朱逸忠

（東莞市技師學(xué)院，東莞 523468）

隨著我國的科技進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，特別是《中國制造2025》提出，我國堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發(fā)展、開放合作”的基本原則，通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo)。制造業(yè)的發(fā)展變得越來越復(fù)雜，而模具在這一過程中起到了重要作用，使生產(chǎn)過程更加標(biāo)準(zhǔn)化。直接指定產(chǎn)品的形狀能夠使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外觀更具標(biāo)準(zhǔn)化，但不同的技術(shù)需要不同類型的模具。例如，在沖壓技術(shù)中，重要的是模具的質(zhì)量要能抵抗變形，這與模具加工制造技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系密切。

1 材料成型和工程控制的模具加工制造技術(shù)

1.1 材料成型和模具加工制造概述

現(xiàn)代制造業(yè)和許多行業(yè)密切相關(guān)，正是這種交織產(chǎn)生了兩種先進的制造技術(shù)——材料成型和工程控制。改變材料的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其性能和修改其表面結(jié)構(gòu)，是這兩種制造技術(shù)的核心。這兩項技術(shù)與其他補充技術(shù)相結(jié)合，現(xiàn)已成為產(chǎn)品制造的重中之重。例如，熱加工成型技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代產(chǎn)品制造的常用技術(shù)，進一步提高了產(chǎn)品設(shè)計、材料加工、產(chǎn)品制造和產(chǎn)品優(yōu)化的水平和質(zhì)量[1]。

1.2 模具及其加工制造技術(shù)

在生產(chǎn)領(lǐng)域，模具加工和生產(chǎn)技術(shù)是大批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)，因此應(yīng)該最大限度地滿足實際需求，同時充分創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)。材料生產(chǎn)和加工技術(shù)對塑料模具的需求越來越多。在現(xiàn)階段的模具行業(yè)中，塑料模具占了很大比重。塑料模具的成型原理即將粉狀或顆粒狀塑料送入料斗，通過加熱熔融，經(jīng)過柱塞或螺桿推動，再柱塞充模固化成型，最后脫模成塑料制品。模具的基本構(gòu)造如圖1所示。塑料成型技術(shù)的發(fā)展可以歸功于塑料材料比金屬材料具有更好的性能，這是金屬材料在許多領(lǐng)域被塑料材料取代的主要原因。模具制造業(yè)有著巨大的發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿?，也出現(xiàn)了很多先進的模具制造理念，有利于更好地發(fā)展材料制造技術(shù)和模具制造技術(shù)[2]。

2 金屬材料成型與工程控制的模具加工制造技術(shù)

2.1 一次成型制造加工技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些一次成型的模具加工制造技術(shù)。這些制造技術(shù)能夠針對不同的應(yīng)用特點有效開發(fā)模具加工制造技術(shù)。

圖1 模具的基本構(gòu)造

2.1.1 擠壓成型加工制造技術(shù)

擠壓技術(shù)是利用機械動力，在高壓下將鑄件成型并加工成所需的形狀。擠壓技術(shù)不僅使用方便，而且十分實用，生產(chǎn)的模具更有彈性，不易變形[3-4]。

2.1.2 拉拔制造加工技術(shù)

在拉拔加工制造技術(shù)中，零件被放置在一個真空模具中，并使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進行拉伸，使零件逐漸呈現(xiàn)出所需的形狀，從而獲得所需的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，現(xiàn)代機器控制技術(shù)使得更有效地進行拉伸和改進某些操作成為可能。此外，相對較小的變形阻力使其更容易達到預(yù)期的拉伸效果。但是，這種模具技術(shù)需要拉絲材料必須具有良好的延展性能，以提高拉絲模具的生產(chǎn)質(zhì)量[5]。

2.1.3 扎制加工制造技術(shù)

有一種模具生產(chǎn)方式為扎模。這種類型的生產(chǎn)工藝最常用于坯料，在生產(chǎn)過程中需要通過連續(xù)施加旋轉(zhuǎn)力來實現(xiàn)塑性變形，并不斷施加外力來塑造模具，最終生產(chǎn)出符合預(yù)期要求的模具。

2.2 二次成型加工制造技術(shù)

2.2.1 鍛造加工技術(shù)

一般來說，有開模鍛造和模式鍛造兩種類型的鍛造，可根據(jù)實際需要使用。在開模鍛造中，材料的表面被模具壓住，并施加一定的外力進行加工。這種加工制造技術(shù)的特點是不使用標(biāo)準(zhǔn)進行加工，只通過相同形狀的外力作用就可以合理生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品，帶動了加工制造行業(yè)的良好發(fā)展。使用模型鍛造技術(shù)應(yīng)使用壓力面來生產(chǎn)工件，利用塑性變形特性提供一定的壓力，并完成相應(yīng)的產(chǎn)品制造過程。隨著鍛造和成型生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以通過這種方式生產(chǎn)更復(fù)雜的形狀。

2.2.2 旋壓成型加工制造技術(shù)

在旋轉(zhuǎn)模塑中，原材料被置于棒材和壓板之間，并在類似于金屬的壓力下由棒材旋轉(zhuǎn)。這將引起一些塑性變形，并確保產(chǎn)品的均勻質(zhì)量。這種材料對鑄造過程的阻力較小，因此可用于制造較大尺寸的產(chǎn)品，而不需要復(fù)雜的模具，但一定程度上降低了生產(chǎn)效率[6]。

2.2.3 沖壓成型加工制造技術(shù)

沖壓技術(shù)將沖壓裝置放在金屬材料的表面。在相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備作用下，金屬板受到持續(xù)的壓力。在金屬板發(fā)生變形后，模具和金屬板表面會完全分離，從而形成所需尺寸和形狀的產(chǎn)品[7]。

3 非金屬材料成型和工程控制的模具加工制造技術(shù)

3.1 注塑成型加工制造技術(shù)

注塑成型的制造過程包括在注塑過程中引入原材料，并將熔化的材料注入合適的模具，冷卻材料，凝固材料，拆除模具，形成所需的最終產(chǎn)品。為了提高大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)率和質(zhì)量，注射成型技術(shù)可以適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)[8]。非金屬材料的整體延展性不如金屬材料，采用沖壓、旋壓、拉絲等方法容易損壞，影響產(chǎn)品質(zhì)量。但是，非金屬材料的熔點一般低于金屬材料。利用非金屬材料的這一特性來成型非金屬材料，稱為注塑成型技術(shù)。將原材料放入注塑機中，用高溫改變材料屬性，使非金屬材料熔化成液體，然后將液體倒入所需形狀的模具中，并采用冷卻技術(shù)填充模具，也可以采用自然冷卻技術(shù)，即將模具中的非金屬材料冷卻后得到相應(yīng)的工業(yè)產(chǎn)品。這項技術(shù)在實際生產(chǎn)中生產(chǎn)效率高，可以實現(xiàn)自動化注塑線的大規(guī)模生產(chǎn)，完全不需要任何人工操作，只需要定期放入非金屬原料。它引用自動化設(shè)備，生產(chǎn)速度快，因此很多大型加工制造企業(yè)更青睞使用這種技術(shù)。

3.2 壓制成型技術(shù)

壓鑄需將材料放入特定的模具腔，根據(jù)生產(chǎn)模具的設(shè)計規(guī)格和產(chǎn)品尺寸進行生產(chǎn)。雖然生產(chǎn)技術(shù)簡單，操作技術(shù)要求低，但生產(chǎn)效率低。由于產(chǎn)品需求量大，加工時間短，無法大量生產(chǎn)，因此使用這種技術(shù)的工程師必須在規(guī)劃生產(chǎn)過程時特別注意實際情況，否則可能無法實現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。擠壓成型技術(shù)主要是利用非金屬材料的低熔點。因為非金屬材料的延展性不如金屬材料，所以不可能使用簡單的擠壓機擠壓。在擠壓過程中，塞旋和螺桿在擠壓鑄造技術(shù)的擠壓過程中非常重要。塞旋用來擠壓非金屬材料，螺桿用來切割非金屬材料，兩者配合可以固定非金屬材料的形狀。非金屬材料在壓力下被強制通過模具成型，然后降溫后即可獲得所需的產(chǎn)品。這種技術(shù)還可以運用自動化設(shè)備，實現(xiàn)高效生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量高，成本相對低。

4 模具加工制造技術(shù)的主要措施

材料成型模具和控制技術(shù)可以改善材料的性能或改變其表面輪廓。這項技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，可形成一個完整的材料熱處理鏈。整個過程包括原材料的設(shè)計、產(chǎn)品的初步開發(fā)和產(chǎn)品的控制。設(shè)計者必須確定影響微觀環(huán)境和宏觀環(huán)境的因素，并選擇一個合理的設(shè)計方法。研究從理論基礎(chǔ)和材料科學(xué)開始，以確保成型材料能夠一次性成型[9]。

4.1 積極引入科技成果

我國對于工業(yè)部門的投資正在不斷增加。與新的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)同步，我國經(jīng)濟正在從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長，這對我國的制造企業(yè)尤為重要。要求有能力的技術(shù)人員了解技術(shù)層面，掌握關(guān)鍵技能，積累傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)現(xiàn)代技術(shù)，按照國家制度推動我國注塑行業(yè)的快速發(fā)展。管理人員應(yīng)利用計算機模擬相關(guān)的加工技術(shù)，提供量身定做的加工方案，以滿足不同客戶群體的要求，并確保整個模具加工制造過程的人性化和高質(zhì)量。明確材料成型和控制技術(shù)的概率計算，提高技術(shù)的連續(xù)性和模擬性，為下游的加工生產(chǎn)提供基礎(chǔ)理論支持和質(zhì)量服務(wù)，從而不斷降低勞動投入和勞動強度，減少不合格產(chǎn)品的數(shù)量，促進高精尖工業(yè)產(chǎn)品不斷完善。

4.2 擴大模具的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

目前，我國的經(jīng)濟正在快速增長，模具的重要性與日俱增，不同廠家之間的競爭變得愈發(fā)激烈。模具制造技術(shù)必須綜合應(yīng)用計算機數(shù)據(jù)，不斷改進，向自動化和智能化方向發(fā)展，將現(xiàn)實需求與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，促進企業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展。工作人員需要從設(shè)計圖紙中了解塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和用途，預(yù)測結(jié)構(gòu)和用途，并充分考慮客戶的要求，確定尺寸公差和表面活動?？蓮V泛運用熱處理、冷加工等方法，提高制模精度，改善模具質(zhì)量，合理選擇材料，盡量降低成本，不斷擴大標(biāo)準(zhǔn)模具的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)[10]。

4.3 加強模具流程管理

模具制造包括設(shè)計模具、制作模具、準(zhǔn)備原材料將模具運到生產(chǎn)現(xiàn)場、加工模具部件和預(yù)加工等。管理人員需要確定合理的操作程序。

4.3.1 制定生產(chǎn)規(guī)程

生產(chǎn)規(guī)程是指工匠根據(jù)模具的施工圖制定的施工過程或方法。模具制造過程的順序通常以地圖的形式顯示出來，各種過程形成的組別簡要描述了模具制造組。這些流程圖共同構(gòu)成了各部分之間聯(lián)系的基礎(chǔ)。

4.3.2 組織生產(chǎn)零部件

作為工具制造過程的一個組成部分，部件制造部門組織了電加工、熱處理和機械加工等加工技術(shù)的綜合應(yīng)用，以確?？焖偕a(chǎn)符合設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)定的部件。

4.3.3 模具裝配

作為生產(chǎn)規(guī)程形成的一個重要階段，模具裝配不僅要發(fā)揮裝配的功能，還要起到檢驗、加工特殊零件、裝配和連接的作用，并按照一套裝配規(guī)則生產(chǎn)出符合設(shè)計總體方案要求的模具。

5 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，材料成型技術(shù)不斷升級，出現(xiàn)了很多相關(guān)的配套技術(shù)，提高了材料成型與工程控制模具加工制造技術(shù)的精度和功能，促進了加工行業(yè)的發(fā)展。從業(yè)者應(yīng)注意技術(shù)應(yīng)用的過程，選擇合適的技術(shù)和應(yīng)用方法，確保制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。