材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)分析

李春亮

阜新力達(dá)鋼鐵鑄造有限公司 遼寧阜新 123000

材料成型及控制工程包含多種專業(yè)內(nèi)容，對于金屬材料而言，如鑄造、焊接、沖壓、軋制等多種成型工藝均有廣泛應(yīng)用；而對于非金屬材料，有3D 打印、注射成型、擠出成型等手段。隨著社會科技的不斷進(jìn)步，面對不同的產(chǎn)品制造要求，需要針對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)采取合適的工藝進(jìn)行加工。對工程模具制造工藝技術(shù)分析和應(yīng)用，具有重要意義。

1 材料成型與控制工程模具制造工藝技術(shù)的概況

1.1 基本的概念和含義

如何改變材料的結(jié)構(gòu)和一些狀態(tài)，或者說如何改變材料所具有的表面形狀和實(shí)現(xiàn)材料性能的提高，就是材料成型與控制工程模具制造工藝技術(shù)的主要研究對象，同時(shí)在這項(xiàng)工藝技術(shù)中還會研究一些影響材料在加熱過程中所受到一些相關(guān)工藝，材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)是一套綜合的理論和方法來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從綜合材料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，最終到成型產(chǎn)品[1]。

材料成型與控制工程也就是研究一些加工過程中會對材料產(chǎn)生影響的相關(guān)工藝技術(shù)，例如，熱加工改變材料的微觀結(jié)構(gòu)過程中、改變表面的形狀過程中以及改變宏觀性能的過程中，通過對材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的實(shí)現(xiàn)工藝的開發(fā)和優(yōu)化，得出一些相關(guān)的知識理論和方法，研究一些加工的方法、熱處理技術(shù)和一些相關(guān)的材料在模具的制造過程中。

1.2 模具制造技術(shù)的概述

模具制造是各種工業(yè)的基礎(chǔ)，批量化生產(chǎn)中有嚴(yán)格的要求。模具的基本分類有鍛造、沖壓、鑄造和塑料等。模具制造以塑料的產(chǎn)生為起點(diǎn)，塑料自發(fā)明后，以便宜廉價(jià)、方便耐用的特點(diǎn)，在人類世界中的使用量呈爆炸性增長。據(jù)調(diào)查報(bào)告顯示，塑料模具在模具行業(yè)中占到總產(chǎn)值的1/3，而相較于金屬模具塑料模具的成本較低。此外，在塑料模具中融入不同的非金屬材料，可以有效改變塑料的抗逆性。

2 金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

2.1 金屬材料一次成型加工技術(shù)

（1）擠壓成型。首先在金屬材料一次成型加工這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候要在模具中放入需要加工的坯料，通過加壓的處理，然后這些加入到模具中的坯料在外界壓力的作用下就會發(fā)生形狀的變化，這樣一來就能夠獲得所需要的產(chǎn)品。一般來說通過擠壓成型這項(xiàng)技術(shù)所制造出來的產(chǎn)品具有較好的塑性，同時(shí)還能夠根據(jù)人們的需求來制造出不同的形狀，隨著時(shí)間的推移這些形狀也不會發(fā)生很大的形變，因此在金屬材料的簡單加工中普遍的受到人們的應(yīng)用和推廣。

（2）拉拔成型。在采用拉拔成型這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，通常來說也會將需要加工的坯料放入做到模具中，然后通過拉拔的方式來進(jìn)行加工處理，一般來說這些需要加工的坯料就會在拉力的作用下變成所需要的形狀，然后再通過加壓處理就能夠得到產(chǎn)品[2]。

（3）扎制成型。對于扎制成型這項(xiàng)金屬材料成型加工來說，其主要原理就是利用扎輪的旋轉(zhuǎn)力來改變待加工坯料的形狀，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造。

2.2 金屬工程模具材料二次成型工藝

（1）鍛造成型。鍛造通常需要根據(jù)材料的相變點(diǎn)加熱到奧氏體溫度以上，然后施加一定的壓力和沖擊力進(jìn)行鍛造。這種成型工藝不僅能夠獲得較好的形狀，同時(shí)也能使材料的性能變得更加優(yōu)良。但相應(yīng)而言，鍛造過程一般需要加熱，并且對于大型的零件實(shí)現(xiàn)精密性加工有一定的困難，因此對于精密度較低的零件能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

（2）沖壓成型。控制材料的碳含量能夠有效地提升金屬的塑性，因此對于低碳鋼能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓成型制備工程產(chǎn)品。在沖壓前需要進(jìn)行材料物理性能的測試，以免對沖壓機(jī)和沖壓控制臺造成不必要的損壞。

（3）焊接成型。焊接成型適用于工程產(chǎn)品有多個(gè)部件，這些部件為分離制備，通過焊接能夠使各部分進(jìn)行緊密的連接，能快速實(shí)現(xiàn)工程產(chǎn)品的組裝成型。但對于焊接成型而言，不同鋼種對應(yīng)不同的焊接技術(shù)和方法，比如氣焊、氬弧焊和壓力焊，均有不同的工藝條件和要求，該技術(shù)應(yīng)用時(shí)對工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高。

2.3 非金屬材料制備工程模具的工藝技術(shù)

（1）擠出成型。通過液壓螺旋桿以及變速箱等大型傳輸扭矩工具，能對材料施加極高的壓力，靈活地根據(jù)工程產(chǎn)品的相應(yīng)尺寸和大小，進(jìn)行持續(xù)性擠出成型。擠出成型對于操作較為簡單，并且其設(shè)備成本較低，能夠根據(jù)產(chǎn)品的需要進(jìn)行調(diào)整，廣泛適用于有機(jī)材料產(chǎn)品的制備。

（2）注射成型。該技術(shù)主要是第一步將原材料放入注射設(shè)備中，對材料進(jìn)行熔化處理，在注射裝置的高壓條件下，把完成熔化的材料注射至模具內(nèi)；第二步對其冷卻處理，等材料固化后，拆除模具，生產(chǎn)出特定的產(chǎn)品?？蛇_(dá)到自動化生產(chǎn)的目的，相應(yīng)改善生產(chǎn)效率，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

3 模具制造技術(shù)未來的發(fā)展模式

目前，我國科技飛速發(fā)展，但由于工業(yè)化成型較晚，在材料加工中仍存在許多問題。在未來發(fā)展過程中，需綜合應(yīng)用模擬仿真技術(shù)。以計(jì)算機(jī)為主的自動化控制代替人工進(jìn)行危險(xiǎn)操作，成為未來機(jī)械制造發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。在市場化和全球化的今天，各個(gè)企業(yè)為了追求更大的利潤，必須快速提高生產(chǎn)效率，迎合市場需求，滿足消費(fèi)者的目的。因此，自由和快速成型技術(shù)的深度開發(fā)也是模具制造行業(yè)發(fā)展的重要趨勢[3]。

4 結(jié)語

工業(yè)體系不斷完善，材料成型技術(shù)也在不斷發(fā)展，控制工程的模具制造工業(yè)將會不斷升級換代。管理人員要開拓發(fā)展新的領(lǐng)域，尋找可替代材料，不斷更新技術(shù)工藝，明確模具制造工藝的影響因素，做好前期的預(yù)防措施，保證整體工序穩(wěn)定進(jìn)行，促進(jìn)我國模具制造行業(yè)高速穩(wěn)定發(fā)展。