材料成型及控制工程的設(shè)計制造和加工方向

（荊楚理工學(xué)院，湖北荊門市，448000） 熊 谷 王 森 鄭 偉

1 材料成型及控制工程的主要內(nèi)容

1.1 模具制造

材料成型及控制工程，主要分為模具制造和焊接技術(shù)兩個方面。其中，模具制造既是材料成型的首要環(huán)節(jié)，也是確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要步驟。模具是根據(jù)企業(yè)的具體需求，通過科學(xué)合理的設(shè)計，選用適當(dāng)?shù)牟牧希谱鞒龉潭ǖ男螤詈徒Y(jié)構(gòu)，用來滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)與制作。通過模具制造出的產(chǎn)品，不僅在質(zhì)量方面存在著較強(qiáng)的一致性，在生產(chǎn)速度方面也優(yōu)于其他方法。所以，一旦模具出現(xiàn)問題，會直接影響到后續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量，令企業(yè)面臨巨額的經(jīng)濟(jì)損失[1]。而將計算機(jī)技術(shù)融入到模具制造工作中，極大程度提高了模具制造的精準(zhǔn)度，使模具的使用年限和整體性能，都得到了較好的增強(qiáng)。

1.2 焊接技術(shù)

焊接技術(shù)的工作原理，主要是通過加熱的方式，令金屬或其他可塑性材料達(dá)到熔點(diǎn)，使其與剩余部分相連接，從而達(dá)到產(chǎn)品制造的目的。目前我國的焊接技術(shù)，按照操作流程的不同，可以分為熔焊、壓焊和釬焊三種類型。熔焊是指僅通過加熱的方式，完成整個的焊接作業(yè)。壓焊是指在加熱材料的過程中，同時利用外界壓力完成焊接作業(yè)。而釬焊與前兩種操作流程有所差異，主要是利用熔點(diǎn)較低的材料，將其高溫加熱處理后，填充放置到焊接材料中，從而達(dá)到材料連接的效果[2]。由于釬焊的操作難度較低，花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本非常少，在材料加工過程中被廣泛使用。

2 金屬材料成型及控制工程的模具制造技術(shù)

2.1 旋壓成型

根據(jù)材料的不同，模具制造技術(shù)的操作流程，也存在著較大的差異。在加工金屬材料的過程中，主要使用旋壓成型、一次成型、二次成型和低壓鑄造四種手段。旋壓成型是將材料放置在芯模中，在壓力的作用下，使材料與芯模緊密相接。隨著芯模的旋轉(zhuǎn)變動，材料會產(chǎn)生巨大的形狀變化，從而完成材料的加工制作。該技術(shù)手段在應(yīng)用過程中，受阻力的作用較小，但生產(chǎn)效率非常遲緩，更適用于大型產(chǎn)品的加工成型[3]。

2.2 一次成型

一次成型主要由拔拉和擠壓兩種技術(shù)構(gòu)成，擠壓技術(shù)是指通過將材料放置在固定模具中，利用外界的壓力使材料發(fā)生形變，從而完成產(chǎn)品的生產(chǎn)工作。利用擠壓技術(shù)加工的產(chǎn)品，具有較高的塑性，不易發(fā)生再次變形。而拔拉技術(shù)是將材料放置在模具中，通過外界拔拉作用的影響，使材料出現(xiàn)形變。相比于擠壓技術(shù)，使用拔拉技術(shù)時對材料質(zhì)量的要求更高，一旦材料韌性不達(dá)標(biāo)，極容易出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象發(fā)生，令材料加工的整體成本顯著上升[4]。

2.3 二次成型

二次成型主要由鍛造和沖壓兩種技術(shù)構(gòu)成，鍛造技術(shù)是通過壓力機(jī)與模具相結(jié)合，對產(chǎn)品進(jìn)行加工制造。對于一些結(jié)構(gòu)較為簡單的產(chǎn)品，也可以不使用模具，直接利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。而沖壓技術(shù)與鍛造技術(shù)的操作流程相類似，通過將材料放置在壓力機(jī)的表面，在壓力的作用下，使材料發(fā)生形狀的變化。沖壓和鍛造技術(shù)，憑借操作簡單和生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)化生產(chǎn)建設(shè)中[5]。

2.4 低壓鑄造

低壓鑄造是利用各種合金材料，根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需求，在簡單的操作流程中，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。低壓鑄造具有勞動成本低、生產(chǎn)效率高和操作流程簡便等特點(diǎn)，在實(shí)際工作中被廣泛應(yīng)用，使材料加工成型的整體質(zhì)量，得到了較好的控制。

3 非金屬材料成型及控制工程的模具制造技術(shù)

3.1 壓制成型

在加工非金屬材料的過程中，主要使用壓制成型、注射成型和擠出成型三種技術(shù)手段。壓制成型是指將非金屬材料放置在模具中，通過施加壓力的方式，獲取到成型的產(chǎn)品。雖然使用壓制成型制造的產(chǎn)品，整體質(zhì)量相對較高。但由于非金屬材料的特殊性質(zhì)，導(dǎo)致壓制成型的生產(chǎn)周期較長，在企業(yè)制造中受到了較大的局限性。

3.2 注射成型

注射成型是先將材料放置在注射設(shè)備中，然后通過高溫加熱的方式，使材料全部達(dá)到熔化狀態(tài)。最后將已經(jīng)熔化的材料，通過設(shè)備注射到專用的模具中，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。在使用注射成型的過程中，操作人員應(yīng)在固化處理后，及時進(jìn)行模具的拆除和產(chǎn)品成型，從而確保產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定。

3.3 擠出成型

擠出成型主要是根據(jù)具體的操作需求，通過傳送帶與相關(guān)裝置的結(jié)合，利用擠壓的方式使材料發(fā)生形態(tài)變化，從而達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的目的。擠出成型技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、投資成本低和無污染的優(yōu)勢，在工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)過程中，發(fā)揮出了巨大的優(yōu)勢。

4 材料成型及控制工程的加工方向

4.1 焊接方面人才培養(yǎng)

為了使設(shè)計制造技術(shù)得到較好的提升，需要在機(jī)械、模具和材料等方面進(jìn)行深入的研究。于是，社會對材料成型及設(shè)計方面的專業(yè)人才要求越來越高。在培養(yǎng)焊接成型方面的人才時，不僅要著重培養(yǎng)焊接成型方面的理論知識，使焊接工作更加規(guī)范化和科學(xué)化。還要加強(qiáng)對焊接操作的實(shí)踐演練，令相關(guān)人才熟練掌握焊接技巧，順利完成產(chǎn)品生產(chǎn)的各項需求。

4.2 鑄造方面人才培養(yǎng)

目前，我國鑄造方面的人才較為稀缺，嚴(yán)重阻礙了工業(yè)化的生產(chǎn)建設(shè)。在專業(yè)培養(yǎng)的過程中，應(yīng)通過思維導(dǎo)圖、流程分析和分組討論等多種教學(xué)方法，將鑄造方面的理論知識和實(shí)操重點(diǎn)，全部傳授給相關(guān)人員，為產(chǎn)品制造提供專業(yè)的技術(shù)人才，從而滿足社會發(fā)展的迫切需求。

4.3 壓力工程方面人才培養(yǎng)

壓力測算是產(chǎn)品加工過程中的一大重點(diǎn)，也是壓力工程的重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容。對于壓力工程的專業(yè)人才培養(yǎng)，不僅要使每個人員熟練掌握施壓的方法和流程，還要能夠準(zhǔn)確計算壓力的大小與時長，令產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量得到良好有效的控制。

4.4 模具制造與設(shè)計人才培養(yǎng)

在模具制造人才培養(yǎng)方面，應(yīng)從模具設(shè)計、模具制造工藝的設(shè)計和模具的維修三個方面進(jìn)行開展。使模具的精準(zhǔn)度得到顯著的提升，令模具的使用年限也大大延長。使模具制造在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，發(fā)揮出更大的作用。

5 結(jié)語

通過對材料成型及控制工程主要內(nèi)容的深入了解，可以發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，主要經(jīng)歷模具制造和關(guān)鍵部位焊接兩個重要環(huán)節(jié)。而運(yùn)用模具加工產(chǎn)品時，則需要根據(jù)材料和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不同，選用合適的模具制造技術(shù)，使產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和整體質(zhì)量得到顯著的提升。