材料成型控制技術論文
材料成型控制技術論文
材料成型及控制技術是通過改變金屬材料的結構與形狀來提高材料的性能,這是學習啦小編為大家整理的材料成型控制技術論文，僅供參考!
材料成型控制技術論文篇一
材料成型與控制工程模具制造技術分析初探
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制造技術，材料成型加工技術在發(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方面額介紹與分析探討。
關鍵詞：材料成型 控制工程 技術
現代制造工業(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發(fā)展，同時也是業(yè)內十分關注的內容之一，我們從其技術發(fā)展特點入手屁，實現進一步分析和探究。
一、材料成與控制工程模具制造技術分析探討
材料成型與制造中講究技術發(fā)展，從效益、節(jié)能、生產速率等方面考慮進一步探討研究，下面以奇瑞A21汽車中支板產品圖的制造技術方面進行分析探究。
(一)金屬材料成型與控制工程加工技術
1技術材料一次成型加工技術
擠壓：在置于模具內金屬坯料的端部加壓，使之通過一定形狀、尺寸摸孔，產生塑性變形，獲得與?？紫鄳男螤畛叽绲墓ぜ?/p>
特點：塑性好、不易變形
拉拔：在置于模具內金屬坯料的前端施加拉力，使之通過一定形狀、尺寸的摸孔，產生塑性變形，獲得與模孔相應的形狀尺寸的工件
特點：變形阻力比擠壓小，但對材料塑性要求高
軋制：金屬通過旋轉的軋輥受到壓縮產生塑性變形，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。
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雜。適于大批量生產，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的芯模上并隨芯模轉動，借助旋輪對工件施壓使其產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，生產效率較低
奇瑞A21汽車中支板產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合。
焊接分類：
?、偃刍福汉附舆^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焊接的方法。
(二)非金屬材料成型與控制工程加工技術
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，效率高，質量穩(wěn)定;②應用范圍廣;③設備簡單，投資少，見效快;④生產環(huán)境衛(wèi)生，勞動強度低;⑤適于大批量生產
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：生產速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復雜的零件，特別適合大量生產。
3壓制成型
定義：塑料在閉合模腔內借助加壓、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周期長，效率低。
二、現階段材料成型加工技術的發(fā)展趨勢
(一)精確成型加工技術
現階段精確成型加工技術在國內外被廣泛應用。特別是在汽車制造工業(yè)方面精確成型加工技術應用更加廣泛。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
隨著國際經濟市場競爭的不斷加劇，產品開發(fā)速度受到制造工業(yè)界的廣泛關注，為了適應時代發(fā)展的潮流，快速及自由成型加工技術備受關注并活躍起來。
(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成為解決材料科學中實際問題的第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和模擬技術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。由上述案例和技術特點介紹分析我們不難看出，技術的不斷革新應順應時代發(fā)展的潮流，現階段是以速度取勝的時代，科學技術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，材料成型工藝應以變化發(fā)展和不斷創(chuàng)新來實現其市場發(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)設計質量的研究[J].中國科教創(chuàng)新導刊，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.
材料成型控制技術論文篇二
探析高分子材料成型及其控制技術
摘要：隨著我國國防、載人航天等高科技領域對高性能聚合物材料的需求，我國在高分子材料成型加工技術更是取得了巨大的成就。高分子材料即相對分子質量較高的化合物構成的材料，它的主要作用是制成各種各樣的產品，因此能夠將其制成不同產品的成型加工技術就極其重要。 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及其發(fā)展趨勢進行了探討，僅供參考。
關鍵詞：高分子材料;材料成型;控制技術
中圖分類號：C935文獻標識碼： A
引言
隨著現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得到了飛速的發(fā)展，在現代化的工業(yè)建設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。
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，高分子反應加工把多個單元操作熔為一體，有關能量的傳遞和平衡，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問題主要是利用溶劑和緩慢反應來進行的，但是在聚合反應加工過程中，物料的溫度在數分鐘內就能達到400℃~800℃，此時對于反應過程中產生的熱，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備給聚合物加熱，而需要快速將聚合生成的熱量通過設備移去是聚合反應加工所要考慮的，由此可見，必須從化學和熱物理兩個方面開展相應的基礎研究[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結構、分子結構和凝聚態(tài)的形態(tài)結構，而加工工藝與高分子材料的形態(tài)結構關系是非常密切的。
流變學，指從應力、應變、溫度和時間等方面來研究物質變形和(或)流動的物理力學。它是力學的一個新分支，它主要研究物理材料在應力、應變、溫度濕度、輻射等條件下與時間因素有關的變形和流動的規(guī)律。高分子材料成型加工和制備的理論基礎是高分子材料流變學。高分子材料的自身規(guī)律和特點是伴隨化學反應的高分子材料的流變性質而產生的。
二、高分子材料成型的加工技術
1、聚合物動態(tài)反應加工技術及設備
目前國外已經研發(fā)出可以解決其他擠出機作為反應器所存在的問題，即連續(xù)反應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的開發(fā)目前還處于初步階段。采用傳統(tǒng)的加工設備存在一些問題，例如傳熱、化學反應過程難以控制等，另外投資費用大、噪音大等問題。無論是在反應加工原理還是設備的結構上，聚合物動態(tài)反應加工技術及設備與傳統(tǒng)技術都完全不同，將聚合物反應擠出全過程引入到電磁場引起的機械振動場，從而達到控制化學反應過程、反應制品的物理化學性能以及反應生產物的凝聚態(tài)結構的目的，這就是聚合物動態(tài)反應加工技術及設備。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，目前普遍采用的設備包括螺桿擠出機和螺桿注射機等。該技術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加工過程中的質量、動量以及能量傳遞和平衡問題得到了解決，同時也使得設備結構集成化問題得到了解決。新設備的優(yōu)點很多，例如：體積重量小、適應性好、噪音低、可靠性高等等，而這些技術是傳統(tǒng)技術和設備是比不了的。
2、以動態(tài)反應加工設備為基礎的新材料制備新技術
此技術的研究實現，加強了我國在該領域內的發(fā)言權。以動態(tài)反應技術為基礎方向，進行深入的研究，從而產生了新的材料制備技術。我們以存儲光盤盤基為基礎原型，以反應成型技術直接作用于其上。通過對這些技術的研究改進，改變了傳統(tǒng)技術中多環(huán)節(jié)、消耗大、復雜度高、周期長、而且環(huán)境污染比較嚴重等諸多不利因素。通過學習研究，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)串聯于一體，提高了工業(yè)生產效率、減少了資源浪費、能夠完全有效的進行控制，而且產品的質量有大幅度的提高。
聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術。研究表明，對無粒子進行適當的處理，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，就可以使我們復合材料成型。
熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術。此技術將混煉引入到振動力場擠出全過程，為實現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)反轉問題得到了解決。實現自主知識產權的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術與設備研制開發(fā)出來，促進我國TPV技術水平的提高。
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容涉及高分子材料加工過程中形態(tài)控制的科學問題,包括高分子在復雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態(tài)結構演化、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)結構的特點。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,有的產生了良好經濟效益。多數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系。關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系。研究微纖對基體聚合物結晶形態(tài)、結構的影響,發(fā)現不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發(fā)現纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。將導電離子組裝到微纖中,使微纖在體系中形成導電三維網絡結構,從而顯著降低體系的導電逾滲值和獨特的PTC(電阻正溫度效應)和NTC(電阻負溫度效應)效應[3]。
高分子材料的形態(tài)與物理力學性能之間有密不可分的關系,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)表現出特有的復雜性：高分子鏈有復雜的拓撲結構、共聚構型和剛柔性,可以通過現有的合成方法進行分子設計和結構調整;高分子長鏈結構使得其熔體有粘彈性;高分子的馳豫時間很寬,并在很小的應變作用下出現強烈的非線性行為。
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構或兩者共同作用的結果。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,細胞、蛋白質、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學的一個最主要發(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與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業(yè)界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業(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.國家自然科學基金委員會.高分子材料科學.科學出版社，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.