材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)研究

王崢

（南京理工大學(xué) 江蘇南京 210094）

材料成型與控制工程模具制造技術(shù)是一門系統(tǒng)性極強(qiáng)的科學(xué)，是伴隨著科學(xué)技術(shù)飛速前行所誕生的產(chǎn)物，其不僅是我國(guó)材料成型與控制工程需要長(zhǎng)期發(fā)展的重點(diǎn)，更是材料控制領(lǐng)域需要突破的難點(diǎn)，同時(shí)在該技術(shù)發(fā)展過程中，電力、船舶制造、交通等諸多行業(yè)都會(huì)受到或多或少的影響，相關(guān)企業(yè)也需要面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。由此可見，研究材料成型與控制工程模具制造技術(shù)是十分必要的，這不僅關(guān)乎到單純一個(gè)制造業(yè)的未來，更關(guān)乎到整個(gè)工業(yè)的未來，基于此筆者以材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)為主題展開了分析。

1 材料成型與控制工程概述

材料成型與控制工程主要研究如何根據(jù)材料的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和表面形狀來確定材料加熱過程中可能受到的影響和可能受到影響的工藝，尤其是在材料的結(jié)構(gòu)、形狀、性能改變過程中工藝因素對(duì)材料帶來的影響。此外，材料成型與控制工程涉及到模具制造過程中的熱處理工藝和材料加工工藝。

2 材料成型與控制工程模具制造的主要工藝技術(shù)

一般來說，材料成型與控制工程模具制造技術(shù)可分為金屬材料一次成型加工工藝、金屬材料二次成型加工工藝，非金屬材料成型加工工藝三種，這里我們分別進(jìn)行了詳述。

2.1 金屬材料一次成型加工工藝

2.1.1 機(jī)械擠壓成型技術(shù)

機(jī)械擠壓成型技術(shù)是比較常用的一種金屬材料成型加工工藝，一般人們也稱之為擠壓技術(shù)。該工藝可分為兩步：①將預(yù)加工的金屬胚料放置于對(duì)應(yīng)模具之內(nèi)；②自模具上方開展加壓工作，促使胚料在壓力作用下發(fā)生形變，從而獲取與模具形狀、大小相同的金屬產(chǎn)品。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于金屬具有良好的可塑性，形狀不易發(fā)生二次變化，但是在實(shí)際的操作過程中，操作人員應(yīng)充分注意金屬被壓縮的速度，防止速度達(dá)到上限后，金屬產(chǎn)生橫向裂紋。

2.1.2 拉拔成型技術(shù)

該技術(shù)與擠壓技術(shù)的不同之處在于，擠壓技術(shù)依靠壓力使金屬發(fā)生形變，而拉拔成型技術(shù)依靠拉力使金屬發(fā)生形變。在將預(yù)加工的金屬胚料放置于對(duì)應(yīng)模具之內(nèi)后，可在模具上方開展相關(guān)的拉拔工作，在拉力的作用下使金屬胚料發(fā)生塑性形變，從而達(dá)到金屬成型的目的。但是，拉拔成型技術(shù)對(duì)于金屬胚料的要求較高，需要胚料的屬性達(dá)到一定高度，否則金屬很容易在拉拔過程中產(chǎn)生裂紋。

2.2 金屬材料二次成型加工工藝

2.2.1 鍛造成型技術(shù)

鍛造是我國(guó)最古老的工藝之一，目前仍被廣泛應(yīng)用于工業(yè)化的日常生產(chǎn)之中，具體來說，我們可將鍛造成型技術(shù)分為自由鍛造、模型鍛造兩種技術(shù)手段，其中前者偏向利用外界壓力且不需要模具，后者則需要借助壓力機(jī)等機(jī)械設(shè)備，同時(shí)也需要配備相應(yīng)的模具來使胚料發(fā)生塑性變形。

2.2.2 電切割技術(shù)

電切割法主要是在成型加工的過程中結(jié)合材料的具體形狀決定運(yùn)用何種切割狀況，但是在切割的途中需要運(yùn)用正溶解的方式實(shí)現(xiàn)切割要求，但是在切割的過程中，由于材料組織之間的摩擦，就要形成殘存物或者粉末狀纖維，為了避免這些細(xì)小的纖維進(jìn)入到空洞內(nèi)，應(yīng)及時(shí)就電極間隙進(jìn)行清洗，相較于傳統(tǒng)放電方式，這種方式是將電流液全部侵入到移動(dòng)的電極線內(nèi)部，這樣就能借助于液體的局部壓力做好沖刷，從而達(dá)到提高零件加工效果的目的。

2.2.3 旋壓成型技術(shù)

顧名思義，旋壓成型技術(shù)指的是胚料在壓力作用下隨芯模發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)所導(dǎo)致的塑性形變，一般來說，該技術(shù)應(yīng)用時(shí)所受阻力較大，工作效率不高，但基于其產(chǎn)品尺寸較大、模具簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，也不失為一項(xiàng)很常用的模具制造技術(shù)。

2.3 非金屬加工工藝

2.3.1 擠出成型技術(shù)

擠出成型技術(shù)是在螺桿、柱塞的基礎(chǔ)之上開展的一系列擠壓、剪切工作，其作用在于可以幫助塑料原材料進(jìn)行融化和加壓，同時(shí)，借助冷卻與固化流程，最終便可制作出與預(yù)定產(chǎn)品形狀相同的產(chǎn)品。一般來說，該技術(shù)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率較高，很適用于大規(guī)模塑料模具的生產(chǎn)。同時(shí)，由于該工藝主要在非金屬材料加工過程中使用，因此與金屬材料加工工藝相比，污染較少，成本較高，人力成本較低。

2.3.2 注射成型技術(shù)

注射成型技術(shù)主要包括將原材料放入注射設(shè)備、材料熔化處理、將熔化后的材料放入模具、冷卻處理、拆除模具幾步流程，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各大模具制造企業(yè)的生產(chǎn)之中，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于以下三點(diǎn)：①流程簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化生產(chǎn)；②適用性強(qiáng)，可用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的非金屬產(chǎn)品；③生產(chǎn)效率高，可進(jìn)行批量化的大規(guī)模生產(chǎn)。

綜上，我們分析了目前材料成型與控制工程模具制造的幾種常見工藝和技術(shù)，可以確定的是，材料成型與控制工程具有極高的發(fā)展前景和應(yīng)用前景，不斷提高材料成型與控制工程模具制造技術(shù)來使其達(dá)到更高的水準(zhǔn)，對(duì)于我國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力的提高有著極高的促進(jìn)作用。

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