熱加工過(guò)程中的微處理器的應(yīng)用與發(fā)展

劉鑫巍

摘 要：微處理器不僅是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，也是各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件。國(guó)際上的超高速巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等高端計(jì)算系統(tǒng)也都采用大量的通用高性能微處理器建造，文章就熱加工過(guò)程中的微處理器的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：熱加工；微處理器；發(fā)展

微處理器與傳統(tǒng)的中央處理器相比，具有體積小、重量輕和容易模塊化等優(yōu)點(diǎn)。微處理器的基本組成部分有：寄存器堆、運(yùn)算器、時(shí)序控制電路，以及數(shù)據(jù)和地址總線。微處理器能完成取指令、執(zhí)行指令，以及與外界存儲(chǔ)器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制部分。它可與存儲(chǔ)器和外圍電路芯片組成微型計(jì)算機(jī)。隨著人們對(duì)工業(yè)品質(zhì)量和性能多樣化的要求越來(lái)越高，熱加工過(guò)程中的微處理器技術(shù)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的局面。技術(shù)人員都在致力于提高熱加工水平，使熱加工發(fā)展成一種高效、節(jié)能、無(wú)污染、低成本的工藝技術(shù)。

1.熱加工的工藝特點(diǎn)

熱加工對(duì)金屬的組織和性能產(chǎn)生了巨大的影響，主要包括以下4個(gè)方面：改善金屬的組織：熱加工可以明顯改善金屬中的氣孔、疏松等組織缺陷、消除偏析、均勻化學(xué)成分等，從而明顯提高材料的性能；改變晶粒大?。赫５臒峒庸ひ话憧梢约?xì)化晶粒，提高材料性能；形成纖維組織：熱加工中形成纖維組織，有利于提高材料的塑性和沖擊韌性等性能，但是纖維組織的形成有賴于合理的設(shè)計(jì)熱加工工藝；形成帶狀組織：金屬中產(chǎn)生了帶狀組織，將產(chǎn)生橫向塑韌性顯著降低等問(wèn)題，所以熱加工時(shí)需盡量避免帶狀組織的產(chǎn)生。熱加工過(guò)程中極其關(guān)鍵的技術(shù)之一就是對(duì)溫度的控制。金屬的熱加工必須準(zhǔn)確控制在一定的溫度范圍之內(nèi)，這是提升熱加工產(chǎn)品質(zhì)量所面臨的主要問(wèn)題。眾所周知，熱加工所用的各種設(shè)備本身就是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，且產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素多，所以熱加工工藝過(guò)程的精確控制就成為特別重要的技術(shù)。

2.熱加工微處理器的發(fā)展和應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)熱加工工藝過(guò)程的精度控制、能源節(jié)約和效率要求越來(lái)越高。目前，各種熱加工方法主要是借助于微處理器對(duì)過(guò)程實(shí)行控制，由于微處理器能進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，執(zhí)行指令、與外界設(shè)備互換數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序的精確性得到保證，能更精確地執(zhí)行工藝方面的特殊要求，保證工藝參數(shù)的精確性，確保工藝過(guò)程的規(guī)范，提高熱加工效益，從而減少熱加工過(guò)程中的能量消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。如今，人們?cè)絹?lái)越重視微處理器在熱加工行業(yè)中的應(yīng)用。

2.1在鑄造中的情況分析

鑄造是一種使用較早的熱加工工藝，也是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。具體來(lái)講，就是在特定形狀鑄模中加入室溫為液態(tài)但隨后能固化的物質(zhì)，使其凝固成形的一種加工方法。隨著綜合性能更高的期望和人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保的要求，對(duì)鑄造技術(shù)的提高刻不容緩。微處理器在鑄造工藝中的發(fā)展和應(yīng)用主要體現(xiàn)在工藝參數(shù)控制、工藝過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬等方面。在工藝參數(shù)控制方面，技術(shù)人員引入微處理器對(duì)真空調(diào)壓鑄造、低壓鑄造液面加壓控制、超聲鑄造電源等工藝過(guò)程進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的現(xiàn)代鑄造。在計(jì)算機(jī)模擬方面，基于微處理器對(duì)圓柱面鐵路橋梁支座、電機(jī)皮帶輪、頭部鏈輪體、冷卻機(jī)輪轂、扇形平板等產(chǎn)品的鑄造工藝進(jìn)行模擬，進(jìn)行方案優(yōu)選，為實(shí)際生產(chǎn)提供可靠的依據(jù)，從而有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了生產(chǎn)成本。

2.2在鍛造中的情況分析

鍛造是指通過(guò)施加壓力在金屬上，使金屬發(fā)生塑性變形從而使其獲得一定的形狀、尺寸和機(jī)械性能的加工方法。鍛造作為一種重要的熱加工工藝，其工藝過(guò)程的控制和技術(shù)改進(jìn)，是確保鍛件產(chǎn)品質(zhì)量和滿足現(xiàn)代工業(yè)制造更高要求的關(guān)鍵所在。微處理器作為一種強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、管理和預(yù)測(cè)工具，也越來(lái)越多地應(yīng)用在鍛造工藝過(guò)程中。在鍛造操作機(jī)控制、等溫鍛造、模鍛水壓機(jī)動(dòng)梁速度、鍛壓機(jī)液壓系統(tǒng)、模鍛液壓機(jī)控制等方面，微處理器得到了較大的發(fā)展和應(yīng)用，為鍛造工藝過(guò)程的精確控制發(fā)揮了積極的作用，有效提高了鍛造質(zhì)量。同時(shí)，微處理器還被廣泛用于對(duì)重卡前軸成形輥鍛、馬蹄形接頭等溫鍛造、閥體胎模鍛以止推軸承毛坯、刮板、鎂合金汽車控制臂、大型突變截面連桿制坯等的鍛造工藝過(guò)程模擬，為減少試驗(yàn)次數(shù)、加快研發(fā)步伐、提高企業(yè)效率起到了卓有成效的作用。

2.3在焊接中的情況分析

焊接是熱加工中的一種重要的工藝方法，在加壓或加熱條件下，用或者不用填料，使同種或異種材質(zhì)的工件實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，形成牢固連接。焊接過(guò)程非常復(fù)雜，影響因素多，且肉眼往往難以觀察，需要借助其它手段才能更好地實(shí)現(xiàn)工藝控制和提高焊接質(zhì)量。為此，人們將微處理器廣泛地應(yīng)用在焊接工藝中，如：電子束焊接、數(shù)字化直流脈沖MIG焊接、串聯(lián)電弧焊接等工藝過(guò)程的控制；研究了16MnR鋼的焊接性及厚板焊接質(zhì)量、低溫鋼1 6MnDR大型矩形截面結(jié)構(gòu)焊接變形、基于MIG/MAG的環(huán)縫焊機(jī)焊槍運(yùn)動(dòng)、高速列車下薄壁電氣控制箱焊接變形、弧焊過(guò)程熔透性等的控制策略和方法；模擬了鋼材薄壁圓筒環(huán)縫電子束焊接數(shù)值、鋁合金攪拌摩擦焊接數(shù)值、不銹鋼激光搭接焊接頭溫度場(chǎng)數(shù)值、高頻電阻焊連續(xù)油管焊接組織性能等，有效提高了焊接過(guò)程的控制和焊接質(zhì)量。

3.結(jié)束語(yǔ)

鑄造、鍛造、熱軋、焊接、熱處理等熱加工方法在不斷的更新和進(jìn)步，也需要完成更加復(fù)雜、更加高質(zhì)量的熱加工工藝。同時(shí)，隨著市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，微處理器的功能不斷完善、性能越發(fā)提高、價(jià)格也更加低廉；微處理器在熱加工過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色，提高了熱加工過(guò)程的效能，大大地保證了控制精度和工藝規(guī)范，節(jié)約了能源，減少了生產(chǎn)成本，從而更加推動(dòng)了微處理器在熱加工行業(yè)中的普及程度。另一方面，在我國(guó)，微處理器在熱加工中的應(yīng)用研究成果，絕大部分掌握在高校和科研單位，企業(yè)可以采用產(chǎn)學(xué)研等合作模式將成果盡早利用在實(shí)際生產(chǎn)中，減少自身研發(fā)投入，加快高技術(shù)的應(yīng)用，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

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