传真:+86-123-4567
手机:138 0000 000
邮箱:196@dlrclc.com
地址:辽宁省大连市沙河口区西南路196号
196体育金属工艺品泛指用金、银、铜、铁、锡等金属材料,或以金属材料为主辅以其他材料,加工制作而成的工艺品,其材质表现出一种精致而厚重的美。随着人们的审美层次和精神需求逐渐提高,装饰或投资等仅仅是金属工艺品表面所呈现出来的特性已经不足以满足人们的需求;当金属在某个特定环境下能够呈现某种特殊意义时,它就会成为人们情感或者思想表现的媒介。将此作为对于金属工艺品设计思考的角度进行研究。
中国最早的金属工艺品,是新石器中期的马家窑文化、大汶口文化及稍晚的乔家文化等遗址中出土的铜制工艺品。在金属艺术发展的历程中,中国逐渐拥有了精湛的金属加工工艺技术,我们现在能够通过各个时期金属工艺品所展现当时的文化背景,这是中国古代艺术家们所创造出来的中国传统工艺的魅力和影响。
战国时期为代表的青铜装饰图案,在青铜器上饰以动物纹、人物、植物纹等,以青铜器为媒介,以装饰为语言符号,向现代人们叙述当时的社会文化,甚至战争场面的记录。这一时期出现了多种非金属材料与金属材料相结合的工艺品,所采用的工艺有金银错、鎏金等。这些工艺技法也影响深远。湖北随县曾侯乙墓中出土的大量青铜乐器、礼器、兵器等等,展现了战国时期的工艺技术之精湛,装饰构思巧妙、内容丰富,其艺术价值、文化价值以及文物价值不可估量。
汉代的长信宫灯造型奇妙精巧,犹如侍女盘坐端灯,不仅仅设计美观,它的设计还注重了铜灯的实用性:灯盘和灯罩可以通过转动开合调节亮度和光照角度;宫女右臂设计成中空用于导入灯烟,以洁净室内环境。除了灯、壶、镜等大型的金属工艺品外,汉代还能生产精巧的金银丝编结、堆垒和镶嵌制品。
中国金银器在唐代的兴盛,归功于当时“丝绸之路”对于中西物质、文化交流和传播的促进,其中以中亚粟特、西亚波斯萨珊、欧洲罗马拜占庭对于唐代金银器的制作和发展影响较大。在东汉丝绸之路开通前的中国传统金银器工艺包括鎏金、压模、捶揲、掐丝、拉丝、镶嵌、錾刻、浮雕等;待到张骞出使西域开通丝绸之路,与西方文明深入交流后,又出现了新的制作工艺如炸珠、掐丝、累丝等,影响到金银器的装饰纹样;唐代后期,外来纹样逐渐融合了中国传统装饰图案。
明清时代,金属工艺品为皇室贵族所青睐,装饰华丽精美。明代宣德炉、景泰蓝闻名遐迩。这些花纹精美、造型别致、纹理细腻、色彩丰富的金属工艺品,带着深厚的中国文化符号,将中国工艺的精湛之美、匠人的智慧结晶之妙呈献给世人。
我国历史悠久,文化底蕴深厚,同时伴随着改革开放、信息时代的来临,在金属工艺品设计上又受到了西方设计思想和制作技术的影响,却造成了无法去其糟粕取其精华的局面,而是形成了拙劣的模仿式的设计或者无法将中国传统元素融于金属饰品设计之中,导致现在金属工艺品的设计处于一个模仿他人、仍在探索的地位;国外金属工艺品设计在经历了工艺美术运动、新艺术运动等艺术运动的演变,在设计上形成了自己独特的一套体系,设计师通过设计表达自己的思想,将自己的设计风格、设计理念体现在饰品上。同时,随着现代化的进程,在现代金属工艺对于饰品制作、表面处理方面也要领先于国内技术。
金属工艺品对于消费者/使用者的作用有装饰品、艺术收藏或者投资品等。随着现在社会的发展,在这个信息大爆炸的时代背景下,人们对于金属工艺品的审美和要求也在不断提高。一般的使用者对于金属工艺品的要求不再仅仅局限于其自身的价值,更重视金属工艺品所展现的独一无二、情感丰富的内在因素,比如婚戒的设计、旅游纪念品的设计等,对于消费者来说工艺品表现出来的寓意或者纪念价值更大于它本身材质的价值。
1.失蜡法是一种青铜铸造工艺。这种金属铸造的方法是用蜂蜡制成铸件,再用其他耐火耐高温的材料如泥加以填充和敷成外范加固,之后加热,蜡件融化流出,再往内浇铸金属溶液。待到冷却后除去泥壳便铸成金属器物。
2.锤碟法又称为“打作法’,“糙碟法”或者“打胎工艺”。这种工艺主要是利用了金、银的延展性,使用不同形状的锤子和砧垫等工具打造出各式各样的器具和装饰纹路①。
3焊接工艺的历史可追溯到商代从青铜器制作工艺发展而来也是金银器成型的重要工艺之一。用锤碟法制成的较为复杂的器物需要焊接后才能最终完成。焊接需要焊药焊药的主要成分一般与被焊物相同加少量硼砂混合而成池有用以银、铜为主或锡、铅、铜为主合成的焊药。焊接后需对焊痕进行打磨、抛光处理高超的技术有时几乎看不出焊接的痕迹②。
4.金银错则是在金属表面凿刻出装饰图案凹槽,再将金银作丝、条、点、泥等嵌入槽内,用错石将镶嵌物和金属表面错至连接平滑。其装饰效果富丽繁华。
5.花丝工艺是将金或纯银加工成粗细不同的丝进行盘曲、掐花、填丝、堆垒等操作,将其制作黄金和白银首饰的细金工艺。根据装饰部位不同可制成不同纹样的花丝,如拱丝、竹节丝、麦穗丝等肩的可以焊接到金银器物上肩的可独立成器③。
在这个信息大爆炸的时代,随着新材料的研发、新工艺的运用,人们对于现有的艺术形式能够通过各种各样的媒介进行探讨、创作和创新,现代金属艺术跟随着大众的意识形态和审美标准变得富有更加鲜明的时代特性。不仅仅是艺术家,所有的人都受到了各种新、各种外来文化的冲击,对于传统的艺术风格和设计理念产生了更加深刻和发散的思考。金属艺术文化也在逐渐从单一的表现形式挣脱出来,被不同需求的人群加以更高要求的艺术审美要求和意识形态表现;在传统文化和外来文化的撞击中,也有部分人群在科技化、现代化和传统风格中寻找平衡点――我国古代的金属制品无论是器物上精美的装饰纹,还是器壁制作工艺,都已经让世界叹为观止。一些大规模机械化的产品已然不能和人们所期望的“艺术品”划上等号,而那些被赋予个性的、情感的,在视觉、触觉、观感上能够给人思维撞击的金属艺术品,更能吸引大众的目光,受到大众的欢迎。虽然,由于我国现在比起发达国家来说,发展较晚,国内艺术氛围、大众艺术修养和加工工艺的技术水平与国外还是存在一定的差距。
改革开放以来,我国在设计上受到西方设计风格影响,尽管吸收了新鲜元素有所创新,却时常出现中国传统元素格格不入的设计。这类无法继承传统文化的设计品,暴露了我国金属工艺品在文化底蕴的缺乏和设计方面的不足。从目前市场已有的产品来看,以一般金属作为主体材料的金属工艺品主要体现的是其装饰性,只是单单作为某个整体装饰的一部分而存在,很少成为主体核心成分;贵金属材料制被赋予投资品的意义居多,而忽略了其实用性和艺术性的设计;部分艺术品则经常由于价格昂贵、制作工艺困难且精细,无法为大众普及。
在我国,金属艺术学还在起步阶段。一方面,现代金属加工业的技术设备远远落后于国外先进技术,无论是辅料、焊接工艺、精铸工艺等,各方面都有所欠缺。同时,金属工艺并没有从中华五千年文明的长流中完整的传承下来,对于现
在这个浮躁的而多元化的时代里,缺乏文化传统底蕴的设计作品则会缺少了民族性所带来的灵气,难以唤起作品与观众的共鸣;另一方面,我国正处于飞速发展的社会主义初级阶段,人民生活水平提高,对于丰富精神层面的需求和要求也在不断提升,在这个大环境下,金属艺术的发展蓄势待发。
在这种契机下,我国的金属艺术也正处于一个蓬勃发展的阶段。外界环境的优化让设计师、艺术家和欣赏者们能够腾挪出足够的注意力去思考现有的设计问题。虽然说艺术品代表一个时代的精神追求,通过当时的材料、制作工艺和技术表现出鲜明的时代特性。跟随着时代前进的步伐,人们对于艺术品的要求不在满足于大众的、昂贵的产品,而是倾向于更贴合自身的个性、价值和情感,比如私人订制;同时随着祖国的强大,民族自豪感也在影响和引导着设计的走向,在符合时展的创新设计里,继承了中华五千年历史文化精髓的设计和艺术品更能唤起炎黄子孙的共鸣;放眼望去,目前市场一些浮于表面的华丽装饰、借助贵重金属本身的价值而提升设计品、艺术品“身价”的作品,即便披着创新、异类或者华贵的外衣,而缺乏民族文化作为沉淀,往往经不起时间的磨砺,昙花一现。
虽说材料和工具是作品表现艺术家设计思想的载体,然而一块冰冷的金属如何被赋予生命力,如何去唤起欣赏者的共鸣,作者通过对于金属材料、加工工具和工艺的了解和思考,从浅显的物质表现去深层挖掘和构思能给予作品最终什么样的形态和表现形式。但是艺术家对于创作的思考,借助这些媒介赋予作品的灵魂情感,是不应该受到这些外在物质的所局限的。艺术家们也在金属艺术的道路上一边婆娑着历史里的艺术结晶,一边不断总结出符合时展和文化传承的艺术形态。文化继承和发扬固然重要,然而在学习和创新的过程中,借鉴和模仿甚至是抄袭都会出现在产品革新的过程中,如何在设计发展道路上的完美的提炼前人的精髓,跟随时代的个性,融合中华传统文化,也是在这个不断发展的新时代下对于金属艺术的新标准高要求。(作者单位:湖北工业大学艺术设计学院)
随着我国经济的不断增长,金属制造业也在不断发展。与此同时,金属机械加工技术和管理方式也在不断创新和完善。但是,社会发展对金属机械加工工艺的要求也越来越高,其在实际加工和运用中也存在一定的问题。金属加工制造对社会生产有着重要的影响,所以有必要对其加工工艺进行研究和分析,以不断促进金属加工工艺的改进和创新,推动我国机械加工技术和管理的进步。
简单来说,金属机械加工制造是一个整体性工程,包括金属产品制造的方案规划、设计、加工、检测,以及使用期间的维修等。对金属机械加工工艺可靠性的分析,不仅能够保证金属加工产品在制造环节中的质量,在完成加工制造之后,还能够对售后以及使用期间的相关问题提供有效的保障。制造工艺管理是十分重要的因素,也是整个制造工程的关键部分。企业的管理质量对金属加工制造的效果有着直接影响。只有企业管理高效、科学,才能保证金属加工生产的效率。另外,社会发展以及企业自身实力等,都是金属机械加工可靠性的重要影响因素[1]。
从目前情况来看,我国的金属加工制造已经逐渐体现出专业性、多面性等特征。在对金属加工工艺的可靠性进行研究的过程中,还需重视对金属加工方案设计、加工产品质量等内容的可靠性的关注。实现对金属加工工艺的充分重视,才能保证对金属加工工艺的可靠性研究,有一定的科学性和专业性,进而充分体现研究的价值。同时,这一工作也需要工作人员和研究人员的积极参与和配合。作为一名优秀的金属加工工艺科研人员,要求科研人员具有充分的职业道德感、高度责任感,以及是非分明的大局观念。利用自身的专业知识和能力,为金属加工工艺的研究提供一份力量,积极实现新技术的研发,以促进金属加工工艺的发展。
加强对金属加工工艺的研究,加深对金属机械加工工艺的多方面认识,不仅能够帮助企业获取更多的经济效益,还能够为新技术和产品的研发提供一定的数据支持,进而促进金属加工工艺的进步。但实际上,部分企业由于缺乏对这一关键的认识,只关系眼前的利益,甚至为了企业的短期发展,忽视了对金属加工工艺的研究,使得企业的工艺水平难以得到提升。此外,部分企业仅仅站在自身的角度思考问题,忽略了消费者的感受,导致工艺产品难以得到消费者的认同,导致企业的经济利益降低。由于企业管理不够严格,在实际的生产中,还有可能出现材料的质量不合格、制造缺乏规范性等问题,这些都是导致加工工艺可靠性不高的因素。
科学的评估指标是保证机械加工工艺质量的重要保障,也是保证行业竞争良性发展的关键。但是,大多企业都按照国家的相关行业标准,而没有适合本企业的特定标准。由于缺乏适应的评估指标,使得企业难以对生产中的金属加工工艺品进行科学的衡量和评定。这种管理方式使得企业难以对工艺水平和制造能力进行全面的管理,不利于企业对金属加工工艺的进一步管理[2]。
加工技术、加工设备,以及加工人员是加工管理中的三个重要因素,对金属加工产品的质量和合格程度有着重要的直接影响。因此,高效的研究制度是必不可缺的一部分。而高效的研究体系中,应包含了对员工、技术以及设备的要求和管理。高效的研究制度的构建,需要提升员工的专业素质和工作能力、促进加工工艺技术的改进和创新,以及不断更新参与加工的设备等,实现全方位的强化,进而保证金属机械加工工艺的可靠性。此外,构建高效的研究制度,还包括有关监督制度的实施。加强对研究工作的监督,能够充分提高研究工作的效率和质量。
强化工艺加工制造的可靠性,是指强化金属加工制造过程中的质量掌控和技术管理。工艺的可靠性在整个加工过程中都有着重要的意义,也是促使金属机械加工制造技术提升和改进的关键之一。为了实现长远发展,加快金属机械加工工艺的更新速度,进而提高加工工作的效率,提高工艺的可靠性是有效的方式。根据实际发展情况,企业可采取适合自身发展的战略,在目前的能力范围内进行技术和设备的更新,并加强对生产加工过程的管理和监督,以有效提高加工工艺的效率,保证企业的金属机械产品,能够实现长时间的有序进行。
严格的管理制度是企业强化金属机械生产管理环节的重要的手段。严格管理制度的制定,包括了科学的管理方式的实现,以及对金属机械加工工艺监督的加强。科学的管理方式的实现,应包含了对人员和设备的管理,以实现持续的加工工艺的提升。另外,企业还可制定适合本公司发展的评定指标。评定指标的制定需要企业充分认识自己的实力和经营现状,依据当前的行业发展要求进行制定。并在国家规定的行业标准的基础上,进行适合本企业的评定指标的制定,以促进金属机械加工制造水平的不断提升[3]。
对金属机械加工制造工艺进行研究是促进加工工艺进步和发展的重要方法,也是促使企业实现综合实力增长的重要手段。通过构建高效的研究制度,强化工艺加工制造的可靠性,以及建立严格的管理制度等方式,从各个方面对加工工艺的研究工作进行了完善和提升,促进了我国金属机械加工工艺的发展。
[1]马海彦.机械加工制造工艺研究与探讨[J].山东工业技术,2015,24(1):6-8.
[3]林梅.机械加工制造工艺的若干思考[J].机电产品开发与创新,2015,4(21):22-23.
对金属机械加工制造工艺进行研究是促进加工工艺进步和发展的重要方法,也是促使企业实现综合实力增长的重要手段。通过构建高效的研究制度,强化工艺加工制造的可靠性,以及建立严格的管理制度等方式,从各个方面对加工工艺的研究工作进行了完善和提升,促进了我国金属机械加工工艺的发展。基于此,文章从金属机械加工工艺可靠性内容入手,对金属机械加工制造工艺进行了分析,以供参考。
加工制造对社会生产有着重要的影响,衡量一个国家综合国力的重要指标之一就是机械制造工艺,机械制造是国家工业发展的基础。不管是国家还是企业,都必须重视机械制造。要想提升我国的综合国力,大力发展经济,就必须积极创新机械制造工业,提高我们的机械制造水平。所以有必要对其加工工艺进行研究和分析,以不断促进金属加工工艺的改进和创新,推动我国机械加工技术和管理的进步。
加强对金属加工工艺的研究,加深对金属机械加工工艺的多方面认识,不仅能够帮助企业获取更多的经济效益,还能够为新技术和产品的研发提供一定的数据支持,进而促进金属加工工艺的进步。但实际上,部分企业由于缺乏对这一关键的认识,只注重眼前的利益,忽视了对金属加工工艺的研究,使得企业的工艺水平难以得到提升。此外,部分企业仅仅站在自身的角度思考问题,忽略了消费者的感受,工艺产品难以得到消费者的认同,导致企业的经济利益降低。由于企业管理不够严格,在实际的生产中,还有可能出现材料的质量不合格、制造缺乏规范性等问题,这些都是导致加工工艺可靠性不高的因素。
科学的评估指标是保证机械加工工艺质量的重要保障,也是保证行业竞争良性发展的关键。但是,大多企业都按照国家的相关行业标准,而没有适合本企业的特定标准。由于缺乏适应的评估指标,使得企业难以对生产中的金属加工工艺品进行科学的衡量和评定,不利于企业对金属加工工艺的进一步管理。
一般来说,我们使用的毛料都是自由锻件,不仅余量大,而且平面度很糟糕,使得零件在加工中容易产生变形,最终很难得到质量合格的零件。为了保证零件质量,通过试验,可以采取以下措施:增加铣基准工序,首先加工基准,松开压板,将零件翻个,同样的方法再加工另一面,这样不仅可以为磨加工工序打下良好基础,还能增加零件精度,而且释放了加工中的应力,使得零件变形情况大大减小。
不同零件需要选择不同形状,大小的毛坯,如果是轴类零件一般有三种形状:棒料,锻件和铸件。零件强度的大小决定着选择哪种锻件,如果需要锻造的零件形状简单,会选择锻件进行加工,如果是大尺寸零件,常用自由锻,模锻一般采用于中小型零件。通常使用锻件作为零件毛坯,通过锻压钢材,可以得到均匀的纤维组织,提高零件的性能与力学硬度。
2.3.1砂轮的选择。我们一般用刚玉类的砂轮来磨削高温类的合金,这类砂轮具有自锐性好,磨粒韧性优良,均热稳定性、化学稳定性都比较好,因此采用这类砂轮,不仅成本低,而且磨削质量优良,效率还高。
2.3.2磨削参数的选择。在开始试验加工中,当磨削深度超过0.03mm时,零件即会突然鼓起来变形,严重时表面有烧伤现象,再者GH163合金没有磁性,无法以其本身吸附在工作台表面,只能靠夹紧力,所以磨削时磨削深度必须严格控制,经过多次试验,我们选择了比较合适的磨削参数:砂轮直径φ350mm,切削深度0.01~0.02mm,进给速度1400r/min。
2.3.3参数改进。由于加工参数的不合理,使得在加工典型安装边粗精铣时效率比较低下,也使得生产不能顺利进行,而且还增大了劳动者的工作强度。为了改善这一系列问题,通过不断的试验,终于确定了合适的参数,切削过程中,选择硬质合金刀,同时用较小的吃刀量,当主轴转速较高时,选择比较大的进给量进行切削,将粗铣左右耳背程序参数改为S=1800,F=450,精铣左右耳背程序的参数调整成S=2800,F=1200,这样就可以大大提高加工效率。
加工技术、加工设备,以及加工人员是加工管理中的三个重要因素,对金属加工产品的质量和合格程度有着重要的直接影响。因此,高效的研究制度是必不可缺的一部分。而高效的研究体系中,应包含了对员工、技术以及设备的要求和管理。高效的研究制度的构建,需要提升员工的专业素质和工作能力、促进加工工艺技术的改进和创新,以及不断更新参与加工的设备等,实现全方位的强化,进而保证金属机械加工工艺的可靠性。
强化工艺加工制造的可靠性,是指强化金属加工制造过程中的质量掌控和技术管理。为了实现长远发展,加快金属机械加工工艺的更新速度,进而提高加工工作的效率,提高工艺的可靠性是有效的方式。根据实际发展情况,企业可采取适合自身发展的战略,在目前的能力范围内进行技术和设备的更新,并加强对生产加工过程的管理和监督,以有效提高加工工艺的效率,保证企业的金属机械产品,能够实现长时间的有序进行。
在加强机械加工工艺和技术创新研究的同时,还应该重视对新技术的推广与应用转化工作,因地制宜,对不同区域经济发展现状进行综合分析,形成雪球式的推广局面。同时,在推广工作中应该结合实际,稳步发展,不冒进,可在有代表性的企业中开展新技术的试运行,发挥示范作用。在新技术引入过程中,企业要重视新技术和常规加工技术之间的相互配合,通过试运行对新生产工艺进行适当地调整优化,在形成比较成熟的工艺经验后再开始大规模市场推广。
随着机械制造业的发展,绿色制造技术已经成为时代的主流要求,这也是我国制造业未来的发展方向。绿色制造工艺,顾名思义,就是要在机械制造和加工中,要全面考虑到资源,能源的使用情况,对于环境的影响,同时还要兼顾企业本身的经济效益等等各方面的因素,再选择合理的制造技术来进行生产,最终实现国家的可持续发展的战略目标。在进行机械设计以及制造时,工作人员首先要关注材料的环保性能以及经济性,不仅要保证材料有很高的实用性,更要保证是环保材料,不会产生环境污染还有资源浪费等问题。要想保证机械制造业的长远与稳定,可持续发展,就必须选择科学合理的材料。
总的来说,随着我国经济的不断增长,金属制造业也在不断发展。与此同时,金属机械加工技术和管理方式也在不断创新和完善。但是,社会发展对金属机械加工工艺的要求也越来越高,其在实际加工和运用中也存在一定的问题。金属加工制造对社会生产有着重要的影响,所以有必要对其加工工艺进行研究和分析,以不断促进金属加工工艺的改进和创新,推动我国机械加工技术和管理的进步。
金属加工液是金属的切削、成型、热处理和防护等四类加工所采用的润滑液, 其中金属切削油(液) 占总量的52%, 其余各类依次分别占总量30% 、9%、9%。它是机械加工工业不可缺少的重要配套材料, 其质量、水平、品种直接影响机械零件的加工质量、生产效率、能耗、材耗及生产环境的改善等。金属加工油(液) 种类繁多, 应用范围很广泛。除了用于各种金属材料加工外, 甚至还用于一些非金属的加工工艺。金属加工油(液) 根据其加工工艺类型不同, 可分为金属成型、金属切削、金属防护和金属处理等四大类。其中金属成型和金属切削油(液) 的需求量占整个金属加工油(液) 总量的80%以上。根据金属加工油(液) 的组成和介质状态, 可分为油基型(矿油型) 和水基型。水基型可分为可溶性油、半合成液、合成液。油基型和水基型都可用于金属成型及金属切削方面, 其中油基型约占金属加工油(液) 总量的一半以上, 而金属加工油(液) 占整个工业润滑油总量的20% 左右, 是消耗量较大和品种较多的工业润滑剂。
我国应用金属加工油(液) 已经有较长的历史,一般为传统的车削、钻、攻丝、拉削、抛光和成型的轻拔、挤压、模冲、轧制、锻压等金属加工工艺, 其用油、工艺技术、产品质量和品种发展缓慢。金属加工油(液) 需求量约为1 万t/ a。改革开放近十几年来发展较快, 特别是随着大型设备的引进, 包括进口油,需求量约为15 万t/ a。我国金属加工油(液) 以低档为主, 高档油品少, 主要依靠进口, 国内产品质量与国外油品有一定差距。此外高档油进口原因有以下几点: (1) 主要是国外设备厂商与油品供应商有合约, 设备厂商所生产的设备必须使用油品供应商所提供的专用油, 他们之间的利益是互惠的。(2) 引进设备的国内企业难以接受国产替代油, 担心油品质量达不到技术要求, 损坏大型设备, 给企业造成严重的经济损失。(3) 模拟试验和台架试验不能满足试验要求, 国内有关专家根据进口油样的性质进行研究, 虽然理化指标能达到进口油的质量水平, 但由于缺少关键性的模拟试验和台架试验, 研制的替代专用油无法批量生产, 抑制了我国金属加工油(液) 的发展。
国内的金属加工油( 液) 的质量标准和试验方法在与国际标准化接轨方面做了大量工作, 取得了很大进展, 但质量标准化和试验方法的制定落后, 跟不上机械加工业的发展。随着机械加工业新技术的高速发展, 金属加工油(液) 的品种繁多, 组成差异很大。国内将金属加工油(液) 归为工艺用油, 已有的国家标准和行业标准很少, 很多金属加工油(液) 没有质量技术指标。中国已经加入世界贸易组织, 在这样有利的条件下, 有关部门应根据相关信息, 及时取得国外专用油品的质量标准, 参照国外标准制定国家标准或行业标准, 与国外企业接轨, 有利于金属加工油(液) 的发展。
当前科技人员对所研究的课题, 面临最大的难题就是对我国金属加工油(液) 的模拟试验和台架试验设备的缺乏而感到束手无策。一方面国内机械工业发展较慢, 与国外技术上有差距, 另一方面金属加工油(液) 品种多样, 性质差异大, 工艺不同, 在油品的性能评价中存在试验仪器无法通用化, 测试结果与实际使用不相符, 或是无法获得试验结果等问题。国内有关这类油品的性能评价设备太少, 制约了金属加工油(液) 的研究与开发, 这也是造成国内金属加工油(液) 档次上不去的原因之一。
我国在金属加工油(液) 中所使用的配方较落后, 有不少有毒、危害性大的材料至今仍然在使用。如含硫化物的硫化脂肪、活性硫化物, 作为极压剂的氯化物, 用于水基型切削液的亚硝酸盐防锈剂, 在可溶性油中作为偶合剂和杀菌剂的酚类化合物等添加剂仍然在继续使用。这无疑会造成环境污染和损害操作工人的身体健康。
油基和水基加工液各有其优势和不足,例如油基加工液润滑性和防锈性能好,但在高温下易挥发,易产生大量油雾,油雾长期积累会损害健康;油基加工液尤其是粘度较高的加工液,自净性能差,加工零件脱油成本高。水基加工液具有优异的冷却性能,是油基加工液无法比拟的(油的导热系数为0.125-0.21W/m・K,而水的导热系数高达0.63W/m・K),使用水基加工液散热快,不易着火,安全可靠。因此,两种加工液互相取代在将来一段时期内出现的可能性不大,两种类型的加工液在市场上还会并存。
属加工工艺种类复杂,同时各种新型金属材料的广泛应用,造成了金属加工液产品种类繁多,这一方面为加工液的储存、销售带来种种不便,形成一定的附加成本;同时在使用过程中,由于加工液种类繁多,容易造成加工液种类、牌号的不正确使用,当出现这种情况时,轻者影响加工质量和效率,重者造成刀具损坏,甚至停工停产。此外,据调查,加工机床的主轴的标准转速将不断提升,这一趋势对金属加工液提出了更加苛刻的要求。为了在高速、高效和精密加工条件下满足更加苛刻的加工要求,今后金属加工液研发必须注重于通用性和高效性,以确保对不同金属材料的适用性,同时还能满足不同条件下的工艺操作。
关于绿色金属加工液到目前为止还没有严格的定义,但综合起来看,绿色加工液应符合以下要求:使用过程不损害健康;使用过程符合卫生要求,对环境无污染或低污染;具有生物降解性,并且降解后无毒或低毒。发展绿色加工液必须解决两个关键问题:基础液和添加剂的绿色环保问题。对于油基加工液而言,基础油是最主要的成分,可用于油基绿色金属加工液的基础油主要有合成酯和植物油。对于水基加工液尤其是合成型加工液而言,水的来源丰富且无毒无臭,是理想的绿色基础液,因此在努力提高水基添加剂润滑性和防蚀性的同时,必须重点解决添加剂的生理生态毒性问题。如果这些问题能够得到较好的解决,绿色水基加工液将会取得更大的市场占有率。随着绿色化学和绿色设计的发展和应用水平的提高,绿色基础油和绿色添加剂将会不断发展,这对绿色金属加工液的发展将会起到巨大的推动作用。
总之,金属加工液在过去%&多年的发展历程,也是人们对金属加工液不断了解的过程。金属加工液从最初的粗放型管理,到现在的标准化管理;从单纯的追求使用性能和成本,到现在兼顾健康、环保要求,都说明了金属加工液理论和实践正逐步走向成熟。在节能环保的主旋律下,发展既通用高效,又能满足生理生态要求的新型金属加工液,是%’世纪金属加工液发展的目标。
关键词:减速器底座;加工工艺;工艺路线 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)11-0103-02
该二级减速器底座零件体型较大,但结构简单,用于与相应的箱盖配合,构成减速器箱体。箱体将将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体,并按预定传动关系协调其运动。因此,箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度,而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。从零件图可知,该底座的主要加工面是对合面以及轴承孔,应充分考虑这些面的加工精度要求,以保证零件的有效使用。二级减速器底座零件的具体结构如图1所示。
底座的壁厚比较均匀,无突然变化,有利于保证铸造组织,减少内应力;工件有适当的铸造圆角,可以防止产生铸造缺陷和应力集中;工件有合理的拔模斜度,有利于起模;加强筋的分布合理,可以避免冷却时铸件变形或产生裂纹;工件材料为HT200,有较好的铸造性能。综合上述,该零件的工艺性好,适合于铸造生产。
该底座的材料是HT200,它的结构形状简单,外形尺寸较大,且为大批生产。综上所述,并参照《金属加工工艺及工装设计》表1-2、表1-3、表4-3,可选择毛坯的制造方法为金属模机器造型砂型铸造。这种铸造方法不仅满足了零件的使用性能、工艺性能,而且精度较高,提高了生产率。
查《金属加工工艺及工装设计》表1-10,可知该零件的对合面与两侧面的加工余量均为6.0 mm;表1-6、表1-8、表1-9,可知其轴承孔的单侧加工余量由小孔到大孔分别是4.5 mm,5.0 mm,5.5 mm;表1-15,知最小铸造斜度是0°20′~0°45′,为降低起模难度,取铸造斜度为1°;表1-16,可知砂型铸造的最小圆角半径是R=3.0 mm,其中,各个圆角的具体值可由公式:R =(1/5~1/10)(A+B)(mm)来确定,式中A与B分别是两相邻壁的壁厚。其他有关技术要求可参照《金属加工工艺及工装设计》第1章的内容来确定。该底座零件的毛坯图如图2所示。
该底座零件轴承孔的加工采用底座的下底面与两个工艺孔作为精基准。两侧面的加工以及两侧面螺纹底孔的加工亦采用上述精基准,满足了基准重合原则。加工底面以及底面光孔时采用对合面作为主要定位精基准。其余精基准的选择应充分考虑精基准的选择原则,并根据底座零件的具体条件来定。而选择粗基准时为了保证该工件的对合面凸缘部分的厚薄均匀,应选择凸缘不加工平面作为粗基准,铣夹具定位基准的选择如图3所示,钻夹具定位基准的选择如图4所示。
对合面有表面粗糙度与平面度要求(表面粗糙度为0.8 um,平面度为0.2 mm),可以先采用铣削加工的方法,留0.5 mm的磨削余量,然后采用磨削加工。
轴承支承孔有平行度与粗糙度要求(把直径为250 mm的轴承支承孔作为基准,直径为130 mm的轴承支承孔相对于基准的平行度是0.080 mm,直径为170 mm的轴承支承孔相对于基准的平行度是0.068 mm,各孔的粗糙度是1.6 um),且孔径尺寸精度要求很高,孔径尺寸又较大,可以先采用粗镗加工的方法,然后采用精镗加工的方法。
该零件的其余表面的加工方案可参照《机械制造技术》表4.5与表4.6来确定。其余表面主要包括一些一般平面以及各类孔。其中,一般平面的加工可以先采用粗铣的方法,然后再采用半精铣的方法;各个光孔的加工可以采用钻孔、扩孔的方法来加工,以达到所需要的精度。
该底座零件的对合面和轴承支承孔是主要加工表面,又是主要设计基准,这些表面的加工要尽量安排在前面,其余的各个连接孔和螺纹孔的加工可以安排在最后进行。工件的对合面及轴承支承孔的粗加工和精加工应分开进行,中间要留有足够的自然时效时间,以保证精加工时的加工精度。
确定加工顺序后,把加工内容进行适当组合,形成以工序为单位的工艺过程。在工件的工序组合过程中,各主要表面的加工最好在一次安装中完成,以保证高的相互位置精度。由于该底座零件的生产纲领是大批量生产,为了提高生产率,要充分考虑工序的分散原则。例如:加工螺纹孔时,钻螺纹底孔与攻丝应分开进行,节省了加工过程中的换刀时间。当然,在工序的组合过程中,对初步选定的加工顺序或定位基准可能还要作个别变动,使该工件的机械加工工艺规程进一步合理化。
该底座零件的最终工艺路线为:铸造人工时效涂底漆铣对合面铣底面磨对合面钻各连接孔锪沉孔钻底面六孔,铰二工艺孔锪沉孔将上盖与底座对准夹紧,配钻、铰两定位销孔,打入圆锥销,拧紧连接螺栓铣两端面粗镗轴承支承孔精镗轴承支承孔钻端面螺纹底孔攻端面螺纹孔拆开盖与底座,修毛刺钻放油孔,锪沉孔,攻螺纹去毛刺,清洗检验。
从目前钣金下料方式来看,由于数控设备的广泛采用,以及激光切割技术的运用,钣金下料已经从传统的半自动切割转变成数控冲床加工和激光切割。在这一加工过程中,主要的加工工艺要点在于冲孔的尺寸控制和激光切割的板材厚度选择。对于冲孔的尺寸控制,主要应遵循以下加工工艺要求:
1.1 冲孔在尺寸选择上,应根据图纸需要,认真分析冲孔的形状、板材的机械性能和板材的厚度情况,并根据公差要求将冲孔的尺寸留有余量,保证加工余量在允S偏差范围内。
对于激光切割的工艺要点,我们应按照标准要求,在选材上,冷轧板和热轧板的最大厚度不超过 20mm,不锈钢的最大厚度不超过10mm,另外网孔件不能使用激光切割的手段实现。
2.2 弯曲直边高度。在钣金折弯时,弯曲直边高度不应过小,否则不但加工难度大,对工件的强度也会产生影响。通常钣金折边弯曲直边高度应不小于板材厚度的两倍。
2.3 折弯件上的孔边距。由于工件自身特点决定,折弯件上开孔不可避免,为了保证折弯件的强度和开孔质量,通常应保证折弯件上的孔边距达到规范要求。当孔为圆孔时,板材厚度≤2mm,则孔边距≥板材厚度 + 弯曲半径;板材厚度>
2mm,则孔边距≥1.5 倍板材厚度 + 弯曲半径。当孔为椭圆孔时,孔边距数值比圆孔要大。
3.1 拉伸件底部与直壁的圆角半径控制。从标准上看,拉伸件底部与直壁的圆角半径应大于板材的厚度,通常在加工的过程中,为了保证加工质量,拉伸件的底部与直壁的最大圆角半径应控制在板材厚度的8倍以下。
3.2 拉伸件凸缘与边壁的圆角半径控制。拉伸件的凸缘与边壁的圆角半径与底部和直壁的圆角半径类似,在最大圆角半径控制上都要低于板材厚度的 8 倍,但是在最小圆角半径上,必须满足大于板材厚度 2倍的要求。
3.3 拉伸件为圆形时的内腔直径的控制。当拉伸件为圆形时,为了保证拉伸件的整体拉伸质量,通常在内腔直径的控制上应保证内腔直径≥圆形直径 +10 倍的板材厚度,只有这样才能保证圆形拉伸件内部不出现褶皱。
3.4 拉伸件为矩形时的相邻圆角半径的控制。矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径应取 r3≥3t,为了减少拉伸次数应尽可能取 r3≥H/5,以便一次拉出来。所以我们要对相邻圆角半径的数值进行严格控制。
在钣金成型过程中,为了达到所需强度,通常会在钣金的零件上增加加强筋,以此来提高钣金的整体强度。
除此之外,钣金成型过程中,会有许多凹面和凸面,为了保证钣金的加工质量,我们要控制好打凸间距和凸边距的极限尺寸。主要选取依据应按照工艺标准进行。最后,在处理钣金加工孔翻边的过程中,我们要重点控制加工螺纹和内孔翻边的尺寸,只要保证了这两项尺寸,钣金孔翻边的质量就能得到有效控制。
在钣金加工过程中,需要将若干个钣金零件组合在一起,而组合的最有效方式是焊接,既可以满足连接需要,又可以达到强度要求。在钣金焊接的过程中,工艺要点主要集中在以下几个方面:
5.1 钣金焊接要选准焊接方法。在钣金焊接中,主要的焊接方法有以下几类:电弧焊、氩弧焊、电渣焊、气焊、等离子弧焊、熔化焊、压力焊、钎焊。我们应根据实际需要选准焊接方法。
5.2 钣金焊接要根据材质需要选择焊接方式。在焊接过程中,焊接3mm以下的碳钢、低合金钢、不锈钢和铜、铝等非铁合金的时候,应选择氩弧焊、气焊的方式实现。
5.3 钣金焊接应注意焊道成型和焊接质量。由于钣金属于表面部件,因此钣金的表面质量很重要,为了保证钣金的表面成型达到要求,钣金在焊接过程中要注意焊道成型和焊接质量,从表面质量和内在质量两个方面保证钣金焊接达标。
[1] 张合忠.德国阿库:世界一流钣金加工企业翰备的可靠技术伙伴――访翰备机械部件(太仓)有限公司总经理郭爽[J]. 金属加工(冷加工). 2016(20)
随着社会生产效率及经营速度都有了较大程度上的提升,随之而来的也有传统手工劳作在市场内部应用占比缩小,使我国历史发展以来形成的传统手工劳作技巧和方式趋于式微,加快了手工劳作模式退出市场的速度。传统金属工艺作为我国传统文化中的重要组成部分,是我国劳动人民从事生产活动得到的经验总结,具有重要的时代历史性特征。但根据我国文化部、工业和信息化部及财政部在2017年3月共同制定的《中国传统工艺振兴计划》提出,未来工业生产应该重点关注传统工艺具有的文化传承、工艺美学和匠人精神等文化元素,达到促进我国传统工艺文化传承与应用的需求。这就要求新时期必须要积极寻求传统金属工艺创新设计方法,寻求解决传统金属工艺传承困难的局面,使传统金属工艺中蕴含的各种文化元素和精神内涵,能够以其独特的文化特质和美学构造得到展示,是弘扬与传承中国人民文化智慧结晶的重点要求[1]。
1.文化性与民族性传统金属工艺是我国古代群众利用金属材质制作成品,用以观赏或者实际应用得到的生产及加工技巧。纵观我国非物质文化遗产内归纳记载的大量传统金属工艺,可以看出,金属工艺作为中华优秀文化的重要体现,在兼具实用性和观赏性的基础上能够作为某一固定的文化现象代表传承至今,必定离不开其背后蕴含的文化性特点,也是中华民族文化的重要展示。因此传统金属工艺就其性质划分上兼具文化性和民族性特色,也是中华文化及精神的重要展示[2]。2.时代性和局限性同时以传统金属工艺制作的特点来看,无论哪一种类型的传统金属工艺制作方式,从制作材料到结构工艺等多项因素上,都需要耗大量的时间和人力成本,与现代社会高效率社会生产需求不符,具有一定的局限性特点,这也是传统金属工艺逐渐被市场所淘汰最基础的原因[3]。此外,以地方为特色的传统金属工艺传承模式基本上以师徒或者父子相传的模式,工艺传承简单,产品设计单一化,借鉴抄袭传统首饰较多,并不能适应市场消费者的多元化需求。基于以上判断,传统金属工艺的发展进入到了认识上有高度,但保护传承上又缺乏有效手段的尴尬阶段。因此,立足工艺美术的历史特点和工艺技法,结合工艺美术类高校课程体系改革,探寻出一条集合“传承—保护—再研—提升—入市”的路径显得更加具有历史和现实的双关意义。
根据传统金属工艺在新时期生产过程中,受到金属加工工艺生产效率低下等因素限制,无法实现大规模生产及加工的特征,必须有效结合现代创新及设计优势资源,在确保传统金属工艺制作成品质量不受影响的前提下,具体结合高校创新培养模式和再设计研究,对传统金属加工方式进行改进,根据高校完成传统金属工艺创新培养和再设计发展的具体研究,以高校文化创新及工艺优化的优势,将传统金属工艺应用在高校教学培养体系内,能够从传统金属工艺历史沿革、所需材料、工具和加工工艺等多个层面着手,实践传统金属加工工艺分析及创新应用,在其意义上不但能够达到促进学生掌握工艺技法,拓展传统工艺的传承模式,增强手工艺的生命力,也能够借助当前我国高校教育以培养人才创新意识为核心的教育特色,对传统金属工艺课程教学内容、教学模式以及工艺更新等内容上有所发展,是传统工艺与现代创意有机结合迸发的全新产学研项目[6]。
以高校课程体系建设为培养模式的契机是传统金属工艺传承的一个发展方向,也是高等艺术院校教学的重点目标。非物质文化遗产为例,融汇了中华传统文化科学性、实用性、审美性、教育性等多种特性,特别是其独具华夏特色的审美价值,使其具备了进入工艺美术设计领域的合理性。非物质文化遗产有十大类别,其中的传统美术以及传统手工艺两大类别,展示了中华民族手工劳动所承载的生活文化,具有极高的审美价值。这种审美价值不仅体现在杰出的代表作品中,更体现在手艺人的工具中。因此,如果能将非物质文化遗产中具有较高审美价值的工艺与美术设计相融合进行产教融合的模式,不仅为工艺美术专业设计增添了一份厚重而亲民的文化底蕴,更彰显佩戴者独特的传统文化审美能力与气质。所以,传统金属工艺可作为重要的切入点,将非物质文化遗产作为传统文化的重要组成部分走进工艺美术设计课堂中,将传统工艺引入现代设计中,不仅是工艺延伸的重要途径,也是弘扬我国优秀传统文化、提升提高学生设计水平的新思路。因此在金属工艺具体创新与改革的过程中,除了需要对当前教学体系内原有的金属工艺课程进行全方位调整以外,还需要强化教学过程实践应用的重要性,使学生能够通过积极训练,以优化和更新加工内容的需要,对金属加工工艺创新发展进行转变[7]。
以花丝工艺作为首饰制作主要金属加工方法来看,现代首饰设计趋向于人的个性化与参与性,人们对首饰的关注点已经从单纯的外部装饰性转向注重内在意蕴与情感表达。虽然现代首饰设计可以通过机械加工对传统首饰进行大规模的复制,但是大规模的机械复制使得设计产品同质化严重缺乏新颖与个性,极易使人产生审美疲劳,从而使得该产品在视觉上与反观上的惊艳感降低。因而机械复制与产品同质所造成的审美疲劳,使得传统手工工艺运用于现代的首饰设计之中成为可能。再加上传统金属工艺加工方法其独特的文化性和民族性特点,能够提高商品的价值和文化内涵,具有发展潜力和增长空间。
将传统金属加工工艺和高效创新培养模式结合起来进行研究,具有传承和发展民族文化的重要意义,是非物质文化遗传的创造性传承。首饰设计作品具备文化底蕴与内涵,才能够具有典型的民族特质,才能更好地体现我们的“文化自信”。该项目的研究,将传统金属工艺中的首饰设计的创作空间与历史维度相结合,极大地拓宽了首饰艺术的创作空间与创作维度,为传统手工艺的发展开拓更多的可能性[8]。
传统金属工艺的拓展与创新是工艺美术专业发展的重要内容。比如说首饰花丝工艺虽存在工艺繁琐,样式老旧的问题但是可以在现代设计语境存活的,面对新的语境挑战,以一种科学系统的传承方式存活下来是花丝工艺在现代设计语境长期稳定发展的保障,实现传统工艺由传统的传承模式向现代的教学模式的转变是花丝等传统工艺进行现代转型的基础。该项目的学科意义就在于拓宽了首饰艺术创作空间和教学内容,深入研究传统手工艺术的创新性,将工艺传承与高校学科课程体系相结合,在教与学中,不断发扬和传承传统花丝工艺。
随着大众对金属工艺和首饰审美层次的不断提高,人们更加看重内涵和各异性在首饰中的体现,追求首饰中个人情感的承载以及首饰创作材料的与众不同。将中国传统手工艺的代表花丝工艺应用于现代首饰中,与大众市场上那些设计毫无新意但工艺技术上无可挑剔的商业首饰相比,无疑提升了花丝首饰的差异性和竞争力。作为从事珠宝设计行业的我们应该努力结合时代的特点,将首饰花丝细腻别致的工艺特点发扬光大,吸收多元化设计元素的同时注重花丝工艺的传承和创新,让具有悠久历史的传统工艺重新焕发出耀眼的光辉,从而推动我国现代首饰设计领域的多元化发展。
结合我国非物质文化遗产保护工作火热开展的时代条件,将传统金属工艺文化作为非物质文化保护的重点内容展示在社会群众面前,通过传统金属文化工艺,比如花丝工艺在首饰类文创产品制作和生产过程中具有的独特设计内涵和结构美学内容,有效推出非物质文化遗产金属工艺与现代化经济品结合发现的目标。要求高校在首饰设计课堂教学过程当中,必须要积极关注到金属工艺从传统加工方法寻求新时期创新改革的迫切性和时代性特点,在提供认知和方法建议的基础上,深入挖掘传统金属工艺文化元素,作为新时期生产和设计的灵感来源,在保护和发展非物质文化遗产的任务上为其提供基础性应用平台,以高校作为教育传播者的重要功能,凭借教育发展的导向性作用,在社会内带动传统金属工艺加工方法的技巧优势和文化内涵形成,以精神文化内核传承为核心,强调文化和工匠精神,也是积极转化传统金属加工工艺,实现传统金属工艺文化发扬和传承的重要展示。
传统金属工艺区别于其他金属工艺最本质的体现就在于传统金属工艺的文化性和民族性特点,作为我国非物质文化遗产中的重要组成部分,在新时期寻求传统金属工艺与高校创新培养模式结合设计的过程中,必须要强调学校是作为文化和公益保护者的身份出发,要根据不同的主题划分,选择各个时期具有代表性和有利于弘扬中国社会主义文化及民族精神的教学主题,通过文化内涵深入研究的途径对如何推广传统金属工艺,利用新媒体时代信息化和网络浏览的便捷性特点,在最大范围内实现传统金属工艺特点展示,实现新时代传统金属工艺及生产方式上,生产文化功能展示进行转变,以生产文化元素为主要资本优势,但同时要关注生产产品的质量,绝非为突出文化元素而忽视整体生产质量作出规整,要实现传统金属工艺文化性、民族性和创新应用的时代性特点。以花丝工艺为例,将此工艺的传承纳入高校培养体系,首先要重视工艺的文化性和民族性特点。在课程设置上,要避免直入主题,直接进入实际操作阶段,一定要有理论讲述作为先导,使学生明晰花丝工艺的发展历史,以及随着时代进步所产生的内在变化,要立好民族性的旗帜,使学生明白这是中华民族的独特文化语言,激发学生的学习热情。在实操阶段,要保留传统技法的学习,要尊重历史和传统,特别是工艺美术大师的地位和作用。要创设条件开设以“大师进课堂”“大师进高校”等为主题的课程,让大师进课堂现身说法,将以往父子传承的模式,变为大师教授,学生学习掌握,掌握技法和工艺毕业后辐射影响更多人的传承模式;要高度重视新媒体教学手段,可以采取视频摄录的方式,完整呈现传统花丝工艺技法的方方面面,结合课程教学改革,打造更加扁平的教学体验过程,采取线上呈现的方式,将创作或制作的过程延伸到其他高校,将传承意义的覆盖面做到最大化;要鼓励或支持跨系、跨校课程选择,探索学分互认,激发学生的学习热情。
疫情期间互联网教学和多媒体技术的飞速发展,为传统金属工艺的混合式教学模式发展创设了条件。因此,必须高度重视传统工艺设计教学流程再造,打造“线上线下三结合”的混合式教学模式,保障学生线上理论学习,线下提升综合实践能力,实现“手、脑、眼”沉浸式教学效果,促进创造性思维、设计技能等高阶能力的发展。以山东工艺美术学院《珠宝首饰花丝工艺》为例,该课程是2019年开始建设的混合式一流课程。课程创设背景是传统花丝工艺面临失传,工艺制作步骤复杂,短时间较难掌握,具有教学和传承两方面的严重局限性。课程着力从以下方面进行破解:一是更新教学理念,遵循“以学生为中心,从传授工艺知识转向培养设计能力为主转变,从单一实践制作向多种学习方式融合转变”的教育理念实施教学。二是改革教学模式,打破传统花丝工艺复杂,短期工艺无法掌握,通过首饰案例录制视频线上进行制作分解,学习形式更为灵活,学习效果更为扎实。三是优化教学内容,通过在线课程,增加理论学习内容,将理论教学与实践制作技能内容紧密结合,让学生在线下运用理论知识解决设计实操问题。四是强化教学实践,将工艺与文创衍生品设计相结合,拓宽了首饰艺术创作空间和应用场景,为深入研究工艺创新和继承发扬传统花丝工艺提供可能。课程依托山东省高等学校开放课程平台和中国大学MOOC(慕课)平台,上线教学视频,实现校内混合教学。目前应用四个学期,跨校累计在线所高校使用,初步实现了“继承工艺文化、拓展工艺价值、传播工艺美学、助力工艺振兴”的建课理念与使命。通过线上学习,促使学生全面了解传统花丝工艺特点,辅以创新创意思维教学引导,使学生掌握传统工艺创新要点,同时启发线下的设计方法转化,将传统工艺与现代设计相融合。线上造型美学传播,线下造物技艺体验。通过线上学习,促使学生掌握传统花丝工艺造型规律和美学价值,线下通过对材料、工艺的实操体验,启发学生由概念创意拓展到设计实践层面,体现审美与工匠精神的统一。线上以学定教,线下因需促学。线上教学突出学生中心、自主学习和育人目标达成,线下教学突出企业、展赛及培养规格需要,体现不唯教、只唯学的混合式教学观,形成线上技法保护、强化指导学习、线下技艺实践、工艺传承创新的传统工艺学习流程再造。
借助传统金属工艺与高校创新培育模式及再设计研究内容,可以看出,当前传统金属工艺生产的工艺品种类和形式有所限制,不仅在产品多样化特点上不能得到应用,传统金属工艺本身具有的低效率生产问题更是其教学创新发展的重大阻碍。设计研究的过程中,必须要充分利用美育教学内容,对原有加工产品的设计理念进行完善,同时突破原有的设计方式,积极关注现代化技术应用的需求,以文化对比作为传统金属方法文化内涵深入拓展的需要,找到最符合现代化审美和工艺发展的设计想法。在有效的市场调研数据前提下,以高校为具体产业形成主体,基于传统金属工艺为核心实现打造具有高度审美和符合市场消费需要的传统金属加工工艺产学研一体化发展模式,产品加工和培育模式,以满足传统加工工艺在具体实践优势最大化获取需要。以花丝工艺为例,花丝工艺是来自基层的原创生态工艺。首饰作品的实现价值在于佩戴和进入消费领域,进一步推进花丝工艺产业化,需要政府、社会和各方的共同合作。通过相关政策措施,提高了花丝工艺发展的组织化程度,同时制定实施鼓励花丝工艺发展的专项工作优惠政策,并建立了专项资金,以强化政府财政扶持力量。依托网络资源优势,公司积极拓宽经营途径,逐步形成了以现代电商平台为主、以传统销售手段为辅的现代市场营销网络,逐渐形成并健全了流程工业电商平台,以此提升花丝工艺发展的品牌化程度。当前,更需要通过基础文化教育,提高学生对花丝工艺的认识,加强对传统花丝工艺人才的保护和培养。形成了“产学研一体化”的发展模式。以现代教学体系取代传统的师徒教学模式,有利于传统花丝工艺的可持续发展。它还可以将传统花丝工艺纳入国家教育体系,通过加强研究和创新获得消费者市场的认可,激发年轻人对传统手工艺的兴趣。同时,应该看到,创新并非标新立异和割裂传统,而是在保持对传统花丝工艺精华与艺术本质的恒久品味的前提下,推陈出新。唯有提高人们对传统花丝文化和传统花丝技术等内容的认识,才能立足传统传承,提升花丝工艺质量,让当代创新技术成为对传统的继承。
综上所述,根据新时期传统金属工艺与高校创新培养模式和再设计研究共同应用方案,根据传统金属工艺发展的特点及性质和具体应用生产的特点,要求高校在实现设计创新时必须以拓展和打破原有生产局限性为手段,积极推动传统金属工艺与现代化消费类型与消费产品特征的购买需求,利用高校作为教育引导和创新设计的主体性,积极探索产学研一体化发展模式,帮助高校再创新设计传统金属工艺,实现“工”作模式和“艺”术美感创新应用的需求,推进新时期传统金属工艺寻求积极探索和实践应用的需要。
按照新时期中职教育的要求,教师在课堂上,不仅仅是完成教学任务,更重要的是要求教师能够运用现代化教学手段,合理调整教学内容,调动学生学习的积极性,帮助学生理解掌握深奥难懂的理论知识,教学中要有互动,学生要有发挥想象的空间。面对新时期的新任务,结合以能力为本,以就业为导向的教学目标。可以看出,学生的需求和教学目的的要求是完全统一的。因此,要求我们在金属材料教学中,一定要注重理论联系实际,充分发挥学生的主导作用。铁碳合金相图在金属热加工工艺应用教学内容的处理上,应以理论教学为主线,辅以相图为综合渗透作用,使学生融会贯通,即做到对理论的掌握,又得到能力上的锻炼,故在教学中做了以下尝试。
因为中职学校培养的学生,毕业后将要直接面对企业的一线生产。理解和掌握金属材料到机械零件整个的生产工艺过程对他们来说是非常重要。也就是说金属材料通过铸造、锻压、焊接 机械加工、热处理等工序的加工制作最后变成零件。在生产中金属加工的工艺过程就显得非常重要。而铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具,是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据。铁碳合金相图可以帮助学生,根据金属材料的成分推断其组织,由组织定性分析其力学性能,这在铸造、锻造、焊接以及热处理等方面有着广泛的应用。学习铁碳合金相图,可以全面认识碳钢、合金钢和铸铁等常用的黑色材料。
2.1 铸造性能的概念提出。铸造性能的概念提出,首先通过多媒体演示铸件生产工艺过程,通过观看齿轮坯铸件生产过程。最后让学生总结得出:铸造是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法。有了铸造性能概念,结合铁碳合金相图,指出ACD区是液相区,确定浇注温度一般在液相线C°左右,并且可选择流动性好的合金,即接近共晶成分的合金,应用最为广泛。因为,其熔点低,结晶温度间隔小,流动性好,组织致密。所以,大型零件、复杂零件均采用铸造加工。
2.2 锻造性能的概念提出。锻造性能方面,通过多媒体演示水压机生产汽轮机转子锻件的生产过程。然后让学生总结得出结论:锻压是对坯料施加外力,使其产生塑性变形,改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成型加工方法。并且告诉学生在铁碳合金相图AGSE区称为是奥氏体区,高温时的钢为单相奥氏体,强度不高,塑性好,便于变形加工。因此,钢材的锻压或轧制,一般要把坯料加热到奥氏体状态。确定始煅温度1150-1250 C°,终煅温度是750-800C°左右,合金钢是800-900C。重要零件生产都要采用锻造,锻造生产可以使粗大晶粒变成细小晶粒。晶粒愈细小,金属材料的力学性能愈好。但不能加工脆性材料和形状复杂的零件毛坯。
2.3 焊接性能的概念提出。焊接性能概念的提出,同样也是通过多媒体演示焊接工艺过程。在铁碳合金相图中,分析低碳钢、中碳钢、高碳钢随温度变化引起的组织转变。而对焊接专业的学生同时要掌握含碳量对钢的焊接性能的影响,钢的含碳量越高,其焊接性能越差,故焊接用钢主要是低碳钢和低碳合金钢。中碳钢的焊接性能较好,高碳钢的焊接性能较差,铸铁的焊接性能差。
2.4 热处理的概念提出。热处理工艺,是根据铁碳合金相图拟定各种热处理工艺加热规范,在金属加工中有着特别重要的意义。教学中应着重强调退火、正火是预先热处理,而淬火、回火是最终处理。通过多媒体演示让学生掌握普通热处理的基本过程。退火是适当的温度加热,保持一定的时间,缓慢冷却(炉冷)的过程。正火是将工件加热到适宜的温度,保温后在空气中冷却(空冷)的过程,由于正火的冷却速度(空冷)比退火(炉冷)稍快,所以得到的组织更细,其力学性能也有所提高,常用于改善材料的切削性能,对一些要求不高的零件作为最终热处理。另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火。但若零件形状较复杂,由于正火冷却速度较快,可能会使零件产生较大的内应力和变形,甚至开裂,则以采用退火为宜。
淬火:是将钢加热AC3或AC1以上30-50 C°保温一定时间,进行快冷的过程,获得的是马氏体组织的工艺。回火:将淬火后的钢件加热到低于AC1以下的某一适当温度进行保温,再进行冷却的过程。
退火、正火、淬火、回火是普通热处理中的四把火,其中的淬火与回火关系密切,淬火后必须回火。 四把火随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺。通过在铁碳合金相图中将退火、正火、淬火、回火的加热温度加以比较,学生就有了一个十分清晰的热处理工艺的概念。
为培养学生综合应用知识的能力,在讲授典型零件的热处理时,组织课堂讨论。例如:车床主轴要求轴颈的硬度为HRC56-58 HRC20-24其加工路线:
让学生通过思考并指出:(1)主轴选用何种材料:(2)正火、表面处理、低温回火的目的和大致工艺;(3)轴颈表面处理后的组织和心部组织。
A同学发言:对轴类,在选材时应考虑:(a)载荷类型及大小,(b)主轴的形状及可能引起的热处理缺陷。主轴是机床的主要零件之一,根据技术要求和加工路线钢或中碳合金钢。
B同学发言:在加工路线中,各热处理操作的主要目的和大致工艺是:(a)正火是为了获得主轴整体所要求的性能和便于机加工,其工艺为加热到850℃左右,在空气中冷却;(b)表面淬火的目的是使轴颈表面的硬度满足要求,其工艺是轴颈高频感应加热,喷水冷却;(c)低温回火的目的是降低残余应力,工艺是整体在170-200℃回火,或高频加热在回火。因此,轴颈表面组织为回火马氏体,心部组织为珠光体和铁素体。