[01120892]蜡制复合材料替代金属材料在数控机床上实践教学的应用研究

1、项目来源：永州巿科技局《关于下达2006年度永州巿科技计划项目的通知》，文件号为永科发[2006]2号，项目编号第21号。2、成果的应用范围和技术要点：研究成果的推广范围为全国大、中专职业院校的前期数控加工的实践教学。技术要点：(1)进行各种配比试验；(2)设计并制作浇注模型；(3)各种配比材料的切削试验；(4)蜡制复合材料与其它材料的经济性、安全性、直观性对比分析。3、与国内外同类技术比较：课题组人员分别在本市、本省的大、中专学校进行了调查，了解到本省大、中专学校中，只有少数学校曾经使用过蜡制材料，但最终因为技术等问题而改用其它材料。经湖南农业大学图书馆查新，发表有关《蜡制复合材料替代金属材料在数控机床上实践教学的应用研究》的论文，为国内首次文献报道。该课题为国内首创。4、成果的创造性、先进性：(1)达到了教学的直观性；(2)具有实用性；(3)降低了实践教学费用；(4)提高了实践教学的安全性；5、作用意义（直接经济效益和社会意义）：(1)经济效益采用蜡制复合材料培训数控操作技术人员，分前、后两期进行。在前期用蜡制复合材料培训，待初学者掌握数控机床的操作方法后，方能用金属材料在数控机床上使用。按照这样的培训方法，与过去完全采用金属材料培训相比：一是节省了实习材料，降低了教学成本。二是在训练过程中降低了操作上的人为事故，减少了设备的维修、刀具及冷却液等的消耗费用。具体计算如下：培训一名数控车操作人员：我院培训的方法是分前期和后期进行。前期采用蜡制复合材料培训，培训内容为12个课题；后期采用金属材料培训，训练4个课题。由于蜡制复合材料可回收，且回收率高达90%。现按每个课题需要蜡制材料的材料费12元，12个课题共需材料费129.6元，另外采用蜡制复合材料还可节约切削用刀6把，每把按12元计算，可节约刀具损耗费用72元/人；还有设备维修费原来需10万/年，现在只需6万/年，可节约4万元。制造蜡坯的钢模、钢芯所需费用每件2.5元；蜡坯的制作等费用每件1.5元。全年按培训548人计算，共节约经费548×(129.6+72+36.5-2.5-1.5)=128286.80元。培训一名数控铣操作人员：培训的方法与数控车相同。只是在前期用蜡制复合材料训练6个课题，后期再用金属材料训练2个课题。现在按每用一个蜡制材料计费14元计算，6个可节约75.6元/人；另外采用蜡制材料后，每个学生可减少铣刀消耗量6把，每把16元，即节省96元；还可降低设备维修费用36.5元/人；制造钢模及蜡坯的费用计2元/件。全年按培训548人计算，共节约经费(75.6+96+36.5-2)×548=112942.8元。每年培训数控车和数控铣操作人员各548名，共计节约教学成本128286.8+112942.8=241229.6元，每人每年可节约220.1元。(2)社会效益蜡制复合材料研制成功后，按照上述经济效益分析，每培养一名操作人员就可以节约教学成本220.10元，在本校培训1096人可节约24.12万元。如果在全巿的10所大、中专院校推广应用，每年可节约241.2万元。如果在全省100所大、中院校推广应用，每年可节约2412万元。全国现有高职院校达1000余所，由此可见，该项成果具有广阔的推广前景和巨大的社会效益。该项研究发现，蜡制复合材料不但可以用于数控机床上的教学，而且也可运用到普通机床上去。就目前各学校设备配置状况来看，普通机床远远多于数控机床。如果按照在数控机床上使用蜡制材料的数量推算，那么，在普通机床上使用的蜡制材料将会更多，产生的经济效益更大。根据全国工业普查资料，我国机床数控化率不足2%。在世界发达国家，机床数控化率已超过20%。要实现国家提出的到2010年前机床数控化率达到10%以上的目标，按机床数控每增加一个百分点就需要4万台数控机床和增加数控技术应用型人才20万计算，到2010年，还需要320万数控技术应用人才。随着我省装备制造行业的机床数控化率的提高，数控机床的数量将增加约2000台/年。全省每年需增加数控机床操作技术人员6000人，数控编程人员2000人，数控设备安装调试和维修人员200人，每年总共需要数控技能型人才10000人。在此背景下，诸如湖南工业职院、湖南铁道职院、永州职院、永州高级技工学校等职业院校均开设了数控技术专业，并在其它专业（如模具设计与制造、机电一体化等）也开设有数控技术课程。数控技术是一门实践性非常强的课程，实习的成本费用高，在初学者中易出现打刀、碰撞机床、伤及操作人员等事故。在此基础下，课题组提出采用蜡制复合材料替代金属材料运用到数控机床的前期教学，该方法具有节约教学成本和提高实践教学的安全性。因此，该课题研究成功后，可在本省乃至全国的职业院校推广应用。推广的具体措施：1)提高采用蜡制复合材料替代金属材料在数控机床上实践教学的认识，明确为什么要先用蜡制材料进行前期的训练，后期再使用金属材料的意义；2)将该成果首先在我巿大、中专院校推广，让受益学校帮助宣传，从而将成果推广到本省，直至全国；3)开展对外交流，及时了解该项成果的应用动态，进一步改进成果应用中的不足。