材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)探討

肖思柱

摘 要： 我國是傳統(tǒng)的制造業(yè)大國，隨著我國社會工業(yè)化的不斷進步和發(fā)展，大部分行業(yè)應用了金屬復合材料，實現(xiàn)金屬符合材料購買量的不斷增加。金屬材料加工的品質(zhì)和控制工程相關(guān)技術(shù)水平有著一定聯(lián)系。本文筆者則從實際出發(fā)探討了材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)分析。

關(guān)鍵詞： 材料成型與控制;金屬材料;加工技術(shù)

【中圖分類號】G633.96 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.074

引言：目前科技的發(fā)展導致各領(lǐng)域?qū)饘倭慵男枨笤絹碓酱?，對金屬零件的要求越來越高，為此國?nèi)研究出了機械加工技術(shù)，加工金屬零件。機械加工技術(shù)是通過溶解、鉆削、車削、劃線、銑削、磨削等加工方法，將金屬加工成金屬零件，安裝在各個金屬器械上。

1 材料成型與控制工程

材料成型與控制工程具有較高的實用性，在該學科中，重點研究的是材料的各種結(jié)構(gòu)形態(tài)，如宏觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)等。目前，材料成型與控制工程在機械制造、建筑、設備加工等行業(yè)內(nèi)均得到了廣泛應用，并為相關(guān)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和改造提供了支持，為產(chǎn)品質(zhì)量提升、生產(chǎn)制造效率提升奠定了基礎。

在產(chǎn)品設計中，一般是按照材料成型和控制工程理論及加工工藝對材料的性質(zhì)、特點、加工后的性能進行了解和確定，之后再進行方案設計，開始加工生產(chǎn)作業(yè)。金屬材料作為目前工業(yè)生產(chǎn)中最常用的材料，通過材料成型和控制工程對金屬材料的性能及特點進行確定，能夠科學選擇金屬材料加工技術(shù)，保證最終成品的質(zhì)量和性能。且在加工成型和控制工程引導下，金屬材料加工生產(chǎn)工藝也得到了提升，產(chǎn)品性能得到了擴展，引領(lǐng)著我國工業(yè)生產(chǎn)向更先進、高技術(shù)的領(lǐng)域邁進。

在金屬材料加工中，應用的工藝種類較多，如沖壓、鍛造、鑄造、焊接等，每個工藝環(huán)節(jié)對技術(shù)都有較高要求。一旦出現(xiàn)技術(shù)問題，生產(chǎn)出的產(chǎn)品就會存在瑕疵，難以達到規(guī)定的標準要求，為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。但在應用材料成型和控制工程理論后，在金屬材料加工前，可先對材料性能、構(gòu)成成分等進行分析，之后結(jié)合材料特征合理設計加工技術(shù)及所需的復合材料，這能夠有效降低加工制造中存在的問題，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

2 機械加工成型技術(shù)中的金屬材料加工技術(shù)

2.1 鍛模塑性與擠壓成型技術(shù)

在金屬材料加工進程中，通常會利用涂層或潤滑油劑來降低工作難度。涂層和潤滑油劑可以讓模具產(chǎn)生擠壓力，使金屬材料與模具之間有一定的潤滑度。當擠壓力過低時，會直接導致金屬與模具發(fā)生摩擦，從而產(chǎn)生耗損現(xiàn)象，降低金屬材料可塑性，材料受阻減少，隨之發(fā)生變形現(xiàn)象，難以確保產(chǎn)品成型的品質(zhì)。探究實際情況得知，在材料加工進程中應用涂層或者潤滑油劑，能有效減少材料成型過程中的擠壓力，使摩擦力降低25%～35%。此外，在材料加工進程中，也可添入增強顆粒，采用該方式能降低金屬材料的可塑性，進而提升金屬抗變性能，確保其品質(zhì)?？傊?，在鍛模塑性進程中，有關(guān)技術(shù)人員必須控制好擠壓速率，切忌操作忽快忽慢，太快會導致材料成型后有裂紋，太慢會讓成型后的材料密度值產(chǎn)生誤差，達不到實際材料的標準，從而發(fā)生嚴重后果。

2.2 擠壓鍛模塑性成型

在以往加壓作用下進行金屬材料加工時，需要在模具表面涂抹一層潤滑劑，降低加壓過程中，因摩擦阻力增大對金屬材料模具帶來的影響，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高成功率。不過，在使用擠壓鍛模塑性成型方式后，則可省略上述處理模式。通過擠壓作業(yè)，將加工中產(chǎn)生的壓力進行有效釋放，以此降低摩擦阻力的產(chǎn)生，保證模具的質(zhì)量，保證產(chǎn)品加工效果。

據(jù)相關(guān)資料記錄，擠壓后釋放的壓力值可達到25%～35%。另外，擠壓鍛模塑性成型方式在應用中，還可改變金屬材料的塑性和抗變形阻力，以此保證加工作業(yè)的成功率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證其性能及功能。其主要是在加工生產(chǎn)過程中，添加適量的顆粒狀況，弱化町塑性狀況，金屬基材料與顆粒狀況發(fā)生反應，提高金屬材料的塑性和抗變形阻力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在這一過程中，顆粒狀況的添加提升擠壓過程的溫度，受溫度影響，金屬材料的塑性及抗變形阻力自然也會發(fā)生變化。若從常規(guī)角度考慮問題，通過加入顆粒的含量狀況能夠提升擠壓的變形速率，但由于金屬中復合材料的含量偏高，則相關(guān)的人員就要嚴格控制被壓縮的速度，但在擠壓速度達到上限后，金屬材料已經(jīng)形成自己的固有形狀，如此就會導致橫向裂紋的出現(xiàn)。

2.3 數(shù)控加工技術(shù)

使用數(shù)控設備加工金屬材料時，需要輸入相應的加工參數(shù)，具體參數(shù)的設置需要根據(jù)加工圖樣中有關(guān)的數(shù)據(jù)進行操作，并將金屬材料的有關(guān)編號在數(shù)控設備中輸入，確保參數(shù)數(shù)據(jù)錄入的準確性。金屬材料加工的相關(guān)參數(shù)輸入后，需要將設備開啟進行預熱，在設備預熱到規(guī)定的范圍內(nèi)后，接著啟動設備的電源，等到操作界面中顯示出加工參數(shù)后，在數(shù)控系統(tǒng)中接著輸入金屬材料加工的尺寸、角度等參數(shù)數(shù)據(jù)。輸入?yún)?shù)時，基準點設置為左機設備位置，金屬材料數(shù)據(jù)的錄入要保證相互對應，相關(guān)的參數(shù)在錄入成功后，數(shù)控系統(tǒng)中就會自動模擬加工的圖形，在相關(guān)人員檢查數(shù)據(jù)信息正確后就可以繼續(xù)操作。在參數(shù)輸入完成后，需要根據(jù)金屬材料的直徑尺寸選擇合適的齒輪模具，齒輪的速度包含慢速、中速以及快速。齒輪速度的選擇也是根據(jù)金屬材料的直徑尺寸選擇的，依據(jù)金屬材料的直徑尺寸合理選擇出齒輪，能夠避免出現(xiàn)加工偏差。在批量加工金屬材料之前，需要進行試加工，將試加工后的金屬材料尺寸進行檢驗，確保合格后再進行批量加工。在所有的準備工作完成后，加工時要注意控制設備加工的效率，根據(jù)金屬材料的直徑尺寸確定最大上料的數(shù)量。

3 結(jié)語

綜上所述，在加工材料成型及其控制進程中金屬材料加工具有一定的難度，但通過不斷實踐與研究，該技術(shù)的應用已越來越成熟。當然，不論采用何種技術(shù)，實際操作中必須參照具體材料自身特征及其產(chǎn)品需要，同時考慮材料成型之后所使用到的行業(yè)特征需求、技術(shù)的合理使用、相關(guān)技術(shù)的充足認知，這樣才能保障最終材料成型之后的質(zhì)量。

參考文獻

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