材料成形技术基础新编课件第六章
合集下载
材料成形技术基础培训教学(ppt 39页)
工业、农业和服务业等是构成国民经济的 主导产业。材料成形加工在工业生产的各个部 门和行业都有应用，尤其对于制造业来说更是 具有举足轻重的作用。制造业是指所有生产和 装配制成品的企业群体的总称，包括机械制造、 运输工具制造、电气设备、仪器仪表、食品工 业、服装、家具、化工、建材、冶金等，它在 整个国民经济中占有很大的比重。
宝钢高炉
长征三号运载火箭在发射架上的图片
航天飞机升空 神州5号发射
重型机械的制造能力是反映一国的
热加工技术水平的重要标志，我国已成
功地生产出了世界上最大的轧钢机机架 铸钢件（重410t）和长江三峡电站巨型 水轮机的特大型铸件，锻造了196t汽轮 机转子，采用铸—焊组合方法制造了 12000t水压机的立柱（高18m）、底座 和横梁等大型零、部件。
坐落在香港大屿山和无锡太湖边的 天坛大佛和灵山大佛塑像，分别高26.4m 和88m，均是采用青铜分块铸造后拼焊 装配而成。这两座巨型佛像一坐一立， 体态雄健庄重，充分体现了成形工艺与 人文艺术的完美结合，对于弘扬我国的 传统文化和促进当地的旅游业起到了很 大的作用。
进入21世纪以后，随着我国改革开放的步 伐和世界经济一体化进程的加快，我国已越来 越成为全球制造业的中心之一。通过技术引进 和技术创新，使我国的材料热加工工艺的技术 水平达到了新的高度。我国制造业生产的产品 在质量、品种和产量上都比过去有了大幅度的 提高，其中一些重要的产品（如彩电、手机、 洗衣机等）的产量已居世界第一，不仅极大地 丰富和满足了国内市场的需求，而且以强大的 竞争力不断扩展其在国际市场上的占有率，成 为中国经济充满活力、蒸蒸日上的具体体现。
当然，我们也要清醒地看到我国与 发达国家相比在材料热加工技术水平上 还存在着的差距，尤其是在技术创新能 力和企业核心竞争力方面的差距还很大， 要赶超世界先进水平还需要我们做出不 懈的努力。
宝钢高炉
长征三号运载火箭在发射架上的图片
航天飞机升空 神州5号发射
重型机械的制造能力是反映一国的
热加工技术水平的重要标志，我国已成
功地生产出了世界上最大的轧钢机机架 铸钢件（重410t）和长江三峡电站巨型 水轮机的特大型铸件，锻造了196t汽轮 机转子，采用铸—焊组合方法制造了 12000t水压机的立柱（高18m）、底座 和横梁等大型零、部件。
坐落在香港大屿山和无锡太湖边的 天坛大佛和灵山大佛塑像，分别高26.4m 和88m，均是采用青铜分块铸造后拼焊 装配而成。这两座巨型佛像一坐一立， 体态雄健庄重，充分体现了成形工艺与 人文艺术的完美结合，对于弘扬我国的 传统文化和促进当地的旅游业起到了很 大的作用。
进入21世纪以后，随着我国改革开放的步 伐和世界经济一体化进程的加快，我国已越来 越成为全球制造业的中心之一。通过技术引进 和技术创新，使我国的材料热加工工艺的技术 水平达到了新的高度。我国制造业生产的产品 在质量、品种和产量上都比过去有了大幅度的 提高，其中一些重要的产品（如彩电、手机、 洗衣机等）的产量已居世界第一，不仅极大地 丰富和满足了国内市场的需求，而且以强大的 竞争力不断扩展其在国际市场上的占有率，成 为中国经济充满活力、蒸蒸日上的具体体现。
当然，我们也要清醒地看到我国与 发达国家相比在材料热加工技术水平上 还存在着的差距，尤其是在技术创新能 力和企业核心竞争力方面的差距还很大， 要赶超世界先进水平还需要我们做出不 懈的努力。
wwei材料成形技术(塑性)1
二、金属塑性成形的基本生产方式 1、轧制：金属毛坯在两个轧辊之间受压变形而形成各 种产品的成形工艺，图6-1。 2、挤压：金属毛坯在挤压模内受压被挤出模孔而变形 的成形工艺，图6-3。 3、拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的成形 工艺，图6-5。 4、自由锻：金属毛坯在上下砥铁间受冲击或压力而变 形的成形工艺，图6-7（a）。 5、模锻：金属坯料在既有一定形状的锻模模膛内受击 力或压力而变形的成形工艺，图6-7（b） 。
塑性愈大、变形抗力愈小，材料的可锻性愈好
4、可锻性的影响因素
（1）化学成分 A、碳钢中碳和杂质元素的影响
C、H、P（冷脆）、S （热脆） B、合金元素的影响
塑性降低，变形抗力提高。
（2）内部组织
单相组织（纯金属或者固溶体）比多相组织塑性好。 细晶组织比粗晶组织好； 等轴晶比柱状晶好。 面心立方结构的可锻性最好，体心立方结构次之， 而密排六方结构可锻性最差。
冲击力和压力
锻压是锻造与冲压的总称。
★锻造：在加压设备及工（模）具作用下，使坯料、铸锭产生局 部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件 的加工方法。锻造通常是在高温（再结晶温度以上）下成形的，
因此也称为金属热变形或热锻。
★锻造特点：1、压密或焊合铸态金属组 织中的缩孔、缩松、空隙、气泡和裂纹。 2、细化晶粒和破碎夹杂物，从而获得一 定的锻造流线组织。因此，与铸态金属 相比，其性能得到了极大的改善。 3、主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯。 如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。 4、高温下金属表面的氧化和冷却收缩等各方面的原因，锻件精度 不高、表面质量不好，加之锻件结构工艺性的制约。
2、晶粒和分布在晶界上的非金属夹杂物ห้องสมุดไป่ตู้沿变形方向被拉长， 但是拉长的晶粒可经再结晶又变成等轴细粒状，而这些夹杂物不能 改变，就以细长线条状保留下来，形成了所谓的纤维组织。 纤维组织的化学稳定性很高，只有经过锻压才能改变其分布方向， 用热处理是不能消除或改变纤维组织形态的。 纤维组织使金属的力学性能具有明显的方向性。
材料成形工艺基础课件(PPT 82页)
化学
材料科学与材料工程的差异
材料科学和材料工程是一个整体，不可分割；它们 之间的差异主要表现在学科的侧重点不同。 材料科学侧重于发现和揭示四个要素之间的关系， 提出新概念、新理论。 材料工程侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想 并使之投入应用，二者相辅相成。
尼龙纤维的研制：
1938年首批合成尼
尼龙熔融纺纤技术
Carother等提出熔
材料 科学
分子链的高度取向
融纺纤的新概念
材料工程所涉及的三大制备技术
根据所需材料的性能、结构要求，进行材料的提纯净 化、原料(成分)配制和合成或合金化的过程．是材料制备 工程的首要环节。
熔融凝固制备技术
原材料
熔融 精炼
凝固
坯料
常用于金属、无机非金属化合物、半导体材料坯锭和 玻璃制品的制备。
青铜文化
四羊方尊
虎食人卣you
青铜文化
二里冈出土饕(tie)餮乳钉纹方鼎
大禾人面方鼎
青铜文化
饕餮纹鼎
司母辛方鼎
青铜文化
商代青铜文化
司母戊鼎，1939年安阳
材料的常规加工技术主要有锻造、冲压、轧制、挤压、 拉拔、焊接以及注射成形等。
玻璃材料有它的特殊性，从原材料配制、熔化，到熔 体快冷成形为制品，必须一步完成。
课程的主要目的
• 《材料成形工艺基础》是机械类或近机械类专
业的一门学科基础课，学习本课程的主要目的是 使学生比较全面系统的获得机械制造中铸造、压 力加工、粉末成形、焊接、塑料、橡胶、陶瓷以 及有关模具设计、加工、制造方面的专业知识。 其主要任务是介绍以下内容： • 1）制定铸造过程图，了解合金的熔炼与浇注过 程的基本知识以及砂型铸造、特种铸造等； • 2）制定锻造过程图，了解材料塑性变形基本规 律；了解粉末成形、塑料、橡胶、陶瓷成型过程 和板料冲压成形过程； • 3）了解常用金属材料焊接过程基本知识；
材料成形技术基础课件
第一章绪论1.1 材料成形技术过程形态学模型简介1）产品——产品技术――“做什么”――设计过程――过程技术――“怎么做”――工艺2）成形过程可概括地定义为加工工件材料性能的变化，包括几何形状、硬度、状态、信息（形状数据）等的变化。
任何一种机械产品产生性能变化都是材料、能量、信息三个基本要素方面的变化。
本书主要讨论材料的加工过程以及加工过程中材料的性能变化和几何形状的改变，或两者兼有之。
材料过程分为：贯通过程――质量不变过程；发散过程――质量减少过程；收敛过程――质量增加过程；能量过程分为：模具系统（或工具系统）――描述能量是如何加于加工工件材料（或传递能量与传递信息）的传递媒体设备系统――描述设备提供的能量特点和所用能量的种类信息过程分为：形状信息过程――最终形状信息可看成为加工工件材料初始形状信息与制造过程中所施加的形状变化信息之和性能信息过程（如强度、硬度）――是材料初始性能信息过程和通过各种过程材料产生的性能变化之和1.2 现代制造过程分类1）质量不变过程加工材料在过程初始时的质量等于或近似等于加工材料在过程结束时的最后质量，也就是说材料在一定的受控条件下改变了几何形状。
质量不变过程大体可分为三个典型阶段：第一阶段，如加热、熔化等，它是由一些使加工件材料形状或性能发生初步变化而处于适当状态的基本过程组成；第二阶段，由一些产生要求加工工件形状或性能变化的基本过程组成，如铸造、锻压等；第三阶段，由一些使加工件处于指定最终状态的基本过程组成，如凝固等。
其中第二阶段的基本过程是主要基本过程。
质量不变过程主要包含：凝固成形、塑性成形、粉末压制等。
2）质量减少过程质量减少过程的特点是零件最终的几何形状局限在材料的初始几何形状内。
也就是说，形状改变是通过去除一部分材料形成的。
质量减少过程主要包含：切削加工、电火花加工、等离子弧切割、火焰切割，电解加工等。
3）质量增加过程质量增加过程的特征是加工材料在过程开始时的质量比过程结束时的最终质量有所增加。
《材料成形技术基础》绪论 ppt课件
工序综合。
净成形工艺（Net Shape Process) 新的工艺不断出现（例如：金属的半固态新的
工艺成形、喷射成形、金属的注射成形等等） 计算机技术的发展引起材料加工工艺的新革命 新型材料的成形（复合材料、金属材料）
绪论
课程性质
是机械工程类专业近机械工程类专业学生 必修的一门技术基础课，主要研究金属和非金 属零件或毛坯的成形方法特点、过程、原理及 设备。
材料成形技术发展
– 材料加工产品精密化、轻量化、集成化； – 产品性能高、成本低、周期短； – 材料加工原料与能源消耗低、污染少；制造性好、
成品率高； – 材料正由单一的传统型向复合型、多功能型发展； – 材料加工技术逐渐综合化、多样化、柔性化、多学
科化； – 全新加工
在机械制造工艺过程中，一般是先用热加 工的方法制造出零件的毛坯，再用冷加工的方 法进一步改变毛坯的形态，使其最终被加工成 合格零件。其间，为了改善材料的加工性能和 使用性能，通常还需对工件进行有关的热处理。
本课程主要叙述了机械制造过程中金属 材料的液态成形（铸造）、固态成形、 连接成形、粉末冶金及非金属 (塑料、 橡胶、陶瓷)材料成形等。
《材料成形技术基础》
课程简介
机械制造技术包含产品技术（Product Technology）和过程技术（Process Technology ）。
产品技术是以设计为中心，回答“做什么”。 过程技术是以工艺为核心，回答“怎么做”。包 括工艺、制造装备、工具、仪表和组织管理技术 及生产过程设计。
精品资料
全世界全世界75％的钢材经塑性加工，45％的金属结构用 焊接得以成形。
我国的铸造行业有我国的铸造行业有100 万职工， 2万多 个工厂， 2003 年产量达年产量达1,600 万吨，在世界上是 第一铸造大国。
净成形工艺（Net Shape Process) 新的工艺不断出现（例如：金属的半固态新的
工艺成形、喷射成形、金属的注射成形等等） 计算机技术的发展引起材料加工工艺的新革命 新型材料的成形（复合材料、金属材料）
绪论
课程性质
是机械工程类专业近机械工程类专业学生 必修的一门技术基础课，主要研究金属和非金 属零件或毛坯的成形方法特点、过程、原理及 设备。
材料成形技术发展
– 材料加工产品精密化、轻量化、集成化； – 产品性能高、成本低、周期短； – 材料加工原料与能源消耗低、污染少；制造性好、
成品率高； – 材料正由单一的传统型向复合型、多功能型发展； – 材料加工技术逐渐综合化、多样化、柔性化、多学
科化； – 全新加工
在机械制造工艺过程中，一般是先用热加 工的方法制造出零件的毛坯，再用冷加工的方 法进一步改变毛坯的形态，使其最终被加工成 合格零件。其间，为了改善材料的加工性能和 使用性能，通常还需对工件进行有关的热处理。
本课程主要叙述了机械制造过程中金属 材料的液态成形（铸造）、固态成形、 连接成形、粉末冶金及非金属 (塑料、 橡胶、陶瓷)材料成形等。
《材料成形技术基础》
课程简介
机械制造技术包含产品技术（Product Technology）和过程技术（Process Technology ）。
产品技术是以设计为中心，回答“做什么”。 过程技术是以工艺为核心，回答“怎么做”。包 括工艺、制造装备、工具、仪表和组织管理技术 及生产过程设计。
精品资料
全世界全世界75％的钢材经塑性加工，45％的金属结构用 焊接得以成形。
我国的铸造行业有我国的铸造行业有100 万职工， 2万多 个工厂， 2003 年产量达年产量达1,600 万吨，在世界上是 第一铸造大国。
材料成形技术基础新编课件第六章
塑料的特点:
比重小，比强度大；第二章 概述
耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震； 易成型，易复合等优良的综合性能。
易老化 耐热性差 刚性差
尺寸稳定性差
6.1.1 塑料的成形性能
1）流动性 ：塑料在一定的温度与压力下填充模腔的能 力。
流动性小，将使填充不足，不易成型，成型压力大； 流动性大，易使溢料过多，填充型腔不密实，塑料制
结晶型塑料成型特性：
④ 由于分子的定向作用和收缩的方向性，结晶型塑 料制品易变形、翘曲。 ⑤ 冷却速度对结晶型塑料的结晶度影响很大； ⑥ 结晶度大的塑料制品密度大，强度、硬度高，刚 度、耐磨性好，耐化第学二性章和概电述性能好；结晶度小的 塑料制品柔软性、透明性好，伸长率和冲击韧度较 大。
4）吸湿性与粘水性
修饰——采用喷涂、浸渍、镀金属等方法改变塑料零
件表面性质。
塑料概述
塑料概念:
以合成树脂或天然树脂为原料，在一定温度和压力条件下，可以
用模具使其成型为具有一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，
在常温下其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般含有
添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。
影响流动性的主要因素
（3）模具的影响
浇注系统形式、尺寸、布置，冷却系统设计，流速阻力 等因素都直接影响到熔体在模腔内的实际流动性 。
（4）塑料品种的影响
就热固性塑料而言，如粒度细匀、湿度大，含水分及挥发
第二章 概述
物多，预热及成型条件适当等均有利于改善流动性；反之 则流动性变差。
2）收缩性
影响塑料制件尺寸精度和质量！！
* 水敏性塑料
即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解。
如ＰC等。此种塑料必须预先加热干燥。
《材料成形技术基础》PPT课件
利用泡沫塑料模样进行铸造，由于浇注 时高温金属液进入后，模样迅速气化、燃 烧而消失，模样位置由金属液逐步充填， 冷却凝固形成铸件。这种铸型呈实体，不 存有空腔，故称又实型铸造。
B、特点
无分型面、工序简单、形状复杂、适应 各种材料、成本低。
2021/6/10
25
铸造方法 比较项目
砂型铸造
熔模铸造
金属型铸 造
10
三、收缩性
1、收缩三阶段 液态－凝固－固态
液面下降 收缩 2、影响因素
A、合金种类（灰铸铁－铝合金－铜合金－铸钢） B、温度：温差 C、形状：冷却速度、铸型阻碍
2021/6/10
11
四、缩孔的形成与防止
1、形成铸件壁断面上，在内切圆直径最大处或等温线未 必然穿过性的－区－域将壳最、后凝体固积，该减区少域称、为补“热充节”
材料成形技术基础
2021/6/10
1
一、金属材料成形的分类（热）
1、液态成形
（铸造）－熔融状态（高温）的金属进
入特定材料预先形成的空（型）腔，冷却 后取出。
2、固态成形
（锻造）－固态金属在一定温度下，借 助外力产生所需（形状）的塑性变形。
冷冲压。
3、连接成形
（焊接）－两部分固态金属局部融化
（局部高温）后融合成一部分 。
滑移：在剪应力的作用下，晶格发生位 错。
多晶体位错滑移
晶界处位错堆积，碎晶、亚晶产生，
晶格畸变
2021/6/10
30
2、塑性变形对金属组织的影响 A、冷变形强化
由于畸变严重，硬度、强度加大，塑 性明显下降，使得塑变抗力加大，进一步 变形困难
B、残余应力 变形不一致引起。
2021/6/10
B、特点
无分型面、工序简单、形状复杂、适应 各种材料、成本低。
2021/6/10
25
铸造方法 比较项目
砂型铸造
熔模铸造
金属型铸 造
10
三、收缩性
1、收缩三阶段 液态－凝固－固态
液面下降 收缩 2、影响因素
A、合金种类（灰铸铁－铝合金－铜合金－铸钢） B、温度：温差 C、形状：冷却速度、铸型阻碍
2021/6/10
11
四、缩孔的形成与防止
1、形成铸件壁断面上，在内切圆直径最大处或等温线未 必然穿过性的－区－域将壳最、后凝体固积，该减区少域称、为补“热充节”
材料成形技术基础
2021/6/10
1
一、金属材料成形的分类（热）
1、液态成形
（铸造）－熔融状态（高温）的金属进
入特定材料预先形成的空（型）腔，冷却 后取出。
2、固态成形
（锻造）－固态金属在一定温度下，借 助外力产生所需（形状）的塑性变形。
冷冲压。
3、连接成形
（焊接）－两部分固态金属局部融化
（局部高温）后融合成一部分 。
滑移：在剪应力的作用下，晶格发生位 错。
多晶体位错滑移
晶界处位错堆积，碎晶、亚晶产生，
晶格畸变
2021/6/10
30
2、塑性变形对金属组织的影响 A、冷变形强化
由于畸变严重，硬度、强度加大，塑 性明显下降，使得塑变抗力加大，进一步 变形困难
B、残余应力 变形不一致引起。
2021/6/10
材料成型工艺基础-材料成形方法选择课件
例5
例6
例7
例8
例9
例10
一、轴杆类零件
特点——一般为重要零件 选材——一般为钢
成型方法——主要为锻造成型（有时也
用复合成型方法）
二、盘套类零件
齿轮
带轮等 法兰等
钻套等
成型方法分析
三、机架、箱座类零件
一般采用铸造成型方法
第三节 毛坯成型方法选择 举例
例1
例2
例3
例4
第六章 材料成形方法选择
成形方法的选择是零件设计的 重要内容，也是零件制造工艺人员 所关心的重要问题。
不同结构与材料的零件需采用不同的成
形加工方法 不同成形加工方法对材料的性能与零件 的质量会产生不同的影响 各种成形加工方法对不同零件的结构与 材料有着不同的适应性 成形加工方法与零件的生产周期、成本、 生产条件与批量等有着密切关系
第一节
材料成形方法选 择的原则与依据
一、材料成形方法的选择原则料成型方法选择的主要依据
零件类别、功能、使用要求及其结构、
形状、尺寸、技术要求等 零件的生产批量 现有生产条件
三、常用成型方法的比较
第二节 常用机械零件的毛 坯成型方法选择
材料成型技术基础课件
返 回
d. 提高铸型和型芯的退让性；浇注后尽早开型 e. 提高铸型温度 f. 去应力退火
(2)变形 ①变形方向
受拉部位趋于缩短； 受压部位趋于伸长 例如：T形梁 平板件
返 回
②防止措施 a. 反变形法。例如：床身铸件 b. 设置工艺筋
c. 去应力退火或自然时效
反变形量
(3)铸件的裂纹 ①热裂 a. 特征：裂纹短、形状曲折、缝隙宽、缝内呈氧化色 b. 影响因素： 合金性质和铸型阻力
返 回
c. 防止措施 选择结晶温度范围窄、收缩率小的合金 合理设计铸件结构 改善砂型和砂芯的退让性 严格限制钢和铸铁中硫的含量 ②冷裂 a. 特征：裂缝细小，表面光滑，呈连续圆滑曲线或直 线状，有金属光泽或呈轻微氧化色 b. 防止措施
减小铸造应力或降低合金的脆性
严格控制钢和铸铁中磷的质量分数
返 回
由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致 在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力 a. 形成机理 b. 应力分布规律 厚壁或心部—拉应力; 薄壁或表层—压应力
返 回
c. 应力大小 ②机械应力
铸件壁厚差愈大 合金的线收缩率愈高 弹性模量愈大
热应力愈大
上型
铸件因收缩受到铸型、型 芯及浇注系统的机械阻碍而 产生的应力 特点：拉应力或剪切应力； 临时应力 ③减小和消除应力的措施 a. 铸件壁厚尽量均匀 b. 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金
返 回
糊状（体积）凝固方式； 液态收缩+凝固收缩＞固态收缩
(4)缩孔防止措施 ①“定向（顺序）凝固”。安放冒口 定向凝固特点： 有效地消除缩孔、缩松；
铸件易产生内应力、变 形和裂纹；
工艺出品率低；切削费工 应用：用于收缩较大、凝固温度范围较小的合金。 如铸钢、高牌号的灰铸铁、铝青铜等铸件
d. 提高铸型和型芯的退让性；浇注后尽早开型 e. 提高铸型温度 f. 去应力退火
(2)变形 ①变形方向
受拉部位趋于缩短； 受压部位趋于伸长 例如：T形梁 平板件
返 回
②防止措施 a. 反变形法。例如：床身铸件 b. 设置工艺筋
c. 去应力退火或自然时效
反变形量
(3)铸件的裂纹 ①热裂 a. 特征：裂纹短、形状曲折、缝隙宽、缝内呈氧化色 b. 影响因素： 合金性质和铸型阻力
返 回
c. 防止措施 选择结晶温度范围窄、收缩率小的合金 合理设计铸件结构 改善砂型和砂芯的退让性 严格限制钢和铸铁中硫的含量 ②冷裂 a. 特征：裂缝细小，表面光滑，呈连续圆滑曲线或直 线状，有金属光泽或呈轻微氧化色 b. 防止措施
减小铸造应力或降低合金的脆性
严格控制钢和铸铁中磷的质量分数
返 回
由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致 在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力 a. 形成机理 b. 应力分布规律 厚壁或心部—拉应力; 薄壁或表层—压应力
返 回
c. 应力大小 ②机械应力
铸件壁厚差愈大 合金的线收缩率愈高 弹性模量愈大
热应力愈大
上型
铸件因收缩受到铸型、型 芯及浇注系统的机械阻碍而 产生的应力 特点：拉应力或剪切应力； 临时应力 ③减小和消除应力的措施 a. 铸件壁厚尽量均匀 b. 尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金
返 回
糊状（体积）凝固方式； 液态收缩+凝固收缩＞固态收缩
(4)缩孔防止措施 ①“定向（顺序）凝固”。安放冒口 定向凝固特点： 有效地消除缩孔、缩松；
铸件易产生内应力、变 形和裂纹；
工艺出品率低；切削费工 应用：用于收缩较大、凝固温度范围较小的合金。 如铸钢、高牌号的灰铸铁、铝青铜等铸件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
① 主流道设计
主流道是指喷嘴口起至分流道入口处的一段通道。
主流道对接处应制球形 凹坑，半径R2=R1+(1～2)mm， 小端直径d1=d2+(0.5～1)mm。
图6.8主流道结构
1—定模板；2—浇口套；3—注射喷嘴
② 冷料井设计
冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流
道末端。如图 6.7
作用: 1. 是搜集料流前锋的“冷料”，防止
塑料制品自模腔中取出冷却至室温后，其尺寸发生缩小的这 种性能称之为收缩性。 （1）成型收缩形式 线尺寸收缩：由于热胀冷缩，塑料制品脱模时造成的收缩
方向性收缩:成形时分子的取向作用，沿料流方向收缩大
后收缩:塑料制品在使用条件下,随时间延长发生应力松弛造成的再收缩 后处理收缩:为了缩短后收缩，采用热处理工艺加快后收缩
* 水敏性塑料
即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分 解。如ＰC等。此种塑料必须预先加热干燥。
6）塑料状态与温度的关系
图6.1所示为结晶型塑料和无定型塑料三态与温度之间的关系。 玻璃态 t ＜ tg 机械加工 高弹态 tg ＜ t ＜ tf 真空成型、压力成型、压延 弯曲成型 黏流态 tf ＜ t ＜ td 注射、模压、吹塑、挤出成形 t＞td，塑料降解
塑料中因有各种添加剂，使其对水分各有不同的亲疏程度。 吸湿或黏附水分的塑料 — A B S，聚酰胺……
不吸湿也不黏附水分的塑料 — 聚乙烯、聚丙烯……
具有吸湿或黏附水分倾向的塑料，在成形过程中，水分在高温料
筒中
仅
气体
使塑料发生水解，
塑料起泡和流动性下降，这不
成形难度，而且
塑料制品的表面品质和力学性能。因此，对
SCP
Lm L1 100% L1
SCP－－－平均收缩率； Lm－－－ 模腔在室温下单向尺寸； L1 －－－塑料制品在室温下单向尺寸。
影响收缩率大小的因素很多，收缩率不是一个固定值，而
是在一定范围内变化，收缩率的变化将引起塑料制品尺寸波动。
模具设计时应根据以上因素综合考虑选择塑料的收缩率。
3）结晶性
注射成型工艺过程
注射成型过程分为加料、塑料熔融、注射、制品
冷却和制品脱模等5个工序。
注射成型工艺主要参数
影响注射成型工艺过程的主要参数:
料筒温度：既要塑化，但不能分解 喷嘴温度：既不堵塞，又不流涎 模具温度：取决于塑料种类，粘度高，
流动性差，结晶速度快的，热模具。
第二章 概述
变形
分解
注射压力：利于充型
⑤ 顶出机构
结构组成：推板、推杆固定板、推杆、拉料杆等。
⑥ 调温系统
为了满足注射成形过程对模具温度的要求，注射模设有冷却 或加热系统。 第二章 概述
⑦ 排气系统
为了将模腔内的气体顺利排出，在模具分型面处开设排气槽 或利用模具的推杆或型芯与模板的配合间隙排气。
实 例
第二章 概述
轿车保险杠整体图尺寸
注射模具相关的国家标准
影响流动性的主要因素
（3）模具的影响
浇注系统形式、尺寸、布臵，冷却系统设计，流速阻
力等因素都直接影响到熔体在模腔内的实际流动性 。
（4）塑料品种的影响
就热固性塑料而言，如粒度细匀、湿度大，含水分及挥 发物多，预热及成型条件适当等均有利于改善流动性；反 之则流动性变差。
第二章 概述
2）收缩性
影响塑料制件尺寸精度和质量！！
减少散热，希望分流道表面积要小。可用分流道的截面积（A）
与周长（L）的比值（R）来表示流道的效率。其表达式为： R = A/L
通常截面积相等的分流道，其水力半径（R）随形状不同而 异。水力半径大意味着流体和道壁的接触少，阻力小，通流能
力大，压力损失小，散热少，即流道效率高；反之则流道效率
低。 圆形截面的流道效率高，加工较困难，实际使用侧面具有 斜度为5°～10°的梯形流道。分流道截面尺寸应根据塑料的 成型体积、壁厚、尺寸、 塑料品种的技术性能、注射速率以及 分流道长度而定。
影响收缩性的因素
（2）影响收缩的因素 塑料品种的影响：热塑性塑料的收缩值比热固性大，方向性明显； 塑料制品特性的影响：塑料制品形状、尺寸、壁厚、有无嵌件； 模具的影响：模具的结构复杂程度、分型面选择、浇注系统形式等； 成型条件的影响：成形温度高，收缩大； 成形压力高，保压时
间
长，收缩小。
收缩率
（3）平均收缩率的计算
塑料注射模具零件 ＧＢ４１６９－８４ 塑料注射模具零件技术条件 ＧＢ４１７０－８４ 塑料成型模具术语 ＧＢ８８４６－８８ 塑料注射模具技术条件 ＧＢ／Ｔ１２５４－９０ 塑料注射模大型模架 ＧＢ／Ｔ１２５５－９０ 塑料注射模中小型模架及技术条件ＧＢ１２５６－９０
（2）注射模浇注系统设计
浇注系统——模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。 类型：浇注系统通常分为两大类 指通过对流到进行加热 普通浇注系统 或绝热保温，使流道内 熔体始终不凝固的无流 无流道浇注系统 道浇注系统模具 普通浇注系统一般由四部分组成 主流道 分流道 浇口 冷料井 作用：使塑料熔体顺利地充满型腔，且把压力充分传递 到型腔的各个部位，适时冻结以获得外形清晰内在品质优 良的塑料制品。
“冷料”进入型腔而影响塑料制品品质；
2.开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。 冷料井直径宜稍大于主流道直径，长度约为主 流道大端直径。
③ 分流道设计
分流道——主流道与浇口之间的通道。 ③ 分流道设计 作用：使熔融塑料过渡和转向。 分流道截面形状有圆形、梯形、U形和六角形等，如下图。
为减少分流道内的压力损失，希望分流道截面积要大，为
②浇注系统
指模具中连接喷嘴和型腔的进料通道。普通浇注系统 一般由四部分组成即主流道、分流道、浇口及冷料井。
③ 导向机构
第二章 概述
合模导向作用为了使动模与定模在合模时能准确对中， 以及防止推件板歪斜而设臵的机构。导柱、导套
2）注射成型模具设计
④ 抽芯机构
成型侧向凹凸形状的孔或凸台。侧向分型抽芯机构类型很 多，按动力分为手动、液压（气压）和机动三类。
挤出成型工艺参数
压力:料筒中熔体压力可以达到55MPa,而口模压力一般是
小于20MPa
温度:根据不同的塑料而异,塑化温度一般是在180 ℃～
250℃
挤出速率:是单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量 (Kg/h) 第二章 概述
或长度(m/min),与口模阻力、螺杆与料筒的结构、螺杆转速、 加热系统和塑料特性有关。
a、c、e为非冲击形浇口 b、d、f为冲击形浇口
改变进料位置防止型芯变形
浇口数量与熔接痕的关系
6.1.3 挤出成型过程
挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑。 挤出成型是热塑性塑料的主要成型方法之一。 •主要用于生产连续的型材，如管材、棒材、板材、
片材，以及单丝、薄膜、电线电缆的包覆和涂层制 第二章 概述
在塑料成形过程中，根据其冷却时是否具有结 晶特性，分为结晶型塑料和非结晶型塑料。
聚乙烯、聚丙乙烯
聚苯乙烯、 聚氯乙烯、ABS
结晶型塑料成型特性：
① 结晶熔解需要热量，比非结晶型塑料达到成型温
度需要更多的热量；冷凝时，结晶型塑料放出热量多，
需要较长的冷却时间。
② 不像金属具有单一熔点，而是一个熔程； 第二章 概述 ③ 结晶型塑料硬化密度与熔融时密度差别很大，成 型收缩大，易发生缩孔、气孔。
结晶型塑料成型特性：
④ 由于分子的定向作用和收缩的方向性，结晶型
塑料制品易变形、翘曲。
⑤ 冷却速度对结晶型塑料的结晶度影响很大； ⑥ 结晶度大的塑料制品密度大，强度、硬度高， 刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小 第二章 概述 的塑料制品柔软性、透明性好，伸长率和冲击韧度 较大。
4）吸湿性与粘水性
第二章 概述
修饰——采用喷涂、浸渍、镀金属等方法改变塑料零 件表面性质。
塑 料 概 述
塑料概念:
以合成树脂或天然树脂为原料，在一定温度和压力条件下，可
以用模具使其成型为具有一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除
后，在常温下其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般 含有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。
品等。
挤出成型产品
第二章 概述
挤出成型设备
1）特点:
① 连续化,效率高,质量稳定 ② 应用范围广 ③ 设备简单,投资少,见效快 ④ 生产环境卫生,劳动强度低 ⑤ 适于大批量生产
挤出成型
1）挤出成型原理及过程 挤出成型是一种液态轧制过程。
第二章 概述
通常挤出成形过程包括
塑化 挤出成型 冷却定型 3个阶段
材料成形技术基础
第六章 非金属材料 成形过程
概
述
随着机械、电子、汽车、摩托车、航 空、航天、家电、日用五金等工业产品 塑料化趋势的不断增强，非金属材料用 量越来越大，日益受到人们的重视。 第二章 概述
塑料、橡胶制品的应用
第二章 概述
塑料制品的应用
橡胶制品的应用
概
述
塑料 橡胶
高分子材料
非金属材料
塑料的特点: 易老化 第二章 概述 比重小，比强度大； 耐热性差 耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震； 刚性差 易成型，易复合等优良的综合性能。 尺寸稳定性差
6.1.1 塑料的成形性能
1）流动性 ：塑料在一定的温度与压力下填充模腔的能
力。
流动性小，将使填充不足，不易成型，成型压力大； 流动性大，易使溢料过多，填充型腔不密实，塑料制 品组织疏松，模具易黏及清理困难，硬化过早。
第二章 概述
因此，选用塑料的流动性必须与塑料制品要求、成型 过程及成型条件相适应。
流动性表征方法
热塑性塑料： 流 动 性 的 大 小
树脂分子量大小：
分子量分布： 熔体流动指数（MFI）： 表观黏度： 阿基米德螺旋线长度：