高職鑄造專業(yè)實(shí)訓(xùn)改進(jìn)研究與實(shí)施

吳代建WU Dai-jian；傅駿FU Jun；藺虹賓LIN Hong-bin；周棣華ZHOU Di-hua；王澤忠WANG Ze-zhong

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，德陽 618000）

（Sichuan Engineering Technical College，Deyang 618000，China）

0 引言

本文旨在通過創(chuàng)造條件將消失模傳統(tǒng)工藝引入實(shí)訓(xùn)課堂，進(jìn)而推廣消失模最新技術(shù)，提高學(xué)生動手能力和就業(yè)競爭力。結(jié)果表明，提升了學(xué)生的訓(xùn)練興趣，學(xué)生掌握了消失模生產(chǎn)初步技能，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

1 消失模鑄造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的實(shí)施

1.1 實(shí)訓(xùn)條件下的消失模粘土砂工藝流程 根據(jù)鑄件圖，制定消失模工藝圖。將工藝結(jié)構(gòu)分解為簡單的幾何結(jié)構(gòu)，按照分解后的幾何體切割泡沫板材，制作泡沫模樣，并組合粘接穩(wěn)固。配制好涂料，成分如表1，浸涂在模樣表面，烘干后重復(fù)1-2 次。用如表2 粘土砂消失模工藝成分混制型砂，檢驗(yàn)型砂的性能后選取砂箱造型[1，2]。

表1 粘土砂消失模和木模工藝型砂配方及性能對比

表2 消失模粘土砂涂料配料單

造型過程中，注意控制模樣各表面型砂的緊實(shí)度，并按工藝預(yù)埋好排氣管道。造型結(jié)束后，在8 小時(shí)內(nèi)澆注完畢，防止消失模二次吸水，增加產(chǎn)生氣孔缺陷的可能性。同時(shí)，使用相同木模造型制作型腔，設(shè)為對比組，用于工藝和造型工時(shí)對比分析。最后熔煉澆注，冷卻凝固后，打箱清理檢驗(yàn)兩組鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 關(guān)鍵質(zhì)量控制措施 泡沫模樣表面質(zhì)量和尺寸精度直接影響鑄件的質(zhì)量，實(shí)訓(xùn)中通過在電熱切割設(shè)備中增設(shè)控溫系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電阻絲溫度，能有效控制切割燒損量和提高模樣表面質(zhì)量。通過控制型砂含泥量，降低粘土型砂中水分和增加粘結(jié)劑的含量，如表2，配合操作時(shí)合適的緊實(shí)度。達(dá)到保證型砂強(qiáng)度的情況下，充分提高型砂的流動性，增加透氣性，降低發(fā)氣量?？捎行Э刂茪饪?、塌箱、鑄件變形、粘砂等缺陷產(chǎn)生的可能性。

直澆道、冒口選用木模造型，同時(shí)在泡沫模樣多個(gè)部位預(yù)埋排氣管，造型結(jié)束后取出，清理以上部位散砂。有利于提高金屬液的沖型能力、防止嗆火、澆不足、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。

適當(dāng)提高出爐澆注溫度，第一包澆注木模造型的鑄型，第二包澆注消失模鑄型。可充分提高澆包溫度，以此延長金屬液的流動時(shí)間和提高泡沫氣化速度，防止鑄件殘缺、冷隔等缺陷產(chǎn)生。

2 消失模鑄造在實(shí)訓(xùn)過程中的實(shí)例

2.1 木模、粘土砂型鑄造工藝方案 木模、粘土砂型鑄造工藝方案見圖1。該底座為典型的兩端外形輪廓尺寸大于中間部分尺寸，即“兩頭大，中間小”。木模造型時(shí)，為了便于取出中間模樣，需設(shè)置兩個(gè)分型面，常采用手工造型方法中的三相造型。受鑄件大小和形狀等條件的影響，可以先做上砂箱，再做中砂箱，最后做下砂箱；也可先從下砂型或中砂型開始造型。由于增加了分型面和翻箱次數(shù)，鑄件往往出現(xiàn)錯(cuò)型、飛翅過大、偏芯等缺陷。此外，三箱造型常要求中箱高度盡量和木模高度匹配，否則還要進(jìn)行挖砂造型才能完成造型任務(wù)，非常不方便并且不能保證質(zhì)量。底座木模手工造型澆注系統(tǒng)選擇了頂注式，內(nèi)澆口遠(yuǎn)端位置采用兩個(gè)明冒口。

2.2 消失模、粘土砂型工藝方案 選擇消失模工藝能很好地解決上述操作難的問題。經(jīng)過工藝分析，提出消失模粘土砂型工藝方案（圖2）。由于車間無抽負(fù)壓設(shè)備，為增加澆注時(shí)泡沫燃燒煙氣的排放能力，直澆道、冒口均采用木模成型，且在橫澆道，鑄件上表面增設(shè)多個(gè)排氣孔。

圖1 木模粘土砂型工藝方案

圖2 消失模粘土砂型工藝方案

3 實(shí)訓(xùn)效果分析

實(shí)訓(xùn)教學(xué)在四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012（三專）材料成型及控制技術(shù)專業(yè)（鑄造技術(shù)方向）1、2 班中進(jìn)行，將兩個(gè)班同學(xué)隨機(jī)分成12 組，每組分別完成木模造型和消失模制模造型，后熔煉澆注。通過記錄每組在實(shí)訓(xùn)中“連續(xù)實(shí)訓(xùn)時(shí)間、有效提問次數(shù)、協(xié)同創(chuàng)新次數(shù)”三個(gè)指標(biāo)來衡量教學(xué)效果。連續(xù)實(shí)訓(xùn)時(shí)間指不間斷地專注于實(shí)訓(xùn)操作的工作時(shí)間。有效提問次數(shù)指就工藝、造型方法、措施等提出有針對性問題的次數(shù)。協(xié)同創(chuàng)新次數(shù)指在講授方法以外，每組學(xué)生自主尋求其他操作方法或措施更短時(shí)間、更好效果完成某項(xiàng)實(shí)訓(xùn)任務(wù)。記錄數(shù)據(jù)如表3、表4。

表3 木模手工造型教學(xué)效果統(tǒng)計(jì)表

表4 消失模造型教學(xué)效果統(tǒng)計(jì)表

對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，學(xué)生進(jìn)行木模手工造型平均連續(xù)實(shí)訓(xùn)時(shí)間為1.28 小時(shí)，累計(jì)有效提問和協(xié)同創(chuàng)新次數(shù)分別為10 次和5 次；學(xué)生進(jìn)行消失模制模和手工造型平均連續(xù)實(shí)訓(xùn)時(shí)間為2.02 小時(shí)，累計(jì)有效提問和協(xié)同創(chuàng)新次數(shù)分別為19 次和12 次。

傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)方法，在快到正常兩小節(jié)課時(shí)結(jié)束前，學(xué)生將注意力分散，其操作惰性增強(qiáng)，并提出休息的愿望。而引進(jìn)消失模工藝后，學(xué)生對新技術(shù)新工藝表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣，平均能連續(xù)堅(jiān)持2 小時(shí)以上直到目標(biāo)任務(wù)完成。而就工藝、操作順序、解決方案提問或交流的次數(shù)，后者也明顯增多，甚至組與組之間同學(xué)也進(jìn)行技術(shù)交流和指導(dǎo)。協(xié)同創(chuàng)新能力方面，主要集中在制模方法和造型過程上，如泡沫模樣分解方案、切割措施，造型緊實(shí)順序，排氣、補(bǔ)縮措施等。累計(jì)創(chuàng)新次數(shù)后者超過前者一倍有余，對學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實(shí)際問題解決能力的鍛煉提供了一次良好的機(jī)會。

[1]李增民，李志勇.消失模鑄造的關(guān)鍵技術(shù)[J].鑄造技術(shù)，2002，23（03）：155-159.

[2]章舟.消失模鑄造生產(chǎn)實(shí)用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3]傅駿，藺虹賓，謝學(xué)林.高職鑄造專業(yè)開展工程倫理教育探討[J].鑄造技術(shù)，2012（09）.