塑性成形工艺及设备复习题

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。

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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。