淺談數(shù)控加工技術(shù)在“黃泥鼓”制作中的應(yīng)用

黃世集

【摘要】“黃泥鼓”是長鼓的一種，因演奏時(shí)鼓面涂以黃泥而得名，主要流行于廣西壯族自治區(qū)金秀瑤族自治縣、廣東省連南瑤族自治縣等地。黃泥鼓的傳統(tǒng)制作方法都是手工制作，不僅生產(chǎn)效率低，鼓的形制粗簡，而且，也不利于金秀縣瑤族工藝品經(jīng)濟(jì)效益的開發(fā)。隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床逐步向高速化、高精度、集成化、多軸化方向發(fā)展，這為黃泥鼓的加工自動(dòng)化提供了設(shè)備基礎(chǔ)。本文主要分析了黃泥鼓與數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)，并探討了數(shù)控加工技術(shù)在黃泥鼓制作中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】黃泥鼓 數(shù)控加工技術(shù) 技術(shù)應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TG659 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）02-0232-01

一、“黃泥鼓”的形制結(jié)構(gòu)

（一）黃泥鼓的特點(diǎn)

黃泥鼓，古稱銃鼓，瑤語稱“尼王甕”，屬于長鼓的一種，傳說黃泥鼓是為了悼念瑤族先祖盤王而制作的。因黃泥鼓演奏前用濕潤的黃泥涂抹鼓皮調(diào)音而得名，主要流傳于大瑤山的廣西金秀縣六巷鄉(xiāng)和羅香鄉(xiāng)坳瑤聚居區(qū)，是居住在大瑤山上瑤族人民喜愛的民間樂器。這種鼓的特別之處，是要用大瑤山特有的黃泥漿來糊鼓面，才能對(duì)鼓進(jìn)行準(zhǔn)確定音。用黃泥漿糊過的鼓面，由于鼓面濕潤，增加了厚度，敲打起來發(fā)出“空央、空央”的雙連鳴音，鼓聲宏亮、動(dòng)聽，可以傳到數(shù)里之外。黃泥鼓采用木質(zhì)軟韌而輕便的泡桐樹木鏤空兩頭制成，鼓身用整段苦楝樹、桐樹原木挖制而成，兩端蒙以山羊皮或牛皮，皮面固定在兩個(gè)圓形鐵圈上，蓋于兩端鼓口上，用鐵鉤系繩相對(duì)繃緊。黃泥鼓是瑤族文化的神圣象征，瑤族歷來就有“瑤不離鼓”之說，凡逢年過節(jié)、師公活動(dòng)、喜慶豐收、祭祀祈禱或喪葬齋事等場合，瑤族人民都要演奏黃泥鼓。黃泥鼓既是歌舞的伴奏樂器，又是舞蹈的道具。如今，以黃泥鼓為主題的旅游工藝品，淋漓盡致地展現(xiàn)了金秀瑤族的民俗文化，對(duì)金秀瑤族的文化傳承與傳播，起到了積極的推動(dòng)作用。

（二）黃泥鼓的形制

黃泥鼓分為“大”（低音鼓）、“小”（高音鼓）兩種形制，坳瑤稱“母鼓”和“公鼓”，其鼓形和尺寸各不相同，從器型上看似兩個(gè)相對(duì)稱的喇叭，鼓身素色或彩繪龍鳳圖案。母鼓飽滿，公鼓修長。母鼓腰部粗短，母鼓，全長100厘米，鼓身兩端似桶，中間細(xì)腰較短，形如兩個(gè)倒接的寬口徑腳杯對(duì)接，鼓腰直徑11厘米，兩端口徑均為22厘米，兩個(gè)皮圈直徑26厘米、鼓身壁厚2厘米。公鼓，腔體中腰細(xì)長，似兩個(gè)倒接的細(xì)長喇叭，全長170厘米，鼓身中間細(xì)小、兩端粗大，形如兩個(gè)倒接的喇叭，鼓腰直徑6厘米、兩端口徑均為23厘米，兩個(gè)皮圈直徑26厘米、鼓身壁厚1厘米。母鼓鼓腔以整段泡桐木挖空制成，公鼓為整段酸棗木挖空制成。腔體兩端蒙以山羊皮或黃牛皮，并用鐵鉤系絳勾聯(lián)組絡(luò)，絳間插入竹條，用以紐轉(zhuǎn)繩索產(chǎn)生不同的松緊度，從而調(diào)節(jié)皮面的音高和音量。

二、數(shù)控加工技術(shù)在“黃泥鼓”制作中的應(yīng)用

（一）黃泥鼓數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)分析

隨著廣西壯族自治區(qū)旅游及工藝品開發(fā)力度不斷提高，黃泥鼓也逐漸走出了金秀瑤族自治縣，在弘揚(yáng)傳統(tǒng)文化方面，發(fā)揮著重要的作用。但是，傳統(tǒng)的黃泥鼓一直都采用手工制作，鼓腔不刷油漆，不繪制彩圖。整體制作效率比較低，工藝比較粗糙，而且制作精度、質(zhì)量比較低，美觀度也不足，不利于黃泥鼓的批量生產(chǎn)和市場推廣。

采用數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)黃泥鼓，可以大幅提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。其優(yōu)勢(shì)具體如下：一是生產(chǎn)加工靈活，加工質(zhì)量穩(wěn)定。黃泥鼓的形制和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求高，使用的材料硬度高，制造周期短。通過采用數(shù)控加工技術(shù)，可以通過編輯軟件來對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)及處理等，有效傳承黃泥鼓民族傳統(tǒng)工藝，大大提高黃泥鼓的生產(chǎn)靈活性及生產(chǎn)質(zhì)量與效率。二是能完成對(duì)復(fù)雜零部件的批量加工制作。普通機(jī)床無法對(duì)比較復(fù)雜的零部件進(jìn)行加工，但是，通過改變數(shù)控有關(guān)技術(shù)工藝參數(shù)，就可以完成加工，因此，比較便于實(shí)現(xiàn)換批加工與研發(fā)新產(chǎn)品。另外，和傳統(tǒng)的切削工藝相比，其加工速度更是提升了數(shù)十倍。數(shù)控加工技術(shù)可以保證加工出來的大型產(chǎn)品的誤差控制在0.01mm 左右，這是傳統(tǒng)加工技術(shù)所不能比擬的，從而能提高黃泥鼓的生產(chǎn)效率，減少人工操作，縮短模具制造周期，提升黃泥鼓的市場競爭力。

（二）數(shù)控加工技術(shù)在黃泥鼓制作中的應(yīng)用

1.黃泥鼓的設(shè)計(jì)。利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件，在智能圖素菜單下，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)，其他默認(rèn)，進(jìn)入到編輯二維截面狀態(tài)，制作出黃泥鼓的造型，然后利用裁剪、圓弧過渡進(jìn)行編輯修改。完成后點(diǎn)擊完成造型。

2.黃泥鼓的加工工藝分析。因黃泥鼓其圓弧曲線比較多，因此選用數(shù)控車床進(jìn)行加工。依據(jù)數(shù)控車床編程原則，進(jìn)行如下工作：首先是分析圖樣，確定工件的裝夾方式及程序原點(diǎn)。其次，確定數(shù)控加工刀具及加工路線。常規(guī)情況下選擇由粗到細(xì)、先大后小的加工順序及刀具數(shù)量。

3.編寫加工程序。利用計(jì)算機(jī)專用軟件（CAD/CAM）編制數(shù)控加工程序的過程，稱為自動(dòng)編程。caxa數(shù)控車軟件是優(yōu)秀的CAD/CAM 國產(chǎn)軟件，它能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)編程。其具體過程如下：一是繪圖。將零件車削加工圖形繪制在caxa數(shù)控車的繪圖區(qū)中，注意繪圖時(shí)將坐標(biāo)系原點(diǎn)選在零件的右端面中心處。二是粗車輪廓。在caxa主菜單中單擊“數(shù)控車”窗口，隨后在下拉菜單中選擇“輪廓粗車”，設(shè)置粗車參數(shù)表。設(shè)置完各參數(shù)后，單擊“確定”，按提示拾取加工表面輪廓，零件毛坯輪廓，輸入進(jìn)退刀點(diǎn)，生成刀具軌跡。三是精車輪廓。在caxa數(shù)控車主菜單中單擊“數(shù)控車”，并選擇“輪廓精車”，設(shè)置參數(shù)表，按系統(tǒng)提示拾取加工表面輪廓，輸入進(jìn)退到點(diǎn)，生成刀具軌跡。四是生成加工程序。單擊“數(shù)控車”主菜單，并選擇“代碼生成”，彈出“選擇后置文件”對(duì)話框，確定文件位置，按粗加工、精加工過程，依次拾取刀具軌跡。

4.黃泥鼓的機(jī)床加工。首先通過上海宇龍數(shù)控仿真軟件進(jìn)行加工。數(shù)控車床是采用廣州數(shù)控系統(tǒng)，車床型號(hào)是GSK980TD，對(duì)自動(dòng)生成的程序做部分更改，在記事本中打開“黃泥鼓. cut”文件 ， 刪除包含“G50”的指令字段，然后保存。使用刀具偏置設(shè)置坐標(biāo)系，利用試切法對(duì)刀，完成后導(dǎo)入程序，就可以進(jìn)行加工了。數(shù)控仿真軟件程序驗(yàn)證通過后，就可以在真實(shí)機(jī)床上去加工了。通過上述設(shè)計(jì)、編程、加工后，就完成了黃泥鼓零件的加工全過程。

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