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(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，我國(guó)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(guó)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(guò)程中的相關(guān)工藝因素對(duì)材料的影響。是成型工藝開(kāi)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(wèn)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(guò)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(guò)反復(fù)的加熱和冷卻操作來(lái)進(jìn)行模具制造。在加熱和冷卻的過(guò)程中，材料成型的加工時(shí)間越長(zhǎng)，模具受熱時(shí)間就越長(zhǎng)，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)正常化的磨損。熱模具表面失效的主要表現(xiàn)形式就是使用過(guò)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(guò)程中，其鋼制基體在使用狀態(tài)下硬度較低，對(duì)過(guò)薄的表面化合物表層的支持效果較差。很多模具在使用過(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)使用壽命。

2.4實(shí)驗(yàn)檢測(cè)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(guò)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(zhuān)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(zhuān)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(wèn)題，盡量選擇能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)加工制造所需的低成本材料。一切工作開(kāi)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(guò)程中，金屬機(jī)器設(shè)備及其零部件都需要承受來(lái)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(guò)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(wèn)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(guò)程中的可靠性，從而延長(zhǎng)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(guò)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(guó)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(zhuān)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中主要是通過(guò)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(guò)自由性鍛造、模具模型鍛造兩種不同方法來(lái)進(jìn)行。自由性鍛造是通過(guò)壓力機(jī)的表面放置原材料利用外界的壓力來(lái)獲取成品，這種技術(shù)不需要通過(guò)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(guò)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(guò)壓力的作用來(lái)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(yǔ)

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(lái)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(wèn)題的有效手段。在實(shí)際的生產(chǎn)加工過(guò)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(wèn)題，并針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)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(yáng)斯林達(dá)深冷科技有限公司