本文作者：姜不居呂志剛單位：清華大學(xué)

一、鑄造技術(shù)是航空工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)

制造技術(shù)是航空工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，航空制造技術(shù)又是制造業(yè)中的一項(xiàng)高新技術(shù)。航空制造技術(shù)中有六大關(guān)鍵技術(shù)，鑄造技術(shù)就是其中之一。因此鑄造的技術(shù)進(jìn)步對(duì)加速航空產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高新機(jī)種的性能，縮短產(chǎn)品的制造周期，大幅度減輕重量，以及減少能源消耗和降低成本上都具有非常重要的意義。特別是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造上，鑄造技術(shù)更有其重要的意義。

隨著航空工業(yè)的發(fā)展，要求大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)從第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)其最大推力提高了50倍，推重比已達(dá)到10，渦輪葉片的工作溫度也提高了幾百度，而燃油消耗卻降低為原來(lái)的一半。為此，渦輪葉片從材質(zhì)到結(jié)構(gòu)都改變了，要生產(chǎn)出這些性能更好的渦輪葉片就要求鑄造技術(shù)的進(jìn)步。

圖1是1960年以來(lái)渦輪葉片材質(zhì)及工藝發(fā)展情況。由圖中可以看到，1960～2000年渦輪葉片的材質(zhì)（美國(guó)牌號(hào)）從IN100、B1900到MM200、MM247，再發(fā)展到PWA1480、PWA1484、CMSX—11。同時(shí)因凝固技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，生產(chǎn)渦輪葉片的工藝，則從傳統(tǒng)的普通鑄造（等軸晶EQ）到定向凝固鑄造（DS），再發(fā)展到單晶鑄造（SC）葉片，見(jiàn)圖2。另外，為降低渦輪葉片工作溫度，葉片結(jié)構(gòu)從實(shí)心向空心發(fā)展。圖3是形成葉片空心的型芯。如果沒(méi)有鑄造技術(shù)的進(jìn)步就很難生產(chǎn)出新型的渦輪葉片，也就難于保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，因此說(shuō)鑄造技術(shù)是航空工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。鑄件在航空飛行器中，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中所占的比重也在逐年的增加。例如，美國(guó)GE公司制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)1985年時(shí)鑄

二、航空工業(yè)中使用的鑄造材料及方法

航空工業(yè)中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)零件、結(jié)構(gòu)件、附件有相當(dāng)數(shù)量的鑄件。這些鑄件材料種類(lèi)繁多，所用鑄造方法也很多。主要材料有高溫合金、不銹鋼、鈦合金和鋁合金等有色合金，以及復(fù)合材料等。隨著航空工業(yè)的發(fā)展，新材料的研制和使用在不斷前進(jìn)，品種也在不斷增加。所使用的鑄造方法有熔模鑄造、石膏型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、離心鑄造和砂型鑄造等。航空用各種材料及鑄造方法所生產(chǎn)的典型鑄件見(jiàn)附表。如前所述，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片越來(lái)越復(fù)雜和精密，對(duì)于空心復(fù)雜葉片，熔模鑄造已成為其生產(chǎn)的獨(dú)一無(wú)二的工藝技術(shù)。另外，為減輕飛機(jī)重量、降低油耗、減少制造和維修周期，近年來(lái)很多結(jié)構(gòu)件開(kāi)始用大型復(fù)雜薄壁整體件代替組裝件，在生產(chǎn)此類(lèi)鑄件上熔模鑄造也具有優(yōu)勢(shì)。因此，在航空工業(yè)中使用的眾多鑄造技術(shù)中，熔模鑄造技術(shù)是應(yīng)更加被關(guān)注的鑄造技術(shù)。

三、鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

摘要：在電子信息技術(shù)的推動(dòng)下，新興教育方式MOOC迅速發(fā)展，并讓在線教育逐漸成為現(xiàn)代教育的一種新方式。針對(duì)高職院校的數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率低的現(xiàn)狀，探討在MOOC環(huán)境下，應(yīng)從哪些方面著手優(yōu)化數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)；MOOC；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；高職

1數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，為了適應(yīng)義齒制作行業(yè)數(shù)字化變革的風(fēng)潮，各院校逐漸開(kāi)設(shè)數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程。數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括：數(shù)字化掃描、數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用、數(shù)字化制作三部分。院校數(shù)字化實(shí)訓(xùn)課程采取傳統(tǒng)的以教師為中心的理論+實(shí)踐教學(xué)法：教師先講解軟件和設(shè)備的操作技術(shù)要點(diǎn)，然后對(duì)實(shí)訓(xùn)工作任務(wù)進(jìn)行演示操作，接著讓學(xué)生被動(dòng)地模仿操作一遍。然而，該課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)一直難以達(dá)到理想的效果。例如常出現(xiàn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)不足，課中操作無(wú)序忙亂；部分學(xué)生只懂得機(jī)械模仿教師掃描設(shè)備及設(shè)計(jì)軟件的界面操作，對(duì)數(shù)字化義齒制作的全部流程理解片面；學(xué)生的理解能力不一致，在實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限的條件下，理解能力強(qiáng)的學(xué)生被迫浪費(fèi)課上時(shí)間等待理解能力差的學(xué)生等現(xiàn)象。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速普及和多媒體教學(xué)手段的廣泛應(yīng)用，基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教育手段逐漸在大中專職業(yè)院校的教學(xué)中出現(xiàn)，它有別于傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式，能在為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資源的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性。MOOC主要集中在理論課、通識(shí)類(lèi)課程領(lǐng)域。高職口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程受限于高職院校課程建設(shè)起步晚、課程體系構(gòu)建不完整、實(shí)訓(xùn)基地軟硬件設(shè)備不完善、課程學(xué)時(shí)有限等，MOOC尚未應(yīng)用。因此，MOOC是否適用于數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程，基于MOOC的實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)該往哪些方向進(jìn)行嘗試均是值得探討的問(wèn)題。

2MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵性問(wèn)題

2.1依托校企協(xié)同創(chuàng)新中心，開(kāi)發(fā)軟硬件結(jié)合的MOOC教學(xué)平臺(tái)是MOOC環(huán)境下實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)行基礎(chǔ)目前，數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程建設(shè)落后的根本原因是院校資金、技術(shù)、師資短缺，行業(yè)企業(yè)的義齒數(shù)字化制作技術(shù)發(fā)展程度領(lǐng)先于院校的課程教學(xué)。為了積極跟上行業(yè)發(fā)展的步伐，院校應(yīng)以校企合作協(xié)同創(chuàng)新中心為基礎(chǔ)，緊密聯(lián)系企業(yè)，引進(jìn)企業(yè)的資金、技術(shù)、設(shè)備、人才，開(kāi)發(fā)軟硬件結(jié)合的MOOC環(huán)境下的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)訓(xùn)基地MOOC環(huán)境建設(shè)旨在實(shí)現(xiàn)“線上學(xué)習(xí)、線下操作、實(shí)時(shí)反饋”的教學(xué)模式，可圍繞以下3個(gè)中心進(jìn)行建設(shè)[1]：MOOC線上學(xué)習(xí)云平臺(tái)建設(shè)、CAD/CAM實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備建設(shè)、線下MOOC學(xué)習(xí)硬件平臺(tái)建設(shè)。線上學(xué)習(xí)可通過(guò)構(gòu)建CAD/CAM實(shí)訓(xùn)基地云平臺(tái)、建設(shè)MOOC學(xué)習(xí)網(wǎng)站、創(chuàng)建微信和QQ學(xué)習(xí)空間等途徑實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)習(xí)不受時(shí)空限制；線下操作則需要根據(jù)義齒數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作的生產(chǎn)工作流程配備口腔修復(fù)臨床診療室與數(shù)字化掃描、設(shè)計(jì)、制作一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備，為學(xué)生的線下操作提供硬件基礎(chǔ)。要做好對(duì)線上學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)反饋，可在每個(gè)操作臺(tái)旁邊配備自主網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)終端，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)與線下教學(xué)無(wú)縫對(duì)接。

2.2設(shè)計(jì)模塊化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的組織前提數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容多、跨度大，對(duì)應(yīng)義齒數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件自身的特點(diǎn)，將課程內(nèi)容結(jié)合相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，圍繞崗位技能設(shè)計(jì)MOOC模塊，立足解決崗位實(shí)際問(wèn)題，以便根據(jù)模塊內(nèi)容的特點(diǎn)進(jìn)行短視頻錄制。這樣的教學(xué)內(nèi)容組織模式在MOOC環(huán)境下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有一定可行性。數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程內(nèi)容可分為以下三大模塊：（1）數(shù)字化義齒設(shè)計(jì)相關(guān)基礎(chǔ)理論，內(nèi)容包括：與義齒設(shè)計(jì)相關(guān)的口腔解剖生理學(xué)、口腔修復(fù)學(xué)等學(xué)科的專業(yè)理論知識(shí)。（2）數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容包括：Exocad或者3Shape的軟件操作界面基礎(chǔ)知識(shí)。（3）模塊化實(shí)訓(xùn)任務(wù)：數(shù)字化掃描、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制作。其中設(shè)計(jì)模塊根據(jù)義齒的種類(lèi)，分為內(nèi)冠的數(shù)字化設(shè)計(jì)、全冠的數(shù)字化設(shè)計(jì)、橋體的數(shù)字化設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)性較強(qiáng)、操作較簡(jiǎn)單易學(xué)或理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，將相應(yīng)課程內(nèi)容按照知識(shí)點(diǎn)錄制成教學(xué)視頻；而復(fù)雜的綜合性技能操練及設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，可以采用線下課堂教學(xué)模式，通過(guò)傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力。

2.3線上+線下的混合式教學(xué)方式是MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)手段數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程線上+線下的混合式教學(xué)方式可以在一定程度上打破學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間和空間的限制，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)“何時(shí)有空何時(shí)學(xué)，哪里方便哪里學(xué)”。這樣，一方面可彌補(bǔ)數(shù)字化課程師資不足的缺陷，另一方面可以利用MOOC網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)，延伸數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論內(nèi)容，具體教學(xué)模式如下。（1）線上學(xué)習(xí)：課前，教師把數(shù)字化義齒設(shè)計(jì)相關(guān)理論、常規(guī)設(shè)計(jì)軟件基礎(chǔ)知識(shí)等理論性強(qiáng)的內(nèi)容制作成時(shí)長(zhǎng)為8～15分鐘的微視頻，每個(gè)微視頻強(qiáng)調(diào)短小精悍，突出教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并兼顧趣味性。此外，視頻中還可專門(mén)設(shè)計(jì)1～3個(gè)基礎(chǔ)習(xí)題或發(fā)散型問(wèn)題。課前將準(zhǔn)備好的教學(xué)資源通過(guò)MOOC教學(xué)平臺(tái)或QQ、E-mail、微信等發(fā)給學(xué)生，并布置學(xué)習(xí)任務(wù)，劃分學(xué)習(xí)小組，提供自學(xué)指導(dǎo)，同時(shí)設(shè)置好在線答疑、在線討論、問(wèn)題反饋等模塊，以便掌握學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況及效果[2]。（2）線下教學(xué)：針對(duì)理論學(xué)習(xí)，課堂上組織學(xué)生進(jìn)行課堂匯報(bào)，教師查看作業(yè)結(jié)果、答疑，組織學(xué)生討論和深化問(wèn)題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行共性問(wèn)題啟發(fā)和個(gè)性化指導(dǎo)，通過(guò)測(cè)評(píng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。針對(duì)實(shí)訓(xùn)操作，教師在課前根據(jù)課程三大模塊（內(nèi)冠的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作、全冠的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作、橋體的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作）教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，提前準(zhǔn)備1~2個(gè)案例，其中一個(gè)案例用于詳細(xì)講解數(shù)字化掃描、設(shè)計(jì)、制作每一個(gè)流程的標(biāo)準(zhǔn)、操作技巧、應(yīng)用，向?qū)W生展示整個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作的全部流程，從而讓學(xué)生對(duì)CAD/CAM義齒制作流程有更直觀的理解。另一個(gè)案例供學(xué)生模仿、自行操作。

本文作者：陳躍鵬武永琴單位：哈爾濱哈飛空客復(fù)合材料制造中心有限公司

1.復(fù)合材料

復(fù)合材料不同于傳統(tǒng)的工藝材料，是將兩種或者兩種以上具有不同性能和形態(tài)的組分材料經(jīng)過(guò)復(fù)合手段的組合而得到的一種新型的多相材料。各種組分材料能夠在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短，獲得良好的協(xié)同效應(yīng)。復(fù)合材料自20世紀(jì)40年展以來(lái)，因其具有的普通傳統(tǒng)材料所不具備的高比強(qiáng)度、高硬度、耐疲勞、破損安全性高和可設(shè)計(jì)性等各項(xiàng)突出的性能，很快獲得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同復(fù)合材料又能分成纖維增強(qiáng)、細(xì)粒等多種復(fù)合材料。

2.復(fù)合材料在航空工業(yè)中的應(yīng)用

由于復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性強(qiáng)，又具有高比強(qiáng)度和高比剛度、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)良的性能，成為航空工業(yè)制造中常用的4大材料之一。常用于航空航天這種尖端技術(shù)所用的復(fù)合材料是經(jīng)過(guò)改良的先進(jìn)符合材料，用于航空工業(yè)設(shè)計(jì)的是以各種不同的高性能纖維為增強(qiáng)材料的先進(jìn)復(fù)合材料。根據(jù)聚合基不同得到的材料性能也有所差異。由于樹(shù)脂基復(fù)合材料其突出的高比強(qiáng)度和高比剛度使其成為最早應(yīng)用于航空工業(yè)并且保持最大應(yīng)用量。但該材料工作溫度受限于400℃，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上的大量零部件需要再長(zhǎng)期的高溫環(huán)境中工作，因此常用碳復(fù)合以及陶瓷復(fù)合而成的耐高溫性能優(yōu)越的金屬基材料。使用的復(fù)合材料在航空工業(yè)制造中所占比重大，所應(yīng)用的部位有垂直和水平尾翼、機(jī)身和機(jī)翼蒙皮。復(fù)合材料性能和制造技術(shù)在不斷改進(jìn)以更好的應(yīng)用于未來(lái)的航空工業(yè)中。

3.航空工業(yè)復(fù)合材料制件成型工藝

傳統(tǒng)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程大多由人力完成,這種手工操作方式致使制件的精度難以保證，而且耗費(fèi)巨大，生產(chǎn)效率低下。所以降低復(fù)合材料制件工藝的成本致使了自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。尤其在航空工業(yè)中，制備復(fù)合材料制件過(guò)程需要具有高度的自動(dòng)化以及較好的質(zhì)量控制，降低模具成本并且要縮短生產(chǎn)周期。這些要求都需要先進(jìn)的制件成型工藝來(lái)保證達(dá)到。用于航空工業(yè)的復(fù)合材料制件成型的工藝有：編制技術(shù)；固化工藝；鋪帶技術(shù)；非熱壓罐技術(shù)等。下面就常用的重要工藝的發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

3.1常用于復(fù)合材料預(yù)成型的工藝

《艦載武器》2011年第11期

摘要:碳密封材料是空間領(lǐng)域中的一種具有良好應(yīng)用前景的摩擦密封材料。本文主要對(duì)應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的碳密封材料的種類(lèi)和工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的制備工藝進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞:碳密封材料;航空航天;應(yīng)用

制備工藝航空航天工業(yè)是事關(guān)我國(guó)國(guó)防事業(yè)的重要工業(yè)。在航空航天工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，這一領(lǐng)域研究人員開(kāi)始對(duì)應(yīng)用材料的密封可靠性問(wèn)題展開(kāi)了深入的研究。密封材料的性能是密封可靠性的主要影響因素。碳密封材料在這一領(lǐng)域有著優(yōu)異的特性。

1航空航天領(lǐng)域常用的碳密封材料

1．1柔性石墨密封材料

從石墨自身的性能來(lái)看，它可以成為高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下常用的密封材料。柔性石墨密封材料主要由石墨紙、柔性石墨卷材等材料組成。這種材料是天然鱗片石墨進(jìn)行特殊加工的產(chǎn)物。它具有著良好的自潤(rùn)滑性能和耐熱性。這種材料的化學(xué)惰性相對(duì)較大，可以抵抗酸堿鹽溶液和一些有機(jī)溶劑的侵蝕。因此，它可以替代一些應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的石棉材料和橡膠密封材料。柔性石墨密封材料中的柔性石墨材料可以用于低壓靜密封。

1．2增強(qiáng)石墨密封材料

[摘要]以航空鈑金件邊緣毛刺、銳邊及表面劃傷、擦傷等表面缺陷形成的原因?yàn)榛A(chǔ)，對(duì)比分析了傳統(tǒng)的后處理工藝技術(shù)和模塊式磨頭組合濕法處理工藝的特點(diǎn)及其加工效果，結(jié)果表明，濕法加工處理工藝為航空鈑金件表面缺陷修復(fù)的最佳方式，其在不影響材料性能及表面防護(hù)狀態(tài)下，使工件處理的勻質(zhì)性得到了保障，加工的效率大大提升。

[關(guān)鍵詞]航空鈑金件；表面缺陷；研磨；后處理工藝

引言

隨著制造業(yè)加工水平的不斷提高和數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，飛機(jī)加工制造業(yè)對(duì)鈑金零件表面質(zhì)量、形狀精度、產(chǎn)品合格率等的要求也越來(lái)越高。如毛刺、銳邊和傷痕等表面缺陷得不到有效修復(fù)，不僅影響工件的整體外觀質(zhì)量，還會(huì)影響工件后續(xù)加工工序的加工質(zhì)量及檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，由于工件表面缺陷的存在，當(dāng)飛機(jī)在高速、高震動(dòng)、高溫環(huán)境中運(yùn)行時(shí)容易引起應(yīng)力開(kāi)裂趨勢(shì)的產(chǎn)生，使其可靠性、穩(wěn)定性降低。因此，對(duì)于這些表面缺陷的后處理就顯得至關(guān)重要。然而，鋁合金材料分為不包鋁（沿整個(gè)厚度方向具有均勻化學(xué)成分的板材）和包鋁（在零件板材的一面或兩面有一層冶金結(jié)合的包覆層，其目的是防止腐蝕，保持表面外觀等），其表面缺陷的修復(fù)有嚴(yán)格的質(zhì)量控制要求。而去除毛刺、鈍化銳邊或修復(fù)傷痕的加工屬于表面研磨，如操作不當(dāng)會(huì)直接對(duì)工件產(chǎn)生破壞，達(dá)不到產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。由此，既要更好地修復(fù)鈑金件的表面缺陷，且又不影響材料性能及破壞表面防護(hù)就成為航空鈑金后處理加工的難題。

1鈑金件表面缺陷的特性分析

飛機(jī)鈑金制造技術(shù)是航空航天制造工程的一個(gè)重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)特性的重要制造技術(shù)之一。成千上萬(wàn)的鈑金零件，制造方法多種多樣，在其制造過(guò)程中大量的鈑金件由于設(shè)備、工裝、材料問(wèn)題等不可避免地會(huì)形成以下幾類(lèi)常見(jiàn)的表面缺陷問(wèn)題：毛刺：沿切邊或沿孔周邊的金屬突起物，是由于進(jìn)行去除金屬材料加工留下的。銳邊：除有特殊規(guī)定的情況外，兩個(gè)平面或兩個(gè)設(shè)計(jì)特征表面的交線形成的包容金屬的角度小于120°（A面和B面的夾角）。劃傷：因尖銳的物質(zhì)（如板角、金屬或設(shè)備上的尖銳物等）與鋁合金表面接觸，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所造成的成條狀的傷痕。擦傷：因棱狀物與鋁合金表面接觸或板面（包括曲面）在相對(duì)滑動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)時(shí)所造成的呈束狀分布的傷痕。鈑金零件形狀復(fù)雜，質(zhì)量控制嚴(yán)格，有一定的使用壽命要求，對(duì)成形后的零件有明確的力學(xué)性能和物理性能的要求。而鈑金件上的邊緣毛刺、銳邊等對(duì)后期的制造技術(shù)精準(zhǔn)性以及檢測(cè)準(zhǔn)確性存在不良影響，如日本液壓專家認(rèn)為，影響液壓件性能和壽命的原因有70%是毛刺造成的[6]。因此，對(duì)鈑金件邊緣毛刺大小、銳邊的角度（見(jiàn)圖1）和表面?zhèn)鄣纳疃染哂袊?yán)格的質(zhì)量控制要求。

2傳統(tǒng)的后處理工藝簡(jiǎn)析

以往，大多是采用人工方法對(duì)鈑金件進(jìn)行去毛刺、鈍化銳邊（或倒圓角）和表面去傷痕處理。人工研磨方法，是勞動(dòng)者采用銼刀、刮刀、砂布或采用動(dòng)力裝置的砂輪、銑刀為研磨工具，對(duì)鈑金件切削刃口、內(nèi)孔及其周邊區(qū)域直接進(jìn)行研磨以達(dá)到去除毛刺和表面?zhèn)鄄⑩g化外邊刃口的目的。隨后，伴隨航空制造技術(shù)的發(fā)展和為了提高加工效率及改善作業(yè)環(huán)境，傳統(tǒng)的機(jī)械加工處理方式逐步得到應(yīng)用。但無(wú)論是人工研磨方法還是傳統(tǒng)的機(jī)械處理，其工藝技術(shù)缺陷則是共同的：無(wú)法完全、均勻、快速、安全地修復(fù)鈑金件表面缺陷。人工研磨處理方式比較適用于修復(fù)精度要求不高、加工量較小的工件。其主要問(wèn)題在于，環(huán)保方面：研磨時(shí)產(chǎn)生的大量粉塵直接擴(kuò)散到勞動(dòng)場(chǎng)所及其周邊，使勞動(dòng)者共同的工作環(huán)境受到破壞;勞保方面：勞動(dòng)者和研磨工具與工件是近距離接觸的，極易引起人體劃傷、粉塵吸入等危害勞動(dòng)者身體健康的事故；加工效果方面：勻質(zhì)性和美觀度極差，具體表現(xiàn)為毛刺去除不完全、圓角大小不均、平面研磨凹凸不平、研磨欠缺和過(guò)度研磨而破壞鋁涂層等等，如圖2所示，甚至，研磨不當(dāng)使淬火狀態(tài)的零件產(chǎn)生局部過(guò)熱而軟化；加工不完整性即加工死角問(wèn)題：內(nèi)孔直徑很小、其外邊沿錯(cuò)縫間隙過(guò)小，如圖2所示，是人工研磨工具難以完成的，從而形成加工盲區(qū)或死角；加工效率方面：常見(jiàn)的300mm×150mm、空洞率30%、毛刺率80%、需進(jìn)行雙面去除毛刺、鈍化銳邊和平面研磨處理的鈑金件，在正常情況下，一名操作工每小時(shí)不間斷工作時(shí)，加工這類(lèi)工件的效率大約是20~30件/小時(shí)，如果一個(gè)批次下來(lái)需要加工2000件，則需要10個(gè)人干一整天才能完成。傳統(tǒng)的機(jī)械處理方式一般采用立式磨頭，對(duì)物體表面做下壓式研磨處理。研磨工具一般是單向研磨砂帶和旋轉(zhuǎn)式輥筒磨頭或圓盤(pán)式多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)研磨刷頭，對(duì)工件上表面進(jìn)行干式或濕式表面打磨，達(dá)到去毛刺和表面研磨處理。這種方式在效率上要優(yōu)于手工方式，但其問(wèn)題也是顯而易見(jiàn)的，加工溫度問(wèn)題：由于此類(lèi)機(jī)械源自木工研磨技術(shù)，不成熟的冷卻方式是其短板，而鈑金件被研磨處的溫度不得超過(guò)用手不能觸摸的溫度（約58℃以上）造成了其加工范圍的局限性；防護(hù)膜問(wèn)題：此類(lèi)機(jī)械采用的垂直布控磨頭進(jìn)行下壓式研磨，鈑金件表面防護(hù)膜在研磨過(guò)程中常常被磨穿劃傷或掀開(kāi)，如圖3所示；送料安全問(wèn)題：采用真空或電磁吸附式工件傳送方式的不適用性是顯而易見(jiàn)的，小型或多孔工件飛出擊傷機(jī)體或造成工傷事故是此類(lèi)機(jī)械的致命傷。

摘要：隨著國(guó)內(nèi)科技的不斷發(fā)展，機(jī)器生產(chǎn)水平也隨之得到提升，在我國(guó)環(huán)保政策的實(shí)施背景下，綠色機(jī)器生產(chǎn)理念逐漸滲透到機(jī)械制造工藝當(dāng)中。為了促進(jìn)綠色機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)水平的提高與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，使生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)，應(yīng)積極將綠色制造技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，真正實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)?；诖?，本文將對(duì)綠色機(jī)械制造工藝類(lèi)型進(jìn)行分析，并對(duì)綠色工藝技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用加以闡述。

關(guān)鍵詞：綠色制造；機(jī)械制造；工藝

1綠色制造理念下機(jī)械制造工藝類(lèi)型

以綠色制造工藝實(shí)施目標(biāo)為依據(jù)，可以將該工藝劃分為三種類(lèi)型，即節(jié)約資源工藝、節(jié)約能源工藝、環(huán)保型工藝。

1.1節(jié)約資源工藝

此類(lèi)工藝技術(shù)主要是通過(guò)簡(jiǎn)化機(jī)械生產(chǎn)流程的方式來(lái)節(jié)約原材料，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的。例如，通過(guò)優(yōu)化毛坯形狀，減少加工余量，進(jìn)而節(jié)省原材料；通過(guò)選用新的刀具類(lèi)型，減少刀具與材料間的消耗，并加入適量的切削液，減少對(duì)原材料的浪費(fèi)。節(jié)約資源工藝作用的發(fā)揮有兩種渠道，一種為設(shè)計(jì)，另一種為工藝，在設(shè)計(jì)方面，通過(guò)減少零件數(shù)量、減輕零件重量、創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)等方式，提高原材料的利用率；在工藝方面，借助干式加工技術(shù)、毛坯優(yōu)化技術(shù)、新型特種加工技術(shù)等，使原材料得到有效節(jié)約。

1.2節(jié)約能源工藝

在機(jī)械加工過(guò)程中勢(shì)必要消耗較多的能量，這些能量中部分轉(zhuǎn)化為有用的功，另一部分則化為其他形式遭到浪費(fèi)，不但使能源遭到損失，且流失掉的能源還會(huì)有損于機(jī)械制造的順利進(jìn)行。例如，摩擦損失能量會(huì)導(dǎo)致機(jī)床精準(zhǔn)度受到影響；轉(zhuǎn)為熱量的能量會(huì)提高工藝系統(tǒng)的溫度，縮短系統(tǒng)使用壽命；部分流失能量還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲，不但影響了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，還會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)污染，對(duì)操作者以及周?chē)h(huán)境造成損害。因此，節(jié)能工藝的使用十分必要，目前主要的工藝類(lèi)型為降耗工藝、減磨工藝、低能耗工藝等，并且加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等新型能源的開(kāi)發(fā)與使用。

本文作者：張旭單位：北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院數(shù)字化制造研究所

DFMA技術(shù)概述

1DFMA技術(shù)內(nèi)涵

面向制造與裝配的設(shè)計(jì)與精益制造、質(zhì)量工程等一樣，是一種設(shè)計(jì)理念。DFMA強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，對(duì)產(chǎn)品加工、裝配直至后續(xù)維護(hù)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可維護(hù)性等。產(chǎn)品的可制造性、可裝配性在我國(guó)的工業(yè)界一般稱為結(jié)構(gòu)工藝性，包括面向機(jī)加、鑄造、焊接、壓力成型等各種單元加工的制造工藝性以及在產(chǎn)品部裝、總裝階段的裝配工藝性、裝配準(zhǔn)確性和裝配協(xié)調(diào)性等。實(shí)施DFMA的基本思想是通過(guò)減少零件數(shù)量、簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)減少單個(gè)零件的加工時(shí)間和總的裝配時(shí)間，從而減少整個(gè)制造成本的目的。DFMA適用于任何企業(yè)和產(chǎn)品，尤其對(duì)飛機(jī)等大型復(fù)雜產(chǎn)品可以起到顯著作用。實(shí)施DFMA理念的企業(yè)強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用并行工程方式，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量能夠由設(shè)計(jì)師及其他開(kāi)發(fā)人員共同實(shí)現(xiàn)和保證。因此DFMA也被認(rèn)為是并行工程的核心技術(shù)之一。

2DFMA技術(shù)的分類(lèi)

DFMA強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，尤其是設(shè)計(jì)的早期，通過(guò)建立并行工程團(tuán)隊(duì)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員能夠?qū)﹃P(guān)于材料選擇、制造工藝、裝配過(guò)程、維護(hù)過(guò)程等進(jìn)行同步的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以減少制造和裝配時(shí)間，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。DFMA根據(jù)所達(dá)到的目標(biāo)，可劃分為面向制造的設(shè)計(jì)（DesignforManufacture，DFM）、面向裝配的設(shè)計(jì)（DesignforAssembly，DFA）、面向測(cè)試的設(shè)計(jì)（DesignforTesting，DFT）、面向服務(wù)的設(shè)計(jì)（DesignforService，DFS）、面向環(huán)境的設(shè)計(jì)（DesignforEnvironment，DFE）等。其中DFM是根據(jù)企業(yè)自身及供應(yīng)商的工藝水平和制造能力，綜合考慮零件的設(shè)計(jì)對(duì)零件制造過(guò)程中材料處理、加工成型、質(zhì)量檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的影響，通過(guò)對(duì)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸公差等的改進(jìn)和優(yōu)化，使零件能夠在企業(yè)已有設(shè)備資源條件下，經(jīng)濟(jì)、高效、高質(zhì)量地制造和生產(chǎn)。采用DFM技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行制造時(shí)間和成本的快速定量分析，比較與評(píng)價(jià)各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝方案。設(shè)計(jì)人員根據(jù)DFM評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)零件進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)，使零件在滿足性能指標(biāo)的同時(shí)，具有最好的加工工藝性。DFA是針對(duì)產(chǎn)品在制造過(guò)程中的裝配和檢驗(yàn)，以及維護(hù)過(guò)程中的拆卸和組裝等操作，采用規(guī)劃、評(píng)價(jià)、仿真等技術(shù)手段對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步提出改進(jìn)建議。

3實(shí)施DFMA對(duì)產(chǎn)品的影響

DFA技術(shù)在20世紀(jì)70年代初由美國(guó)Boothroyd教授提出，其最初的目的是希望通過(guò)減少零件的數(shù)量以達(dá)到減少裝配環(huán)節(jié)的目的。但是，在企業(yè)中應(yīng)用DFA技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，采用DFA技術(shù)最大的成果是減少了零件的數(shù)量，從而減少了零件的制造時(shí)間和成本，并進(jìn)一步減少了裝配時(shí)間和成本。因此，實(shí)施DFMA必須首先從產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過(guò)材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，盡可能減少零件的數(shù)量和種類(lèi)，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化的零件和結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)降低加工與裝配時(shí)間的目標(biāo)。因此，DFMA的實(shí)施貫穿了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過(guò)程，既包括了涉及產(chǎn)品總體的宏觀DFM技術(shù)，如產(chǎn)品平臺(tái)的構(gòu)建、模塊化設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈構(gòu)造等，也包括了與局部的零部件的形狀、尺寸、聯(lián)接方式等有關(guān)的微觀層面的DFM技術(shù)。在總體或概念設(shè)計(jì)階段，可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)品總體布局的調(diào)整和優(yōu)化，如采用一體化設(shè)計(jì)或模塊化設(shè)計(jì)的思想，采用新型材料的功能復(fù)合部件的設(shè)計(jì)，大幅度減少零件的種類(lèi)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，根據(jù)制造工藝和設(shè)備要求，對(duì)零部件的形狀、連接方式等進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到減少制造難度，縮短加工與裝配時(shí)間的目標(biāo)。DFMA可以應(yīng)用于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段和已有產(chǎn)品的改型優(yōu)化中。在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)師在概念設(shè)計(jì)中通過(guò)減少零部件數(shù)量、簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方式，來(lái)保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指標(biāo)和性能要求，并使產(chǎn)品方便裝配。在產(chǎn)品的改型中，設(shè)計(jì)師通過(guò)重現(xiàn)設(shè)計(jì)或優(yōu)化已有的組件，以優(yōu)化產(chǎn)品的性能，并簡(jiǎn)化制造和裝配環(huán)節(jié)。為了最大程度地應(yīng)用DFMA技術(shù)，要求設(shè)計(jì)師必須具有對(duì)制造工藝、材料等領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)與工藝人員必須緊密合作以確定最佳的設(shè)計(jì)和制造方案。

摘要：現(xiàn)如今，金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的具有著很大市場(chǎng)前景，其自身的主要特征體現(xiàn)在污染少、效率高與能耗低之上，其很好的推動(dòng)了我們國(guó)家金屬制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，在企業(yè)發(fā)展的階段，務(wù)必要注重與時(shí)俱進(jìn)，將關(guān)鍵點(diǎn)放在研究與開(kāi)發(fā)新技術(shù)之上，進(jìn)而促使其自身的可持續(xù)發(fā)展。但是在工業(yè)發(fā)展的階段，在金屬材料進(jìn)行加工制作的過(guò)程之中，金屬材料熱處理是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這嚴(yán)重的威脅到了我們國(guó)家的生態(tài)環(huán)境。鑒于此，本文主要分析金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理；節(jié)能技術(shù)

1熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀分析

一般情況下，金屬材料熱處理主要就是將固態(tài)化的金屬或者是合金來(lái)運(yùn)用相應(yīng)的方式來(lái)實(shí)施加熱、保溫以及冷卻，隨即獲得所需要的結(jié)構(gòu)組織和性能的工藝。第一，我們國(guó)家如今專門(mén)用于熱處理工作的車(chē)間，有很大一部分都不是獨(dú)立化的熱處理企業(yè)，基本上都是大型集團(tuán)附屬的生產(chǎn)車(chē)間，可見(jiàn)，熱處理僅僅只是眾多生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中的一部分，這導(dǎo)致并未將金屬熱處理充分的重視起來(lái)，相應(yīng)的設(shè)備與工藝沒(méi)有做到與時(shí)俱進(jìn)。第二，在具體進(jìn)行金屬材料熱處理工作的時(shí)候，其自身對(duì)于溫度方面的要求較為嚴(yán)格，生產(chǎn)集團(tuán)之下熱處理車(chē)間因?yàn)楣に嚺c設(shè)備的落后因素，而直接性的導(dǎo)致能源的利用率不高，因此能耗相對(duì)較多[1]。第三，在進(jìn)行熱處理之后而得到的成品工件質(zhì)量不均，雖然是在同一個(gè)車(chē)間處理而得，但是一般都會(huì)經(jīng)過(guò)重復(fù)的檢修。其主要原因表現(xiàn)在滲碳工藝不足，雖然是合格產(chǎn)品，但是在使用壽命之上要比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家低出很多。第四，如今，我們國(guó)家在培養(yǎng)熱處理技術(shù)之上相對(duì)欠缺，即使是在相應(yīng)的基礎(chǔ)理論研究與新工藝的研究之上取得了相應(yīng)的進(jìn)展，但是設(shè)備與工藝技術(shù)之上和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比之下有著很大的差距，沒(méi)有積極的引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使得熱處理技術(shù)在具體運(yùn)用的過(guò)程之中出現(xiàn)了十分嚴(yán)重的滯后性。

2金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1激光熱處理技術(shù)應(yīng)用

在具體進(jìn)行金屬材料熱處理節(jié)能的過(guò)程之中，運(yùn)用激光處理技術(shù)，可以有效的促進(jìn)熱處理節(jié)能技術(shù)的進(jìn)一步的創(chuàng)新。針對(duì)該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)來(lái)進(jìn)行分析，其實(shí)質(zhì)上主要借助的是功率密度相對(duì)較高的激光，確保金屬材料逐步的將硬化的特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)。激光熱處理技術(shù)，其適應(yīng)被用在合成性金屬材料，利用激光處理，可以很好的實(shí)現(xiàn)金屬表面性能的變化與處理，從而推動(dòng)金屬材料及時(shí)的轉(zhuǎn)換之前的性能[2]。激光，其自身作為一類(lèi)穿透力極強(qiáng)的方式，其主要被運(yùn)用在金屬加熱階段，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)加熱溫度無(wú)法達(dá)到金屬材料熔點(diǎn)的現(xiàn)象，那么相應(yīng)的金屬材料的表面就會(huì)發(fā)生變更，在這種情況下，則就需要運(yùn)用急速性自冷淬火的方式來(lái)進(jìn)行處理，最終有效的確保金屬材料表面硬度強(qiáng)化的目的[3]。

2.2真空熱處理技術(shù)應(yīng)用