制造工艺论文范文1
关键词：涂塑钢管制造工艺常温大口径
Manufacturingtechniquesoftheplastic-coatedsteeltube
undertheroomtemperature
Abstract:Thebigcaliberplastic-coatedsteeltubehasagreatneedinthemarketrecently,howeverthecostisveryhighwiththeexistingtechnology.Thedevelopmentofthespecialpaintmakesthemanufactureoftheplastic-coatedsteeltubebepossibleundertheroomtemperature.Thistechniquerequireslesstreatmentonthesurfaceofthetubeandneedlessnessofheattreatmenttothetube,inaddition,thereisnoneedoflargemachines.TubeswithcaliberaboveΦ10-3800canbepaintedbothinsideandoutside,productsreachthenationalstandard.Thistechniquesmeetsthedemandoftheofthesteeltubeofbigcaliberpaintmold.Thecoatcontainsnontoxicandelasticpaintwhichisoflowwaterresistanceandwhichschlepsrustandguardagainstrustandwhichisofthevirtueofkeepingcleanandunpoisonous,alsoitcandepressthegrowthofthelichenandwormeffectively.
Keywords:plastic-coatedsteeltube;manufacturingtechniques;roomtemperature;bigcaliber
1．前言
钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中，管壁都会经受不同程度的腐蚀，直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染，钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生，目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑，涂塑材料大都采用塑料粉体材料，其中性能较好的是聚乙烯（PE）和环氧（EP）。但它们的施工要求高，工艺难度大，品质控制不易，设备投资大，严重影响涂塑钢管的推广与应用，而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害，而加热过程能耗极大，造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题，制作工艺专家组首先从涂层材料上着手，研制并应用了弹性体带锈防锈涂料，再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法，解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。
2．常温涂塑（弹性体）钢管的制备
将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规，本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。
2.1技术难点的突破
常规制造涂塑钢管的方法，首先需要对钢管进行喷砂除锈处理，其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术，带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能：带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。
另外，常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成，静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此，选择内喷涂材料的时，须考虑到：附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。
所选用的材料，均为聚氨酯类涂料，无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。
2.2涂塑钢管的制备工艺
2.2.1钢管表面的预处理
对于新旧钢管，一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管，无需镀锌，管内有少量的锈斑也可满足要求，只要将疏松浮锈清除，清涂油污即可。即达到手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污，可用丙酮清洁表面。
2.2.2涂料的喷涂
喷涂设备包括：空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机，采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁，厚度约30微米。待底涂固化好后，再用喷涂两遍聚氨酯面涂，每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。
2.2.3检测处理
抽检涂塑钢管的涂层质量，涂层表面应均匀，涂层的最小厚度要达到150微米，平均厚度应在180微米以上。
2.3不同涂塑钢管制造工艺对比
与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比，由于我们采用聚氨酯涂料作底涂，降低了钢管表面处理的要求，无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业；另外，无需对钢管进行加热处理，在常温下即可喷涂。做到了施工方便，减少污染，节耗能源，可现场施工，造价较低，并且性能优异，完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3.
2.4不同涂塑钢管性能对比
聚氨酯涂层不仅性能优异，而且体系全部采用了弹性体涂料，具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效，能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按CJ/T120-2000[1]进行检验，完全超过国标要求，不同涂层性能指标对比，结果见表2.4。
2.5工程应用实践
大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用，效果非常理想，完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-2000的要求。
3．结论
3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比，主要工艺特点是：无需喷砂除锈，清除浮锈即可施工；无需对钢管进行加热处理，常温即可喷涂施工；施工机具简单，可现场施工。
3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况，填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。
3.3经大量的试验研究证明，常温涂塑钢管应用于自来水工程，常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生，有利于保障居民二次供水的质量。
3.4常温涂塑钢管的涂层薄，阻力系数小在0.0082以下，过水流量可大于普通涂塑钢管，也有利于节省能耗。
3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强，可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境，涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小，耐磨性也极强。因此，也可用于输送含固量较高的流体物质。
3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层，比其他涂层更具有弹性，可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯，及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管，在卡箍连接方式中经常会脱落，现场又无法修补。
制造工艺论文范文2
1.制作程序以及技术程序。
关于机器生产技术，制作程序具体是指原材料通过机器设备和劳动力的劳动转化为可以在市场上进行销售的商品。这一程序的内容比较丰富：制造工作开始实施的准备工作；原料与毛坯等材料的准备工作；半成品生产的基本操作；附加工作的具体实施环节；商品的包装设计工作以及需要注意的工作细节问题。然而技术程序是指在具体的工作当中通过更改需要制造的商品的大小、样式的方式，促进程序的多方面操作完善，例如半成品的有关内容、机器的相关问题、热处理的具体操作等具体工作。具体来说，机器生产技术程序是指用机器生产方式对已经经过加工的半成品进行操作，促进商品生产的完成。这些由多个步骤构成的商品生产程序是商品生产的基本步骤和环节。
2.零件装夹。
零件在进行生产之前，要先把工件放置在床或夹具的准确位置上，这一程序就是固定位置，并且为了能够确保位置的准确性，还要把零件夹紧进行稳固，这个程序就是夹紧，所以这两个步骤综合起来就是装夹。机器生产技术的零件装夹是不是科学对零件的生产品质有着很大程度上的影响，并且还会对商品的生产速度、生产成本以及安全性产生直接作用。普遍来讲，在机器生产技术中最常运用的零件装夹模式主要包含直接找正式、划线找正式以及用夹具装夹式。
3.定位。
作对于有效到达零部件的质量要求具有重要的作用，零件的定位方法有很多种，应该根据具体情况选择适合的定位方式，通过对零部件的加工处理，促进装备质量的提高。定位标准的确定对于定位的工作安排是非常关键的，可以通过选择适宜的定位标准加强机械设备的质量。在细节的问题上需要工作人员进行比例的研究，通过实践调查和理论研究，促进设备的安装质量的提高。依据具体的使用场合的差别所使用的标准也各不相同，技术标准也是跟随具体的要求不断提升的重要标准内容，这对于包装安装标准的实施具有很大的作用。
4.加工精度。
在机械制造工艺的具体工作当中，加工精度是重要的工作内容之一，对于影响加工的质量，保障加工的工作顺利进行具有关键性意义。具体而言在加工的方式上，在尺寸、形状、位置和表面质量等方面需要分门别类进行精度控制。有效的精度控制是加强机械质量工艺不断提升的重要方面，需要多方面进行努力。基本试切法、固定标准刀具法、自动形成法等是经常使用的重要方法；与获得尺寸精度有比较大的差异，轨迹法、成形法、展成法是基本的需要不断改进的方法。
二、机械设计过程中的注意事项
为了保障机械策划的质量要求，需要在设计策划方案的时候就对机械设计的要求进行多方面的努力，通过对方案的多方面改进调整设计理念，促进工程的进步。机器策划的总体程序对于保障机械设计的整体流程的顺畅具有比较关键，在机器策划的整体规划工作当中需要不断对每个环节的工作进行规范，确保每个工作人员做好自己的基本工作，促进策划方案的全面贯彻实施，就需要不断在工作中完善体系、合理、适宜进行方案的有效策划，工作中不断进行注意：首先，工作基本要求符合策划方案，做到实践和理论的基本一致。在技术工作的各个环节进行多方面的注意，促进工作的综合实施。其次，装置的具体调解的控制管理。装置的具体调解的控制管理是全部机器工作的最后一项内容，这一环节的工作也需要在具体落实上做到系统化。
三、基于机械制造工艺的机械设计合理化措施
1.在刀具选择的时候予以重视。
为了保证加工表面质量的提高，在进行刀具选择的时候，应该根据加工件的实际属性选择那些副偏角比较小、刀尖圆弧半径比较大的刀具或者合适的精车刀、修光刃等等，选择和工件材料适应性比较好的刀具能够更好的降低工件表明的粗糙度。
2.在进行切削条件选择的时候必须慎重。
想要提高工件表面质量便必须根据材料的需要选择合适的切削速度，尽量避免产生积屑瘤的产生，此外还可以降低进给量，采用那些效果比较好的切削液等方式来提高工件表面质量。
3.在一定程度上减少表面层变形强化。
制造工艺论文范文3
1.1原则制造工艺统计数据分析应坚持以下原则：系统性原则，汽车电子产品制造前，为了解客户需求，把握市场形势，需要进行市场调研，而市场调研并不是单纯的资料记录、整理和分析，而是由周密的策划、步骤、活动和科学实施成果组成的。科学性原则，必须以客观标准进行数据的收集、分析和解释。针对性原则，制造工艺统计数据分析方法众多，每种分析方法都有其自身适用领域和局限性。实用性原则，由于制造工艺统计数据分析是为制造企业决策提供指导和服务的，必须保证其与企业实际生产相符合。趋势性原则，市场环境处于一个不断变化的过程中，需要以发展的眼光看待问题，随着工业环境和市场环境的变化，应对制造工艺统计数据分析方法做出进一步调整和完善。
1.2方法制造工艺统计数据分析方法包括推论性统计分析方法和多元统计分析方法。回归分析和方差分析属于推论性统计分析方法，其中，回归分析主要是从定量角度对大量观察数据进行分析计算和归纳的；方差分析则属于t检验的扩展，主要是通过检验多个总体均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。多元统计分析方法包括相关分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、判别分析等。在汽车电子产品制造中，通过定量分析和定性分析相结合的研究活动，我们能够发掘数据中隐藏的信息，并将其以恰当形式表现出来，从而更好反映企业生产经营活动基本情况和生产计划执行情况，回答企业各种经济活动变化趋势，及时发现并解决汽车电子产品生产经营过程中产生的问题和偏差，为企业做出科学合理的决策提供指导。
2制造工艺统计数据分析对汽车电子产品的作用
2.1有利于汽车电子产品生产线布线的优化和改善汽车电子产品生产布线不理想会严重影响生产效率和生产质量。以车载多媒体控制模块生产线为例，传统生产线布局中重力传送架、工作台表面、物料摆放方式、重力滑道入口的设置都有很大改善空间，布局的不合理造成了人、机、在制品的共同等待，因此需要重新考量生产线布线。这个时候，就需要统计人员收集生产线各站位标准工时数据，运用统计数据分析方法，进一步平衡生产线，并将机器时间与人工时间分开，然后统计出基于客户需求节拍所需的最为理想、最少的员工数量，将其与现在实际生产中使用的员工数量进行对比，确认其是否存在改善空间。一般而言，改善后的生产线布局为U型生产线，一个人员可控制多道工序，不仅能够减少浪费，对于产品质量而言，由于物料的流入和成品的流出经一人之手，所以容易发现由原材料不良或生产工艺不当产生的质量问题，有利于质量问题的及时解决。
2.2有利于汽车电子产品精益生产的实施所谓精益生产指的是最大限度减少浪费的生产方式，它是一种制造理念，主要是通过消除浪费来缩短客户订单到成品发货间的时间。一般来说，一个企业精益生产实施较好，就说明该企业没有浪费或很少浪费。在汽车电子产品生产过程中存在七种浪费，即过量生产、库存、运输、移动、等待、过度加工、不良报废，这些都是精益生产的薄弱环节。由于市场环境在不断变化，导致企业生产过程也有起有伏，今天这个薄弱环节加强了，明天那个薄弱环节可能就凸显了，如果不经常进行统计数据分析，一些薄弱环节可能就会被忽视，或是发现太晚，无法补救。只有常常进行统计数据分析和研究，才能实施精细化管理，才能及时发现问题，揭露汽车电子产品制造中存在的漏洞和薄弱环节，从而为企业制定并实施各项管理措施提供依据，持续改善精益生产过程。
2.3有利于实现汽车电子产品零缺陷生产以某企业制造的HC908GZ60微控制处理器为例，其主要销售客户为世界大型汽车电子产品供应商，这些供应商对该产品的质量有着很高要求，在对该企业产品质量产生疑虑之后，以德尔福汽车公司为主的客户更是提出了零缺陷的质量要求，若企业不对HC908GZ60微控制处理器的质量做出进一步改善，其市场份额将会大大降低。在零缺陷要求下，该企业利用制造工艺统计数据分析，对近两年的所有客户反映的质量问题数据进行分析，同时分析客户购买量变化，发现存在原预期新产品投产计划没有按期进行的问题，一些客户对未来产品质量也表示出了担忧，基于此，企业找出最主要的客户群体对产品进行改善；为了有效追踪和分析产品质量，该企业开发了客户质量分析工具，运用软件并采用统计数据分析方法，准确计算出了产品在不同客户应用上反映出的质量水平，测量出了良品率，在此基础上，制作出了缺陷分析走向表，以此为依据，产品工程师对产品设计和工艺做出了进一步改善，为HC908GZ60微控制处理器的零缺陷生产提供了保障。
3结语
制造工艺论文范文4
一个国家要想自立于世界民族之林，除要具备相当的综合国力外，还必须保存和发扬其独具特色的民族文化，尤其是承载着衣食住行的工艺造物文化。在国际化的大潮中，一旦失去本身应有的特色和风貌，其民族文化存在的“根”和“脉”将会受到毁灭性的损伤。因此继承和发扬传统优秀的工艺造物文化和美学思想，是个十分重要的研究课题。众所周知，中国造物文化的悠久、发达、辉煌、丰厚，无与伦比、举世公认。然而令人遗憾的是未能形成独立、系统的理论学科。但是没有系统整理不能误解为没有系统的工艺美学思想存在。为此我在1989年发表的《传统工艺美学思想体系述评》一文（见《中国工艺美术》总第32期）中明确指出，早在春秋战国时代，传统工艺美学已经初步形成了思想体系和理论形态，并从7个方面对其重要内容作了简要述评。继续这一研究，本文将进一步对传统工艺造物文化的基本范畴、理论框架及其思想特色加以述评和探讨。
一、发掘传统工艺文化的理论基石
范畴是理论构建的基本概念，是构成体系“网结”的支点和要素。范畴系统，是概念范畴间的内在联系和层次结构。因此，发掘传统工艺文化的理论基石，寻求和建构传统工艺美学基本范畴的理论框架，是建立科学、系统理论的首要前提。但是，要想从传世的有限几本工艺著述中找到这样的理论范畴是比较困难的。因为中国古代的设计思想、技术思想是和古代的哲学思想融汇一体的。尤其是春秋战国时期，诸子百家对于道与器、物与欲、文与质、技与艺、用与美等工艺美学基本范畴展开了热烈的争论。或取譬引类，或直言阐述，连篇累牍，史不绝书。《周易·系辞》更是一部阐释天道易理“人文化成”的宏篇巨构和百科全书，其中就包括了工艺文化“开物成务”的丰富内容。例如制器尚象、立象尽意的致思方式；道寓于器、载礼释道的教化功能；以意立象、取象构形的造型意识；天人合一、共生共荣的美学追求等等。如果有人说引用这些范畴概念是妄测臆改，牵强附会，那么，我们如何认识这些范畴概念就成为问题的关键。下面有必要谈谈对这个问题的看法。
首先，作为概念范畴形态的精神文化，是建立在物质文化基础上的，人们对事物认识的概括升华。汉字“范”即工艺造物的模具。《荀子·强国》：“刑范正、金锡美、工冶巧、火得齐。”而“畴”指已耕作的田地或田地的分界。可见“范畴”就是人们在生产实践基础上对事物的认识。“道与器”，道即理，《说文》：“理，治玉也，从玉里声”。玉有脉理，依其脉理而治，就是理。“质与文”，质就是器物的质地，文即图案纹样之“纹”。可见这些概念，原本就是工艺造物原初意义的引申。我们只不过是把“借走”的概念“物归原主”，从本质上或本体上没有什么不妥。
第二，工艺造物的双重建构，工艺及工业历史的对象性存在，“是人的本质力量的打开之书，是感性地摆在我们面前的人的心理学”（马克思语）。因此，在一定意义上，实际上工艺美学比传统美学更接近哲学。建立在实用理性、经验直觉、意象思维方式和讲究“经世致用”的传统哲学如《易·系辞》，更接近于广义的“营造学”。“子曰：夫易何为者也？夫易，开物成务，冒天下之道，如斯而己者也。”工艺与传统哲学的双向靠近，使《易·系辞》的工艺文化人类学和工艺文化生态学的理论内涵便凸显出来。对于人类文化的起源、社会文明的发展、衣冠文物与发明创造一一对应：渔猪时代（庖牺氏），作结绳而为罔罟，以佃以渔；农耕时代（神农氏），斫木为耜，揉木为耒；刳木为舟、剡木为楫，垂衣裳而天下治。“备物致用，立成器以为天下利，莫大乎圣人”。把这些工艺造物、文明建树推崇为圣人的事业。“以制器者尚其象”视为推行“圣人之道”。“尚’就是注重、效法，这里明确指出了《易经》对于工艺造物方法论的重大意义。
第三，工具（广义）性的造物实践，“开始对观察世界造成极为多样而广泛的客观因果联系”（李泽厚语）这是《易》之所谓体察天道、人文、万物化醇的最深刻的基础。从钻木取火到烧陶、冶铜“五材”的掌握，再到“五行生克”和“五德始终”的“改正朔、易服色”，穷理尽性，品物流行，弥纶天地人“三才”之道；从形、色、材，位、向、数，时、比、应的构物系统要素，到天人合一的有机生成论和时空一体的文化生态观念，尽精微、致广大，囊括造物玄机。如果说《周礼·考工记》为传统工艺美学提供了基本的技术论，那么《周易·系辞》为传统工艺学提供了基本范畴和方法论。两者构成了传统工艺文化的理论基石。
二、传统工艺文化造物观念的基本范畴
传统工艺文化造物观念的基本范畴和理论框架（见图示一）
附图
图示一：传统工艺文化造物——造形基本范畴
（一）图示说明：
(1)概念设立：循用旧名，但要汇通古今之义。
(2)逻辑层次：由上至下，从普遍到特殊、从总体到个别，再到综合、整体。
(3)逻辑顺序：以人为本位，统搅道、器、形；造物即造形，“形”位居中心；由构思到构形，再由构形到统形（型器、形象、形制）。
(4)此表为传统工艺文化造物——造形基本范畴和理论框架。工艺美学的意匠美、造型美、色彩美、材料美、技艺美、形式美等基本范畴虽未列出，应为其中包含之义。
(5)传统概念的包涵性、多义性和模糊性，义理解释紧扣造物宗旨，不务诠析详尽。着重理解概念范畴的理论框架。
（二）基本范畴
1、本体论对偶范畴：天人、道器、理气、文质
(1)天人 天即自然、造化；人是人文、社会；物是物质、物体。天——人——物主要指人与自然物质变换之关系。天人合一是传统文化的最高理想，也是最基本的思维方式。自然与人的生命活动、生存方式休戚相关。尽人性以尽物性，尽物性以“参天地之化育”，人与天调，然后天地之美生（《管子·五行》）。师造化自然天成，尽人功巧夺天工。从而也规范了工艺美的两大基本类型。
(2)道器 从《易》开始，中国古代传统中道、器并举。“形而上者谓之道，形而下者谓之器。化而裁之谓之变。推而行之谓之通。举而错之天下之民，谓之事业。”总体看这里并非空说易道。“道者，器之道”，无弓箭即无射道，无车马也无御道。“道寓于器”到制器的“载礼释道”，是作《易》者的本意，也是传统造物的一条规律和基本社会功能。综观中华五千年的衣冠文物、宫室器用、典章制度，宗宗件件为既定的社会秩序形态提供着合法性的支持；为“大一统”社会体制的形成，发挥过何等重要的作用！“器之道”真可谓神矣！
(3)理气 理，通常指条理、准则。《韩非子·解老》：“理者，成物之文也”。《诗》：“天生蒸民，有物有则”。凡造物皆须“审理定则”，就是要符合物理、物性和规矩、法度。气是宇宙和生命化生之元。“气变而有形，形变而有生”（《庄子·外篇》）。故气又代表一种生命力。传统工艺造物传神，讲究“气韵”，是独具特色的概念范畴。
(4)文质 《说文》曰：“文，错画也，象交文”。段玉裁注：“像两纹交互也。纹者文之俗字。”可知本义为纹饰。它指的就是色彩、线条的交叉组合结构所呈现出来的形式美。《髹饰录》指出工艺造物要“质则人身、文象阴阳”，就是要求以人自身作为内在的尺度；外在形式要有阳刚和阴柔之美。中国古代文“”的宇源取象，肇自人体的文身。孔子引申为仪表修养，提出“质胜文则野，文胜质则史。文质彬彬，然后君子。”对造物而言，就是要做到形式与内容的统一，功能与装饰的统一。
2、形象发生论范畴：意、象、形、法、技、意象、意匠、型器、形制、形象。
(1)意 有意图、意想的含义。作动词指意会、料想、测度。造物指创意。
(2)象 有二义：一是指形状象貌，“象也者像也。”（易辞）。二是想象之象，作动词指象征。
(3)形 《说文》：“形，象形也。从彡开声。”古人造“形”字是从毛饰画文而来。指形质、形状。
(4)法 《易·系辞》“制而用之谓之法”，指方法、作法，也指标准、模式。《管子·七法》：“尺寸也、绳量也、规矩也、衡石也、斗斛也、角量也，谓之法。”也指效法、遵守。
(5)技 《说文》：“技，巧也。”工部曰巧者技也。二字互为转注。指技术、技巧。古代观念“技艺相通”，因此，还包括艺术加工技巧。技艺美是构成工艺特殊本质美的重要因素之一。
(6)意象 是传统美学的一个核心概念。意象的形成是客观物象经主体意识的加工，糅入人的意志，情感，思想观念，带有理想化、创意化的形象。它也是介于具象和抽象之间的一种思维形态。刘勰《文心雕龙·神思》：“独照之匠，窥意象而运斤；此盖驭文之首术，谋篇之大端。”意象的获取乃是造型观念、审美心理最基本的部分。
(7)意匠 意匠是人心构想之象，心意如匠师之筹度。与现代词构思、设计同义。意匠是工艺形象发生论的中枢“大脑。”
(8)型器 工艺造物文化中“器物层”之统称。包括器皿、器械、工具、农具、仪器、兵器等。
(9)形制 工艺造物文化中“制度层”之名词。形制就是按规定的制作式样。例如：宫殿、陵墓、服饰、舆仗等象征礼仪、等级的器用和式样。
(10)形象 工艺造物文化中“观念层”之“工艺形象”，通常指从艺术和审美表观的角度，涉及功能、材料、技术以及装饰趣味与生活情感等方面，对于形象的塑造与评价。
3、造型要素系统范畴：形、色、材，位、向、数、时、比、应。
(1)形 此处指造形及造形要素点、线、面、体。“形乃谓之器”，“成形曰器”（易辞）。人类对形的深刻认识，主要是在制造工具的实践中，体察到各种形状变化与功能的关系，并在造物中形戍了物态化意识。
(2)色 即色彩。传统创立了独特的“五原色说”（青、赤、黄、白、黑）。非常重视色彩的作用。色彩成为地位、等级甚至国运的象征。
(3)材 材料、材质，造物的物质条件。《考工记》：“审曲面势，以饬五材，以辨民器，谓之工。”取材应时，因材施艺，讲究材美工巧。
(4)位 一指空间位置，也叫构图布局。二指定位，当位，如图案的“四方八位”。成位立象，各得其位。
(5)向 指方向和变化的向度与趋势。如发射、向心，二方连续、四方连续等等。
(6)数 指与形象呈现有关的所有可数字化的要素。如大小、长短、比例等。也指数理。《易·系辞》：“参伍以变，错综其数，通其变，逐成天下之文；及极其数，遂定天下之象。”
(7)时 指天时季节，也指时代、时尚。造物应时，识时知变。传统造物观念中，十分重视“时”的要素，因为万物因时而变，形成一个动态时空系统。
(8)比 有比较、比和、比喻之义。《易·序卦》：“众必有所比”比者，以彼物比此物也。比物连类、比类取象、取类供喻。无论形象、寓意皆因“比”而得，故视其为造型系统必不可少之要素。
(9)应 指物与物、物与人的交感对应。物与物同类相感、同声相应，或异质互补、相反相成；人与物的感应就是生理、心理作用以及精神对物质的“穿透性”。“观其所感，而天地万物之情可见矣”（《易·系辞》）。
三、传统工艺造物文化基本范畴的理论特色
传统工艺文化有自己独特造型理念、创造心态、视觉模式和构形规律。从形象发生学范畴讲求意、象、形三分，而不像西方“就形论形”或追求所谓科学的视象（如透视、光影等）。反映了中国造型哲学和艺术思维的独特性。首先形、象对举而有别：“视之则形也，察之则象也”（王夫之《尚书正义·毕命》）。形是视而得之的客观形貌，偏重于客观性、空间性、静止性的一面；象是“心眼”观察思考得来的形象，与形的实体性相比，具有空灵性、意想性、象征性的明显特征，是对有形之物的超越。王弼《周易略例·明象章》说：“触类可为其象，合义可为其征”。不仅对“象征”一词作了精辟的解释，同时指出象的意义生发结构是开放性的。这也决定了“制器尚象”类的工艺、建筑属于“象征性艺术”。
第二，以象形取意、立象尽意的致思方式，突出“意”的主导地位，树立了“意象”和“意匠”的核心概念，奠定了传统艺术注重心理意象创造的基本特征，也决定了传统美学偏向伦理或社会美学的价值取向。制器的社会象征意义或祈福、纳吉等观念意蕴的表达，成为传统工艺美学显著的构形意识。
第三，比类取象的思维方法，立象尽意的思维逻辑，规范了取象构形的造型意识。章学诚在《文史通义·易教下》中说：“物相杂而为之文，事得比而有其类。知事物名义之杂出而比处也，非文不足以达之，非类不足以通之；六艺之文，可以一言尽也。……故学者之要，贵乎知类。”比类取象就是通过提取具有相同特征事物的理想“范型”，共理相贯，据形系联，通过比喻、象征、联想、推类等方法，建立起形象符号与意蕴传达的普遍联系，即所谓“立象以尽意”。更通过类型化、程式化的艺术语言，取象构形塑造形象。这种方法的形象思维，使人的视觉经验和审美表现上升到理性而不趋于概念，（程式化不是概念化）“意象造型”成为传统造物最典型的本质特征。
第四，传统工艺造物文化有自己独特的造型哲学。造形是如何发生的？根据《易》的解释：“精气为物”，“气变而有形，形变而有生”。是自然界蕴藏的精灵之气，相荡相摩，辟阖相循，赋形以生命的呼吸。“在天成象，在地成形”，山川草木可见其形而不称其为器，何故？物质的自然形式就其不适合人的需要这点来说，还是一种“无形式的物质”，工艺造物赋予其使用价值、文化涵义和功能形式，方成其为器。“成形曰器”——成形就是造型。传统观念视物为“有机生命体”，各种造型相互连锁相互照应，这是贯穿了古代中国探颐索隐之“造型哲学”的大原理。（见〔曰〕杉浦康平《造型的诞生》）。钱钟书也说：“盖吾人观物，有二结系：一以无生者作有生看，二，以非人作人看。鉴画衡文，道一以贯”（《管锥篇》卷四1357页）。传统哲学和艺术中的直觉方法讲“体物”，“此是置心在物中究见其理”（《朱子语类》）。因此从不脱离人谈造物，也从不把物质生产与精神生产孤立地分开而“就物论物”。而是兼顾物理、数理、心理，使之具有人格化的人文特色和感情色彩。从而避免了物质与精神的对立而能做到和谐统一，这是非常高明的造物观。
第五，传统的造型机制即造型要素的组合和形式结构的生成，可以说是见解独到，自成体系。从造型要素而言，形、色、材是造型的外显层面，主要在造型的整体把握和特征的强调；位、向、数是造型的内构层面，着重空间、结构、数理、秩序和程式格律；时、比、应是造型的演化层面，强调造型的意义和形式随着不同的文化场景、时态环境而变化。尤其是“比——应”作为造物构形“系统”的两个“软件”，盘活了形色材等所有硬件要素。突出了传统造型“以意举、以类求、以比显、以应和”的构形特色。外部形式结构化的过程，也就是形象实体化的过程。三种基本心理图式决定了相应的形式结构的生成和基本形态：(1）摹仿造型图式——由自然形到工艺形；(2)抽象造型图式——由基本形到具体形；(3)综合造型图式——由功能形到装饰形。来自工具性经验和物喷实用性目的，与精神观念象征性和审美欣赏性目的，是具体形态发生和演化的内在动力。
第六，传统的造物机制，是一种动态的、有机的、整体的文化生态系统。中国古代天人合一的有机生成论和时空一体化动态模式的宇宙观念，对于传统造物观有着极为深刻的影响。造物讲究物态系统和物态环境的和谐，特别强调适应机制和调节机制。既包括对自然的适应，也包括对其他文化的适应。同时注重稳定性原则，达就是传承沿袭的各种典章制度和形制式样。形成观念系统的调和持中与保守性。扬弃其中封建迷信的糟粕，传统工艺造物的多维、动态、有机的文化生态观念，是值得我们很好继承和发扬的。学习这些将对中国的设计思想得到本质的提高。
制造工艺论文范文5
关键词：鉴定 过程确认 特种工艺 质量控制
中图分类号：TM924 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0097-03
1 特种工艺及其鉴定概述
特种工艺是指零组件或者装配件经过严格控制的特定工序处理或者加工而成，用这种方法制造或者加工的产品，会发生物理、化学或者金相变化，不经破坏，无法使用常规检验方法或者仪器设备最终判明质量[1]。国内通常把它们称为特殊过程、冶金工艺，或者新材料、新技术工艺，在各个工业生产领域中均有应用，尤其是航空、航天等高科技领域。特种工艺包括热处理、表面处理、锻造、铸造、焊接、胶接和复合材料制造、特种加工等多种工艺类型，当然也包括密封、粉末冶金、无损检验等材料处理技术[2]。经过近半个世纪的发展，特种工艺的质量控制已发展成较为完整的控制体系，即生产前鉴定，生产过程控制和生产后的检测，以及工艺质量控制体系的保证[3]。尽管有了这些控制措施，但对某些特种工艺，如冷胀工艺，依然会出现残余应力导致疲劳裂纹的问题[4]。同样，对于特定要求的特种工艺零组件，如整合了梁和肋的复合材料壁板[5]，需要通过鉴定的过程形成制造能力。国内通常把特种工艺鉴定称为特殊过程确认，只是没有一个完整的程序，也没有形成体系[6-7]。因此，需要研究、建立适用于所有特种工艺过程的特种工艺鉴定体系，使用户能够确定特种工艺生产者的生产能力、工艺能力和生产稳定性水平。
文中的鉴定指用户在承包商（也可称为承制厂，下文中统称承包商）处采购包含特种工艺的零组件产品，采购商给出了工程图纸、工艺规范等工程依据，要求产品满足特种工艺要求，并对承包商的工艺能力、生产水平、生产稳定性评价的过程。此处的采购包括用户的采购，也包括中间商的采购（即转包）。在转包过程中，相对于零组件而言，特种工艺的要求并没有改变。因此，鉴定的要求都是一致的。文中鉴定体系包含了鉴定的全部过程，适用于所有特种工艺的生产。
2 特种工艺鉴定的程序
鉴定体系中的鉴定程序就是要求工艺过程获得的结果与工程要求相符的过程。完整的鉴定体系不仅在生产前进行，同时与零件的批生产完美结合在一起。它糅合到批产过程中，与过程控制和随炉试样一起完成对生产过程种工艺能力的控制。同时，鉴定程序中的结论可以形成批产过程中零件偏差处理的依据。设计一个完整的特种工艺鉴定程序除了要求包含各种类型的特种工艺特点之外，还要纳入概率论、数理统计等基础学科的研究成果。
文中列出了特种工艺鉴定的完整程序，包括预鉴定、生产前审核、生产鉴定三部分。预鉴定包括工艺鉴定、设备鉴定和人员鉴定三部分，它表明承包商具有相应的工艺能力;生产前审核包括生产前鉴定和生产前制造两部分，它表明承包商具有相应的零组件制造能力;生产鉴定包括首件鉴定、重复鉴定、首件检验、周期鉴定等内容，它保证承包商在制造过程种工艺的水平和稳定性。当然，针对不同特种工艺的特点和特种工艺的成熟度，可以对本程序进行适当的删减，也可以获得满意的实践效果。
2.1 预鉴定
预鉴定包含工艺鉴定、设备鉴定和人员鉴定三部分。预鉴定的作用是初步审核承包商人、机、料、法、环等各方面的能力，尤其是核心工艺装备、制造人员和工艺实施的能力。
2.1.1 工艺鉴定
工艺鉴定是对生产零件的核心工艺过程进行鉴定，确保承包商能够依据工艺文件，制造出合格的零件。工艺鉴定中使用的方法是通过机械性能试样、工艺性能试样的实施验证承包商的核心工艺制造能力。根据特种工艺的不同，需完成不同的性能试样。例如：锻造工艺中包括结构钢和不锈钢锻造、钛合金锻造、铝合金锻造和铜合金锻造。工艺鉴定时制造小尺寸锻件，观察表面质量，切取顺纤维方向、横向、厚度三个方向的试样，测试抗拉强度、屈服强度、延伸率、收缩率。
工艺鉴定合格的制造商应列入承包商目录。采购合同只能与合格的承包商签订，合同中应标注承包商目录中的编号。
2.1.2 设备鉴定
设备鉴定是对关键设备能力的鉴定，不同工艺需要鉴定的设备不同。例如：锻造工艺设备包括加热炉和锻压机。
设备鉴定合格之后，关键设备的名称、编号也要列入承包商目录中。
2.1.3 人员鉴定
特种工艺是特殊的工艺过程，需要熟练的操作人员。因此，工程文件中通常要求鉴定合格的人员来完成操作。人员鉴定通常包括培训、训练、考核、认证、发证、重新鉴定、资格证废止等程序。人员鉴定的信息列在后续首件鉴定报告内，不需要单独提交。
2.2 生产前审核
生产前审核包括生产前鉴定和生产前制造两部分。在这个阶段，通常采购合同已经签订，用户或者采购商完成对承包商生产现场的考察、制造依据交付和工艺支持。
2.2.1 生产前鉴定
生产前鉴定是验证生产中全部要素，包括工装、工具、辅助设备是否完好、材料获取能力、质量体系完备程度、运输能力、辅助人员的支持水平、工艺文件转化能力、工艺文件完备程度等。生产前鉴定可以包括前期工艺鉴定中的试样的制造，尤其是对工程文件中规定没有随炉试样的零组件。因为试验的数量与制造工艺的偏差（生产过程的稳定程度）直接相关，相关内容在后面的抽样计划中介绍。生产前鉴定是由用户组织完成，内容包括文件审查和现场审核等部分。
2.2.2 生产前制造
生产前制造是指承包商要按照工程图纸的要求制造完整的零组件，确定能否满足工程图纸上所有的要求。生产前制造的关键点是检验生产流程中工艺控制能力、检验零组件外观和零组件性能。承包商可以在本阶段完成工程上工艺、材料的偏离。生产前制造通常由承包商完成，用户只审核制造的结果。依据生产前制造的报告，由用户确定是否进入到生产鉴定的过程。
生产前制造的项目与工艺鉴定的项目并不完全一致。工艺鉴定制造试板或者小样件测试性能，生产前制造应在零组件上切取试样，并测试性能。尽管性能测试的项目一致，但是数值可能会有较大的差异。可以通过试样的性能推算出零组件性能。除了机械性能之外，外观、尺寸、形态等物理性能也是生产前制造的重点内容。
2.3 生产鉴定
生产鉴定包括首件鉴定、重复鉴定、首件检验、周期鉴定几个部分，其中最为重要的过程是首件鉴定。首件鉴定或者重复鉴定过程完成之后，用户将出具鉴定结论。这个结论是能否批生产的依据。
2.3.1 首件鉴定
首件鉴定是鉴定程序中最重要的环节，也是不可或缺的环节。首件鉴定的过程是对零组件生产进行全面审查的过程，是双方共同参与的过程。生产过程中的参数、程序、数量（同时生产的零件个数）、周期等在这个阶段确定下来。工艺与生产条件的融合都应在这个阶段完成。同时，这个阶段的工艺文件、工艺要素经过用户的批准，将成为批产过程中的依据。
首件鉴定与生产前制造是两个既相似，又有区别的过程。相似的地方在于制造的零组件和试验项目基本一致，区别表现在两个方面：其一在于生产前制造由承包商实施，检验自我加工能力;首件鉴定由用户主导，确定承包商制造能力。其二在于生产前制造偏重于零组件成型和解决工艺过程中的问题;首件鉴定偏重于零组件的检验和破坏之后展现出来的零组件性能。当然，由于这两个过程内容上基本一致，可以根据需要，将两个过程统一到首件鉴定中。是否能够结合到一起，取决于工艺的难易程度，以及承包商对此工艺的熟练程度。
首件鉴定的程序是首先由承包商编制首件鉴定计划，并提交用户批准，内容包括生产计划、工艺流程、工艺参数、检验计划、工装设备准备等。首件鉴定计划被批准之后，承包商应制造一件完整的零组件（即首件）和工艺验证试样，包括工艺鉴定中所有的机械性能试样。用户或者中间商将成立鉴定小组，或者委托第三方，全程参与到首件的制造过程中。鉴定小组有权决定零组件生产中的状况，包括首件零组件是否被破坏。制造完成之后，承包商编制首件鉴定报告，交用户批准。首件鉴定报告应包含了制造指令、制造原始记录、零组件检验结果、试验性能指标和结果、生产设备情况、工装、工具状况、人员鉴定结果、生产现场审查状况、纠正措施等内容。用户根据首件鉴定报告，出具首件鉴定合格或者失败的结论。首件鉴定报告的结论中应列出所有对工程文件、工艺要素的一致性。不符合工程的要求将导致首件鉴定失效，应进行重复鉴定。
首件鉴定的结论可以作为整个鉴定过程的结论。
2.3.2 重复鉴定
重复鉴定是与首件鉴定对应的过程，在首件鉴定失败或者首件鉴定失效时进行。重复鉴定的程序与首件鉴定的程序一致，但应编制重复鉴定报告。重复鉴定报告除了首件鉴定报告相应的内容之外，应列出首件鉴定失败的原因、分析和纠正措施，必要时加入生产稳定性分析的内容。用户依据合格的重复鉴定报告出具鉴定结论，这个结论也可以成为零组件批生产的依据。
在下列任意一种情形发生后，也应立即停产，进行重复鉴定：生产线搬迁（关键设备移动），或者转移到另外的地方生产;采用了新的工装、关键设备，或者工装、设备有了改变;制造工艺发生改变，且对零件最终质量产生影响;原材料的更改（包括主要原材料供应厂商改变和材料牌号的改变）。
2.3.3 首件检验
首件检验是检查零组件与工程图纸符合性，通常在批产的第一个零组件上进行首件检验（破坏试验的零组件除外）。首件检验确定了零组件生产检验的程序和范围，以及检验关键点、关键参数等。通常在首件检验之前分解工程图纸和工艺规范的要求，编制检验计划。依据检验计划对生产的第一个零组件进行检查，合格之后编制首件检验报告，交用户审核。首件检验报告可以作为批产过程中零组件检验的依据。
2.3.4 周期鉴定
周期鉴定是指在批产过程中进行的周期性的鉴定过程。周期鉴定保证生产按照批产之前的工艺、设备、材料、人员、环境进行，即保证生产的稳定性。通常只包含文件资料的审查和生产现场的审查，其中生产现场的审查应与批产零件结合到一起，观察生产过程与首件鉴定过程的一致性。
周期鉴定中的问题可分为一般偏差和严重偏差两种。一般偏差的整改由承包商完成，提交整改报告。用户对报告出具整改意见。严重偏差会导致首件鉴定失效，继续生产之前应进行重复鉴定。
2.3.5 抽样计划
由于生产过程中不能直接检测零组件性能，通常采用过程控制的方法控制产品和加工过程的质量。过程控制就是在生产过程中对关键特性用概率论和数理统计的方法进行控制的方法。也就是说，关键特性的水平和波动范围反应出特种工艺生产过程的水平和稳定性。在生产上，通常用关键特性的工艺能力值Cp和工艺过程能力指数Cpk值确定特种工艺的水平和稳定性。
根据特种工艺的类型和工程图纸的要求，可以选取相应的指标作为关键特性。这些指标通常是指工艺鉴定过程中的技术性能指标，例如，喷丸工艺中，可以将喷丸强度作为关键特性进行生产控制。
由于计算工艺能力Cp和工艺过程能力Cpk需要大量的数据作为统计基础，因此特种工艺的鉴定试验须多次重复进行关键特性的试验、测试，积累性能数据。这就是该鉴定体系中工艺鉴定和生产前鉴定都需要进行机械性能试样、工艺性能试样制造、测试的原因。
如果工艺过程能力值Cpk达到1.33以上，就可以进行抽样检验。抽样计划也就是依据上述流程制定：先连续测试50组数据，合格之后计算Cpk值，达到1.33之后，间隔采样测试。当间隔数量超过5个，则应随机采样测试。重复这个程序，直至出现不合格数据，或者Cpk值小于1.33，则返回最初的连续采样测试状态。单个不合格数据属于一般偏差，连续的不合格数据属于严重偏差，应触发重复鉴定程序。
3 结语
针对特种工艺的生产，设计了一整套鉴定的流程（也被称为特殊过程确认程序），包括预鉴定、生产前审核、生产鉴定等部分，核心在首件鉴定过程。这套鉴定的程序适用于所有特种工艺零组件的生产，它与过程控制结合到一起，可以保证承包商的生产能力、生产水平和生产稳定性。
该鉴定程序与特种工艺零组件生产联系紧密，是特种工艺生产控制的组成部分，也是先进质量控制的组成部分。
参考文献
[1] 庄洪兴.型号合格审定中的特种工艺评审[J].中国民用航空，2011（4）：78.
[2] David W Gandy，John Shingledecker，John Siefert.Overcoming Barriers for Using PM/HIP Technology to Manufacture Large Power Generation Components[J].Advanced Materials & Process，2012（1）：19-21.
[3] 张咏红.构建某型机特种工艺质量控制体系确保产品交付质量的一致性和可靠性[J].机械工业标准化与质量，2012（5）：47-49.
[4] E.Mirón，J.García-Cosío，F.Costagliola，etal. Fatigue Life Evaluation of Lugs with Cold-Expanded Bushes under Constant and Variable Spectrum Loading[J].2nd Aircraft Structural Design Conference，2010（10）：1-12.
[5] Fulvio Romano，Jose Fiori.Umberto Mercurio Structural design and test capability of an integrated stiffened CFRP panel[J].Aircraft Engineering and Aerospace Technology，2010 （4）：249-257.
[6] 马俊文，黄艳松.机械加工特殊过程质量管理的问题剖析[J].新技术新工艺，2013（5）：120-123.
[7] 刘勇.如何有效进行特殊过程的确认和控制[J].机电元件，2011（6）：43-46.
[8] HB962-2001航空工业标准.铸造铝合金[S].
制造工艺论文范文6
一、引言
机械类机械制造基础系列课程包括机械制造技术基础、机械制造实习和实验。其历史悠久，在1980-2000年期间，机械制造技术基础课程学时数最高达到120学时，机械制造实习（原金工实习）和实验最长达到8周，一般由金工教研室教师负责教学组织和安排，通过教师设计和参与指导实习和实验将理论课与实践课紧密结合。但2000年后，由于课程改革，很多学校的机械制造技术基础课程被分解为材料成形技术基础和机械制造技术基础两门课，而且两门课被分散到材料和机械两个学院，原金工实习拓展为工程训练课程独立归属到工程训练中心，导致理论与实践严重脱节[1]。单方面强调理论的重要性，或者单方面强调实践的重要性都不利于工程知识的构建。制造工程科学是建立在工程实践和工程理论基础上，理论可以指导实践，实践反过来又能丰富理论的内涵。因此，理论课教师应积极设计相关教学环节，将理论与实践紧密结合，实践课教师应该积极配合理论课教师实现教学设计。从而拉近理论与实践的距离，而不是将两者脱节和分离[2]。国内高校中近年来对理-实一体化课程的研究逐步增多[3-5]，但其方法有将课堂放到车间的边讲边练，学用结合；有制定模块，讲练交替的；还有给予职业发展取向，强化技能应用的。总的来看还是停留在用实践来理解工艺原理，进一步提高工艺技能。职业化教育的倾向比较明显。国外一些知名大学，通过综合性实践课程和项目来实现理论与实践的有机结合[6]，例如，加拿大滑铁卢大学所开设的机械工程实践入门1和2，机械工程设计项目1和2；将有关机械制造工艺、机械设计通过项目和实践紧密联系在一起，更加强调理论与实践的有机结合。通过借鉴国内外在理论与实践课程方面的改革经验，通过对课程中一个特定章节的案例分析，为构建机械制造技术基础综合课程的理实一体化课程体系和教学内容打下实践的基础。本文作者在学校教学质量工程研究项目和湖北省教学研究项目的支持下，通过文献研究和调研，提出了构建“机械制造技术基础综合课程”的研究项目，并做了大量的研究工作，形成了旨在提高学生分析问题解决问题的能力的课程体系和教学内容及方法。
二、理实一体化课程体系及教学内容设计
“机械制造技术基础综合课程”课程体系：以现代制造技术为基础、以典型案例实践与分析为先导、以计算机辅助工艺设计为核心、了解传统工艺方法的特点、培养综合工程能力和创新精神[7]。根据课程体系要求，按照教学内容，将每一知识点的教学按照先到实习车间进行实践教学，获得工程实践的感性认识和动手能力。然后在课堂上进行归纳，总结。同时提出问题和项目任务，学生通过自学、设计、制作获得产品功能；最后，再到课堂对存在的问题进行研讨、获得解决问题的方案和创新报告。根据上述课程体系要求和分析，确定“机械制造技术基础综合课程”的教学内容为：体念传统制造工艺方法，掌握先进制造工艺装备操作，讲授与讨论制造工艺基本知识，进行典型零件工艺分析与制作实践，项目设计与工艺设计研讨，项目实施与制作、运行考核、报告与答辩。主要针对机械类专业原来金工实习和机械制造技术基础两门课合计学时为200，经过整合实际学时为176，其中实践内容所占比例不能与理论教学完全分开，只能根据教学需要，有时可能要进行分析、讨论，有时需要实验、制作。按照课程章节内容同时安排认识实践、讲课、动手操作、工艺分析讲课、项目任务实施与答辩。其中铸造工艺理实结合课程教学内容设计如表1所示。
三、铸造工艺章节案例实施方案
1.教学目标。根据机械类专业对毕业生能力要求，本章节可以贡献给专业论证中毕业生能力指标中的第3、6、7，具有初步铸件结构设计能力、铸造工艺设计能力；掌握砂型铸造的操作技能；了解其他铸造方法特点及应用、铸造合金的特点及应用，能够用3D打印技术实现工艺设计，并实施工艺过程。
2.实施步骤与教学方法。①铸造工艺认识实践。以班为单位到铸造实训室，优先由实习指导教师演示砂型铸造过程，然后学生亲自动手铸造十二生肖工艺品。学生参观实训室，记录相关设备、工模具。由教师组织看录像片，了解其他特种铸造工艺过程。②铸造工艺基础知识讲座。由教师讲授金属及合金的流动性、收缩性、偏析与吸气，铸造性能与力学性能间的关系，讨论铸造合金的选择。认识零件图与铸造工艺图，分析铸造工艺参数与铸造工艺图设计。③砂型铸造工艺实践。由实习指导老师安排学生铸造两通铸件，从零件图分析、铸造工?图设计、到选择模样、芯盒、造型、制芯、合箱、浇注、清理和质量分析[8]。其他造型方法（整模、活块、三箱）的演示性示范讲解。④铸件结构设计原理讲座。由教师讲授砂型铸造的铸件结构设计，包括外形、内腔、壁厚、壁间连接的设计原则、减小铸造应力的设计；其他特种铸造方法的铸件结构设计。⑤铸造工艺综合设计与制作项目。教师下达项目任务书（如图1所示），组织学生分析典型铸件的结构设计与铸造工艺间的关系。结构设计与铸造工艺的多样性，分组设计不同铸件结构和工艺方案。
四、教学效果分析
2016年3―7月，在材控1404-06，工程1401-02班中进行改革试点，学生经过有关铸造工艺知识的学习和操作实践，初步学会采用铸件的结构工艺性设计原理和铸造工艺设计方法完成槽轮铸件的结构工艺性设计，铸造工艺设计；并用FDM3D打印制作模样和芯盒，然后用砂型铸造工艺实现了铸造工艺设计。取得了良好的教学效果。
1.学生结构设计和工艺设计结果。通过结构设计获得如下两个结构的铸件，由于结构设计中，中心轮毂高于轮缘，为了实现大批量机器造型，应采用分模两箱造型，芯盒也采用两半分开式芯盒。
2.FDM3D打印制作的模?雍托竞小Mü?工艺设计，将三维图转换为3D打印文件，控制3D打印机打印获得了模样和芯盒。见图2中所示。
3.砂型铸造的槽轮铸件。用模样和芯盒砂型造型后获得的铸型以及浇注的铸件见图2。学生通过实践―理论学习―实践―设计―再实践，获得了本质上的飞跃。从过去金工实习完了就只知道造型、学了机械制造技术基础课后也不知道如何指导实践，到现在可以理解相关知识，不仅能动手造型、还能利用课程相关理论设计工艺、用3D打印制作模样和芯盒、通过铸造实施分析设计方案的合理性。
4.学生报告与答辩。学生根据各自的任务分工，首先完成各自的报告，然后由项目负责人完成整体项目设计与制作报告，报告提交后，由学生组成答辩委员会，教师也是答辩委员会成员之一，学生每个项目选一人，全班组成5―7人的答辩委员会，经过项目自述、提问和回答问题等环节，使学生得到一次完整的学习与实践经历，取得较好的教学效果。学生反映“通过项目设计与制作，对课堂所学有了更深的理解，通过团队协作解决一系列问题更是增强了团队合作能力。”“通过这次实验，我们逐渐学会将理论的设计与实践的铸造相结合，以结合实际为出发点，让我们对机械制造工艺这门课程及铸造这门技术学问有了一个更深层次的认识与理解，对我们今后这方面的学习及工作有很大的帮助”。
