刀片选择

刀片选择（通用7篇）

刀片选择 篇1

摘要：伴随着中国工业的迅速发展与经济全球化趋势的进一步拓展, 工业企业能否在激烈的市场竞争中占据有利的竞争地位也显得日益重要。而刀片的选择直接关系到企业成本的缩减, 文章尝试通过对刀片的选择与使用进行研究, 力图实现缩减加工成本的目的。

关键词：缩减成本,刀片选择,研究

普遍分布于各地区的制造行业逐步发展成为中国国民经济中的活跃成分, 制造业在扩展国民就业与实现经济可持续发展方面具有独特的战略意义, 能否切实实现成本最小化, 不仅仅直接关系到我国社会主义经济能否永续发展, 更间接的影响到人民生活水平的提高。在此进程中, 刀片的合理选择与使用决定着制造业产品的精度, 更关系到整个行业生产效率的提高。唯有依据相关设备选择与之相适应的刀片, 并且正确使用, 才能够充分发挥设备的效用, 实现制造业的发展。文章通过分析刀片的特点及其选择中需要注意的问题, 结合质量相关理论提出可行的建议, 尝试对如何正确选用刀片进行研究, 扩展其对工业发展的贡献作用。

1 选择刀片的依据

随着工业的迅速发展与加工数控技术的广泛应用, 刀片的使用也日新月异。如何采取有效方法来确保刀片的正确选择与使用也越来越具有现实意义。一旦刀片选择出现问题, 就容易造成危害使用者生命财产安全的威胁, 还会影响社会的正常运转和持续发展。文章力图通过介绍刀片选择的影响因素, 提出可行性的选择与使用方案, 准确定位此类问题, 选择有效方案针对性的缩减加工成本, 为实现刀片的安全选择助力。以缩减加工成本为视角进行刀片的选用需要考虑如下因素。

1.1 与材料相匹配

研究刀片的选择与使用的目的是最大限度的缩减成本, 依据被加工的特性选择相应的刀片, 以此提高刀具的切削性能, 满足被加工件所需的技术要求, 满足具有较高的高温硬度的要求, 以及例如必要的强度和韧性、耐磨性、导热性、化学惰性、可加工性、符合标准化等控制切削的功能[1]。

1.2 与加工要求调适

刀片的选择及使用的最终目的是满足多样化的精度要求, 为多元化的制造方式提供合理的应用设施, 这就需要依据不同的制造要求, 选用与之相适应的刀片, 同时注重对于加工成本的压缩, 避免过分注重刀片质量而消耗不必要的加工成本。

1.3 施行价格比照

以缩减加工成本为视角探究如何选择及使用刀片, 需要综合各方面的刀片影响因素。首先要对于国产与国外购买的刀片展开比照, 为避免国外进口刀片造成的价格昂贵以及使用不方便等弊端, 需要充分考察其能否与我国加工设备相适应的现状, 进而做出合理的选择。其次, 考虑到不同厂家刀片生产的成本与运输费用存在差异性, 为实现成本的最小化, 需要建立在对于当前市场中刀片价格与效用充分考察的基础上, 进行合理的取舍选择。

2 刀片选择的办法

广泛探讨以缩减加工成本为视角探究如何选择及使用刀片具有很强的技术性, 创新选择刀片的办法对于促进加工成本的压缩具有巨大的促进贡献。要针对刀片所存在的各类型特性, 借助知识原理来分析选择方法, 并作出正确行为选择的判断就显得至关重要。如何针对零件的材料选择合理的刀片以及正确使用刀片, 首先要了解刀片材料的组成及相应性能, 其次要了解刀具的相关参数以及相关的切削加工参数的设定, 最后要根据刀具的实际磨损情况适当的调整加工参数及加工条件[2], 文章试图针对以上方面进行论述。

2.1 依据需要选择

要根据加工设备不同的运行方式来选择刀片, 根据设备的加工标准以及材料要求来进行刀片的使用, 通过密切观察其是否存在磨损等现象判断刀片使用是否存在隐患;可以采用多样化的安全措施防止刀片磨损与切削不当现象的发生;还要建立即时控制来实现对设备的保护功能;定期清洁刀片, 来保证其切削作用发挥正常。选择及使用刀片的方案如下:首先, 要检测刀片的各项相关参数指标能否满足设备需要, 在不损害设备的前提下及时准确的了解刀片的使用状态;其次, 要结合相关知识和压缩成本的基本原则, 来定期定时地评价刀片使用的现行情况, 这对于合理规划刀片的使用寿命, 预测其完成目标计划的可行性具有良好的前瞻性。同时, 考虑到刀片厚度对于切削加工的影响, 还要通过相关的技术改良来提升刀片的使用周期, 减少设备的更新换代, 进而减少成本的投入。

2.2 多种标准相结合

伴随着制造业加工中的设备更新换代速率的增快, 技术操作者要不断学习相关理论知识, 熟悉刀片选择与使用方法, 在了解的基础上对其进行合理利用。将传统的刀片选择方法与新型的试验手段相结合, 着力发挥刀片在促进工业发展、减少成本投入中的作用, 不断提升机械自动化的管理水平。为有力推动刀片选择与使用的优化调整, 还要密切关注各种刀片制成材料, 采取节能减排的运转渠道、环保先进的使用技术、循环迅速的设备配置等。一方面最大限度的晋升刀片对于制造业加工发展的进阶功效;另一方面, 更好的实现科学技术为提升环境生态效益的水准, 这就需要在技术的支持下, 将刀片的选择与使用进行成本的压缩, 进而在寻找安全保障与经济最大化的契合点的基础上, 保证加工制造业的可持续发展。在选择及使用刀片时, 要考虑到影响刀片性能的多类型指标, 依据实际操作需要的标准来选择适合指标要求的刀片。为更好地保证刀片加工的精确程度, 在挑选刀片时候还要充分考量刀片的尺寸。

2.3 重视刀片的安全

一方面要对现场施工中的刀片使用进行定期的检验与维修, 借助定期维护来提高刀片的使用寿命;另一方面, 还要加强对技术操作人员的培训, 使其掌握规范化的操作, 积极推动以智能型试验为基础的新式信息收集方式, 将刀片故障的数据诊断与问题的探究作为一个系统性工程处理, 在大量数据的支撑下提出可行性的智能测试方法。利用智能手段与新式刀片使用方法实现对加工设备瞬时保护及联网控制, 大力发展多元化的刀片使用技术, 实现对加工制造业的安全有效控制。此外, 为实现加工成本的缩减, 还要最大限度的将刀片的供货商选择进行规范化, 以便后期反馈刀片的实际效用, 并进行维修与质量检测, 为实现刀片使用重复率的提升, 要充分考察刀片的各项指标能否满足加工需求, 选择稳定性高的耐磨材料。

总之, 随着社会经济的快速发展, 工业制造加工中的刀片使用直接关系我国制造行业的进步, 而科学的刀片选择与使用方法成为其安全运营的基础性条件。要实现加工成本的缩减, 就要更新刀片选择的认知水平, 结合当前制造行业发展的现状来采取科学化的使用手段。重视对于加工技术操作人员素质的提升、多重选择方法的综合使用以及刀片使用安全管理的落实, 在适应我国加工制造水平不断提高的同时, 合理规划刀片的选择与使用], 促进其对推动我国加工业发展、丰富人民物质生活的无可替代的作用。

参考文献

[1]倪立明.可转位刀片的合理选择[J].哈尔滨理工大学学报, 2011 (4) :112-113.

[2]郭秀云.硬质合金刀片切削性能的实验研究[J].装备机械, 2011 (2) :25-25.

刀片选择 篇2

中桥调查结果显示, 随着大数据、云计算和移动互联快速成为IT投资重点, 刀片融合架构在提高虚拟化和应用部署效率, 以及硬件利用率、可用性和可靠性的同时, 降低新增硬件设备采购, 以及数据中心占地和能耗等需求, 驱动着未来2年刀片融合架构在中高市场的快速增长。但从目前情况来看, 中国x86刀片融合架构相比全球市场还存在一定的距离。

据统计, 全球x86刀片融合架构占总x86服务器的比例已达22%, 而在中国市场这一占比仅约10%。导致中国刀片融合架构占比低, 未来24个月增长快的主要原因包括: (1) 高度虚拟化是驱动刀片融合架构的最主要驱动力之一。而中国市场生产应用虚拟化滞后于欧美市场。架构部署管理复杂是中国用户将虚拟化限制在办公软件和测试/容灾环境的最主要原因。刀片融合架构可以大幅度降低虚拟化部署和管理复杂度。 (2) 传统的IT分层 (服务器, 存储, 网络) 采购管理流程, 阻碍着刀片融合架构在中国市场的接受度。随虚拟化水平的提高, 驱动了未来24个月企业IT管理向以工作负载为核心的管理流程过渡, 从而推动了对刀片融合架构的接受力度。 (3) 私有云/混合云是驱动刀片融合架构增长的另一驱动力。65%参加中桥调查的人员表示, 在未来24个月会部署云计算, 这将显著驱动刀片架构的需求。 (4) 移动应用和移动终端管理是未来12个月企业级用户的IT投资重点, 将进一步刺激刀片融合架构的需求。 (5) 商业智能和大数据分析, 是构成加速刀片融合架构增长需求的另一热点。

中国刀片融合架构市场趋势

目前, 中国市场对刀片服务器具有良好的接受度。而且, 未来24个月, 刀片服务器将在中国市场产生更多的市场需求。中桥调研显示 (图1) , 27.5%的受访企业已经部署了刀片服务器, 其中企业级的部署范围更大 (37.7%) ;未来12个月和12-24个月, 分别有21.1%和22.3%的企业考虑部署刀片服务器。其中企业级将引领未来12个月的部署趋势 (25.7%) , 中小企业的市场机会更多存在于未来12-24个月 (28.7%) 。

而从品牌选择的趋势来看, 超过半数的 (53.7%) 中国用户比较青睐国外品牌, 其次是国产品牌和国外技术的结合 (26.1%) 。中国政府行业, 石油石化, 教育科研在技术选择上更偏向价位成熟的技术厂商, 而在采购流程上更倾向国产品牌。结合中国品牌和国际成熟技术, 同时满足用户对技术成熟性和简化采购流程的需求。

刀片融合架构的主要价值

中桥针对IT管理者就刀片融合架构价值认知度的调查显示, 80%左右的IT决策者和IT从业人员认为, 刀片融合架构能提高IT对业务的支撑能力和IT对业务的响应速度, 简化架构管理。同时, 与30多个IT CIO的深访了解到, 目前中国企业级用户的分层 (服务器、网络、存储、应用) 管理, 阻碍着刀片融合架构的普及。此外, 以架构为核心的服务器采购评估流程, 也限制着对刀片融合架构的接受速度。随着生产应用虚拟化占比不断上升, IT管理开支占TCO比率也在快速上升, 这驱动了IT管理流程向以工作负载为核心的调整, 从而加快中国市场对刀片融合架构的接受力度。

从刀片融合架构的价值排行 (三选项) , 中国用户选择刀片服务器主要是因为如下几个价值点 (图2) : (1) 刀片服务器和网络、存储的整合效率高, 可以减少硬件设备整合所需的时间; (2) 刀片服务器可在标准高度的机架式机箱内插装多个卡式服务器单元, 提高单位空间服务器密度的同时, 可以大大降低耗能制冷和数据中心占地; (3) 刀片服务器可通过单一管理界面实现集中统一管理, 降低了管理的难度和复杂性; (4) 出于对融合架构的综合考虑。

刀片选择 篇3

刀片架构的应用

IT领域现在都在围绕着虚拟化、云计算、大数据和移动互联等IT新技术“转型”。中桥关于典型应用技术和市场趋势的调查显示, 有20.1%的企业, 仅次于考虑分别选择服务器、网络、存储的企业数量 (36%) , 在选用商业智能 (BI) 或大数据分析方案时会考虑部署刀片融合架构。调查同时显示, 企业在选择刀片架构时主要注重的是刀片服务器和网络以及存储的整合效率、单一管理界面简化管理流程, 以及刀片融合架构。而近期关于刀片融合架构的调研数据显示, 将近九成的IT决策者普遍认为高度整合刀片架构能够帮助企业提高虚拟化和应用、云计算、大数据分析、Web和移动应用开发部署管理效率。由此可见, 刀片融合架构特性, 包括快速部署、减少硬件设备整合所需时间、集中统一管理、加快IT响应速度, 以及提高资源利用率和高可用性, 都是未来2年驱动刀片融合架构在中国市场快速增长的重要因素。

(数据来源:中桥关于刀片架构的调查)

(数据来源:中桥关于刀片架构的调查)

(数据来源:中桥关于刀片架构的调查)

(数据来源:中桥关于刀片架构的调查)

刀片架构的市场驱动力

目前, 从IT管理者的角度来看, 相对于传统的机架式服务器和分层采购部署模式, 刀片架构在中国市场会出现比较大的增长。其驱动力主要来自以下几方面: (1) 半数 (50.4%) IT决策者和IT从业人员认为, 相对于传统的机架式架构, 高度整合刀片架构可以降低30%-50%的IT管理成本, 可以在IT演进的过程中大幅度降低IT管理的复杂度 (图1) 。 (2) 在关于高度整合架构可以节省多少架构集成部署时间的问题上, 41.0%的IT决策者认为, 跟传统分层采购部署相比较, 高度整合的架构可以节省30%-50%的架构部署时间, 还有15.5%的IT决策者认为可以节省50%-70%的架构部署时间 (图2) 。 (3) 刀片架构在制冷和耗能上的节省也将是驱动着其增长的动力之一, 42.4%的IT决策者认为采用高度整合的刀片架构, 制冷和耗能可以降低20%-40%, 还有24.5%的企业认为耗能和制冷可以有效地降低40%-60% (图3) 。 (4) 相对于传统机架式, 有37.5%的企业认为采用高度整合的刀片架构, 数据中心的占地可以节省20%-40%, 还有超过四分之一 (26.5%) 的企业认为占地可以节省40%-60% (图4) 。由此可见, 刀片融合架构能够降低IT管理复杂程度、节省架构部署时间、降低耗能制冷、减少数据中心占地, 从而在IT演进的过程中降低了整体的TCO。

刀片服务器应用探底 篇4

节能是刀片服务器的一个重要优势。刀片服务器是多个服务器集中于一个机箱内, 相对于塔式服务器和机架式服务器, 要节省空间, 同等条件下, 对散热和制冷要求更低。相对来讲, 随着刀片服务器市场的逐渐成熟, 数据中心对刀片服务器的安全、可靠等方面也提出了更高的要求, 较为成熟形态的刀片服务器密度反而并没有那么高。

自2008年以来, 刀片服务器的价格不断下降, 对于配置半框以上刀片的情况, 刀片服务器的价格已经低于同等配置的机架式服务器的价格, 业内有必要从采购的角度, 对刀片服务器在数据中心中的实际应用做详细的探讨。

刀片服务器的主要优势

1.适于门户网站、网游、流媒体等应用

HP、IBM、SUN、富士通等主流厂家的高性能小型机与刀片服务器相比, 其综合处理能力、稳定性明显高于刀片式服务器。甚至连主流的塔式或机架式的服务器由于空间充裕, 散热良好, 也比刀片服务器容易实现更多、更高主频的处理器、存储。但刀片服务器比较适合于门户网站、网游、流媒体类应用, 这些应用系统更接近分布式计算——同一时间内大量进程并行, 而单一进程的计算处理要求又比较低, 正符合刀片式服务器强调高密度分散计算的架构。

除上述应用外, 各类业务平台、计费、营帐等系统, 由于需要用到大量PC服务器, 也往往采用刀片服务器设备。

2.在单位机架中可以满足更多的计算能力需求

对于租用IDC机架这种情况, 需要根据使用的机架位置来计算租金。除了少量对费用不敏感的高端客户, 多数客户均需要在最少的机架空间内塞进最多的处理能力, 以节约租金支出。以常用的HP BL460刀片服务器+HP BladeSystem c3000机箱为例, 在42U (1U表示服务器的厚度是4.445cm) 机架中最多可以安装56个刀片, 而安装1U的HP DL360只能安装42个。

3.降低管理成本

刀片服务器主要运用于机架式安装环境, 并且需要共用交换机、存储、背板等资源, 所以对管理能力要求较高, 均具备远程监控和远程部署功能。利用远程监控工具, 可以解决用户关心的许多问题, 如拥有分布式或远程办公地点的客户, 可以解决当地人员的IT技能有限问题;可以跟踪、管理和支持远程地点的复杂而昂贵IT设备;避免由于运行关键业务应用的服务器宕机而对成本产生严重影响;对网络系统软件进行升级, 快速完成软件分发和系统部署等。远程部署工具可以向远程发出完整的软件镜像来进行系统安装, 将系统管理员从日常的重复性、周期性的繁重劳动中解脱出来, 节省旅行和人力成本, 提高工作效率。

刀片服务器主要劣势

1.采购成本问题

从理论上来说, 由于减少了许多重复的部件如光驱、电源以及KVM和网络等线缆, 刀片服务器的采购成本会比同等数量的机架服务器低。

在前几年的采购中, 在多数情况下, 1U的机架式服务器采购成本低于刀片服务器, 尤其是在一次安装的刀片较少、没有装满的情况下, 刀片服务器更不具备价格优势。

当然, 在2008年以来, 在刀片服务器超过半框的情况下, 刀片服务器的价格略低于或接近1U的机架式服务器价格。

2.功耗和散热问题

刀片式服务器还面临着功耗和散热的挑战。刀片服务器的设计特点是在狭小空间中安装大量的服务器。最初, 为了防止在密度如此之高的服务器群中出现过热现象, 数据中心需要花更多能耗费。但随着刀片服务器设计的发展, 服务器厂商都使用了非常聪明的工程设计, 使刀片服务器的散热效率更高, 因此许多厂商也就不再重视刀片服务器处理器功耗的问题。

但是, 当越来越多的带双处理器和四处理器的刀片式服务器系统大量出现的时候, 功耗的问题将再次成为硬件厂商头疼的问题。与刀片系统的处理能力、系统的能源利用率关系密切的系统散热问题也同时提出了挑战。

3.升级和扩容问题

由于目前刀片服务器还没有统一的标准, 各厂家之间兼容性不好, 导致用户在对刀片服务器进行升级扩容时很难保护原有的投资。

主流产品对比

各厂家均采用前后插、中间背板的形式, 但对于背板的接口定义均有所不同。前插板均用于插入计算刀片、存储刀片等设备。后插板的作用各厂家有所不同;DELL、HP、IBM的后插板主要作为InfiniBand、网络交换机、存储交换机使用, 主要用于交换和扩展之用;华为的后插板与对应刀片直接连接, 除少量固定位置用于安装交换网板外, 其他位置均用于安装对应刀片的扩展接口卡 (包括扩展存储、扩展存储或网络接口等) 。厂家大都采用前进风后出风形式;华为采用前下进风、后上出风方式, 风道接近较为垂直的“Z”字形。各厂家均提供AMD、Intel的双路刀片, 但对于4路刀片的支持能力略有不同;IBM另外提供基于POWER6 (可安装IBM AIX操作系统) 的计算刀片, HP提供基于安腾2处理器的刀片 (可安装HP UNIX操作系统) 。

刀片服务器技术标准

刀片服务器的概念自提出以来, 先后有多种标准被提出, 其中仅intel公司就先后参与了Blade、ATCA、SSI等多种标准, 目前在国内较有影响的主要标准有一下几个。

1.IBM Blade.org标准

2002年, IBM和Intel宣布建立BladeCenter联盟, 希望与软件和硬件合作伙伴联手建立一个事实上的行业刀片服务器标准。联盟的基础为IBM eServer BladeCenter刀片服务器规范。

2006年2月, IBM宣布其围绕BladeCenter刀片服务器创建一个名为Blade.org的行业组织。专注于推动基于IBM和Intel联合开发的BladeCenter刀片服务器之上的解决方案的扩充。

IBM Blade.org标准开放的设计只有计算刀片、子卡、交换模块等外围设备, 其机框背板与管理模块控制部分的接口与规范仍然是封闭的。

事实上, 遵循Blade.org标准的产品主要为IBM所提供。

2.PICMG ATCA规范

ATCA (Adva nced Teleco m Co m putin g Architecture) 由PICMG组织在2001年11月颁布, 是由一个核心规范PICMG3.0和一系列辅助规范组成, 主要针对电信市场的具备开放架构的平台, 架构中的规格参数完全开放。

ATCA因其开放性和模块化这两大卖点, 获得广大电信运营商和设备厂商的关注和青睐。通过高性能和良好的性价比, 加上标准化的模块化架构, 给电信设备构架带来了革命性的改变;摆脱现存私有架构的束缚, 最大限度的实现厂商之间的互操作性、兼容性, 节约开发时间, 降低开发成本。

目前已经有大概超过200家厂商在设计和生产ATCA各个环节里的产品及相关管理软件。ATCA的应用和商业模式已经出来了, 整个生态链、产业链比较成熟。

根据交流了解到, 华为、中兴的基于ATCA的刀片可插在对方的机框内使用, 但不保证其管理能力。

3.Intel SSI规范

2007年7月30日, 英特尔联合曙光、浪潮、宝德、联想等约40家国内服务器企业, 公开提出支持服务器系统架构组织 (Server System Infrastructure, SSI) 所推出的刀片服务器平台开放规范, 要“为服务器厂商在刀片、机框和管理软件层面设计制造兼容和具有互操作性的服务器部件提供设计参考”。

Intel SSI规范里包括机框、管理软件、背板等开放规格, 随着2008年10月底IBM宣称将其刀片服务器交换器规格纳入Intel SSI规格内, 其标准也逐步完善起来, 但还不够成熟。

4.中国高标委标准

2007年1月16日, 由曙光公司牵头发起, 原信息产业部、科技部、国标委主导监督下的高标委正式成立。目前该委员会的成员包括芯片、操作系统、服务器、交换存储、基础架构等厂商, 以及高性能计算用户代表和大学科研机构等。此后不久, 刀片服务器管理模块技术标准草案通过信息产业部相关司局协调会议审议通过。

但高标委成员中除曙光外并没有其他国产服务器厂商参与, 国际服务器巨头如IBM、HP对待这个标准的态度也耐人寻味。

由于目前事实上只有曙光一家厂家支持此标准, 短期内此标准并不具备指导意义。

5.HP、DELL、SUN等厂商的私有标准

H P作为业界刀片服务器领域的绝对领导者之一, HP BladeSystem刀片服务器标准是基于CompactPCI标准发展而来, 但所有相关器件的规格和接口参数均完全不对外开放, HP已联系了上百家独立的软件及硬件厂商、系统集成商及增值分销商, 共同为全球用户开发并推出广泛的产品供应。

DELL、SU N均提供自身的刀片服务器, 坚守自己的阵地, 均采用自身的私有标准, 完全不对外开放。

综上所述, 考虑到管理能力方面的问题, 刀片服务器基本不具备事实上的标准;甚至是同一个厂家在不同时期的产品, 也可能完全不兼容。

在数据机房中的应用建议

以IBM的Blade刀片服务器和x3550机架式服务器产品资料为例, 数据中心采用刀片服务器可在相当程度上减少电源、空调、布线等压力。从相应空间的这两个产品三年使用情况对比, 针对刀片服务器在数据机房中的应用, 厂家可以采用如下建议。

1.在机房具备直流电源的情况下, 推荐采用直流电源的刀片服务器。

根据某厂商提供的资料, 直流电源型号的功耗明显低于采用交流电源的型号, 交流型号功耗普遍在200瓦/刀片以上, 而直流型号通常在180瓦/刀片左右;

2.建议将刀片服务器的风扇全部配满;电源可根据预测功耗逐步增加, 也可一步到位, 配置为满配。

根据HP公司测试结果, 在同等通风量的情况下, 风扇配置的越多, 风扇转速越低, 系统耗电越低。测试示意见图3;

3.对于后插的网络接口板、存储接口板建议配置全交换式, 并建议配置1+1备份;其优点在于, 可减少对于外置网络交换机、SAN交换机的端口占用。同时需要注意, 对于SAN接口、SAS接口、10GE接口 (单刀片) , 除了需要配置相应的直通板或交换板外, 还需要对每一个需要类似功能的刀片配置相应的接口卡 (IBM、HP、DELL配置MEZZ卡, 华为需要配置后扩展板) ;

4.根据2008年的采购情况, 在刀片数量不足半配的情况下, 推荐采用1U的机架式服务器。针对采购数量超过8台的PC服务器, 推荐采用刀片服务器;

5.针对有多个项目需要PC服务器但每个项目采购的PC服务器数量较少的情况, 如果设备安装位置在同一个机房, 建议合并使用刀片服务器;

6.由于刀片内置存储方式对集采有较多的限制, 如果对存储的需求较大, 建议采用外置的存储;

7.单机架通常安装1～2个刀片服务器机箱;

8.为满足刀片服务器散热要求, 推荐采用下送风上回风方式。

不同刀片采集效果的比较试验 篇5

目前,营养繁殖是我国广泛采用的草坪种植方法。根据草坪草的生物学原理,可以利用草坪草的根茎作为营养繁殖材料来建植草坪[1]。为了高效建植草坪,2003年江苏山水园林有限公司姚锁坤等人提出了草坪草根茎规模化生产工艺,工艺流程为:采集根茎—简易处理与储运—储藏—种植—养护—成坪[2]。高效收集草坪草根茎、开发根茎采集机是实现规模化生产的必由之路。以北京可尔CS01A-36B梳草机为基础,设计了几种采集刀片。通过比较试验,优选采集质量最好的刀片,从而将梳草机改装成根茎采集机。通过生产实践验证,开发出的采集机能够满足生产实际需要。

1 刀片的设计

刀片是采集机的主要工作部件,刀片的形状和数量对采集机的工作质量起决定因素。参考灭茬机[3]和旋耕机刀片结构 [5,4],将直刀片折弯,改变折弯角,可构成各种折弯角不同的刀片—钝角L形刀。根据折弯方向不同,分为折线与水平线平行[6]和折线与水平线成一角度折弯两种。在前一种方式中,折弯后的平面与折弯前的平面成钝角,形成钝角L形刀片,选择弯折角为135°和115°的L形刀片(如图1(a)和图1(b)所示)与直角刀片(如图1(c)所示)做比较。在后一种折弯方式中,选择折弯方向与水平方向成20°折弯,构成改进型钝角L形刀片,如图2所示。选择弯折角为135°和120°的改进型钝角L形刀片,如图3(a)和3(b)所示。

2 不同刀片采集效果的比较试验

不同刀片采集效果比较试验的目的是为了比较设计出几种刀片的优劣,找出采集效果最好的刀片。根据生产实际,衡量机器采集效果的主要指标有采集率和采集后根茎的合格率。

2.1 试验的准备

2.1.1 试验区的划分

根据试验要求和试验步骤,将试验小区划分为如图2所示的布局,表1为试验分组情况表。

注:试验准备区为机器从起步到开始测量位置所经过的区域。

2.1.2 试验仪器与设备

本试验机是在CS01A-46B型梳草机基础上改装而成的,如图3所示。

参照后者的技术参数:

配备动力/kW:B&S 3.68

最高空载转速/r·min-1: 3600

最高工作转速/r·min-1: 3000

工作幅宽/m: 0.46

试验仪器由数字式转速表(DM-6233P)、秒表、电子称、数码相机、皮尺和拉绳等组成。

2.2 试验方法与步骤

第1阶段的技术路线框图如图4所示。

第2阶段:抽样—初步分级—计算合格率—找出合格率最高的刀片。

第3阶段:改变刀片数量—比较不同数量采集率—确定刀片数量。

根据选定的刀片形状和数量,将其安装在梳草机上,从而将梳草机改装成根茎采集机。最后,通过生产实践验证改装成的采集机能够满足生产需要。

2.3 不同刀片采集率的比较

在第1阶段,按照试验步骤,将5种刀片在一区～五区进行3次采集,比较不同刀片的第1次采集率和两次采集率,最终选出第1次采集率和两次采集率最高的刀片。

第1次采集时,将耕深调节手柄置于Ⅱ位,耕深为5mm,测得的数据如表2所示;第2次采集时,将耕深调节手柄置于Ⅲ位,耕深为10.5mm,对第2次采集后的根茎进行第2次采集时,测得试验数据如表2所示;第3次采集时,将耕深调节手柄置于Ⅳ位,耕深为16mm,对两次采集后的草坪地进行第3次采集,测得试验数据如表2所示。

注:6月10日下了一场大雨,雨后采集量显著增加。

另外,笔者于2005年6月13日从各区采集样品处的草坪地选一处挖取地面所剩余的根茎,获得的数据如表3所示。

由第1次采集量、第2次采集量、第3次采集量表和挖出的根茎量,得到根茎总量;由第1次采集量除以根茎总量,计算出第1次采集率(如表2所示)。

从表2中可以得出结论如下:在下雨前采集,刀片选用改进型120°L刀片的1次采集率和两次采集率最高;下雨后采集,刀片选用改进型135°L刀片的一次采集率和两次采集率最高。

2.4 不同刀片合格率的比较

2.4.1 分级标准的确定

采集下来的根茎只要具有一个节以上,并具有完整的芽,长度为3～5 cm,可视为合格品[7]。由此提出合格率的概念,它为采集下来的根茎中含有合格品量与总量的比值。

2.4.2 试验准备工作

笔者将江浦农场采集的根茎带回南京农业大学工学院农产品加工实验室NZL冷库进行储藏,于2005年6月11日、6月18日和7月12日分别从一区到十区每一组每1次采集样品中各取其中的1个样品用人工进行初步分级,计算出各区的合格率,如表3所示。

2.4.3 分级试验的结果

从表3可以看出:

1) 从一区到五区,直角刀的合格率最高。由于直角刀采集率低,所以直角刀已经不做考虑。从六区到十区,在刀片数量为40把时,采用改进型135°L刀片的合格率最高;

2) 刀片选用改进型120°刀,比较下雨前(二区)与下雨后(六区)合格率,其数值从78.92%降低至67.04%,说明气候环境对采集后根茎合格率有影响。

2.5 不同刀片数量采集率的比较

通过改变刀片的数量,比较采用40把(一区)40把(九区)和32把(十区)等求同刀片数量的采集率高低。由表3得到以下结论:采用48把、40把和32把刀片的一次采集率分别为49%、63%和56%,合格率分别为80.56%、77.73%和66.54%。综合考虑采集率和合格率,刀片数量采用40把最合适。

2.6 生产实践验证

2005年7月1日,笔者根据选定的刀片形状和数量(选用改进型135°L刀片,刀片数量为40把),安装在梳草机上,为江浦农场采集4 000m2百慕大草坪。将耕深手柄置于Ⅱ位,即耕深为5 mm,以0.5m/s左右前进速度采集时,根据目测,采集机一次采集率可达60%,两次采集率可达80%,采集机的生产率可达500 m2/h,且采集质量好。

3 结论与讨论

1) 刀片形状对采集量和采集率的影响是显著的。下雨前采集,在刀片数量、耕深和前进速度基本一致的前提下,改进型120°L刀片的一次采集率和两次采集率最高;在下雨后采集,在刀片数量、耕深和前进速度基本一致的前提下,135°L刀片的一次采集率和两次采集率最高。

2) 在相同条件下,改进型钝角L型刀片的采集率高于原钝角L型刀片,这说明刀片的改进是成功的。

3) 刀片数量对机器的采集率和采集出根茎的合格率有重要影响。在选用改进型135°L刀片时,刀片数量选为40把的采集率和合格率最合适。

4) 利用选定的刀片和刀片数量安装在梳草机上,将梳草机改装成采集机。生产实践表明,改装的采集机能够满足生产需要。

摘要：在CSO1A-46B型梳草机基础上,改进其工作部件,设计出几种采集刀片,将梳草机改装为根茎采集机。通过田间试验,比较各种刀片的采集率,通过分级试验比较出各种刀片采集出根茎合格率,最后选择一种采集率和合格率最高的刀片形状。试验表明:当刀片数量相同时,刀片形状选用正切面沿倾斜角为20°并折弯,折弯角为135°的采集率和合格率最高;另外,刀片数量为40把时最适合。

关键词：根茎采集机,钝角L形刀片,采集率,合格率

参考文献

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[7]陈志一.草坪栽培与管理大全[M].北京:北京农业出版社,2003.

高效切削刀片材料发展现状 篇6

机械加工过程中, 金属的切削是由刀片切削刃直接完成的。刀片切削性能的好坏, 主要取决于刀片材料的性能。生产效率的高低、刀片使用寿命的长短、工件加工精度的高低以及表面质量的优劣, 在很大程度上取决于刀片材料的选择是否合理。随着科技的进步, 各种物理、化学和机械性能不同的新型刀片材料的研制获得成功, 使原先极难加工或不可能加工的工件实现了可加工。但不同材料制成的刀片有着各自不同的使用条件和范围, 因此根据不同加工条件和范围 (比如:机床主轴刚性、工件材料、工件形状以及加工类型等) , 正确选择刀片材料, 是实现刀片的设计与制造、生产效率大幅度提高的一项重要前提。目前, 新型刀具材料, 如:硬质合金、金属陶瓷、PCBN和PCD等为切削提供了最基本的前提条件。

2 刀片材料的主要性能分析

2.1 硬度和抗磨性能

硬度是刀片材料应当具备的基本性能。刀片要从工件上切下切屑, 其硬度必须大于工件材料的硬度, 切削金属所用的刀片硬度, 一般在65HRC以上。硬质合金的主要成分是难熔金属的碳化物, 它们具有很高的硬度, 一般在69-81HRC;金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料, 一般硬度可达78-82HRC;PCD和PCBN是非常坚硬的刀片材料, 有极好的高温硬度。

抗磨性能是刀片应当具备的主要条件之一, 它决定了刀片使用寿命的长短。刀片材料的抗磨性能不仅与硬度有关, 而且与其化学成分和显微组织有关。一般情况下, 材料硬度越高, 抗磨性能愈好。

2.2 强度和抗冲击韧性

切削过程中, 刀片要承受巨大的机械载荷和振动, 因此刀片材料必须具备足够的强度和抗冲击韧性, 以减少崩碎或断裂情况的产生。常用的硬质合金的抗弯强度只有高速钢的0.3～0.5倍左右, 抗冲击韧性比较低;金属陶瓷的抗弯强度仅为高速钢的0.12～0.2倍左右, 抗冲击韧性更低。因此, 刀片材料越坚硬, 则其用途越受限制, 一般适合于小冲击或无冲击条件下的切削加工。

2.3 抗高温性能

刀片大都在高温环境下工作, 因此, 要求刀片应具备良好的高温硬度保持能力, 即抗高温性能。刀片材料不仅应当具备良好的常温硬度和强度, 而且应当具备一定的高温硬度和高温强度。在高温条件下, 各种刀片材料的硬度和强度都有下降的趋势 (如图1、图2所示) 。从图中可知, 刀片材料的高温硬度和高温强度越高, 则刀片的切削性能越优良。

1.氧化铝陶瓷2.氧化铝-碳化物陶瓷3.P10硬质合金4.K10硬质合金5.铸造合金6.P30硬质合金

3 刀具材料的发展

3.1 硬质合金

硬质合金是高硬度、难熔的金属碳化物 (如:WC、TiC等) 的微米级粉末, 用Co、Mo等作粘合剂烧结而成的粉末冶金制品[1]。目前, 硬质合金分为六大类:H类, 主要用于切削高硬度材料, 如淬硬钢;K类, 主要用于切削铸铁;M类, 主要为普通型硬质合金;N类, 用于切削有色金属;P类, 主要用于切削钢料;S类, 主要用于切削耐热材料, 如高温合金、钛合金等[2,3]。

随着技术的进步, 新型的硬质合金材料推陈出新, 例如:

(1) 细晶粒、超细晶粒硬质合金

硬质合金的晶粒细化后, 使硬质相尺寸变小, 粘结相更均匀地分布在硬质相周围, 可以提高硬质合金的硬度与耐磨性。倘若适当增加Co含量, 则可提高其抗弯强度。晶粒尺寸:微米级为1.0～1.2μm;亚微米级为0.5～0.8μm;超细微米级为0.3～0.4μm。目前硬质合金晶粒尺寸已可达到纳米级大约为0.1～0.2μm[4,5]。

(2) 涂层硬质合金

涂层硬质合金通常是在韧性较好的硬质合金刀具上涂覆一层或多层耐磨性好的TiN、TiCN和Al2O3等, 涂层厚度一般为2～18μm。由于涂层具有硬度好、抗磨性能优良等特点, 因此使涂层硬质合金不仅具有高硬度和抗磨性能优良的表面, 同时又有抗弯强度高的基体。因此可以大幅度提高刀具的使用寿命。

(3) 稀土硬质合金

稀土元素用于刀具材料, 可以提高硬质合金的强度, 细化晶粒, 净化杂质, 改善其切削性能。国外对硬质合金刀具材料中添加稀土的研究大致始于1960年代。继原东德首先报道稀土元素Y、Ce或Ce-混合金属能提高硬质合金的抗弯强度, 改善其抗氧化性之后, 美国、南非和日本也先后报道了在硬质合金中添加一种或一种以上稀土元素可以改善硬质合金刀片的抗高温裂纹性能和抗变形能力, 而国内对稀土硬质合金的研究始于1960年代末[6]。稀土硬质合金刀片表层的富钴现象, 能有效减小切屑、工件与刀具间的摩擦系数, 减小切削力。

3.2 金属陶瓷

金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料[7]。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性, 又具有较好的金属韧性和可塑性。WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷, 由于具有很高的硬度 (80～92 HRA) , 极高的抗压强度6000MPa, 已经应用于许多领域。但是由于W和Co资源短缺, 促使无钨金属陶瓷的研制与开发, 迄今已历经三代。第三代金属陶瓷将氮化物引入合金的硬质相, 改单一相为复合相[8]。又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。近年来, 金属陶瓷研制的另一个新方向是硼化物基金属陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔点和优良的导电性, 耐腐蚀性, 从而使硼化物基金属陶瓷成为最有发展前途的金属陶瓷。

3.3 PCBN

聚晶立方氮化硼PCBN是继人造金刚石之后, 人工合成的一种新型超硬刀具切削材料, 其硬度仅次于金刚石, 在切削和磨削加工中得到广泛应用。从1957年美国GE公司研制出立方氮化硼 (CBN) 单晶粉末、1970年代研制成功PCBN刀具至今, 经过多年的发展, PCBN刀具已逐步趋于成熟[9,10]。目前PCBN刀具多由PCBN刀片与刀杆或可转位刀片焊接而成, 近年来整体式PCBN刀片种类也越来也多。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN层直接烧结在硬质合金基体上形成的复合整体。这种材料既具有PCBN的高硬度、高热稳定性和高的化学稳定性, 同时又具有硬质合金强度好、可焊性好的优点, 使PCBN刀具不仅可切削各种硬度的工件, 而且也易于生产。PCBN刀片质量的好坏直接影响着刀具切削性能。

3.4 PCD

金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性, 可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的, 由于PCD烧结体表现为各向同性, 因此不易沿单一解理面裂开。工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早, 其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来, 对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果, PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前, 国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国DeBeers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等[11]。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨理工大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。

4 结语

综上所述, 刀片材料的发展史, 实际上就是不断提高刀片材料抗高温、抗磨损和抗化学腐蚀性能的过程。由加工工艺的多样性造成对刀片材料需求的多样性, 为此, 必须加快各类刀片材料的发展, 提高各类刀片材料性能。刀片性能的发展方向主要为: (1) 改善现有刀片材料, 比如:高速钢、硬质合金、陶瓷等材料的性能, 特别是提高脆性大的刀片材料的韧性; (2) 发展介于现有高速钢和硬质合金之间的刀片材料, 以利于在低速或中速条件下进行大切削端面的粗加工和断续加工; (3) 发展适合于加工钢, 又适于加工铸铁, 既能高速切削, 又能低速切削, 既能粗加工, 又能精加工的通用牌号的硬质合金; (4) 发展用于高温高强度难加工材料加工的新型硬质合金及其它刀片材料。

参考文献

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定尺飞剪机刀片的快速更换 篇7

北兴公司定尺飞剪机将冷却后的轧材剪切成所需尺寸的成品。为了配合轧制制度和提高剪切效率, 要求剪机具有足够的剪切能力和速度, 一般同时要剪切数根棒材。

图1为一飞剪机刀片示意图。当刀片磨损到一定程度时即需更换, 出现剪切故障损坏刀片时也需更换。更换刀片要求在较短时间内完成。但因刀片较重 (25kg) , 在更换和调整上下刀片间隙过程中, 不仅费力, 而且用手工进行时间长达6~7h, 影响了整个生产作业时间。为此, 设计了快速更换装置。

1-螺栓孔;2-圆销孔

1 刀片快速更换装置的结构

刀片快速更换装置结构见图2。该装置主要由换刀杆、螺杆和箱体等组成。装置机体由上盖和箱体组成, 用螺栓联接, 换刀杆方头与机体间隙由垫片调整, 两者侧壁之间配合为间隙配合。换刀杆采用焊接件, 可以在装置机体的方孔内左右移动, 由转动手轮实现, 手轮与螺杆之间用键联接。整个装置由滑轮、钢丝绳及上盖上吊环, 悬挂于某一固定点。该装置由绳长调节器微调。由于是悬挂式, 换刀片时换刀杆的前后调整, 可根据需要手工移动。

1-滑轮;2-钢丝绳;3-绳长调节器;4-上盖;5-螺栓;6-铜瓦;7-手轮;8-垫片;9-螺杆;10-卡环;11-箱体;12-换刀杆;13-圆销

2 刀片的快速更换

该定尺飞剪是四连杆双曲柄飞剪, 剪切力由复合减速机传给曲柄轴, 剪切机曲柄轴由轴承座安装于剪机机架中。在非传动端, 轴承之间的机架牌坊上, 开有一方形窗口, 用于刀片快速更换。

2.1 刀片的快速拆卸

将剪切机的刀片点动到特定位置, 即处于剪切位置附近与非传动端机架窗口平行, 将换刀杆推进机体, 把整个装置悬挂于合适位置, 即换刀杆与刀片处于同一高度, 换刀杆A端尽量靠进机架, 悬挂于窗口正中。扶持住机体, 一人转动手轮, 使换刀杆从机架窗口伸到刀片位置, 剪机棒材入口侧一人扶住换刀杆, 与另两人配合将换刀杆上两圆销插入刀片对应孔中, 松开螺杆, 刀片即可落在换刀杆上。通过绳长调节器微调, 提起带刀片的换刀装置, 前后稍摆动该装置使螺栓脱离剪臂, 即可扶住剪刀杆, 反向转动手轮, 从窗口拉出刀片。

2.2 刀片的快速安装

先将联接螺栓穿进刀片对应孔, 再将其悬挂在换刀杆圆销上, 将换刀片装置悬挂于合适的位置。扶住机体, 转动手轮, 将刀片从窗口送到剪臂位置, 将伸出的联接螺栓对准剪臂上螺栓孔, 推动换刀杆将螺栓推进螺栓孔, 加上垫片, 拧紧螺栓, 测量图3中x值, 使其在规定的范围内, 以满足刀片间隙要求;若不满足要求, 则松开螺母, 退出螺栓和调整垫片, 重新安装该螺栓螺母, 最后退出换刀杆, 完成刀片安装。

在现场使用该装置, 整个刀片拆卸和安装过程只需3h, 比原用时间缩短一半, 而且劳动强度大大降低。

结束语

该刀片快速更换装置结构简单, 造价低, 刀片拆卸和安装容易, 缩短了轧制辅助时间, 减少了对轧制生产的影响, 适用于重量较大的刀片的快速更换。