論材料成型及控制工程的設(shè)計(jì)制造和加工方向

呂珂

摘要：隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)材料成型及控制工程提出了新要求與新目標(biāo)。而材料成型及控制工程是指通過熱加工改變材料形狀與性能，以及熱加工階段不同工藝對(duì)材料的影響。本文首先簡(jiǎn)要闡述了材料成型及控制工程的基本內(nèi)容，然后對(duì)金屬壓力加工方向進(jìn)行了綜合性研究。

關(guān)鍵詞：材料成型;控制工程;設(shè)計(jì)制造;加工方向;

以學(xué)科為視角進(jìn)行分類，材料成型及控制工程可以劃入到機(jī)械工程類，其根本性研究目的為材料塑性成形，以及熱加工階段對(duì)材料性能造成的不同影響，特別是材料性能與結(jié)構(gòu)變化。與此同時(shí)，材料成型及控制工程應(yīng)用方向是模具設(shè)計(jì)與加工方法優(yōu)化。事實(shí)上，模具制造是工業(yè)生產(chǎn)中的重要一部分，直接影響著我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平。由此，分析與研究材料成型及控制工程的設(shè)計(jì)制造與加工方向具有重大意義。

1.材料成型及控制工程的基本內(nèi)容

針對(duì)材料成型及控制工程而言，其內(nèi)容基本包含了模具與焊接兩方面。

1.2模具

模具是結(jié)合固定形狀進(jìn)行物體加工制作，生產(chǎn)加工領(lǐng)域中可應(yīng)用的模具形狀比較多，比如鍛壓模具、冷壓模具以及壓鑄模具等^[1]。在進(jìn)行加工時(shí)關(guān)于模具的要求是不同的，而在模具使用時(shí)一般要求操作簡(jiǎn)單、效率高。從制造方面進(jìn)行分析，需要的模具是生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低的。目前在模具的研究方向是比較多的，如塑料模具、鍛壓模具以及沖壓模具等。從本質(zhì)上分析，材料成型及控制工程的核心點(diǎn)是由金屬或者是塑料等等相關(guān)材料制作的工藝模具產(chǎn)品，然后通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)整合^[2]。針對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)加工而言，模具在材料加工工藝與塑料制作中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。產(chǎn)品的制作與創(chuàng)新都離不開模具。近些年來(lái)隨著人們需求的不斷變化，使得模具實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步發(fā)展。如今模具發(fā)展步伐越來(lái)越快，而且模具制作質(zhì)量與效率也得到了顯著提高。

1.3焊接

焊接指的是采用加熱或者是高壓的形式對(duì)金屬、部分其他加熱之后能夠塑性的材料連接技術(shù)。現(xiàn)階段，焊接方式基本包含了壓焊方式、釬焊方式以及熔焊方式。其中熔焊方式指的是通過加熱將材料熔化成為熔池，等到冷卻凝固之后粘合一體，此種焊接方式無(wú)需壓力;壓焊方式指的是通過壓力實(shí)現(xiàn)焊接，適用于金屬材料焊接;釬焊方式的適用范圍相對(duì)較廣，大部分材料都可以采用釬焊方式，首先釬焊方式選用熔點(diǎn)相對(duì)偏低的材料，然后對(duì)其進(jìn)行高溫加熱處理直到熔化，最后填充至焊接材料之中^[3]。

20世紀(jì)的初期，世界大戰(zhàn)的全面爆發(fā)，導(dǎo)致大部分國(guó)家對(duì)武裝設(shè)備的需求直線增多，從而間接促進(jìn)了焊接技術(shù)的不斷發(fā)展。當(dāng)時(shí)焊接是以手工電弧焊、埋弧焊等傳統(tǒng)焊接技術(shù)為主。而隨著時(shí)代的快速發(fā)展，20世紀(jì)的末期焊接技術(shù)是實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代，以激光焊接、電子束焊接為代表的新一代焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用。科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代焊接技術(shù)方式變得多種多樣，比如氣體焰、電子束以及超聲波等。由于在進(jìn)行焊接時(shí)很容易對(duì)操作人員帶來(lái)傷害，對(duì)此焊接操作人員必須加強(qiáng)防護(hù)措施，以防止發(fā)生損害視力或者是燒傷等問題。

2.金屬壓力加工

金屬壓力加工的重要對(duì)象是冶金行業(yè)，工作基本內(nèi)容包含了工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)以及生產(chǎn)管理等。近些年來(lái)，社會(huì)對(duì)金屬壓力制造的需求一直處在高位，難以滿足社會(huì)的實(shí)際需求，而焊接技術(shù)在石油、冶金以及鐵路等相關(guān)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與焊接材料以及產(chǎn)品的創(chuàng)新^[4]。設(shè)計(jì)制造在機(jī)械、模具與材料等相關(guān)方面的應(yīng)用是對(duì)科學(xué)系統(tǒng)開發(fā)和研究，以促進(jìn)設(shè)計(jì)制造的進(jìn)一步發(fā)展。材料成型及控制工程的設(shè)計(jì)制造在生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，為了能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量，就需要加大材料成型及設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展力度，培養(yǎng)更多的專業(yè)技術(shù)人才。

2.1焊接成型人才

為了能夠滿足社會(huì)實(shí)際需求，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)具備扎實(shí)的焊接成型理論基礎(chǔ)知識(shí)，有效掌握金屬材料焊接技術(shù)，并且可以把理論基礎(chǔ)知識(shí)與焊接技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐之中的焊接成型專業(yè)人才。

2.2鑄造成型人才

縱觀我國(guó)鑄造成型人才培養(yǎng)情況發(fā)現(xiàn)，社會(huì)上的鑄造成型人才相對(duì)比較短缺，需要培養(yǎng)出更多鑄造成型人才以滿足社會(huì)發(fā)展需要。鑄造工作內(nèi)容基本包含了壓力鑄造、擠壓鑄造以及砂型鑄造等。其中砂型鑄造指的是以砂型為模具進(jìn)行鑄造鑄件的一種方式，主要特點(diǎn)是成本比較低，大部分金屬與合金材料都可以采用砂型鑄造方法，所以是鑄造中比較常用的一種加工方式;而壓力鑄造指的是通過對(duì)液態(tài)金屬或者是半液態(tài)金屬實(shí)施高壓熔化處理，且在凝固之后成型的一項(xiàng)鑄造方式;低壓鑄造能夠?qū)崿F(xiàn)不同形狀合金的有效鑄造，其主要特點(diǎn)是效率高、操作簡(jiǎn)單;擠壓鑄造也被稱之為液態(tài)模鍛，指的是把熔化后的金屬或者是半熔化合金置于固定模具之中，通過流動(dòng)性填充、高壓處理而形成制件的一種方式。

2.3壓力工程人才

從本質(zhì)上分析，壓力工程主要分為鍛造專業(yè)與沖壓專業(yè)，其中鍛造指的是通過機(jī)械施壓金屬，然后使金屬的形態(tài)出現(xiàn)變化的一種加工方式，鍛造主要應(yīng)用在金屬冶煉過程中缺陷處理方面;沖壓指的是利用壓力機(jī)與模具壓迫材料，從而使材料出現(xiàn)形變，最后得到形狀、大小符合要求的材料。

2.4模具設(shè)計(jì)與制造人才

正所謂“模具是工業(yè)之母”，模具設(shè)計(jì)與制造方面人才的培養(yǎng)尤為重要。在此種背景下，關(guān)于模具設(shè)計(jì)與制造人才的培養(yǎng)而言應(yīng)該注意下述幾個(gè)方面：①具備深厚的模具設(shè)計(jì)與制造理論基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠在實(shí)踐之中有效應(yīng)用;②能夠在生產(chǎn)勞動(dòng)最前端立足，有效完成模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及模具維修等相關(guān)工作內(nèi)容;③具備模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等綜合能力，而且要具備良好的心理素質(zhì)，能夠吃苦耐勞、敢于創(chuàng)新^[5]。

總結(jié)：

在新時(shí)代背景下，我國(guó)材料成型及控制工程的發(fā)展正處在穩(wěn)步攀升階段，必須要予以高度重視，加大有關(guān)方向?qū)I(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，從而使材料成型及控制工程具備更加深厚的知識(shí)底蘊(yùn)，研發(fā)出具有高效率、低成本、最便捷、高質(zhì)量的鑄造技術(shù)。與此同時(shí)，國(guó)家還應(yīng)該增加人力、物力資源投入，在推動(dòng)我國(guó)鑄造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展的前提下，也實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]屈升.金屬材料成型及控制工程的設(shè)計(jì)制造和加工方向[J].世界有色金屬，2019（01）：276+280.

[2]覃東任.材料成型與控制工程中的金屬材料加工研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（14）：187.

[3]張馳，陳繼兵.材料成型及控制工程模具制造技術(shù)探究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2020（03）：146-147.

[4]高晶.材料成型與控制工程中金屬材料加工技術(shù)探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（10）：209-210.