材料成型装备
材料成型设备试卷及答案
《材料成型设备》试卷A一、名词解释（每词3分，共15分）1、连续铸造2、轧钢机3、铸坯的液心压下技术4、拉拔:5、等离子焊枪二、判断题（每题1分，共10分）（）1、一般认为，铸坯厚度不小于150mm时称为常规板坯连铸。
（）2、板带轧机的主要性能参数是轧辊名义直径。
（）3、LG-150表示成品最大外径为150mm的二辊周期式冷轧机管。
（）4、半钢轧辊是一种新型的轧辊材质，其含碳量比铸钢和铸铁要大。
（）5、轧机刚性是表示轧机抵抗弹性变形的能力。
（）6、空心辊可减少质量，提高动力控制性能，其强度不变。
（）7、预应力轧机发展很快，目前主要用于连轧小型、线型和板带材轧机。
（）8、塑化能力主要指在单位时间内所能塑化的物料量。
（）9、人字齿轮机的作用是将主电机的压力分配给相应的轧辊。
（）10、结晶器是一个水冷的铜模，有无即可。
三、填空题(每空1分，共20分)1、连续铸造按结晶类型可以分为和。
2、到目前为止，生产板带的连续铸轧方法有很多种，在此情况下所用的连铸机根据其结构特点可以分为、、。
3、轧机一般有三个部分组成，他们分别是、、。
4、轧辊的调整装置主要有和两种。
5、卷取机按其用途可分为：、、。
6、塑料注塑机主要有、、、等部分组成。
7、机架一般采用含碳碳量为ZG35材料。
8、空气锤既可以进行，又可以进行。
四、选择题（每题2分，共20分。
注：其中1-5题是单项选择题，6-10题是多项选择题。
）1、在铸造中，把“铸”和“轧”直接连成一条生产线的工艺流程称为（）。
A 连铸连轧 B连续铸轧 C 连续铸造2、轧辊的尺寸参数中，辊身直径用（）表示。
A DB dC L3、锻造时对金属加热的目的是( )。
A.消除内应力B.提高强度C.提高韧性……………………………………………………………装………………订………………线……………………………………………………班级__________姓名___________学号____________4、PC轧机是一种新型的（）可控轧机A．板凸度. B.板凹度 C.平板5、最常用的卧式挤压机的挤压能力是（）。
木塑复合材料的一步法成型技术与装备研究
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塑料 ：：：：兰：：耋兰：塑
木塑复合料的一步法成型技术与装备研究。
刘瑞庭，江波，许澍华，张金斌
（北京化工太学机电工程学院，北京 １０００２９）
摘要：介绍了废旧木塑复合材料成型加Ｉ的研究进展，就挤出机选型、机头设计、Ｉ艺参数等木塑复 合材料加工的难点进行了研究与探讨。结合大量的实验与理论计算，对于废旧未塑复合材料的成型提 供了可实际工业化生产的技术装备与工艺路线。结果表明：制品的各项性能指标均达到要求，体现了这 种加Ｉ方法与相关装备良好的应用前景。
国外如ＤｕＲＡ公司和ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ公司采用锥形
双螺杆作为加工成型的主要机种。但由于其螺杆在结 构上是整体式，很难满足不同工艺配方的要求，而且混 炼效果比同向和异向旋转平行双螺杆挤出机差。因此 这里选择同向和异向旋转平行双螺杆挤出机。 ２．２挤出机头和定型段
机头是关系到挤出制品质量的重要部件，由于木 塑复合材料的特殊性，对机头提出了许多特殊要求。 从机头的设计角度，除了保证流道设计的圆滑过渡与 合理的流量分配，同时对于建压能力与温度控制精度 也要予以重点考虑。
木塑复合材料，即热塑性塑料或热固性塑料与术 纤维（木粉、糠壳、稻杆等）等复合制得。早在１９０７年 Ｉ。ｅｏＨ Ｂｅｎｄ［１３博士就利用热固性酚醛树脂与木粉复合 制得了木塑复合材料。与目前普遍采用的无机填料相 比，天然植物纤维具有质轻、价格便宜、强度高、耐磨等 优点，并且可回收和生物降解。木塑复合材料具有优 异的电绝缘性、良好的尺寸稳定性及抗冲击性，在能 耗、材料密度、使用效果方面可与人造纤维媲美。因此 天然植物纤维作为增强材料的潜在优势越来越引起人 们的注意。
ａｎｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｇｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．
先进复合材料主要制造工艺和专用设备
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
专升本《材料成型装备及自动化》_试卷_答案
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。
粉末冶金设备
课程简介
雾化法——通过高压雾化介质，如气体或水强
烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固
来实现的。
EAMP
材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备
课程简介
蒸发凝聚法——是一种制备超微金属粉末的重要方法
，采用不同的能量输入方式，使金属气化，然后再在冷
凝壁上沉积从而获得金属粉末。由于粉末的粒度很小，
EAMP
材料成形装备及自动化
三、烧结设备
2.热压烧结（Hot-press） 热压是指将无团聚的粉体在一定压力和温度下进行烧结 。它的优点是对于未掺杂的纳米粉体，通过应力有助于 烧结，可制备较高致密度的纳米材料，并且晶粒无明显 长大。而且在热压条件下纳米粉体的烧结能力大动化
三、烧结设备
真空感应炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性
烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可 以归属于真空烧结炉的子类。 真空感应烧结炉是在真空或保护气氛条件下，利用 中频感应加热的原理使硬质合金刀头及各种金属粉 末压制体实现烧结的成套设备，是为硬质合金、金 属镝、陶瓷材料的工业生产而设计的。
机械制粉
物理制粉
化学制粉
EAMP
材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备
课程简介
粉末的制备
机械制粉
物理制粉
化学制粉
机械研磨
气流研磨
液体雾化
蒸发凝聚
气相沉积
还原化合
电化学法
EAMP
材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备
课程简介
机械制粉
——利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂
产生新的界面。 能够提供动能的方法可以设计出许多种，例如有锤捣、 研磨、辊轧、等，其中除研磨外，其他几种粉碎方法主要 是用于物料破碎及粗粉制备的。
材料成型装备及自动化
一、无模铸造的基本概念无模铸型制造工艺(Patternless Casting Manufacturing，PCM)是将快速成形技术应用到传统的砂型制造工艺中。
PCM工艺也是基于快速成形技术的离散／堆积成形原理，但它是不同于传统砂型制造工艺的造型方法。
PCM工艺的基本原理如下图所示。
首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型；由铸型CAD模型的STL文件分层，得到截面轮廓信息，再以层面信息产生控制信息；造型时，第一个喷头在每层铺好的型砂上由计算机控制精确地喷射粘结剂，第二个喷头再沿同样的路径喷射催化剂；两者发生交联反应，一层层固化型砂堆积成形。
这样在粘结剂和催化剂共同作用的地方，型砂被粘结在一起，其它地方原砂仍为颗粒态。
固化完一层后再粘接下一层，所有的层粘接完之后就得到一个空间实体。
在粘结剂没有喷射的地方仍是散砂，比较容易清除。
清理出中间未固化的散砂，就可以得到一个有一定壁厚的铸型，在砂型的表面涂敷或浸渍涂料之后就可用于浇注金属。
PCM是一种结合计算机技术对树脂砂造型工艺进行改造的技术。
它不仅能使铸造过程自动化、敏捷化,降低工人劳动强度,而且在技术上突破了传统工艺的许多障碍,使设计、制造的约束条件大大减少,具有传统铸型制造工艺无可比拟的优越性。
PCM铸型的表面质量直接影响到原型件和铸件的表面质量。
在PCM工艺中,除了因为分层产生的“台阶效应”,铸型表面还常常存在着结瘤、毛刺等缺陷,这给铸型的后处理造成了困难,并影响铸件的尺寸精度和表面质量。
为解决这个问题,主要从以下几个方面进行了研究。
1、提高扫描线的质量在PCM工艺中,扫描线的质量决定了铸型轮廓的质量。
采用离散式喷头,喷射得到的扫描线具有离散特征。
首先要减小喷嘴直径(孔径),同样的条件下,喷嘴直径小,流量就小,线宽就小,扫描线质量就越高。
为了避免喷头堵塞和提高造型效率,喷嘴直径不能太小。
其次要根据扫描速度,设置较高的振动频率和中等的占空比,这样可使喷射的液滴更细小,单元体和间隙更小。
材料成型设备课后习题答案解析
材料成型设备一、填空题40分，共20小题，集中在二三四五章1、曲柄压力机的组成:工作机构、传动系统、操作机构、能源部分、支撑部分、辅助系统。
P102、曲柄压力机的辅助分类方式：P11按滑块数量分类：单动压力机、双动压力机-按压力机连杆数量分类：单点压力机、双点压力机和四点压力机（“点”数是指压力机工作机构中连杆的数目）3、曲柄压力机型号表示P124、曲柄滑块机构按曲柄形式，曲柄滑块机构主要有几种：曲轴式、偏心齿轮式P175、装模高度调节方式：调节连杆长度、调节滑块高度、调节工作台6、过载保护装置：压塌块式过载保护装置和液压式过载保护装置-两种P197、离合器可分为刚性离合器和摩擦式离合器-，制动器多为摩擦式、有盘式和带式-8、刚性离合器按结合零件可分为转键式，滑销式，滚柱式和牙嵌式9、飞轮的储存和释放能量的方式是转速的加快和减缓-10、曲柄压力机的主要技术参数：通常曲柄压力机设备越小，滑块行程次数越大。
装模高度是指滑块在下死点时滑块下表面到工作台点半上表面的距离。
最大装模高度是指当装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值。
与装模高度并行的标准还有封闭高度。
封闭高度是指滑块处于下死点时，滑块下表面与压力机工作台上表面的距离，封闭高度与装模高度不同的是少一块工作台垫板厚度P4211、一般拉深压力机有两个滑块（称双动拉深压力机），外滑块用于压边，内滑块用于拉伸成型P5312、液压机的工作介质有两种，采用乳化液的一般叫水压机，采用油的一般叫油压机，油压机中使用做多的是机械油（标准称全损耗系统用油）P8513、液压机本体结构一般由机架部件，液压缸部件，运动部件及其导向装置所组成。
P8714、液压机立柱的预紧方式主要有加热预紧、液压预紧和超压预紧P9115、液压缸结构可以分为柱塞式，活塞式和差动柱塞式三种形式。
P9416、液压元件是组成液压系统的基本要素，由动力元件，执行元件，控制元件及辅助元件四部分组成。
先进复合材料成型技术在交通运输装备领域的发展应用
自动铺放技术不同于传统的手工 铺覆，通过程序设定精确控制增料加 工模式减少了拼装零件的数量，节约 制造、装配和加工成本,能够更充分地 利用材料，提高材料的利用率，降低材 料废品率,提高加工效率。该技术适用 于大尺寸和复杂构件，是高效、低成本 制造的重要解决方案。
自动铺放技术主要有2种
取得较大成效。但是,高性能纤维增强 树脂基复合材料等先进材料在轨道 交通装备领域的应用仍处于研制阶 段，还需要更多的试验验证及进一步 的深度研究。
我国在《国家中长期科学与技术
发展规划纲要(2006- 2020年)》中提
出，将大型飞机(民用飞机)定位于“未
来15年力争取得突破的16个重大科 技专项”之一，并于2007年，由温家宝
近十年来，先进复合材料发展趋 势迅猛，欧盟美国和日本相继发布支
撑计划或战略，如《“地平线2020”计
划》《美国国家创新战略》《科学技术创 新综合战略》中都将新材料的研究与 应用作为重要发展方向，先进复合材 料的发展在欧美等发达国家得到了充 分的战略性和政策性支持。新材料代 表一个国家基础的科学技术实力，因 此,提升新材料的基础支撑能力，实 现从“材料大国”到“材料强国”的转 变，是我国新材料产业发展的核心目
标。《国家“十三五”战略性新兴产业发
展规划》《中国制造2025》等都对加快
新材料产业的发展提出具体思路和对 策，而新材料产业的发展一直伴随着 新工艺的出现和应用而发展。先进复 合材料在产品型号的使用率方面，一 定程度上代表着该型号产品的技术先 进性。
随着我国“一带一路”倡议的提 出，轨道交通事业面临新的机遇与挑 战，交通运输设备的轻量化在整个我 国制造业的升级中占有重要地位，急 需新材料和新工艺的技术支撑。轨道 交通载体、汽车及飞机的轻量化产业 发展迫在眉睫。其中，中国中车在“引 领全球轨道交通装备行业发展”目标 的导向下，其主机厂如中车青岛四方 机车车辆股份有限公司、中车长春轨 道客车股份有限公司、中车唐山机车 车辆有限公司等已经开展了轨道交通 车辆设备舱、车体、司机室、转向架等 碳纤维复合材料化的相关研制，共同 推进轨道交通装备的轻量化进程，已
LFT-D(长纤维增强热塑性塑料)生产线.
带式产品输送机
换模小车
热塑性液压机
9
-43
二、海源长纤维增强热塑性复合材料成套装备介绍
10 -43
GMT 成套装备布局示意图 海源 海源GMT GMT成套装备布局示意图
二、海源长纤维增强热塑性复合材料成套装备介绍 成套装备： LFT-D LFT-D成套装备：
自动上料装置 玻纤输送装置 自动称量系统 玻纤计量、切断装置 一阶双螺杆挤出机 二阶双螺杆挤出机 坯料切断装置 保温输送装置 +夹具 机械手 机械手+ 带式产品输送机
40 -43
六、海源的支持和服务
海源公司的目标不仅是向用户提供全自动化的成套装备（交钥匙工 程），而且还向用户提供全方位的服务和支持。包括以下内容：
� � � �
项目初期的全方位技术咨询服务 厂房工艺布局 材料配方设计 模具设计
41 -43
六、海源的支持和服务
位于福州 1、总部 总部位于福州 、 配件储备 2、全国设配件中心库 、全国设配件中心库、 服务网点 3、遍布全国的售后 遍布全国的售后服务网点 4、两个月驻厂保姆式服务 小时响应星级服务 5、24 24小时响应星级服务 6、免费售后服务电话
1、可设计性强，能够快速调整组料和配方 2、保留纤维长度，提高机械性能 3、调整玻纤含量、玻纤均匀分布
技术优势
650Kg/h ） 4、材料的吞吐量大（可达 、材料的吞吐量大（可达650Kg/h 650Kg/h） 5、优越的流动性，提高表面质量 6、生产线全程系统控制，保证产品质量
31 -43
四、LFT-D在线模压成型生产线介绍——应用范围
装机功率 对比
传统 泵控 系统
运行速度 对比
KW 5xx 5xxKW
精选先进制造工艺与装备
3.快速原型制造特点
1.结合CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术，真正意义上的数字化制造。2. 可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件3.CAD直接驱动，快速、准确、以及制造复杂模型。4.不需要任何刀具，模具及工装卡具的情况下，直接制造，方便快捷。5. 原材料的种类繁多；提高了新产品开发的一次成功率，缩短了开发周期，降低了研发成本。
与机械制造中的切削(其成形特征为连续、局部、去除成形)、锻造(其成特征为断续、整体、塑性成形)方法比较，轧制方法成形特征是连续、局部、塑性成形。零件轧制较之锻造也有其不足之处，即模具复杂、尺寸大、设备通用性差、工艺调整难度大等。因此，轧制技术适合于批量大的零件生产和专业化工厂的生产。
2. 零件轧制成形的优缺点
4.快速原型应用领域
1.工业造型、模具、家电、电子仪表、轻工、塑料、玩具、航空航天、军工、机械、汽车、摩托车、内燃机、建筑规划及模型、科研、医疗等。 2. 应用体现： a）支持快速产品开发 b）支持快速模具制造 c）支持医用实体制造
3.2先进切削技术与机床
（2）汽车覆盖件的冲压成形特点
1）一次拉伸成形2）拉胀复合成形3）局部成形4）变形路径变化
（3）汽车覆盖件设计的生产流程
制件设计-工艺分析-计算机模拟-模具设计-制造-调试-返修。计算机模拟1）使用软件：美国的DynaForm；日本的AutoForm2）特点：a）缩短模具制造时间 b）节省费用 c）提高零件的质量和使用性能 d）降低零件的废品率 f）减少原材料浪费
2.快速原型制造工艺
1.光固化成型工艺 (SLA—Stereo lithography Apparatus)2.分层实体制造工艺 (LOM—Laminated Object Manufacturing) 3.选择性激光烧结工艺 (SLS—Selected Laser Sintering) 4.熔融沉积造型工艺 (FDM—Fused Deposition Modeling)5.三维打印工艺（2DP—Three-dimensional printing）
在《材料成型工艺装备》教学中的互动教学
完 了液 压 机 的 动 作 过 程 之 后 ， 师给 了 大 教 家 一 个 错 误 百 出的 液 压 系统 图 ， 望大 家 希 分 组 讨 论 之 后 提 出 修 改 意 见 。 经 过 小 组 在 讨 论 之 后 ， 一 个 小 组 派 出 一 个 代 表 来 讲 每 解 ， 个 小 组 都 首 先 对 液 压 系 统 图 中的 各 每 类 阀 门 的 功 用 作 出 了 分 析 ， 结 合 液 压 机 再 工 作 的 每 一 道 工 序 提 出 修 改 意 见 ， 后 画 最 出 各 自的 液 压 系统 图 。 大 家 把 六 幅 液 压 当 系统 图 画 上 之 后 ， 由其 他 同 学 提 出修 改 意 见 ， 师再 进 行 总 结 ， 出优 胜 者 。 讨 论 教 评 在 过 程 中 还 有 一 意 外 收 获 ， 学 们 发 现 了 书 同 上 图 中 的 充液 油 箱 的 充 液 阀 方 向 画 反 了 。 通 过 这 次 讨 论 ， 现 大 多数 同 学 都 能 够 讲 发 出 该液 压 系统 的 液 压 油 的流 动路 线 和 阀的 作用 ， 比课 堂 上 普 通 的 授 课 方式 ， 果 要 相 效 好 很 多 。 种 方 法 在 后 来 讲 授 注 射 机 的 液 这 压 控 制 系 统 图时 被 笔 者 再 次 运 用 ， 生 们 学 也 认 为 通过 小 组 的 集 体 讨 论 ， 弥 补 各 自 能 不足。 同时 通 过 小 组 比赛 的方 式 ， 发 了大 激 家 的 求 胜 欲 望 ， 每 一 位 同学 都 能 积 极 参 让 与 进 来 ， 习效 果 也 大大 提 高 。 学
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂｅ ａ ｓ ｏ ｔ ｅ ｌ ｃ ｏ ｐ ａ ｔｃ ｍｏ ｄ ｑ ｉ ｍ ｅ ｔ ｅ ｏ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｃ ｕ ｅ ｆ ｈ ａ ｋ ｆ ｒ ｃ ｉｅ， ｌ ｅ ｕ ｐ ｎ ｂ ｃ ｍｅ ｈ ｍｏ ｔ ｂ ｒ ｎ ｃ ａ ｓ ｆ ｈ ｃ ｒ ｉ ｕ ｕ ， ｈ ｏ ｇ ｔ ｅ ｕ ｈ ｒ ｉ ｒ ｃ ｎ ｓ ｏ ｉ ｇ ｌ ｓ ｏ ｔ ｅ ｕ ｒ ｃ ｌ ｍ ｔ ｒ ｕ ｈ ｈ ａ ｔ ｏ ｎ ｅ ｅ ｔ
机械工程材料成型及工艺
•机械工程材料成型及工艺
d）具有大平面的铸件，应将铸件的大平面朝下。
e）尽量减少型芯的数目，最好使型芯位于下型以便下芯 和检查，同时应保证型芯在铸型中安放牢靠、排气通畅。
•机械工程材料成型及工艺
（2）分型面的选择
分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考 虑以下原则：
a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型， 并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工 艺。
•机械工程材料成型及工艺
（二）机器造型
机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操 作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、表面质量好、 加工余量小，但需要专用设备，投资较大，适合大批 量生产。
机器造型方法分类： 常用的机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、 震击紧实、震压紧实、微震紧实、抛砂紧实、射压紧 实、射砂紧实。
一、砂型铸造
用型砂紧实成型的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造 是应用最广泛的一种铸造方法，其主要工序包括：制 造模样，制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、 浇注、落砂、清理与检验等。
砂型铸造的生产工艺流程
•机械工程材料成型及工艺
二、造型方法的选择
用造型材料及模样等工艺装备制造铸型的过程称 为造型。造型是砂型铸造的最基本工序，通常分为手 工造型和机器造型两大类。 （一）手工造型
•机械工程材料成型及工艺
活块造型
活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸 台，肋条等这些部分作成活动的（即活块）。起模时， 先起出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费 时，工人技术水平要求高。主要用于单件、小批生产 带有突出部分、难以起模的铸件。
•机械工程材料成型及工艺
刮板造型
刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低 模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低， 工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、 中型铸件的单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等。
材料成型设备试卷及答案
《材料成型设备》试卷A一、名词解释（每词3分，共15分）1、连续铸造2、轧钢机3、铸坯的液心压下技术4、拉拔:5、等离子焊枪二、判断题（每题1分，共10分）（）1、一般认为，铸坯厚度不小于150mm时称为常规板坯连铸。
（）2、板带轧机的主要性能参数是轧辊名义直径。
（）3、LG-150表示成品最大外径为150mm的二辊周期式冷轧机管。
（）4、半钢轧辊是一种新型的轧辊材质，其含碳量比铸钢和铸铁要大。
（）5、轧机刚性是表示轧机抵抗弹性变形的能力。
（）6、空心辊可减少质量，提高动力控制性能，其强度不变。
（）7、预应力轧机发展很快，目前主要用于连轧小型、线型和板带材轧机。
（）8、塑化能力主要指在单位时间内所能塑化的物料量。
（）9、人字齿轮机的作用是将主电机的压力分配给相应的轧辊。
（）10、结晶器是一个水冷的铜模，有无即可。
三、填空题(每空1分，共20分)1、连续铸造按结晶类型可以分为和。
2、到目前为止，生产板带的连续铸轧方法有很多种，在此情况下所用的连铸机根据其结构特点可以分为、、。
3、轧机一般有三个部分组成，他们分别是、、。
4、轧辊的调整装置主要有和两种。
5、卷取机按其用途可分为：、、。
6、塑料注塑机主要有、、、等部分组成。
7、机架一般采用含碳碳量为ZG35材料。
8、空气锤既可以进行，又可以进行。
四、选择题（每题2分，共20分。
注：其中1-5题是单项选择题，6-10题是多项选择题。
）1、在铸造中，把“铸”和“轧”直接连成一条生产线的工艺流程称为（）。
A 连铸连轧 B连续铸轧 C 连续铸造2、轧辊的尺寸参数中，辊身直径用（）表示。
A DB dC L3、锻造时对金属加热的目的是( )。
A.消除内应力B.提高强度C.提高韧性……………………………………………………………装………………订………………线……………………………………………………班级__________姓名___________学号____________4、PC轧机是一种新型的（）可控轧机A．板凸度. B.板凹度 C.平板5、最常用的卧式挤压机的挤压能力是（）。
材料成型设备_知识点总结
1.成形：毛坯（一般指固态金属或非金属）在外界压力的作用下，借助于模具通过材料的塑性变形来获得模具所给予的形状，尺寸和性能的制品。
2.成型：指也太或半固态的原材料（金属或非金属）在外界压力或自重力的作用下，通过流动填充(或模具）的型腔来获得于型腔的形状和尺寸想一致的制品3.曲柄压力机是通过曲柄连杆机构获得材料成形时所需的力和直线位移的成型设备。
4.曲柄压力机的组成:工作机构，传动机构，操作机构，能源部分，支持部分，辅助系统5.曲柄压力机的分类：开式和闭式（根据床身结构）开式：便于模具安装调整和成型操作，但是机身刚度（特别是角刚度）较差，变形后影响制作精度和降低模具寿命，使用小型压力机，常用1000KN以下。
闭式：机身为框架结构，机身前后敞开，两侧封闭，在前后两面进行模具安装和成形操作，机身手里变形后，产生垂直变形，可以用模具闭合高度调节差消除，对制件精度和模具运行精度不产生影响，适用于大中型曲柄压力机。
(1)位为类代号，J代表机械类，Y表示液压机，（2）为变形代号设计（3）位为压力机组别，2为开式，3位闭式(4)位为压力机型别，1型为固定台式曲柄压力机，2型为活动台式（5）位为分隔符，以横线表示（6）位为设备工作能力，160代表标称压力为160*10=1600KN (7）位为改进设计代号，对设备的结构和性能所做的改进，依次位A,B,C6.实际情况下曲柄滑块机构受力：1滑块与导轨面处，摩擦力与运动方向相反且是单面受力。
2曲柄支承颈d0和轴承之间的摩擦，由于摩擦产生的阻力力矩，3曲柄颈和连杆大端轴承之间的摩擦同曲柄支撑处阻力一样位阻力力矩，4连杆销处连杆小端与滑块支撑处之间的摩擦力矩。
7.装模高度调节方式的特点及应用：1调节连杆长度，特点：结构紧凑，可降低压力机的高度R较大，行程大，组连接球头和支座的加工比较困难需专用设备，降低了弯曲强度。
适用于较大行程的中小型压力机。
2调节滑块高度，特点：载荷分配较合理，有一定的磨损消耗，与球头式连杆相比柱销式连杆的抗弯曲强度提高了，铰接柱销的加工比较方便，适用于大型的压力机，3调节工作台高度，多用于小型压力机。
材料成型装备及自动化
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。
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1.工业自动化：是指将多台设备（或多个工序）组合成有机的联合体，用各种控制装置和执行机构进行控制，协调各台设备（或各工序）的动作，矫正误差，检验质量，使生产全过程按照人们的要求自动实现，并尽量减少人为的操作与干预。
2.液态金属成形俗称铸造，可分为重力作用下的铸造成形和非重力作用下的铸造成形，也可分为砂型铸造和特种铸造。
砂型铸造分为粘土砂型铸造、树脂砂型铸造、水玻璃砂型铸造、消失模铸造等；特种铸造是指所有的非砂型铸造，包括压力铸造、离心铸造、低压铸造、金属型铸造、熔模铸造等。
3.根据合金材料可选择不同的金属熔化方法，如：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，铝合金常用电阻炉或油、气炉熔化等。
4.金属的熔化装备一般应包括三大部分：熔化炉、辅助装备（如配料、加料装备等）、浇注装备。
5.砂处理装备，一般包括旧砂的回用（或再生）处理装备、混砂装备、搬运及辅助装备。
6.常用紧实型砂（造型）的方法有震击紧实、压实紧实、射砂紧实、气流紧实等。
7.射压紧实是利用压缩空气将型（芯）砂以很高的速度射入型腔或芯盒内而得到紧实。
8.静压造型是利用压缩空气气流渗透预紧实并辅以加压压实型砂。
9.气流冲击紧实是先将型砂填入砂箱内，然后压缩空气在很短的时间内（10~20s）以很高的升压速度（dp／dt=4.5~22.5MPa／s）作用于砂型顶部,高速气流冲击将型砂紧实.。
10.落砂就是待铸件冷却到一定温度后，将铸型破碎，使铸件从砂型中分离出来。
振动落砂法是由周期振动的落砂栅床将铸型抛起，然后铸型又自由下落与栅床碰撞，经过反复撞击，砂型破坏，最终铸件和型砂分离。
11.压铸机一般分为热室压铸机和冷室压铸机。
12.冷室压铸机的压射室与保温坩埚是分开的，压铸时从保温坩埚中舀取液体金属倒入压铸机上的压射室后进行压射.。
13.消失模铸造生产线上的主要装备有雨淋加砂器、振动紧实台、真空系统、旧砂冷去除尘系统、输送辊道、浇注设备等，其中关键设备是振动紧实台。
14.消失模造型与粘土砂造型的区别在于消失模采用干砂振动造型机级振动紧实台。
消失模铸造的振动紧实台不仅要求干砂快速到达模样各处形成足够的紧实度，而且在紧实过程中应使模样变形量最小，以保证浇注后得到轮廓清晰、尺寸精确的铸件。
15.半固态铸造成形是在液态金属凝固的过程中进行强烈的搅动，使普通铸造凝固易于形成的树枝晶网络骨架被打碎儿形成分散的颗粒状组织形态，从而制得半固态金属液，然后将其铸成坯料或压成铸件。
16.根据其工艺流程的不同，半固态铸造可分为流变铸造和触变铸造。
17.金属塑性成形装备的分类（8大类10分组）：机械压力机(J)、液压机（Y）、线材成形自动机（Z）、锤（C）、锻机（D）、剪切机（Q）、弯曲校正机（W）、其他锻压设备（T）。
18.精冲原理：冲裁时，依靠齿圈压板对板料施压力P ，同时，反向顶杆产生的鸭梨P 与齿圈压板力作用方向相反，所以这两个丽江材料夹紧。
主冲裁力P 由传动系统产生，。
金属材料因受此三种力的作用，其变形区处于三向压应力状态。
冲裁结束卸裁时，齿圈压板产生卸料力P ，反向顶杆产生顶件力P ，实现制件或废料的卸除。
19.多工位压力机的工作原理：是按照多工位冲压工艺的要求确定的，即在一台多工位压力机上可以安装多副模具进行冲压生产，并且通过一套工位间的传递机构使压力机在一次往复行程中可以完成一个冲压件的全部冲压工序（即落料、冲孔、拉深、弯曲、切边、压印、整形等工序），而实现自动化生产。
20.伺服压力机的工作原理：是将伺服电动机的旋转运动通过中间机构转换为滑块的直线运动，通过位移传感器检测滑块的运动来实现闭环控制。
21.基本焊接方法分类：p158
22.电阻焊原理是利用焊接区金属本身的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离，形成金属键，在结合表面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点，焊缝或对接接头。
23.电阻焊机应用最多的是点焊机、凸焊机、缝焊机和对焊机。
24.快速成形主要方法：光固化成形（SLA）、选择性激光烧结成形（SLS）、熔丝堆积成形（FDM）、薄材叠层成形（LOM）、金属板材数控无模单点成形等。
25.光固化成行的基本原理：利用光能的化学和热作用使液态树脂材料产生变化的原理，对液态树脂进行有选择地固化，就可以在不接触的情况下制造出所需的三维实体原型。
26.选择性激光烧结成形原理：成形时，在事先设定的预热温度下，先在工作台上用辊筒铺一层粉末材料，然后，激光束在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，对制件的实心部分所在的粉末进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，于是粉末颗粒交界处熔化，粉末相互粘结，逐步得到各层轮廓。
在非烧结区段的粉末仍呈松散状，作为工件和下层粉末的支撑，一层成形完成后，工作台下降一截面层的高度，再进行下一层的铺料和烧结，如此循环，最终形成三维工件。
27.工业炉分类：按工艺特点分有熔炼炉和加热炉；按所用能源种类分有燃料炉和电炉；按工作温度高低分有高温炉、中温炉和低温炉；按操作方式分有连续式操作炉和间歇式操作炉。
28.工业炉的基本要求：1）控制方便，生产率高；2）保证热加工产品质量达到工艺要求；3）热效率高，单位产品能耗低；4）使用寿命长，维护方便，维护费用较低；5）机械化、自动化程度高；6）造价较低，基建投资少，占地面积小且便于布置；7）对环境造成的污染少。
29.无论何种热处理，从热工角度看，都是由三个阶段组成，即加热、保温、冷却。
30.除尘器大致可以分为干式和湿式除尘器，常见的干式除尘器有旋风除尘器和袋式除尘器。