发布时间：2023-09-22 18:14:30
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中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0072-02
切削塑性金属材料时，在切削速度不高且又能形成带状切屑的情况下，往往会在切削刃口附近粘结一块剖面层三角状或鼻状的金属块，它包围在切削刃且覆盖部分前面，我们将其称之为积屑瘤。而事实证明，积屑瘤的硬度大大高于加工零件材料的硬度，且不易被除去，因此，在零件加工过程中，会给加工零件的表面质量造成进一步的恶化。所以，如何做好积屑瘤的预防工作则具有十分重要的现实意义。以下笔者结合个人实践工作经验与相关参考文献，就切削加工中积屑瘤的成因进行了粗浅分析与探讨，并提出预防措施，以供参考。
1 积屑瘤的成因
在切削塑性金属的过程中，如若我们能够将切削的实际速度始终控制在一定范围之内的话，那么一方面，会使得刀具的前刀面与新产生的切屑底层金属之间形成相互挤压与摩擦，进而致使刀具的前刀面存在的氧化膜以及吸附膜被破坏，从而致使切屑底层的金属与刀具的前刀面实际接触面积变得越来越大，从而为形成积屑瘤提供必要条件。而在另一方面，会使切削底层金属与切削温度产生滞流层作用，使得切削上层金属与切削底层金属发生滑移问题，并且随着不断增加的切削时间，切削的温度也被不断地升高，刀具与切屑的摩擦力也会不断加剧，不断加强压力作用，而一旦滞流层停止了流动，那么势必会与刀具的前刀面发生粘结，并且在不断推动的后继切屑作用下，切屑上层金属与切屑底层金属之间发生脱离，为积屑瘤的产生预留下了重要的空间。尤其是新滞流层还与刀具前刀面发生粘结，产生加工硬化，长此以往势必会形成积屑瘤，基本形式如图1所示。
可以说积屑瘤的整个产生、成长、脱落的过程，是在短时间内形成的，并且会在整个切削的过程中周而复始地不断出现。而积屑瘤又拥有着极高的硬度，是一般被加工材料的两倍到3倍之间。因此，当相对稳定时，积屑瘤覆盖在切削刃上，还可以起到保护刀具，降低磨损的重要作用。但是一旦处于不稳定状态下时，积屑瘤的碎片就会嵌入工件表面，给工件表面造成硬质点，并且会进一步加剧对刀具的磨损程度。
2 积屑瘤在切削中产生的影响
第一，切削刃和前刀面会被屑瘤包盖住一部分，因此，在切削的整个过程之中，也代替了切削刃和前刀面进行了切削作业，进而起到了保护切削刃以及前刀面的重要作用。但是，由于积屑瘤的稳定性极差会随着切削加工而不断变化。所以，一旦刀具上的积屑瘤被迫脱离，那么刀具表面也会由于焊结作用被带走一部分，从而加剧刀具的磨损情况。
第二，刀具前角会随着积屑瘤的不断增大而相应发生变化，尤其是当积屑瘤足够大且刀具前角达到30°左右，那么切削力势必会被不断降低。同时，积屑瘤前端也会伸出切削刃之外，增大切削厚度，进而影响机械加工尺寸的精确度，如图2所示。
而正是由于上述因素使得在整个切削过程之中积屑瘤极为不稳定，时而生、时而灭。所以，在机械零件的加工过程中尺寸不仅不易控制，且极易在加工零件的表面之上粘结积屑瘤碎片，加大零件表面的粗糙程序。
3 积屑瘤增大了零件表面的粗糙度并对机械产品性能造成影响
第一，积屑瘤的出现极大地加剧了加工零件表面的粗糙程度，从而对机械产品的实际要求精确程度带来了巨大的恶劣影响。这是因为机械产品都是由各个零部件进行组合装配的，因此，其在整个组合装配过程之中，各个零部件表面如若加工过于粗糙，那么无论是间隙配合、过渡配合，还是过盈配合都会对他们的实际配合性质产生巨大的影响，进而大大降低机械产品的精确度。如：在间隙配合上，由于零件表面的粗糙程度被积屑瘤大大加剧了，所以在初期磨损阶段势必会改变配合间隙的性质，从而使机械在进入正常的工作状态以后就会逐渐出现漏油、漏气、振动、噪声等诸多的不良问题，使得机械设备无法进行正常运转。而过盈配合则是配合表面的凸峰在相互挤压的情况下，实际有效的过盈被不断地减少，致使配合表面的结合强度不断降低，进而机械产品的整体精确受到严重影响。
第二，积屑瘤的出现使得零部件表面的粗糙度极具加大，影响了加工零件的实际耐磨性能。而也正因如此，我们能够清楚地看到，摩擦面的材料、条件等因素与零件的耐磨性能有着直接的关系，而在不改变基础条件的大背景下，表面粗糙度会对摩擦面的磨损产生巨大的影响。而一旦两个接触表面都过于粗糙，那么势必会先接触到一些凸峰的顶部，进而导致理论接触面积大于实际的接触面积，实际承受压强也被不断增大，进一步加剧磨损情况，影响机械产品的整体质量。
4 预防切削加工中积屑瘤产生的具体措施
通过上文的分析可以看到，要想形成积屑瘤必须要满足两个条件。也正因如此，应该从两个条件入手，对积屑瘤的产生进行预防。
4.1 做好切削加工时切削速度、切削温度的控制
积屑瘤的产生直接受到切屑速度、切削温度的影响。所以，选择适合的切削速度与切削温度就能够有效预防切屑瘤的产生，从而更好地提高机械加工质量。正如图3所示，在进行低速切削时vc≤3 m/min，切削的温度较低；在进行高速切削时vc≥60 m/min，相比之下切削温度则较高。而在这两种情况之下，刀具与切削之间的摩擦力较小，所以也不易发生粘结，就不会形成积屑瘤。而当切削速度在二者之间为中速时vc=20 m/min，则刀具与切屑之间存在较大的摩擦力，极易产生积屑瘤。也正因如此，在切削加工过程中，我们应该有效规避能够产生积屑瘤的切削速度，将切削速度调整至较高或较低的程度。
而当切削温度在300 ℃以下时，不易产生积屑瘤；当切削温度在500 ℃以上时，工件材料的剪切强度较低，切削底层金属极易软化，因此，也不易产生积屑瘤；当切削温度在350 ℃到400 ℃之间时，极易产生积屑瘤。所以，在切削过程中，要注意切屑与前刀面摩擦所产生的温度，做好温度区间的控制。
4.2 做好进给量和刀具前角的控制
通过分析可以看到，当加大进给量时，切削厚度会被不断增大，切削温度会被不断提升，而伴随着刀具与切屑接触时间的不断越长，积屑瘤的高度也势必会不断越高。所以，选择合理的切削速度与进给量对有效防止积屑瘤的形成有着至关重要的作用。而通过实例分析，研究人员能够认识到，当前角大于35°时积屑瘤是不会产生的。
5 结语
综上所述，笔者通过对切削加工过程中积屑瘤的产生进行了粗浅分析，也使人们更加清楚地认识到，要想形成积屑瘤，就必须满足两个条件：第一是切削与刀具的前刀面的冷旱面积足够大；第二则是积屑瘤的加工硬化强度足够，只有拥有上述两个条件，才能够代替刀具进行切割。所以，在切削过程中要想有效防止积屑瘤的出现，在实际工作之中必须要选择拥有优异性能的切削液，进而起到降低切削温度的目的，并且进一步减少切削与刀具之间的冷焊面积。同时，还可以采取提高零件加工切削速度的方法，提高切削温度，进而降低切削底层金属的屈服强度，以此从切削根本上控制积屑瘤的产生，从而制作出更多、更好的、满足用户需求的高质量零件。
参考文献
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（10）：164-166.
[收稿日期] 2014-03-31
[基金项目] 科技部行业专项（201307008）
[通信作者] 陆兔林，教授，博士生导师，研究方向为中药炮制及中药质量标准研究，Tel：13951636763，E-mail：
[作者简介] 季琳，硕士研究生，Tel：18252066595，E-mail：
黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus （Fisch.）Bge.var.mongholicus （Bge.） Hsiao或膜荚黄芪A.membranaceus （Fisch.）Bge.的干燥根[1]。黄芪作为传统中药，具有广泛的药用价值，主要含皂苷、黄酮和多糖类成分。现代药理研究表明，黄芪皂苷类成分通过扩张血管达到降压[2]目的；对心脏的作用则是通过改善心肌收缩舒张功能[3]，增加冠脉流量，对心功能起到保护作用。黄芪中的总皂苷等成分具有显著的抗氧化活性，能抑制自由基的产生和清除体内过剩的自由基，保护细胞免受自由基产生的过度氧化作用的影响，进而延长细胞寿命[4]。
黄芪的传统加工方法为晒干[5]或晾干，此法耗时长，易受天气影响，且不易保存。为使黄芪药材更美观、更易贮存[6]，基层加工人员常用硫磺熏蒸黄芪药材，《中药材加工学》也指出：黄芪久贮时每年5月份应用硫磺熏1次、摊晒，10月份再熏1次、摊晾，可预防生虫。然而许多商人为追求药材的商品价值，滥用硫磺熏蒸，且用硫磺熏蒸药材易引入二氧化硫、重金属等有害物质，报道[7-9]已显示硫磺熏蒸中药材不仅影响药材本身品质还会引入多种有害物质，对人体健康造成严重危害。本实验通过比较不同传统加工方法以及不同硫熏方法对黄芪有效成分含量以及二氧化硫残留量的影响，以较深入的了解硫熏前后黄芪药材品质的变化，从而为寻求更加合理的黄芪药材替代加工方法提供依据。
1 材料
Waters 2695高效液相色谱仪，Alltech ELSD 200ES检测器，2998型紫外检测器，Merck RP-18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；MS105DU型电子分析天平（1/10万，梅特勒-托利多公司）；FA 1104型电子分析天平（1/1万，上海精密科学仪器有限公司）；液氮罐，1 L两颈圆底烧瓶，竖式回流冷凝管，（带刻度）分液漏斗，磁力搅拌器，电热套。
黄芪甲苷（110781-201314 ）、毛蕊异黄酮葡萄糖苷（111920-201102）供含量测定，由中国食品药品检定研究院提供，硫磺为工业级优等品。乙腈为色谱纯，水为超纯水，其他试剂均为分析纯。
实验用黄芪新鲜药材于2013年11月采自甘肃陇西黄芪药材生产基地；药材经南京中医药陆兔林教授鉴定为豆科植物黄芪的根；新鲜药材采挖后，立即抖净泥土，去净残茎、须根，切下芦头，大小分档后按拟定的硫磺熏蒸方法[10-11]加工成不同样品组，分别粉碎，过筛成细粉，作为供试品。
2 方法与结果
2.1 供试品制备
供试品1：晒至六成干时置于自制熏箱内熏制，熏箱体积约为1.5 m3，硫磺用量为30 g・kg-1药材，约5 h后，打开木箱，待硫烟散尽，取出药材；再晒至十成干。
供试品2：晒至八成干时置于自制熏箱内熏制，再晒至十成干。
供试品3：晒至十成干时，喷洒少量水，再置于自制熏箱内熏制，最后晒至十成干。
供试品4：按供试品3的方法熏制，硫磺用量加至原来的2倍。
供试品5：按供试品3的方法熏制，硫磺用量加至原来的3倍。
供试品6：按供试品3的方法熏制，熏制次数为2次。
供试品7：按供试品3的方法熏制，熏制次数为3次。
供试品8：晒干。平铺于室外，晒至十成干。
供试品9：阴干。平铺于室内，阴干至十成干。
2.2 黄芪甲苷含量测定
按照2010年版《中国药典》（一部）黄芪含量测定项下方法测定。
2.2.1 色谱条件与系统适应性试验 Merck RP-18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。流动相乙腈-水（32∶68）；流速1.0 mL・min-1；蒸发光散射检测器检测，柱温 30 ℃；蒸发光检测器漂移管温度 90 ℃。理论板数按黄芪甲苷峰计算应不低于4 000。
2.2.2 对照品溶液的制备 精密称取黄芪甲苷对照品10 mg，置5 mL量瓶中，用甲醇溶解并制成每1 mL含黄芪甲苷2.0 mg的溶液。
2.2.3 供试品溶液的制备 上述9种供试品，分别称取约4 g，精密称定，置索氏提取器中，加甲醇40 mL，冷浸过夜，再加甲醇适量，加热回流4 h，提取液回收溶剂并浓缩至干，残渣加水10 mL，微热使溶解，用水饱和的正丁醇振摇提取4次，每次40 mL，合并正丁醇液，用氨试液充分洗涤2次，每次40 mL，弃去氨液，正丁醇液蒸干，残渣加水5 mL使溶解，放冷，通过D101型大孔吸附树脂柱（内径为1.5 cm，柱高为12 cm），以水50 mL洗脱，弃去水液，再用40%乙醇30 mL洗脱，弃去洗脱液，继用70%乙醇80 mL洗脱，收集洗脱液，蒸干，残渣加甲醇溶解，转移至5 mL量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，即得。按以上色谱条件得到对照品黄芪甲苷、黄芪供试品色谱图，见图1。
2.3 毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量测定
按照2010年版《中国药典》（一部）黄芪含量测定项下方法测定。
2.3.1 色谱条件与系统适应性试验 Merck RP-18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相乙腈-0.2%甲酸，梯度洗脱（0～20 min，乙腈20%～40%；20～30 min，乙腈40%）；流速1.0 mL・min-1；检测波长为260 nm；柱温为室温；理论板数按毛蕊异黄酮葡萄糖苷峰计算应不低于3 000。
2.3.2 对照品溶液的制备 精密称取毛蕊异黄酮葡萄糖苷对照品0.31 mg，置5 mL量瓶中，用甲醇溶解并制成每1 mL含毛蕊异黄酮葡萄糖苷62 mg的溶液。
2.3.3 供试品溶液的制备 上述9种供试品，分别称取约1 g，精密称定，置圆底烧瓶中，精密加入甲醇50 mL，称定质量，加热回流4 h，放冷，再称定质量，用甲醇补足失重，摇匀，滤过，精密量取续滤液25 mL，回收溶剂至干，残渣加甲醇溶解，转移至5 mL量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，即得。按以上色谱条件得到对照品毛蕊异黄酮葡萄糖苷、黄芪供试品色谱图，见图2。
2.4 二氧化硫残留量测定
按2011年药典委员会对2010年版《中国药典》二氧化硫残留量测定法修订版进行测定。
上述9种供试品，分别称取约5 g，精密称定，置两颈圆底烧瓶中，加水300～400 mL使之没过氮气导气管的下端，取6 mol・L-1盐酸溶液10 mL加入带刻度分液漏斗中。锥形瓶内加入水125 mL和淀粉指示液1 mL作为吸收液，置于磁力搅拌器上不断搅拌。连接冷凝管及氮气流入口。开通氮气，调节适宜的气体流量，至蒸馏瓶内有气泡均匀排出。打开带刻度分液漏斗的活塞，使盐酸溶液10 mL流入烧瓶中。给两颈烧瓶内的溶液加热至沸，并保持微沸约3 min后开始用0.01 mol・L-1碘滴定液滴定，吸收液置于磁力搅拌器上不断搅拌，至吸收液显蓝色或蓝紫色持续30 s不完全消褪，记录碘滴定液的体积，通过碘滴定液的体积计算出二氧化硫的含量。
2.5 结果
9组黄芪样品分别按2.2，2.3项下方法制备供试品溶液，并按相应色谱条件进行测定，分别得出黄芪甲苷及毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量；按2.4项下方法测定各组供试品中的二氧化硫残留量，见表1。
3 讨论
3.1 黄芪药材含水量转换
根据实地调研，基层加工药材时常以几成干描述药材的不同干燥程度，因此药材采收后，立即计算新鲜药材含水量并折算出各成干的药材重量，以判断药材的不同含水量。十成干药材含水量约以10%（药典规定限量）计，八成干药材含水量约为28%，六成干药材含水量约为46%。
3.2 黄芪药材有效成分含量及二氧化硫残留量范围
不同加工方法的黄芪中，黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷分别在0.115%～0.190%，0.056%～0.092%，《中国药典》对黄芪含量测定的限度规定黄芪甲苷不得低于0.040%、毛蕊异黄酮葡萄糖苷不得低于0.020%，9组黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均符合要求。传统加工组二氧化硫残留量为0，硫磺熏蒸法二氧化硫残留量在947～1 910 mg・kg-1，均远远超过《中国药典》规定的不得超过150 mg・kg-1的限量范围。
3.3 黄芪药材有效成分含量及二氧化硫残留量变化规律分析
黄芪甲苷的含量为Y2>Y1>Y3，说明不同含水量对黄芪甲苷的含量有不同影响，且含水量在28%左右时黄芪甲苷含量高于含水量为46%及10%的样品组； Y3
3.4 小结
通过对不同含水量，不同硫磺用量及不同硫熏次数的硫磺熏蒸法与传统加工方法对黄芪药材有效成分及二氧化硫残留量的初步比较研究可得出，2种有效成分和二氧化硫残留量的含量呈现一定规律，进一步优化硫熏条件，有望找出尽可能提高有效 成分含量又能降低二氧化硫残留量的最佳加工工艺。本研究为制定黄芪新鲜药材加工替代工艺提供了参考。
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Effect of different processing methods on active ingredient contents and
sulfur dioxide residue in Astragali Radix
JI Lin， MAO Chun-qin， LU Tu-lin， LI Lin， JI De， NING Zi-wan， LIU Jing
（1.College of Pharmacy， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China；
2.Key Research Laboratory of Chinese Medicine Processing of Jiangsu Province， Nanjing 210023， China）
《物流》是营销专业的一门专业课，是一门注重理论与实践相结合的课程，照本宣科或照搬照抄传统的课堂教学模式，必将影响该课程的教学效果。为了能把物流这门课程的教学任务完成好，在实际教学中，我根据技校学生的特点，改变沿袭传统单纯的传授理论知识的教学模式，转变为以教师为主导，引导学生自主学习，师生共同进步的教学模式，丰富课堂教学，提高教学效果。为此，具体谈谈本人的一些看法和建议：
一、引入直观教学法，启发学生的学习兴趣，培养学生对课程的感性认识
兴趣是最好的老师。要让学生上好课，首先要培养学生对这门课程的兴趣。由于技校生入学门槛较低，绝大多数的学生在初中阶段，就对学习失去兴趣，且他们的基础相对来说比较薄弱。而物流是一门应用性较强的学科。如果一开始就讲理论性太强的东西，一方面怕学生听不懂觉得太抽象枯燥，另一方面又怕挫伤了学生对这门课程学习的积极性，难以取得良好的教学效果。为了引起学生对这门课程的兴趣和关注，我在教学过程中，引入了直观教学法，利用图片、课件以及相关的视频资料为学生讲解知识，化抽象为具体，给学生提供直接的感知。比如在讲解仓库设施与设备时，可以利用多媒体将叉车、托盘、集装箱、起重机等图片或视频展示给学生观看，为学生提供视觉上的感知，加深学生对知识的记忆与理解，激发他们学习的兴趣与信心。
二、运用案例教学法，培养学生自主学习的能力
授之以鱼，不如授之以渔。老师在物流课程的教学过程中，不仅要让学生掌握书本的知识，更要让学生明白知识是怎么来的，要培养学生自主学习的能力，从而变被动学习为主动学习。为此，我运用案例教学法，通过把案例引进课堂，引导同学们对案例的分析、理解，培养学生自主学习的能力，加强学生对理论知识的理解和吸收。
所谓案例教学法就是根据教学目的，在教师的精心挑选下，选取一些能配合教学知识点的案例作为教学材料，让学生融入到这个案例的具体情境中去，通过师生间的互动及学生间的互动，来提高学生分析问题和解决问题的能力的一种教学方法。这种教学方法重在培养学生的自主学习能力、思维能力和实际运用能力，而不是单单灌输学生相应的知识。这是传统的讲授法无法企及的。教师通过案例教学法可以达到教学所要达到的教学目的，而且能取得比传统的讲授法更好、更全面的效果。
运用案例教学法有两个注意点：
1.要选择适当的案例。案例教学的关键是案例的选择，所选案例不仅要适合，而且要精心设计。在选择案例时要注意跟所学的知识紧密结合，要选取简单的能说明问题又具有典型意义的案例，同时该案例又能充分反映教学的知识点。如在讲解供应链管理时，为了让学生对抽象的理论有深刻的认识，体会SCM的应用优势，可以结合典型的海尔供应链管理案例进行分析。这样的教学生动易懂，不仅能够加深学生的理解，又能提高学习的积极性。
2.使用案例教学法时要处理好传授理论知识与培养实际运用能力的关系，要注重培养学生的独立性与参与性，让学生在案例中学习，使学习成为有趣的、主动的、富有成就感的过程。因此运用案例教学法时要避免“老师讲，学生听”的惯用模式，应采用“以学生为主，老师引导为辅”的教学模式，教师在引导过程中切勿加进自己的观点，以免影响学生的思维方式。
三、引进任务驱动教学法，培养学生实际解决问题的能力
所谓任务驱动教学法，就是在教学过程中，教师设计合理的教学任务，把涉及到的知识点蕴含在任务中，学生通过完成任务掌握新的知识的一种教学方法。在教学过程中使用任务驱动法，要让学生有充足的时间对设置的任务进行讨论，分析、解决，并在碰到有分歧的问题时，由老师在旁边加以引导，激发他们更深入的去思考，从而拓宽他们的思维能力。这种方法的运用从根本上将教学模式从传统的“一言堂”、“灌输式”转变为“以学生为主体，老师引导为主”。并且使学生最大限度地贴近实际，从而更好落实技校教育理论与实践相结合的培养模式。
如讲授“运输方式”这节课时，我就采用了任务教学法：1.创建场景，设置以下任务：目前有一批货物主要是食物、药品和钢材要从某市运往灾区，可是灾区的部分铁路、公路被毁，水路随远但仍然畅通，请说明批货物应如何运输，为什么？根据运输工具的不同对运输方式进行分类，并说明每种方式的优缺点。2.分组讨论：根据所授课的班级学生的特点，将学生分成四个小组，保证每个小组成员能够优势互补，取长补短。由小组成员分工合作，共同讨论，找出解决问题的办法。3.评价：每个小组选派代表上台讲述本组任务的完成过程，阐述本组讨论结果，并回答老师和其他组同学的提问。各组阐述完成后，由其它组共同评价后，再由老师总结点评。通过任务驱动教学法，能更好的实现技校教育培养应用型人才的教学目标，可以极大发挥学生的实践能力，拓宽学生的思维能力和创新能力，提高学生的实际解决问题的能力。
