材料成型及控制工程模具制造技術(shù)

郭浩杰 周鋒 閆玉西

摘要：由于我國發(fā)展迅猛，科技水平和經(jīng)濟(jì)水平都在穩(wěn)步提升，這在一定程度上帶動了各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，并為現(xiàn)代機(jī)械制造帶來了巨大發(fā)展機(jī)遇。在向工業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的過程中，我國機(jī)械行業(yè)不斷改革創(chuàng)新，與之相關(guān)的材料成型和模具制造技術(shù)水平越來越高。目前，已經(jīng)有越來越多的先進(jìn)技術(shù)開始被應(yīng)用到材料成型和模具制造領(lǐng)域，二維繪圖軟件CAD、有限元分析仿真軟件CAE、逆向工程、虛擬制造等，這在極大程度上推動了我國材料成型與模具制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。本文就主要對材料成型與控制工程模具制造技術(shù)進(jìn)行相關(guān)探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;模具制造技術(shù)

前言

1、材料成型與控制工程模具制造技術(shù)綜述

現(xiàn)代技術(shù)不斷出現(xiàn)和普及應(yīng)用，使得曾經(jīng)效率低、成本高的模具加工技術(shù)被淘汰。近年來，我國的模具制造技術(shù)已經(jīng)取得較大程度的進(jìn)步，其中注塑工藝和模具已越來越多的應(yīng)用到現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域。

根據(jù)對2013年到2017年這四年之間機(jī)械領(lǐng)域市場需求種類的分析以及對未來幾年市場需求的預(yù)測和報告可以發(fā)現(xiàn)，如今我國模具行業(yè)中注塑工藝和模具所占的比重最大。這是因?yàn)樗芰蠐碛泻芏嘟饘俨馁|(zhì)做不到的特點(diǎn)，而且注塑的原材料的發(fā)展迅猛，并且技術(shù)層面也在持續(xù)進(jìn)步，所以在塑料成為主要制造原料時，材料成型與模具技術(shù)就成為主流。

現(xiàn)如今，模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已經(jīng)趨近于成熟，因此整個領(lǐng)域逐漸進(jìn)入了平穩(wěn)期。然而從目前的市場調(diào)查來看，注塑工藝和模具未來發(fā)展的趨勢相對于其他種類的模具會更好，而且其在整個行業(yè)中所占據(jù)的比重還會持續(xù)增加，在這種行業(yè)趨勢下，模具技術(shù)也會隨之不斷改變和創(chuàng)新。

2、材料成型中的模具介紹

模具是機(jī)械領(lǐng)域所有零件成型的基礎(chǔ)，是工業(yè)領(lǐng)域里不可代替的關(guān)鍵性設(shè)備。因?yàn)樵谒行袠I(yè)中，只要涉及到成型，就離不開模具的應(yīng)用，因此，社會對模具的需求很大。這就促使了大量的高校和專業(yè)性院校開始設(shè)置模具相關(guān)的專業(yè)，其中，注塑工藝以及相關(guān)模具的設(shè)計(jì)和制造是其中關(guān)鍵的一個培養(yǎng)方向。

2.1 高位數(shù)控加工――模具加工的前沿技術(shù)

高位數(shù)控加工在模具領(lǐng)域是一個走在前沿的技術(shù)，其中的重要環(huán)節(jié)和模組是具有較高轉(zhuǎn)動速度的主軸和現(xiàn)代化機(jī)床，整個系統(tǒng)是以CAD等為基礎(chǔ)的移動控制系統(tǒng)。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖像的捕捉和交互，對比其他方式，這種技術(shù)的精度更高。模具設(shè)計(jì)的方法和制造技術(shù)種類很多，且許多創(chuàng)新技術(shù)都能夠應(yīng)用到模具的設(shè)計(jì)和制造中，例如自動控制系統(tǒng)、虛擬成像技術(shù)等。在未來，還會不斷的有新技術(shù)誕生，并且應(yīng)用到模具領(lǐng)域里。

2.2材料成型與控制工程的模具技術(shù)前景

現(xiàn)如今中國的經(jīng)濟(jì)水平飛速發(fā)展，工業(yè)水平也隨之達(dá)到一定的高度，機(jī)遇的到來，發(fā)展速度的提高，也給各個行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。目前不僅行業(yè)內(nèi)競爭激烈，各種行業(yè)之間的競爭也逐漸趨近于白熱化。隨著科技的不斷創(chuàng)新，許多傳統(tǒng)技術(shù)和領(lǐng)域也遭受到嚴(yán)重沖擊?，F(xiàn)階段，許多大型企業(yè)在未來的發(fā)展規(guī)劃中將材料成型這一部分列為重點(diǎn)計(jì)劃，大量企業(yè)的重視和加入讓整個市場緊張起來，同時不斷的注入精力，不斷的誕生新技術(shù)也讓整個領(lǐng)域更加活躍。而在追求數(shù)量的同時，當(dāng)前的材料成型領(lǐng)域已經(jīng)越發(fā)追求制造精度。

大量的國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)也離不開模具的應(yīng)用，巨大的市場需求使模具的重要性不言而喻，模具的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，每一次的進(jìn)步和質(zhì)量提升都給各行業(yè)帶來了有利的制造條件。而隨著模具的不斷發(fā)展，每個企業(yè)也都應(yīng)該跟上腳步不斷創(chuàng)新，從而保證整個市場的良性循環(huán)，共同進(jìn)步。而對于成型設(shè)備和工藝來說，適不適合現(xiàn)如今各個行業(yè)發(fā)展的方向至關(guān)重要，因?yàn)槌尚图夹g(shù)就是應(yīng)用于各個行業(yè)的，如果僅僅停留于理論，而不能實(shí)際應(yīng)用于各個行業(yè)，那么模具技術(shù)就失去了最初的意義。因此，成型設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造必須要以能夠?qū)嵺`應(yīng)用并且提高制造質(zhì)量為最終目的，這樣才能夠促使各行業(yè)的進(jìn)步，成型技術(shù)也才能實(shí)現(xiàn)真正的價值。

3、非金屬材料的初步制作和控制工程模具再次加工工藝

3.1注射成型技術(shù)

非金屬材料的成型并不是簡單的一步到位，其中包含了很多的步驟和方法，其中應(yīng)用最多的方式是注射成型。注射成型能夠讓注射設(shè)備溫度升高，從而讓存在于注射設(shè)備內(nèi)的原材料的性能和形態(tài)發(fā)生變化，并且最終轉(zhuǎn)化為液態(tài)。接下來，選取性能中抗壓能力高的材料作為添加材料，并且把已經(jīng)轉(zhuǎn)化為液態(tài)的材料注到模具的內(nèi)腔中，然后放置一段時間，使內(nèi)腔中的溫度逐漸降低，直到冷卻。這個過程就能夠成型出所需要的目標(biāo)零件，雖然從步驟上來看有些復(fù)雜，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，這種成型當(dāng)時效率很高。這種成型方式減少了人工的手動操作，整個過程都能實(shí)現(xiàn)自動化控制，并且還能夠制造出結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的零件，能夠大批量的進(jìn)行生產(chǎn)。

3.2擠出成型技術(shù)

除了注射成型，應(yīng)用較多的就是擠出成型技術(shù)。這種成型方法采用了物理原理，利用螺桿機(jī)構(gòu)將原材料不斷向前運(yùn)輸，并且對其剪切，同時旋塞不斷的擠壓，剪切力和擠壓力不斷的生出大量的熱能，使原材料被融化，進(jìn)入到模具的內(nèi)腔，內(nèi)腔內(nèi)溫度降低到冷卻后，融化后的原材料重新成型，獲得目標(biāo)零件。以上方式叫做擠出成型，這種方式與其他方法不同的是能夠持續(xù)的為生產(chǎn)提供動能，從而極大提升生產(chǎn)效率。除此以外，這種方式不但能夠同時生產(chǎn)大批量的零件，而且在保證生產(chǎn)效率的同時還能夠保證所生產(chǎn)的零件的質(zhì)量。企業(yè)應(yīng)用這種方式生產(chǎn)零件，不但能夠提高產(chǎn)能，也能夠提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

4、結(jié)語

科技的不斷發(fā)展體現(xiàn)在人們生活的各個方面，也讓人們切身的理解科學(xué)技術(shù)的重大作用。機(jī)械制造一直都是關(guān)系著我國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的國民性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展都有著至關(guān)重要的作用。而成型技術(shù)和自動化控制所結(jié)合的模具技術(shù)是機(jī)械發(fā)展的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代社會，其不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，推動著整個機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]田佩瑤.材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)研究[J].當(dāng)代化工研究，2020（07）：135-136.

[2]王云琴，高剛毅.材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)研究[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（05）：81-82.DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2019.05.029.

[3]程乾坤.材料成型與控制工程模具制造的工藝探析[J].冶金與材料，2018，38（06）：113+115.