壓射行程為208mm，沖頭低速速度為1m/s，低速壓射行程為140mm

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上工藝過(guò)程的改進(jìn)與優(yōu)化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的平面氣孔進(jìn)行測(cè)試，確定工藝優(yōu)化效果，本次工藝優(yōu)化檢驗(yàn)結(jié)果是產(chǎn)品合格率達(dá)到95%左右，取得較好的工藝優(yōu)化效果。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋壁厚不均勻、螺紋加工不良、裂紋等缺陷的解決，要從材料、壓射比壓以及內(nèi)澆口等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，改進(jìn)工藝參數(shù)，提高鑄件質(zhì)量，和產(chǎn)品穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙建華，劉濤，曾禮等.鋁合金汽缸蓋低壓鑄造數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化[J].熱加工工藝，2011，40（1）：39-41.

[2]于波.基于數(shù)值模擬分析的鋁合金缸蓋罩壓鑄工藝優(yōu)化[J].鑄造技術(shù)，2011，32（8）：1109-1111.

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藝術(shù)家通過(guò)玻璃的材料語(yǔ)言的巧妙運(yùn)用，把玻璃原材料的材質(zhì)美感強(qiáng)化表現(xiàn)出來(lái)，使我們對(duì)于材質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解更為深刻，同時(shí)藝術(shù)家作為一個(gè)藝術(shù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的媒介，具有極強(qiáng)的主觀性，藝術(shù)家大多敢于打破常規(guī)，挖掘并創(chuàng)造出玻璃材質(zhì)的無(wú)限可能性。這一方面能夠打破對(duì)于玻璃的社會(huì)認(rèn)識(shí)，擺脫慣性思維的束縛，同時(shí)在玻璃材質(zhì)的特殊性的影響下，玻璃造型藝術(shù)作為單獨(dú)的藝術(shù)學(xué)科，也在不斷地展現(xiàn)給公眾越來(lái)越多的超乎想象的獨(dú)特魅力。

關(guān)鍵詞：玻璃藝術(shù)；無(wú)限可能性；材料語(yǔ)言；獨(dú)特魅力

第一章 玻璃藝術(shù)存在的意義

第一節(jié) 玻璃藝術(shù)的概述

何為“玻璃藝術(shù)”：以富有創(chuàng)造性的方式方法――“藝術(shù)”為主體，“玻璃”為載體的玻璃造型藝術(shù)，玻璃視覺(jué)藝術(shù)。 玻璃藝術(shù)作品具有獨(dú)一無(wú)二性，純手工性，出自藝術(shù)家之手的。在現(xiàn)如今這個(gè)我們被工業(yè)化產(chǎn)品包圍的大環(huán)境里，工業(yè)化的產(chǎn)品往往體現(xiàn)出“絕對(duì)準(zhǔn)確無(wú)誤”、“毫厘不差”、“更有效率”、“精密”等等優(yōu)勢(shì)，故而相較于手工藝藝術(shù)作品而言在實(shí)際應(yīng)用中具有更為廣泛的運(yùn)用。我們?cè)跓o(wú)形間習(xí)慣了這種工業(yè)化產(chǎn)品，工業(yè)化產(chǎn)品變得生活化，具有較強(qiáng)的廣泛性。工業(yè)化產(chǎn)品一方面在消減著傳統(tǒng)手工藝的生存空間，但在另一方面也在促進(jìn)傳統(tǒng)手工藝中精湛的手藝的價(jià)值體現(xiàn)。本文正是基于玻璃手工藝藝術(shù)中的獨(dú)特美感以探索、分析玻璃的材料語(yǔ)言美在視覺(jué)符號(hào)中的體現(xiàn)。

玻璃熱成型鑄造工藝是高校玻璃藝術(shù)專(zhuān)業(yè)經(jīng)常接觸的制作工藝。如圖一，藝術(shù)家韓熙的作品《林吻》，作品采取玻璃鑄造工藝，藝術(shù)家靈活的運(yùn)用玻璃定位燒制的方法，在玻璃熱成型模具鑄造工藝中，玻璃的設(shè)色，色塊的安排與顏色的流動(dòng)性都是會(huì)在創(chuàng)作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，而且極難控制。玻璃藝術(shù)家韓熙就很好的控制住了平面玻璃在燒制過(guò)程中的色彩問(wèn)題?！读治恰废盗胁捎貌Ａ岢尚湍＞哞T造工藝中的色彩定位燒制法和二次鑄造法，即將已經(jīng)燒制成功的平板玻璃按照藝術(shù)家的方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的排列在模具中，在通過(guò)透明色料提亮作品的透光性。最后運(yùn)用精密的窯爐中高溫?zé)葡職馀莞?dòng)溫度曲線(xiàn)和高溫鑄造下色彩流動(dòng)的溫度曲線(xiàn)相結(jié)合，最后燒制成功這一組非常有玻璃色彩語(yǔ)言的作品。這兩組玻璃作品中的玻璃的通透性，色彩的流動(dòng)性，色彩的層次性，氣泡的大小控制上等等方面都比較好的運(yùn)用和體現(xiàn)。是一系列較為受到社會(huì)公眾好評(píng)的藝術(shù)作品。

第二節(jié) 玻璃藝術(shù)的常見(jiàn)的表現(xiàn)形式以及其特點(diǎn)

玻璃藝術(shù)的表現(xiàn)形式是多樣的，最常見(jiàn)的就是模具鑄造工藝，即將制作好的耐火材料模具和玻璃原料放入窯爐中經(jīng)過(guò)高溫融化后自然流淌到模具里，已達(dá)到藝術(shù)家在造型上的預(yù)期效果。玻璃鑄造作品往往被放置于博物館以及高檔的酒店中展出陳列，由特定的展臺(tái)及燈箱光源投射。由于一般玻璃鑄造的作品的尺幅較小，同時(shí)玻璃藝術(shù)作品的空間表現(xiàn)力較強(qiáng)，能夠通過(guò)玻璃材質(zhì)的轉(zhuǎn)折、凹凸、或疊加等等方式來(lái)傳遞出空間中的景物，并且利用玻璃的材料語(yǔ)言進(jìn)行變形，抽象。由于玻璃材質(zhì)的眾多獨(dú)一無(wú)二的特點(diǎn)，因此玻璃藝術(shù)作品不難在一些高檔場(chǎng)所的空間中發(fā)現(xiàn)。

在上海玻璃博物館中，收藏著世界眾多玻璃大師的優(yōu)秀作品，作品是當(dāng)代玻璃藝術(shù)大師史蒂芬?溫伯格的著名玻璃作品《船》系列，作品利用表面的凹凸和精準(zhǔn)的氣泡的浮動(dòng)定位，使得這件作品在任何一個(gè)角度去觀察，都能看到整個(gè)空間的景象，同時(shí)作品采取與其他金屬材質(zhì)的結(jié)合，營(yíng)造出一種極其富有美感的自然龜裂肌理。

玻璃吹制工藝是玻璃熱成型工藝中的另一個(gè)較為重要的工藝技法，雖然由于其工藝技法的限制性較大（作品必須是由吹管導(dǎo)入空氣使玻璃表面膨脹，因此作品總會(huì)是中空的），但富有創(chuàng)造力的藝術(shù)家總是能夠創(chuàng)造出無(wú)限的可能性。作品是戴爾?奇胡利的玻璃莊園的藝術(shù)作品，一艘載滿(mǎn)五彩斑斕的玻璃植物的木船。垂直而成的玻璃球由于其壁較薄，同時(shí)密封性較好，故而能夠在水面上漂浮，展現(xiàn)出一幅與自然和諧共處的景象。在長(zhǎng)滿(mǎn)荷葉與各種外形奇特的植物中間，我們很難分得清楚那里是植物，哪里是藝術(shù)家的作品。如圖二。

玻璃鑲嵌彩繪花窗是學(xué)院派玻璃的一門(mén)重要必修課。這是一門(mén)與公共空間銜接密切的藝術(shù)形式。它能夠比較好的在作品中體現(xiàn)出平面畫(huà)作的效果，并且能夠在借助陽(yáng)光下從建筑內(nèi)部觀察或夜間借助燈光，在建筑外部觀察的時(shí)候，以“光傳遞畫(huà)”，由于光的穿透性，玻璃被投射在空間中五彩絢麗的色彩，因此在西方的教堂中，尤其是基督教堂或天主教堂或東正教教堂中，經(jīng)常會(huì)看到玻璃鑲嵌繪制結(jié)合的彩色玻璃窗，西方人往往認(rèn)為這種光線(xiàn)能夠凈化信徒的內(nèi)心，洗滌內(nèi)心的污穢，并且能夠起到在與上帝溝通過(guò)程中的心靈橋梁或心靈之路。

第二章 玻璃在公共空間中的運(yùn)用以及典型的案例分析

第一節(jié) 玻璃與公共空間的關(guān)系

玻璃作品的色彩在光源的穿透下往往呈現(xiàn)給我們極其清澈的色彩，是其他任何材質(zhì)都無(wú)法比擬的。這與玻璃材質(zhì)的自身透明度有關(guān)。如今玻璃技術(shù)的發(fā)展迅速，玻璃已經(jīng)達(dá)到了所有材料材質(zhì)中透明程度的頂峰。也正是這種高透明的特性使得玻璃在我們的生活中的方方面面的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。這也是社會(huì)大眾對(duì)玻璃材質(zhì)的優(yōu)勢(shì)的認(rèn)可。

公共空間中玻璃的合理運(yùn)用可以使整個(gè)空間變得極其富有趣味性，彩色玻璃藝術(shù)家的巧妙布局后，整個(gè)空間的氛圍變得非?；钴S，在這些作品中，玻璃通過(guò)光線(xiàn)傳播出來(lái)的清澈的效果絕非其他材質(zhì)所能代替，彩色的光線(xiàn)渲染極其清澈透明，具有極好的穿透力，能夠使行人在其中很容易地受到活潑的色彩洗禮。

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1、緒論

1．1前言

鑄造是將通過(guò)熔煉的金屬液體澆注入鑄型內(nèi)，經(jīng)冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)是：制造成本低，工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件，在機(jī)械制造中占有很大的比重。鑄造工藝可分為重力鑄造、壓力鑄造和砂型鑄造。

但是，當(dāng)遇到某些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、壁厚不均勻的鑄件，在鑄造的過(guò)程中很容易出現(xiàn)各種鑄造缺陷。常見(jiàn)的鑄造缺陷有縮孔、縮松、夾渣、氣孔及裂紋等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響鑄件質(zhì)量，降低強(qiáng)度、剛度甚至造成廢品。而常規(guī)的強(qiáng)度分析對(duì)象是理想的零件結(jié)構(gòu)，未考慮零件制造過(guò)程產(chǎn)生的缺陷，對(duì)于此類(lèi)零件，如何確定結(jié)構(gòu)缺陷部位的應(yīng)力應(yīng)變分布，對(duì)零件的整體的危險(xiǎn)截面、強(qiáng)度與剛度影響，帶有鑄造缺陷的零件是否可以繼續(xù)使用等問(wèn)題，都是需要設(shè)計(jì)與分析人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)階段去解決的。

鑄造過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬與仿真是鑄造學(xué)科發(fā)展的前沿領(lǐng)域。鑄造過(guò)程的數(shù)值模擬可以幫助工程技術(shù)人員預(yù)測(cè)鑄件缺陷。確保鑄件質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。常用的鑄造缺陷分析軟件有Procast、

Anycasting等。

2、鑄件有限元缺陷分析

2.1有限元法和有限單元的概念

有限元法又稱(chēng)有限單元法，是結(jié)構(gòu)分析的一種數(shù)值計(jì)算方法，它隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而應(yīng)運(yùn)而生，并得到了廣泛應(yīng)用，目前已成為工程數(shù)值分析的有力工具。在實(shí)際工程應(yīng)用中，我們首先把CAD模型分割成有限個(gè)實(shí)體單元或者殼單元。一般作為實(shí)體單元所適合的結(jié)構(gòu)，是具有三維形狀變化的物體，棒狀、平板狀的物體一般劃分為殼體單元。

2.2有限元分析鑄件缺陷和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的一般流程

（1）鑄件在設(shè)計(jì)過(guò)程中所建立的三維模型，通過(guò)格式的轉(zhuǎn)換可以成為有限元分析的模型。

（2）有限元網(wǎng)格劃分：有限元網(wǎng)格劃分是進(jìn)行有限元優(yōu)化分析至關(guān)重要的一步，有限元分析的精度和效率與網(wǎng)格單元的密度和幾何形狀有著密切的關(guān)系，并且有限元網(wǎng)格劃分的好壞，對(duì)后續(xù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的精確性有著直接的影響。一般情況下，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的構(gòu)件，對(duì)其采用實(shí)體單元網(wǎng)格劃分，同時(shí)，在非干涉和裝配部位進(jìn)行必要的材料填充；另外，對(duì)分析過(guò)程中涉及到的簡(jiǎn)化梁等結(jié)構(gòu)，宜采用殼單元的劃分方式。

MeshCAST對(duì)輸入的模型或網(wǎng)格文件進(jìn)行剖分，最終產(chǎn)生四面體網(wǎng)格，生成mesh文件，文件中包含節(jié)點(diǎn)數(shù)量、單元數(shù)量、材料數(shù)量等信息。

（3）確定邊界約束條件

有限元計(jì)算，歸結(jié)為一句話(huà)就是解微分方程。而解方程要有定解，就一定要引入條件，這些附加條件稱(chēng)為定解條件。包括被分析零件所受的力、力矩、載荷、沖擊、震動(dòng)，與其他相關(guān)零件的連接方式和受到的各種約束等等。用PreCAST分配材料、設(shè)定界面條件、邊界條件、初始條件、模擬參數(shù)， 生成dat文件。

材料屬性及性能參數(shù)：包括材料的楊氏模量、泊松比、密度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等。

（4）運(yùn)行ProCAST對(duì)鑄造過(guò)程模擬分析計(jì)算，生成unf文件。ViewCAST顯示鑄造過(guò)程模擬分析結(jié)果。PostCAST對(duì)鑄造過(guò)程模擬分析結(jié)果進(jìn)行后處理。通過(guò)對(duì)充型流動(dòng)及凝固模擬結(jié)果的分析可以發(fā)現(xiàn)鑄件所存在的卷氣、裂紋、縮松、縮孔、夾渣等缺陷。

（5）鑄造工藝和模具的優(yōu)化流程：

鑄造工藝方面可以通過(guò)修改澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮系統(tǒng)和鑄件的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)初始溫度場(chǎng)的溫度分布均勻，凝固過(guò)程液體收縮的平衡性，以消除裂紋、卷氣和縮孔等缺陷。

消除熱節(jié)、降低縮孔缺陷和改善充型避免卷氣是模具具改進(jìn)的方向。

第一，可以采取方法加厚冒口保溫層厚度、延長(zhǎng)冒口內(nèi)金屬液的凝固時(shí)間，也就是增加冒口對(duì)熱節(jié)的補(bǔ)縮時(shí)間。進(jìn)一步采取增大冒口和補(bǔ)縮通道的體積。

第二，采取加內(nèi)冷鐵的方式進(jìn)行補(bǔ)縮。使用與鑄件相同材質(zhì)的圓柱形棒，放置在鑄件易產(chǎn)生縮松和縮孔的熱節(jié)部位的中心位置，目的是加快熱節(jié)部位的冷卻。

第三，通過(guò)零件設(shè)計(jì)更改對(duì)鑄件的倒角進(jìn)行了修改，由于倒角R的改進(jìn)，有利于液流比較順暢地填充，減少卷氣的發(fā)生。

第四，修改澆注系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)初始溫度場(chǎng)的溫度分布均勻，凝固過(guò)程液體收縮的平衡性，以消除裂紋缺陷。

第五，對(duì)流道及冷卻管路進(jìn)行了改進(jìn)。在厚壁對(duì)應(yīng)模具處設(shè)置了點(diǎn)冷。在凝固方面，在動(dòng)模和靜模上設(shè)計(jì)了點(diǎn)冷水管，而且都設(shè)計(jì)在熱節(jié)正上方和正下方，盡量靠近鑄件的厚壁部分，優(yōu)化冷卻效果。在充型方面，將流道澆口延伸到厚壁部分的位置，使金屬液較早的填充。

3、鑄件缺陷分析與解決實(shí)例

下面以一個(gè)高錳鋼鑄件為實(shí)例，說(shuō)明用鑄造分析軟件分析鑄件缺陷，并針對(duì)缺陷制定相應(yīng)的解決方案，對(duì)澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮系統(tǒng)和鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化修改，最終減少和避免缺陷發(fā)生的過(guò)程。

該鑄件的鑄造初始工藝使用冒口加保溫套的冒口設(shè)計(jì)，并使用開(kāi)放式的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但實(shí)際生產(chǎn)中，在鑄件的底部會(huì)出現(xiàn)豎直的裂紋。分析裂紋產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：

不合理的澆帽口設(shè)計(jì)；

鑄件內(nèi)部有縮孔縮松；

鑄件內(nèi)部的組織不夠致密等。

通過(guò)使用CAE軟件對(duì)該鑄造工藝進(jìn)行仿真，包括充型過(guò)程模擬、凝固過(guò)程模擬和熱應(yīng)力形成模擬。模擬過(guò)程發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)基本沒(méi)有明顯的縮孔和縮松缺陷，但是，鑄件中部出現(xiàn)大量微觀收縮缺陷，可能會(huì)影響到鑄件的致密度及強(qiáng)度。同時(shí)，通過(guò)應(yīng)力分析，發(fā)現(xiàn)底部有應(yīng)力集中現(xiàn)象，如圖1.1所示。因此，加上鑄件內(nèi)部組織的的致密度強(qiáng)度問(wèn)題，底部容易出現(xiàn)裂紋缺陷。這樣，通過(guò)CAE分析系統(tǒng)，找到了裂紋產(chǎn)生的原因所在，并制定了以下的解決方案：

圖1.1

修改澆注系統(tǒng)，由原來(lái)開(kāi)放式的澆注系統(tǒng)更改為從鑄件底部四點(diǎn)澆口。

將產(chǎn)品底部轉(zhuǎn)角部位的倒角增大，液流順暢地填充，減少卷氣和應(yīng)力集中的發(fā)生。

將冒口向中心移動(dòng)，改善鑄件中部出現(xiàn)大量微觀收縮缺陷。

采用新工藝鑄造的零件，通過(guò)CAE軟件分析發(fā)現(xiàn)微觀收縮缺陷得到明顯改善，并且遠(yuǎn)離了裂紋危險(xiǎn)區(qū)域。底部應(yīng)力集中現(xiàn)象有了明顯改善。模擬結(jié)果顯示，新的工藝能夠保證凝固過(guò)程中收縮平衡，也改善了內(nèi)部的組織性能，有效的降低了裂紋產(chǎn)生的可能性。

微觀收縮缺陷的改善應(yīng)力集中減少

4、鑄件優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于整個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，零件在原始設(shè)計(jì)中，對(duì)產(chǎn)品的性能未能充分把握，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)只能作定性分析和類(lèi)比估算。另外，由于對(duì)實(shí)際的受力點(diǎn)未能牢牢把握，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料分布不夠均勻，鑄造工藝性較差。這些情況都需要通過(guò)優(yōu)化鑄件的結(jié)構(gòu)和形狀，來(lái)提高鑄件的工藝性。

在利用Hyperworks軟件做優(yōu)化分析時(shí)，通常的流程是首先讀入CAD模型，然后劃分網(wǎng)格，添加邊界條件，設(shè)置優(yōu)化分析模型參數(shù)。優(yōu)化分析模型一般是由目標(biāo)函數(shù)、約束條件、優(yōu)化設(shè)計(jì)變量三個(gè)方面組成。借助于Hyperworks軟件的OptiStruct模塊，在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)條件下可以很方便的實(shí)現(xiàn)。首先，在輕量化分析過(guò)程中，一般選取優(yōu)化設(shè)計(jì)變量為鑄件體積的減少量，然后采用傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法，將總體的應(yīng)變能作為目標(biāo)函數(shù)。主要采用OptiStruct模塊的拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化。首先，拓?fù)鋬?yōu)化可以獲得一個(gè)最佳的結(jié)構(gòu)布局——即最佳的材料分布；然后在這個(gè)最優(yōu)結(jié)構(gòu)布局的基礎(chǔ)上按照實(shí)際設(shè)計(jì)需求形成一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案，并反饋到CAD軟件中，形成新的CAD模型，最后應(yīng)用更仔細(xì)的形狀優(yōu)化工具，同時(shí)添加適合鑄造的約束條件，得到最有效的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方案。

5、結(jié)論與展望

鑄造數(shù)值模擬可以幫助工程技術(shù)人員在鑄造工藝設(shè)計(jì)階段對(duì)可能出現(xiàn)的各種缺陷和大小、部位和發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，從而優(yōu)化鑄造工藝設(shè)計(jì)，確保鑄件的質(zhì)量，縮短試制周期，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，鑄件結(jié)構(gòu)和形狀的優(yōu)化過(guò)程直接通過(guò)軟件完成，大大減少試制和改模的次數(shù)。通過(guò)多次的模擬和優(yōu)化，可以驗(yàn)證模具方案的有效性和鑄件的最優(yōu)形狀和結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 黃志光.鑄件內(nèi)在缺陷分析與防止［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001

篇9

一、新疆英吉沙小刀的制作流程

新疆英吉沙小刀的制作特點(diǎn)是手工精細(xì)，為制作好的小刀，工匠們必須從選材、鑄造、焊接、加熱、淬火、回火等各個(gè)方面精心地配合爐火純青的技術(shù)來(lái)鍛造。在制作好的刀坯上制作刀刃、血槽，然后用拼貼法或鑲嵌法、鏨刻法裝飾刀身、刀柄等部位。為了保護(hù)刀刃，最后加上金屬或皮制刀鞘。具體流程：選擇優(yōu)勢(shì)鋼材（軸承鋼）――煅燒――捶打成刀柄、刀身――接合刀柄刀身――再次鍛打――淬火――打磨――銼平――裝飾刀身、刀柄等部位――縫制刀鞘并加以裝飾――完型。

在英吉沙小刀制作過(guò)程中，選好鋼材是首要條件，煅燒時(shí)注意火候和溫度，捶打刀柄刀身時(shí)注意鋼的厚度和鍛打方位，使其均勻受力，逐漸成型，在接合刀柄刀身時(shí)常用的是全龍骨貼片法，全穿心柄法，半穿心柄法。

接合刀柄刀身后，經(jīng)過(guò)修復(fù)、整理、淬火、打磨、銼平等工序，使英吉沙小刀表面光滑光亮，刀刃鋒利，形體堅(jiān)固。然后用鏨刻、鑲嵌、拼貼等手法裝飾刀身、刀柄等部位，最后縫制皮質(zhì)刀鞘并加以裝飾。

二、新疆英吉沙小刀的制作工藝

英吉沙小刀的制作一般有鑄造工藝和捶打工藝，鑄造工藝用金屬液澆灌合模而成，捶打工藝用鐵棒或鐵圈在爐中燒紅，然后用錘敲、打成刀坯。

（1）鑄造工藝

早期的鑄范是石頭或土陶制成的，用沙子作內(nèi)芯在埃及時(shí)期就有使用，但現(xiàn)代鑄造常用的翻沙工藝在14――15世紀(jì)才出現(xiàn)。

英吉沙小刀的鑄造工藝，首先制作一把木劍作為模具，熾熱的金屬水冷卻后體積會(huì)縮小，因此，木模的尺寸需要在鑄件原尺寸的基礎(chǔ)上按收縮率加大，需要切削加工的表面相應(yīng)加厚。把刀模分為兩半進(jìn)行制作，下半型放砂箱填砂緊實(shí)刮平，放上半型，撒分型劑，放上砂箱，填型砂并緊實(shí)、刮平，將上型和下型合好，進(jìn)行澆注，也就是將金屬水灌入砂型的空腔中，然后再經(jīng)過(guò)除砂、修復(fù)、打磨等過(guò)程。

（2）捶打工藝

捶打工藝是維吾爾族刀匠們最常用，最古老也是最能體現(xiàn)英吉沙小刀獨(dú)一無(wú)二的手工藝特性的地方。刀匠先選好軸承鋼，在爐中燒紅，用錘敲打成粗坯，一般有兩人捶打，師傅一手握鉗一手用小錘敲打，徒弟則用大錘鍛打，小錘點(diǎn)哪大錘鍛打哪。師傅一邊捶打一邊不斷調(diào)整紅通通的鋼棒的部位，正面、側(cè)面、反面，使之受力均勻，溫度降低鋼棒顏色變灰時(shí)，再煅燒，再捶打，反反復(fù)復(fù)。粗坯完型后，用砂輪打磨。

三、新疆英吉沙小刀的裝飾工藝

英吉沙小刀的材料、造型與裝飾工藝的關(guān)系是雙向的，是相互影響和制約的。英吉沙小刀制作工藝是刀匠們的制作技術(shù)在刀的材料和造型上的藝術(shù)體現(xiàn)。

英吉沙小刀的材料主要有金屬、木質(zhì)、玉石、有機(jī)玻璃、動(dòng)物骨質(zhì)、角質(zhì)等十來(lái)種。其中刀柄是裝飾的重點(diǎn)，刀柄材料有黃銅、白銅、銀、木質(zhì)、玉石、有機(jī)玻璃、動(dòng)物骨質(zhì)和角質(zhì)，裝飾手法有拼貼法、鑲嵌法、鏨刻法，用足了刀匠們所有最精湛的技藝，也最能代表地域特色。

新疆英吉沙小刀的裝飾工藝主要有：

（1）鏨花工藝，是用小錘擊打形狀各異的鏨刀，在金屬表面形成凹凸不平、深淺有致的線(xiàn)條和紋樣的一種金屬變形工藝，主要用鏨、戧等方法雕刻圖案，使之富有藝術(shù)感染力，但是需要非常精細(xì)準(zhǔn)確的刀法。

鏨刻是鏨花主要工藝，此方法在英吉沙小刀的裝飾中占有重大的比例，常用于刀身鏨刻巴旦木紋樣，刀柄的各種浮雕紋樣的裝飾制作上。鏨刻步驟一般是先用薄紙拷貝圖案，輕放在金屬上，用小鏨鏨出虛線(xiàn)，便于圖案的定位，再用相應(yīng)的鏨子鏨刻。但是，很多英吉沙小刀的刀匠們選好鏨子直接在刀身上鏨刻復(fù)雜的紋樣，鏨刻的技術(shù)早已達(dá)到了爐火純青的地步了，那復(fù)雜的、重疊的、規(guī)整的巴旦木紋樣組合很難想象到是用手工直接鏨刻出來(lái)的。鏨子就是小型鑿子，這些鑿子一般都是英吉沙工匠們根據(jù)所鏨刻花紋的需要自制的。

（2）鑲嵌工藝：英吉沙小刀的鑲嵌工藝就是根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，將不同色彩、形狀、質(zhì)地的鑲嵌物，通過(guò)鑲、銼、鏨、掐、焊等方法，組成不同的造型和款式。鑲嵌物主要有五顏六色的寶石、動(dòng)物骨質(zhì)、玉、木質(zhì)、有機(jī)玻璃、塑料、白貝片、金屬。鑲嵌部位一般在金屬刀鞘、刀柄、刀格處。刀柄是裝飾的重點(diǎn)，采用各種材料嵌成各種晶瑩俏麗的圖案，十分精巧美觀。鑲嵌手法一般是用打磨機(jī)將動(dòng)物骨質(zhì)、動(dòng)物角質(zhì)、木質(zhì)、有機(jī)玻璃、白貝片進(jìn)行打磨，加工成為平整光潔的面進(jìn)行鑲嵌，也有把五顏六色的寶石半包鑲在金屬刀鞘和刀柄上，增加裝飾作用，使寶石透入及反射更充足的光線(xiàn)，凸顯寶石的艷麗光芒。

（3）牛皮壓花工藝：牛皮壓花工藝主要用于刀鞘的裝飾上。皮制刀鞘選用牛皮進(jìn)行壓光、染色，成為黑色、黃色、棕色的皮料，裁剪縫合制作成刀鞘，再用各種型號(hào)的刻刀裝飾幾何紋樣和植物紋樣，刻劃各種紋樣的刻刀一般都是英吉沙小刀刀匠們自制的，裝飾紋樣的時(shí)候更加方便、快捷。壓花使用的是模具壓花，用小錘敲打壓印釘沿著輪廓進(jìn)行壓印，有的還在牛皮壓花的基礎(chǔ)上鑲嵌寶石，凸顯英吉沙小刀的華麗華貴氣質(zhì)。

這些傳統(tǒng)的裝飾工藝，制作加工方法和材質(zhì)的使用，使英吉沙小刀制做形成一定的模式，充分顯示出手工藝加工的精致美，同時(shí)也顯示出了金屬和寶石的質(zhì)地美，從而形成了英吉沙小刀的獨(dú)特性。不同刀匠制作出不同造型和裝飾的英吉沙小刀，同一刀匠也不可能打制出一模一樣的兩把小刀，這充分說(shuō)明英吉沙小刀獨(dú)一無(wú)二的特性和不可復(fù)制的手工藝，體現(xiàn)了新疆維吾爾族人們的聰明智慧和偉大的靈氣神韻。

參考文獻(xiàn)：

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[3]楊曉康.新疆民族式小刀裝飾研究[J].新疆藝術(shù)學(xué)院學(xué)

報(bào),2005,(3).

作者簡(jiǎn)介：

篇10

關(guān)鍵詞：消失模 注漿泵 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) UG

1.前言

我院廣達(dá)注漿泵科技有限公司研制出BW系列注漿泵，在研制之初，全部泵體外殼采用砂型鑄造技術(shù)進(jìn)行外殼澆鑄，生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有加工余量大、表面粗糙度低，以及易出現(xiàn)氣孔、冷隔、澆不足、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂等造型缺陷，因此，制造出來(lái)的產(chǎn)品，容易出現(xiàn)報(bào)廢或次品，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響產(chǎn)品使用壽命。

消失模鑄造技術(shù)是目前國(guó)際上先進(jìn)的鑄造工藝之一，具有加工余量少、精確成型、無(wú)需取模、無(wú)分型面、無(wú)砂芯，因而鑄件沒(méi)有飛邊、毛刺和拔模斜度，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。鑄件表面粗糙度可達(dá)Ra3.2至12.5μm；鑄件尺寸精度可達(dá)CT7至9；加工余量最多為1.5至2mm，可大大減少機(jī)械加工的費(fèi)用。其工作原理是用泡沫塑料模樣（包括澆冒口）代替普通模樣緊實(shí)造型，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，在灼熱液態(tài)金屬的熱作用下，泡沫塑料汽化、燃燒而消失，金屬液取代了原來(lái)泡沫塑料模所占的空間位置，冷卻凝固后即可獲得所需要的鑄件。

在消失模鑄造技術(shù)中，泡沫塑料模樣的制作是重要的工藝環(huán)節(jié)，模樣制造的好壞直接影響鑄件的質(zhì)量、形狀等多個(gè)方面，而要得到優(yōu)秀的塑料模樣，則必須有優(yōu)秀的模樣的模具，因此，如何通過(guò)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)，快速、準(zhǔn)確地生成塑料模樣的金屬模具，成了設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，我院通過(guò)反復(fù)實(shí)踐，總結(jié)出使用現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)軟件UG來(lái)完成模具設(shè)計(jì)過(guò)程，具有設(shè)計(jì)周期短、設(shè)計(jì)精度高、可進(jìn)行有限元分析等特點(diǎn)，本文對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程作介紹，供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

2.UG建模技術(shù)介紹

UG是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的大型工程軟件，功能十分強(qiáng)大，使用UG進(jìn)行建模，主要是完成三維模型建立，為后續(xù)模具設(shè)計(jì)過(guò)程做準(zhǔn)備，使用UG進(jìn)行三維模型建立，可以有以下方法：

疊加法：在作出一個(gè)基本體的基礎(chǔ)上，像“砌墻”時(shí)不斷加磚那樣不斷增加或去除新圖素，從而使一個(gè)簡(jiǎn)單的模型變成一個(gè)復(fù)雜的三維模型。

縫合法：先制作片體，讓片體加厚成為實(shí)體；或者先制作完全封閉的片體群，再讓這些片體通過(guò)縫合得到實(shí)體，這種構(gòu)造模型的方法稱(chēng)為縫合法。

綜合法：將疊加法和縫合法聯(lián)合使用。

使用UG完成制作的注漿泵泵體三維模型如圖1所示。

圖1 注漿泵泵頭體三維模型 圖2 泵頭體模樣模具

3.金屬模樣模具設(shè)計(jì)

由于消失模產(chǎn)品多為外殼類(lèi)零件，其形狀復(fù)雜，因此，對(duì)應(yīng)的模具設(shè)計(jì)工作也過(guò)于復(fù)制，以往采用人工設(shè)計(jì)，速度慢，準(zhǔn)確性差，重復(fù)修改困難，現(xiàn)在使用UG進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，具有快速、準(zhǔn)確、可進(jìn)行數(shù)控編程及加工等諸多優(yōu)勢(shì)。

使用UG進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是進(jìn)行電腦分模，對(duì)于不同模具，UG提供了不同的分模模塊，而對(duì)于類(lèi)似于消失模這類(lèi)模具，則沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的模塊，通過(guò)反復(fù)研究與實(shí)踐，我們采取UG多種命令進(jìn)行組合來(lái)完成模具分模的方法。具體操作過(guò)程介紹如下：

（1）模具分割

如果按如圖1所示產(chǎn)品直接進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，幾乎不能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槠湫螤钐^(guò)復(fù)雜，不便于抽芯拔模，因此，要對(duì)原來(lái)三維圖形進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指睿殖扇舾蓚€(gè)可以方便進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的部分，各部分之間通過(guò)適當(dāng)方式進(jìn)行連接，最后總裝成出乎塑料模樣。為此，本模具分成如圖2所示A、B1、B2、C、D共五個(gè)部分，經(jīng)組裝后得到圖1效果。各部分之間有用來(lái)相互連接和定位的接榫，這樣便于將各個(gè)模樣模具生產(chǎn)出來(lái)的模樣拼接成圖1一樣的整體模型。

（2）分模過(guò)程

將模具分成圖2所示不同部分后，分別對(duì)各部分進(jìn)行分模，制作成對(duì)應(yīng)的模樣模具。制作過(guò)程中，使用UG的布爾運(yùn)算功能，再加上剖切、拉伸、旋轉(zhuǎn)等命令來(lái)完成操作，以圖2中另外A的模具操作過(guò)程為例，過(guò)程如下：

A.通過(guò)圖2中零件A的三個(gè)通孔的中心作一基準(zhǔn)平面，并以該面為基準(zhǔn)，作一拉伸體，使其包圍零件A。使用求差命令，將原來(lái)的零件A去除，結(jié)果如圖3中A所示。

圖3 下模制作過(guò)程

B.再在圖3中A模型的M、N兩個(gè)端面處制作兩個(gè)基準(zhǔn)平面，然后使用“分割體”命令對(duì)模型A進(jìn)行分割，得到前、中、后三體，其中，中間體如圖3中B所示。

C.對(duì)中間體使用拉伸命令，去掉中間的三個(gè)圓柱體部分，結(jié)果如圖3中C所示。最后，將上一步操作中的前、后二體與修剪后的C體合并，就得到圖2中模型A的下模型腔。

D.用同樣方法，完成上模型腔制作，再通過(guò)拉伸等命令完成側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，就完成了圖2中模型A的模具設(shè)計(jì)。

（3）模具體加工

使用UG加工功能，可以方便編寫(xiě)出數(shù)控銑床、加工中心等機(jī)床的程序，從而使設(shè)計(jì)出來(lái)的復(fù)雜模具產(chǎn)品能快速加工成相應(yīng)的模具零件，加快模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)進(jìn)度。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將UG應(yīng)用到消失模具設(shè)計(jì)上，可以大大提高設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，便于模具設(shè)計(jì)修改，便于其模具體在UG環(huán)境下加工編程，從而改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造觀念，做出的模具精準(zhǔn)可靠。用UG進(jìn)行消失模設(shè)計(jì)的方法，可供相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)與制造人員參考與借鑒。

參考資料

[1]鐘奇《UG NX4 實(shí)例教程》，北京：人民郵電出版社2008-06

[2]鐘奇《UG NX 7.5 高級(jí)應(yīng)用教程》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社2012-08

[3]王文清《鑄造工藝學(xué)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2011-06