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根據(jù)各個部位的冒口模數(shù),選擇出冒口的規(guī)格。在實際生產(chǎn)中,為了節(jié)省鋼液總量,提高鑄造效率,冒口主要選擇補縮效率較高的保溫冒口和發(fā)熱冒口進行補縮,保溫冒口的補縮效率是普通冒口的1.1~1.2倍,發(fā)熱冒口的補縮效率是普通冒口的1.3~1.4倍,為了促進冒口的補縮效果,在鑄件的厚大及熱節(jié)位置放置尺寸適當(dāng)?shù)睦滂F,要求冷鐵的厚度為熱節(jié)尺寸的2/3至1/1,保溫冒口、發(fā)熱冒口和冷鐵設(shè)置的具置如圖3所示。選擇冒口具體規(guī)格如表2所示;為了保證整體鑄件質(zhì)量,在鑄件的整體不規(guī)則熱節(jié)位置全部放置鉻鐵礦砂,鉻鐵礦砂是鑄造用特種砂,鉻鐵礦砂在鑄造生產(chǎn)中主要用于大型鑄鋼件的面砂,防止鑄件表面粘砂;鉻鐵礦砂是激冷材料,在造型時可替代部分冷鐵。模擬過程前處理在使用模擬軟件計算之前,要輸入正確的參數(shù),盡可能模擬其工廠的實際生產(chǎn)環(huán)境,模擬軟件計算的主要參數(shù)設(shè)置如表3所示。冒口和冷鐵的設(shè)置通過鑄造模擬軟件進行驗算,驗證的結(jié)果為合格,鑄件組織結(jié)構(gòu)致密,縮孔區(qū)域控制在冒口的內(nèi)部。模擬結(jié)果如圖4所示;圖中孤立凝固位置基本消除,高溫區(qū)域基本集中在冒口(圖中深色部分),說明鑄件縮孔縮松區(qū)域已向冒口區(qū)域轉(zhuǎn)移,冒口起到了補縮作用;添加冒口后鑄件的工藝重量W=4500kg,工藝出品率為69%.
2澆口的設(shè)計
1)澆口尺寸的計算根據(jù)鑄件壁厚尺寸27mm,查表得出鋼液在型腔中的上升速度v=13~16(mm/s),這里取最小值v=13mm/s;鑄件的澆注時間T=H/v(H為型腔內(nèi)的高度mm),即T=1330/13=102s;可以計算出澆注重量速度V包=W/T=4450kg/102s=43.6kg/s,通過查表的方式得出澆包包孔直徑d=50mm;從而換算出直澆道的直徑D=75mm,澆道的尺寸為75mm;即采用的漏底包直徑為50mm.2)澆口位置的確定通過鑄造模擬軟件進行充型模擬,可以得出澆口開設(shè)在鑄件的底部止口法蘭處較合理,采取底注式澆注系統(tǒng),圖5顯示金屬液在充型時液面始終基本保持平面,說明該澆注方案設(shè)計充型平穩(wěn),金屬液流動穩(wěn)定,不易出現(xiàn)紊流、卷氣等充型類缺陷;鑄造工藝設(shè)計結(jié)果通過冒口模數(shù)法計算,以及模擬軟件的凝固和充型計算模擬的應(yīng)用驗證,得出合格的鑄造工藝設(shè)計結(jié)果,生產(chǎn)出了合格鑄件,如圖6.
3鑄造生產(chǎn)簡介
3.1鑄造生產(chǎn)過程簡介
3.1.1模型設(shè)計
零件內(nèi)部空腔較大,且形狀復(fù)雜,模具的制作需考慮每個砂芯的擺放難度和制造難度。在型板的側(cè)面做出十字線,箱框不用做出用砂箱取代。泵體外皮全部采用組芯工藝制作。
3.1.2造型、制芯
造型采用的型砂種類為硅砂、鉻鐵礦砂,型砂目數(shù)為40目~70目,黏結(jié)劑為堿性酚醛樹脂和固化劑。造型時,注意將熱節(jié)、交角部位放置圓鋼冷鐵和鉻鐵礦砂,砂型的芯頭部位和上端做出氣道,保證排氣暢通;由于零件內(nèi)部空腔較大,且形狀復(fù)雜,為了合箱放置砂芯方便,分型面采取上中下三箱造型工藝。整體復(fù)雜部位采用砂型剪胎工藝造型。造型時使用砂型剪胎工藝將鑄件復(fù)雜無法起膜處單獨做出。外皮的涂料涂刷保證5遍以上。制芯采用的芯砂種類為硅砂、鉻鐵礦砂,型砂目數(shù)為70目~140目,黏結(jié)劑為堿性酚醛樹脂和固化劑。制芯時,砂芯中放置適當(dāng)?shù)臍庋劾K、泡沫等,提高砂芯的排氣性和退讓性;涂料的涂刷保證3遍以上。
3.1.3熔煉、澆注
熔煉采用AOD爐外精煉的方式,對鋼液有效地除渣、除氣,保證鋼液質(zhì)量;澆包采用5t漏包,漏包可以有效地提高鋼水的質(zhì)量,包眼尺寸為45mm,澆注前保證澆包烘烤在600℃以上;澆注前,用烘干機對型腔進行烘烤,型腔溫度達到80℃以上;根據(jù)鑄件壁厚確定澆注溫度為1560℃~1580℃,澆注時間為80s左右。
3.1.4清理、熱處理
根據(jù)鑄件的重量,鑄件澆注后的保溫時間為10h以上,澆注后鑄件無明顯缺陷;冒口切割前,將鑄件預(yù)熱到150℃~200℃之間,以免鑄造應(yīng)力在切割過程造成裂紋缺陷;然后進行性能熱處理,需符合CA6NM(ASTMA487)鑄件技術(shù)條件的要求,熱處理工藝卡如圖7所示;最后進行缺陷位置的焊補、打磨及拋丸處理。
3.2質(zhì)量檢驗結(jié)果
1)目視檢驗根據(jù)《核電鑄件表面目視檢驗》的要求進行檢驗,按MSS-SP-55外觀法鑄件表面外觀無粘砂、氧化皮、裂紋和熱裂等缺陷,表面質(zhì)量符合要求,檢驗鑄件合格。2)射線和液體滲透檢驗根據(jù)相關(guān)檢測規(guī)程進行對所有法蘭等關(guān)鍵性承壓部位作射線檢驗,射線檢驗結(jié)論符合標準要求,檢驗鑄件合格;全身進行液體滲透檢驗,檢驗鑄件合格。
4結(jié)束語
1角部開裂與產(chǎn)生陰影
在試模初期,拉深零件在圓角處開裂或產(chǎn)生陰影,如圖3所示。通過模擬分析和在毛坯上印刷2mm×2mm網(wǎng)格之后做拉深試驗,如圖4所示。由圖4可見,在零件圓角區(qū)網(wǎng)格的形狀呈徑向伸長,橫向縮短,a區(qū)為壁厚變薄區(qū),b區(qū)為壁厚增厚區(qū),角部網(wǎng)格變形比直邊部分變形大。這說明零件成形時變形是不均勻的,這導(dǎo)致零件成形應(yīng)力分布不均勻,表現(xiàn)為圓角部應(yīng)力最大,向兩邊逐漸減小,故外殼拉深時首先在圓角處產(chǎn)生開裂。將拉深零件從圓角處剖開(見圖5),取4個點測量壁厚(見表2),零件圓角區(qū)域材料變形時的阻力和傳力區(qū)的拉應(yīng)力導(dǎo)致圓角處開裂與產(chǎn)生陰影。經(jīng)過調(diào)整毛坯形狀與尺寸,改變成形零件角部凸緣區(qū)域面積與形狀,如圖6(a)所示(C為修改后外形,D為修改前外形),從而減小零件圓角區(qū)板料的橫向壓縮變形和縱向拉伸變形,使材料更容易流入側(cè)角處,減小板料成形中的變形阻力,降低開裂風(fēng)險。根據(jù)零件圓角區(qū)中間應(yīng)力最大并向兩側(cè)直邊逐漸減小的特點,改變壓料筋形狀,由原直線形改為弧形拉深筋(見圖6(b)),并且做成上、下可調(diào)的鑲塊式結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)零件圓角區(qū)與直邊部位的材料流動。變薄拉深可大幅度降低拉深件的切向殘留應(yīng)力,有效地防止零件縱向開裂發(fā)生。根據(jù)毛坯厚度和毛坯變形程度,選擇適當(dāng)?shù)淖儽∠禂?shù)Ψn(一般為0.9t~0.95t),實測不銹鋼原料厚為0.47mm,將原拉深凸、凹模間隙由0.5mm改至0.45mm。通過調(diào)整凸、凹模間隙改變材料拉深受力狀況控制材料流動,使成形零件各處壁厚趨于一致。實施圖6改進措施后,原來零件的壁厚最大差值由0.11mm減小至0.07mm,對應(yīng)各個測量點壁厚數(shù)據(jù)見表2.在合理改善下料尺寸、模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過試模調(diào)整,最終解決了拉深圓角破裂與產(chǎn)生陰影的問題。
2零件表面日光燈下影子扭曲
將改進后的拉深零件放在日光燈下,日光燈燈影在零件表面上產(chǎn)生扭曲變形(如圖7所示),按照零件設(shè)計要求,這種狀況視為不合格,通過計算機輔助驗證(computeraidedverification,CAV),將檢測工件3D形狀利用高階光學(xué)非接觸式的3D掃描設(shè)備掃描后所得到的精準點云數(shù)據(jù)與原始設(shè)計的圖檔相比對,得到誤差圖。經(jīng)過比較,發(fā)現(xiàn)成形零件的3D型面與設(shè)計圖二者之間存在誤差,造成日光燈燈影在零件表面上產(chǎn)生扭曲變形,同時成形零件頂部平面板料受力不一致也會造成日光燈管燈影扭曲。經(jīng)過分析,從以下幾個方面進行改進:(1)在拉深凸模與凹模型面上增加孔徑為ϕ0.5mm的漏氣孔,避免零件拉深時氣體在凹模內(nèi)無法排出與脫模時形成的真空負壓造成零件表面的變形。(2)在凹模內(nèi)增加卸料板頂桿。在開模過程中,保證頂桿始終頂著卸料板不對零件施壓,改變拉深模脫料順序,先脫凸模再脫凹模,避免零件脫模時受卸料板與壓料板的擠壓造成變形。(3)設(shè)計拉深筋高度微調(diào)裝置,以調(diào)節(jié)不同板料部位的成形阻力。因為零件角部與直邊的成形條件不同,通過拉深筋高度的調(diào)節(jié)可以改變拉深筋對板料的變形阻力與摩擦阻力,從而控制板料各部分的成形力與局部變形阻力,使各部分的變形條件趨于平衡,進而控制板料不同區(qū)域受力、流動速度、順序與壁厚減薄程度,達到板料均勻變形的效果。(4)凹模與凸模的型面表面處理。凹模型面做拋光處理,表面粗糙度Ra0.16μm,減小拉深過程中材料流進凹模的阻力。同時運用電火花放電加工、化學(xué)腐蝕或者激光雕刻處理增加凸模表面的粗糙度值,保證拉深過程中毛坯與凸模之間有足夠的摩擦力,防止零件表面在拉深過程中滑動產(chǎn)生變形。(5)在旋切拉深零件端口之后,增加整形工序,矯正拉深成形零件因拉深后彈性變形、切邊后的應(yīng)力釋放以及旋切拉深零件端口產(chǎn)生的變形影響。經(jīng)過分析與實施改進措施后再次試模,得到滿足質(zhì)量要求的不銹鋼殼體。圖7所示為日光燈燈影在零件表面上產(chǎn)生扭曲變形,圖8為日光燈燈影在合格零件表面上的燈管成像。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞:鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水;工藝設(shè)計;現(xiàn)狀
1污水處理廠對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理工藝流程
污水處理廠對城鎮(zhèn)生活污水采取的是分級處理方式。一級處理是對污水進行最基本的初步處理,主要是通過過濾、沉淀等比較普遍的方式除去污水中的懸浮顆粒以及膠狀物質(zhì),并初步調(diào)節(jié)生活污水的pH值,城市生活污水經(jīng)過一級初步處理仍然達不到國家污水的排放標準,需要進行后續(xù)的二級處理。采用生物處理方法對城鎮(zhèn)污水進行二級處理,目的是除去生活污水中溶解有機物,還可以將一級處理中過濾干凈的懸浮顆粒和膠狀物一并分解除去。城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過二級處理后基本可以達到國家污染物排放標準。但為了使污水得到進一步的凈化和處理,降低污水對人體和生態(tài)環(huán)境造成的損害與破壞,需要進行城鎮(zhèn)生活污水的三級處理。三級處理是對經(jīng)過二級處理后的污水的再凈化,該過程會發(fā)生一些物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)以及生物反應(yīng),最終達到除去溶解在污水中的有機物、不容易進行生物降解的有機物、礦物質(zhì)、氮磷化合物、病原體以及其他類物質(zhì)。城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過污水處理廠的三級處理后就可以達到工業(yè)用水的基本要求,如果處理過程比較嚴格,就會獲得更好的處理效果,理想狀況下亦可當(dāng)作生活用水供城鎮(zhèn)居民使用。
2我國主要的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝
2.1淹沒式生物膜工藝
目前,淹沒式生物膜工藝被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)生活污水的處理過程中,處理效果較為明顯。淹沒式生物膜工藝中的生物載體主要是由具備彈性的生物環(huán)填料、球形懸浮狀填料以及軟性填料組成,曝氣池中生物的存在狀態(tài)有兩種,分別是懸浮狀態(tài)和固定狀態(tài),選用該種工藝進行城鎮(zhèn)生活污水的處理需要進行后續(xù)的再次沉淀,目的是進行固液分離。該工藝的主要優(yōu)點:(1)生物種類和生物量較多,對污水的處理能力較強,處理效果也較好;(2)對污水的水質(zhì)和水量變化的適應(yīng)性較強,工藝性能比較穩(wěn)定,不易被破壞;(3)成本費用較低,操作簡便,易于運行。綜上所述,淹沒式生物膜工藝具有低耗能、高效率、無二次污染的優(yōu)點,是處理城鎮(zhèn)生活污水的最佳選擇。
2.2氧化塘處理工藝
氧化塘處理工藝也是當(dāng)前用的較為廣泛的一種城鎮(zhèn)生活污水處理工藝,是利用水中天然存在的各種藻類植物和具有分解作用的微生物對城鎮(zhèn)生活污水進行處理,發(fā)生一系列的需氧、厭氧生物反應(yīng)的天然或人工建造的池塘。該工藝是通過天然的生物凈化作用達到對生活污水進行處理的目的。該處理工藝的優(yōu)點:氧化塘的修建是在現(xiàn)有河道的基礎(chǔ)上進行,投資成本低,而且可以利用處理后的污水進行水生植物和生物的養(yǎng)殖,從而實現(xiàn)處理后城鎮(zhèn)生活污水的再利用。不足之處:對城鎮(zhèn)生活污水的處理效率較低、占據(jù)較大的空間面積,更嚴重的是該工藝的設(shè)計和操作一旦出現(xiàn)問題,很容易造成水體的二次污染,使水資源滋生大量的蚊蟲等危害人體健康的生物。
3污水處理技術(shù)的發(fā)展重點
3.1高效率、低成本的污水處理技術(shù)
由于我國仍是發(fā)展中國家,經(jīng)濟發(fā)展尚不發(fā)達,我們現(xiàn)在的主要資金還是運用到了經(jīng)濟發(fā)展方面,在污水排放量一天天增加的同時,我們的污水處理技術(shù)卻不能以相同的速度提高,盡管政府已把部分資金投入到污水處理技術(shù)方面,但是還相差甚遠,先進的設(shè)備成本過高,迫使許多政府機構(gòu)放棄投資。因此我們需要努力爭取更大的支持、加大污水處理的投資,但也不能僅靠擴大投資來增加更多的污水處理,我們需要利用有限的投資提高污水處理的規(guī)模及標準,研究開發(fā)低成本、低投資、高效率的污水處理新技術(shù)和新設(shè)備,這將是我們未來發(fā)展的首要任務(wù)。
3.2大力發(fā)展污泥處理技術(shù)
在我們處理城市污水的同時,勢必會產(chǎn)生許多的污泥,且污泥中含有的污染物濃度更高,所以處理好污泥也是我們處理污水的最重要的工作之一,可是怎樣才能處理好污泥,這對我們發(fā)展中國家來說是一個很大的難題。我國的有關(guān)環(huán)保部門規(guī)定,因污泥量中含有大量的有毒有害物質(zhì),如果不處理就會對環(huán)境產(chǎn)生極大的影響,因此污泥必須進行妥善的處理。因城市污水產(chǎn)生的污泥含水率極高,所以在污水處理的過程中產(chǎn)生的污泥量也特別多,雖然我們不能阻止污泥的產(chǎn)生,可是我們可以讓污泥量減少:一是我們可以從源頭去減少污泥量的排放,這樣在污泥處理中也會減少費用;二是對處理污泥量的力度提高,但是第二種方法是我們大多數(shù)人不能接受的,因為這樣會使成本更高,所以我們都會選擇簡單、節(jié)省成本的第一種方法,這就需要我們?nèi)ラ_發(fā)更為有效的技術(shù),以解決污泥處理的問題。
4結(jié)語
我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理任重而道遠,只有加大對污水處理的重視,才能保護生態(tài)環(huán)境,促進和諧社會的發(fā)展。隨著經(jīng)濟發(fā)展的越來越快,我們可以使用的水資源也會越來越匱乏,而我國的污水處理技術(shù)水平非常有限,我們需要進一步去開發(fā)新的技術(shù)和新的設(shè)備,這樣我們的生活環(huán)境才會改善,我們的生活質(zhì)量才會提高,我們的社會經(jīng)濟才能源源不斷地得到發(fā)展。
作者:馬三貴 單位:河南恒安環(huán)保科技有限公司
參考文獻:
關(guān)鍵詞:三維建模;車床刀架轉(zhuǎn)盤;機械加工;設(shè)計;優(yōu)化
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步,我國在機械制造行業(yè)所取得的成就也越來越多,車床刀架轉(zhuǎn)盤作為普通的車床刀架的核心零件,它具有造價成本高以及圖紙設(shè)計構(gòu)成的體系非常復(fù)雜,而且對于這種零件的加工精度非常高,需要的工序也很多等特點。加工車床刀架轉(zhuǎn)盤的設(shè)備主要是車床,但是使用的大多數(shù)還是傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)工藝,在生產(chǎn)的加工階段,操作的工需反復(fù)的查閱相關(guān)的資料以及車床刀架轉(zhuǎn)盤的圖紙,而且對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的操作熟練的人員也非常的少,因此做好對加工轉(zhuǎn)盤的工序進行優(yōu)化設(shè)計的工作就很有必要,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1對于車床刀架轉(zhuǎn)盤零件進行三維建模
對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的三維立體建模是通過度對各種方法的結(jié)合,制作出不同類型的三維物體形狀以及真實環(huán)境的過程。對于三維數(shù)字化工藝的設(shè)計是通過以車床刀架轉(zhuǎn)盤的模型為載體,在進行綜合的考慮制造資源以及對產(chǎn)品的制造工藝流程的基礎(chǔ)上進行定義,用來控制以及實現(xiàn)可視化表達零件的整個制造過程的數(shù)字化模型,從車床刀架轉(zhuǎn)盤的特征角度看,所有的產(chǎn)品零件都可以看成是通過一系列的簡單特征所以組成。對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的三維建模的過程中,也就是對很多特征進行疊加,或者是相交和切割的過程,三維工藝的建模過程就是對加工特征以及特征之間的關(guān)系進行組織的控制過程。通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的圖紙進行分析,運用相關(guān)的轉(zhuǎn)盤三維模型進行具體的繪制工作。通過打開三維模型的軟件,新建對話框進入車床刀架轉(zhuǎn)盤建模環(huán)境,再插入車床刀架轉(zhuǎn)盤的圖紙,進入草圖的環(huán)境進行相關(guān)的繪制工作,在進行回轉(zhuǎn)命令,進行對回轉(zhuǎn)特征的創(chuàng)建工作,再進行相似的方法繪制其他的零件草圖,然后進行零件相關(guān)的拉伸特征的設(shè)置,除了這些之外還要注意對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的細節(jié)特征創(chuàng)建。
2對于車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計
2.1對車床刀架轉(zhuǎn)盤加工的要求進行分析
對車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖進行詳細的分析,對相關(guān)的零件的尺寸精度以及位置精度的要求進行充分的了解,比如零件的表面粗糙度和燕尾導(dǎo)軌面以及對稱度等,相關(guān)的精度要求非常高,對相關(guān)的零件部位的精度要求分析可以看出導(dǎo)軌面是轉(zhuǎn)盤零件最為關(guān)鍵的加工表面。
2.2對車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖的檢查
車床刀架轉(zhuǎn)盤的零件圖包括主視圖和俯視圖以及側(cè)視圖,通過采用局部剖視或者半剖視的方法,可以對轉(zhuǎn)盤零件結(jié)構(gòu)表達的更加清晰以及對轉(zhuǎn)盤零件的布局更加的合理,注意對轉(zhuǎn)盤的有關(guān)尺寸進行標注,注意對相關(guān)的形狀精度以及位置精度進行詳細的標注,而且要保證標注的統(tǒng)一性以及完整性,確保轉(zhuǎn)盤零件符合國家的相關(guān)標準規(guī)定,通過對轉(zhuǎn)盤零件的各項技術(shù)要求的可行性進行確定,保證了轉(zhuǎn)盤零件設(shè)計的合理性,從而為轉(zhuǎn)盤零件的組織生產(chǎn)以及機械加工工藝技術(shù)做好充分的準備工作。
2.3對轉(zhuǎn)盤零件生產(chǎn)類型的分析
根據(jù)相關(guān)的公式以及企業(yè)的生產(chǎn)條件進行確定車床刀架轉(zhuǎn)盤的年生產(chǎn)量,結(jié)合車床刀架轉(zhuǎn)盤質(zhì)量的分析,以及對加工工作各種零件的生產(chǎn)類型的數(shù)量和工藝的特征進行考慮,從而可以確定出車床刀架轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2.4確定轉(zhuǎn)盤零件機械加工的工藝流程
通過對轉(zhuǎn)盤零件的零件圖進行分析可以得出,轉(zhuǎn)盤長度以及寬度等的設(shè)計標準,還有轉(zhuǎn)盤高度的設(shè)計標準以及燕尾面的粗基準,對各端面根據(jù)相關(guān)的基準進行加工,再采用一面兩孔的定位方式進行加工其他的表面,從而確定出車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝的設(shè)計流程。
2.5確定相關(guān)的設(shè)計設(shè)備
通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝的方案以及各種方面加工的方法進行分析,結(jié)合對車床刀架轉(zhuǎn)盤的最大輪廓尺寸和加工精度的考慮,進行對加工機床的選擇,以及對各種刀具和量具以及夾具的選擇。
2.6制定零件機械加工工藝的規(guī)程
通過對上文的論述結(jié)果的分析,進行車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝各項要求的制定,制定的車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝的規(guī)程是企業(yè)組織車床刀架轉(zhuǎn)盤進行生產(chǎn)工作的標準,是整個車床刀架轉(zhuǎn)盤機械加工工藝規(guī)程優(yōu)化設(shè)計工作的重要環(huán)節(jié)之一。
3結(jié)束語
車床刀架轉(zhuǎn)盤的三維工藝項目能夠大大降低企業(yè)的成本,從而增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。企業(yè)的精益化生產(chǎn)才符合現(xiàn)階段時代的發(fā)展,才能夠緊緊跟隨智能化制造的步伐。在對車床刀架轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程的優(yōu)化設(shè)計過程中,要做好對于零件的分析以及研究工作,通過對車床刀架轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝進行優(yōu)化設(shè)計,制定好相關(guān)的零件機械加工工藝規(guī)程,才能縮短零件的生產(chǎn)周期,從而降低制造的成本以及提高了零件的精密度,對提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率以及降低勞動的強度都有著重要的作用。
作者:張克盛 單位:甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻:
在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)可以使用比較完備的PLM系統(tǒng)實行產(chǎn)品重要文檔數(shù)據(jù)的管理,在產(chǎn)品生產(chǎn)階段也有比較完備的ERP系統(tǒng)來完成產(chǎn)品供應(yīng)鏈的工作。但是在工藝設(shè)計及管理階段卻欠缺設(shè)計比較完備的信息化軟件系統(tǒng)來提升工作效率,故工藝設(shè)計階段成為產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的短板,所以研究設(shè)計適合于汽車企業(yè)的工藝設(shè)計及管理信息系統(tǒng)成為產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)中的重中之重。其需求分析為:對PBOM(工藝)進行管理,首先最為重要的是能夠完成從E-BOM(設(shè)計)到PBOM的調(diào)整與轉(zhuǎn)變,在一個界面中,可以實現(xiàn)多種視圖的管理樣式,能夠完成對不同視圖之間的對比,并可以完成虛擬零部件的拆分與重組功能。對產(chǎn)品開發(fā)過程中三個階段的信息系統(tǒng)進行集成。工藝規(guī)劃階段作為產(chǎn)品設(shè)計與產(chǎn)品制造之間連接的橋梁,其工藝數(shù)據(jù)也尤為重要,工藝數(shù)據(jù)把從設(shè)計環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),經(jīng)過工藝調(diào)整后,傳輸?shù)缴a(chǎn)環(huán)節(jié),各個生產(chǎn)部門依據(jù)工藝數(shù)據(jù)進行產(chǎn)品制造。所以,急需一個設(shè)計完備的工藝信息化系統(tǒng)和上游的PLM系統(tǒng)以及下游的ERP系統(tǒng)之間實現(xiàn)系統(tǒng)集成。對工藝設(shè)計數(shù)據(jù)進行管理,原始的工藝管理方式為:各類工藝文件大都使用個人計算機進行儲存,無法對工藝文件的版本、查看權(quán)限等進行限制,而且存儲到個人計算機中,文件查找困難,各類工藝文件之間無法實現(xiàn)關(guān)聯(lián),難以復(fù)用。對工藝規(guī)劃階段的各個流程進行管理,首先把工藝規(guī)劃設(shè)計階段所有的流程設(shè)計模板,進行標準化處理,完成后,操作流程的工作人員可以便捷地完成某個流程內(nèi)的工作內(nèi)容;另外標準化的工藝設(shè)計流程可以方便工作人員進行查詢各個工藝設(shè)計流程中的流程狀態(tài)。
2汽車企業(yè)工藝設(shè)計解決方案
結(jié)合國內(nèi)某個自主品牌汽車企業(yè)的現(xiàn)狀,在經(jīng)過分析研究汽車企業(yè)工藝設(shè)計與管理信息化需求的前提下,通過一系列的市場調(diào)查與各種設(shè)計解決方案的比較,選擇了其中一種比較適合企業(yè)自身特點的工藝設(shè)計與管理信息化解決方案。
2.1各類BOM的不同視圖管理
在產(chǎn)品開發(fā)過程的三個重要環(huán)節(jié)中,各類BOM作為串聯(lián)三個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息,在每個環(huán)節(jié)所對應(yīng)的工作人員、功效以及需求也有很大區(qū)別,而且每一類BOM也會有比較大的區(qū)別,不同環(huán)節(jié)當(dāng)中的工作人員對產(chǎn)品的視角也會有所差異,所以每類BOM一定要符合每個環(huán)節(jié)的需求。工藝設(shè)計部門通過同一個平臺進行工藝路線工作的設(shè)計,根據(jù)不同環(huán)節(jié)及工藝四大專業(yè)的區(qū)別產(chǎn)生不同的專業(yè)視圖,從而每輸,除去工藝設(shè)計及管理系統(tǒng)自身的功能外,個專業(yè)都可以根據(jù)適合自己專業(yè)的BOM視圖來設(shè)計完成工藝規(guī)劃。
2.2工藝設(shè)計及管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型
對于工藝設(shè)計及管理階段來說,主要有以下四個方面的數(shù)據(jù)信息:produc(t制造什么),process(怎樣制造),plan(t在什么地方制造),resource(使用什么設(shè)備造)。通過使用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)方法,把以上四個方面的數(shù)據(jù)信息有機整合在一起,形成一個比較完備的數(shù)據(jù)管理模型(也可稱為PPPR模型,在企業(yè)中形成一個串聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計及管理以及產(chǎn)品制造三個階段的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一體系。為了使產(chǎn)品在開發(fā)過程中的各類數(shù)據(jù)信息可以準確、快捷地在各個環(huán)節(jié)之間進行傳輸,除去工藝設(shè)計及管理系統(tǒng)自身的功能外,工藝設(shè)計及管理信息系統(tǒng)還需要做到能與上游的PLM系統(tǒng)以及下游的ERP系統(tǒng)集成,與上游的PLM系統(tǒng)集成可以將其上游的E-BOM經(jīng)過調(diào)整后直接傳輸給工藝設(shè)計系統(tǒng),從而可以作為工藝規(guī)劃的基礎(chǔ);與下游的ERP系統(tǒng)集成可以將各種供應(yīng)鏈信息傳輸?shù)缴a(chǎn)制造部門,作為產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)。
3汽車工藝設(shè)計及管理信息化系統(tǒng)的重要作用
本文擬生產(chǎn)的馬氏體不銹鋼葉輪材質(zhì)為ZG1Cr13Ni。該材質(zhì)澆注溫度高,砂型鑄造易產(chǎn)生表面粘砂;由于縮性大,極易產(chǎn)生縮松、裂紋和晶粒粗大等鑄造缺陷;此外,其冷裂傾向也較嚴重。圖1和圖2分別是馬氏體不銹鋼葉輪毛坯尺寸和三維實體。由圖可見,該鑄件屬于結(jié)構(gòu)復(fù)雜件,一方面是壁厚不均勻,厚壁和薄壁之間尺寸相差較大,補縮、收縮應(yīng)力等問題需在工藝設(shè)計時特別關(guān)注;另一方面是存在各種曲面,而且曲面處壁厚極不均勻且相對較薄,因此,工藝設(shè)計時要充分考慮保證充型的完整性。根據(jù)葉輪鑄件的結(jié)構(gòu)特點,本文選擇了兩箱造型法,并將鑄造分型面設(shè)置在葉輪中間部位,分型面位置見圖3。鑄件頂端壁厚較厚,應(yīng)考慮在該位置添加冒口。鑄件的凝固時間取決于它的體積V和傳熱表面積A的比值,其比值稱為凝固模數(shù)。
2葉輪鑄造工藝設(shè)計與優(yōu)化
2.1馬氏體不銹鋼葉輪鑄造工藝模擬分析
采用有限元分析軟件對鑄造工藝進行模擬,鑄件模型選擇的材料為馬氏體不銹鋼,砂箱模型選擇的材料為樹脂砂,鑄件與砂箱之間的換熱系數(shù)為500W/(m2•K),澆注溫度為1560℃,充型速度為42kg/s,澆注時間為27s,熱傳遞方式為空氣冷卻,設(shè)置重力加速度為9.8kg/s2,初始條件為金屬液溫度1560℃、砂箱溫度25℃,運行參數(shù)采用默認設(shè)置。葉輪充型過程模擬結(jié)果見圖5??梢钥闯?,金屬液充滿澆道,整體充型平穩(wěn),見圖5a。當(dāng)澆注完成后,鑄型內(nèi)腔全部被充滿,不存在澆不足現(xiàn)象,見圖5b。模擬結(jié)果表明,該鑄件的鑄造工藝設(shè)計方案保證了澆注過程的平穩(wěn)性,也保證了鑄件形狀的完整性,說明澆注系統(tǒng)設(shè)計合理。圖6為鑄件澆注265s后透視狀態(tài)圖,可以發(fā)現(xiàn),葉輪下端圓環(huán)、分型面中心部位交界處存在縮孔,且個別葉輪側(cè)冒口底端存在封閉的高溫區(qū)間,該位置也可能出現(xiàn)縮孔。由此可見,該工藝設(shè)計方案在保證鑄件補縮方面還存在設(shè)計不足。因此,原設(shè)計方案必須改善冒口設(shè)計,或者采取必要的工藝補救方案。
2.2工藝優(yōu)化
針對初始設(shè)計工藝所出現(xiàn)的缺陷問題,對葉輪鑄造工藝進行優(yōu)化??紤]在葉輪底端圓環(huán)和葉輪中心位置出現(xiàn)的縮孔,我們分別在葉輪底端加入圓環(huán)形冷鐵,在葉輪中間部位六個側(cè)冒口之間加設(shè)楔形冷鐵。改進后葉輪鑄造工藝圖如圖7所示。對改進后的工藝方案進行模擬,工藝改進后的葉輪充型模擬結(jié)果。當(dāng)充型開始14s時,充填部位型腔內(nèi)金屬液完全充滿澆道,充型平穩(wěn),沒有明顯飛濺,見圖8a,說明澆注系統(tǒng)設(shè)計仍能保證充型的平穩(wěn)性;圖8b是充型至27s時(充型完畢)的狀態(tài)圖,可以看出,金屬液已完全充滿型腔,型腔內(nèi)不存在澆不足等缺陷。
3結(jié)論
(1)不銹鋼葉輪鑄件選取階梯式澆注方式和開放式澆注系統(tǒng),可以保證鑄件充型過程中金屬液的平穩(wěn)性及充型后的鑄件形狀完整性。
(2)不銹鋼葉輪鑄件直接采用明冒口和暗冒口不能完全防止鑄件內(nèi)產(chǎn)生縮孔與縮松,當(dāng)冒口與冷鐵配合使用時可以消除縮孔與縮松。
自動批量調(diào)合(ABB),實際上是一種將現(xiàn)代計量技術(shù)與小釜調(diào)合相結(jié)合的調(diào)合工藝。適合用于小批量產(chǎn)品的生產(chǎn),靈活性高,便于擴建。自動批量調(diào)合(ABB)特點:1)自動化程度高。整個調(diào)合過程實現(xiàn)自動生產(chǎn),沒有人為干預(yù),實現(xiàn)按配方和設(shè)定的程序自動進行。2)計量精度高。根據(jù)每一批次不同的組分添加量,可以選擇主調(diào)合釜、輔助計量罐、DDU和人工添加等不同方式。可以達到0.3‰以上的進料計量精度。3)靈活性好。一是每一批次最低調(diào)合量可達到調(diào)合釜容積的10%,大批量產(chǎn)品可多批次調(diào)合;二是允許桶裝添加劑通過DDU添加,固體添加劑、加入微量添加劑可采用人工計量后直接倒入,簡化了工序。4)解決了產(chǎn)品之間的“污染”問題。最小的殘留設(shè)計,調(diào)合釜和輔助計量罐采用不銹鋼材質(zhì),內(nèi)壁拋光,減少油品附著。高效率的沖洗頭、自排放的配管,切換品種時利用最少的基礎(chǔ)油清洗釜壁,排放清洗油到200L桶中,下一次調(diào)合同樣品種時用DDU抽入,按基礎(chǔ)油計入調(diào)合配方。5)生產(chǎn)速度快。輔助計量罐允許與調(diào)合釜可以同時計量和攪拌,調(diào)合釜外部纏繞的半管直焊盤管加熱快速;三段立式高效攪拌器攪拌強度大,快速混合。復(fù)合添加劑生產(chǎn)的特點是原料品種比較多,要求計量精度高,進料必須有順序之分;產(chǎn)品品種多、批量有大有?。换旌蠑嚢钑r間長。在復(fù)合添加劑的生產(chǎn)過程中,有些添加劑單劑直接接觸可能會發(fā)生不良反應(yīng)而不能直接接觸,因為這種不良反應(yīng)會降低復(fù)合添加劑的的某些性能甚至使其不合格,必須用能夠直接接觸的添加劑單劑間隔開來,也就是說在復(fù)合添加劑的生產(chǎn)過程中對單劑的添加順序是有嚴格要求的。而且又由于單劑的粘度一般都比較高,瞬時調(diào)合不可能使幾種單劑充分混合。因此,在線管道調(diào)合(ILB)不適合復(fù)合添加劑的生產(chǎn)。在用SMB進行調(diào)合時,主要的幾種單劑都是以復(fù)合劑的形式加入,即便是使用單劑進行油品調(diào)合,因為基礎(chǔ)油的量很大而單劑的量很小,即使因為操作不當(dāng)使不能直接接觸的單劑發(fā)生了直接接觸的失誤,大量存在的基礎(chǔ)油也會弱化甚至消除其不良反應(yīng)。在復(fù)合添加劑的生產(chǎn)過程中如果發(fā)生了這種操作失誤,后果是不可挽回的。因此,同步計量調(diào)合(SMB)的計量系統(tǒng)同樣不適合復(fù)合添加劑的生產(chǎn)。自動批量調(diào)合(ABB)的顯著特點是自動化程度高、計量精度高、生產(chǎn)速度快。在復(fù)合劑的生產(chǎn)過程中調(diào)合時間較長,因此體現(xiàn)不出ABB調(diào)合系統(tǒng)的優(yōu)點。綜上所述,本項目推薦采用同步計量調(diào)合(SMB)中的罐式調(diào)合與自動批量調(diào)合(ABB)中的計量(稱重式電子秤)控制系統(tǒng)相結(jié)合的調(diào)合工藝—定量加料自動控制罐式調(diào)合工藝。小量添加劑采用DDU抽桶系統(tǒng)加劑技術(shù)。DDU抽桶系統(tǒng)具有添加劑最大化地回收,自動洗桶,殘留量較少等優(yōu)點。在復(fù)合劑的生產(chǎn)過程中,不論是作為原料的添加劑單劑還是復(fù)合添加劑產(chǎn)品的品種都比較多,不可能設(shè)置專線,共用管線就帶來品種間可能存在的相互“污染”的問題,因此對復(fù)合劑及添加劑單劑管線采用通球掃線技術(shù)。通球掃線原理和性能:清管球由氣/液來推動,用于倒空管線和刮擦管壁。通球掃線效果:1)相當(dāng)于管線進行機械的導(dǎo)淋和管線的清洗。2)把一條管線按順序輸送若干產(chǎn)品成為可能。3)殘留量極小不用沖洗,沒有浪費。4)極大地減少了管線的數(shù)量。
2調(diào)合設(shè)備工藝計算
調(diào)合系統(tǒng)的使用率與操作時間有關(guān)。復(fù)合添加劑的生產(chǎn)是間斷生產(chǎn),年操作天數(shù)按250天設(shè)計,根據(jù)各個復(fù)合劑調(diào)合時間及原料的進料時間,考慮產(chǎn)品需要做實驗的時間,調(diào)合設(shè)備充滿系數(shù)取0.85,根據(jù)產(chǎn)品的品種和數(shù)量,并考慮留有適當(dāng)余地,滿足市場需求,來考慮調(diào)合釜的數(shù)量及規(guī)格。作為復(fù)合添加劑的原料添加劑單劑儲存天數(shù)按15天計算,儲罐的充滿系數(shù)取0.9,根據(jù)添加劑單劑的數(shù)量及用量來確定原料儲罐的數(shù)量及規(guī)格。添加劑單劑的轉(zhuǎn)料泵根據(jù)調(diào)合釜進料時間及添加劑的加入量計算確定。作為產(chǎn)品的復(fù)合添加劑的儲存天數(shù)按10天計算,儲罐的充滿系數(shù)取0.9,根據(jù)各個產(chǎn)品的年產(chǎn)量來確定成品儲罐的數(shù)量及規(guī)格。復(fù)合添加劑的轉(zhuǎn)料泵根據(jù)產(chǎn)品輸轉(zhuǎn)時間計算確定。
3流程說明
散裝或桶裝添加劑單劑用泵分別送入單劑儲罐中,調(diào)合過程中先用泵將預(yù)定比例的單劑送入調(diào)合罐內(nèi),用量少的添加劑,由自動抽桶設(shè)施(DDU)加入到調(diào)合罐內(nèi),添加劑的進料量由稱重傳感器計量,進料閥自動控制。在罐內(nèi)用立式攪拌器充分攪拌混合均勻化驗分析合格后,用泵送至復(fù)合劑罐或產(chǎn)品灌裝廠房灌裝。調(diào)合過程中從進料、卸料、吹掃、管線通球等均由計算機自動控制。
4結(jié)論
病人轉(zhuǎn)運床的外觀尺寸參照傳統(tǒng)轉(zhuǎn)運床進行設(shè)計,機體有一個可移動底座,使轉(zhuǎn)運床在移動過程中運行平穩(wěn),同時具備急停、剎車等功能?;谶@種思想,可移動底座選用帶有剎車功能的萬向輪作為移動機構(gòu)。然后,在移動底座上面安裝升降機構(gòu)、伸縮機構(gòu)、轉(zhuǎn)運機構(gòu)及配件,以實現(xiàn)床身的上下運動、伸出與收回運動、傳送運動等功能,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。
1.1升降機構(gòu)設(shè)計
病人轉(zhuǎn)運床的升降機構(gòu)承擔(dān)著轉(zhuǎn)運床的升降作用,目的是使轉(zhuǎn)運床能夠適應(yīng)不同高度的手術(shù)臺及相應(yīng)檢測裝置。本設(shè)計的升降機構(gòu)選用了剪式千斤頂,如圖2所示。升降機構(gòu)主要由底座、上支撐臂、下支撐臂、螺母、絲杠組成。該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)自鎖,提高安全性。另外,它還具有運動平穩(wěn)、承載能力大、自重輕等特點。
1.2轉(zhuǎn)運床伸縮機構(gòu)
病人轉(zhuǎn)運床的伸縮機構(gòu)承擔(dān)著轉(zhuǎn)運床的張開、伸展等功用。伸縮機構(gòu)上面安裝轉(zhuǎn)運機構(gòu)。床身的伸出及返回選用1605系列滾珠絲杠機構(gòu),將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動,提高了傳動效率。為了保持床身受力均衡,減少運動阻力,我們選用SBR16型直線導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌可在高負載的條件下實現(xiàn)高精度的直線運動。具體布局為,在床身中下部安裝滾珠絲杠,兩端安裝直線導(dǎo)軌,來實現(xiàn)正反方向的平穩(wěn)運行,具體如圖3所示。
1.3轉(zhuǎn)運機構(gòu)
轉(zhuǎn)運機構(gòu)是轉(zhuǎn)運過程的關(guān)鍵裝置,要求轉(zhuǎn)移時受力均勻,過程平穩(wěn)。病人在不同床之間的移動采用托輥機構(gòu),由托輥帶動傳送帶轉(zhuǎn)移病人。在安裝過程中,整個托輥機構(gòu)需要有一定的傾斜角度[3]。這樣,當(dāng)伸縮機構(gòu)將轉(zhuǎn)運機構(gòu)移至病人身旁時,可以正好將其放在病人身體下方,無需人工輔助搬抬病人。托輥末端直徑設(shè)計要求最小,其目的是為了便于轉(zhuǎn)運床身插入病人身體一側(cè),而不會產(chǎn)生不適感。具體的轉(zhuǎn)運結(jié)構(gòu)如圖4所示[4]。
2主要機構(gòu)的校核
伸縮機構(gòu)強度校核伸縮機構(gòu)最大伸出量為模型床寬度的一半,即0.15m,承受最大載荷為98N,轉(zhuǎn)運機構(gòu)驅(qū)動力的校核主動滾筒上所需圓周驅(qū)動力F為所有運行阻力之和。
3結(jié)語
1.1設(shè)計人員
目前,很多針織毛衫工藝設(shè)計人員是企業(yè)內(nèi)部培養(yǎng)的老員工,他們從基層車間做起,有著豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,充分了解各種毛衫的原料特征、工藝設(shè)計注意事項、各生產(chǎn)工序流程等,但是缺乏專業(yè)理論知識和藝術(shù)鑒賞能力,尤其對人體特征和服裝結(jié)構(gòu)的了解不多,很多做法是自己摸索的經(jīng)驗總結(jié),培養(yǎng)年輕工藝設(shè)計師也是師傅帶徒弟的方式,沒有形成系統(tǒng)的理論和突破創(chuàng)新,因而對時裝化、高檔毛衫版型的理解有一定的局限,往往在實際生產(chǎn)中需要反復(fù)多次試織,這不僅浪費原料,而且耗時。當(dāng)然,企業(yè)也有很多紡織專業(yè)的高校畢業(yè)生,相對來說,他們的生產(chǎn)經(jīng)驗稍顯欠缺,對毛衫工藝設(shè)計的特殊性以及與工藝設(shè)計相關(guān)的針織原料、組織結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備等因素掌握得不到位,需要經(jīng)過數(shù)月甚至幾年的熟練,才能得心應(yīng)手地獨立設(shè)計。總地來說,在針織服裝工藝設(shè)計方面,市場上比較缺少精通針織工藝設(shè)計,同時又能很好地把握服裝結(jié)構(gòu),并了解服裝打版技術(shù)的人才,這也可以說是高?;蚋呗氃盒E囵B(yǎng)人才的方向。
1.2設(shè)計原理
針織毛衫的時裝化體現(xiàn)在多方面,尤其以合體美觀和凸顯身材最受歡迎。女性軀體形態(tài)復(fù)雜,從肩經(jīng)胸、腰至臀經(jīng)歷了由扁變圓又變扁的變化過程,這不僅僅是維度尺寸的差異,從側(cè)面看,女性隆起,背部后傾,頸稍向前伸,再加上盆腔寬闊,骨盆傾斜程度較大,臀部后凸,整個軀干起伏較大,呈優(yōu)美的S形。女性體表凸凹起伏,平面的衣料要形成與人體表面相適應(yīng)的結(jié)構(gòu),在梭織服裝上,服裝與人體的吻合可以通過收省、轉(zhuǎn)省、分割、結(jié)構(gòu)線、抽褶或折裥等方式實現(xiàn),而針織物是利用織針將紗線彎曲成線圈并相互串套而成的,屬于成形產(chǎn)品,而且具有脫散性,不宜采用上述方法,所以只能通過面料本身的彈性以及收放針等方式來實現(xiàn)服裝的合體性。按傳統(tǒng)工藝設(shè)計方法,即套用公式或依據(jù)經(jīng)驗計算,或者根據(jù)毛衫CAD自動生成衣片工藝,都會存在衣服穿起來不平整的問題,即人體與服裝的吻合度不夠,這種不平整現(xiàn)象尤其以掛肩下部(腋下袖窿部位)和掛肩上部(成衣縫合后表現(xiàn)為袖山抹角處)最明顯。
2毛衫袖窿結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計
2.1袖窿結(jié)構(gòu)
整件毛衫中,涉及到曲線或弧度的部位主要就是袖山與袖窿(腋下),因此毛衫工藝設(shè)計中,袖山的工藝合理與否至關(guān)重要。袖山是衣袖造型的主要部位,袖山結(jié)構(gòu)包括袖窿部位的結(jié)構(gòu)和袖山部位的結(jié)構(gòu),因其兩者是相匹配的,所以風(fēng)格必須一致。在毛衫中,袖山結(jié)構(gòu)種類按寬松程度一般可分為寬松型、較寬松型、較合體型、合體型4種,如圖1所示。最初的針織毛衫基本都是寬松型的,隨著針織技術(shù)設(shè)備的發(fā)展、原材料的更新以及人們對服裝消費需求的變化,大部分毛衫尤其是女式毛衫逐漸向合體型過渡。形象地講,我們可以認為寬松型的袖窿版型展開后類似于細長的棗核形狀,而合體型袖窿版型展開后卻像一個圓潤的水滴。
2.2工藝設(shè)計
袖子是根據(jù)人體腋窩的形狀及其手臂的運動狀態(tài)而配套設(shè)計的。盡管袖窿與袖子在服裝設(shè)計中類別很多,但都是為腋窩服務(wù)的。通過對正常人體的抽樣測量和數(shù)據(jù)分析,再加上服裝放松量,適當(dāng)調(diào)整后得到服裝胸圍與袖窿各部分比例關(guān)系為:袖窿圍=胸圍×44.3%;袖窿深=胸圍×14.7%;袖窿寬=胸圍×13%。前身衣片袖窿曲線曲率較大,袖窿最低點也最接近胸圍水平線,因此毛衫工藝設(shè)計時,一般前片掛肩收針高度高于后片,前片收針頻率快一些,腋下一次性括針針數(shù)也較多,即腋下平位寬度較大。人體腋窩側(cè)剖面為蛋形,服裝結(jié)構(gòu)制圖時要把人體腋窩的立體形狀轉(zhuǎn)換為平面袖窿,在梭織服裝的結(jié)構(gòu)制圖中,已經(jīng)有比較成熟的服裝胸圍與袖窿及各部分的比例計算關(guān)系:袖窿寬=2/10×胸圍-7.5cm;袖窿深(掛肩尺寸)=1.5/10×胸圍+3cm+x。其中x值根據(jù)服裝的合體與寬松程度進行調(diào)整,例如合體型服裝x取0~1。將上述計算公式運用在針織毛衫工藝設(shè)計上,以驗證服裝結(jié)構(gòu)與針織工藝的密切關(guān)系。1/2前胸寬=1/2后背寬=胸圍×18.5%,這樣的比例關(guān)系中,前胸寬與后背寬值也是現(xiàn)代針織毛衫工藝設(shè)計中經(jīng)常用到的兩個尺寸數(shù)據(jù)。現(xiàn)在大多數(shù)合體針織衫的掛肩上部都有放針環(huán)節(jié),原因為:考慮服裝肩部沖肩量值,更符合人體特征;考慮針織衫成衣縫合的美觀性,放針后,成衣合肩、绱袖后,肩點位置不會出現(xiàn)凹進的三角缺口,接縫更圓滑美觀。尤其在時裝款針織衫中,袖窿處(掛肩部分)工藝已由收針-直搖的形式,逐漸向收針-直搖-放針的形式轉(zhuǎn)變,當(dāng)掛肩涉及到放針時,前胸寬和后背寬的值是工藝設(shè)計時的重要參考因素,因為在胸圍尺寸不變的情況下,袖窿寬是隨著前胸寬和后背寬的增減而變化的。
3設(shè)計舉例
在設(shè)計某款針織毛衫前,通常要先進行款式分析,比如分析毛衫廓型是寬松還是合體的,袖子是插肩袖、馬鞍肩袖、普通平裝袖還是其他類型袖等。其中,寬松型毛衫掛肩工藝設(shè)計相對簡單,對曲線的圓順性要求也不是很嚴格,設(shè)計難度小一些。此處以要求掛肩工藝比較精準的平裝袖合體毛衫為例,其胸圍100cm(胸寬50cm),肩寬37.5cm,掛肩20cm(斜量),設(shè)計密度:大身橫密為56縱行/10cm、大身縱密為85橫列/10cm,紗線線密度32tex×2(26S/2)。
3.1確定袖窿寬針數(shù)
不過實際設(shè)計中,因為各種因素的存在,兩種方法計算出的針數(shù)不是完全相同而是接近,但是多次實踐證明根據(jù)梭織服裝結(jié)構(gòu)所得結(jié)果更合理一些,當(dāng)服裝款式不斷更新時,這樣的合理性也會更加明顯。該比例分配關(guān)系更適合合體型毛衫工藝設(shè)計,寬松型或特殊款毛衫需要根據(jù)實際情況調(diào)整。
3.2確定掛肩轉(zhuǎn)數(shù)
毛衫掛肩尺寸測量法有很多種,常用的有以下兩種:一是斜量,即沿肩點直線量至腋下;二是直量,即從肩點垂直量至胸圍水平線。量法不同,掛肩轉(zhuǎn)數(shù)計算方法也不同,此處所引掛肩尺寸均為斜量。
3.3前后片針轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整與收針分配
確定袖窿寬收針高度與寬度以后,還要根據(jù)款式進行收針分配,收針方式的合理搭配很重要,決定著毛衫袖窿曲線的曲率大小、曲線圓順與否以及袖窿形狀是否符合人體特征與服裝結(jié)構(gòu),從而影響毛衫服用的舒適性與外觀效果。毛衫工藝設(shè)計技術(shù)發(fā)展多年,根據(jù)款式的變化,設(shè)計思路也在不斷變化,以袖窿收放針為例,可以歸納出如圖3所示的幾種變化形式。其中,圖3a所示收針方式完全針對寬松版毛衫,基本沒有弧形結(jié)構(gòu);圖3b增加了腋下一次拷針寬度,收針轉(zhuǎn)數(shù)也在變化,由原來的2轉(zhuǎn)和3轉(zhuǎn)收,改為2轉(zhuǎn)和4轉(zhuǎn)收,收針層次分明,弧形趨于圓潤;開始嘗試增加1.5轉(zhuǎn)的收針方式,使服裝曲線愈加平緩圓滑;圖3d相對于合體針織毛衫來說,工藝已經(jīng)比較成熟,袖窿收針寬度逐漸增加,袖窿底部一次性拷針的數(shù)量越來越多,同時收針幅度也越來越大,弧形也由第一種收針方式的尖細形狀向符合服裝結(jié)構(gòu)的圓潤形狀過渡。
3.4小結(jié)
袖窿寬針數(shù)與掛肩轉(zhuǎn)數(shù)的計算,都沒有考慮修正因素,實際工藝設(shè)計中,要根據(jù)服裝款式、紗線線密度、設(shè)備機號、成衣縫耗等因素加以修正,所計算出的針數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)也會稍有變動。
4結(jié)束語