塑性成形工艺及设备复习题
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《金属塑性成形原理》复习题1.什么是金属的塑性?什么是塑性成形?塑性成形有何特点?塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力;塑性变形---当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;塑性成形----金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法,也称塑性加工或压力加工;塑性成形的特点:①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1)块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
可分为一次成型和二次加工。
一次加工:①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形,以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。
分纵轧、横轧、斜轧;用于生产型材、板材和管材。
②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力,将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。
分正挤压、反挤压和复合挤压;适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力,将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。
生产棒材、管材和线材。
二次加工:①自由锻----是在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。
精度低,生产率不高,用于单件小批量或大锻件。
②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形,从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。
分开式模锻和闭式模锻。
2)板料成型一般称为冲压。
分为分离工序和成形工序。
分离工序:用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,如冲裁、剪切等工序;成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。
一.填空题伸长类变形:当作用于毛坯变形区的拉应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形是伸长变形,这种冲压变形为伸长类变形。
(胀形、圆孔翻边、扩口、拉形等)压缩类变形:当作用于毛坯变形区内的压应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形是压缩变形,这种冲压变形为压缩类变形。
(筒形件拉深、缩口等。
)拉深系数及拉深比:拉深系数(反映切向变形程度的大小)是拉深后零件的直径与拉深前毛坯的直径之比。
它反映了毛坯外边缘在拉伸后切向压缩变形的大小。
拉深系数的倒数称为拉深比,也可作为拉深变形程度的参数。
冲裁变形过程:弹性变形阶段;塑性变形阶段;断裂分离阶段。
锻造温度范围:从始锻温度到终锻温度之间的温度区间。
加热规范:指金属毛坯从装炉开始到出炉结束的整个过程中,炉温和料温随时间变化的规定。
厚向异性指数:是评定板料压缩类成形性能的一个重要参数,r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变εb与厚度应变εt之比,即r=εb/εt平面方向性系数的定义、意义:板料由于冶炼、轧制的原因,在板平面不同方向上的板料性能有差别,板料的这种特性被称为板平面方向性。
在圆筒形零件拉深中,由于板料的板平面方向性导致拉深件口部形成凸起的耳朵现象,因而,板平面方向性也称为凸耳参数。
△r越小,板料的各向性能越均匀;△r越大,则板料的各向异性越严重。
所以,在冲压生产中应尽量用低△r值的板料,以保证冲压成形的顺利实施,提高冲压产品质量。
计算毛坯的定义及做法:计算毛坯是指根据平面应变假设进行计算并修正所得的具有圆形截面的中间坯料。
做法:一般根据冷锻件图作计算毛坯图,首先从锻件图上选取若干具有代表性的截面,计算出轴向各横截面积,然后在坐标纸上绘制计算毛坯截面图。
详细见P33排样、搭边的定义:冲裁件在条料,带料或板料上的布置方法叫排样;排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。
搭边的作用:补偿了定位误差和剪板误差,确保冲出合格件;增加条料刚度,方便调料送进,提高劳动效率;避免冲裁时调料边缘的毛刺被拉入模具,从而提高模具的寿命。
1、普通冲裁是以剪切撕裂形式实现分离的,精密冲裁是以挤压变形实现分离的。
2、按工艺用途,曲柄压力机可分为通用压力机和专用压力机两大类。
3、在曲柄压力机的传动轴端装有飞轮,起到储能作用。
4、压力机常用的离合器可分为刚性离合器和摩擦离合器两大类。
13、(双动拉深压力机)是在大中型压力机上采用的一种压料装置,它在拉深加工时压住坯料的边缘防止起皱。
2、喉深:指滑块中心线至机身的前后方向的距离。
三、简答题1、离合器和制动器的作用是什么?答:控制压力机的运动和停止。
离合器是用来控制传动系统和工作机构的接合或脱开的一种机构,每当滑块需要运动时,则离合器接合,飞轮便通过离合器将运动传递给其后的从动部分(传动系统和工作机构),使滑块运动;当滑块需要停止在某一位置(行程上止点或行程中的任意位置)时,则离合器脱开,飞轮空运转。
由于惯性作用,与飞轮脱离联系的从动部分,在滑块惯性和重力作用下还会继续运动,引起滑块不能精确停止在需要的位置。
为了使滑块立即停在所需位置上,故须设置制动器来对从动部分进行制动。
2、液压机主要结构组成有哪些部分?各部分的作用是什么?答:主要有液压泵、溢流阀、电磁换向阀、单向阀、调压阀组成。
液压泵满足液压系统工作部件在动作过程中对速度和力两方面的要求。
溢流阀用以调节系统的工作压力,并作为大泵的安全阀和御荷阀。
电磁换向阀用以调节溢流阀。
单向阀作用当大泵御荷时,防止小、中泵压力油反向流动。
当小泵御荷时,防止大、中泵压力油反向流动。
调压阀用以调节预塑时螺杆后退的背压。
四、简述JF23-63压力机的工作原理并在图中标出主要领部件。
(本题15分)工作原理:电动机1的能量和运动通过带传动传递给是间传动轴4,再由齿轮5和6传动给曲轴9,经连杆11带动滑块12作上下直线移动。
因此,曲轴的旋转运动通过连杆变为滑块的往复直线运动。
将模13固定于滑块上,下模14固定于工作台垫板15上,压力机便能对置于上、下模间的材料加压,依靠模具将其制成工件,实现压力加工。
材料成形加工工艺与设备复习题一.选择题1.为了防止铸件过程中浇不足以及冷隔等缺陷产生,可以采用的工程措施有()。
A.减弱铸型的冷却能力;B.增加铸型的直浇口高度;C.提高合金的浇注温度;D.A、B和C;E.A和C。
2.顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。
为保证铸件质量,通常顺序凝固适合于(),而同时凝固适合于()。
A.吸气倾向大的铸造合金;B.产生变形和裂纹倾向大的铸造合金;C.流动性差的铸造合金;D.产生缩孔倾向大的铸造合金。
3.铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。
消除铸件中残余应力的方法是();消除铸件中机械应力的方法是()。
A.采用同时凝XX则;B.提高型、芯砂的退让性;C.及时落砂;D.时效处理。
4.合金的铸造性能主要是指合金的()和()。
A.充型能力;B.流动性;C.收缩;D.缩孔倾向;E.应力大小;F.裂纹倾向。
图2-26.如图2-2所示应力框铸件。
浇注并冷却到室温后,各杆的应力状态为()。
若用钢锯沿A-A线将φ30杆锯断,此时断口间隙将()。
断口间隙变化的原因是各杆的应力(),导致φ30杆(),φ10杆()。
A.增大;B.减小;C.消失;D.伸长;E.缩短;F.不变;G.φ30杆受压,φ10杆受拉;H.φ30杆受拉,φ10杆受压。
7.常温下落砂之前,在右图所示的套筒铸件中()。
常温下落砂以后,在该铸件中()。
A.不存在铸造应力;B.只存在拉应力;C.存在残余热应力;D.只存在压应力;E.存在机械应力;F.C和E。
8.铸铁生产中,为了获得珠光体灰口铸铁,可以采用的方法有()。
A.孕育处理;B.适当降低碳、硅含量;C.适当提高冷却速度;D.A、B和C;E.A和C。
9.HTl00、KTH300-06、QT400-18的力学性能各不相同,主要原因是它们的()不同。
A.基体组织;B.碳的存在形式;C.石墨形态;D.铸造性能。
10.灰口铸铁(HT)、球墨铸铁(QT)、铸钢(ZG)三者铸造性能的优劣顺序();塑性的高低顺序为()。
材料科学:金属材料塑性成形考试题及答案模拟考试 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、填空题 冲压零件主要是通过使( )和( )两种冲压方式获得。
本题答案: 2、判断题 在再结晶温度以下进行的加工即为冷加工。
本题答案: 3、填空题 纯切应力状态下,两个主应力数值上( ),符号( )。
本题答案: 4、单项选择题 熔融指数仪可测定在( )下塑性的流动程度。
A.任何挤压力 B.给定正压力 C.给定切应力 D.不确定 本题答案: 5、单项选择题 哪种成型方法的生产时周期性的( )。
A.挤出成型 B.压缩成形 C.注射成型 D.压注成形 本题答案:姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------6、单项选择题一般可将冷却回路的入口设在()。
A.冒口B.型芯C.浇口D.任意处本题答案:7、单项选择题影响板料最小弯曲半径的因素不包括()。
A.板料的方向性B.板料的力学性能指标C.板料的粗糙度D.屈服点低本题答案:8、判断题工艺结构零件直接参与完成工艺过程。
本题答案:9、单项选择题压力机均需由螺旋机构将旋转运动变为直线运动,将部分的()变为成行能。
A.内能B.势能C.动能D.机械能本题答案:10、单项选择题在规定型心的最大尺寸为名义尺寸时,偏差为()。
A.负值B.正值C.0D.不确定本题答案:11、单项选择题机身属于()。
A.传动系统B.能源系统C.支承部件D.操纵与控制系统本题答案:12、判断题双动拉深液压机主要用于金属薄板的拉深成形,具有压边力小,拉深深度小的特点。
成形工艺部分
填空
1.排样几种
2.圆筒拉深五部分
3.挤压五种
4.热锻原料下料方法,六种
5.精密挤压截面几部分组成3个
6.自由锻的工序
7.加热的缺陷
8.冲孔,落料,弯曲基准的选择
9.常见的模具结构
10.冲裁断面
简答
1.最小相对弯曲半径因素,
2.影响弯曲回弹因素
3.热模锻工艺图的制作,步骤
4.热膜锻压机设备选择标准
5.热膜锻压机终锻模腔设计
6.五种飞边,应用特点,形状,飞边能否取消,它的作用
7.冷锻工艺摩擦特点:(高压强,生成新表面,局部高温)
8.冲裁间隙大小的影响作用
9.锻件复杂系数及作用
10.拉深系数的影响因素
分析
正装复合模:零件名称,几部分(如卸料部分,工作部分,导向部分)的应用
一个冲孔落料复合模,标出零件及作用
注塑部分
简答:
1.常用材料的英文中文名称,注塑机几部分,
2.小浇口的优点,浇口的选择原则,浇注系统几部分
3.冷却系统的原则,画出典型零件的冷却系统
4.侧抽芯的组成,注意事项,原则
5.注塑成型的过程及作用
分析:
一典型注塑机构,注塑机构几部分组成,写出零件名称和作用
板料以冲裁,拉深,弯曲为主要工艺。
体积成形以镦粗,拔长,弯曲为基本工艺,另外需要掌握锤上模锻,热模锻压机上模锻,以及冷成形基本工艺和概念。
《塑料成型工艺与模具设计》课程考试试题(A卷)一、单项选择题 20%1、注射机的规格性能通常用一些参数表示,下列反映注射机加工能力的参数是( )①注射压力②合模部分尺寸③注射量2、在一个模塑周期中,要求注射机动模板移动速度是变化的,合模时,速度()①由慢变快②由快变慢③先慢变快在慢3、热塑性塑料流动性用熔体流动速率来衡量,其测定用熔体指数仪,单位为( )①g/min ②mm/min ③g/10min4、柱塞式注射机的注射装置中,设置分流梭的主要目的是()①增加传热面积②增加剪切应力③改变料流方向5、螺杆式注射机中的螺杆头有些带有止逆结构,其目的是( )①注射时打开,熔体可通过;预塑时关闭,防止熔体倒流.②注射时关闭,防止熔体倒流;预塑时打开,熔体可通过。
③不同结构,功能不同6、材料为PA塑料注射件,其注射机喷嘴最好选用()① 延伸式②小孔型③锁闭型7、液压-闸板式注射机,移模液压缸缸体上设三道闸槽,若模具高度调节范围为h,则稳压缸行程最大应为()①h/2 ②h/4 ③h/38、当注射机料筒中残余塑料与将要使用塑料不同或颜色不一致,则要清洗料筒,螺杆式注射机可用换料清洗,下列哪种情况需用PS等过渡换料( )①残料为PE,新料为PC②残料为PC,新料为PE③残料为PVC,新料为PC9、液压—机械式注射机为适应不同闭合高度模具的要求,必须设调模机构,下列哪种形式是通过改变肘杆长度来实现( )①拉杆螺母②螺纹肘杆③动模板间采用大螺母连接10、注射机对模具的安全保护采用()①安全门②电器液压保护③低压试合模二、填空题(每空1分,共30%);1、相片焦卷的成型采用_____方法成型;装可乐的塑料瓶子采用_____方法成型.2、塑料由_____和_____组成,但各组分的作用各不相同,若一塑料材料成型性能差,则可加入_____改善。
3、搪塑成型所用的塑料材料是_____(粉料、溶液、分散体)。
4、塑料的分类方法很多,按合成树脂_____和_____分为热固性塑料和热塑性塑料。
第三章塑性成形一、思考题1. 常用的金属压力加工方法有哪些?各有何特点?2. 何为塑性变形?塑性变形的机理是什么?3. 碳钢在锻造范围内变形时,是否有加工硬化现象?4. 将直径150mm的圆钢,锻造成直径75mm的主轴。
试计算锻造比Y。
5. 铅的熔点327°C,鸨的熔点3380°Co铅在室温进行变形,鸨在900°C进行变形。
试判断它们属于何种塑性变形。
6. 用T12钢,锻造钳工用的刮刀,试用铁碳合金状态图,确定始锻温度及终锻温度,并简要说明理由。
7. 纤维组织是怎样形成的?它的存在有何利弊?8. 如何提高金属的塑性?最常有的措施是什么?9. “趁热打铁”的含意何在?10. 锻压工艺的成型特点是什么?锻件与铸件相比最显著的优点是什么?为什么?11. 为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻造的方式制造?12. 重要的轴类锻件为什么在锻造过程中安排徹粗工序?13. 原始坯料长150mm若拔长450mm时,锻造比是?14. 试述自由锻、胎模锻和模锻的特点及适用范围。
15. 下列制品该选用那种锻造方法制作?活搬手(大批量)家用炉钩(单件)自行车大梁(大批量)铳床主轴(成批)大六角螺钉(成批)起重机吊钩(小批)万吨轮主传动轴(单件)16. 板料冲压生产有何特点?应用范围如何?17. 比较落料和拉深工序的凹凸模结构及间隙有什么不同?为什么?18. 冲模结构分为哪几类?各有何特点?19. 压力加工先进工艺有那些特点?20. 精密模锻需要那些措施才能保证产品的精度?21. 何谓超塑性?超塑性成形有何特点?22. 右图零件,用自由锻制坯,试修改零件结构设计不合理之处。
二、自测题判断题(正确的打",错误的打X)1. 金属塑性变形时只产生形状的变化,而不发生体积的变化。
()2. 可锻性是金属固有的一种属性,它不随压力加工方式的变化而变化。
()3. 冷拔可以提高产品的强度和表面质量。
()4. 金属经热锻并冷却后,锻件内部的晶粒沿变形方向拉长,并产生碎晶。
《材料成形技术基础》总复习思考题一、基本概念加工硬化、轧制成形、热塑性成形、冷塑性成形、变形速度、塑性变形能力(可锻性)、自由锻造、模型锻造、敷料(余块)、锻造比、镦粗、拔长、冲孔、落料、拉深、拉深系数、反挤压成形、正挤压。
二、是非判断1、塑性是金属固有的一种属性,它不随变形方式或变形条件的变化而变化。
()2、对于塑性较低的合金材料进行塑性加工时拟采用挤压变形方式效果最好。
()3、自由锻是生产单件小批量锻件最经济的方法,也是生产重型、大型锻件的惟一方法。
()4、锻件图上的敷料或余块和加工余量都是在零件图上增加的部分,但两者作用不同。
()5、模膛深度越深,其拔模斜度就越大。
()6、对正方体毛坯进行完全镦粗变形时,可得到近似于圆形截面的毛坯。
()7、对长方体毛坯进行整体镦粗时,金属沿长度方向流动的速度大于横向流动的速度。
()8、塑性变形过程中一定伴随着弹性变形。
()9、金属在塑性变形时,压应力数目越多,则表现出的塑性就越好。
()10、金属变形程度越大,纤维组织越明显,导致其各向异性也就越明显。
()11、金属变形后的纤维组织稳定性极强,其分布状况一般不能通过热处理消除,只能通过在不同方向上的塑性成形后才能改变。
()12、材料的变形程度在塑性加工中常用锻造比来表示。
()13、材料的锻造温度范围是指始锻温度与终锻温度之间的温度。
()14、加热是提高金属塑性的常用措施。
()15、将碳钢加热到250℃后进行的塑性变形称为热塑性变性。
()16、自由锻造成形时,金属在两砧块间受力变形,在其它方向自由流动。
()17、镦粗、拔长、冲孔工序属于自由锻的基本工序。
()18、模锻件的通孔可以直接锻造出来。
()19、可锻铸铁可以进行锻造加工。
()20、始锻温度过高会导致锻件出现过热和过烧缺陷。
()21、热模锻成形时,终锻模膛的形状与尺寸与冷锻件相同。
()22、金属的锻造性与材料的性能有关,而与变形的方式无关。
()23、模锻件的精度取决于终锻模膛的精度。
塑性成型设备一、填空题(本题总计15分)1.根据驱动原理和工艺特点的不同,锻压设备主要分为分为、、、和五类。
(2分)2.根据压力机的型号,分别写出压力机的名称和公称压力:(8分)J31-160:;JB32-65:;J87-400 ;JB46-315 ;3.根据曲柄压力机床身结构来进行分类,可分为和两类。
(2分)4. 和曲柄压力机的工作特点相比,锻锤是利用来完成锻件的变形的。
(1分)5. 和单击锤相比,蒸汽-空气对击锤的主要优点是:。
(2分)二、简答题(本题总计65分)1. 简述锻压设备在国民经济发展中的地位和作用。
(5分)2. 图1为压力机滑块许用负荷曲线。
请指出在制定塑性成型工艺,选用塑性成型设备时如何使用该曲线。
(5分)图1 压力机滑块许用负荷曲线3. 曲柄压力机压塌式过载保护装置结构简单,制造方便,但也存在设计缺陷。
请指出该类过载保护装置的设计缺陷及其影响。
(5分)4. 如图2所示为JB23-63压力机刚性打料装置,试用模具简图(5分)说明该装置的打料原理(5分)。
5. 如图3所示为拉深垫的应用简图,请指明在板料拉深时,使用拉深垫的优越性(5分),及图中拉深垫所起的工艺作用(5分)。
图3 拉深垫的应用简图1-滑块2-上模块3-凹模4-压边圈5-下模板6-垫板7-顶杆8-托板9-拉深垫10-凸模11-卸料板图2 JB23-63压力机刚性打料装置1-挡头螺钉2-挡头座3-机身4-打料横杆5-挡销6-滑块6. 简述平锻工艺和平锻机的特点。
(10分)7. 图4为双动拉深压力机内、外滑块机构驱动的内、外滑块工作循环图,图5为双动拉深压力机内滑块多连杆机构驱动时的工作循环图。
请根据图4、图5说明说明双动拉深压力机的特点(8分) 及工作循环过程(7分),内滑块采用多连杆驱动时的优点(5分)。
图4内、外滑块机构驱动的内、外滑块工作循环图图5 内滑块多连杆机构驱动时的工作循环图a)内滑块行程曲线b)外滑块行程曲线c)内滑块速度曲线三、问答题:(20分)为什么说旋转成形机械的锻压成形力都较小?(4分)试用一种旋转成形示例简图说明旋转成型机械的特点(8分),及该种成形机械的主要应用范围(8分)。
山东交通学院2015~2016学年第2学期《塑性成型工艺(锻造工艺)》期末试卷B卷一、选择题(每空1分,共10分)1.下列措施能提髙剪切下料的质量的是:(A)A.较快的剪切速度 B.圆钝的刃口C.较小的刀片间隙 D.冷剪切2.热下列说法错误的是:(B)A.还原性炉气(CO、H2)可以使加热金属少无氧化B.通过合理的热处理可以对过烧的金属进行修复C.加热时的温度应力会使坯料心部易产生裂纹D.无氧化加热指烧损量在0.1%以下3.锻粗过程中受摩擦力影响最大的变形区域是:(A)A.难变形区B.小变形区C.大变形区D.无变形区4.当坯料高径比在1.0-1.5范围内饿粗时,会产生下列哪种现象:(B)5.选择自由锻设备时不需要考虑的是(A)A.锻件结构形状 B.锻件材料 C.变形温度 D.变形面积6.模锻件拔模斜度选用时,内表面斜度应(A)外表面斜度。
A.大于 B.等于 C.小于 D.不确定7.下列不属于闭式模锻的特点的是(D)A.材料利用率高 B.提高低塑性金属的可锻性C.出模困难 D.应用范围广8.劈料台的预锻模膛结构主要用于(D)A.圆饼类锻件 B.直长轴类锻件C.弯曲轴类锻件 D.叉形类锻件9.下图中哪个是燕尾与燕尾槽的正确连接方式:(C)A.溅油润滑 B.搅油润滑C.脂润滑 D.油泵供油循环润滑10.下列表面清理方法中属于化学清理的是:(B)A.有磨料滚筒清理 B.酸洗 C.振动清理 D.抛丸清理二、填空题:(每题1分,共20分)1.大型钢锭在冶炼、浇注和结晶过程会形成各种缺陷,列举三种常见的缺陷:偏析、夹杂、气体、气泡、缩孔、疏松、裂纹和溅疤(任意三种)。
2.下料是自由锻和模锻的第一道工序,列举三种主要的下料方式:锯床下料、剪床下料、气割下料、砂轮片下料、水切法等(任意三种)。
3.开式模锻的毛边槽包括两部分,形成阻力圈的是桥部,容纳多于金属的是仓部。
4.模锻终锻型槽设计时应参照热锻件图,锻件的最终检验应参照冷锻件图。
塑性成形原理试题及答案一、选择题1. 塑性成形是指材料在外力作用下发生永久变形而不破坏的过程,以下哪种材料不适合进行塑性成形?A. 低碳钢B. 铝合金C. 陶瓷D. 钛合金答案:C2. 在塑性成形过程中,材料的塑性变形主要发生在哪个区域?A. 弹性变形区B. 塑性变形区C. 断裂区D. 疲劳区答案:B3. 以下哪种塑性成形方法不需要模具?A. 锻造B. 挤压C. 拉拔D. 冲压答案:A二、填空题4. 塑性成形的基本原理是材料在_________作用下发生塑性变形。
答案:外力5. 塑性成形过程中,材料的塑性变形能力通常用_________来衡量。
答案:塑性指数6. 塑性成形过程中,材料的变形程度通常用_________来表示。
答案:应变三、简答题7. 简述塑性成形的三个基本条件。
答案:塑性成形的三个基本条件包括:(1)材料必须具有足够的塑性;(2)外力必须足够大,以克服材料的内部阻力;(3)材料必须在适当的温度和速度下进行变形。
8. 描述塑性成形过程中的应力-应变曲线,并解释其各阶段的含义。
答案:塑性成形过程中的应力-应变曲线通常包括三个阶段:弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段。
在弹性阶段,材料仅发生弹性变形,应力和应变成正比;屈服阶段是材料开始发生塑性变形的起点,此时应力达到屈服强度;在塑性流动阶段,材料继续发生塑性变形,但应力保持相对稳定。
四、计算题9. 假设一块材料经过塑性成形后,其长度从L1变为L2,求其应变ε。
答案:应变ε可以通过公式ε = (L2 - L1) / L1计算得出。
10. 如果已知材料的屈服强度σy和塑性变形前的应力σ1,求材料在塑性变形前的应变ε1。
答案:材料在塑性变形前的应变ε1可以通过公式ε1 = σ1 / E 计算得出,其中E是材料的弹性模量。
五、论述题11. 论述塑性成形在工业生产中的应用及其重要性。
答案:塑性成形在工业生产中应用广泛,如汽车制造、航空航天、建筑行业等。
第一部分、填空题1 冷冲压是利用安装在(压力机)上的(冲模)对材料(施加压力),使(其生产分离或塑性变形),从获得冲件的一种压力加工方法。
2 按照塑性成形毛坯的特点,通常可以讲塑性成形分成(体积成形)和(板料成形)两大类。
3 塑性成形工艺有哪几个方面的特点?答:有以下几个方面的特点,1、材料利用率高 2、力学性能好 3、尺寸精度高 4.生产效率高。
第一部分、填空题1 冲件的产品尺寸稳定,互换性好,是因为尺寸公差由(冷冲模)保证。
2 冲压工序组合形式可以分为(分离工序)、(塑性变形工序)两大类,.前一类工序是(使冲压件与板料按一定的轮廓线分离而获得一定断面质量的冲压加工方法),而后一类工序是(冲压毛坯在不破裂的条件下产生塑性变形而获得所要求的形状和尺寸的零件的冲压加工方法)。
3 精冲零件尺寸的公差等级与料厚有关,厚度愈大则公差等级愈(低),精冲内孔公差等级(高)于落料公差等级。
5 因为冲压只要是用(板料)加工零件,所以又叫做板料冲压。
6 冲压不但可以加工(金属)材料,而且还可以加工(非金属)材料。
7 冲模的封闭高度是指(模具工作行程终了时,上模座的上平面至下模座的下平面之间)的距离。
参考答案:模具工作行程终了时,上模座的上平面至下模座的下平面之间第二部分、选择题9 在下列工序中,()属于成型工序,()属于分离工序。
A、落料B、弯曲C、拉伸D、冲孔E、扭弯F、变薄拉深G、切断H、剖切I、精冲J、整形K、弯曲A. (B C E F J K )(A D G H I)B. (B D G F J K )(AC E H I)C. (B C E H I)(A D F J K G )D. (B DH E FJ )(A CFG IK)参考答案:A10 冲压所必被的冷冲模只有生产为()的情况下,经济效益高。
A. 单件B. 小批量C. 大批量参考答案:C11 冲压加工过程是()受力变形或分离,从而获得所需零件。
A. 压力机B. 冲模C. 板料参考答案:C第三部分、判断题12 落料和弯曲都属于分离工序,而拉深和翻边都属于变形工序。
一、填空1、典型的塑性成形工艺包括拉深,挤压,轧制,拉拔等。
2、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
3、主应变简图采用主应变的个数和方向描述一点的应变状态,满足体积不变条件的应变状态主应变简图有3种。
4、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则相差最大的应力状态是平面应变状态。
5、不考虑材料的弹性,也不考虑材料硬化的材料模型称为理想刚塑性材料;不考虑材料的弹性,考虑材料硬化的材料模型称为刚塑性硬化材料。
6、超塑性成形工艺方法有结构超塑性和动态超塑性。
(相变超塑性)7、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则一致的应力状态是单向应力状态。
8、按照加工特点来分,塑性成形可以分为块料成形和板料成形两大类,其中,常见的块料成形包括拉拔,锻造,挤压,轧制等工艺。
9、冷挤压钢制零件时,需要对制件表面进行磷化处理,磷化处理后必须进行润滑处理,常用的润滑方法是表面皂化。
10、主应力简图共有9种。
满足体积不变条件的主应变简图共有3种。
11、应力偏张量引起物体产生形状变化;应力球张量引起物体产生体积变化。
12、多晶体的塑性变化包括晶内变形和晶间变形,其中,晶间变形的主要方式是滑移。
13、对数应变的主要特点是准确性、叠加性、可比性。
14、塑性应力应变关系与加载历史有关,变形过程中材料体积不变。
15、单位面积的内力被称为应力。
16、多晶体塑性变形的特点包括:具有不均匀性、不同时性、和相互协调性。
17、塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦,流体摩擦,边界摩擦。
18、常用的求解塑性工程问题的方法有主应力法、滑移线法、上限元法。
19、塑性成形工艺按成形件的特点可以分为块料成形和板料成形。
20、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
21、屈雷斯加屈服准则的物理意义为,当材料的最大剪应力达到某一常数时材料就屈服了;米塞斯屈服准则的物理意义为,当材料的等效应力达到某一定值时,材料就屈服了。
22、关于摩擦产生机理有:表面凸凹学说,分子吸附学说,表面粘着学说。
塑料成型机械习题及答案总结塑料成型机械习题参考答案⼀、填空题(每空1分,共20分)1、由于叶⽚油马达需要正反旋转,叶⽚是径向安装的,叶⽚在扭⼒弹簧的作⽤下,始终压向定⼦,保证马达启动时⾼、低腔互不相通。
2、预处理设备包括筛析设备、预热与⼲燥设备以及研磨设备。
3、⾓式注射机的螺杆轴线和合模装置运动轴线相互成垂直排列,特别适合于成型中⼼部位不允许留有浇⼝痕迹_____________ 的制品。
4、⼲燥过程的本质:被除去的⽔分从固相转移到⽓相中。
5、调速阀是由差压式减压阀和节流阀串联组成的,其流量⽐节流阀稳定。
6、开炼机的传动装置主要由电动机、减速机、⼤⼩驱动齿轮和速⽐齿轮_____ 等组成。
7、密炼机卸料装置有滑动式和摆动式两种形式,快速密炼机采⽤摆动式更合适。
8、为保护开炼机主要零件在机器发⽣故障时不受损坏,⼀般在辊筒轴承前端装有安全垫⽚—,或液压油缸的液压安全装置;⽽开炼机的制动器装在电动机和减速机的联轴器上,制动器的操纵装置则装在机器操作位置的附近。
9、密炼机转⼦加热冷却装置有喷淋式和螺旋夹套式两种形式,其中,螺旋夹套式加热冷却效果更好。
10、SJ-65 X 25表⽰螺杆直径为65 mm , 长径⽐为25的塑料挤出成型机。
11、溢流阀和安全阀的结构和⼯作原理基本上是⼀样的。
⽤作溢流阀时,调压弹簧调定压⼒为所需的⼯作压⼒,正常⼯作时,阀是常开的;⽤作安全阀时,调压弹簧调定压⼒为允许超载极限压⼒,正常⼯作时,阀是关闭的。
12、压延机靠单纯增加辊长已不能满⾜压延制品幅宽要求,故压延后尚须配扩幅机或牵引拉伸装置。
13、对换向阀的主要性能要求是:油路导通时,压⼒损失要⼩:油路断开时,泄露量要⼩;阀芯换位时,操纵⼒要⼩以及换向平稳。
14、换向阀既⽤来使执⾏元件换向,也⽤来控制油路。
15、SY-4S-1800中的SY表⽰塑料压延机,4S表⽰四辊,排列形式为S型,1800表⽰辊筒有效长度为1800mm 。
16、压延机⽐开炼机有更⾼的精度要求,这是因为压延机⽤于半成品或成品的⽣产。
1、简述高聚物熔体流动的特点。
由于高聚物大分子的长链结构和缠绕,聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。
在宽广的剪切速率范围内,这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系,液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。
即非牛顿型流动。
2、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。
聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
端末效应包括入口效应和模口膨化效应即巴拉斯效应。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响?聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
提高温度,减少剪切应力,增加高温下的流动时间,均化塑料结构,降低其流动的非牛顿性。
4、聚合物很低的导热系数和热扩散系数对塑料成型加工有哪些不利影响聚合物很低的导热系数和热扩散系数在加工中主要是影响塑料制品中温度分布的不均匀性从而导致制品结构的非均匀性。
另一方面,降低制品的生产效率。
5、取向度和取向结构的分布与哪些因素有关?温度和剪切应力分布,聚合物受热时间,聚合物的结构因素。
6、取向度对注塑制品的力学性能有何影响?非品聚合物取向后,沿应力作用方向取向的分子链大大提高了取向方向的力学强度,但垂直于取向方向的力学强度则因承受应力的是分子间的次价键而显著降低。
团此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸强度,断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。
取向结晶聚合物的力学强度主要由连接晶片的伸直链段所贡献,其强度随伸直钱段增加而增大,晶片间伸直链段的存在还使结晶聚合物具有韧性和弹性。
通常,随取向度提高,材料的密度和强度都相应提高,而伸长率则逐渐降低。
7、试画出挤出成型时,制品取向度的分布图。
1、什么是增塑剂,使用增塑剂的作用是什么,增塑剂是如何起到增塑作用的?答:凡是能降低树脂分子间的作用力,而又能与树脂又很好相容性的一类有机化合物,且本身对热和化学试剂稳定,无色、无毒。
《塑料成型设备》一、填空题1、曲柄压力机型号J21 K -160中K代表。
2、液压机的立柱的预紧方式有、两种。
3、能够单独工作的液压缸是液压缸。
4、注射机安装模具采用的操作方式有。
5、注射成型的制品为了消除内应力所采用的后处理方式是:,其工艺措施是。
6、注射机合模装置有、两种。
7、曲柄压力机拉伸垫主要作用有、、。
8、按焊接方法焊接设备的分为、、、、五种。
9、曲柄压力机按连杆数量分:、、三种。
二、名词解释(本大题共3道小题,每小题3分,共9分)1、压力机封闭高度2、层流3、注射压力三、简答题(本大题共5道小题,每小题6分,共30分)1、弹簧自锁式喷嘴的作用是什么?2、液压肘杆式合模装置特点是什么?3、空气锤主要由哪几部分组成?4、液压螺旋压力机可分为哪几类?简述其工作原理及优缺点?5、对装模高度调节机构有何要求?四、推导题(本大题共1道小题,每小题15分,共15分)画出J11-25曲柄压力机正弦机构结构简图,并推导位移、速度、加速度方程?五、分析题(本大题共3道小题,每小题5分,共16分)下图是一般通用液压机的液压原理图,1)分析其各个动作的液压动作原理。
主缸:空程向下(充液行程)、工作行程、保压、回程2)写出液压机符号YA32-315各参数的含义六、计算题(本大题共1道小题,每小题10分,共10分)已知液压缸的活塞面积A1=A2=A3=50cm2,负载F1=3KN,F2=4KN,F3=5KN,泵的流量Q=25L/Min,求三个液压缸的活塞是如何运动的?液压泵的工作压力有何变化?液压缸中活塞的运动速度是多少?三个液压缸都处于停止位置时,溢流阀的调定压力是多少?答案一、填空题(20’)1、数控化2、超压预紧、加热预紧3、柱塞式4、点动5、退火、加热到使用温度10~20°C6、液压式、机械-液压式7、压边、反拉深、顶件8、弧焊设备、电阻焊设备、压焊设备、高能束焊设备、螺柱焊设备9、单点、双点、四点二、名词解释(3’×3=9’)1、压力机封闭高度:滑块在下死点时,滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。
1.什么是金属的塑性变形,其特点是什么?
在一定的条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。
金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形.
金属塑性加工与金属铸造、切削、焊接等加工方法相比,有以下特点:
1.金属塑性成形是金属整体性保持的前提下,依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的,不会产生切屑,因而材料的利用率高得多。
(2)塑性成形过程中,除尺寸和形状发生改变外,金属的组织、性能也能得到改善和提高,尤其对于铸造坯,经过塑性加工将使其结构致密、粗晶破碎细化和均匀,从而使性能提高。
此外,塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。
(3)塑性成形过程便于实现生产过程的连续化、自动化,适于大批量生产,如轧制、拉拔加工等,因而劳动生产率高。
(4)塑性成形产品的尺寸精度和表面质量高。
(5)设备较庞大,能耗较高。
1、弹性变形与塑性变形同在
2、加载卸载存在不同的应力应变关系
3、应力应变关系与加载历史有关
4、金属塑性变形伴随着机械性能的变化
2.终锻模膛中设计飞边槽的结构与作用是什么?分模位置如何确定?
【1】结构:飞边槽由桥部和仓部组成。
作用:造成足够大的横向阻力,促使模膛充满,容纳坯料上的多余金属,起补偿与调节作用。
【2】确定分模位置最基本的原则是使锻件形状与零件形状相同,锻件容易从模膛中取出,并应力争以墩粗的方式成形,其具体原则为:
1)保证锻件容易脱膜。
2)易于发现上下模腔的相对错移。
3)尽可能选用直线分模,使锻模加工简单。
但对头部尺寸较大,且上下不对称的锻件,则宜用折线分模,以利于充满成形。
4)对圆饼
类零件,当H《=D时,宜取径向分模,而不取轴向分模。
5)应保证锻件有合理的金属流线分布。
3.精密模锻的特点是什么?拉深和冲裁的作用是什么?
[1](1)与普通模锻相比,其主要优点是:机械加工余量小甚至为零,尺寸精度较高,即精密模锻件的尺寸公差比普通模锻件的尺寸公差小,一般仅为普通模锻件公差的一半,甚至更小;表面质量好,即精密模锻件的表面粗糙度较低,表面凹坑等缺陷和切边后留下的残余飞边宽度限制更严等。
2) 与切削加工相比,其主要优点是:因锻件毛坯的形状和尺寸与成品零件接近甚至完全一致,因而材料利用率高;因精密塑性成形,金属纤维的分布与零件形状一致,因而使零件的力学性能有效大的提高等。
[2]?????????
4.注射模浇注系统的设计原则是什么? 浇口的设计原则呢?
[1].(1)浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度分布的均衡布置。
2)尽量缩短流程,以降低压力损失,缩短冲模时间。
3)浇口位置的选择,应尽量避免产生湍流和涡流,即喷射和蛇形流动,并有利于排气和补缩。
4)避免高压融体对型芯和嵌件产生冲击,防止变形和位移。
5)浇注系统凝料脱出方便可靠,易于塑件分离或切除整修容易,且外观无损伤。
6)融缝和位置须合理安排,必要时配置冷料并获得溢料槽。
7)尽量减少浇注系统的用料量,浇注系统应达到所需精度和粗糙度,其中浇口须有IT8以上精度。
[2]浇口的设计原则:
1)浇口位置尽量选择在分型面上,以便于加工及其使用时清理浇口
2)浇口位距型腔各个部位的距离尽量一致,并使其流程最短
3)浇口位置应保证塑料流入型腔时,对着型腔中宽畅,厚壁部位
4)避免浇口位置设置时料流直冲型腔壁,型芯,或者嵌件,
5)浇口的设置,最好避免使产品产生熔接痕或者控制熔接痕在不重要的部位
6)浇口位置及其料流流入方向有利于型腔内气体的排出
7)浇口在制品上易于清除,同时不影响制品外观
5.温度调节系统的作用?导向机构设计原则?
在注塑成型过程中,模具的温度对塑件的质量、生产率等均有很大的影响,因此,必须控制好温度,使温度适当、稳定和均匀。
注塑模的温度调节系统主要有以下几种作用。
一、保证塑件质量
(1)塑料品种很多,每一种塑料由于品种和添加剂的不同,使得其成型的最佳温度不同,通过温调系统,可以得到最佳模温,使塑料有良好的成型性。
(2)凸凹模的模温如不同,会使塑件内应力加大,导致塑件翘曲变形,而温调系统可使凸凹模的温度相近和均匀,对减少变形大有好处。
(3)合适的模温,可使塑料的力学性能大为改善,使塑件具有良好的机械强度。
(4)恒定的模温,能有效地减少塑件成型时收缩的波动,保证塑件的尺寸精度。
(5)适当地提高模温能有效地改善塑件外观质量,使塑件表面光滑,具有光泽。
(6)对于结晶性塑料,应采用高模温,可有利于结晶过程的进行,所得塑件不易变形。
对于柔性塑料,若采用低模温会有利于塑件尺寸的稳定。
二、提高生产率
(1)提高冷却水的流速,改变冷却水的流动状态,以提高传热系数,缩短冷却时间。
(2)将冷却水的水温降低,提高其与模具之间的温差,可使模具降温更快。
(3)在模具上设计和加工出尽可能完善的冷却通道,使之与模具能尽可快地进行热交换。
【2】注射模的导向机构设计原则是什么?
注射模一般均设有导向装置。
导向装置的作用主要有三个,其一是导向作用,即当动模与定模合模时,导向装置先导向,型芯合型腔再合模,这样可避免型芯与型腔发生碰撞而损坏,其二是定位作用,由于导向装置导向精度较高,同时是先导向装置能承受一定的侧压力,由于注射模的型腔的形状不一定对称,所以型腔内呈熔融装热爱的塑料对型墙壁的作用力不一样,这时导向装置可承受一定的侧压力。
导向装置主要包括两个部件,即导柱与导套,其设计原则是:
1)在一幅模具中导柱一般为2–4个,为了防止动定模装反,在使用四个导柱时,可以设计成不对称式,或将导柱直径设计为不等的。
2)注射模导柱一般安装在动模上,导套安装在定模上,有时,也可以将导柱安装在定模上,导套安装在动模上或在动模上做导向孔,用导柱直接导向。
3)导柱和导套距模板边缘应有足够的距离,以保证模板强度。
4)固定导柱的孔径与固定导套的孔径最好相等。
这样容易保证两孔的同轴度和尺寸精度。
5)导柱的导引部分应做成追星或球形,其高度应比型芯高。
6)导柱、导套的材料最好是用20钢表面残炭淬火处理,这样表面硬度高、耐磨、二心部软具有韧性。
7)导柱的结构主要有台阶式、铆合式和斜导柱三种。
其中台阶式导柱一般用于精度要求较高的模具,与导套配合使用,其配合形式特殊。
二铆合式导柱只适用于小型简单的模具结构;斜导柱用于侧向分型抽芯机构,一般在台肩上带有斜角a,其斜度取决于斜导柱孔的倾斜角度。
8)导套的结构主要有直导套用于简单小型模具,而带凸肩导套用于精度较高的模具,并与导柱配合使用。
9)注射模的顶出机构为了确保推料及开模和合模的可能平稳性,对于精度要求较高的模具,一般都要设有导向机构,安装定模座上导套安装在顶杆固定板上,顶出机构的导柱导套配合形式。
6.液压机的分类及工作原理?
分类:(1)按液压机构造分类:压式液压机。
下压式液压机。
③特种液压机,包括铸压机、层压机和角式液压机。
(2)按机架结构分类。
①柱式液压机。
②框式液压机。
1)框式液压机采用整体钢板焊接框架式机架,整体刚性好,抗压强度高;
(2)压力可按压制工艺要求调整;(3)合模后起压快,达额定压力仅1秒多;(4)采框式液
压机用下置式油缸,更换及清洗油缸方便;(5)具有下顶料、上顶料及上下复合顶料等不同派生机型。
(3)按操作方式分类①手动液压机②自动液压机。
③半自动液压机。
按结构形式现主要分为:四柱式液压机、单柱式(C型)液压机、卧式液压机、立式框架液压机等。
工作原理:液压机的工作原理是油泵把液压油输送到集成插装阀块,通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔,在高压油的作用下,使油缸进行运动.液压机是利用液体来传递压力的设备。
液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。
7.冲压成形的基本理论有哪些?
1)应力与应变关系:①增量理论:其表示应变增量主轴与应力主轴重合的某一瞬间应变增量与主应力之间的关系。
它说明了每一瞬间的应力只与此刻的应变增量有关,而与应变历史无关。
增量理论比较接近实际塑性变形情况,但应用却比较复杂,通常适用于大塑性变形问题。
②全量理论:其表达了全量应变与应力之间的关系。
除了适用于简单加载,还可以用于解决小变形问题。
③全量理论的应力与应变关系分析:全量理论和增量理论是对塑性变形进行研究计算的基础,同时也可以对冲压成形过程中毛坯的变形和应力性质进行定性分析。
2)硬化与硬化曲线:在进行冲压变形分析,确定工艺参数时,必须考虑材料的加工硬化,掌握材料的硬化规律对冲压工艺的影响。
3)冲压成形的力学特点和分类
4)冲压成形中的变形趋向性及其控制:①冲压成形中的变形趋向性②控制变形趋向性的方法:1.合理确定毛坯和半成品的尺寸,2改造模具工作部分的几何形状和尺寸3.改变毛坯与模具接触面之间的摩擦阻力。
4改变毛坯局部力学性能。