材料成型與控制工程模具制造技術(shù)研究
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摘要:近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，我國加工制造業(yè)的發(fā)展速度和建設(shè)質(zhì)量均取得了巨大進(jìn)步。材料成型與控制工程模具的制造工藝技術(shù)在加工制造業(yè)中占有極重要的地位。新型工藝和新技術(shù)正在被廣泛應(yīng)用到日常生產(chǎn)加工中。本文對(duì)材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，以全面提高我國加工制造業(yè)的技術(shù)水平。
關(guān)鍵詞:材料成型;控制工程;模具制造;工藝技術(shù)
1材料成型與控制工程研究概述
材料成型及控制工程主要研究塑性成型及熱加工改變材料的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和表面形狀過程中的相關(guān)工藝因素對(duì)材料的影響。是成型工藝開發(fā)、成型設(shè)備、工藝優(yōu)化、模具設(shè)計(jì)的基本理論，可以解決模具制造中的材料、熱處理、加工方法等問題。目前，在對(duì)材料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究中，材料成型與控制工程是科學(xué)技術(shù)發(fā)展支持中一項(xiàng)重要的理論研究課題，這對(duì)整個(gè)現(xiàn)代化的加工制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
2表面工程模具技術(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)與原則
2.1了解模具的表面失效形式
在材料成型的加工制作過程中，熱模具的應(yīng)用是對(duì)金屬進(jìn)行加熱以達(dá)到特殊的形狀要求。這樣的模具需要通過反復(fù)的加熱和冷卻操作來進(jìn)行模具制造。在加熱和冷卻的過程中，材料成型的加工時(shí)間越長，模具受熱時(shí)間就越長，其受熱程度就越嚴(yán)重。在正常使用情況下，熱模具也會(huì)出現(xiàn)正?；哪p。熱模具表面失效的主要表現(xiàn)形式就是使用過程中的磨損，在熱性強(qiáng)度不足的情況下就會(huì)造成模具表面出現(xiàn)塌陷，疲勞使用情況下就會(huì)出現(xiàn)表面脫落或是氧化現(xiàn)象。
2.2提升零件表面性能
根據(jù)制造零件的實(shí)際情況和條件，了解工程模具制造表面的失效形式。熱模具表面須有良好的耐熱性、耐熱沖擊性、抗磨損性、抗氧化性及抗熱疲勞的能力。
2.3提高模具表面厚度
熱模具在使用過程中，其鋼制基體在使用狀態(tài)下硬度較低，對(duì)過薄的表面化合物表層的支持效果較差。很多模具在使用過程中都會(huì)對(duì)其進(jìn)行拆卸維修。熱模具表面處理的效果會(huì)影響模具的使用壽命。對(duì)于這樣的模具，過薄的材質(zhì)其表面的硬化層在修復(fù)后的使用效果也會(huì)在后續(xù)的使用過程中逐漸消失。因此，熱模具表面改性層的厚度不可太薄，必須選擇厚度較厚的表面改性層，以提高模具的使用質(zhì)量，延長使用壽命。
2.4實(shí)驗(yàn)檢測模具表面技術(shù)
控制工程的模具表面改性層技術(shù)的選擇是材料成型制作過程中一道極為復(fù)雜的工藝設(shè)計(jì)程序。設(shè)計(jì)者必須具有扎實(shí)的材料工程專業(yè)性知識(shí)。對(duì)于材料的失效分析、機(jī)械的設(shè)計(jì)制造、模具的設(shè)計(jì)研究等方面也要有一定的知識(shí)儲(chǔ)備。同時(shí)，必須要優(yōu)化專業(yè)性知識(shí)，提高分析處理能力，鍛煉綜合能力。對(duì)于模具表面的改性層工藝的選擇還要充分考慮到經(jīng)濟(jì)性問題，盡量選擇能夠滿足生產(chǎn)加工制造所需的低成本材料。一切工作開展都要以實(shí)際驗(yàn)證出發(fā)，以實(shí)際操作為準(zhǔn)。
3模具表面技術(shù)的應(yīng)用
3.1減緩金屬材料表面的損傷
在研究金屬材料表面的變化過程中，金屬機(jī)器設(shè)備及其零部件都需要承受來自外界的各種負(fù)荷壓力，這對(duì)金屬材料的表面造成了各種各樣且程度不一的表面損傷。工程材料和零部件的表面在加工制造過程中存在著一定的微觀性或是宏觀性的缺陷，這就使金屬材料表面的缺陷問題成為了影響材料力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐磨性的主要因素。減緩、消除金屬材料表面的受損情況，掩蓋表面存在的缺陷，能夠有效提升金屬材料及其零部件在使用過程中的可靠性，從而延長金屬材料的使用壽命。
3.2提高能源利用效率
材料成型的表面技術(shù)可應(yīng)用于表面制造需要具有優(yōu)良結(jié)構(gòu)性能的涂層，這樣可以提高模具的高熱性效率和能源的利用效率。在模具的高溫加熱過程中，在零部件的表面進(jìn)行隔熱涂層的設(shè)計(jì)能夠有效減少熱量損耗，提升燃料利用率。先進(jìn)的表面涂層技術(shù)能夠使污染較大的技術(shù)得到改善，還能夠改善材料成型加工的環(huán)境質(zhì)量。
4金屬成型材料與控制工程模具制造技術(shù)
目前，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的助推下，我國加工制造行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，其金屬成型材料與控制工程的模具制造技術(shù)已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注，包括專業(yè)人才的培養(yǎng)和加工制造行業(yè)的新技術(shù)與新工藝的改革與創(chuàng)新。
4.1擠壓成型技術(shù)
擠壓成型制造技術(shù)在應(yīng)用過程中，要將等待加工的原料放入模具中，對(duì)原料進(jìn)行擠壓處理，再通過壓力作用使原料發(fā)生形變而形成所需的產(chǎn)品。擠壓成型技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量好，塑形強(qiáng)，不發(fā)生變形的情況。
4.2拉拔成型技術(shù)
選用拉伸技術(shù)進(jìn)行加工制造時(shí)，要先將原材料放入模具中，然后對(duì)原材料進(jìn)行拉拔處理。材料在拉拔的拉力作用下發(fā)生形變，并通過加壓處理形成新成品。利用拉伸技術(shù)制作出的產(chǎn)品面對(duì)阻力的抗壓性較弱，在加工制作過程中應(yīng)注意，想要達(dá)到最佳拉拔效果，應(yīng)在生產(chǎn)加工過程中選用性能最好的原材料進(jìn)行加工。
4.3軋制成型技術(shù)
軋制成型技術(shù)在使用過程中主要是通過利用軋制旋轉(zhuǎn)作用力讓原材料發(fā)生塑性形變，最后形成新品。
5金屬材料二次成型加工技術(shù)
5.1鍛造成型技術(shù)
鍛造成型技術(shù)是對(duì)第一次加工生成的產(chǎn)品進(jìn)行再鍛造，主要通過自由性鍛造、模具模型鍛造兩種不同方法來進(jìn)行。自由性鍛造是通過壓力機(jī)的表面放置原材料利用外界的壓力來獲取成品，這種技術(shù)不需要通過模具就能夠完成二次加工制造。模具模型的二次加工制造則是通過實(shí)用壓力讓原材料發(fā)生形變，強(qiáng)化產(chǎn)品的質(zhì)量。這項(xiàng)技術(shù)更適合形狀較為復(fù)雜的產(chǎn)品，在當(dāng)前的生產(chǎn)加工制造業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。
5.2沖壓成型技術(shù)
沖壓成型技術(shù)是將金屬板材料放置在壓力機(jī)的表面上，通過壓力的作用來讓金屬板發(fā)生形變，并將金屬板與模具分離，最終得到形狀、大小、質(zhì)量相同的產(chǎn)品。
5.3旋壓成型技術(shù)
旋壓成型技術(shù)是將加工原材料放置在模板上，通過對(duì)原材料的壓緊，使板材在壓力作用下隨著模具發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讓板材發(fā)生形變，最終得到形狀、大小、質(zhì)量相同的產(chǎn)品。該技術(shù)在應(yīng)用過程中受到的阻力影響較小。因?yàn)楫a(chǎn)品的尺寸相對(duì)較大，所使用的模具也較為簡單。但這項(xiàng)成型技術(shù)的生產(chǎn)效率不高，應(yīng)用范圍不廣。
6結(jié)語
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，加工制造業(yè)的發(fā)展如果僅靠單純的理論和實(shí)驗(yàn)研究來處理材料成型和控制工程的模具制造是具有一定難度的，很難達(dá)到預(yù)期的效果。將材料方法的計(jì)算引入到材料成型的加工領(lǐng)域，是解決材料加工問題的有效手段。在實(shí)際的生產(chǎn)加工過程中，必須找出材料成型與控制工程的模具制造工藝技術(shù)存在的實(shí)際問題，并針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面、系統(tǒng)的處理。只有這樣，才能跟上加工制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的腳步，從而提升技術(shù)水平，提高工作效率。
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作者：黃越強(qiáng) 單位：沈陽斯林達(dá)深冷科技有限公司
