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材料成型與控制工程金屬材料加工分析

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材料成型與控制工程金屬材料加工分析

摘要:近些年來,隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域獲得了更大的發(fā)展空間,各個相關(guān)的行業(yè)也取得了較大的進步。對于制造業(yè)來說,材料成型控制工程的發(fā)展是決定制造業(yè)發(fā)展的重要因素,也是決定其快速發(fā)展的重要保障。因此需要注重材料成型與控制工程中的金屬材料加工,選擇恰當(dāng)?shù)募庸すに?,提高機械制造的水平和質(zhì)量。一般來說材料分為金屬、非金屬和復(fù)合材料三大類,經(jīng)過加工形成一定的材料應(yīng)用到工業(yè)當(dāng)中。工程材料大多數(shù)是以新型的金屬材料為主,因此所涉及到的加工程序和工藝都十分復(fù)雜。文章簡單的概述了材料成型與控制工藝,闡述了金屬材料挑選的使用性原則和環(huán)境性原則。探究了金屬材料在成型過程中的幾種加工工藝,并做好分析工作,為金屬加工行業(yè)和控制工程提供一定的參考。

關(guān)鍵詞:材料成型;控制工程;金屬材料加工

1材料成型與控制工藝的概述

材料成型與控制工藝中包含多種加工工藝,它會根據(jù)金屬原料的性質(zhì)進行選擇,有的金屬材料需要通過多種技術(shù)才能成型。當(dāng)然也需要相關(guān)的研究人員不斷的深入研究分析,進行相關(guān)的實驗,選擇恰當(dāng)?shù)某尚凸に?,提高材料的耐磨性和抗壓性,并保證金屬材料的可塑造性。材料成型及控制技術(shù)主要分為鑄造技術(shù)、焊接技術(shù)和鍛壓技術(shù),它不僅可以適用于制造業(yè)當(dāng)中,還能促進能源領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域的發(fā)展。

2金屬材料挑選的原則

2.1使用性原則

金屬材料挑選時需要遵循的使用性原則,能夠保證產(chǎn)品完成規(guī)定的功能,確保金屬材料的可塑造性和可使用性。第一需要充分考慮產(chǎn)品功能要求,根據(jù)需要加工的零件產(chǎn)品,以及其主要的使用要求,相關(guān)的性能和使用壽命等等來選擇相適應(yīng)的金屬材料。第二是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面,金屬材料的結(jié)構(gòu)不同,在成型加工過程中選擇的工藝也各不相同,最終所呈現(xiàn)出來的性質(zhì)也存在較大的差異性。因此應(yīng)當(dāng)合理的選擇金屬材料的結(jié)構(gòu)。第三是需要充分考慮使用的安全性能,預(yù)測材料在加工中和成型使用后有可能出現(xiàn)的危險,做好防范措施。第四要注意其工作環(huán)境,工作環(huán)境中的各種外部因素對金屬材料也會造成一定的影響,例如溫度濕度,腐蝕性,沖擊,振動等等,需要提供一個良好的工作環(huán)境,才能確保金屬材料性能得到充分的發(fā)揮,并保證金屬材料加工的質(zhì)量問題。

2.2環(huán)境性原則

選擇金屬材料遵循環(huán)境性原則,主要包括以下兩點,第一是盡量選擇不加任何涂層鍍層的原材料?,F(xiàn)如今大部分的金屬材料為了達到美觀防腐等多種要求,因此在設(shè)計中會加入涂層鍍層。但是涂層工藝本身含有有毒物質(zhì),對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響,在材料廢棄后難以投入到回收利用當(dāng)中,并對環(huán)境造成了極大的污染。例如電鍍層中含有鉻或其他重金屬,嚴(yán)重污染環(huán)境。第二是減少使用材料的種類。要求設(shè)計師在選擇材料時,盡可能的減少多類材料共同使用,使用較少的材料種類來設(shè)計零件,不僅便于零件的生產(chǎn)、分類管理,簡化了零件的結(jié)構(gòu),而且在后續(xù)回收某種材料時也能更加便利。

3金屬材料在成型過程中的加工工藝

3.1提高焊接質(zhì)量

在金屬材料加工過程中,焊接質(zhì)量也會影響到材料是否合格。因此要提高焊接技術(shù),對各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的把關(guān),做好質(zhì)量控制工作,才能避免金屬材料在焊接過程中出現(xiàn)質(zhì)量不合格的問題。提高對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重視程度,盡可能的減少一些操作失誤,避免出現(xiàn)因失誤導(dǎo)致的安全事故,根據(jù)焊接流程建立完善的管理制度,控制好焊接質(zhì)量并做好應(yīng)急預(yù)案,一旦出現(xiàn)生產(chǎn)問題,便啟動應(yīng)急預(yù)案進行解決,及時處理出現(xiàn)的質(zhì)量問題,控制好生產(chǎn)流程,避免出現(xiàn)更多的生產(chǎn)事故。要做好對焊接工藝的分析工作,及時發(fā)現(xiàn)公寓中存在的一些問題,并進行調(diào)整,逐步提高技術(shù)水平,優(yōu)化整個工藝過程。

3.2機械加工成型法

機械加工成型法主要是應(yīng)用以金剛刀為代表的金屬切割刀,將金剛刀和一些復(fù)合材料拼接在一起,可以實現(xiàn)精加工,一般以鋁基復(fù)合材料為主。金剛石刀具對金屬復(fù)合材料的加工形式主要包括車削、鉆削和銑削三種形式。車削主要是利用硬合金刀具對材料進行切割,在加工過程中需要加入乳化液冷卻這一過程中產(chǎn)生的熱量。鉆削主要是采用了傳統(tǒng)的麻花鉆頭進行加工,加入了切削液進行強化處理。銑削主要是在一定粘合劑基礎(chǔ)上進行加工。

3.3粉末冶金成型方法

粉末冶金成型技術(shù)形成的時期最早,因此具有豐富的實踐經(jīng)驗,在我國工業(yè)發(fā)展過程中的應(yīng)用十分廣泛。該項技術(shù)最早是用來制作復(fù)合材料零件的,主要適用于體積較小,形狀簡單的比較精細的零件加工,工藝流程比較簡單,在實際的加工中取得了顯著的效果。該項技術(shù)具有可調(diào)節(jié)、界面反應(yīng)小等特點,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,粉末冶金技術(shù)也在不斷的升級和改善,在制造業(yè)中有著十分廣泛的應(yīng)用。利用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)出來的金屬制品,具有較強的耐磨性而且強度較大。成型的方式一般分為壓制成型,注射成型和3d打印成型。

3.4采用鑄造成型工藝

鑄造成型工藝也是金屬材料加工中一種常用的方式。在金屬加工的過程中,會添加一些增強顆粒,金屬熔體的流動性和粘合度由于受到增強顆粒的影響,從而出現(xiàn)各種不同的情況,改變了物質(zhì)本身的特征。其他物質(zhì)也會受到各種因素的影響發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。針對這一情況,在金屬材料加工過程中需要加強對成型過程的監(jiān)督觀察管理,時刻關(guān)注溫度的變化,做好溫度的控制工作,在適宜的溫度情況下添加增強顆粒,確保增強顆粒發(fā)揮自身的效能,同時又不會和材料發(fā)生界面反應(yīng),影響材料的質(zhì)量。只有做好溫度的把控工作,才能確保在金屬熔體粘合度適宜的情況下進行模具的澆筑,保障金屬材料加工的質(zhì)量和加工效率。在觀察過程中,工作人員需要記錄好溫度的變化,出現(xiàn)的情況以及恒溫時間,做好應(yīng)急預(yù)案,針對溫度的變化,選擇恰當(dāng)?shù)姆绞竭M行處理。這種加工方式并不適用于每一種金屬材料,因此需要根據(jù)材料的情況進行選擇。

3.5擠壓和鍛模塑性成型

在金屬材料加工過程中,另一種常用的方法是擠壓和鍛模塑性成型。在金屬材料加工的過程中,如果金屬材料和模具直接接觸,那么在實際的加工過程中,便會對金屬材料表面的光滑性造成影響,不僅影響了技術(shù)材料的外觀美觀,而且還影響了材料的質(zhì)量問題,因此在加工過程中采用擠壓和鍛模塑性成型這一加工方式,主要是在加工過程中,利用模具等對零件涂抹潤滑劑及涂層,減少加工過程中機械加工產(chǎn)生的阻力,在日常的機械加工工作中,這種加工方式可以降低一部分摩擦力提高工作效率,同時也保障了加工的質(zhì)量問題。

3.6砂帶磨削技術(shù)

砂帶磨削技術(shù)是一種新型的高效磨拋工藝,它主要是根據(jù)工件的形狀,通過接觸方式對工件表面進行磨削研磨和拋光。它是一種特殊的多刀多刃切削工具,該技術(shù)通過和工件表面相互作用,從而實現(xiàn)加工主要分為滑擦、耕犁和切削三個階段。滑擦指的是磨粒與工件表面相互接觸,表面會發(fā)生彈塑性變形。耕犁指的是隨著磨削用量的增加,磨粒和工件表面的接觸變大,材料的表面發(fā)生了塑性流動,這一階段會切除少量的材料。切削是最后一階段,會在壓力作用和溫度條件下實施真正的切削,切除大量的材料。

4結(jié)束語

綜上所述,材料成型與控制工程是制造業(yè)中一個重要的方向,也是制造業(yè)和其他行業(yè)快速發(fā)展的重要保障。金屬材料加工是材料成型與控制工程中的難點,因此需要做好加工成型工藝的分析研究工作,不斷地提高技術(shù)水平,改善其中存在的不足之處,保障金屬材料加工的質(zhì)量問題,促進材料成型與控制工程的發(fā)展,才能推動制造業(yè)和其他行業(yè)的快速發(fā)展,不斷地提升和改進金屬材料加工工藝,并使該項技術(shù)走向成熟,拓寬市場范圍,促進工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

參考文獻:

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[2]張強.材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2019(14):3987.

[3]楊藝,閆拓,杜鵬.材料成型與控制工程中的金屬材料加工分析[J].南方農(nóng)機,2018,49(17):32.

作者:孫川 單位:鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院

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