材料成形装备及自动化 材料成形装备及自动化 吕c2e3
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材料成型装备及自动化复习一、引言材料成型装备及自动化是现代制造业中的重要组成部分,它涵盖了各种材料的加工和成型过程,以及自动化技术在其中的应用。
本文将对材料成型装备及自动化进行复习,包括其定义、分类、应用领域、发展趋势等方面进行详细介绍。
二、材料成型装备及自动化的定义材料成型装备及自动化是指通过机械设备和自动化技术将原材料进行成型加工的过程。
它包括了各种成型方法和装备,如锻造、压力加工、注塑成型、挤压成型等,并结合了自动化技术,实现了生产过程的自动化控制。
三、材料成型装备及自动化的分类1. 锻造装备及自动化:锻造是一种通过施加压力将金属材料塑性变形的成型方法。
锻造装备包括了锻造机床、锻压机、模具等,而锻造自动化则是通过控制系统实现锻造过程的自动化操作和监测。
2. 压力加工装备及自动化:压力加工是一种通过施加压力将金属材料塑性变形的成型方法,包括了冲压、拉伸、弯曲等。
压力加工装备包括了冲床、剪板机、弯曲机等,而压力加工自动化则是通过自动化技术实现压力加工过程的自动化控制和监测。
3. 注塑成型装备及自动化:注塑成型是一种通过将熔融的塑料注入模具中进行成型的方法。
注塑成型装备包括了注塑机、模具等,而注塑成型自动化则是通过自动化技术实现注塑成型过程的自动化控制和监测。
4. 挤压成型装备及自动化:挤压成型是一种通过将金属或塑料材料挤出模具进行成型的方法。
挤压成型装备包括了挤压机、模具等,而挤压成型自动化则是通过自动化技术实现挤压成型过程的自动化控制和监测。
四、材料成型装备及自动化的应用领域材料成型装备及自动化广泛应用于各个行业,包括汽车制造、航空航天、电子电器、建筑等。
在汽车制造领域,材料成型装备及自动化可以用于汽车车身的制造,如冲压车身件、焊接车身件等;在航空航天领域,材料成型装备及自动化可以用于飞机零部件的制造,如发动机叶片、机身结构等;在电子电器领域,材料成型装备及自动化可以用于半导体芯片的制造,如注塑封装、挤压封装等;在建筑领域,材料成型装备及自动化可以用于建筑材料的生产,如砖块、管材等。
《材料成型装备及自动化》课程教学大纲一、课程名称(中英文)中文名称:材料成形装备及自动化英文名称:Material Forming Equipment and Automation二、课程编码及性质课程编码:0809571课程性质:专业核心课,必修课三、学时与学分总学时:48学分:3.0四、先修课程机械原理、机械设计、工程控制基础、液压传动、材料加工工程五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设,也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的(对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用)本课程是本专业的核心课程之一,其教学目的主要包括:1.系统全面掌握材料成形装备及自动化方向的专业知识,具备应用这些知识分析、解决材料成型及控制工程专业中的成形装备及其自动化控制复杂问题的能力;2.掌握各种类材料成形设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等,具备操作、调控设备及仪器参数,进行测控和维护的能力;3.理解不同材料的成型特点与共性问题,掌握金属材料成形(含铸、锻、焊、高分子塑料成形、快速成形等典型工艺装备及其自动化控制系统,具备针对不同需求设计研发各类材料成型新设备的能力;4.了解材料成形装备及自动化技术的发展前沿,掌握其发展特点与动向,具备研发高端材料成型装备及控制系统的基础与能力。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点:教学重点:1)材料的种类繁多,成形方法及装备各异,本课程以介绍材料的成形装备为主体、以讲述成形装备的自动化为重点;2)在全面了解与掌握材料成形装备种类及结构特点的基础上,重点学习金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装备及其自动化技术;3)课程将重点或详细介绍各种材料成形装备及方法中的主要设备和自动化程度较高的新型设备,而对次要设备或较旧式设备只作简要介绍或自学。
4)重点学习的章节内容包括:第2章“金属液态成形装备及自动化”(8学时)、第3章“金属塑性成形装备及自动化”(8学时)、第4章“金属连接成形装备及自动化”(8学时)、第6章“快速成形装备及控制”(6学时)。
专升本《材料成型装备及自动化》一、(共44题,共150分)1. 材料通常是指可以用来制造有用的构件、器件或其他物品的( )。
(2分)A.物质B.材料C.构件D.器件.标准答案:A2. 金属塑性成形的设备有( )。
(2分)A.压力机B.弧焊机C.挤压铸造机D.车床.标准答案:A3. 气流紧实型砂的特点是,铸型沿高度方向的紧实度( )。
(2分)A.上高下低B.上低下高C.相同D.无规律.标准答案:B4. 按所用铸型不同,铸造成形又可分为:( )铸造、金属型铸造等。
(2分)A.砂型B.木型C.模锻D.拉拔.标准答案:A5. 压力铸造通常采用( )型模具。
(2分)A.砂型B.金属型C.陶瓷型D.壳型.标准答案:B6. 基本的焊接方法包括:熔焊、压焊和钎焊,常见的( )属于熔焊。
(2分)A.摩擦焊B.扩散焊C.炉钎焊D.电弧焊.标准答案:D7. 为了实现板料的自动冲压生产,必需要采用( )装置。
(2分)A.曲柄压力机B.磨擦压力机C.自动送料D.人工给料.标准答案:C8. 高分子材料主要包括塑料、( )和合成纤维。
(2分)A.木料B.石料C.橡胶D.水泥.标准答案:C9. 粉末冶金工艺的基本工序,主要包括:( )、加工成形、性能测试等。
(2分)A.称量B.混合C.压制D.粉末准备.标准答案:D10. 对于振动较大的锻压设备,为了减少工作时对地基的影响,常需要采用( )。
(2分)A.消声器 B.隔振装置 C.隔离方式 D.封闭方式.标准答案:B11. 材料成形装备的作用。
(5分)标准答案:1)大大提高了生产率、降低了工人的劳动强度;2)提高了产品质量与精度,降低了原材料消耗;3)缩短了产品设计至实际投产时间;4)减少制品的库存;5)改善操作环境,实现安全和清洁生产。
12. 简述自动浇注机的基本功能及常用形式。
(5分)标准答案:自动浇注机的基本功能包括浇注时的定位与同步、浇注流量控制、浇注速度控制、金属液补充及保温、安全保护等。
金属塑性成形发展趋势数控成形、精密少切削、柔性加工与计算机,数控,微电子结合。
1液压机原理以液体为介质来传递能量实现压力加工的设备特点获得大的工作力,长时间保压,长行程,滑块能在全行程的任意位置发挥出全部力,能够停留或返回;力、速度和行程可在一定范围内任意调节。
慢速,效率低基本参数公称力液压机的主参数,反映设备主要工作能力。
为液压机名义上能发出的最大工作压力,数值上等于液体最大压力×工作柱塞总工作面积开口高度H活动横梁停在上限位置时从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。
开口高度是重要参数,影响液压机总高,立柱长度,安装厂房高度,模具高度最大行程S活动横梁能够移动的最大距离。
根据工件成形所需最大行程确定允许最大偏心距工件变形阻力接近公称力时所能允许的最大偏心值2板材冲压液压机用来进行板料的冲裁、弯曲及拉深成形等工序原理1机架的上横梁由四根立柱支承,通过立柱内的拉杆预紧固定,形成一个封闭的预应力框架,承受冲压变形压力。
拉深工作缸和压边工作缸均安装上横梁内,拉深柱塞与拉深滑块联接固定,压边柱塞与压边滑块联接固定2每根机架有两根可调导轨,分别作为拉深滑块和压边滑块的导向。
滑块需要导向机构保持直线度和垂直度3下横梁上面装有移动工作台,并可前后移动,以便更换模具,在下横梁下部中间装有顶出缸,通过顶杆顶出制件或成形内凹形制件。
在拉深滑块和压边滑块的下平面均开有T形槽以分别固定上模的凸模部分和压边部分,在工作台的上平面也开有T形槽,用于固定下模部分。
3锻造液压机自由锻造液压机,在液压机压力的作用下,通过上下砧块和一些简单的通用工具,使钢锭或坯料产生塑性变形,以获得所需形状和尺寸的锻件基本本体结构单臂式、四柱式、上传动、双柱下拉式3精冲压力机机械式,液压式原理1冲裁过程,受3个力。
齿圈压边力P齿,同时,反向顶杆产生的背压力P反与齿圈压板力作用方向相反,将材料夹紧。
主冲裁力P冲由传动系统产生。
变形区处于三向压应力状态2卸裁过程,受2个力。
1.材料分类:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等种类。
2.金属材料包括钢铁、铜合金、铝合金、镁合金等。
高分子材料包括塑料、树脂、橡胶等。
无机非金属材料几乎包括除金属材料、高分子材料以外的所有材料,主要有陶瓷、玻璃、胶凝材料(水泥、石灰和石膏等)、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等。
3.复合材料是指由两个或两个以上独立的物理相,包括粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
4.常见的金属材料热加工成形方法:1)铸造成型:(1)重力作用下的铸造成形:砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造;(2)外力作用下的铸造成形:离心铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造。
2)塑性成形:轧制塑性成形、挤压塑性成形、拉拔塑性成形、自由锻成形、模锻成形、板料冲压成形。
3)焊接成形:电弧焊、电渣焊、电子束焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊。
5.装备在材料成形加工中的作用:1)大大提高了生产率,降低了工人的劳动强度;2)提高了产品质量与精度,降低了原材料消耗;3)缩短了产品设计至实际投产时间;4)减少制品的库存;5)改善操作环境,实现安全和清洁生产。
铸造1.铸造可分为“砂型铸造”和“特种铸造”。
2.铸铁合金广泛采用冲天炉熔化,铸钢常用电弧炉或感应电炉熔炼,铝合金常用电阻炉或油、气炉熔化等。
3.砂处理设备的分类:1)新砂的处理、贮存、输运系统2)旧砂的回用和再生系统3)辅料的贮存和输运系统4)型砂的混制和输运系统5)型砂质量控制系统4.旧砂处理装备:夹杂物分离设备、旧沙冷却装备等。
对于化学粘结剂砂还包括旧砂再生设备。
5.混砂装备:按混砂装置可分为碾轮式、转子式、摆轮式、叶片式、逆流式等。
原理:1)碾轮式混砂机:适用于小零件。
传动系统带动混砂机主轴以一定转速转动时,安装在主轴十字头两侧的碾轮随之旋转,由于与砂层接触,碾轮又绕自身水平轴自转,在转动过程中将砂层压实。
安装在十字轴另两侧的刮板则将压实的砂层翻起、松散。
材料成型装备及自动化第二章1.冲天炉的结构、部分作用、工作原理。
(P14 图2-1)结构:炉底、炉体、炉顶,三部分组成。
作用:炉底:支撑作用炉体:冲天炉主要工作区域炉顶:排出炉气工作原理:空气经鼓风机升压后,送入风箱,然后,由各风口进入炉内,与底焦层中的焦炭,发生燃烧反应,生成大量的热量和CO、CO2等气体。
高温炉气向上流动,使底焦面上的第一批金属炉料熔化。
熔化后的液滴在下落过程中,被进一步加热,温度上升。
高温液体汇集后,由出铁口放出,而炉渣则由出渣口排出。
2.感应电炉的工作原理。
当线圈中通一定频率的交流电时,在坩埚中产生磁场,使得处于该磁场内的金属材料中,形成感应电流。
由于,金属材料有电阻,因此金属材料便发热而熔化。
3.气压式自动浇注机的工作原理。
在密封浇包的金属液面上,施加压力,金属液在压力的作用下沿浇注槽上升,金属液到达浇注口后,便自然下落,浇入到铸型。
浇注完毕,金属液面上的气体泄压,金属液回落。
为保证浇注平稳,浇筑前,金属液面上应施加一个预压力,使金属液到达浇注槽的预定位置,而且每浇注一次,浇包内的金属液面下降,该预压力应随着液面的下降而自动补偿。
4.旧砂再生方法:干法再生、湿法再生、热法再生5.震击/震压造型机的震击紧实原理。
工作台砂箱连同型砂被举升到一定高度,然后下降与机体发生碰撞。
撞击时,型砂的下落速度变成很大的冲击力,作用在下面的型砂上,使型砂层层得到紧实。
震击若干次后,可得到所需的型砂紧实度。
6.紧实率:粘土砂的紧实率是指湿态的型砂混合料在一定紧实力的作用下其体积变化的百分率,用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。
7.压实造型:用直接加压的方法,紧实型砂。
8.射砂紧实:利用压缩空气,将型(芯)砂以很高的速度射入,型腔或芯盒内,而得到紧实。
9.垂直分型无箱射压造型机的工作原理。
造型室由造型框及正反压板组成。
正反压板上有模样,封住造型室后,由上面射砂填砂;再由正反压板两面加压,紧实成两面有型腔的型块;然后,反压板退出造型室,并向上翻起,让出型块通道;接着,由正压板,将造好的型块从造型室退出,且一直前推,使其与前一块型块推合,并且还讲整个型块列,向前推过一个型块的厚度;此后,正压板退回,反压板放下,并封闭造型室,机器进入下一造型循环。