材料成型控制技術(shù)論文
材料成型控制技術(shù)論文
材料成型及控制技術(shù)是通過(guò)改變金屬材料的結(jié)構(gòu)與形狀來(lái)提高材料的性能,這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的材料成型控制技術(shù)論文，僅供參考!
材料成型控制技術(shù)論文篇一
材料成型與控制工程模具制造技術(shù)分析初探
摘要：材料成型與工程控制在制造業(yè)中扮演著十分重要的角色，是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重頭戲，在發(fā)展中機(jī)器制造業(yè)企業(yè)必須加以重視。作為汽車(chē)、電力、石化、造船及機(jī)械等方面的基礎(chǔ)制造技術(shù)，材料成型加工技術(shù)在發(fā)展中得到不斷成熟與發(fā)展壯大。文章主要論及材料成型與控制工程方面的汽車(chē)零部件方面的模塊制造技術(shù)方面額介紹與分析探討。
關(guān)鍵詞：材料成型 控制工程 技術(shù)
現(xiàn)代制造工業(yè)在行業(yè)發(fā)展中呈蒸蒸日上的發(fā)展新趨勢(shì)，并受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，為工業(yè)發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。制造業(yè)的材料成型與控制工程方面的技術(shù)發(fā)展，同時(shí)也是業(yè)內(nèi)十分關(guān)注的內(nèi)容之一，我們從其技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)入手屁，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步分析和探究。
一、材料成與控制工程模具制造技術(shù)分析探討
材料成型與制造中講究技術(shù)發(fā)展，從效益、節(jié)能、生產(chǎn)速率等方面考慮進(jìn)一步探討研究，下面以奇瑞A21汽車(chē)中支板產(chǎn)品圖的制造技術(shù)方面進(jìn)行分析探究。
(一)金屬材料成型與控制工程加工技術(shù)
1技術(shù)材料一次成型加工技術(shù)
擠壓：在置于模具內(nèi)金屬坯料的端部加壓，使之通過(guò)一定形狀、尺寸摸孔，產(chǎn)生塑性變形，獲得與模孔相應(yīng)的形狀尺寸的工件。
特點(diǎn)：塑性好、不易變形
拉拔：在置于模具內(nèi)金屬坯料的前端施加拉力，使之通過(guò)一定形狀、尺寸的摸孔，產(chǎn)生塑性變形，獲得與模孔相應(yīng)的形狀尺寸的工件
特點(diǎn)：變形阻力比擠壓小，但對(duì)材料塑性要求高
軋制：金屬通過(guò)旋轉(zhuǎn)的軋輥受到壓縮產(chǎn)生塑性變形，獲得一定形狀、尺寸斷面的工件。
2金屬材料的二次成型加工
2.1鍛造：阻力大，通常需要加熱實(shí)現(xiàn)。
自由鍛造：在錘或壓力機(jī)上，通過(guò)砧子、錘頭或其它簡(jiǎn)單工具對(duì)金屬坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點(diǎn)：不用模具，易變形，簡(jiǎn)單的工件形狀。
模型鍛造：坯料在錘或壓力機(jī)上，通過(guò)模具施加壓力，產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點(diǎn)：需要模具(鍛模)，變形阻力大，工件形狀可以比較復(fù)雜。適于大批量生產(chǎn)，制造中小型件。
2.2沖壓：金屬板材在壓力機(jī)上通過(guò)模具對(duì)金屬板材施壓，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，獲得所需的形狀、尺寸的工件。
2.3旋壓：金屬板料毛坯被壓緊在旋轉(zhuǎn)的芯模上并隨芯模轉(zhuǎn)動(dòng)，借助旋輪對(duì)工件施壓使其產(chǎn)生塑性變形并獲得所需尺寸、形狀、性能的工件。
特點(diǎn)：工藝力小，大小件均適合，模具相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率較低
奇瑞A21汽車(chē)中支板產(chǎn)品工藝方流程例圖下：
2.4焊接：焊接是通過(guò)加熱或加壓，或者兩者并用，使焊接件達(dá)到原子結(jié)合。
焊接分類(lèi)：
?、偃刍福汉附舆^(guò)程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。
?、趬汉福汉附舆^(guò)程中，對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱)以完成焊接的方法。
?、垅F焊：指采用比焊件材熔點(diǎn)低的金屬做釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于焊件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕焊件，填充接頭間隙并與焊件材料相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)焊接的方法。
(二)非金屬材料成型與控制工程加工技術(shù)
1擠出成型
原理：利用螺桿或柱塞的擠壓、剪切作用使固體塑料熔融并以一定壓力通過(guò)口模，冷卻固化后，獲得具有與口模相應(yīng)形狀的制件。
塑料變化過(guò)程：塑化(加熱、剪切摩擦)-成型-冷卻固化定型
特點(diǎn)：①連續(xù)化生產(chǎn)，效率高，質(zhì)量穩(wěn)定;②應(yīng)用范圍廣;③設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，見(jiàn)效快;④生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生，勞動(dòng)強(qiáng)度低;⑤適于大批量生產(chǎn)
2注射成型
原理：將塑料原料在注射機(jī)中加熱熔融，然后以高壓射入模具型腔，冷卻固化，開(kāi)模后，獲得所需工件。
特點(diǎn)：生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動(dòng)化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。
3壓制成型
定義：塑料在閉合模腔內(nèi)借助加壓、固化成型的方法。也稱(chēng)模壓成型或壓塑。
特點(diǎn)：可壓制較大平面塑件或一次壓制多個(gè)塑件塑件收縮小、變形小、各向性能均勻、強(qiáng)度高沒(méi)有澆注系統(tǒng)，料耗少其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低。
二、現(xiàn)階段材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(一)精確成型加工技術(shù)
現(xiàn)階段精確成型加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用。特別是在汽車(chē)制造工業(yè)方面精確成型加工技術(shù)應(yīng)用更加廣泛。例如汽車(chē)工業(yè)中的Bosworth鑄造、消失模鑄造及壓力鑄造等工藝。
(二)快速及自由成型加工技術(shù)
隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度受到制造工業(yè)界的廣泛關(guān)注，為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，快速及自由成型加工技術(shù)備受關(guān)注并活躍起來(lái)。
(三)材料加工制造過(guò)程的模擬和仿真
時(shí)代不斷變化，除實(shí)驗(yàn)和理論外計(jì)算材料科學(xué)成為解決材料科學(xué)中實(shí)際問(wèn)題的第3個(gè)重要研究方法。它比理論和實(shí)驗(yàn)做得更深刻、更全面、更細(xì)致，可以進(jìn)行一些理論和實(shí)驗(yàn)暫時(shí)還做不到的研究。所以，材料加工制造的仿真技術(shù)和模擬技術(shù)成為時(shí)下研究的熱點(diǎn)。
綜上所述，材料成型與工程控制方面技術(shù)研究與不斷創(chuàng)新，更加有利于機(jī)械制造工業(yè)的不斷向前發(fā)展。由上述案例和技術(shù)特點(diǎn)介紹分析我們不難看出，技術(shù)的不斷革新應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，現(xiàn)階段是以速度取勝的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和尖端人才的不斷培養(yǎng)是企業(yè)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)得以致勝的法寶。故而，材料成型工藝應(yīng)以變化發(fā)展和不斷創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)其市場(chǎng)發(fā)展的不敗地位。
參考文獻(xiàn)：
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材料成型控制技術(shù)論文篇二
探析高分子材料成型及其控制技術(shù)
摘要：隨著我國(guó)國(guó)防、載人航天等高科技領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芫酆衔锊牧系男枨?，我?guó)在高分子材料成型加工技術(shù)更是取得了巨大的成就。高分子材料即相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，它的主要作用是制成各種各樣的產(chǎn)品，因此能夠?qū)⑵渲瞥刹煌a(chǎn)品的成型加工技術(shù)就極其重要。 本文針對(duì)高分子材料成型的原理、高分子材料成型的加工技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，僅供參考。
關(guān)鍵詞：高分子材料;材料成型;控制技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：C935文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
隨著現(xiàn)代社會(huì)科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，在現(xiàn)代化的工業(yè)建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用。下面通過(guò)簡(jiǎn)要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過(guò)程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術(shù)。
一、高分子材料成型的原理
高分子材料的合成和制備一般都是由幾個(gè)化工單元操作組成的，高分子反應(yīng)加工把多個(gè)單元操作熔為一體，有關(guān)能量的傳遞和平衡，物料的輸運(yùn)和平衡問(wèn)題，與一般單個(gè)化工單元操作完全不同。傳統(tǒng)聚合過(guò)程解決傳熱和傳質(zhì)問(wèn)題主要是利用溶劑和緩慢反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，但是在聚合反應(yīng)加工過(guò)程中，物料的溫度在數(shù)分鐘內(nèi)就能達(dá)到400℃~800℃，此時(shí)對(duì)于反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱，如果不能進(jìn)行脫除的話，那么降解和炭化將會(huì)發(fā)生在物料中。傳統(tǒng)的加工過(guò)程是通過(guò)設(shè)備給聚合物加熱，而需要快速將聚合生成的熱量通過(guò)設(shè)備移去是聚合反應(yīng)加工所要考慮的，由此可見(jiàn)，必須從化學(xué)和熱物理兩個(gè)方面開(kāi)展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究[2]。
高分子材料的物理機(jī)械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，而加工工藝與高分子材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系是非常密切的。
流變學(xué)，指從應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和時(shí)間等方面來(lái)研究物質(zhì)變形和(或)流動(dòng)的物理力學(xué)。它是力學(xué)的一個(gè)新分支，它主要研究物理材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度濕度、輻射等條件下與時(shí)間因素有關(guān)的變形和流動(dòng)的規(guī)律。高分子材料成型加工和制備的理論基礎(chǔ)是高分子材料流變學(xué)。高分子材料的自身規(guī)律和特點(diǎn)是伴隨化學(xué)反應(yīng)的高分子材料的流變性質(zhì)而產(chǎn)生的。
二、高分子材料成型的加工技術(shù)
1、聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
目前國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出可以解決其他擠出機(jī)作為反應(yīng)器所存在的問(wèn)題，即連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī)。在我國(guó)高分子材料成型加工工業(yè)的發(fā)展中占有極其重要的地位，但是我國(guó)的高分子材料成型的加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)目前還處于初步階段。采用傳統(tǒng)的加工設(shè)備存在一些問(wèn)題，例如傳熱、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程難以控制等，另外投資費(fèi)用大、噪音大等問(wèn)題。無(wú)論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上，聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)都完全不同，將聚合物反應(yīng)擠出全過(guò)程引入到電磁場(chǎng)引起的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)，從而達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能以及反應(yīng)生產(chǎn)物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的目的，這就是聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備。高分子材料成型加工是高能耗過(guò)程作業(yè)，無(wú)論是擠出、注射還是中空吹塑成型，原理都必須經(jīng)過(guò)熔融塑化及輸送這一基本和共性的過(guò)程，目前普遍采用的設(shè)備包括螺桿擠出機(jī)和螺桿注射機(jī)等。該技術(shù)使得控制聚合物單體及停留時(shí)間分布不可控的問(wèn)題得到了解決，而且也使得振動(dòng)立場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過(guò)程中的質(zhì)量、動(dòng)量以及能量傳遞和平衡問(wèn)題得到了解決，同時(shí)也使得設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問(wèn)題得到了解決。新設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：體積重量小、適應(yīng)性好、噪音低、可靠性高等等，而這些技術(shù)是傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備是比不了的。
2、以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)
此技術(shù)的研究實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)了我國(guó)在該領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)言權(quán)。以動(dòng)態(tài)反應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)方向，進(jìn)行深入的研究，從而產(chǎn)生了新的材料制備技術(shù)。我們以存儲(chǔ)光盤(pán)盤(pán)基為基礎(chǔ)原型，以反應(yīng)成型技術(shù)直接作用于其上。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)的研究改進(jìn)，改變了傳統(tǒng)技術(shù)中多環(huán)節(jié)、消耗大、復(fù)雜度高、周期長(zhǎng)、而且環(huán)境污染比較嚴(yán)重等諸多不利因素。通過(guò)學(xué)習(xí)研究，可以把制作光盤(pán)的PC樹(shù)脂原料工業(yè)、中途存放、盤(pán)基成型工業(yè)串聯(lián)于一體，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率、減少了資源浪費(fèi)、能夠完全有效的進(jìn)行控制，而且產(chǎn)品的質(zhì)量有大幅度的提高。
聚合物/無(wú)機(jī)物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)。研究表明，對(duì)無(wú)粒子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，可以得到一些好的效果，比如說(shuō)利用聚合物進(jìn)行原位表面改性處理、原位包覆、強(qiáng)制分散等處理后，就可以使我們復(fù)合材料成型。
熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將混煉引入到振動(dòng)力場(chǎng)擠出全過(guò)程，為實(shí)現(xiàn)混煉過(guò)程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化，對(duì)硫化反直進(jìn)程進(jìn)行控制，從而使得共混加工過(guò)程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問(wèn)題得到了解決。實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備研制開(kāi)發(fā)出來(lái)，促進(jìn)我國(guó)TPV技術(shù)水平的提高。
三、高分子材料成型過(guò)程中的控制
近年來(lái),我們國(guó)家主要研究?jī)?nèi)容涉及高分子材料加工過(guò)程中形態(tài)控制的科學(xué)問(wèn)題,包括高分子在復(fù)雜溫度、外力等各種外場(chǎng)作用下聚合物形態(tài)結(jié)構(gòu)演化、形成規(guī)律以及在溫度、壓力等各種極端狀態(tài)下高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。在已取得的理論成果知道下,開(kāi)發(fā)了多種新型高分子材料,有的產(chǎn)生了良好經(jīng)濟(jì)效益。多數(shù)聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態(tài)控制和穩(wěn)定帶來(lái)困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中制品處于非等溫場(chǎng)中,制品溫度對(duì)其形態(tài)及性能有很大影響。但在通常聚合物加工中制品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同制品位置溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系。關(guān)鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場(chǎng)作用下制品溫度隨時(shí)間變化關(guān)系。研究微纖對(duì)基體聚合物結(jié)晶形態(tài)、結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)不僅拉伸流動(dòng)行式成核和纖維成核,而且發(fā)現(xiàn)纖維在拉伸流動(dòng)場(chǎng)作用下輔助成核。將導(dǎo)電離子組裝到微纖中,使微纖在體系中形成導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而顯著降低體系的導(dǎo)電逾滲值和獨(dú)特的PTC(電阻正溫度效應(yīng))和NTC(電阻負(fù)溫度效應(yīng))效應(yīng)[3]。
高分子材料的形態(tài)與物理力學(xué)性能之間有密不可分的關(guān)系,這是高分子材料研究中的一個(gè)永恒課題。與其他材料相比,高分子材料的形態(tài)表現(xiàn)出特有的復(fù)雜性：高分子鏈有復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、共聚構(gòu)型和剛?cè)嵝?可以通過(guò)現(xiàn)有的合成方法進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整;高分子長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)使得其熔體有粘彈性;高分子的馳豫時(shí)間很寬,并在很小的應(yīng)變作用下出現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性行為。
四、高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)
高分子材料的高性能化：現(xiàn)有的高分子材料雖已有很高的強(qiáng)度和韌性,某些品種甚至超過(guò)鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應(yīng)用,進(jìn)一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料發(fā)展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、復(fù)合等方法,是提高性能的主要途徑[1]。
高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力,即“特定功能”是由于高分子上的基團(tuán)或分子結(jié)構(gòu)或兩者共同作用的結(jié)果。這類(lèi)高分子材料又稱(chēng)為功能高分子。例如,高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。
高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發(fā)展最快的一個(gè)方向。各種醫(yī)用高分子就屬于這一范疇。有人認(rèn)為,除人腦僅1.5kg重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外,生命的基礎(chǔ),細(xì)胞、蛋白質(zhì)、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學(xué)的一個(gè)最主要發(fā)展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類(lèi)似的生物活性,代替天然的組織或器官。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在科技日益進(jìn)步的今天，我國(guó)必須走具有中國(guó)特色的發(fā)展高分子材料成型加工技術(shù)與裝備的道路，把握技術(shù)前沿，培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進(jìn)程，加快我國(guó)高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
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