对材料成型与控制工程的认识

对材料成型及控制工程的认识

After studying the material molding and control engineering introduction of material molding after class and control engineering knowledge

作者：XXX

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摘要：

Material molding and control engineering is a door and our life's special technology, we usually use the cups and plates and dishes tableware, daily necessities, children's toys, motor vehicle, household appliances, computer and its accessories, etc have a type (shell) items, all depend on material molding technology made out. It is simple to understand the process principle of it is a choice materials, mould forming, the products.

It is a involve machine, the material, the control gave three subject of interdisciplinary professionals. The professional main course are: material mechanics, physical chemistry, metal science etc.it and heat treatment principle, transmission principle, pressure processing technology and die, metal solidification and control, welding, metallurgy, metal plastic forming principle, material molding the computer simulation and so on, to learn the course has the certain difficulty, but because of the design appearance to drift and fine quality products of light as the goal, material molding course also contains the content such as drawing, artistic modelling, in practice to development and design, thus learn up is not boring. Along with the computer technology is more and more widely applied to material molding and control in the field, with computer aided design and system ?

关键词：材料加工与成型；塑性成形；非金属材料成型；发展趋势

引言：

材料成形加工行业是制造业的重要组成部分，材料成形加工技术是汽车、电力、石化、造船及机械等支柱产业的基础制造技术，新一代材料加工技术也是先进制造技术的重要内容。铸造、锻造及焊接等材料加工技术是国民经济可持续发展的主体技术。据统计，全世界75%的钢材经塑性加工成形，45%的金属结构用焊接得以成形。又如我国铸件年产量已超过1400万t，是世界铸件生产第一大国。汽车结构中65%以上仍由钢材、铝合金、铸铁等材料通过铸造、锻压、焊接等加工方法成形。

对材料加工与成型的工艺的认识：

材料加工与成型的工艺分类主要按照材料的种类可分为金属塑性成形工艺及非金属成型加工。

金属塑性成形工艺是指利用金属的塑性变形来获得一定形状、尺寸和组织性能的成形加工方法。金属塑性成形的一般特点是生产率高、生成效率高、节约原材料、节约能源、降低成本。其中突出的优点为内部组织得以改善，性能提高。但也存在缺点，像通常需要较大的成形力，设备体积、吨位较大；为了提高被加工材料的塑性、降低成形力，有时需要加热，脆性材料、形状过于复杂的零件不能进行塑性成形。金属塑性成形工艺可应用于以下领域，特别是重要的零件：汽车（连杆、曲轴、大梁、齿轮、轴等）飞机（发动机叶片、梁、框架等）大炮（炮筒）。

金属塑性成形是利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改善和提高。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。

塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变效应。金属塑性成形包括块体成形、板料成形及轧制等(见塑性力学)。各种塑性成形都以金属材料具有塑性性质为前提，都需要有外力作用，都存在外摩擦的影响，都遵循着共同的金属学和塑性力学规律。

应用塑性力学原理研究金属成形规律的方法称金属成形的塑性分析，它的任务为：①研究塑性成形过程中有关力学的各种解法，以分析变形体内的应力应变分布规律，并确定变形力和变形功，以便合理地选择设备吨位及模具强度。②研究塑性成形过程中构件应变和尺寸的变化规律，选择合适的坯料和合理的中间毛坯形状，以便最优地达到构件所需的形状。③研究温度、应变率效应等加工条件对金属塑性加工抗力的影响以及提高金属韧性和降低抗力的措施，以获得具有良好性能的构件。金属成形的塑性分析方法主要有主应力法、滑移线法、上限法、有限元法等；而常用的实验方法则有视塑性法和密栅云纹法。按照业务领域分为一次加工（采用冶炼得到的铸锭或金属熔体，获得板材和各种型材，作为进一步加工的原材料，这属于冶金加工范围。）以及二次加工（采用一次加工得到的各种型材制造各种机械零件或制件，这属于机械制造领域。）按照加工坯料的不同可分为体积成形（以块状金属作为毛坯）和板料成形（以金属板材为毛坯）按照成形温度可以分为热成形（坯料在再结晶温度以上成形，成形过程中能充分进行再结晶。）、冷成形（坯料在再结晶温度以下成形，成形过程中不能进行产生回复和再结晶。）以及温成形（成形温度介于二者之间。）

奇瑞A21汽车中支板产品图

金属材料的一次成型加工

1）、挤压：在置于模具内金属坯料的端部加压，使之通过一定形状、尺寸摸孔，产生塑性变形，获得与模孔相应的形状尺寸的工件。

特点：塑性好、变形阻力大

应用：可生产型材和零件

2）、拉拔：在置于模具内金属坯料的前端施加拉力，使之通过一定形状、尺寸的摸孔，产生塑性变形，获得与模孔相应的形状尺寸的工件

特点：变形阻力比挤压小，但对材料塑性要求高

应用：可生产棒、管等型材

3）、轧制：金属通过旋转的轧辊受到压缩产生塑性变形，获得一定形状、尺寸断面的工件。