材料成型与控制工程中金属材料加工技术
岳腾霄1 黄其州2
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岳腾霄1 黄其州2,. 材料成型与控制工程中金属材料加工技术[J]. 材料科学研究,20254. DOI:10.12721/ccn.2025.157073.
摘要: 目前我国科技水平和各行各业的快速发展,材料成型及控制工程是近年发展起来的新型行业,它的出现推动了工程生产与机械品生产行业的高速发展。材料成型与控制工程的质量会直接影响机械制造的控制水平与质量,因此,对材料成型与控制工程中的金属材料加工技术进行研究分析就显得尤为重要。传统的金属材料的加工方式、加工技术等比较陈旧落后,加工中需要投入大量的金属材料,但是出来的成品数量并不多,同时加工效率低下,加工出来的金属材料成品精准度不高,加工质量不能满足很好的满足生产需求,这些问题直接影响了工业、制造业的发展。为了提高金属材料的加工水平与加工质量,就需要重视材料成型与控制工程,根据金属材料的不同属性选择合适的加工技术,严格控制加工中的各项细节,确保加工出来的金属材料成品满足不同行业的生产需求。
关键词: 材料成型;控制工程;金属材料加工技术
DOI:10.12721/ccn.2025.157073
基金资助:

引言

加强对智能制造的基础知识理解,研究出我国自己的制造工具,在智能制造方面做强,这样才会在未来智慧化工厂中占有一席之地。智能机器人与系统管理者实现在制造系统的协同作业,实现真正的全自动化与全智能化。现在我国在金属智能加工技术上虽取得了一定的成果,但依然需要科技创新,对于当今这个社会工业化的环境下,金属材料智能加工的应用前景是很好的,在未来科技不断发展的过程中,金属材料智能制造的应用会更加宽广,要以实体经济为主体,大力发展科技研究。智能加工同样提高的是加工质量,产品质量的全面提升是树立品牌的前提条件,它将推动中国制造向中国智造的转型。

1材料成型与控制工程的含义

什么是材料成型与控制工程呢?很多人对此都是不熟悉的,简单点来说材料成型与控制工程就是一个实用性学科。该学科主要是对材料进行宏观的、微观的的结构研究,通过加工材料,把普通材料塑形制造出一个实用的产品。通常这些材料大多数都是应用到机械行业、建筑行业等,后续材料制作工序就决定了最终产品的质量,还直接影响了制造行业的利润额,所以制造行业要对加工工作重视起来。制造企业在进行材料加工的时候,要全方位的看待材料加工工艺,考虑材料的特性,把材料的优势发挥到最大。以金属材料为例,金属材料是当下制造行业中最为常见的材料,制造行业在制作金属制品时,会充分考虑金属的个性特征,考虑材料最终成型和控制工程,以此来完成金属材料加工。材料成型与控制工程需要不断改革创新,之后不断的进步我国的制造行业才能一直领先。

2材料成型与控制工程中的金属材料加工技术

2.1机械成型

金属材料加工成型中使用最多的加工技术方式就是机械成型,金刚石刀具是主要的使用工具。铝基复合材料具有良好的使用性能,它的密度比较低,尺寸稳定性强,耐磨性与强度比较高,跟其他金属相比,它的疲劳强度也比较高,在汽车、航空航天、电子领域等都有广泛的应用。对铝基复合材料进行加工时,需要使用到金刚石刀具,加工方式有很多种,可以根据具体的金属材料成型要求选择匹配的加工方式,常见的加工方式有车削、铣削、钻削。车削加工是常用的加工方式,它需要使用硬合金刀具切割材料,在切割过程中产生的热量比较大,为了保证金属材料成型效果与成品质量,需要对热量采取冷却处理方式,使用的冷却材料就是乳化液。铣削加工是一种低速加工方式,可以加工出金属材料复杂的外形与特征,加工过程中需要添加一些粘合剂。钻削加工的操作方式比较简单,操作流程也不复杂,技术要求也不高,加工中主要使用到传统的麻花钻头工具,再使用切削液的材料进行强化处理。

2.2挤压与锻模塑性成型的原理

利用挤压与锻造塑形原理进行金属材料成型加工主要的原理就是通过磨具进行材料塑形,加工人员只需要在磨具表面涂抹好润滑剂减小摩擦阻力,在根据材料特性调整塑形压力,经过一段时间的等待便可以塑性成型。注意加工过程中对材料的挤压力度,根据实际情况调节挤压力系数,避免过大的摩擦力对金属造成损伤。此外锻造人员还可以适当增加挤压的温度,增加材料颗粒感,加强金属的塑性效果,增加其最终塑性物品质量。从专业的角度看通过增加挤压温度来增加颗粒感,增加材料颗粒感能在一定程度上影响磨具挤压的速率,因此在进行这一操作时,加工人员要保证技术的速度遵循适中原则,严格控制好磨具的温度,避免影响成型物品的质量。

2.3超声椭圆振动加工技术

超声波椭圆振动加工技术主要原理是,通过观察椭圆整体振动的作用超声波将其振动附加作用到各种切削加工刀具上,使得切割工件的切削刀尖高度能够与其相对于所有需要进行加工的切削工件按照其椭圆振动轨迹相反方向移动进行椭圆振动,进而不断完善切削加工材料工艺。是将先进的光学电子技术、计量控制技术、机械振动和加工原理以及加工材料流动力学等多个热门加工专业学科联合组成到一起的一门综合性加工学科。其应用方法分为熔接法、铆焊法、埋植、成型、电焊和切割封口等。熔接法是以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块金属的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合,可达到水密或气密,并免除采用辅助品所带来的不便,实现高效清洁的熔接。铆焊法是将具有特殊特性的超音波动的金属铆钉连接焊头,压着产品突出的铆钉的干端焊接梢头,使之瞬间迅速地膨胀发热,甚至融化而形成为金属铆钉的整体形状,使不同铆钉类型和各种材质的焊接工艺将铆钉紧密地焊接聚集结合到一起。

2.4刀具设计

为解决当前加工过程中,切削扭矩过大,加工过程中出现碎屑等问题,通过增大刀具前角,增加排屑槽,减小后角,提升刀具的切削性能,使切屑呈现短螺旋状,在风冷作用下顺利排屑,避免堆积在坡口加工位置,对已加工坡口面进行挤压和二次刮削;同时为避免高温铝屑与刀刃粘结,在刀具表面增加涂层,形成物理膈膜,不仅避免了切屑瘤的快速形成,而且提升刀片的耐磨性。

2.5激光切割

非金属复合材料的激光铣削的应用场合要窄很多。其主要原因是激光铣削对于铣削深度的控制精度较低。对于热效应明显的传统激光,由于其制造精度远低于超快激光,使得传统激光的精密铣削非常困难,因此报道的研究主要是使用超快激光的铣削。我国在激光清洗领域基本处于起步阶段,与国外存在较大差距,尤其是在非金属复合材料的清洗工艺、理论、装备等方面。这是由多方面原因造成的,除了激光清洗机理与工艺不够成熟外,激光器设备的性能也限制了激光清洗的效率和精度。近年来国家致力于推动激光清洗技术发展,对激光清洗的工艺与应用起到有效的促进作用。预计激光清洗技术将会率先应用于航空、航天、核能等军工领域。

结语

综上所述,材料成型与控制工程是金属材料成型加工中的关键环节,只有做好这两项工作,才能提高金属成型效果,提高金属成品质量与使用性能。因此,我们需要高度重视材料成型与控制工程,根据金属材料的不同属性选择合适的加工技术,严格控制加工中的各项细节,提高金属材料的综合性能,满足不同行业的生产建设需求,促进经济建设的可持续发展。

参考文献

[1]林大伟.材料成型与控制工程模具制造的工艺技术分析[J].现代农机,2020,(3):60-61.

[2]高晶.材料成型与控制工程中金属材料加工技术探讨[J].中国设备工程,2020,(10):209-210.

[3]张佳良,郑旭洋,黄美玲.材料成型与控制工程中的金属材料加工分析[J].四川水泥,2017,(3):66-67.

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