劉 洋/寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司

試述材料成型與控制工程模具制造的工藝

劉 洋/寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司

現(xiàn)代社會(huì)科技水平在不斷提高，制造業(yè)在我國(guó)得到了快速發(fā)展，而材料成型與控制工程模具制造則是加工制造行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的。材料成型與控制工程模具制造涉及到很多行業(yè)，比如汽車配件加工、家電配件制造、高精端產(chǎn)品制造等等，無不有著其身影，業(yè)已成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本文首先對(duì)金屬材料與非金屬材料成型技術(shù)分別進(jìn)行分析，然后對(duì)材料成型與控制工程模具制造工藝及其發(fā)展提出個(gè)人建議，以供參考。

金屬材料；非金屬材料；材料成型；控制工程；發(fā)展

前言

在我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的過程中，制造行業(yè)出現(xiàn)了前所未有的繁榮景象，其快速的發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)的整體進(jìn)步。制造行業(yè)中的材料成型和控制工程模具制造受到越來越多的關(guān)注，并出現(xiàn)了多種新技術(shù)與工藝。

一、金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

（一）金屬材料一次成型加工方法

1.擠壓成型技術(shù)。此技術(shù)首先將所需加工的坯料放置相應(yīng)的模具中，然后在其上部進(jìn)行加壓處理，讓預(yù)先添加至模具中的坯料在壓力的作用下發(fā)生變形，既能得到和相應(yīng)模具中模孔大小與形狀一致的產(chǎn)品。采用擠壓技術(shù)，所得到的產(chǎn)品具有塑性較好，且不容易發(fā)生形狀變化的特點(diǎn)。

2.拉拔成形技術(shù)。此技術(shù)首先將所需加工的坯料放置相應(yīng)的模具中，然后在其上部進(jìn)行拉拔處理，讓預(yù)先添加至模具中的坯料在拉力的作用下發(fā)生塑性變形，既能得到和相應(yīng)模具中?？状笮∨c形狀一致的產(chǎn)品。采用拉拔技術(shù)所得到的產(chǎn)品具有變形阻力相對(duì)較小的特點(diǎn)，不過在生產(chǎn)過程中要使用屬性相對(duì)好的坯料才可以達(dá)到拉拔的要求。

3.扎制成型技術(shù)。此技術(shù)是讓坯料在扎輪旋轉(zhuǎn)力的作用下而發(fā)生塑性形變，從而生產(chǎn)出具有特定大小與輪廓的產(chǎn)品。

（二）金屬材料的二次成型加工方法

1.鍛造成型技術(shù)。鍛造成型技術(shù)又可以分為兩種不同的手段：自由鍛造技術(shù)與模型鍛造技術(shù)。所謂的自由鍛造技術(shù)指的是將坯料放置到相應(yīng)的壓力機(jī)表面，采用錘頭以及其他的制作器械，施加一定的外界壓力，讓坯發(fā)生一定的塑性變形，從而生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)，可以不需要相應(yīng)的模具就能完成，不過僅適合用于加工一些較容易發(fā)生形變的坯料，而且所生產(chǎn)的產(chǎn)品形狀相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單一些。所謂的模型鍛造，指的是將坯料放置到相應(yīng)的壓力機(jī)表面，采用相應(yīng)的模具對(duì)坯料施加一定的外界壓力，讓其發(fā)生一定的塑性變形，從而生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。采用這種技術(shù)，所需要采用相應(yīng)的加工模具，在生產(chǎn)的過程中會(huì)遇到相對(duì)大的變形阻力。不過，此技術(shù)工藝能夠用來加工一些形狀相對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品，可以工業(yè)化的生產(chǎn)。

2.沖壓成型技術(shù)。此技術(shù)是將相應(yīng)的金屬板材料放置于壓力機(jī)表面，然后采用相應(yīng)的模具施加相應(yīng)的壓力，讓金屬板發(fā)生一定的塑性變形，或者將模具的作用范圍區(qū)域從金屬板分離開來，從而得到相應(yīng)大小與外形的產(chǎn)品。

3.旋壓成形技術(shù)。此技術(shù)是將相應(yīng)的板料放置于芯模之上，同時(shí)將板料壓緊，并且板料會(huì)隨著芯模進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過程中，板料受到旋輪的外界壓力而出現(xiàn)一定的塑性變形，從而生產(chǎn)出具有特定大小與形狀的產(chǎn)品。采用此技術(shù)所受到的成型阻力要小，并且可以生產(chǎn)尺寸相對(duì)較大的產(chǎn)品，而且所需的模具不太復(fù)雜。但是，其產(chǎn)品生產(chǎn)效率相對(duì)不高。

4.焊接成型技術(shù)。此技術(shù)采用對(duì)相應(yīng)材料加熱亦或加壓處理，最終讓所焊接材料能夠?qū)崿F(xiàn)原子級(jí)的結(jié)合，從而獲取到相應(yīng)的產(chǎn)品。

二、非金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

1.擠出成型技術(shù)。此技術(shù)是通過螺桿亦或者是柱塞進(jìn)行擠壓以及剪切處理，讓相應(yīng)的塑料原材料融化之后，在特定的壓力作用之下經(jīng)過口模，然后對(duì)其進(jìn)行冷卻處理，讓塑料完全的固化，從而制作形成和口模形狀一致的產(chǎn)品。這種成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的連續(xù)化，具有相對(duì)高的生產(chǎn)效率，并且所得到的產(chǎn)品具有高的品質(zhì)，可以應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)中。擠出成型所涉及的相應(yīng)裝置較為簡(jiǎn)單，設(shè)備成本投入較少，并且可以在較短周期內(nèi)將成本收回，其整個(gè)生產(chǎn)過程不會(huì)造成較大的環(huán)境污染，人工作業(yè)強(qiáng)度相對(duì)較小，可以用于工業(yè)化生產(chǎn)中。

2.注射成型技術(shù)。此技術(shù)所采用的原理是把相應(yīng)的原材料放置于注射設(shè)備里，將材料在其中進(jìn)行熔化處理，并通過注射設(shè)備的高壓，將熔化后的材料注射到相應(yīng)模具中，然后進(jìn)行冷卻處理，待材料固化之后，將模具拆除得到相應(yīng)的產(chǎn)品。采用這種生產(chǎn)工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率明顯改善，并且可以用于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品生產(chǎn)，尤其能作為大批量生產(chǎn)用手段。

3.壓制成型技術(shù)。此技術(shù)是將塑料放置到特定的模具空腔中，然后對(duì)其進(jìn)行加壓處理，得到相應(yīng)形狀與大小的產(chǎn)品。不過此方法所需的周期相對(duì)較長(zhǎng)，而且整體生產(chǎn)效率不高。

三、目前材料成型與控制工程模具制造工藝的發(fā)展方向

（一）精確成型與加工工藝

目前隨著各種機(jī)械設(shè)備逐漸的向精密化方向發(fā)展，精確成型加工工藝也逐漸開始使用，并越來越成為未來機(jī)械加工的方展方向。尤其是在對(duì)工件要求相對(duì)高的汽車生產(chǎn)中，精確成形工藝已被廣泛的推廣與應(yīng)用。比如在汽車生產(chǎn)中的，消失模鑄造技術(shù)以及壓力鑄造技術(shù)等均已廣泛應(yīng)用。

（二）快速和自由成型工藝

在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)走向全球化的同時(shí)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力越來越大，各個(gè)企業(yè)為了提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力，均開始重視自身的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品開發(fā)效率。而在這種市場(chǎng)環(huán)境下，制造業(yè)要想更好的迎合市場(chǎng)發(fā)展，就必須不斷提升自身生產(chǎn)力與生產(chǎn)效率。因此，快速和自由成型工藝也被逐漸的開發(fā)與應(yīng)用。

（三）模擬與仿真成型工藝

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，我們不但要依靠實(shí)驗(yàn)以及理論來處理材料加工中所遇到的困難。同樣，計(jì)算材料方法也發(fā)展為了處理材料加工中所遇到問題的重要手段。采用這種方法可以更加深刻與全面地對(duì)問題進(jìn)行分析與處理，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)以及理論無法實(shí)現(xiàn)的研究。因此，模擬與仿真成型工藝逐漸開始推廣應(yīng)用，并已然成為未來機(jī)械制造的重要發(fā)展方向。

四、結(jié)語

通過對(duì)材料成型與控制工程模具制造技術(shù)的研究與探索，對(duì)其進(jìn)行革新與改進(jìn)，可以更好的促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步。目前，市場(chǎng)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)效率的要求越來越高，對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的品質(zhì)要求也越來越高，機(jī)械工業(yè)要想在嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中保持自身競(jìng)爭(zhēng)力，就必須對(duì)材料成型與控制工程模具制造技術(shù)持續(xù)的創(chuàng)新與改革，使企業(yè)的生產(chǎn)效率與綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力全面提升，才可以獲得長(zhǎng)期、穩(wěn)定的發(fā)展。

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