材料成型设备课件3
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材料成型方法与设备 第三章 母材的熔化和焊缝成型
3.1 焊缝和熔池的形状尺寸和焊缝成型
一 焊缝形状尺寸及其对焊缝质量的影响 1 焊缝的几 何参数
一般接 头形式如 图3—1。
几个主要尺寸是熔深H、熔宽B、余高a、成型系数Ø 、 熔合
比γ 。
其中
Ø=B/H
Fm γ= ———
FH+Fm 2 几何形状尺寸对焊缝质量的影响
①成型系数。
Ø越小,表示焊缝窄而深,从提高热效率和减小热影响区恶化角度 看是有利的,但不要过小容易出现裂纹和气孔。
第三章 母材的熔化和焊缝成型
一 本章重点
1 熔池形状尺寸及焊缝成型
焊缝的几何形状尺寸参数B、H、a、Ø、 γ对焊缝质量的影响.母材 的熔化,熔池的形成及特点。
2 焊缝成型的影响因素及常见成型缺陷
要求掌握影响规律及产生这种规律的原因。了解常见成型缺陷的特 点及产生原因。
3 了解力对熔池的作用,尤其空间位置焊接的情况。 二 学时 4学时
电弧焊接过程中,母材金属 和填充金属在电弧的直接作用下 被强烈加热﹑熔化而混合在一起, 同时电弧正下方的熔池中的液体 金属在电弧力的作用下被排向熔 池尾部,并在电弧力﹑本身重力 和表面张力等共同作用下保持有 一定的液面差,形成了具有一定形 状和尺寸的熔池,如图3—2所示。
熔池的特点
1)运动情况下结晶液体金属是在流动受搅拌的情况下结晶的。 2)焊接过程是一个急热、急冷的过程。 3)熔池的结晶是柱状晶。 4)纵向上是细小的层状结晶,外观具有明显的鱼鳞纹。
其中η为热效率
工件热输入 电弧热功率-电弧热损失总和
η=————— = ——————————————
电弧热功率
电弧热功率
电弧热损失包括:
1)用于加热电极和焊条头等的热损失。
《高分子材料成型加工基础》课件——项目三-挤出成型
三.辅助设备:
• 前处理设备:预热. 干燥 • 控制生产的设备:各种控制仪表
四. 挤出机的一般操作法:
• 处理挤出物的设备:冷却定型. 牵引.切割.卷取
① 开机前准备: ② 料最好先干燥、必要时须预热 ③ 换上新的多孔板及滤网,检查并装上机头 ④ 检查电器及机械,在传动部分加足润滑油
⑤ 开电热预热:先预热机头、后机身,同时料 斗座通水冷却
● 3.螺杆: ● 挤出机的改进主要在螺杆上 ● (1)螺杆直径(D)与长径比(L/D): ● D↑:挤出机大,产量高(产量∝D2) ● L/D: L为有效长度 ● L/D↑:利于塑化, ↑产量,适应性强
(2)螺杆各段的作用:
• ①加料段: • 加料口(2~10D) • 使塑料受热前移、
压实物料
使塑料密实、排气 ● 热:外加热、 内摩擦热,物料由固体→熔体 ● 完全塑化后经机头挤出成型、冷却定型或拉、吹胀为最终制品
二.塑料在挤出成型中的受热:
● 热量来源:外加热与摩擦热 ● 加料段:
固体物料,螺槽深,温差大,外加热为主 ● 均化段:
熔体,螺槽浅,温差小,摩擦热为主 ● 压缩段:
介于以上两段之间 ● 故挤出机必须分段控温
一.挤出成型的塑料
● 几乎所有热塑性料和某些热固性料:如PVC、PE、PP、PS、PA、ABS、PC等及 PF、UF(脲醛树脂)等
二.挤出成型的制品
● 管、板、单丝、膜、电线、棒、异型材、中空制品(瓶等)等
三.挤出成型特点
生产连续化 生产效率高:挤出制品单机产
量比注塑制品大一倍以上
适应范围广 经济效益好:设备成本低、投资收效快
一.挤出成型设备(挤出生产线或挤出机组) ● ——以塑料异型材为例
材料成型设备微震压实造型机ppt课件
图2—14绘出了震铁在压震过程中的受力状态。震铁在运动过程中,始终受四种 外力的作用:
(1)缸内气压所产生的向下推力PF2,方向向下,其大小则是随震铁的运动而变化。 缸内气压是推动震铁运动作功的唯一动力.
(2)震铁重力GT,方向向下,大小不变.
(3)弹簧恢复力N,方向向上,其 大小与震铁行程成正比,它是一 个规则变化的外力。 (4)摩擦阻力R,它的方向总是逆 着震铁运动的方向,其大小一般 可视为常数。
(2)预震
是指在加砂过程中或加砂后压实之前的震 击.压缩空气由a孔引入,经b、c孔进入震 击缸,使震击活塞(工作台)上升,同时使 震铁向下压缩弹簧移动一段距离△S,如图 b所示.在震击活塞和震铁相对运动的过程 中,进气孔b自动关闭,压缩空气在缸内膨 胀作功,然后排气孔d打开,压缩空气排出, 震击缸内气压迅速下降,震击活塞和震铁 由于惯性仍继续沿原方向运动一段距离。 之后,震击活塞(工作台)等靠自重下落, 震铁则在弹簧恢复力的作用下向上运动, 两者发生碰撞,完成一次震击,如此重复 循环.
2024/3/13
2
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
二、气动微震机构及震压机构 用于造型机的微震机构.绝大多数 是气动的,即所谓气动微震机 构.按缓冲部分结构的不同,气动 微震机构可以分为弹簧垫式及气垫 式两种。 1.弹簧垫式气动微震及压实机构
式中 Pp——膨胀行程终了时缸内气压。 此时的弹簧恢复力为:N=N0+(△+Sj+Sp)K
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
(1)缸内气压所产生的向下推力PF2,方向向下,其大小则是随震铁的运动而变化。 缸内气压是推动震铁运动作功的唯一动力.
(2)震铁重力GT,方向向下,大小不变.
(3)弹簧恢复力N,方向向上,其 大小与震铁行程成正比,它是一 个规则变化的外力。 (4)摩擦阻力R,它的方向总是逆 着震铁运动的方向,其大小一般 可视为常数。
(2)预震
是指在加砂过程中或加砂后压实之前的震 击.压缩空气由a孔引入,经b、c孔进入震 击缸,使震击活塞(工作台)上升,同时使 震铁向下压缩弹簧移动一段距离△S,如图 b所示.在震击活塞和震铁相对运动的过程 中,进气孔b自动关闭,压缩空气在缸内膨 胀作功,然后排气孔d打开,压缩空气排出, 震击缸内气压迅速下降,震击活塞和震铁 由于惯性仍继续沿原方向运动一段距离。 之后,震击活塞(工作台)等靠自重下落, 震铁则在弹簧恢复力的作用下向上运动, 两者发生碰撞,完成一次震击,如此重复 循环.
2024/3/13
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本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
二、气动微震机构及震压机构 用于造型机的微震机构.绝大多数 是气动的,即所谓气动微震机 构.按缓冲部分结构的不同,气动 微震机构可以分为弹簧垫式及气垫 式两种。 1.弹簧垫式气动微震及压实机构
式中 Pp——膨胀行程终了时缸内气压。 此时的弹簧恢复力为:N=N0+(△+Sj+Sp)K
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ,并增 补指标 。
《成型设备》课件
技术创新推动市场发展
随着成型设备技术的不断创新和进步,将进一步 推动市场发展,提高产品质量和降低生产成本。
3
国际市场竞争加剧
随着全球经济一体化的深入发展,国际市场竞争 将进一步加剧,国内成型设备企业需要加强技术 创新和品牌建设。
成型设备未来发展方向
深度融合信息技术
将成型设备与信息技术深度融合,实现设备智能化、生产自动化和 管理信息化。
运行监控
密切关注设备运行状态,如发 现异常及时停机检查。
操作后整理
清理设备及周边环境,保持整 洁。
成型设备维护保养
日常保养
定期检查设备运行状况,清洁表面,润滑关键部位。
中期保养
对设备进行全面检查,更换磨损部件,清洗内部结构 。
长期保养
对设备进行全面拆解检查,更换易损件,对电气系统 进行维护。
成型设备常见故障及排除方法
模具加工与维护
模具加工精度和表面质量 对成型产品质量有重要影 响,需定期进行维护和保 养。
成型机头
机头类型
成型机头的类型多样,根据不同的成型工艺和材 料选择合适的机头。
机头设计
机头设计需考虑压力、流量、温度等因素,以确 保物料在机头内均匀流动。
机头维护
机头的维护包括清洗、润滑和更换易损件等,以 保证机头的正常运行。
02
冷却装置用于控制成型过程中的冷却效果,以减小产品收缩率
和提高产品尺寸稳定性。
除尘装置
03
除尘装置用于收集和去除成型过程中产生的粉尘和废气,以保
护环境和操作人员的健康。
CHAPTER 04
成型设备操作与维护
成型设备操作规程
操作前准备
检查设备是否正常,清理周围 环境,确保安全。
随着成型设备技术的不断创新和进步,将进一步 推动市场发展,提高产品质量和降低生产成本。
3
国际市场竞争加剧
随着全球经济一体化的深入发展,国际市场竞争 将进一步加剧,国内成型设备企业需要加强技术 创新和品牌建设。
成型设备未来发展方向
深度融合信息技术
将成型设备与信息技术深度融合,实现设备智能化、生产自动化和 管理信息化。
运行监控
密切关注设备运行状态,如发 现异常及时停机检查。
操作后整理
清理设备及周边环境,保持整 洁。
成型设备维护保养
日常保养
定期检查设备运行状况,清洁表面,润滑关键部位。
中期保养
对设备进行全面检查,更换磨损部件,清洗内部结构 。
长期保养
对设备进行全面拆解检查,更换易损件,对电气系统 进行维护。
成型设备常见故障及排除方法
模具加工与维护
模具加工精度和表面质量 对成型产品质量有重要影 响,需定期进行维护和保 养。
成型机头
机头类型
成型机头的类型多样,根据不同的成型工艺和材 料选择合适的机头。
机头设计
机头设计需考虑压力、流量、温度等因素,以确 保物料在机头内均匀流动。
机头维护
机头的维护包括清洗、润滑和更换易损件等,以 保证机头的正常运行。
02
冷却装置用于控制成型过程中的冷却效果,以减小产品收缩率
和提高产品尺寸稳定性。
除尘装置
03
除尘装置用于收集和去除成型过程中产生的粉尘和废气,以保
护环境和操作人员的健康。
CHAPTER 04
成型设备操作与维护
成型设备操作规程
操作前准备
检查设备是否正常,清理周围 环境,确保安全。
《材料成型技术与基础》全套PPT电子课件教案-第03章 单晶体与多晶体的塑性变形等
拉拔时金属应力状态
第三章金属材料的塑性变形
本章小结
锻造、轧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、挤压、冲压等都是塑性变形。这些 塑性变形的目的不仅是为了得到零件的外形和尺寸, 更重要的是为了改善金属的组织和性能。
塑性变形的主要形式是滑移和孪生,是在切应力 的作用下进行的,塑性变形将产生形变强化,形成纤 维组织,具有各向异性。塑性变形后的 金属加热时会 产生回复或再结晶及晶粒长大,其形变强化现象消除。
滑移特点:①滑移是在切 应力作用下完成的;②滑 移时移动的距离是原子间 距的整数倍;③滑移的同 时由于正应力组成的力偶 作用,推动晶体转动,力 图使滑移面转向与外力一 致的方向。④滑移的实质 是位错运动的结果。因此 滑移的实际临界切应力远 远大于理论临界切应力。
第三章金属材料的塑性变形
单晶体滑移变形示意图
定义:经冷变形的金属当加热到T再时,会在变形最激 烈的区域自发形成新的细小等轴晶粒,叫做再结 晶这一过程实质上也是一个形核和长大的过程, 但晶格类型不变,只是改变了晶粒外形. T再T熔
※金属再结晶后,消除了残余应力和形变强化现象 晶粒长大 冷变形和热变形 金属纤维组织及其应用
第三章金属材料的塑性变形
第三章金属材料的塑性变形
单晶体和多晶体的塑性变形 金属的形变强化 塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 塑性加工性能及影响因素 本章小结
第三章金属材料的塑性变形
单晶体的塑性变形 1.滑移 2.孪生 1.晶粒取向对塑性变形的影响 2.晶界对塑性变形的影响
第三章金属材料的塑性变形
锌单晶体的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
未变形 弹性变形 弹塑性变形 塑性变形
位错运动引起的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
材料成型设备课件(绪论 冲压与塑料成型)
图1-14 日本制钢所J12508000S注射成型机
27
1、3 学习方法和要求
抓住重点,举一反三,触类旁通
注重典型设备的学习,从设备的整体出发, 掌握设备的使用特点及工作特性。 重点学习设备的工作原理和设备的选用等问 题。对于各种成型设备的构造,采用理解的态度 即可。 强调设备与工艺和模具的结合。
12
我国成型设备发展三个阶段: (1)解放初期到20世纪60年代末 测绘仿制逐步过渡到自行设计制造 (2)20世纪70年代末到90年代初 广泛引进消化吸收国外先进技术、科研成果大量应 用于成型设备的设计制造中、发展速度加快 (3)20世纪90年代中期以后 成型设备行业进入新的高速增长阶段、自主开发能 力增强。
第一章 绪论
1.1 冲压与塑料成型在工业生产中的地位
一、冲压的概念及其地位
冲压是一种少切削或无切削加工 工艺,它利用压力机和冲模对材料 施加压力,使其分离或产生塑性变 形,以获得一定形状和尺寸大小制 品的加工方法。 冲压通常在常温下进行,主要 用于金属板料成型加工,故又称为 冷冲压。
1
冲压工艺设备以金属板材为加工对象, 制作各种各样的冲压件,广泛应用于汽车、 电器、仪表、机床及五金等行业。
亚洲 日本
日精NISSEI 发那科FANUC 住友SUMITOMO 青木固AOKI 东洋TOYO 日本制钢所JSW 宇部UBE 东芝TOSHIBA 三菱MHI 东洋TOYO
韩国
进和JIN HWA 韩国LG
港台地区
震雄 震德 力劲 华王 台中精机
23
中国大陆主要塑料成型设备厂商
宁波海天 HAITIAN 科倍隆 COPERION 雅琪 Guangdong Yaqi 金明 Guangdong Jinming 陕西秦川塑机 Qinchuan 广州达意隆 东华 广东泓利 联冠 富强鑫
27
1、3 学习方法和要求
抓住重点,举一反三,触类旁通
注重典型设备的学习,从设备的整体出发, 掌握设备的使用特点及工作特性。 重点学习设备的工作原理和设备的选用等问 题。对于各种成型设备的构造,采用理解的态度 即可。 强调设备与工艺和模具的结合。
12
我国成型设备发展三个阶段: (1)解放初期到20世纪60年代末 测绘仿制逐步过渡到自行设计制造 (2)20世纪70年代末到90年代初 广泛引进消化吸收国外先进技术、科研成果大量应 用于成型设备的设计制造中、发展速度加快 (3)20世纪90年代中期以后 成型设备行业进入新的高速增长阶段、自主开发能 力增强。
第一章 绪论
1.1 冲压与塑料成型在工业生产中的地位
一、冲压的概念及其地位
冲压是一种少切削或无切削加工 工艺,它利用压力机和冲模对材料 施加压力,使其分离或产生塑性变 形,以获得一定形状和尺寸大小制 品的加工方法。 冲压通常在常温下进行,主要 用于金属板料成型加工,故又称为 冷冲压。
1
冲压工艺设备以金属板材为加工对象, 制作各种各样的冲压件,广泛应用于汽车、 电器、仪表、机床及五金等行业。
亚洲 日本
日精NISSEI 发那科FANUC 住友SUMITOMO 青木固AOKI 东洋TOYO 日本制钢所JSW 宇部UBE 东芝TOSHIBA 三菱MHI 东洋TOYO
韩国
进和JIN HWA 韩国LG
港台地区
震雄 震德 力劲 华王 台中精机
23
中国大陆主要塑料成型设备厂商
宁波海天 HAITIAN 科倍隆 COPERION 雅琪 Guangdong Yaqi 金明 Guangdong Jinming 陕西秦川塑机 Qinchuan 广州达意隆 东华 广东泓利 联冠 富强鑫
材料成型工艺基础材料成形方法选择教学课件PPT
对于不同零件的使用要求,必须考虑零件 材料的工艺特性(如铸造性能、锻造性能、焊 接性能等)来确定毛坯的成形方法。
选择成形方法,要兼顾后续机加工的可加工性。
例如: • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形,否则将暴露铸件表皮下的孔洞; • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁,否则难以切削加工; • 一些结构复杂,难以采用单种成形方法成形的毛 坯,注意各种成形方案结合的可能性,同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5.钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造,有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时,还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台,以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶,有时重结 晶
粉末流动性 较好,压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高
高
低~高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件,如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂, 且形状较复杂的制件, 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中,除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外, 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异,因此所用 材料和毛坯各不相同。
选择成形方法,要兼顾后续机加工的可加工性。
例如: • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形,否则将暴露铸件表皮下的孔洞; • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁,否则难以切削加工; • 一些结构复杂,难以采用单种成形方法成形的毛 坯,注意各种成形方案结合的可能性,同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5.钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造,有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时,还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台,以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶,有时重结 晶
粉末流动性 较好,压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高
高
低~高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件,如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂, 且形状较复杂的制件, 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中,除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外, 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异,因此所用 材料和毛坯各不相同。
《材料成型技术》课件
锻造
通过对金属进行加热和冷却,使其在压力下改变形 状,常用于制造零件和工具。
挤压
将材料穿过模具的缝隙,使其变形成所需形状,常 用于制造管道、线材等。
铸造
将液态材料注入模具中,待冷却后得到所需形状, 广泛应用于汽车、航空等行业。
成型
通过热塑性材料的加热和压力,将其形成所需形状, 常见于塑料制品生产。
常见的材料成型技术
局限性
• 材料限制 • 工艺复杂性 • 有限的成型尺寸
材料成型技术的发展趋势
1
智能化制造
通过引入自动化和智能化技术,提高生产效率和质量。
2
新材料应用
开发和使用新型材料,提高产品性能和使用寿命。
3
环保节能
减少能源消耗和废弃物产生,实现可持续发展。
总结和展望
材料成型技术在各个领域都扮演着重要角色,随着科学技术的进步,我们可以期待在未来看到更多创新和突破。
《材料成型技术》PPT课 件
材料成型技术是一门研究材料加工和加工工艺的学科,涵盖了大量不同类型 的材料和方法,对各个领域的工业和科研都具有重要的意义。
什么是材料成型技术
材料成型技术是通过加热、压力、变形等方式将原材料转变为所需形状和尺寸的工艺。它包括了常见的加工方法, 如锻造、铸造、挤压等。
不同类型的材料成型技术
航空航天领域对高强度和轻质的材料需求较高, 成型技术为其提供了多种解决方案。
3 电子产品
4 建筑领域
成型技术在电子产品制造中的应用包括电路板、 塑料外壳等部件的生产。
通过材料成型技术可以生产建筑中常见的构件, 如钢结构、玻璃幕墙等。
材料成型技术的优势与局限性
优势
• 高效生产 • 多样化的产品形状 • 成本效益
《材料成型过程控制》课件
总结与讨论
对课程内容进行总结,展望材料成型过程控制的发展前景,鼓励学员进行深 入研究和探索。
速度管理
控制成型过程中的速度和加速度,以避免材料 流动过快或过慢导致的问题。
材料成型过程控制的应用
塑料注塑成型
介绍塑料注塑成型的流程和应用 领域,如家电、汽车、电子等行 业。
压铸成型
挤压成型
讨论压铸成型的特点及相关案例, 如铝合金零件和汽车发动机零件 的生产。
解释挤压成型的原理和步骤,以 及在塑料制品和金属材料加工中 的应用。
《材料成型过程控制》 PPT课件
本课程旨在掌握材料成型过程控制的基本概念和原理,了解常见的材料成型 过程及其特点,以及探讨其中的主要问题和挑战。
材料成型过程控制的目标
1 掌握基本概念
了解材料成型过程控制的 核心概念和原理,建立扎 实的理论基础。
2 了解常见过程
3 解决问题和挑战
熟悉常见的材料成型过程, 包括注塑、压铸、挤压等, 理解它们的特点和应用领 域。
探讨材料成型过程中的主 要问题和挑战,提供有效 的解决方案和优化策略。
材料成型过程控制的方法
温度控制
精确控制成型过程中的温度,以确保材料在正 确的温度下达到最佳塑性。
压力调节
根据材料的特性和成型目标,调节成型机的压 力,确保成品的质量和形状。
流动控制
合理设计模具和流道系统,优化材料的流动性, 避免产生缺陷和瓶颈。
材料成型过程控制的未来
1
智能化控制
利用物联网和人工智能技术,实现材料成型过程的智能化控制和优化。
2
可持续发展
研究环保型材料和能源节约型工艺,促进材料成型过程的可自适应控制算法和传感器技术,实现材料成型过程的自动调节和优化。
材料成型概论 第三章 轧制成型2
轧机(钢球轧机、环形件轧机) ❖ 初轧机、型钢轧机以轧辊的名义直径表示型号(命名)。 ❖ 板带钢轧机以轧辊辊身长度表示型号(命名)。 ❖ 钢管轧机以其所轧制的钢管最大外径表示型号(命名)。 ❖ 特种轧机 轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等
轧机按轧辊装配形式分类
按轧辊的数目、放置、大小来区分轧机的基本型式 为:表3-2
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程: 由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一 系列加工工序的组合。
❖ 在提高质量和产量的同时,力求降低成本是制定轧 钢生产工艺过程的总任务和总依据。
❖ 碳素钢和合金钢的基本典型生产工艺过程如下图所 示。
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程总包括六大工序: 热轧工艺系统—— 坯料准备→加热→轧制→冷却→精整→验收入库 冷轧工艺系统—— 坯料准备→酸洗→轧制→退火→精整→验收入库
材料也比较稀贵,产量不大而产品种类繁多。 ❖ 常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。
❖ 各种轧钢生产系统组成见下表。
3.4.1 轧钢生产系统
轧材生产系统的发展: ❖ 向大型化、连续化、自动化方向发展。 ❖ 工艺流程经历了“长流程”到“短流程”的发展过
程。 ❖ 目前“长流程”和“短流程”共存。 ❖ 长流程主要吃铁水,短流程主要吃废钢。
❖ 采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
3.4.1 轧钢生产系统
型钢生产系统 热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢
❖ 型钢生产系统的规模往往不很大,就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
❖ 年产100万t以上的称大型生产系统;年产30~ 100万t称中型生产系统;年产30万t以下的称小型 生产系统。
轧机按轧辊装配形式分类
按轧辊的数目、放置、大小来区分轧机的基本型式 为:表3-2
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程: 由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一 系列加工工序的组合。
❖ 在提高质量和产量的同时,力求降低成本是制定轧 钢生产工艺过程的总任务和总依据。
❖ 碳素钢和合金钢的基本典型生产工艺过程如下图所 示。
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程总包括六大工序: 热轧工艺系统—— 坯料准备→加热→轧制→冷却→精整→验收入库 冷轧工艺系统—— 坯料准备→酸洗→轧制→退火→精整→验收入库
材料也比较稀贵,产量不大而产品种类繁多。 ❖ 常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。
❖ 各种轧钢生产系统组成见下表。
3.4.1 轧钢生产系统
轧材生产系统的发展: ❖ 向大型化、连续化、自动化方向发展。 ❖ 工艺流程经历了“长流程”到“短流程”的发展过
程。 ❖ 目前“长流程”和“短流程”共存。 ❖ 长流程主要吃铁水,短流程主要吃废钢。
❖ 采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
3.4.1 轧钢生产系统
型钢生产系统 热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢
❖ 型钢生产系统的规模往往不很大,就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
❖ 年产100万t以上的称大型生产系统;年产30~ 100万t称中型生产系统;年产30万t以下的称小型 生产系统。
材料成型方法与设备 3—3 熔池受到的力
在焊速较小时,随V焊增加,弧柱后倾,电弧力排开液体金属的 作用力加强,故H增大,a增大,B减小。
当焊速较大时,随焊接速度的增大,线能量减小,H、a、B都 将减小。
二 其他焊接工艺参数及工艺对成型的影响
1 电流的种类和极性
①熔化极电弧焊时,直流反接B和H都比直流正接时的大, 而a减小。
②钨极氩弧焊时,正接比反接时的H 大。
小取决于液体金属的成分 和温度。熔池金属各处的成 分温度不均匀,各处表面张 力大小也不同,这就形成了 沿表方向的表面张力梯度 dσ /dr,
当 dσ /dr< 0时 金属从熔池四周沿表 面流向中心。
当 dσ /dr> 0时 从中心流向四周。 这样,在熔池金属形成 涡流,直接影响到熔池的深 度和宽度,如图3—10所示。
①热容增大,B、H都减小。 ②材料密度越大,H下降。
厚度 : 工件的厚度影响到工件内部热量的传递,厚度越大,BH都减小。 7 焊剂、焊条、药皮和保护气 ① 焊剂、药皮
焊剂的成分影响到电弧极区压降和弧柱电位梯度的大小,当焊
剂的密度小,颗粒度大或堆积高度小时,电弧四周的压力低、弧柱 膨胀、电弧斑点移动范围大,所以熔深较小、熔宽较大、余高较小。 ②保护气体
保护气体成分也将影响到电弧的电极区压降和弧柱的电位梯度, 如图3—14所示。
3.3 熔池受到的力和力对熔池尺寸的影响
一、 电弧对熔池的作用力
1、 电弧的静态和动态电磁压力 这种力将使熔池表面产生凹坑,其深度取决于电流密度的大小,
电流越大﹑焊丝或钨棒直径越小这一作用力越大,弧坑就越深。 2 、熔化极电弧焊射流过渡条件下,高速熔滴进入熔池时也将对熔 池产生一个附加的冲击作用力。 二 、熔池中的其他作用力 1、 熔池金属的重力作用力使熔池金属流动的方向与焊接的空间位 置有关。 2、 电流流过熔池斑点时的电磁收缩力产生机理与作用在焊丝端部 熔滴上的电磁收缩力和弧柱区的电磁收缩力完全相同。
当焊速较大时,随焊接速度的增大,线能量减小,H、a、B都 将减小。
二 其他焊接工艺参数及工艺对成型的影响
1 电流的种类和极性
①熔化极电弧焊时,直流反接B和H都比直流正接时的大, 而a减小。
②钨极氩弧焊时,正接比反接时的H 大。
小取决于液体金属的成分 和温度。熔池金属各处的成 分温度不均匀,各处表面张 力大小也不同,这就形成了 沿表方向的表面张力梯度 dσ /dr,
当 dσ /dr< 0时 金属从熔池四周沿表 面流向中心。
当 dσ /dr> 0时 从中心流向四周。 这样,在熔池金属形成 涡流,直接影响到熔池的深 度和宽度,如图3—10所示。
①热容增大,B、H都减小。 ②材料密度越大,H下降。
厚度 : 工件的厚度影响到工件内部热量的传递,厚度越大,BH都减小。 7 焊剂、焊条、药皮和保护气 ① 焊剂、药皮
焊剂的成分影响到电弧极区压降和弧柱电位梯度的大小,当焊
剂的密度小,颗粒度大或堆积高度小时,电弧四周的压力低、弧柱 膨胀、电弧斑点移动范围大,所以熔深较小、熔宽较大、余高较小。 ②保护气体
保护气体成分也将影响到电弧的电极区压降和弧柱的电位梯度, 如图3—14所示。
3.3 熔池受到的力和力对熔池尺寸的影响
一、 电弧对熔池的作用力
1、 电弧的静态和动态电磁压力 这种力将使熔池表面产生凹坑,其深度取决于电流密度的大小,
电流越大﹑焊丝或钨棒直径越小这一作用力越大,弧坑就越深。 2 、熔化极电弧焊射流过渡条件下,高速熔滴进入熔池时也将对熔 池产生一个附加的冲击作用力。 二 、熔池中的其他作用力 1、 熔池金属的重力作用力使熔池金属流动的方向与焊接的空间位 置有关。 2、 电流流过熔池斑点时的电磁收缩力产生机理与作用在焊丝端部 熔滴上的电磁收缩力和弧柱区的电磁收缩力完全相同。
材料成型PPT课件
很显然与交联度有对应关系,但是不相等,因为交联 度不可能达到百分之百。
22.3.2聚聚合合物物在的模流内变的行流为动
入口效应、离模膨胀
Unstable flow
挤出胀大现象
B
A
C
胀大比 die
B D max D0
在工程实践中考虑入口效应的目的有两个:
➢1 保证制品的成型质量,在必要时避免或减 小入口效应。
➢2 在确定注射压力时,在考虑所有流道(包 括浇口)总长引起的压力损耗的同时,还要 考虑入口效应引起的压力损失
•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
2.3 聚合物的加热与冷却
• 热源:
– 外热:电阻丝(经济、简单、方便、温度波动 较大);微波(适合较厚发泡成型);红外线;
热油(温度控制精确,设备复杂,成本高); 热水、蒸气。
– 内热:摩擦热
Q
1 J
a
2
• 冷却:水(注射模、挤出定型模、中空模
低分子多为此类
宾汉 流体
假塑 性流 体
膨胀
(τy 和η为常数)
n<1
凝胶糊、良溶 在剪切力增大到一 剂的浓溶液 定值后才能流动。
大多数聚合物 剪切增加,粘度下
熔体、溶液、 降。原因为分子
糊
“解缠”
2.2 聚合物的流变行为
拉伸粘度
如果引起聚合物熔体的流动不是剪切应力
而是拉伸应力时,仿照式(2—2)即有拉
聚合物的结晶
有结晶倾向
两类聚合物
无结晶倾向
结晶过程是聚合物由非晶态转变为晶态的过程,发生 在Tg和Tm温度之间。
结晶度:聚合物是不可能完全结晶的,仅有 有限的结晶度,而且结晶度依聚合物结晶的历史 不同而不同。
22.3.2聚聚合合物物在的模流内变的行流为动
入口效应、离模膨胀
Unstable flow
挤出胀大现象
B
A
C
胀大比 die
B D max D0
在工程实践中考虑入口效应的目的有两个:
➢1 保证制品的成型质量,在必要时避免或减 小入口效应。
➢2 在确定注射压力时,在考虑所有流道(包 括浇口)总长引起的压力损耗的同时,还要 考虑入口效应引起的压力损失
•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
2.3 聚合物的加热与冷却
• 热源:
– 外热:电阻丝(经济、简单、方便、温度波动 较大);微波(适合较厚发泡成型);红外线;
热油(温度控制精确,设备复杂,成本高); 热水、蒸气。
– 内热:摩擦热
Q
1 J
a
2
• 冷却:水(注射模、挤出定型模、中空模
低分子多为此类
宾汉 流体
假塑 性流 体
膨胀
(τy 和η为常数)
n<1
凝胶糊、良溶 在剪切力增大到一 剂的浓溶液 定值后才能流动。
大多数聚合物 剪切增加,粘度下
熔体、溶液、 降。原因为分子
糊
“解缠”
2.2 聚合物的流变行为
拉伸粘度
如果引起聚合物熔体的流动不是剪切应力
而是拉伸应力时,仿照式(2—2)即有拉
聚合物的结晶
有结晶倾向
两类聚合物
无结晶倾向
结晶过程是聚合物由非晶态转变为晶态的过程,发生 在Tg和Tm温度之间。
结晶度:聚合物是不可能完全结晶的,仅有 有限的结晶度,而且结晶度依聚合物结晶的历史 不同而不同。
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4、型号表示 第一个字母:类别代号,液压机为Y; 第二个字母:同一型号的变大总压力的吨位表示; 第五个字母:改型顺序号。
例如:YB32-300 Y为液压机,B为第二次变型,32为四柱液压机, 300为总压力300吨。
§3-2液压机的基本参数 1、最大总压力 表示液压机的压制能力 F=ηFp η为液压机效率,常为0.8~0.9; Fp为公称压力(或公称吨位): Fp=p0×A0 P0为工作液压力,A0为活塞面积。
2、操纵及液压系统 液压系统除了工作缸之外,还有液压泵,作用 是提供高压液体。 除此之外,各种阀门在液压系统中的控制作用 非常关键。 以Y32-300型液压机为例,说明其操纵控制。图 4- 9。
(1)、顶出缸回程:阀3转到“回程”,泵输出 的压力油首先进入顶出缸上腔,使顶出缸回程。 油压继续上升,推开止回阀4,进入阀5,若阀5 处于“停止”位置,则压力油排入油箱。 (2)、滑块空行程向下:换向阀5手柄转到“工 作”位置,压力油经过阀5、阀8,进入主缸上腔。 但此时,阀7关闭,主缸下腔不能排油,活塞不 动,使油路压力上升,推开阀7,使主缸下腔排 油,流回油箱,活塞带动横梁向下运动。 此阶段,由于横梁自重,运动速度较快,上腔 形成负压,打开充液阀9,自动向上腔充液。 充液阀是一个弹簧作用的阀门,负压使其打开, 弹簧使其关闭。
3、液压机分类 (1)、按用途分类,分为十类。 手动液压机;锻造液压机;冲压液压机; 校正压装液压机;层压液压机;挤压液压机; 压制液压机;打包、压块液压机; 一般用途液压机:各种万能式通用液压机; 其它液压机:用于各种专用工序,如电缆包覆、 模具研配等。 (2)、按动作方式分类: 上压式、下压式、双动或三动式、特种。
(3)、工作行程:滑块运动速度下降,充液阀 关闭,油路压力继续上升,推动活塞向下运动, 对工件施压。工作压力由溢流阀1控制。 (4)、保压:手柄换至“停止”位置,阀8将压 力油封闭在主缸上腔,产生保压作用,而泵输出 的油液,通过阀5排回油箱。 (5)、回程:手柄换至“回程”,压力油进入 主缸下腔,同时,控制油路打开止回阀8,使工 作缸上腔卸压。充液阀活塞向下,打开充液阀, 活塞上腔的油大量排入充液油箱,实现快速回程。
(3)、按机身结构分类 梁柱组合式:横梁与立柱组成一个刚性的封闭框 架,以承受液压机的全部工作载荷。分为四柱、 双柱、三柱和单柱,以三梁四柱式最常见。 整体框架式:支承机构为铸造结构或钢板焊接结 构。 (4)、按传动形式分类 泵直接传动:多为中、小型液压机; 泵+蓄能器传动:高压液体集中供应。 (5)、按操纵方式分类 手动、半自动、自动。
(6)、中间停止:手柄转到“停止”,油路卸 压,主缸下腔油液被阀7封闭,活塞使横梁很稳 定地停在某一位置上。 (7)、顶出缸顶出工件:阀3的手柄转至“顶出” 位置,压力油使顶出缸活塞上行,完成顶出工件 的动作。
§3-4双动拉深液压机
1、特点 (1)、拉深成形时,为防止拉深坯料周边起皱, 必须设置压边力可调的压边装置。双动拉深液压 机设置单独液压驱动的内、外两个滑块,内滑块 用于拉深,外滑块用于压边,实现双重动作。 (2)、必要时,压边滑块和内滑块联合动作, 可当作单动液压机使用,可增大液压机工作能力。 (3)、有较大的工作行程和压边行程,可用于 大行程工件的加工。
本章习题: 4-1 液压机主要结构组成有哪些部分?各 部分的作用是什么? 4-3 充液阀在液压机液压系统中的应用有 何好处? 4-4 双动拉深液压机与单动液压机有何主 要区别?
2、液压机特点 (1)、易于实现很大的工作压力、较大的工作 空间和较长的工作行程。 (2)、在行程的任何位置,均可产生压力机额 定的最大压力; (3)、可以用阀门来调节油路压力,从而调节 力的输出,不易超载; (4)、滑块总行程可以在一定范围内任意改变, 可以停在任何位置; (5)、滑块速度可以通过调节油流量,在较大 范围内无级调节; (6)、工作平稳,撞击、振动和噪音小。
(2)、横梁 包括上横梁、下横梁(工作台)和活动横梁 (滑块)。 横梁通常为上、下封闭的箱形结构件。在安装 液压缸、立柱等处,做成圆筒形。为提高横梁刚 度,设置了若干肋板,肋板呈网络形或辐射形布 置。 上横梁和活动横梁,一般根据“等强度梁”概 念,设计成中部高度较两端稍高的形式。
(3)、液压缸 液压缸主要分为柱塞式和活塞式。图4-8。 柱塞式结构简单,但只能单向运动,反向运动 需借助其它装置; 活塞式应用最广泛,可两个方向动作,即能完 成工作行程,又能完成回程。但缸的内表面需全 长加工,精度要求高,结构复杂。
2、工作液压力P0 指液压油路提供的工作液的单位压力 P0越高,液压机最大总压力越大,但需考虑密封 件的承受能力。
3、最大净空距H 活动横梁停在上限位时,其下表面至工作台 上表面的距离。 4、最大行程S 指横梁能够移动的最大距离。 5、工作台尺寸(长×宽) 工作台面上可以利用的有效尺寸。 6、回程力 活动横梁回程时要克服的各种阻力和运动部件 的重力。
3、工作过程 以TDY35-315C型双动拉深液压机为例。 液压泵卸载状态下工作→压边滑块下行→压边 滑块接触工件开始加压,拉深滑块快速下行→压 边滑块加压,拉深滑块工作下行→拉深滑块加压 成形,直至成形结束,此时,压边滑块保持压力 不变→压边滑块保压,拉深滑块上升回程→拉深 滑块回程停止,压边滑块开始回程→压边滑块回 程停止。 详细操纵过程,请自学教材的P124页。
2、主要技术参数及结构 液压机主要技术参数包括: 总压力; 拉深压力; 压边压力; 顶出压力; 拉深滑块行程及外形尺寸; 压边滑块行程及外形尺寸; 工作台外形尺寸等。 见下表。
结构形式: 拉深滑块与压边滑块布置形式: 压边滑块布置在上滑块: 并行布置:拉深滑块液压缸和压边滑块液 压缸单独并行布置,互相单独动作; 上下布置:压边缸固定在拉深动梁上,随 拉深动梁一起运动。 拉深凸模固定在拉深动梁上,穿过压边动 梁和模具压边圈的中部孔,进行拉深。 压边滑块布置在下横梁上。如TDY35315C型,图4-11。
7、活动横梁运动速度 分为工作行程速度、空行程速度和回程速度。 工作行程速度根据工艺要求确定,空行程速度 和回程速度要大一些,以提高生产效率。 8、允许最大偏心距 工件变形阻力接近公称压力时,允许的最大偏 心值。 9、顶出器公称压力及行程 液压机装有的顶出器,其压力及行程可按工艺 要求确定。
§3-3液压机的结构 本节以梁柱组合式液压机为例,进行介绍。 1、本体结构 主要包括横梁、液压缸、立柱等。图4-4。 (1)、机身 四立柱机身主要由上、下横梁和四根立柱组成, 图 4- 5 。 立柱是液压机重要的受力部件,同时又是活动 横梁的导向件。故,要求有足够的强度和刚度, 表面有足够的精度、较低的表面粗糙度和硬度。 立柱与横梁之间的连接方式有双螺母式、台肩 式和锥套式。
第三章 液压机 §3-1液压机工作原理、特点及分类 1、工作原理 液压机是根据帕斯卡原理制成的,利用液体 压力来传递能量,以实现各种压力加工变形。 液压机分为油压机和水压机。 油压机:工作介质为液压油; 水压机:工作介质为乳化液,乳化液由98%水+ 2%乳化脂混合而成。 其原理如图4-1所示。
在小柱塞上施加的力F1产生一个压强p,封闭 容器内各处压强相等,方向垂直于容器表面,故, 在大柱塞表面各处均受压强力的作用,此压强产 生一个向上推力F2: F2= F1×A2/ A1 由于A2> A1,故, F2 > F1。 即:大柱塞上获得了一个较大的力。