探索現(xiàn)代高校鑄造工程訓(xùn)練方法

摘 要：鑄造技術(shù)在制造業(yè)中占據(jù)了非常重的地位，為了更好了培養(yǎng)學(xué)生在工程訓(xùn)練中動(dòng)手實(shí)踐能力。在鑄造工程訓(xùn)練中，探索能夠適應(yīng)于社會(huì)發(fā)展需求的現(xiàn)代鑄造工程訓(xùn)練方法。在探索過程中，著重將計(jì)算機(jī)技術(shù)引用于工程訓(xùn)練當(dāng)中。從而為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代鑄造技術(shù) 工程訓(xùn)練 計(jì)算機(jī)技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（a）-0233-01

鑄造是一種古老的金屬熱加工方法。鑄造工藝技術(shù)已有6000多年歷史，其時(shí)期最早可以追溯于有記載的中國商朝。最具有代表的就屬于商朝時(shí)期的司母戊大方鼎了，是迄今為止世界上最古老的青銅鑄件。早期的鑄造技術(shù)有石型鑄造、泥型鑄造、金屬型鑄造等，就是采用石頭或石膏、陶泥和金屬等制作鑄造模具，然后將熔化的金屬液澆注到模具中。在古代文獻(xiàn)中有所記載，東漢王充《論衡·物勢(shì)篇》記載：“今夫陶冶者，初埏埴作器，必模范為形”，就是說鑄造用的器皿，一定要有模型。早期鑄造技術(shù)延用上千年，到了18世紀(jì)英國工業(yè)革命，蒸汽機(jī)、紡織機(jī)和鐵路等工業(yè)不斷興起，鑄件進(jìn)入了工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期。鑄造技術(shù)開始有了大的發(fā)展，消失模技術(shù)、負(fù)壓實(shí)型鑄造（EPC）等新型的鑄造技術(shù)因用而生。進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造技術(shù)發(fā)展更為迅速，鑄造的應(yīng)用比重也更為廣泛，包括航空航天領(lǐng)域、重工業(yè)領(lǐng)域、輕工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，可以說鑄造技術(shù)在整個(gè)機(jī)械制造中占有重要的份量，是必不可少的制造技術(shù)。

1 高校鑄造工程訓(xùn)練現(xiàn)況

目前，在高校的鑄造工程訓(xùn)練中，大部分采用的是普通砂型鑄造技術(shù)作為工程訓(xùn)練教學(xué)模式。普通砂型鑄造教學(xué)模式包括以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）一種典型鑄造技術(shù)。通過砂型鑄造可以讓學(xué)生了解及掌握傳統(tǒng)鑄件的制造過程，學(xué)生可以通過該種鑄造技術(shù)很容易聯(lián)想到生活中鑄件的鑄造特點(diǎn)。

（2）簡(jiǎn)單、易操作等特點(diǎn)。普通砂型鑄造多采用型砂作為型腔的制作介質(zhì)，學(xué)生通過自己動(dòng)手練習(xí)春砂過程掌握型腔的制作，進(jìn)一步了解及掌握鑄造技術(shù)。

（3）應(yīng)用廣泛。砂型鑄造作為一種傳統(tǒng)鑄造技術(shù)，可以用于不同異形較為復(fù)雜零件的加工。

但是，隨著鑄造技術(shù)的不斷發(fā)展。砂型鑄造技術(shù)作為一種高效本科生工程訓(xùn)練內(nèi)容也出現(xiàn)了不足之處，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）與現(xiàn)代社會(huì)鑄造技術(shù)出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象。現(xiàn)在隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)于鑄件的要求也越來越高。根據(jù)這些高要求鑄件，社會(huì)不斷對(duì)鑄造技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與改進(jìn)，應(yīng)運(yùn)而生出現(xiàn)代新型的鑄造技術(shù)，對(duì)鑄造的也提出了更高的要求，包括數(shù)字化鑄造、網(wǎng)絡(luò)化鑄造、潔凈化鑄造等鑄造技術(shù)理念。即實(shí)現(xiàn)鑄造技術(shù)的數(shù)字綠色集成化、網(wǎng)絡(luò)化大生產(chǎn)模式。普通砂型鑄造因?yàn)橹荒苡糜谥行∨可a(chǎn)模式，社會(huì)化生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)要求較低，逐漸不能滿足社會(huì)要求。

（2）砂型鑄造操作過程過于單一；砂型鑄造的工藝過程中，學(xué)生以型腔的制作作為主要訓(xùn)練過程。而由于澆注過程過于危險(xiǎn)，其過程只能由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師演示完成，讓學(xué)生了解整個(gè)鑄造過程。而在型腔的制作過程中，學(xué)生一般是進(jìn)行配砂、春砂、打砂過程。

2 構(gòu)思新型鑄造工程訓(xùn)練理念

結(jié)合現(xiàn)在社會(huì)制造方式，再聯(lián)系當(dāng)今社會(huì)對(duì)高校畢業(yè)生的要求。建立起現(xiàn)代鑄造工程訓(xùn)練理念，包括以下幾點(diǎn)原則。

（1）與時(shí)俱進(jìn)原則：現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，各行各業(yè)已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在制造業(yè)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助分析（CAE）這些與計(jì)算機(jī)密不可分，大大提高了制造能力。結(jié)合這一特點(diǎn)，可以適當(dāng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用在鑄造工程訓(xùn)練中。

（2）多元化原則：在現(xiàn)代鑄造中，包括消失模鑄造、負(fù)壓實(shí)型鑄造（EPC）、磁型鑄造等。這些都是基于古代鑄造技術(shù)原理上衍生出新型的鑄造方式。這些鑄造技術(shù)的最大的特點(diǎn)就是提高了鑄件的質(zhì)量，并且充分的運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。使加工過程中所需設(shè)備減少，通用性較大，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化。為了讓學(xué)生更快更好與社會(huì)接軌，可以將這些現(xiàn)代鑄造技術(shù)引用于鑄造工程訓(xùn)練中。

（3）全面性原則：在整個(gè)現(xiàn)代鑄造制造中，為了完成鑄件的加工，相比較其它比如車削、銑削等冷加工方式較為復(fù)雜，且各個(gè)工藝過程要求高。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程，應(yīng)該了解及掌握鑄造各個(gè)工藝過程對(duì)鑄件的影響，建立完善全面的學(xué)習(xí)體系。

3 建立現(xiàn)代鑄造工程訓(xùn)練模式

在當(dāng)代社會(huì)中，對(duì)于去除性加工包括車削、銑削、刨削等冷加工方式出現(xiàn)不足之處具體表現(xiàn)在材料的浪費(fèi)程度高、能量消耗大。對(duì)于鑄造加工方法是一種“增長”型加工模式，并且通過鑄造的加工原理，衍生出了快速原型制造（RP）、快速模具制造（RT）等加工技術(shù)，這些加工技術(shù)在完成零件的過程中大大減少了材料浪費(fèi)率，減少了能量的消耗。學(xué)生只有在工程訓(xùn)練工程了解以及掌握這些與制造有關(guān)的實(shí)踐性操作知識(shí)。而鑄造訓(xùn)練在整個(gè)工程訓(xùn)練中占有非常重的地位，是學(xué)生學(xué)習(xí)熱加工工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在現(xiàn)有的鑄造工程訓(xùn)練基礎(chǔ)上，建立起以計(jì)算機(jī)為主的，以鑄造設(shè)計(jì)軟件為輔的鑄造訓(xùn)練體系。首先，在鑄模的制作方面，引用快速成型技術(shù)。學(xué)生通過快速成型設(shè)備自行設(shè)計(jì)出模具。學(xué)生可以通過在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)對(duì)模樣進(jìn)行修正。在這個(gè)過程中，學(xué)生可以了解及掌握模具的制作要求，而且通過快速成型技術(shù)增加學(xué)生對(duì)鑄造工程訓(xùn)練的興趣，從而提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的積極性。其次，學(xué)生通過自行設(shè)計(jì)出的模具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，合理設(shè)計(jì)出鑄件的澆注系統(tǒng)，包括澆口、直澆道、分流道及冒口。在設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生可以通過指導(dǎo)教師的講解，了解澆注系統(tǒng)對(duì)鑄件的質(zhì)量的影響。再次，學(xué)生通過自己制作的模具以及設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)，通過砂型鑄造的方式對(duì)模具進(jìn)行型腔制造。最后，為了考慮到學(xué)生的安全，指導(dǎo)教師采用熔點(diǎn)較點(diǎn)的材料讓學(xué)生自行進(jìn)行澆注過程。在澆注過程中，學(xué)生可以通過老師的講解，了解并掌握澆注的各種要點(diǎn)。在最后落砂的過程中，指導(dǎo)教師可以通過鑄件的質(zhì)量對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且通過鑄件出現(xiàn)的問題講解鑄造的加工工藝要求。

4 結(jié)語

通過對(duì)現(xiàn)代鑄造制造技術(shù)的分析及研究，探索出適合現(xiàn)代鑄造制造技術(shù)的需求的訓(xùn)練方法。從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，使學(xué)生在整個(gè)鑄造訓(xùn)練過程中與理論知識(shí)相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知。為培養(yǎng)滿足現(xiàn)代制造要求的工程技術(shù)人員發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭剛，丁政.關(guān)于對(duì)工程訓(xùn)練中鑄造教學(xué)的思考[J].裝備制造技術(shù)，2014（3）：86.

[2] 劉莉芳.淺談高校鑄造實(shí)踐教學(xué)[J].時(shí)代報(bào)告，2012（10）：88.

[3] 聶小武.中國古代的主要鑄造技術(shù)[J].金屬加工，2008（9）：52-54.

[4] 張靜，張艷，秦亮.鑄造工藝學(xué)提升教學(xué)效果的幾點(diǎn)建議[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（20）：160.

[5] 唐國忠.計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代鑄造中的應(yīng)用[J].考試周刊，2011（36）：159-160.