【仿真石蠟鑄造爐系統(tǒng)】

　　功能、作用介紹：

　　仿真石蠟鑄造爐系統(tǒng)是于2010年研制的實踐教學(xué)設(shè)備。經(jīng)過多年的實踐教學(xué)檢驗，起到了良好的教學(xué)效果。所研制的實踐教學(xué)系統(tǒng)，是按照實際鑄造爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計制造的，按照機械切削加工要求研發(fā)的，具有獨立知識產(chǎn)權(quán)。項目組成員先后獲得國家授權(quán)專利7項(發(fā)明專利：仿真石蠟鑄造爐自動控制系統(tǒng);實用新型專利：①仿真石蠟鑄造爐;②石蠟鑄造爐煙霧發(fā)生模擬裝置;③一種仿真石蠟鑄造爐的淋浴除塵器;④仿真石蠟鑄造爐的加熱保溫裝置;⑤一種仿真石蠟鑄造爐的控制柜;⑥一種仿真石蠟鑄造爐的上料機構(gòu))，以及首屆魯東大學(xué)教學(xué)儀器設(shè)備改(制)造唯一的一個一等獎。

　　一、作用

　　1、實踐教學(xué)和專業(yè)建設(shè)的支撐作用

　　5年來，利用仿真石蠟鑄造爐系統(tǒng)為交通學(xué)院、物理與光電工程學(xué)院、化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、食品工程學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院、食品工程學(xué)院、蔚山船舶與海洋學(xué)院等十幾個工科專業(yè)學(xué)生鑄造實習(xí)和機械加工實習(xí)提供條件，年平均1500名學(xué)生親自動手使用該系統(tǒng)進行操作實習(xí)。鑄造實習(xí)是重要的工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容之一。由于實習(xí)過程中存在著熔化的鐵水溫度高(往往達1000°C以上)，實習(xí)期間易發(fā)生危險等問題，很多學(xué)校的鑄造實習(xí)往往是參觀性的，很難達到實習(xí)教學(xué)目的。為此，我們自主研發(fā)了仿真石蠟鑄造爐，利用石蠟代替鋼鐵，學(xué)生可以在較低的操作溫度下(80°C左右)完成鑄造實習(xí)，從而保證了在實習(xí)操作中的安全性;自主研制的可切削石蠟有足夠的硬度、韌性和強度，在高速旋轉(zhuǎn)時不會發(fā)生斷裂，可滿足各種機床的切削要求。利用可切削石蠟在車床、銑床上進行實習(xí)操作，尤其是在數(shù)控加工中心上的操作，可以有效地避免打刀、損壞機床等事故發(fā)生。

　　仿真石蠟鑄造爐系統(tǒng)研制成功后，除了滿足實習(xí)教學(xué)外，還為“工程材料與制造基礎(chǔ)”、“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”等課程的實驗教學(xué)提供條件;為“機械技術(shù)基礎(chǔ)”校級精品課程群的建設(shè)提供支撐;為我?！敖煌ㄟ\輸”專業(yè)(國家級專業(yè)綜合改革試點專業(yè)項目、山東省名校工程重點建設(shè)項目、卓越工程師計劃項目)建設(shè)提供支撐。

　　2、大學(xué)生科技創(chuàng)新和應(yīng)用能力培養(yǎng)

　　在本系統(tǒng)的研制過程中，先后有十幾名學(xué)生參與其中，獲得國家專利授權(quán)3項，獲得山東省機電大賽等各類賽事獎勵3項。

　　在實習(xí)、實驗過程中，學(xué)生自己動手完成從上料、熔化石蠟、除塵、排煙，到制作鑄模、澆注、脫模等整個流程，從中體會到勞動的艱辛和樂趣，體現(xiàn)到創(chuàng)造的價值，得到了鍛煉，學(xué)到了知識。

　　二、功能

　　1、仿真功能

　　所研制的系統(tǒng)能夠模擬鑄造的整個工藝流程，體現(xiàn)鑄造爐的整體機構(gòu)，如上下料、爐內(nèi)燃燒、除塵、送風(fēng)吹氧等。學(xué)生利用該系統(tǒng)，就可以了解到實際鑄造爐的結(jié)構(gòu)和工作原理。研制的可切削石蠟具備經(jīng)濟性好，可反復(fù)回收再利用，有足夠的硬度、韌性和強度，在高速旋轉(zhuǎn)時不會發(fā)生斷裂，可滿足各種機床的切削要求;對機床不產(chǎn)生腐蝕和磨損，不需冷卻液，不堵塞潤滑和冷卻系統(tǒng);零件加工后，尺寸和表面粗糙度可以達到圖樣要求，不會發(fā)生形狀及尺寸變化;對刀具的磨損和損耗小，當(dāng)?shù)毒吲c零件碰撞時，刀具和機床不易損壞，不對機床精度造成危害，避免對操作者人身產(chǎn)生危害;回收及使用過程不產(chǎn)生有毒、有害氣體，對環(huán)境和人體無危害，材料價格和回收成本低等性能。通過研究開發(fā)的可切削石蠟技術(shù)，可以解決石蠟鑄造的后續(xù)使用問題，用石蠟代替鋼材，實現(xiàn)鑄造實習(xí)成型的石蠟可繼續(xù)用于車、銑、刨等機械加工實習(xí)項目中，大大降低了實習(xí)成本。

　　2、使用功能

　　該系統(tǒng)具有按鈕控制控制和計算機控制操作兩種方式，非常方便學(xué)生動手操作。經(jīng)過5年來的使用，沒有發(fā)生系統(tǒng)運行事故，從而影響實習(xí)、實驗教學(xué)。一臺實際用于生產(chǎn)的鑄造爐價值上可能百萬元(甚至更多)，即使是一些小型電爐也價值不菲。而且這些鑄造爐在后續(xù)使用過程中，要么耗費大量的煤炭、污染空氣，要么耗費大量的電力資源。因此，這些鑄造爐的使用成本非常高，使用安全性差(對學(xué)生而言)。利用我們所研制的系統(tǒng)就可以很好地解決這些問題。江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2012年購置一臺該設(shè)備。經(jīng)過一段時間的使用，用戶反饋效果良好。

　　3、教學(xué)功能

　　利用該系統(tǒng)，可以直觀地向?qū)W生展示鑄造工藝流程。學(xué)生在一些課程實驗時，也可以利用該系統(tǒng)驗證課堂知識。學(xué)生可以在較低的操作溫度下完成鑄造實習(xí)，可切削石蠟可用于各種機床加工所對應(yīng)的實習(xí)項目，對刀具的磨損和損耗小，當(dāng)?shù)毒吲c零件碰撞時，刀具和機床不易損壞，不對機床精度造成危害，避免對操作者人身產(chǎn)生危害。因此，在實習(xí)過程中，學(xué)生非常愿意參與鑄造實習(xí)過程，相互配合、互動，體驗完成作品時的成就感。

　　作品名稱：仿真石蠟鑄造爐系統(tǒng)

　　完成單位：魯東大學(xué)