材料成型与控制工程模具制造的工艺技术分析

2020-11-26李春亮

商品与质量 2020年28期

李春亮

阜新力达钢铁铸造有限公司辽宁阜新 123000

材料成型及控制工程包含多种专业内容，对于金属材料而言，如铸造、焊接、冲压、轧制等多种成型工艺均有广泛应用；而对于非金属材料，有3D 打印、注射成型、挤出成型等手段。随着社会科技的不断进步，面对不同的产品制造要求，需要针对相应的标准采取合适的工艺进行加工。对工程模具制造工艺技术分析和应用，具有重要意义。

1 材料成型与控制工程模具制造工艺技术的概况

1.1 基本的概念和含义

如何改变材料的结构和一些状态，或者说如何改变材料所具有的表面形状和实现材料性能的提高，就是材料成型与控制工程模具制造工艺技术的主要研究对象，同时在这项工艺技术中还会研究一些影响材料在加热过程中所受到一些相关工艺，材料成型与控制工程模具制造的工艺技术是一套综合的理论和方法来实现产品从综合材料、产品设计开发，最终到成型产品[1]。

材料成型与控制工程也就是研究一些加工过程中会对材料产生影响的相关工艺技术，例如，热加工改变材料的微观结构过程中、改变表面的形状过程中以及改变宏观性能的过程中，通过对材料成型与控制工程模具制造的工艺技术的应用能够很好的实现工艺的开发和优化，得出一些相关的知识理论和方法，研究一些加工的方法、热处理技术和一些相关的材料在模具的制造过程中。

1.2 模具制造技术的概述

模具制造是各种工业的基础，批量化生产中有严格的要求。模具的基本分类有锻造、冲压、铸造和塑料等。模具制造以塑料的产生为起点，塑料自发明后，以便宜廉价、方便耐用的特点，在人类世界中的使用量呈爆炸性增长。据调查报告显示，塑料模具在模具行业中占到总产值的1/3，而相较于金属模具塑料模具的成本较低。此外，在塑料模具中融入不同的非金属材料，可以有效改变塑料的抗逆性。

2 金属材料成型与控制工程模具制造技术

2.1 金属材料一次成型加工技术

（1）挤压成型。首先在金属材料一次成型加工这项技术应用的时候要在模具中放入需要加工的坯料，通过加压的处理，然后这些加入到模具中的坯料在外界压力的作用下就会发生形状的变化，这样一来就能够获得所需要的产品。一般来说通过挤压成型这项技术所制造出来的产品具有较好的塑性，同时还能够根据人们的需求来制造出不同的形状，随着时间的推移这些形状也不会发生很大的形变，因此在金属材料的简单加工中普遍的受到人们的应用和推广。

（2）拉拔成型。在采用拉拔成型这项技术的时候，通常来说也会将需要加工的坯料放入做到模具中，然后通过拉拔的方式来进行加工处理，一般来说这些需要加工的坯料就会在拉力的作用下变成所需要的形状，然后再通过加压处理就能够得到产品[2]。

（3）扎制成型。对于扎制成型这项金属材料成型加工来说，其主要原理就是利用扎轮的旋转力来改变待加工坯料的形状，实现产品的制造。

2.2 金属工程模具材料二次成型工艺

（1）锻造成型。锻造通常需要根据材料的相变点加热到奥氏体温度以上，然后施加一定的压力和冲击力进行锻造。这种成型工艺不仅能够获得较好的形状，同时也能使材料的性能变得更加优良。但相应而言，锻造过程一般需要加热，并且对于大型的零件实现精密性加工有一定的困难，因此对于精密度较低的零件能够实现工业化生产。

（2）冲压成型。控制材料的碳含量能够有效地提升金属的塑性，因此对于低碳钢能够实现冲压成型制备工程产品。在冲压前需要进行材料物理性能的测试，以免对冲压机和冲压控制台造成不必要的损坏。

（3）焊接成型。焊接成型适用于工程产品有多个部件，这些部件为分离制备，通过焊接能够使各部分进行紧密的连接，能快速实现工程产品的组装成型。但对于焊接成型而言，不同钢种对应不同的焊接技术和方法，比如气焊、氩弧焊和压力焊，均有不同的工艺条件和要求，该技术应用时对工作人员的专业素养要求较高。

2.3 非金属材料制备工程模具的工艺技术

（1）挤出成型。通过液压螺旋杆以及变速箱等大型传输扭矩工具，能对材料施加极高的压力，灵活地根据工程产品的相应尺寸和大小，进行持续性挤出成型。挤出成型对于操作较为简单，并且其设备成本较低，能够根据产品的需要进行调整，广泛适用于有机材料产品的制备。

（2）注射成型。该技术主要是第一步将原材料放入注射设备中，对材料进行熔化处理，在注射装置的高压条件下，把完成熔化的材料注射至模具内；第二步对其冷却处理，等材料固化后，拆除模具，生产出特定的产品。可达到自动化生产的目的，相应改善生产效率，广泛应用于结构较复杂的产品，可实现大批量生产。

3 模具制造技术未来的发展模式

目前，我国科技飞速发展，但由于工业化成型较晚，在材料加工中仍存在许多问题。在未来发展过程中，需综合应用模拟仿真技术。以计算机为主的自动化控制代替人工进行危险操作，成为未来机械制造发展的一个主要趋势。在市场化和全球化的今天，各个企业为了追求更大的利润，必须快速提高生产效率，迎合市场需求，满足消费者的目的。因此，自由和快速成型技术的深度开发也是模具制造行业发展的重要趋势[3]。