材料成型工艺作业Word格式.docx

1、各有何特点？封闭式浇注系统，开放式浇注系统封闭式浇注系统的特点：优点；较好的阻渣能力，防止金属卷入气体，消耗金属少清理方便。主要缺点：进入型腔的金属液高速，产生喷溅和冲砂使金属氧化，使型内金属发生扰动涡流和不平静开放式浇注系统：优点：进入型腔流速小充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻，主要缺点：阻渣效果稍差内浇道较大，金属消耗略多。按内浇道在铸件上的位置分类，可分为四类：顶柱式浇注系统，底柱式浇注系统，中间式浇注系统，台阶式浇注系统顶柱式浇注系统特点优点：容易充满，可减少薄壁件浇不到，冷隔方面的缺陷，充型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口补缩冒口尺寸小节约金属；内浇道附近受热较轻

2、；结构简单，易于清理缺点：易造成冲砂缺陷；金属液下落过程中接触空气，出现激溅，氧化，卷入空气等现象，使充型不平稳，易产生砂孔，铁豆，气孔和氧化夹杂物缺陷；大部分浇铸时间，内浇道工作在非淹没状态，相对地说，横浇道阻渣条件较差底柱式浇注系统的特点：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳；可避免金属液发生激溅氧化及由此而形成的铸件缺陷；无论浇口比是多大，横浇道基本工作在充满状态下，有利于阻渣；型腔内的气体容易顺序排出。缺点是：充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔缩松和结晶粗大等缺陷；金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成浇不到冷隔等缺陷；金

3、属消耗较大。中间式浇注系统特点：兼有顶柱式和底柱式湿型浇铸系统的优缺点。阶梯式浇注系统特点：金属液首先由最底层内浇道充型，随着型内液面上升，自下而上地顺序地流经各层内浇道。因而充型平稳，型腔内气体排出顺利。充型后上部金属液温度高于下部，有利顺序凝固和冒口的补缩，铸件组织致密。易避免缩孔，缩松，冷隔，及浇不到等铸件缺陷缺点：造型复杂，有时要求几个水平分型面，要求正确的计算和结构设计，否则容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象，或底层进入金属液过多，形成下部湿度高的不理想的温度分布。2.什么是缩孔和缩松？形成条件有何异同？1、缩孔外部和铸件内部两种，分别称为外缩孔和内缩孔。外缩孔是指因

4、金属液的凝固收缩而在铸件的外部或顶部形成的缩孔，一般在铸件上部呈漏斗状。当铸件壁厚很厚时，有时出现在侧面或凹角处。根据铸件的形状有所不同，漏斗状的下端有的较浅，有的一直深到铸件的内部。一般来说，产生外缩孔的铸件其内部是致密的。内缩孔是铸件凝固收缩时，在铸件内部产生的缩孔。内缩孔呈不规则的粗糙孔壁，并且有凝固时产生的树枝状晶，一般为暗黑色或褐色。内缩孔不限于铸件内部，有时在壁厚急变的拐弯处产生内缩孔，与表面相近，这时，内缩孔与外缩孔就难以区别了。2、缩松缩松是铸件断面上出现的分散而细小的缩孔，有时借助放大镜才能发现。铸件有缩松缺陷的部位，在气密性试验时，可能产生渗漏。缩松的孔洞多而小，似海绵状，

5、常出现在铸件最后凝固的部位，如在缩孔的下方或铸件截面的中央（轴线缩松）。当铸件呈同时凝固时，特别是糊状凝固的金属（如球墨铸铁等），容易生成分散的孔洞，即缩松。3.冒口和冷铁的作用是什么？设置冒口和冷铁是常用的铸造工艺措施，以实现铸件的“顺序凝固”或“同时凝固”，用于防止缩孔、缩松、裂纹和变形等铸件缺陷。冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。 1 通用冒口补缩原理基本条件通用冒口适用于所有合金铸件，它遵守顺序凝固的基本条件。（1） 冒口凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。（2） 有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇

6、注后型腔扩大的体积。（3） 在凝固期间,冒口和被补缩部位之间存在补缩通道,扩张角向着冒口。为实现顺序凝固，要注意冒口位置的选择，冒口有效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。作业三1.简单介绍常用的特种铸造常用的特种铸造方法有熔模精密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半连续铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。2.铸造工艺设计有哪些内容？铸造工艺设计涉及零件本身工艺设计，浇注系统的设计，补缩系统的设计，出气孔的设计，激冷系统的设计，特种铸造工艺设计等内容。零件本身工艺设计涉及到零件的加工

7、余量，浇注位置、分型面的选择，铸造工艺参数的选择，尺寸公差，收缩率，起模斜度，补正量，分型负数等的设计 。浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道，浇注系统设计得合理与否，对铸件的质量影响非常大，容易引起各种类型的铸造缺陷，比如：浇不足、冷隔、冲砂、夹渣、夹杂、夹砂等等铸造缺陷。浇注系统的设计包括浇注系统类型的选择、内浇口位置的选择及浇注系统各组元截面尺寸的确定。此外，浇注系统的选择也非常重要，那么怎样才能选择正确的浇注系统呢？对于机械化流水线、大批量生产，为了方便生产并有利于保证铸件的质量，内浇道一般设置在铸型的分型面处，根据该铸件毛坯的浇注位置及分型面的选择，将内浇道开设在铸型的分型面处是属

8、于“中间注入式”浇注系统。液态金属在浇注过程中难免会包含有一定的“熔渣”，为了提高浇注系统的挡渣能力，适合于采用“封闭式”浇注系统。在铸造工艺中，铸造工艺的设计对铸造产品的质量影响很大，但是浇注系统的选择方法的选择也不容忽视。补缩系统的设计是合理的设计冒口和补贴，以补偿铸件在凝固过程中产生的液态和凝固态的体收缩，以获得健全的铸件的一项工程技术 。出气孔用于排出型腔内的气体，改善金属液填充能力，排除先填充到型腔的过冷金属液和浮渣，还可作为观察型腔是否浇满的的标志 。3为什么要设分型面？基本原则是什么？制造铸型时，为方便取出模样，将铸型做成几部分，其结合面称为分型面。选择时尽量做到既保证铸件质量，

9、又简化操作工艺。通常考虑以下几个方面：1、尽可能将铸件的全部或大部分置于同一砂型内，以避免错箱和产生较大的缝隙与毛刺。2、分型面的数目应少且为平面。3、尽量减少型芯和活块的数目。4、分型面的选择应有利于下芯、合箱，使型芯安放稳固，便于检查型腔尺寸。5、分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处6、使塑件留在动模一边，利于脱模7、将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度8、轴芯机构要考虑轴芯距离9、分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。10、一般在分型面凹模一侧开设一条深0.0250.1mm宽1.56mm的排气槽。亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气作业四1.冷、热锻件图的

10、作用及两者的关系？冷、热锻件图是锻模设计中的二个重要步骤。首先要求根据加工零件图制定冷锻件图，以计算锻件的主要技术参数，即决定坯料重量和尺寸，确定变形工序和锻造比，同时决定设备的选择和设备吨位。然后以以上基础上再做热锻件图，以确定终锻型槽，决定飞边槽形式和尺寸，并据此计算毛坯图，选择制坯工序，决定坯料尺寸和计算下料长度，设计预锻型槽和和制坯型槽，再进行模具结构设计，这对合理考虑错移的平衡，保证锻件尺寸精度和延长锻模、设备寿命都是致关重要的。2开式模锻的飞边槽的作用？主要作用：阻止金属外流，迫使金属充满模膛使飞边厚度减薄，以便于切除仓部 ，容纳多余的金属，以免金属流到分模面上，影响上、下模打靠。

11、3 分流降压腔的作用及设计原则？作用：减少模膛工作压力，有利于提高模具寿命，对工艺的稳定性起补偿作用，降低对下料精度的苛刻要求。设计原则：分流腔的位置应该选择在模膛最后充满的部位，多余金属分流时在模膛内所产生的压力比刚充满时所产生的压力没有增加或增加很小。作业五1.板料冲压性能指标有哪些？试述冲压过程中搭边的作用？1）压碎值指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。2）磨光值 （ PSV ）反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料的抗磨光性能越好。采用加

12、速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得的磨光后集料的磨擦系数。3）冲击值 （ LSV ）反映石料抵抗冲击荷载的能力。该值越小，表明集料的抗冲击性能越好。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用集料非常重要。4）磨耗值 （ AAV ）确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。根据以上性能，可以评价以此粗集料铺成的路面的各项性能。搭边的作用：1）补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。2）还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，

13、沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。2.普通冲裁分哪几个阶段？冲裁断面分哪几个部分？影响断面质量的主要因素是什么？弹性变形,塑性变形,断裂分离三个阶段。普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。影响断面质量因素有（1）、材料力学性能（2）、模具间隙（3）、模具刃口状态（4）、模具结构以及刃口的摩擦条件等。3.减少弯曲回弹的措施有哪些？（1）在设计模具时预先留出回弹量，使制件回弹后等于所需的角度。（2）在弯曲终了时再进行矫正。（3）缩小凸模与凹模的间隙。（4）采用拉弯工艺。（5）采用加热弯曲。（6）改进制件的结构设计。作业六1.焊接电

14、弧的主要物理过程是什么？有哪几个区？（一）电弧及其电场强度分布（二）电弧中带电粒子的产生（三）带电粒子的消失分为弧柱区，阴极区，阳极区。2电阻焊的本质是什么？最大特点是什么？电阻焊可分为：点焊、缝焊、对焊，缝焊与点焊并无本质上的不同，也可以理解为缝焊是点焊形式的一种演变，其过程仍是对焊接区进行适当的热一机械力联合的作用，有时缝焊也用来焊接普通非密性的钣金件，被焊金属材料的厚度在0.1-2.5mm，主要应用于生产密封性容器和管道等，但由于缝焊接头是由局部相互重叠的连续焊点所构成，以及形成这些焊点时间，焊接电流及电极压力的传递均在滚轮电极旋转至焊件移动中进行（除了步进缝焊）显然使缝焊过程比点焊过程

15、复杂和其自身特点，同时，缝焊的规范参数要比点焊时多。3钎焊接头形成的基本条件是什么？钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.010.1毫米之间。作业七1. 简述埋弧焊焊缝形状参数的影响因素？1、焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响，无论是 Y 形坡口还是 I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。2、电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同， 电弧空间电场强度不同，则电弧长度

16、不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。3、焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比。焊接速度对焊缝断面形状的影响。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须

17、加大电弧功率，才能保证焊缝质量。4、焊丝直径焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。在其他条件不变的情2试述金属焊接性，其影响因素有哪些？在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。?材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。碳当量法、焊接冷裂纹敏感指数?3常用焊接方法有哪些？焊接方法的选择原则？焊条电弧焊，埋弧焊，气体保护焊，电阻焊，钎焊。原则：焊接方法通常按如下原则选择，所选用的焊接方法必须能保证焊接质量，达到产品设计的技术要求；同时能提高焊接生产效率、降低制造成本和改善劳动条件。选择的一般方法是：针对产品的材料性能和结构特征，根据各种焊接方法的

18、特点，结合产品的生产类型和生产条件等因素，做综合分析后选定。在这里，母材的性能和结构特征往往是决定性的。一、 对母材性能的考虑1、母材的物理性能 须注意母材的导热、导电、熔点等性能。对于热导率高的金属材料，应选用热输入大，焊透能力强焊接方法；对于热敏感的材料，易用热输入小的焊接方法等。2、母材的力学性能 主要指母材的强度、塑性、韧性和硬度等。既要看母材的力学性能是否易于实现金属之间的连接，又要看焊后接头的力学性能会不会发生改变，发生改变后会不会影响安全使用等。3、母材的冶金性能 决定母材冶金性能的主要因素是它的化学成分。高碳钢或碳当量高的合金结构钢宜采用冷却速度缓慢的焊接方法，以减少热影响区开

19、裂倾向；对于冶金相容性较差的异种金属应选择固相焊法，如扩散焊、钎焊等。二、对产品结构特征的考虑1、结构的几何形状和尺寸 主要考虑产品是否具有焊接时所需的操作空间和位置。大型的金属结构如船体等，不存在操作空间困难，但其体积过于庞大，需选用能全位置焊的方法；微型的电子器件，一般尺寸小，焊后不再加工，要求精密，宜选用热量小而集中的焊接方法，如电子束焊、激光焊等2、焊件厚度 每一种焊接方法都有一定的适用厚度和范围，超出此范围难以保证焊接质量。对于熔焊而言，是以焊透而不烧穿为前提。可焊最小的厚度是指在稳定状态下单面单道焊恰好焊透而不烧穿。3、接头形式 焊接接头形式通常由产品结构形状、使用要求和材料厚度等

20、因素决定。对接、搭接、T型接和角接是最基本的形式。这些接头形式对大部分熔焊方法均能适应，有些搭接接头常常是为了适应某些压焊或钎焊方法而设计。对于杆、棒、管子的对接，一般宜选用闪光对焊或摩擦焊等。4、焊接位置 在不能变位的情况下焊接焊件上所有焊缝，就会因焊缝处在不同空间位置而采用平焊、立焊、横焊和仰焊等四种不同位置的焊接。一种焊接方法能进行这四种位置的焊接称可全位置焊的方法。作业八1.什么是塑料？其有何优点？ 写出五种热塑性塑料的名称及代号？塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物（macromolecules），可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、

21、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等。树脂约占塑料总重量的40%100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀；耐冲击性好；具有较好的透明性和耐磨耗性；绝缘性好，导热性低；一般成型性、着色性好，加工成本低；常用热塑性塑料：聚乙烯?（PE），聚丙烯?（PP），聚氯乙烯?（PVC），聚苯乙烯?（PS），ABS塑料。2.塑料收缩性如何表示？影响因素有哪

22、些？塑料通常是在一定的温度下加压成型的，当冷却到室温时其尺寸收缩主要遵照热胀冷缩原理，这种性能称为塑料的收缩性。 影响塑料收缩性的主要因素有以下几点： 1）化学结构的变化。例如，热固性塑料在成型过程中树脂分子由线形结构变为体形结构，而体形结构的体积质量比线形结构的体积质量大，所以收缩。 2）热收缩。塑件在成型后的冷却过程中，温度降低，尺寸收缩。 3）塑件在成型时，由于受到成型压力和剪切力的作用，塑料的各向异性、添加剂的不均匀性以及模具温度的影响，成型后的塑件存在残余应力，这种残余应力的变化引起塑件再收缩，3. 简述热塑性塑料的注塑成型工艺过程？填充阶段填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模

23、具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高；但是在实际生产中，成型时间（或注塑速度）要受到很多条件的制约。高速填充。高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。低速填充。热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁

24、带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，而且其微观结构松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳。因为高温情形下，高分子链活动性相对较好，可以互相穿透缠绕，此外高

25、温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。保压阶段保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压

26、缩特性。在压力较高区域，塑料较为密实，密度较高；在压力较低区域，塑料较为疏松，密度较低，因此造成密度分布随位置及时间发生变化。保压过程中塑料流速极低，流动不再起主导作用；压力为影响保压过程的主要因素。保压过程中塑料已经充满模腔，此时逐渐固化的熔体作为传递压力的介质。模腔中的压力借助塑料传递至模壁表面，有撑开模具的趋势，因此需要适当的锁模力进行锁模。涨模力在正常情形下会微微将模具撑开，对于模具的排气具有帮助作用；但若涨模力过大，易造成成型品毛边、溢料，甚至撑开模具。因此在选择注塑机时，应选择具有足够大锁模力的注塑机，以防止涨模现象并能有效进行保压。在新的注塑环境条件下，我们需考虑一些新的注塑工艺

27、，比如说气辅成型，水辅成型，发泡注塑等冷却阶段在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要。这是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性，脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%80%，因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间，提高注塑生产率，降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长，增加成本；冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。根据实验，由熔体进入模具的热量大体分两部分散发，一部分有5%经辐射、对流传递到大气中，其余95%从熔体传导到模具。塑料制品在模具中由于冷却水管的作用，热量由模腔中的塑料通过热传导经模架传至冷却水管，再通过热对流被冷却液带走

28、。少数未被冷却水带走的热量则继续在模具中传导，至接触外界后散溢于空气中。注塑成型的成型周期由合模时间、充填时间、保压时间、冷却时间及脱模时间组成。其中以冷却时间所占比重最大，大约为70%80%。因此冷却时间将直接影响塑料制品成型周期长短及产量大小。脱模阶段塑料制品温度应冷却至低于塑料制品的热变形温度，以防止塑料制品因残余应力导致的松弛现象或脱模外力所造成的翘曲及变形。影响制品冷却速率的因素有：塑料制品设计方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷却时间越长。一般而言，冷却时间约与塑料制品厚度的平方成正比，或是与最大流道直径的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷却时间增加4倍。模具材料及其冷却方式。模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很大。模具材料热传导系数越高，单位时间内将热量从塑料传递而出的效果越佳，冷却时间也越短。冷却水管配置方式。冷却水管越靠近模腔，管径越大，数目越多，冷却效果越佳，冷却时间越短。冷却液流量。冷却水流量越大（一般以达