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)是通過改變金屬材料的結(jié)構(gòu)與形狀來提高材料的性能,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，是機械制造業(yè)發(fā)展的重頭戲，在發(fā)展中機器制造業(yè)企業(yè)必須加以重視。作為汽車、電力、石化、造船及機械等方面的基礎(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，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。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)展特點入手屁，實現(xiàn)進一步分析和探究。
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)速率等方面考慮進一步探討研究，下面以奇瑞A21汽車中支板產(chǎn)品圖的制造技術(shù)方面進行分析探究。
(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，使之通過一定形狀、尺寸摸孔，產(chǎn)生塑性變形，獲得與?？紫鄳?yīng)的形狀尺寸的工件。
特點：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，使之通過一定形狀、尺寸的摸孔，產(chǎn)生塑性變形，獲得與?？紫鄳?yīng)的形狀尺寸的工件
特點：變形阻力比擠壓小，但對材料塑性要求高
軋制：金屬通過旋轉(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，通常需要加熱實現(xiàn)。
自由鍛造：在錘或壓力機上，通過砧子、錘頭或其它簡單工具對金屬坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點：不用模具，易變形，簡單的工件形狀。
模型鍛造：坯料在錘或壓力機上，通過模具施加壓力，產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點：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：金屬板材在壓力機上通過模具對金屬板材施壓，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，借助旋輪對工件施壓使其產(chǎn)生塑性變形并獲得所需尺寸、形狀、性能的工件。
特點：工藝力小，大小件均適合，模具相對簡單，生產(chǎn)效率較低
奇瑞A21汽車中支板產(chǎn)品工藝方流程例圖下：
2.4焊接：焊接是通過加熱或加壓，或者兩者并用，使焊接件達到原子結(jié)合。
焊接分類：
①熔化焊：焊接過程中，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^程中，對焊件施加壓力(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低的金屬做釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于焊件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕焊件，填充接頭間隙并與焊件材料相互擴散實現(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。
塑料變化過程：塑化(加熱、剪切摩擦)-成型-冷卻固化定型
特點：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)備簡單，投資少，見效快;④生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生，勞動強度低;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中加熱熔融，然后以高壓射入模具型腔，冷卻固化，開模后，獲得所需工件。
特點：生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動化，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。也稱模壓成型或壓塑。
特點：可壓制較大平面塑件或一次壓制多個塑件塑件收縮小、變形小、各向性能均勻、強度高沒有澆注系統(tǒng)，料耗少其缺點是生產(chǎn)周期長，效率低。
二、現(xiàn)階段材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
(一)精確成型加工技術(shù)
現(xiàn)階段精確成型加工技術(shù)在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用。特別是在汽車制造工業(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)
隨著國際經(jīng)濟市場競爭的不斷加劇，產(chǎn)品開發(fā)速度受到制造工業(yè)界的廣泛關(guān)注，為了適應(yīng)時代發(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。
(三)材料加工制造過程的模擬和仿真
時代不斷變化，除實驗和理論外計算材料科學(xué)成為解決材料科學(xué)中實際問題的第3個重要研究方法。它比理論和實驗做得更深刻、更全面、更細致，可以進行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。所以，材料加工制造的仿真技術(shù)和模擬技術(shù)成為時下研究的熱點。
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)特點介紹分析我們不難看出，技術(shù)的不斷革新應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，現(xiàn)階段是以速度取勝的時代，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和尖端人才的不斷培養(yǎng)是企業(yè)和國際競爭得以致勝的法寶。故而，材料成型工藝應(yīng)以變化發(fā)展和不斷創(chuàng)新來實現(xiàn)其市場發(fā)展的不敗地位。
參考文獻：
[1]徐昌貴，朱慧，劉斌，王晶.提高機械類本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010(05).
[2]王孫禺.從企業(yè)創(chuàng)新能力看高等工程教育改革[J].中國高等教育，2004(18).
[3]模具制造(月刊)[J].國家科技部和國家新聞出版署出版，2012-3.
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：隨著我國國防、載人航天等高科技領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芫酆衔锊牧系男枨螅覈诟叻肿硬牧铣尚图庸ぜ夹g(shù)更是取得了巨大的成就。高分子材料即相對分子質(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)展趨勢進行了探討，僅供參考。
關(guān)鍵詞：高分子材料;材料成型;控制技術(shù)
中圖分類號：C935文獻標識碼： A
引言
隨著現(xiàn)代社會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)中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。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化工單元操作組成的，高分子反應(yīng)加工把多個單元操作熔為一體，有關(guān)能量的傳遞和平衡，物料的輸運和平衡問題，與一般單個化工單元操作完全不同。傳統(tǒng)聚合過程解決傳熱和傳質(zhì)問題主要是利用溶劑和緩慢反應(yīng)來進行的，但是在聚合反應(yīng)加工過程中，物料的溫度在數(shù)分鐘內(nèi)就能達到400℃~800℃，此時對于反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱，如果不能進行脫除的話，那么降解和炭化將會發(fā)生在物料中。傳統(tǒng)的加工過程是通過設(shè)備給聚合物加熱，而需要快速將聚合生成的熱量通過設(shè)備移去是聚合反應(yīng)加工所要考慮的，由此可見，必須從化學(xué)和熱物理兩個方面開展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究[2]。
高分子材料的物理機械性能、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、溫度和時間等方面來研究物質(zhì)變形和(或)流動的物理力學(xué)。它是力學(xué)的一個新分支，它主要研究物理材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度濕度、輻射等條件下與時間因素有關(guān)的變形和流動的規(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、聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
目前國外已經(jīng)研發(fā)出可以解決其他擠出機作為反應(yīng)器所存在的問題，即連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機。在我國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，但是我國的高分子材料成型的加工技術(shù)的開發(fā)目前還處于初步階段。采用傳統(tǒng)的加工設(shè)備存在一些問題，例如傳熱、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制等，另外投資費用大、噪音大等問題。無論是在反應(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)擠出全過程引入到電磁場引起的機械振動場，從而達到控制化學(xué)反應(yīng)過程、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程作業(yè)，無論是擠出、注射還是中空吹塑成型，原理都必須經(jīng)過熔融塑化及輸送這一基本和共性的過程，目前普遍采用的設(shè)備包括螺桿擠出機和螺桿注射機等。該技術(shù)使得控制聚合物單體及停留時間分布不可控的問題得到了解決，而且也使得振動立場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量以及能量傳遞和平衡問題得到了解決，同時也使得設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題得到了解決。新設(shè)備的優(yōu)點很多，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)的研究實現(xiàn)，加強了我國在該領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)言權(quán)。以動態(tài)反應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)方向，進行深入的研究，從而產(chǎn)生了新的材料制備技術(shù)。我們以存儲光盤盤基為基礎(chǔ)原型，以反應(yīng)成型技術(shù)直接作用于其上。通過對這些技術(shù)的研究改進，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、而且環(huán)境污染比較嚴重等諸多不利因素。通過學(xué)習(xí)研究，可以把制作光盤的PC樹脂原料工業(yè)、中途存放、盤基成型工業(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、能夠完全有效的進行控制，而且產(chǎn)品的質(zhì)量有大幅度的提高。
聚合物/無機物復(fù)合材料物理場強化制備新技術(shù)。研究表明，對無粒子進行適當?shù)奶幚?，可以得到一些好的效果，比如說利用聚合物進行原位表面改性處理、原位包覆、強制分散等處理后，就可以使我們復(fù)合材料成型。
熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將混煉引入到振動力場擠出全過程，為實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化，對硫化反直進程進行控制，從而使得共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題得到了解決。實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備研制開發(fā)出來，促進我國TPV技術(shù)水平的提高。
三、高分子材料成型過程中的控制
近年來,我們國家主要研究內(nèi)容涉及高分子材料加工過程中形態(tài)控制的科學(xué)問題,包括高分子在復(fù)雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態(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。在已取得的理論成果知道下,開發(fā)了多種新型高分子材料,有的產(chǎn)生了良好經(jīng)濟效益。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中,制品溫度對其形態(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作用下制品溫度隨時間變化關(guān)系。研究微纖對基體聚合物結(jié)晶形態(tài)、結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發(fā)現(xiàn)纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。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)電逾滲值和獨特的PTC(電阻正溫度效應(yīng))和NTC(電阻負溫度效應(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)雜的拓撲結(jié)構(gòu)、共聚構(gòu)型和剛?cè)嵝?可以通過現(xiàn)有的合成方法進行分子設(shè)計和結(jié)構(gòu)調(diào)整;高分子長鏈結(jié)構(gòu)使得其熔體有粘彈性;高分子的馳豫時間很寬,并在很小的應(yīng)變作用下出現(xiàn)強烈的非線性行為。
四、高分子材料的發(fā)展趨勢
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度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,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或分子結(jié)構(gòu)或兩者共同作用的結(jié)果。這類高分子材料又稱為功能高分子。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)展最快的一個方向。各種醫(yī)用高分子就屬于這一范疇。有人認為,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)的一個最主要發(fā)展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。
結(jié)束語
綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發(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，培育自主知識產(chǎn)權(quán)。促進科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進程，加快我國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。
參考文獻
[1]高分子材料的發(fā)展方向.國家自然科學(xué)基金委員會.高分子材料科學(xué).科學(xué)出版社，2013.
[2]史玉升,李遠才,楊勁松.高分子材料成型工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2012.
[3]金龍浩.高分子材料成型及其控制[J].科技資訊，2007年第33期，2-3.