李艷輝 于如信＊ 劉佳會

（江蘇師范大學(xué)，江蘇 徐州 221116）

0 引言

鑄造實訓(xùn)教學(xué)是各高校工程訓(xùn)練課程的一個重要環(huán)節(jié)， 其教學(xué)內(nèi)容能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)到機(jī)械產(chǎn)品成型過程以及毛坯件加工工藝知識。 現(xiàn)階段各大高校都將工程訓(xùn)練課程作為必修課程， 其面向的學(xué)生涵蓋學(xué)科種類也較多。 在鑄造實訓(xùn)教學(xué)中， 根據(jù)學(xué)生的專業(yè)情況通常將實訓(xùn)學(xué)生分為三種類型， 分別是機(jī)械類、 近機(jī)械類和非機(jī)械類， 針對不同類型的實訓(xùn)學(xué)生， 開設(shè)的鑄造教學(xué)課程內(nèi)容也有所差別[1]。 目前，高校中針對機(jī)械類學(xué)生， 如機(jī)械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)學(xué)生，要求熟悉鑄造工藝的理論知識， 熟悉鑄造工藝流程并可以獨(dú)立進(jìn)行簡單零件的鑄造加工成型； 針對近機(jī)械類和非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生， 如軌道交通信號與控制、材料科學(xué)與工程等專業(yè)學(xué)生， 會適當(dāng)縮短鑄造教學(xué)時間，降低鑄造教學(xué)的要求[2]。

目前高校實訓(xùn)教學(xué)使用的鑄造裝置多數(shù)已陳舊，在材料使用及運(yùn)行成本方面較高， 而且由于企業(yè)的設(shè)備更新較快， 高校逐漸落后于社會的需求， 也導(dǎo)致目前鑄造教學(xué)存在諸多缺點。 一方面從學(xué)生角度， 很多學(xué)生對鑄造教學(xué)的興趣低于其他實訓(xùn)工種， 認(rèn)為鑄造工藝與社會上的現(xiàn)代加工存在太大差距， 所以愿意投入大量時間學(xué)習(xí)數(shù)控加工、 線切割等實訓(xùn)工種， 對鑄造教學(xué)存在消極敷衍學(xué)習(xí)現(xiàn)象[3]。 另一方面從學(xué)校角度， 由于大型鑄造裝置為高溫設(shè)備， 難以保證每位學(xué)生同時按照操作規(guī)程執(zhí)行， 存在很大安全隱患， 所以高校會基于學(xué)生安全考慮， 適當(dāng)減少教學(xué)內(nèi)容， 長此以往形成與社會需求脫節(jié)現(xiàn)象。 因此， 如何解決鑄造實訓(xùn)教學(xué)問題， 改善鑄造實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量， 成為各高校實訓(xùn)教學(xué)重點考慮問題。

1 重力澆鑄裝置及其特點

重力澆鑄指的是在自然狀態(tài)下， 金屬液體在地球重力作用下注入鑄造型腔的工藝過程[4]。 重力澆鑄工藝與低壓鑄造、 砂型鑄造等鑄造工藝比較而言， 其鑄造出的工件尺寸參數(shù)等方面較為優(yōu)越， 鑄造過程較為簡潔，鑄造產(chǎn)品合格率高，質(zhì)量好，而且可以鑄造較為復(fù)雜的產(chǎn)品，因此，重力澆鑄在航天航空、汽車制造、儀器儀表等多個生產(chǎn)行業(yè)被廣泛使用[5]。

由于大型制造企業(yè)的需求， 國內(nèi)外多數(shù)鑄造裝置生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)重力澆鑄裝置過程中加入先進(jìn)加工技術(shù)，使得鑄造裝置成本和售價大幅度增加，同時，由于多種先進(jìn)加工技術(shù)的加入和自動化程度提高， 對企業(yè)操作人員的學(xué)歷、 能力等要求都會增加， 而且這些裝置在使用前的培訓(xùn)工作、 使用中的能源消耗、 使用后的維修保養(yǎng)等成本都大幅度增加。 因此， 中小型鑄造生產(chǎn)廠商和高校在選擇相應(yīng)生產(chǎn)裝置和教學(xué)儀器時會因為成本問題和不適用于加工小批量產(chǎn)品原因而放棄購置大型鑄造裝置。

2 小型重力澆鑄裝置及其優(yōu)勢

小型重力澆鑄裝置是為了用于相對較小型鑄造廠商生產(chǎn)加工產(chǎn)品使用的鑄造裝置， 是在重力澆鑄裝置基礎(chǔ)上對裝置結(jié)構(gòu)和模具構(gòu)造進(jìn)一步設(shè)計。 在裝置設(shè)計上， 利用簡化的機(jī)械構(gòu)件使裝置便于手動操作，同時設(shè)計的模具擁有手動傾注操作功能， 這樣利于融化的金屬液體在型腔內(nèi)的成型與排氣， 降低鑄件缺陷的概率。

小型重力澆鑄裝置在實際操作使用中， 其操作過程簡單便捷， 加工生產(chǎn)成本較低， 加工模具時間周期較短， 設(shè)備易于培訓(xùn)和學(xué)習(xí)， 后期維修和保養(yǎng)費(fèi)用較少，非常適用于中、小企業(yè)生產(chǎn)加工少量鑄件產(chǎn)品。 對于高校而言， 其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三點： 一是設(shè)備價格相對較低， 適合學(xué)校采購多臺教學(xué)使用； 二是操作簡單便捷， 易于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)； 三是設(shè)備的構(gòu)件相對簡單， 便于拆裝演示鑄造設(shè)備的構(gòu)造和加工原理。

3 小型重力澆鑄裝置在鑄造教學(xué)中的應(yīng)用

目前，在高校工程訓(xùn)練教學(xué)中，鑄造實訓(xùn)教學(xué)一般采用砂型澆注教學(xué)方式。 采用砂型鑄造教學(xué)方式的原因主要有以下三點： 一是砂型鑄造使用的工具和裝置成本較低， 損壞的可能性較小； 二是砂型鑄造在鑄造教學(xué)中相對安全， 有利于保護(hù)學(xué)生的生命安全； 三是砂型鑄造學(xué)習(xí)過程較為簡單， 對于反復(fù)性實訓(xùn)教學(xué)方式較為有利。 這些優(yōu)點讓砂型鑄造教學(xué)模式一直在各大高校實訓(xùn)教學(xué)中沿用， 但較長時間的固定教學(xué)模式也導(dǎo)致高校的教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)的實際需要之間的差距越來越大。

為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對鑄造工藝學(xué)習(xí)的動力，提高學(xué)生對鑄造加工工藝的了解， 縮短高校教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)用人需求之間的差距， 在鑄造實訓(xùn)教學(xué)過程中需要加入更多的鑄造教學(xué)設(shè)備和教學(xué)知識點。 由于小型重力澆鑄裝置對于高校教學(xué)來說具有諸多優(yōu)勢， 因此在增加鑄造實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備種類和教學(xué)內(nèi)容方面， 小型重力澆鑄裝置是首選。 加入小型重力澆鑄裝置后，鑄造教學(xué)的模式和教學(xué)內(nèi)容也會發(fā)生相應(yīng)變化。

（1）減少傳統(tǒng)鑄造實訓(xùn)時間。傳統(tǒng)鑄造教學(xué)模式能夠一直被沿用是因為傳統(tǒng)教學(xué)方式中有很多優(yōu)勢，因此加入小型重力澆鑄裝置后依然需要使用傳統(tǒng)鑄造教學(xué)儀器進(jìn)行鑄造教學(xué)， 不過要將原先的實際操作教學(xué)改為演示教學(xué)為主， 讓學(xué)生在較短的時間內(nèi)熟知鑄造教學(xué)的流程， 同時留出更多的時間學(xué)習(xí)鑄造裝置的原理。

（2）增加重力澆鑄裝置主體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)。對于鑄造實訓(xùn)來說， 學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容不應(yīng)該只有加工工藝學(xué)習(xí)，還需要對鑄件生產(chǎn)的原理進(jìn)行學(xué)習(xí)， 這樣才能讓學(xué)生在未來工作中去研究和改進(jìn)鑄件模具及加工流程。 由于小型重力澆鑄裝置便于拆裝和演示， 在學(xué)生學(xué)習(xí)完鑄造加工過程之后， 通過小型重力澆鑄裝置讓學(xué)生學(xué)習(xí)重力澆鑄裝置的主體結(jié)構(gòu)， 主要包括傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)、開模機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)、頂出機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)、模架構(gòu)造學(xué)習(xí)等。

（3）拓寬模具設(shè)計及加工原理學(xué)習(xí)。對于鑄造工藝來說， 其裝置設(shè)計的依據(jù)主要是根據(jù)鑄件來決定的，那么對于鑄造裝置來說， 產(chǎn)生鑄件的模具就是裝置的核心內(nèi)容。 所以，學(xué)生在鑄造實訓(xùn)教學(xué)中，需要加入大量的模具知識和內(nèi)容， 包括模具設(shè)計結(jié)構(gòu)、 型腔結(jié)構(gòu)等。 小型重力澆鑄裝置雖然難以加工大件產(chǎn)品， 但各學(xué)校根據(jù)學(xué)校的定位和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點選擇一些代表性的小件進(jìn)行模具設(shè)計教學(xué)， 讓學(xué)生掌握一定的模具設(shè)計知識，這樣能夠讓學(xué)生在鑄造行業(yè)不斷創(chuàng)新。

4 結(jié)語

將小型重力澆鑄裝置應(yīng)用到鑄造實訓(xùn)教學(xué)中是對鑄造實訓(xùn)教學(xué)方式的探索， 它通過縮短傳統(tǒng)鑄造實訓(xùn)教學(xué)時間， 加入重力澆鑄裝置結(jié)構(gòu)分析和模具設(shè)計內(nèi)容， 來拓寬鑄造實訓(xùn)教學(xué)的知識面， 讓學(xué)生能夠深入學(xué)習(xí)鑄件加工工藝過程、 鑄造加工原理， 使他們具備不斷改進(jìn)鑄造加工生產(chǎn)方法、 設(shè)計符合實際需要的模具等能力， 對高校創(chuàng)新性人才培養(yǎng)和具有創(chuàng)造能力人才培養(yǎng)提供了另一個平臺。 這種教學(xué)方法的探索對鑄造行業(yè)人才培養(yǎng)具有較好的促進(jìn)作用， 對綜合性、創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)具有重要的意義。