材料成型及控制工程专业综合实验报告
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生产实习报告材料成型及控制工程材料成型及控制工程是我在实习期间所从事的岗位,主要负责材料的加工和成型过程中的工艺控制。
以下是我对这段实习经历的总结和报告。
在实习初期,我首先了解了材料成型及控制工程的背景知识,包括材料的性质和加工方式,以及各种成型工艺和控制方法。
通过学习相关理论和实例,我对材料成型及控制工程的原理和应用有了初步的了解。
随后,我参与了具体的生产工作,包括材料选择、成型工艺方案的制定和实施等。
我学习了不同材料的特性和应用范围,通过与工程师的交流和观察,我了解了材料在不同工艺中的表现和特点,以及成型过程中可能出现的问题和风险。
在实习期间,我有机会参与了几个项目的材料选择和工艺方案的制定,也亲自操作过一些成型设备和机器。
在实际操作中,我学会了如何调整材料和工艺参数,以达到预期的成型效果。
在控制材料成型过程中,我学会了使用仪器仪表进行数据记录和分析,以便对工艺参数进行调整和优化。
我也学会了根据产品要求进行相关的测试和检测,以确保产品的质量和性能符合标准。
通过这些实践,我进一步理解了材料成型及控制工程的重要性和挑战。
在实习期末,我参与了一个项目的验收工作。
由于之前的实习经历和知识储备,我能够快速判断出材料加工过程中出现的问题,并提出相应的解决方案。
我与团队合作,完成了项目的验收任务,并得到了领导的认可和表扬。
通过这段实习经历,我深刻体会到了材料成型及控制工程的复杂性和重要性。
材料成型的每个环节和参数都需要精确控制,以确保产品的质量和性能。
同时,材料成型也需要多方面的知识和技能,包括材料的性质和选择、工艺的制定和优化、设备的操作和维护等。
这些知识和技能对于我未来在材料领域的发展将起到重要的支持和指导作用。
通过这段实习经历,我进一步树立了学习的决心和信心,我将进一步学习和掌握相关的知识和技能,以便在未来能够在材料成型及控制工程方面做出更大的贡献。
我也将时刻保持对新技术和新工艺的关注,以保持自身的竞争力和能力。
材料成型及控制工程实习报告一、实习概述本次实习的目的是将理论知识与实际工作相结合,加深对材料成型及控制工程领域的理解。
实习地点位于某知名企业的生产一线,实习时间自XXXX年XX月XX日至XXXX年XX月XX日,共XX周。
二、实习单位简介本次实习的单位是一家在材料成型及控制工程领域具有领先地位的企业,专注于各类材料的成型工艺及设备研发、生产、销售。
企业拥有先进的生产设备和技术,以及一批高素质的技术人才。
三、实习内容1. 参观生产线:实习初期,我们参观了企业的生产线,了解了各种材料的成型过程,包括塑料、金属等材料的注塑、压铸、挤压等成型工艺。
2. 设备操作:在导师的指导下,我们学会了操作各种成型设备,如注塑机、压铸机、挤压机等,并了解了设备的结构、工作原理及维护保养方法。
3. 产品检测:我们学习了产品检测的方法和流程,包括外观检测、尺寸检测、性能检测等,了解了不合格产品的处理流程。
4. 工艺流程改进:在导师的引导下,我们参与了一些工艺流程的改进工作,通过优化成型工艺参数,提高了产品质量和生产效率。
5. 技术创新:我们还参加了一些技术创新项目,探讨新型材料在成型过程中的应用,以及新型成型工艺的研发。
四、实习收获1. 理论知识得到实践验证:通过实际操作,我们对材料成型及控制工程的理论知识有了更深刻的理解,学会了如何将理论知识应用于实际生产。
2. 掌握了实际操作技能:我们学会了操作各种成型设备,了解了设备的维护保养方法,掌握了产品检测和工艺流程改进的方法。
3. 了解了企业运营流程:我们了解了企业的生产流程、管理架构、市场运营等方面的知识,为今后的工作做好了准备。
4. 提高了解决问题的能力:在实习过程中,我们面对一些实际问题,通过团队合作和请教导师,找到了解决问题的方法,提高了解决问题的能力。
5. 增强了团队协作能力:在实习过程中,我们与同事、导师紧密合作,共同解决问题,增强了团队协作能力。
五、存在问题与建议1. 实习内容与专业知识结合不够紧密:部分实习内容与我们在学校学习的专业知识结合不够紧密,建议企业在安排实习内容时,更多地考虑学生的专业知识背景。
材料成型及控制工程专业综合实验报告实验报告:材料成型及控制工程专业综合实验一、实验目的:1.掌握材料成型及控制工程的基本原理;2.学习并了解材料成型及控制工程的实际应用;3.提高实验操作技巧和实验数据分析能力。
二、实验仪器和材料:1.数控铣床:用于完成加工实验;2.数控线切割机:用于完成线切割实验;3.材料样品:使用铝合金和塑料材料。
三、实验内容:1.数控铣床实验:a.将铝合金材料夹在数控铣床上,设定加工参数;b.进行铣削操作,实现铝合金材料的加工成型;c.调整加工参数,观察对加工结果的影响。
2.数控线切割机实验:a.将塑料材料放置在数控线切割机上,设定切割参数;b.进行线切割操作,实现塑料材料的切割成型;c.调整切割参数,观察对切割结果的影响。
四、实验过程:1.数控铣床实验:a.将铝合金材料夹在数控铣床上,设定加工参数,包括切削速度、进给速度、转速等;b.打开数控铣床电源,进行加工操作,观察铝合金材料的加工成型情况;c.根据加工结果,调整加工参数,观察对加工结果的影响。
2.数控线切割机实验:a.将塑料材料放置在数控线切割机上,设定切割参数,包括切割速度、电弧电压、电弧电流等;b.打开数控线切割机电源,进行切割操作,观察塑料材料的切割成型情况;c.根据切割结果,调整切割参数,观察对切割结果的影响。
五、实验结果及分析:1.数控铣床实验结果:a.观察到不同的加工参数对铝合金的加工效果有明显影响,例如切削速度过快会导致切削不够充分,切削速度过慢则会导致切削效果不理想;b.通过不断调整加工参数,得以实现较为满意的加工成型结果。
2.数控线切割机实验结果:a.观察到不同的切割参数对塑料材料的切割效果有明显影响,例如切割速度过快可能导致切割不完全,切割速度过慢则可能引起材料熔化;b.通过不断调整切割参数,得以实现较为满意的切割成型结果。
六、实验总结:材料成型及控制工程是一门综合性很强的工程学科,通过本次实验,我们了解到了材料成型和控制工程的基本原理和实际应用情况。
材料成型及控制工程专业综合实验报告变形程度和屈服强度之间的关系分析^p 可得:三次项的判定系数R2为0.6251,结合理论知识和实际误差,本设计选用三次项模型曲线作为变形程度和屈服强度之间的关系曲线。
WordWord文档实验中由各组实验数据分析^p 可得:铝板的屈服强度和抗拉强度随着变形程度变化的大致趋势是先减小后增大,而延伸率随着变形程度的增加大致呈现先增大后减小。
理论上分析^p :塑性变形改变了金届内部的组织结构,在晶粒内部出现滑移带和孚生带,同时晶粒外形发生变化,晶粒的位向也发生改变。
如:出现纤维状组织,形成变形织构。
因而改变了金届的力学性能。
随着变形程度的增加,金届的强度,硬度增加,塑性和韧性相应的下降。
原因主要是由丁加工硬化的结果。
即,是由丁塑性变形引起位错密度增大,导致位错之间交互作用增强,大量位错形成位错缠结,不动位错等障碍,形成高密度的位错林,使其余位错运动阻力增大,丁是塑性变形抗力提高,金届塑性降低。
实际实验结果与理论差别的原因:(1)实验设计变形程度相对偏小,导致实验结果不是很明显。
(2)轧制试样在轧制时由丁轧机弹跳值的影响导致变形不均匀。
(3)在钳工加工过程中加工精度不高,是拉伸件表面光滑程度不均,加工过程中使工件表面产生划伤。
(4)数据处理精度不高,每次进行数据测量时应该多次测量取平均值,数据读取时应该有同一个学生读取,以尽可能的减少测量误差。
7实验小结本次综合实验的课题变形程度对铝板冷轧变形力和机械性能的影响。
通过本次综合实验的训练让我们进一步掌握材料成型过程中力能参数的检测,变形后金届性能测试的原理,方法和技术,熟练地掌握相关仪器设备的使用与操作方法,巩固材料成形理论知识,进一步提高了我们对专业知识的综合运用分析^p ,解决实际问题的能力。
本次设计是老师给出课题,让我们自己去设计,自己去动手做。
实验主要分为轧制实验和拉伸实验,实验设计的基本思路是:首先,设计实验方案,再根据设计的实验参数运用剪切机剪取六块铝板试样,进行轧制实验。
二、设计我负责设计凸模固定板总装配图1凸模和凹模尺寸计算凹模材料为H62,尺寸为160×125×25mm。
凹模的圆角半径rd:由凹模刃口间最大距离B为49.3(上页图),t=2,由表8-2-6得H=2 凹模壁厚C为34故凹模宽B’=112L=2(S+R)+2C=138.6凸模结构设计:落料凸模可设计成直通式,用螺钉吊装冲孔凸模参照标准圆凸模设计2、压力中心的计算压力中心Proe中的命令得出3、冲裁力计算公式:F P=K p tLτ其中查表K p=1.3 抗剪强度τ=300MPa冲孔力: F P1=K p t L1τ=30576N落料力:F P2=K p t L2τ=118092N落料时的卸料力:F Q=K F P查表的K=0.04F Q=K F P2=0.04×118092=4723.7N冲孔时的推件力:F=nK1F P查表K1=0.05 n取28、压力机的选择模具总冲压力156449.3N总冲压力应不超过压力机公称压力的80%,故选定公称压力为160KN的开式可倾压力机。
模柄孔尺寸为Ф50x709、成本及效率核算设计时长:一周成本:10、零件加工艺凸模固定板工序号工序名称工序内容设备工序简图1 下料按图纸要求下165×130×25的配料铣床2 粗铣粗铣六面尺寸至161×127×213 钳工划线按图纸要求画出各孔位置线4 粗铣按图纸要求粗铣凸模数控铣床5 钻、铰孔按图纸要求钻、铰出相应的通孔、螺纹孔、冲孔钻床6 磨上下面磨上下两面至尺寸160×125×20平面磨床7 检验三、总结我们小组分工合作、齐心协力,一齐完成了课程设计前的准备工作小组讨论分工、完成课程设计总结报告、小组汇报PPT,个人小结的任务。
在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。
在以后的几天中,我们组的成员一齐努力,查阅资料、小组讨论、对资料进行分析,并在这段时间里完成了模具设计,并最后撰写课程设计报告及个人总结。
目录1 实验课题 (1)2 实验目标 (1)3 实验原理 (1)3.1 轧制实验原理 (1)3.1.1 轧制原理 (1)3.1.2 轧制力测定原理 (1)3.2 拉伸实验原理 (2)4 实验参数设定 (3)4.1 轧制实验参数的确定 (3)4.1.1 试样参数的设定 (3)4.1.2 轧制参数的设定 (3)4.2 拉伸实验参数的确定 (3)5 实验内容 (4)5.1 轧制实验 (4)5.1.1实验仪器及材料 (4)5.1.2实验步骤 (4)5.2 拉伸实验 (4)5.2.1 实验仪器及材料 (4)5.2.2实验步骤 (4)6 实验结果与分析 (5)6.1 轧制实验结果 (5)6.2 分析与讨论 (8)6.2.1 轧制实验 (8)6.2 拉伸实验结果 (10)7 实验小结 (15)综合实验1 实验课题变形程度对金属板材冷轧变形力和机械性能的影响。
2 实验目标通过改变压下量h ∆,即改变变形程度h ε(H h H h H h //)(∆=-=ε)实验参数分别进行冷轧和拉伸试验,以此来研究铝板在进行同步冷轧时轧制力随变形程度的变化规律,以及在不同压下量时钢板的机械性能(主要为屈服强度s σ和抗拉强度b σ)的影响。
3 实验原理3.1 轧制实验原理 3.1.1 轧制原理同步轧制是指上下两轧辊直径相等,转速相同,且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外,不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。
在轧制过程中,同步轧制变形区金属在前滑区,后滑区上下表面摩擦力都是指向中性面,中性面附近单位下力增强,使平均单位轧制增大。
同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。
3.1.2 轧制力测定原理目前测量轧制力的方法有两种:应力测量法和传感器法。
而传感器测量法又有电容式、压礠式和电阻式三大类,本实验只用电阻式。
电阻应变式传感器是利用金属丝在外力的作用下发生机械变形时,其电阻值将发生变化这一金属的电阻应变效应,将被测量转换为电量的一种传感器。
长安大学材料学院材料成型及控制工程综合实验报告班级:学号:姓名:指导老师2011年9月第一部分实验目的目的是培养学生,理论联系实际的学风,独立动脑分析问题,独立动手解决问题,独立设计实验方案,独立完成实验全过程,独立总结实验过程的实际工作能力和初步的创新能力。
第二部分实验内容实验分两周进行,分前后两篇,前篇为基础实验部分,后篇为综合实验部分。
基础实验部分分四章:第一章金属力学性能实验指导教师:解培民第二章金相综合分析实验指导教师:张俊第三章金属热处理实验指导教师:张翔第四章铸造技术试验指导教师:晁建兵该部分要求掌握实验室现有设备的原理和使用方法。
综合实验部分:按照所分配的材料进行分析处理,综合实验所选材料为35CrMo。
指导教师:张翔该部分要求根据提供的金属材料试样,并运用所学专业知识,制定合理工艺,利用实验室设备实施工艺,检测最终结果,分析实验数据,完成实验报告。
所有实验过程要求独立完成,必须独立设计实验过程,独立并亲自动手操作,独立完成实验全过程,独立总结综合设计实验的全过程,独立书写综合设计实验报告。
第三部分基础实验第一章铸造综合设计实验一、实验室设备原理及使用维护和注意事项:1、中频感应炉的原理和注意事项使用可控硅元件连接成三相全控桥电路,将三相工频交流电压整流为单相直流电压。
(电压从0~540V可调节)为逆变电路提供了电源。
炉体的感应线圈(铜丝绕制)与补偿电容组成振荡电路,从而将三相工频电压转换成单相中频电压(1000Hz)。
此电压通入感应线圈就可熔炼金属,也可中频淬火。
中频感应电炉在使用过程中一定要保证冷却水管畅通无阻。
在调节功率是不要超过额定值(电压<750V, 电流<300A)。
2、真空热压炉的原理和注意事项利用可控硅调压器以及大功率变压器提供给石墨发热器可调节电压(0~30V),石墨发热体安置在用耐热钢板制的炉体内,此路通过高压机械真空泵及扩散泵的工作将炉体内的空气抽出形成真空。
目录引言 (1)一、实习目的 (1)二、讲座部分: (2)2.1 热模拟技术在材料加工领域的应用 (2)2.2注塑模模流分析及其科学注塑可视化 (4)2.3HyperWorks有限元仿真平台及其工程应用 (5)三、参观展会部分 (8)3.1第十六届中国国际模具技术和设备展展览会(DMC2016) (8)3.2 第四届上海国际3D打印智造展览会 (12)四、参观公司部分 (13)4.1 东陶上海有限公司 (13)4.2 飞雕电器有限公司 (15)4.3 东华大学民用航空复合材料协同创新中心 (17)4.4 上海通用汽车北厂 (18)4.5 上海延锋伟世通汽车模具有限公司 (20)五、心得体会 (21)六、参考文献 (22)材料成型及控制工程(CAD/CAM)专业实习报告053113105王一霖引言2016年暑期期间,我校为我们材料工程学院大三学生安排了实习,于6月27日开始了为期三周的暑假实习。
我在这次实习中学到了很多在书本上学不到的知识,实习的内容主要分为两个大部分:讲座和参观。
每周的安排都是讲座与企业参观穿插着进行。
通过这三周的实习,我们收获颇多,在学校我们学习了书本知识,对理论都有了一定的认识和掌握,但对如何将理论与实践相连,如何将所学的理论运用在实践中并没有感性认识,于是学校安排我们进行生产实习,让我们直观观察生产,流水线,直观感受理论在生产中的运用,对我们以后的工作学习具有重要意义:一、实习目的在本学期学完冷挤压技术与压铸模后深入工厂实地参观与调查,在这个基础上把所学的专业理论知识与实践紧密结合起来,提高实际工作能力与分析能力,达到学以致用的目的。
并且通过此次参观实习了解制造生产企业的概貌,了解塑件生产企业的产品主要生产工艺流程,不仅增加对塑件产品生产过程的具体认识及塑件生产设备和模具的感性认识而且侧面了解目前国内机械生产工业的基本情况和发展趋势。
在这次实习中我们虚心向工人和技术人员学习,培养热爱专业、热爱学习的品德并且重点学习塑件和模具生产设备的工作原理、机构特征及相关产品工艺流程。
长安大学材料学院材料成型及控制工程专业综合实验姓名:学号:指导老师:实验日期:2015年5月目录第一部分金属力学性能试验 (2)第二部分金相综合分析 (7)第三部分钢的热处理 (11)第四部分铸造综合设计试验 (13)第五部分参考文献 (14)第一部分金属力学性能实验实验一静拉伸试验一试验目的掌握拉伸试验机和引申义等设备仪器的使用方法。
掌握钢材的强度指标σb、σs、(σ0.2)、σk及塑性指标δ、ψ的测试方法。
对拉伸试样断口进行初步宏观分析,并说明其韧脆性。
二试验用设备与仪器静拉伸试验在万能材料试验机上进行,万能材料试验机有机械式和油压式,最新的电子拉伸试验机。
三试样试验用的试样为光滑圆柱形,直径为10毫米。
四测试过程在试样上打好标距100mm,并分成10格。
检查设置,调整使之处于工作状态。
装好试样,放好记录仪及记录纸。
试验在20±10℃的温度范围内进行,如试验温度超多了。
这个限制,试验报告中应给予说明。
试验拉伸速度,在达到σs或σ0.2之前,应力增加速度不大于9.8MP/S,对do=100mm的试验,即为764.4N/S,屈服后,活动夹头移动速度不大于0.5L/min,整个加载过程必须平衡而无冲击。
1 屈服点σs的测定对有明显屈服现象的材料其屈服点可借助于试验机测力表盘的指针或拉伸曲线来确定之,也就是拉伸曲线上的屈服平台的恒定载荷或第一次下降的最小载荷即为PS,用下式计算:2 屈服强度σ0.2的确定对拉伸曲线上无明显屈服现象的材料,则必须测其屈服强度。
屈服强度σ0.2为试样在拉伸过程中标距部分残余伸长达原标距长度的0.2%时之应力。
残余伸长量0.2%是根据需要人为规定的数值实验二、硬度试验(一)布氏硬度试验1、布氏硬度试验原理:d)-D-D(DπDhπ22F=布氏硬度用符号HB表示,布氏硬度的测定原理是在直径为D(毫米)的淬火钢球上施加规定的负荷P(公斤力),压入试样表面,保持一定的时间后卸除负荷。
一、实习背景随着我国经济的快速发展,制造业已成为国家经济的支柱产业。
材料成型及控制工程作为制造业的核心专业,对培养具备材料成型及控制专业知识和技能的应用型人才具有重要意义。
为了提高自己的专业素养,我于20xx年xx月xx日至xx月xx日在xx公司进行了为期两周的实习。
二、实习目的1. 了解材料成型及控制工程的基本原理、工艺和方法。
2. 掌握材料成型及控制设备的使用和操作。
3. 增强实际操作能力和团队协作能力。
4. 深入了解企业生产流程,为今后工作打下基础。
三、实习内容1. 实习单位介绍实习单位为xx公司,主要从事金属材料的成型、加工、热处理和表面处理等业务。
公司拥有先进的设备和技术,具备较强的研发和生产能力。
2. 实习过程(1)参观生产车间在实习期间,我参观了公司的各个生产车间,包括成型车间、加工车间、热处理车间和表面处理车间。
通过参观,我对材料成型及控制工程的生产流程有了初步的了解。
(2)学习设备操作在实习过程中,我学习了公司主要设备的操作方法,如数控机床、成型机、热处理炉等。
通过实际操作,我掌握了设备的基本使用方法,提高了自己的动手能力。
(3)参与生产任务在实习期间,我参与了公司的部分生产任务,如成型、加工、热处理等。
通过实际操作,我对材料成型及控制工程的生产过程有了更深入的了解。
(4)了解企业文化和工作氛围在实习过程中,我了解了公司的企业文化、工作氛围和员工福利待遇。
这对我今后的职业规划和发展起到了积极的指导作用。
四、实习收获1. 提高了专业素养通过实习,我对材料成型及控制工程的基本原理、工艺和方法有了更深入的了解,提高了自己的专业素养。
2. 增强了实际操作能力在实习过程中,我掌握了公司主要设备的操作方法,提高了自己的实际操作能力。
3. 培养了团队协作精神在实习过程中,我与同事们共同完成生产任务,学会了与团队成员沟通、协作,培养了团队协作精神。
4. 为今后工作打下基础通过实习,我对企业生产流程有了更深入的了解,为今后工作打下了基础。
目录1 实验课题 (1)2 实验目标 (1)3 实验原理 (1)轧制实验原理 (1)轧制原理 (1)轧制力测定原理 (1)拉伸实验原理 (2)4 实验参数设定 (3)轧制实验参数的确定 (3)试样参数的设定 (3)轧制参数的设定 (3)拉伸实验参数的确定 (3)5 实验内容 (4)轧制实验 (4)实验仪器及材料 (4)实验步骤 (4)拉伸实验 (4)实验仪器及材料 (4)实验步骤 (4)6 实验结果与分析 (5)轧制实验结果 (5)分析与讨论 (8)轧制实验 (8)拉伸实验结果 (10)7 实验小结 (15)综合实验1 实验课题变形程度对金属板材冷轧变形力和机械性能的影响。
2 实验目标通过改变压下量h ∆,即改变变形程度h ε(H h H h H h //)(∆=-=ε)实验参数分别进行冷轧和拉伸试验,以此来研究铝板在进行同步冷轧时轧制力随变形程度的变化规律,以及在不同压下量时钢板的机械性能(主要为屈服强度s σ和抗拉强度b σ)的影响。
3 实验原理 轧制实验原理 轧制原理同步轧制是指上下两轧辊直径相等,转速相同,且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外,不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。
在轧制过程中,同步轧制变形区金属在前滑区,后滑区上下表面摩擦力都是指向中性面,中性面附近单位下力增强,使平均单位轧制增大。
同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。
轧制力测定原理目前测量轧制力的方法有两种:应力测量法和传感器法。
而传感器测量法又有电容式、柱作为弹性元件。
圆柱体在轧制力作用下产生形变使得应变片的电阻发生变化,将这些应变片按一定的方式连接起来,在接入电桥,就可得到一个与轧制力成比例关系的输出电压,从而将力参数转变成电信号,其原理图如图2所示。
轧制实验中,将轧机的测力传感器与计算机通过电路以及相应的轧制综合参数测试仪连接起来,在计算机中,利用杂货之测试软件来采集相关数据。
在轧制实验中通过游标卡尺测量读取相关数据。
在拉深实验中,通过读取万能实验机上的的数据并作必要记录。
轧制综合参数测试仪数据采集方法如图3所示。
拉伸实验原理金属拉伸实验是测定金属材料力学性能的一个最基本的实验,是了解材料力学性能最全面,最方便的实验。
本实验主要是测定铝板在轴向静载拉伸过程中的力学性能。
在试验过程中,利用实验机的自动绘图装置可绘出铝板的拉伸图。
由于试件在开始受力时,其两端的夹紧部分在试验机的夹头内有一定的滑动,故绘出的拉伸图最初一段是曲线。
对于碳钢试样,在确定屈服载荷P S 时,必须注意观察试件屈服时测力度盘上主动针的转动情况,国际规定主动针停止转动时的恒定载荷或第一次回转的最小载荷值为屈服载荷P S,故材料的屈服极限为s A P /ss =σ。
试件拉伸达到最大载荷之前,在标距范围内的变形是均匀的。
从最大载荷开始,试件产生颈缩,截面迅速变细,载荷也随之减小。
因此,测力度盘上主动针开始回转,而从动针则停留在最大载荷的刻度上,指示出最大载荷Pb ,则材料的强度极限为:b b b A P /=σ。
试件断后,将试件的断口对齐,测量出断裂后的标距l 1和断口处的直径d 1 ,则材料的延伸率δ和截面收缩率Ψ分别为:式中,0l , 0A 分别为试验前的标距和横截面面积;1l , 1A 分别为试验后的标距和断口处图3 数据采集方法 %10001⨯-=l l l δ%100010⨯-=A A A ψ的横截面面积。
4 实验参数设定轧制实验参数的确定 试样参数的设定先利用剪切机剪切得到尺寸为B×H×L=3×60×1000的铝板,再进行横向剪切得到尺寸为B×H×L=3×60×170五块铝板。
轧制参数的设定 压下量的确定:由于轧制时是在干摩擦条件下进行,故可取辊面摩擦系数为,根据最大的咬入角为 f arctan max ==βα (1) 由式(1)可得,︒=5.8max α,再根据式(2))cos 1(max max α-=∆D h (2) 可得,mm 43.1max =∆h 。
故本实验可取最大压下量h ∆= 变形程度h ε的确定:由于实验所给的铝板厚度大致一样,若要改变变形程度ε,只需改变压下量h ∆。
经过上述计算可知取最大压下量,实验采用单道次压下,压下量最大h ∆取用,已知转过17个齿,即压下量为1mm ,则当7.0=∆h mm 需转过12个齿。
现在分配每块钢板试样的压下量,在调整好辊缝的基础上,分别转动齿轮5个齿,8个齿,10个齿,13个齿,15个齿,即h ∆分别为,,,,。
具体理论设计数据如表1所示。
试样编号 1 2 3 4 5 轧前厚度H /mm 3 3 3 3 3 压下量h ∆/mm转过齿数/个 5 8 10 13 15 变形程度ε/%1015202530注:该表格中数据仅为设计,以后面的试验中所得数据为准。
拉伸实验参数的确定拉伸实验中参数的设定主要是对试样进行尺寸规格设定,如图4所示。
图4 拉伸试样尺寸规格根据体积不变定律可估算冷轧后试样1的尺寸变为×60×(不考虑宽展的条件下),因为存在弹性回复及弹性压扁,实际厚度大于,实际长度小于。
由于试样1的变形程度最小,故其轧制后长度最小。
查相关资料可得,试样可按图1所示形状加工。
bh s l 3.113.110== (3)由经验公式(3)可得在有效宽度1b 取30mm 时,根据两种不同算法可得到有效长度1l =,取整为102mm 。
由于设计时要考虑到试样能被夹头夹紧而不至于脱离,两端夹住长度分别可取20mm 。
故有效长度可取1l =102mm 为,则宽度mm 0.30=b ,查有关资料可得,圆弧倒角半径可取15mm ,则经过计算试样总长度l 可取172mm 。
5 实验内容 轧制实验实验仪器及材料(1)实验仪器:φ130mm 实验轧机;压力传感器;综合分析测试仪;游标卡尺。
(2)实验材料:厚度为3mm 的钢板一块。
实验步骤(1)将铝板在剪切机上剪成L B ⨯为60×170mm 的试样五块。
(2)将五块3×60×170mm 规格的铝板试样进行编号,分别为1号,2号,3号,4号,5号;(3)将压力传感器安装在轧机上,并将设备间的连线连连接好;(4)检查好各通路,调节轧制综合参数测试仪至平衡状态,在开扎之前点击数据采集。
(5)进行辊缝调节,先将辊缝调整为零,缓慢转动转盘,减小辊缝直至计算机采集图样中曲线出现波动即可停止,说明辊缝已经调整为零。
(6)再将辊缝调整,即转过的齿数为37个即可。
(7)开启轧机,按表1调整压下量,先将转盘转过5个齿数,即将辊缝减小,点击“采集数据”后,再进行试样1轧制,轧完后测出其轧制后轧件厚度h ,并记录于表2中。
(8)在进行试样2、3、4、5的轧制时,在上一个试样的的基础上分别再转动3,2,3,2个齿数,相当于总的压下量调整为,,,(理论上),再进行轧制,分别测量每次轧制后轧件的厚度h ,并记录于表2中。
(9)轧制完成之后,点击“停止采集”,选择对应的数据点,点击“数据分布”生成word 报表,记录轧制力1P 、2P 、总P 与表2中。
拉伸实验实验仪器及材料(1)实验仪器:液压万能实验机、游标卡尺、划线机、錾子、锯子、锤子、砂纸、圆锉和平锉等。
(2)轧制实验后的5块试样。
实验步骤 (1)将轧制实验后的5块铝板试样和未加工试样6设计和加工成图4所示形状及尺寸,备用。
(2)熟悉万能试验机的操作规程,估计拉伸试验所需的最大载荷F b ,并根据F b 值选定试验机的测力度盘(F b 值在测力度盘40% -80%范围内较宜)。
调整测力指针对准零点,并使从动针与之靠拢,同时调整好自动绘图装置。
(3)将5块试样按原先的1~5编号进行拉伸实验,测量出拉伸试样的中间长度l和宽1度b分别填入表3中。
(4)将1号铝板试样两端夹紧在夹头上,记录拉伸开始时,记录下刻度尺上的示数l2填入表3中。
(5)缓慢加载,每隔一段时间记录下,加载载荷读数以及刻度尺上的读数于表3,直至断裂,停止试验,取下断裂后的试样用游标卡尺测出试样端口厚度,记录数据于表3。
(6)将万能试验机表盘上示数置零。
重复步骤(4)~(5)分别对试样编号2、3、4、5进行拉伸,分别记录数据于表4、表5、表6、表7、表8中。
6 实验结果与分析轧制实验结果表2变形程度对轧制力的影响ε2.表4 试样编号2数据读数次数载荷P/KN刻度尺读数2l/mm拉伸前试样宽度b/mm拉伸前厚度h/mm截面面积S/mm试样拉伸断裂厚度h1/mm2断裂后试样宽度b1/mm延伸率ε/%拉伸应力σ/Mpa1000234567891011.12分析与讨论轧制实验由图5、6可得,轧辊两端的轧制力都是随变形程度的增大而增大的。
在图中每个波峰处取一点,导出所对应的轧制力,两端轧制力之和即为总的轧制力。
图5 各变形程度下轧制力P1图6 各变形程度下轧制力P2对变形程度和总的轧制力进行线性回归分析:如图7所示图7 变形程度-总轧制力图由图7可得,变形程度和总的轧制力关系大致呈非线性关系,变形程度越大,总轧制力越大。
原因:根据本实验方案的要求,每个试样轧制的压下量不断增加,随着压下量的增大,轧件的接触弧长度增大,轧件的接触面积因此增大;而且,随轧制过程的进行,压下量的增大,试样产生加工硬化,变形抗力随之增加,并且变形程度越大试样加工硬化程度也越大相应的变形抗力越大。
所以轧件的平均单位压力因此增大,从而总轧制力随之增大。
采用曲线拟合的方法对其进行回归分析。
选择分析线性模型,二次项模型,三次项模型,各模型的相关参数见表8。
表9模拟结果数据由表9可得,三次项的判定系数2R 为,其值相对较靠近1,本设计选用三次项模型曲线作为变形程度和总的轧制力之间的关系曲线。
由图7可得,随变形程度的增加,总轧制力呈非线性增加。
上述实验结果具体理论分析:轧制力为轧件给轧辊的总压力的垂直分量。
轧制力可用微分面积上之单位压力 p 与该微分体积接触表面之水平投影面积乘积的总和。
如取平均值形式,可采用式(5)F p P ⋅= (5)式中:F —轧件与轧辊的接触面积; p —平均单位压力。
所以,为了确定轧件给轧辊的总压力,必须正确地确定平均单位压力和接触面积。
关于接触面积的数值,在大多数情况下是比较容易确定的,因为它与轧辊和轧件的几何尺寸有关,通常可用式(6)确定l b F = (6)式中:l —接触弧长度,h R l ∆=,h ∆为压下量;b —变形区轧件的平均宽度,一般等于轧件入辊和出辊处宽度的平均值。