材料成型与控制工程模具制造技术初探

张志国 周环宇

摘 要 在制造业发展历程中，材料成型和工程控制在其中发挥着十分重要的作用。它也是机械制造业发展过程中的一项关键工作，所以在我国制造业发展的过程中，相关的企业一定要对其加以重视。无论是在船只的制造还是在电力机械的制造上都需要材料成型加工技术的参与，该技术的质量和水平也成为了影响机械制造质量和水平的一个不容忽视的因素。

关键词 材料成型 控制工程 制造技术

世界经济的快速发展，使制造业市场竞争的日益激烈，企业为了保持活力，不断提高产品质量和其领先的产品性能，不断研究和开发新产品。企业家们今后将把超越竞争对手的开发周期和降低新产品开发成本作为主要目标。因此，企业界高度重视在20世纪80年代的快速原型制造技术，也成为一个热门的研究课题在国内外高校和科研机构。然而，由于使用材料的限制的快速成型制造方法，还不能完全替代最终产品。在新产品投放市场试运行后，其功能测试和获得用户的反馈准确的信息方面，还需要通过实际的材料制成的产品。

一、模具制造过程中应注意的问题

1.模具钢的材料：①热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度；②冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形；③塑料，一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。

2.模具尺寸：大尺寸模具常常使用预硬钢。整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。

3.模具使用次数：长期使用（>100万次）的模具应使用高硬度钢，其硬度为48-65HRC。中等长时间使用（10万到100万次）的模具应使用预硬钢，其硬度为30-45HRC。短时间使用（<10万次）的模具应使用软钢，其硬度为160-250HB。

4.表面粗糙度：许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降。硫含量高的钢也变得更脆。

5.影响材料可切削性的主要因素：①钢的合金成分越高，就越难加工；②钢的结构对金属切削性能也非常重要；③硬度也是影响金属切削性能的一个重要因素；④非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。例如Al2O3（氧化铝），它是纯陶瓷，有很强的磨蚀性；⑤残余应力，它能引起金属切削性能问题。常常推荐在粗加工后进行应力释放工序。

6.切削工艺中最重要的因素。切削过程中一个最重要的目标是在每一个工序中为每一种刀具创建均匀分布的加工余量。这就是说，必须使用不同直径的刀具（从大到小），特別是在粗加工和半精加工工序中。任何时候主要的标准应是在每个工序中与模具的最终形状尽可能地相近。

二、非金属材料的初步制作和控制工程

模具再次加工工艺首先，非金属材料的制作和控制是一个比较复杂的工作，同时它也有非常强的系统性，对这种技术进行分类的话就会发现其类别是非常多的，一类是注射成型的技术，在实际的操作中就是使用专门的注射器，之后对其进行加热，使其达到一定的温度，这样就可以使得结构内部的材料在物理形态上发生了非常明显的转变，最终使其呈现出液态的状态，之后要选取一种具有高温高压性质的材料当做一种重要的辅料，在助力融化之后的坯料要注入到模具的型腔之内，静置一段时间之后，观察其状态，等到材料彻底冷却之后，从模具当中取出器件，就可以得到预想的元件。这种方法看起来很麻烦的方法在使用的过程中能够体现出非常大的优势，它产量高，同时在这一过程中也体现出了非常高的效率。在低能耗的自动化操作中能够体现出非常大的优势，它也会可以生产和制作结构复杂性比较强的器件，基于上述特点，这种方法非常适合使用在大型工厂当中进行流水线生产。

其次，还有一种方法是通过物理方式的挤出成型。旋塞和螺杆在此起到了至关重要的作用，旋塞的挤压效用以及螺杆的切割效用，它们一起作用在形态固定的坯料上，并对其经行融化和再次融合的过程，施加相应压力穿过模具，等待其冷却凝固以后，就能够获取所需元件。这种方式可以简称为挤出成型，而它与众不同的是可以连续不断地提供生产动力，生产的效率也高于普通技术，更为难得的一点在于在“量”的满足上还可以保证“质”，可以说是一种保质保量的方法，其使用的覆盖面也不单一，对设备器材没有太多严苛的限制。如果企业从事相关产业，这种技艺是一种投资相对较少，而成效立竿见影的选择，“性价比”不俗。

再次，还有一种不同于以上两种技术的方式，是把需要的材料放置在密封关闭的模型器具环境里，在压强的增加过程中，再辅以固体化的技术，遂材料完整成型。这种方法可以一个工作流程下完成制作若干数量的元器件，生产出来的成品形态较为固定，有效地克服了收缩性这个元件顽疾，还攻克了以往元器件变形的通病，性能较为优良，即使有如此不可取代的优势，缺陷也十分明显，生产制作的相对周期较之同类型技术而言同期拉长了许多，生产的效率自然而言地有所降低。

三、结语

在时代发展日新月异的今天，科学技术正不断发展，科学生产力在人类社会竞争激烈的背景下，成为一个不得不让人重视的因素。科学技术在生活中体现得淋漓尽致，促使社会稳步向前，人们生活水平提高，选择广泛的同时带来市场竞争加剧，高度重视科学技术的研发是企业适应社会发展的不二法门。材料成形技术在度过一个蜕变的过程，如何有效地提升生产效率，改良升级加工工艺不仅是企业发展的动力，更是社会前进的需要。

参考文献：

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