材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)

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摘要：現(xiàn)代多種制造業(yè)都將材料成型和控制工程模具制造技術(shù)作為基礎(chǔ)，例如汽車(chē)制造、家電制造等等，材料成型和控制工程模具制造技術(shù)為其提供各個(gè)零部件，可以說(shuō)，材料成型技術(shù)和控制工程模具制造技術(shù)直接決定了產(chǎn)品的技術(shù)水準(zhǔn)，它是機(jī)械制造質(zhì)量與水平的重要影響因素。在本文當(dāng)中，筆者將著重對(duì)材料成型與控制工程模具制造工藝概念、金屬與非金屬材料的成型和控制工程模具制造工藝三個(gè)方面進(jìn)行闡述和分析。

關(guān)鍵詞：材料成型；控制工程模具制造工藝；金屬與非金屬成型控制

材料成型技術(shù)主要是按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)將原料壓制成指定的形狀，用于組裝設(shè)備，它與控制工程模具制造工藝是兩個(gè)相輔相成的技術(shù)。我國(guó)目前的材料成型技術(shù)和控制工程模具制造工藝還處在一個(gè)較為落后的階段，尤其是與歐美國(guó)家相比，例如制造大國(guó)德國(guó)，所以，這兩項(xiàng)技術(shù)還需要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和提升，才能夠保障國(guó)內(nèi)的制造行業(yè)發(fā)展水平緊追國(guó)際水平，讓我們的工業(yè)產(chǎn)品走上國(guó)際尖端。

一、材料成型技術(shù)與控制工程模具制造技術(shù)概述

（一）材料成型與控制工程的基本定義

材料成型及控制工程模具制造技藝主要是關(guān)于研究如何改變材料的結(jié)構(gòu)、改善材料的性能、改變表面形狀的技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)與其他相關(guān)的技術(shù)因素共同影響下形成了一個(gè)材料熱加工成型過(guò)程，這也是一個(gè)原材料到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成型的過(guò)程，形成現(xiàn)代制造業(yè)中的重要理論與方法。材料成型及控制工程模具制造技藝是研究材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀熱變化對(duì)材料性狀、性能的影響，當(dāng)然包括其它相關(guān)技術(shù)因素對(duì)材料性能和表面形狀的影響，解決成型工藝的發(fā)展，工藝優(yōu)化方法、工藝優(yōu)化理論以及成型設(shè)備；研究理論及模具設(shè)計(jì)方法、模具材料，熱處理、加工方法等。材料成型與控制工程模具制造技藝是國(guó)內(nèi)職業(yè)技術(shù)院校中較為重要的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)只要進(jìn)行關(guān)于材料科學(xué)與工程的基本理論、材料成型及控制工程、模具設(shè)計(jì)與制造等專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面的教學(xué)，致力于培養(yǎng)能在機(jī)械、模具、材料加工等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、技術(shù)和設(shè)備的生產(chǎn)和管理工作的高級(jí)工程技術(shù)人員和管理人員。專(zhuān)業(yè)從事焊接成型及控制、鑄造成型、控制、壓力控制以及加工及模具設(shè)計(jì)制造等四個(gè)培訓(xùn)模塊。鑒于模具在機(jī)械制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得模具制造技術(shù)已成為材料成型和控制工程模具制造技術(shù)中最重要的一部分。

（二）模具及模具制造技術(shù)概述

近年來(lái)，我國(guó)模具制造技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。與此同時(shí)，塑料模具在我國(guó)的快速發(fā)展主要源于各行各業(yè)對(duì)塑料制品的超大需求量。根據(jù)2013-2017年中國(guó)模具制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)報(bào)告得知，目前我國(guó)塑料模具在模具工業(yè)中占有三分之一的比例。由于塑料有傳統(tǒng)金屬不具有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)塑料材料和成型技術(shù)的重大技術(shù)有突破，在許多領(lǐng)域的傳統(tǒng)材料被塑料取代。據(jù)預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的整體趨勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定，但塑料模具的發(fā)展速度將大大優(yōu)于其他模具，并在模具市場(chǎng)占有率將得到改善。在模具行業(yè)，模具制造技術(shù)的趨勢(shì)適應(yīng)需求的變化是必然的選擇。

二、金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

（一）一次成型加工技術(shù)分析

1、擠壓成型技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，需要在模具的毛坯加工、壓下、加壓處理的作用下，先將模具的壓坯變形提前發(fā)生，從而得到產(chǎn)品。采用擠壓技術(shù)的產(chǎn)品，其可塑性好，也不易變形。2、拉拔成型技術(shù)。應(yīng)先將胚料放入模具中的空白處，進(jìn)行拉深加工，將事先發(fā)生的坯料進(jìn)行變形，從而得到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。采用這種技術(shù)制成的產(chǎn)品，其變形阻力很小，但要達(dá)到預(yù)期的拉深效果，必須在生產(chǎn)過(guò)程中使用性能非常好的原材料。3、扎制成型。該技術(shù)主要應(yīng)用于在鋼坯中，通過(guò)施加旋轉(zhuǎn)力達(dá)到塑性變形的作用，最終生產(chǎn)出產(chǎn)品。

（二）二次成型加工技術(shù)

1、鍛造成型技術(shù)。鍛造采用自由鍛造、工藝模型鍛造兩種方法，其中，前者是指壓裝在坯料表面上，采用外壓生產(chǎn)符合企業(yè)要求的產(chǎn)品企。使用這種工藝不需要模具來(lái)完成；后者是指將坯料放在壓力機(jī)的表面上，利用模具中的塑性變形，在坯料上加壓得到產(chǎn)品。該技術(shù)的應(yīng)用可用于復(fù)雜形狀產(chǎn)品的加工，已應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。2、沖壓成型技術(shù)。該技術(shù)是指將壓力機(jī)置于金屬板表面的材料，在壓力板下會(huì)發(fā)生塑性變形，將模具與金屬板分離，最終得到形狀、尺寸、一致的產(chǎn)品。3、旋壓成型技術(shù)。利用旋壓技術(shù)時(shí)，需要將原材料放置在心軸上，壓力降板，金屬板壓力作用下，材料會(huì)隨著芯軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到一些塑性變形的作用，從而得到質(zhì)量均勻的產(chǎn)品，該技術(shù)下材料成型所受阻力是非常小的，所以產(chǎn)品的尺寸會(huì)比較大，其需要模具不是很復(fù)雜，但生產(chǎn)效率比較低，這是這一技術(shù)較為明顯的缺點(diǎn)。

三、非金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

（一）擠出成型技術(shù)

擠壓成型技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。設(shè)備擠壓成型工藝簡(jiǎn)單，僅需要少量的設(shè)備投資，在短期內(nèi)可收回成本，這是一個(gè)并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞的生產(chǎn)過(guò)程，人工成本的投入也比較小，因此，它可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

（二）注射成型技術(shù)

注射成型技術(shù)的原理是把原材料放置在注塑設(shè)備中，成品料熔化過(guò)程在注射設(shè)備中完成，將熔化料注入相應(yīng)的模具當(dāng)中，然后冷卻材料，固化后處理后拆除模具形成最終的所需產(chǎn)品。注塑成型技術(shù)可應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)領(lǐng)域，提高生產(chǎn)效率和批量生產(chǎn)的質(zhì)量。

（三）壓制成型技術(shù)

壓模成型技術(shù)是指在特定的模具腔放入材料，再進(jìn)行壓力處理，最終得到產(chǎn)品。但技術(shù)需要周期較長(zhǎng)，整體生產(chǎn)效率不高。

四、結(jié)束語(yǔ)：

材料成型技術(shù)與控制工程模具制造工藝未來(lái)還將不斷的進(jìn)行發(fā)展，提高材料成型的精度，為制造業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)。材料成型技術(shù)與控制工程模具制造工藝還應(yīng)不斷的開(kāi)拓新的研究與發(fā)展領(lǐng)域，革新當(dāng)前的成型技術(shù)和模具制造技術(shù)，拓展技術(shù)領(lǐng)域。

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作者：權(quán)亞云 韓茹月 張洋洋 單位：沈陽(yáng)理工大學(xué)