第一篇：塑料擠出成形、壓縮成形及壓注成形工藝 教案

《模具工程技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案[8]

[課題編號] 1-3③

[課題名稱] 塑料擠出成形、壓縮成形及壓注成形工藝 [教材版本] 任建偉主編、中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材—模具工程技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，2002。

[教學(xué)目標(biāo)與要求]

一、知識目標(biāo)

1、掌握塑料擠出成形工藝的種類、工作原理；

2、掌握擠出成形設(shè)備的組成及管材擠出成形的工藝條件

3、了解壓縮成形原理和過程；

4、了解壓注成形原理和過程；

5、了解壓縮成形與壓注成形的工藝條件。

二、能力目標(biāo)

1、能正確區(qū)分塑料的注射成形、擠出成形、壓縮成形、壓注成形；

2、對注射成形、擠出成形、壓縮成形、壓注成形的設(shè)備有所了解。[教學(xué)重點]

1、塑料擠出成形工藝的原理及設(shè)備；

2、壓縮成形及壓注成形的原理。[分析學(xué)生] 在對注射成形有一定的了解后，對塑料擠出成形、壓縮成形、壓注成形會較快了解。

[教學(xué)思路設(shè)計] 聯(lián)系實際，運用動畫、圖片演示等教學(xué)法，將深奧的原理通俗化，便于學(xué)生理解。

[教學(xué)資源] 相關(guān)制件、動畫、圖片等。[教學(xué)安排] 2課時

教學(xué)策略：主要利用動畫演示，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，啟發(fā)學(xué)生思考與分析。[教學(xué)過程] ※復(fù)習(xí)：

1、塑料注射成形工藝的原理是什么？注射成形過程一般包含哪些環(huán)節(jié)？

2、塑料的特種注射成形工藝有哪些？它們與熱塑性塑料普通注射成形工藝的差別是什么？

※導(dǎo)入新課：展示擠出成形圖片，引出什么是擠出成形。新課內(nèi)容：

一、塑料擠出成形

擠出成形主要用于生產(chǎn)熱塑性塑料型材、薄膜、中空制品等塑料制品。

1、擠出成形工藝的分類

擠出成形工藝分為型材擠出成形、薄膜擠出吹塑成形和中空制品擠出吹塑成形。

（1）型材擠出成形 ※按圖1－45講解：擠出機螺桿連續(xù)轉(zhuǎn)動，料斗中的塑料進(jìn)入料筒后沿螺旋槽向前輸送，并在料筒外電加熱器的加熱和自身剪切摩擦熱的作用下塑化成熔體流入料筒前端，再經(jīng)過濾網(wǎng)和多孔板進(jìn)入擠出模。熔體在流經(jīng)擠出模囗部的環(huán)形縫隙時被擠壓成管狀，緊接著進(jìn)入定型裝置（定徑套）冷卻定型，然后再進(jìn)入冷卻水槽中進(jìn)一步冷卻。充分冷卻的管子由可調(diào)節(jié)牽引速度的牽引裝置勻速拉出，經(jīng)切割裝置按規(guī)定的長度切斷，即可獲得一定壁厚及一定長度的塑料管材。

（2）薄膜擠出吹塑成形 ※按圖1－46講解：擠出機輸送的熔融塑料流經(jīng)擠出模口部縫隙時被擠成圓筒形的薄壁管坯，從擠出模下方的進(jìn)氣口向管坯內(nèi)充入壓縮空氣，使管坯橫向吹脹成膜管。膜管由牽引輥連續(xù)地進(jìn)行縱向牽拉，在經(jīng)冷卻風(fēng)環(huán)時受到壓縮空氣的冷卻作用而定型。充分冷卻的膜管被導(dǎo)輥壓成雙折薄膜，通過牽引輥以恒定的線速度進(jìn)入卷取裝置。充入膜管的壓縮空氣量（壓力）應(yīng)保持恒定，以保證薄膜的厚度和寬度保持不變。

（3）中空制品擠出吹塑成形 ※按圖1－46及動畫講解：將擠出機擠出的半熔融狀態(tài)的塑料管坯趁熱置于模具中并立即在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使其緊貼于模腔壁上成形，冷卻起膜后即得中空制品。

2、擠出成形設(shè)備

※引導(dǎo)學(xué)生再次觀察圖1－45分析擠出成形設(shè)備的組成。擠出成形設(shè)備包括主機和輔機兩個組成部分。

（1）主機即擠出機，它的作用是完成塑料的加料、塑化和輸送工作。擠出工藝最基本和最常用的是單螺桿擠出機。

（2）輔機的作用是將由擠出模擠出的、已獲得初步形狀和尺寸的連續(xù)塑料體進(jìn)行定型，使其形狀和尺寸固定下來，再經(jīng)切割加工等工序，最終成為可供應(yīng)用的塑料型材或其他塑料制品。擠出成形不同品種的塑料制品需要應(yīng)用不同種類的擠出輔機，常用的擠出輔機有擠管輔機、擠板輔機、薄膜吹塑輔機等。不同種類的擠出輔機在配置和結(jié)構(gòu)上都有很大的差別，但一般均由定型、冷卻、牽引、切割、卷?。ɑ蚨逊牛┑任鍌€環(huán)節(jié)組成。

3、管材擠出成形工藝條件（1）溫度

管材擠出成形需要控制的溫度有料筒溫度和模具溫度?！喴治觯簻囟冗^高或過低對擠出成形的影響。

（2）擠出速率

擠出速率主要決定于螺桿轉(zhuǎn)速。

※簡要分析：螺桿轉(zhuǎn)速過高或過低對擠出成形的影響。（3）牽引速度

牽引裝置的牽引速度應(yīng)與擠出速率相適應(yīng)，一般應(yīng)比熔料流出擠出模囗部的速度稍快。牽引速度應(yīng)保持穩(wěn)定，否則會使管材的壁厚和直徑產(chǎn)生波動。

（4）壓縮空氣壓力

用內(nèi)壓法使管材定徑時，壓縮空氣的壓力一般為0.02－0.05MPa，壓力應(yīng)保持穩(wěn)定。

二、壓縮成形和壓注成形

1、壓縮成形和壓注成形的原理及過程（1）壓縮成形原理和過程 ※按圖1－48及動畫講解：

①原理：先將塑料加入已經(jīng)預(yù)熱至成形溫度的模具加料腔內(nèi)，如圖1－48a所示。液壓機通過模具上凸模對模腔中的塑料施加很高的壓力，使塑料在高溫、高壓下先由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)并充滿模腔，如圖1－48b所示。然后樹脂產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，經(jīng)一定時間使塑料固化定型后，即可開模取出塑件。

②壓縮成形的工藝過程：一般包含加料、合模、加壓、排氣、固化、起模、清理模具、修整塑件等一系列操作，對于帶有嵌件的塑件，在加料前還需先安放好嵌件。

（2）壓注成形原理和過程 ※按圖1－49及動畫講解： ①原理：先將塑料加入預(yù)熱到規(guī)定溫度的模具外加料腔內(nèi)受熱至粘流態(tài)，如圖1－49a所示。在柱塞壓力的作用下，粘流態(tài)的塑料經(jīng)過模具澆注系統(tǒng)充滿模腔，如圖1－49b所示。然后塑料在模腔中繼續(xù)受高溫高壓的作用，致使樹脂產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，待固化定型后開模取件。

②壓注成形的工藝過程：與壓縮成形的工藝過程略有差異，主要包含安放嵌件、合模、安裝外加料腔、加料、安放柱塞、加壓充模、卸壓排氣、加熱加壓固化、起模、清貍模具、修整制件等操作。

2、壓縮成形與壓注成形的工藝條件（1）成形壓力

指液壓機對塑件在垂直于加壓方向的平面上的單位投影面積所施加的作用力。

※簡要分析：成形壓力過大或過小對壓縮成形與壓注成形的影響。

（2）成形溫度

通常就是指模具溫度。

※簡要分析：成形溫度過高或過低對壓縮成形與壓注成形的影響。（3）成形時間

成形時間是指從合模加壓到開模取件的這一段時間。※分析：

①成形時間與成形溫度有關(guān)。提高成形溫度可以縮短成形時間，但是成形溫度提高到一定程度后，成形時間的縮短就極為有限。例如，酚醛塑料粉壓縮成形，成形溫度從120 ℃增加到160℃時，成形時間從20 min減少到1 min，而從160 ℃增加到180 ℃時，成形時間基本不變。

②成形時間不僅與成形溫度有關(guān)，還受其他因素的影響。對于流動性差，固化速度慢，水分及揮發(fā)物含量多，未經(jīng)預(yù)壓、預(yù)熱的塑料，壁厚大的塑件，或在成形壓力較小時，成形時間就要求長些。

3、壓縮成形與壓注成形用的塑料液壓機 用于壓縮和壓注成形的塑料液壓機主要有上壓式液壓機、下壓式液壓機。上壓式液壓機適用于移動式、固定式壓縮模和移動式壓注模，下壓式液壓機適用于固定式壓注模。

小結(jié)：

1、擠出成形工藝分為型材擠出成形、薄膜擠出吹塑成形和中空制品擠出吹塑成形。

2、擠出成形設(shè)備包括主機和輔機兩個組成部分。

3、管材擠出成形工藝條件有料筒溫度和模具溫度、擠出速率、牽引速度、壓縮空氣壓力。

4、壓縮成形的工藝過程一般包含加料、合模、加壓、排氣、固化、起模、清理模具、修整塑件等一系列操作。

5、壓注成形的工藝過程主要包含安放嵌件、合模、安裝外加料腔、加料、安放柱塞、加壓充模、卸壓排氣、加熱加壓固化、起模、清貍模具、修整制件等操作。

6、壓縮成形與壓注成形的工藝條件有成形壓力、成形溫度、成形時間。課后作業(yè)：

1、擠出成形能用于生產(chǎn)哪些塑料制品？其成形原理是什么？

2、壓注成形和壓縮成形主要用于成形什么類型的塑料？兩者相比各有哪些特點？

3、壓縮成形時,成形壓力有什么作用？成形溫度對成形工藝和塑件質(zhì)量有何影響？

教學(xué)后記：

第二篇：塑料注射成形工藝 教案

《模具工程技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案[7]

[課題編號] 1-3②

[課題名稱] 塑料注射成形工藝 [教材版本] 任建偉主編、中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材—模具工程技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，2002。

[教學(xué)目標(biāo)與要求]

一、知識目標(biāo)

1、掌握注射成形工藝的原理及工藝過程；

2、掌握注射成形設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)組成；

3、了解注射機的技術(shù)參數(shù)；

4、了解注射成形的工藝條件。

二、能力目標(biāo)

1、根據(jù)塑料的特性及注射成形工藝的原理分析注射成形的工藝條件；

2、能分析臥式注射機的結(jié)構(gòu)組成、技術(shù)參數(shù)及其工作過程。[教學(xué)重點]

1、注射成形工藝的原理及工藝過程；

2、注射成形設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)組成。

[分析學(xué)生] 學(xué)生對注射成形工藝及其設(shè)備缺乏感性認(rèn)識，對注射機的技術(shù)參數(shù)及注射成形的工藝條件較難理解。

[教學(xué)思路設(shè)計] 參觀現(xiàn)場，或借助動畫手段演示注射成形工藝的原理及工藝過程，通過直觀教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，靈活運用講解、討論等教學(xué)法。

[教學(xué)資源] 相關(guān)實物、動畫、圖片等。[教學(xué)安排] 3課時 教學(xué)策略：參觀現(xiàn)場，或借助動畫手段進(jìn)行演示，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真觀察，積極思考與討論。

[教學(xué)過程] ※復(fù)習(xí)：

1、根據(jù)塑料性能，塑料可分為哪些類型？它們之間的區(qū)別是什么？

2、塑料的成形工藝性能指標(biāo)有哪些？它們對塑料件的質(zhì)量各有什么影響？ ※導(dǎo)入新課：展示注射成形的制品或演示注射成形工藝動畫，引出什么是注射成形工藝。新課內(nèi)容：

一、塑料注射成形工藝

注射成形又稱注射模塑或注塑，主要用于熱塑性塑料的成形，也用于少量熱固性塑料的成形。

1、普通注射成形工藝

是在熱塑性塑料通用注射機上進(jìn)行的注射成形工藝。（1）原理：

※結(jié)合動畫演示和圖片進(jìn)行講解：

如圖1-38所示：將塑料加入注射機的料筒內(nèi)加熱塑化成呈粘流態(tài)的熔體，然后借助螺桿（或柱塞）的推力，使熔體以較高的壓力和速度經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)充滿閉合的模具型腔，再經(jīng)一定時間的冷卻使塑料硬化定型后，即可開啟模具，取出制品。

（2）普通注射成形的工藝過程：

※引導(dǎo)學(xué)生再次觀察注射成形工藝過程，再得出以下結(jié)論：

合?！恿纤芑⑸洹骸萍鋮s→開模→制件頂出。（2）特種注射成形工藝 ※簡要介紹：

為了滿足某些場合的特殊需要，在通用注射成形工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，形成了許多特種注射成形工藝。

①熱固性塑料注射成形工藝：需要使用專用的熱固性塑料注射機。其原理是將塑料加入注射機料筒內(nèi)加熱到90℃左右，使塑料產(chǎn)生物理變化和緩慢的化學(xué)變化而塑化成呈稠膠狀的物料；然后由螺桿或柱塞以120－200 MPa的壓力將此物料注射入溫度為170－180C°的模具型腔內(nèi)，在模具的繼續(xù)加熱下，塑料產(chǎn)生快速的化學(xué)變化而逐漸固化；經(jīng)過一定時間使塑件固化定型后即可開模取出塑件。

②熱流道注射成形工藝：是利用熱流道模成形塑件的一種注射成形工藝方法，它與普通注射成形工藝的區(qū)別是在注射成形過程中模具澆注系統(tǒng)內(nèi)的熔料不會凝固，也不隨塑件起模。

③氣體輔助注射成形工藝：簡稱氣輔注射成形，其原理如圖1－39所示：先將一定量的熔融塑料注射入模具型腔，然后通過流道向模腔內(nèi)輸入惰性壓縮氣體（N2）；借助氣體壓力將熔料繼續(xù)推進(jìn)并將注入型腔的熔料吹脹，直至熔料貼滿模具型腔的壁面，在塑件內(nèi)部形成中空的氣道。氣輔注射成形的優(yōu)點是：塑件的表面質(zhì)量較高；能夠避免塑件厚薄不均造成的縮痕和翹曲變形，如圖1-40a所示；能代替加強肋提高塑件的剛度，如圖1-40b所示；能減輕塑件質(zhì)量，降低塑件成本。

④注射吹塑成形工藝：注射吹塑是用于生產(chǎn)中空塑件的注射成形工藝，圖1－41是模芯作回轉(zhuǎn)運動的注射吹塑成形原理：先將熔料注入坯模形成管坯，然后在管坯冷卻凝固前打開模具，轉(zhuǎn)動模芯使管坯移至吹塑模腔，合上模具完成吹塑成形。

二、注射成形設(shè)備

1、塑料注射機的類型和結(jié)構(gòu)組成（1）塑料注射機的類型

①塑料注射機按用途可以分為熱塑性塑料通用注射機和專用注射機（熱固性塑料注射機、注射吹塑機、發(fā)泡注射機、排氣注射機等）；

②按外形可以分為臥式注射機、立式注射機和直角式注射機；

③按塑料在料筒內(nèi)的塑化方式可以分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。目前，在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的是臥式螺桿式熱塑性塑料通用注射機。（2）塑料注射機的結(jié)構(gòu)組成

※按圖1－42為臥式注射機講解： ①注射裝置的作用是：將一定量的塑料加入料筒；將加入料筒內(nèi)的塑料加熱并均勻地塑化成熔體；以足夠的速度和壓力將一定量的塑料熔體注射進(jìn)模具型腔；注射完成后保持一定時間和壓力，進(jìn)行補縮并防止熔體返流。

②合模裝置的作用是：準(zhǔn)確可靠地安裝模具；實現(xiàn)模具的開、合模動作；注射時保證可靠地鎖緊模具；開模時保證制件頂出起模。

③液壓和電氣控制系統(tǒng)的作用是：控制注射機的工作循環(huán)過程和成形工藝條件，使注射機按注射工藝預(yù)定的動作要求和工作要求準(zhǔn)確有效地工作。

④機架的作用是：將上述三個部分，組合在一起，同時作為液壓系統(tǒng)的油箱。

2、塑料注射機的技術(shù)參數(shù)（1）注射量：是指注射機進(jìn)行一次注射成形所能注出的熔料的最大容積，它決定了一臺注射機所能成形的塑件的最大體積。

①公稱注射量：是指在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時注射機所能達(dá)到的最大注射量。

②理論注射量是指注射機在理論上能夠達(dá)到的最大注射量，它與注射機實際能夠達(dá)到的最大注射量之間的關(guān)系可用下式表示：

Vg=αV1

式中：Vg—注射機最大注射量，cm3

V1—注射機理論注射量，cm3； α—射出系數(shù)。

射出系數(shù)α受注射成形工藝條件的影響，實際生產(chǎn)中常取0.7－0.9。注射機的注射量應(yīng)與塑件的體積相適應(yīng)，用下式校核：

V≤KVg

式中：V—塑件及澆注系統(tǒng)的總體積，cm3；

K—注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取K=0.8（2）合模力：是指在注射成形時注射機合模裝置對模具施加的夾緊力。注射機的合模力應(yīng)大于模腔內(nèi)塑料熔體壓力產(chǎn)生的脹開模具的力，即：

F≥pqA 式中：F——合模力，kN；

pq——模腔內(nèi)熔體的壓力，MPa，一般取注射壓力的1/3－2/3； A——所有塑件及澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積之和。

（3）模板尺寸和拉桿間距：模具最大外形尺寸不能超過注射機動、定模板的外形尺寸，同時必須保證模具能通過拉桿間距安裝到動、定模板上，模板上還應(yīng)留有足夠的余地用于裝夾模具。

（4）最大和最小模具厚度：模具的厚度一般應(yīng)在注射機允許的最大模具厚度和最小模具厚度之間，即：

Hmin≤H≤Hmax

式中：H——模具厚度，mm；

Hmin——注射機允許的最小模具厚度，mm； Hmax——注射機允許的最大模具厚度，mm。

（5）開模行程：注射機的開模行程必須保證模具開啟后能順利取出塑件。不同結(jié)構(gòu)的模具所需開模行程有一定的差異。

※案例：對圖1－43模具進(jìn)行開模行程核算。

①對于圖1－43a中的模具，開模行程s≥Hl + H2 +（5—10 mm）②對于圖1-43b中的模具，開模行程s≥H1+H2+H3+（5－10mm）

（6）頂出機構(gòu)參數(shù)：注射機頂出機構(gòu)的形式有：中心機械頂出、兩側(cè)機械頂出、中心液壓頂出加兩側(cè)機械頂出。

（7）噴嘴頭部尺寸：注射機噴嘴的頭部尺寸和模具上與之接觸的主澆道的口部尺寸如圖1—44a所示，兩者之間應(yīng)相互吻合，不能出現(xiàn)圖1－44b、c的情形，具體要求如下：

D1=D＋（0.5－1mm）R1=R＋（1－2mm）

※討論：圖1－44b、c的噴嘴頭部結(jié)構(gòu)為什么不好？

3、塑料注射機規(guī)格型號 目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

舊型號的注射機：如SYS－30、XS－Z－60、XS－ZY－l25A，XS－ZY－250。其中SYS、XS－Z，XS－ZY分別表示立式注射機、臥式柱塞式注射機和臥式螺桿式注射機，主參數(shù)后的字母為改型設(shè)計序號，數(shù)字表示公稱注射量。新型號的注射機：如SZL－15/30、SZ300/1400、SZG－500/1500。其中SZ、SZL、SZG分別表示臥式注射機、立式注射機和熱固性塑料注射機，分?jǐn)?shù)表示理論注射量／合模力。

三、注射成形的工藝條件

1、料筒和噴嘴溫度

料筒溫度應(yīng)高于塑料的粘流溫度（無定形塑料）或熔點（結(jié)晶形塑料）溫度?！喴治觯毫贤矞囟冗^高或過低對注塑的影響。噴嘴的溫度應(yīng)略低于料筒前端的溫度。※簡要分析：噴嘴溫度過高或過低對注塑的影響。

2、注射壓力與注射速度

螺桿或柱塞在注射時對單位面積的塑料熔體施加的作用力，稱為注射壓力?！喴治觯鹤⑸鋲毫^高或過低對注塑的影響。螺桿或柱塞在注射時的移動速度稱為注射速度?！喴治觯鹤⑸渌俣冗^高或過低對注塑的影響。

3、保壓壓力和保壓時間 熔料充滿模腔后，螺桿或柱塞必須在一定時間內(nèi)繼續(xù)保持對料筒內(nèi)熔料的壓力。保壓的作用主要是補縮，即在模腔內(nèi)的塑料熔體冷卻收縮后能補充一部分熔料進(jìn)入模腔，以提高塑件質(zhì)量。

保壓壓力一般等于注射壓力，也可以小于注射壓力?！喴治觯罕簤毫^高或過低對注塑的影響。

保壓時間與料溫、模溫、塑件壁厚、模具澆注系統(tǒng)尺寸大小等有關(guān)。當(dāng)保壓時間增加到使塑件尺寸趨于穩(wěn)定時，對應(yīng)的時間就是最佳保壓時間。

4、冷卻時間 是指從注射、保壓結(jié)束到模具開啟的這一段時間，它一般占成形周期的70%－80%。一般以塑件起模時不致引起變形為原則作為確定最短冷卻時間的依據(jù)。

※簡要分析：冷卻時間過長或過短對注塑的影響。

5、螺桿轉(zhuǎn)速與背壓

※簡要分析：螺桿轉(zhuǎn)速過高或過低對注塑的影響。背壓又稱塑化壓力，是指在加料塑化過程中螺桿轉(zhuǎn)動后退時，料筒前端的熔料所具有的壓力。一般情況下，對于結(jié)晶型塑料應(yīng)取較高的螺桿轉(zhuǎn)速和背壓，對于熱敏性塑料和熔體粘度高的塑料應(yīng)取較低的螺桿轉(zhuǎn)速和背壓。

※簡要分析：背壓過高或過低對注塑的影響。

6、模具溫度

注射成形熔體粘度低、流動性好的無定形塑料時，一般要求模具有較低的溫度。注射成形熔體粘度高、流動性差的無定形塑料時，一般要求模具有較高的溫度。注射成形結(jié)晶型塑料時，應(yīng)根據(jù)塑料結(jié)晶度的要求來確定模具溫度。

※簡要分析：模具溫度過高或過低對注塑的影響。

7、加料量與余料 注射成形必須準(zhǔn)確控制加料量，并保證每次注射后料筒前端留有一定的余料。余料量一般控制在10一20mm。

※簡要分析：加料量過多或過少對注塑的影響。小結(jié)：

1、普通注射成形的工藝過程：合模→加料塑化→注射→保壓→制件冷卻→開?！萍敵觥?/p>

2、特種注射成形工藝有熱固性塑料注射成形工藝、熱流道注射成形工藝、氣體輔助注射成形工藝、注射吹塑成形工藝。

3、在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的是臥式螺桿式熱塑性塑料通用注射機。塑料注射機一般由注射裝置、合模裝置、液壓和電氣控制系統(tǒng)、機架等四個部分組成。

4、塑料注射機的技術(shù)參數(shù)有：注射量、合模力、模板尺寸和拉桿間距、最大和最小模具厚度、開模行程、頂出機構(gòu)參數(shù)、噴嘴頭部尺寸。

5、注射成形需要合適的工藝條件，包括料筒和噴嘴溫度、注射壓力與注射速度、保壓壓力和保壓時間、冷卻時間、螺桿轉(zhuǎn)速與背壓、模具溫度、加料量與余料。

課后作業(yè)：

1、塑料注射成形工藝的原理是什么？注射成形過程一般包含哪些環(huán)節(jié)？

2、塑料的特種注射成形工藝有哪些？它們與熱塑性塑料普通注射成形工藝的差別是什么？

3、選用塑料注射機時應(yīng)校核哪些參數(shù)？如何校核？

4、塑料注射成形的工藝條件有哪些？它們對注射成形工藝和塑件質(zhì)量有何影響？

教學(xué)后記：

第三篇：注塑材料的成形工藝

加工手段主要有：注塑，擠出，吹塑，吸塑等。注塑可以加工生產(chǎn)比較復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，比如電視機外殼等。它是把塑料粒子預(yù)先在料管中加熱，然后通過螺桿下壓，把融化的原料注入到模具，冷卻成型后就制成了產(chǎn)品。擠出就是原料經(jīng)螺桿的連續(xù)推動，使之在料管中（俗稱炮筒）加熱塑化，然后在定型的模具中擠出，獲得所需的形狀，比如塑料扣板，水管等。吹塑和擠出有點相似，只不過它是把壓縮空氣置于其中來獲得形狀，比如塑料薄膜，塑料瓶等。吸塑比較簡單，它先把預(yù)先制成的塑料片材，經(jīng)過烘箱焙烤，然后放置在模具中，通過負(fù)壓使片材與模具密貼而獲得形狀。

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注塑成型原理及注塑過程介紹 ：注(射模)塑(或稱注射成型)是塑料先在注塑機的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。它不僅可在高生產(chǎn)率下制得高精度，高質(zhì)量的制品，而且可加工的塑料品種多和用途廣，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。A注塑機的基本功能：注塑是通過注塑機來實現(xiàn)的。注塑機的基本功能是：1。加熱塑料，使其達(dá)到熔融狀態(tài);2。對熔體施加高壓，使其射出而充滿模腔。B注塑過程/設(shè)備：熱塑性塑料的注塑操作一般是由塑煉。充模。壓實和冷卻等所組成的。所用設(shè)備是由注塑機。注塑模具及輔助設(shè)備(如物料干燥等)組成的。

C注射裝置：注射裝置在注塑機過程中主要實現(xiàn)塑煉。計量。注射和保壓補縮等功能。螺桿式注射裝置用得最多，它是將螺桿塑煉和注射用柱塞統(tǒng)一成為一根螺桿而成的。實質(zhì)上，應(yīng)稱為同軸往復(fù)復(fù)桿式注射裝置。它在工作時，料斗內(nèi)的塑料靠自身的重量落入加熱料筒內(nèi)，通過螺桿的轉(zhuǎn)動，塑料沿螺槽向前移動，這時物料受到加熱料筒外部加熱器加熱，同時內(nèi)部還有剪切產(chǎn)生的熱，溫度上升在成為熔融狀態(tài)。隨著加熱料筒前端材料的貯存，這些材料產(chǎn)生的反作用力(背壓)將螺桿向后推，利用限位開關(guān)限制其后退量，當(dāng)后退到一定位置時，使螺桿停止轉(zhuǎn)動，由此決定(計量)一次的注射量。

模內(nèi)的材料冷卻后，制品一經(jīng)取出，就再次合上模具，進(jìn)入注射工序，這時注射裝置的液壓缸(注射油缸)向螺桿施力，在高壓下螺桿成為射料桿，將其前端的熔體從噴嘴注入模具內(nèi)。

螺桿式注射裝置是由螺桿，料筒，噴嘴和驅(qū)動裝置等部分構(gòu)成的。注射用螺桿一般分加料，壓縮，和計量三段，壓縮比為2~3，長徑比為16~18。當(dāng)熔體從噴嘴射出去時，由于加壓熔體上的注射力怕反作用力，一部分熔體會通過螺桿的螺槽逆流到后部。為防止這種現(xiàn)象，在螺桿的端部裝上止逆閥。對于硬聚氯乙烯，則采用錐形螺桿頭。

料筒是裝納螺桿的部分，它是由耐熱。耐高壓的鋼材制的。在料筒的外圍安裝數(shù)組電熱圈以加熱筒內(nèi)的物料，用熱電偶控制溫度，使塑料具有適宜的溫度。

噴嘴是聯(lián)接料筒和模具的過渡部分，其上裝有獨立的加熱圈，因為它是直接影響塑料熔融狀的重要部分。一般注塑多采用敞開噴嘴對于低粘度聚酉先胺。則采用針閥式噴嘴。

驅(qū)動螺桿的轉(zhuǎn)動可用電動機或液壓馬達(dá)，螺桿的往復(fù)運動是借助液壓力實現(xiàn)的。

通過注射裝置表征注塑機的參數(shù)有：注射量是指注塑機每次注入模內(nèi)的最大量，可用注射聚苯乙烯熔體的質(zhì)量表示，或用注射熔體的容積表示;注射壓力是

指在注射時施加于料筒截面上的壓力;注射速度則指注射時螺桿的移動速度。D合模裝置：合模裝置除了完成模具的開合動作之外，其主要任務(wù)是以足夠的力抗沖注射到模具內(nèi)的熔體的高壓力，使模具鎖緊。不讓它張開。

合模機構(gòu)無論是機械還是液壓或液壓機械式，應(yīng)保證模具開合靈活，準(zhǔn)時，迅速而安全。從工藝上要求，開合模具確要有緩沖作用，模板的運行速度應(yīng)在合模時先快后慢，而在開模時應(yīng)先慢再慢。借以防止損壞模具及制件。

在成型過程中為了保持模具閉合而施加到模具上的力稱為合模力，其值應(yīng)大于模腔壓力與制件投影面積(包括分流道)之積。模腔內(nèi)的平均壓力一般在20~45Mpa之間。

由于合模力慎線反映出注塑機成型制品面積的大小，所以常用注塑機的最大合模力來表示注塑機的規(guī)格，但合模力與注射量之間也存在一個大致的比例關(guān)系?？墒?，合模力表示法并不能直接反映注射制品體積的大小，使用起來還不方便。要國際上許多廠家采用合模力/當(dāng)量注射容積表示注塑機的規(guī)格，對于注射容積，為了對于不同機器都有一個共同的比較標(biāo)準(zhǔn)，特規(guī)定注射壓力屢100Mpa時的理論注射容積，即當(dāng)量注射容積=理論注射容積*額定注射壓力/100Mpa。E控制系統(tǒng)：注塑機液壓控制系統(tǒng)主要分常規(guī)液壓控制系統(tǒng)，伺服控制系統(tǒng)和比例控制系統(tǒng)。由于液壓系統(tǒng)復(fù)雜，這里以比例閥油路系統(tǒng)為例說明梗概。這一系統(tǒng)的特點是：在油路系統(tǒng)中有控制流量的和壓力怕比例元(電磁比例流量閥或電磁比例流量換向閥，電磁比例壓力閥)。

通過外邊給定電的仿真信號和磁力的比例作用，來控制閥芯的開口量或閥芯的彈簧力對系統(tǒng)流量或壓力進(jìn)行控制，從而達(dá)到注射速度，螺桿速度，啟閉速度與注射壓力。保壓壓力。螺桿轉(zhuǎn)矩。注射座推力。頂出力。模具保護(hù)壓力實行單級，多級控制或無級控制。答案補充

那叫塑料改性，是添加了一些添加劑，根據(jù)要改的性質(zhì)不同，添加的添加劑也是不同的

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1.所謂注塑成型（Injection Molding）是指，受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之注射成型過程大致可分為以下6個階段合模 注射 保壓冷卻開模制品取出 上述工藝反復(fù)進(jìn)行，就可連續(xù)生產(chǎn)出制品。

2.所謂模具（Mold）是指，樹脂材料射入金屬模型后得到具有一定形狀的制品的裝置。

塑料模具，是塑料加工工業(yè)中和塑料成型機配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機和塑料制品的結(jié)構(gòu)又繁簡不一，所以，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。

一種用于壓塑、擠塑、注射、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括 塑料模具 由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截斷組件和側(cè)截組合

板組成的具有可變型芯的凸模。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化?？杉庸げ煌螤?、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工業(yè)中和塑料成型機配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機和塑料制品的結(jié)構(gòu)又繁簡不一，所以，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。

隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高,塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大,塑料制品所占的比例正迅猛增加.一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件.塑料產(chǎn)品的用量也正在上升.塑料模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具.它由幾組零件部分構(gòu)成,這個組合內(nèi)有成型模腔.注塑時,模具裝夾在注塑機上,熔融塑料被注入成型模腔內(nèi),并在腔內(nèi)冷卻定型,然后上下模分開,經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開模具,最后模具再閉合進(jìn)行下一次注塑,整個注塑過程是循環(huán)進(jìn)行的.按照成型方法的不同，可以劃分出對應(yīng)不同工藝要求的塑料加工模

塑料模具具類型，主要有注射成型模具、擠出成型模具、吸塑成型模具、高發(fā)泡聚苯乙烯成型模具等。

1、塑料注射（塑）模具

它主要是熱塑性塑料件產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的一種成型模具，塑料注射成型模具對應(yīng)的加工設(shè)備是塑料注射模具對應(yīng)的加工設(shè)備是塑料注射成型機，塑料首先在注射機底加熱料筒內(nèi)受熱熔融，然后在注射機的螺桿或柱塞推動下，經(jīng)注射機噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入 模具型腔，塑料冷卻硬化成型，脫模得到制品。其結(jié)構(gòu)通常由成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐部件等部分組成。制造材料通常采用塑料模具鋼模塊，常用的材質(zhì)主要為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼，高速鋼等。注射成型加工方式通常只適用于熱塑料品的制品生產(chǎn)，用注射成型工藝生產(chǎn)的塑料制品十分廣泛，從生活日用品到各類復(fù)雜的機械，電器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種加工方法。

2、塑料壓塑模具

包括壓縮成型和壓注成型兩種結(jié)構(gòu)模具類型。它們是主要用來成型熱固性塑料的一類模具，其所對應(yīng)的設(shè)備是壓力成型機。壓縮成型方法根據(jù)塑料特性，將模具加熱至成型溫度（一般在103°—108°），然后將計量好的壓塑粉放入模具型腔和加料室，閉合模具，塑料在高熱，高壓作用下呈軟化粘流，經(jīng)一定時間后固化定型，成為所需制品形狀。壓注成型與壓縮成型不同的是沒有單獨的加料室，成型前模具先閉合，塑料在加料室內(nèi)完成預(yù)熱呈粘流態(tài)，在壓力作用下調(diào)整擠入模具型腔，硬化成型。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑料如難以熔融的熱塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷壓成型），光學(xué)性能很高的樹脂鏡片，輕微發(fā)泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。壓塑模具主要由型腔、加料腔、導(dǎo)向機構(gòu)、推出部件、加熱系統(tǒng)等組成。壓注模具廣泛用于封裝電器元件方面。壓塑模具制造所用材質(zhì)與注射模具基本相同。

3、塑料擠出模具

用來成型生產(chǎn)連續(xù)形狀的塑料產(chǎn)品的一類模具，又叫擠出成型機頭，廣泛用于管材、棒材、單絲、板材、薄膜、電線電纜包覆層、異型材等的加工。與其對應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備是塑料擠出機，其原理是固態(tài)塑料在加熱和擠出機的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓條件下熔融，塑化，通過特定形狀的口模而制成截面與口模形狀相同的連續(xù)塑料制品。其制造材料主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金工具等，有些擠出模具在需要耐磨的部件上還會鑲嵌金剛石等耐磨材料。擠出中工工藝通常只適用熱塑性塑料品制品的生產(chǎn)，其在結(jié)構(gòu)上與注塑模具和壓塑模具有明顯區(qū)別。

3、塑料吹塑模具

是用來成型塑料容器類中空制品（如飲料瓶、日化用品等各種包裝容器）的一種模具，吹塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型（俗稱“注拉吹”），多層吹塑中空成型，片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所對應(yīng)的設(shè)備通常稱為塑料吹塑成型機，吹塑成型只適用于熱塑料品種制品的生產(chǎn)。吹塑模具結(jié)構(gòu)較為簡單，所用材料多以碳素多則制造。

4、塑料吸塑模具

是以塑料板、片材為原料成型某些較簡單塑料制品的一種模具，其原理是利用抽真空盛開方法或壓縮空氣成型方法使固定在凹?；蛲鼓Ｉ系乃芰习濉⑵?，在加熱軟化的情況下變形而貼在模具的型腔上得到所需成型產(chǎn)品，主要用于一些日用品、食品、玩具類包裝制品生產(chǎn)方面。吸塑模具因成型時壓力較低，所以模具材料多選用鑄鋁或非金屬材料制造，結(jié)構(gòu)較為簡單。

5、高發(fā)泡聚苯乙烯成型模具

是應(yīng)用可發(fā)性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和發(fā)泡劑組成的珠狀料）原料來成型各種所需形狀的泡沫塑料包裝材料的一種模具。其原理是可發(fā)聚苯乙烯在模具內(nèi)能入蒸汽成型，包括簡易手工操作模具和液壓機直通式泡沫塑料模具兩種類型，主要用來生產(chǎn)工業(yè)品方面的包裝產(chǎn)品。制造此種模具的材料有鑄鋁、不銹鋼、青銅等.結(jié)構(gòu)及基本零件

1、組成

吹塑模、鑄塑模和熱成型模的結(jié)構(gòu)較為簡單。

壓塑模、注塑模和傳塑模結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,構(gòu)成這類模具的零件也較多。

基本零件有：

①成型零件，包括凹模、凸模、各種成型芯，都是成型制品內(nèi)、外表面或上、下端面、側(cè)孔、側(cè)凹和螺紋的零件。

②支承固定零件，包括模座板、固定板、支承板、墊塊等，用以固定模具或支承壓力。

③導(dǎo)向零件,包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套,用以確定模具或推出機構(gòu)運動的相對位置。

④抽芯零件，包括斜銷、滑塊等,在模具開啟時用以抽出活動型芯,使制品脫模。

⑤推出零件，包括推桿、推管、推塊、推件板、推件環(huán)、推桿固定板、推板等，用以使制品脫模。注塑模多推廣采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這種模架是由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的基本零件成套組合而成，其模腔可根據(jù)制品形狀自行加工。采用標(biāo)準(zhǔn)模架有利于縮短制模周期。

2、作用

定模座板(面板)：它的作用是將前模固定在上面。

流道板（水口板）：它的作用就是在開模時把流道中的料去除。

定模固定板：它的主要作用是和b板一起成型產(chǎn)品。

推板：它的主要作用是在開模時將產(chǎn)品從模具中脫出。

動模固定板：它的主要作用是和a板一起成型產(chǎn)品。

墊板：它的作用是加強a板的強度和固定a板上的一些零件。

墊塊：模腳，方鐵等。它的作用是讓頂板有足夠的活動空間。

頂板：它的主要作用是固定頂針并在開模時通過注射機的頂桿推動頂針。

動模座板：下夾板，底板等。它的主要作用是將后模固定在上面。

導(dǎo)柱和導(dǎo)套：它們的主要作用是起導(dǎo)向作用，使前后?？梢皂樌瓿伤械膭幼?。

頂針：它的主要作用是在開模時將產(chǎn)品從推出。

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A.鎖模力計算：

撐模力量＝成品在開關(guān)模方向的投影面積(cm2)×模穴數(shù)×模內(nèi)壓力(kg/cm2);模內(nèi)壓力隨材料的不同而不同，一般原料取350-400kg/c㎡ 鎖模力通常是要大于撐模力量的1.17倍！

B.怎樣選擇合適的注塑機 ：

1、選對型: 由產(chǎn)品及塑料決定機種及系列。

由于注塑機有非常多的種類，因此一開始要先正確判斷此產(chǎn)品應(yīng)由哪一種注塑機，或是哪一個系列來生產(chǎn)，例如是一般熱塑性塑膠或電木原料或PET原料等，是單色、雙色、多色、夾層或混色等。此外，某些產(chǎn)品需要高穩(wěn)定（閉回路）、高精密、超高射速、高射壓或快速生產(chǎn)（多回路）等條件，也必須選擇合適的系列來生產(chǎn)。

2、放得下 ：由模具尺寸判定機臺的“大柱內(nèi)距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盤尺寸”是否適當(dāng)，以確認(rèn)模具是否放得下。

模具的寬度及高度需小于或至少有一邊小于大柱內(nèi)距；

模具的寬度及高度最好在模盤尺寸范圍內(nèi)；

模具的厚度需介于注塑機的模厚之間；

模具的寬度及高度需符合該注塑機建議的最小模具尺寸，太小也不行。

3、拿得出 ：由模具及成品判定“開模行程”及“托模行程”是否足以讓成品取出。

開模行程至少需大于成品在開關(guān)模方向的高度的兩倍以上，且需含豎澆道（sprue）的長度；

托模行程需足夠?qū)⒊善讽敵觥?/p>

4、鎖得住 ：由產(chǎn)品及塑料決定“鎖模力”噸數(shù)。

當(dāng)原料以高壓注入模穴內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力量，因此注塑機的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開。鎖模力需求的計算如下：

由成品外觀尺寸求出成品在開關(guān)模方向的投影面積；

撐模力量＝成品在開關(guān)模方向的投影面積(cm2)×模穴數(shù)×模內(nèi)壓力(kg/cm2);

模內(nèi)壓力隨原料而不同, 一般原料取350~400kg/cm2;

機器鎖模力需大于撐模力量，且為了保險起見，機器鎖模力通常需大于撐模力量的1.17倍以上。

至此已初步?jīng)Q定夾模單元的規(guī)格，并大致確定機種噸數(shù)，接著必須再進(jìn)行下列步驟，以確認(rèn)哪一個射出單元的螺桿直徑比較符合所需。

5、射得飽: 由成品重量及模穴數(shù)判定所需“射出量”并選擇合適的“螺桿直徑”。

計算成品重量需考慮模穴數(shù)（一模幾穴）；

為了穩(wěn)定性起見，射出量需為成品重量的1.35倍以上，亦即成品重量需為射出量的75％以內(nèi)。

6、射得好 ：由塑料判定“螺桿壓縮比”及“射出壓力”等條件。

有些工程塑料需要較高的射出壓力及合適的螺桿壓縮比設(shè)計，才有較好的成型效果，因此為了使成品射得更好，在選擇螺桿時亦需考慮射壓的需求及壓縮比的問題。

一般而言，直徑較小的螺桿可提供較高的射出壓力。

7、射得快 ：及“射出速度”的確認(rèn)。

有些成品需要高射出率速射出才能穩(wěn)定成型，如超薄類成品，在此情況下，可能需要確認(rèn)機器的射出率及射速是否足夠，是否需搭配蓄壓器、閉回路控制等裝置。一般而言，在相同條件下，可提供較高射壓的螺桿通常射速較低，相反的，可提供較低射壓的螺桿通常射速較高。因此，選擇螺桿直徑時，射出量、射出壓力及射出率（射出速度），需交叉考量及取舍。

此外，也可以采用多回路設(shè)計，以同步復(fù)合動作縮短成型時間。

有一些特殊問題可能也必須再加以考慮：

大小配的問題：

在某些特殊狀況下，客戶的模具或產(chǎn)品可能模具體積小但所需射量大，或模具體積大但所需射量小，在這種況下，廠家所預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可能無法符合客戶需求，而必須進(jìn)行所謂“大小配”，亦即“大壁小射”或“小壁大射”。所謂“大壁小射”指以原先標(biāo)準(zhǔn)的夾模單元搭配較小的射出螺桿，反之，“小壁大射”即是以原先標(biāo)準(zhǔn)的夾模單元搭配較大的射出螺桿。當(dāng)然，在搭配上也可能夾模與射出相差好幾級。

快速機或高速機的觀念：

在實際運用中，越來越多的客戶會要求購買所謂“高速機”或“快速機”。一般而言，其目的除了產(chǎn)品本身的需求外，其他大多是要縮短成型周期、提高單位時間的產(chǎn)量，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，提高競爭力。通常，要達(dá)到上述目的，有幾種做法：

射出速度加快：將電機馬達(dá)及泵浦加大，或加蓄壓器（最好加閉回路控制）；

加料速度加快：將電機馬達(dá)及泵浦加大，或加料油壓馬達(dá)改小，使螺桿轉(zhuǎn)速加快；

多回路系統(tǒng)：采用雙回路或三回路設(shè)計，以同步進(jìn)行復(fù)合動作，縮短成型時間；

增加模具水路，提升模具的冷卻效率。

第四篇：塑性成形工藝及模具設(shè)計課程教案

精編資料

自由鍛工藝過程設(shè)計方法.2,模具形狀對金屬塑性變形和流動的影響.3,課堂進(jìn)行一簡單鍛件的自由鍛工藝過程設(shè)計.六,所需學(xué)時2學(xué)時第八次講課...工藝

《塑性成形工藝及模具設(shè)計》課程教案之二《鍛造工藝學(xué)》輔導(dǎo)教案

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材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料加工工程系

第一次講課

一、講授內(nèi)容

第一章

緒論

一、鍛造工藝學(xué)及其性質(zhì)

二、鍛造生產(chǎn)的特點及其在國民經(jīng)濟中的作用

三、我國鍛造生產(chǎn)的歷史，現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

四、鍛造生產(chǎn)方法的分類及工藝流程

五、課程的任務(wù)。

第二章

鍛造用原材料及下料方法 第一節(jié)

鍛造用鋼錠及型材

一、鋼錠及其冶煉.二、鋼錠的結(jié)構(gòu)

三、鋼錠的內(nèi)部缺陷

四、型材及其常見缺陷

第二節(jié)

下料方法

一、剪切法

二、鋸切法

三、砂輪片切割法

四、折斷法

五、氣割法

六、其它下料方法

二、難點

1、鋼錠和型材的缺陷產(chǎn)生原因及其危害。

2、各種下料方法的原理。

三、基本概念

偏析、夾雜、縮孔、疏松、濺疤、劃痕、折迭、粗晶環(huán)

四、思考題

1、試闡述鎮(zhèn)靜鋼錠的結(jié)構(gòu)及其主要缺陷的產(chǎn)生部位。

2、鋼錠常見缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？

3、常見的型材缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？

4、鍛造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特點？

5、鑄錠作為鍛造坯料時如何下料？

五、要求重點掌握的知識點

1、鋼錠結(jié)構(gòu)及其常見內(nèi)部缺陷。

2、型材及其常見缺陷。

3、常用下料方法及其選擇原則。

六、所需學(xué)時

2小時

第二次講課

一、講授內(nèi)容

第三章

鍛造的熱規(guī)范 第—節(jié)

金屬的鍛前加熱

一、加熱的目的二、加熱方法

第二節(jié)

金屬加熱時產(chǎn)生的缺陷及防止措施

一、氧化

二、脫碳

三、過熱

四、過燒

五、裂紋

第三節(jié)

鍛造溫度范圍的確定

一、始鍛溫度的確定

二、終鍛溫度的確定

第四節(jié)

金屬的加熱規(guī)范

一、加熱規(guī)范制定的原則及方法

二、鋼錠的加熱規(guī)范

三、中、小型鋼坯的加熱規(guī)范

二、難點

1、氧化和脫碳的共性和異性。

2、過熱和過燒的相關(guān)性及其區(qū)別

3、加熱過程溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理及其應(yīng)力分析。

4、始鍛溫度和終鍛溫度正確選擇的必要性。

5、加熱速度的影響因素及其影響規(guī)律。

三、基本概念

加熱規(guī)范、氧化、脫碳、過熱、過燒、過熱溫度、過燒溫度、始鍛溫度、終鍛溫度、鍛造溫度范圍、金屬加熱規(guī)范、最大可能的加熱溫度、允許的加熱溫度、溫度頭、均熱保溫、最小保溫時間、最大保溫時間

四、思考題

1、試說明鍛前加熱的目的和方法。

2、氧化和脫碳有哪些共性和異性？

3、氧化和脫碳可產(chǎn)生哪些危害？如何防止？

4、過燒和過熱有哪些危害? 如何防止？

5、導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有幾種？清闡述它們相應(yīng)的應(yīng)力狀態(tài)。

6、通常圓柱形坯料產(chǎn)生加熱裂紋的危險位置在何處？原因何在？如何防止？

7、鍛造溫度范圍的確定原則和基本方法是什么？

8、怎樣確定碳鋼的始鍛和終鍛溫度？它們受到哪些因素的影響？

9、為什么要制定合理的加熱規(guī)范？加熱規(guī)范包括哪些內(nèi)容？其核心問題是什么？

10、兩種不同概念的加熱速度實質(zhì)上反映了什么因素的影響？

11、選擇加熱速度的原則是什么？提高加熱速度的措施有哪些？

12、均熱保溫的目的是什么？

13、冷錠和熱錠的加熱規(guī)范各有什么特點？為什么？、五、要求重點掌握的知識點

1、鍛前加熱的目的和方法。

2、加熱金屬的常見缺陷及其危害。

3、金屬加熱過程中缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施。

4、加熱規(guī)范的內(nèi)容、制定原則和方法。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第三次講課

一、講授內(nèi)容

第三章

鍛造的熱規(guī)范 第五節(jié)

少無氧化加熱

一、快速加熱

二、介質(zhì)保護(hù)加熱

三、少無氧化火焰加熱

第六節(jié)

金屬的鍛后冷卻

一、鍛后冷卻常見缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施

二、鍛件的冷卻方法

三、鍛件的冷卻規(guī)范

第七節(jié)

鍛件的熱處理

一、中、小鍛件熱處理

二、大型鍛件熱處理

二、難點

1、少無氧化火焰加熱法的工作原理。

2、冷卻過程溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理及其應(yīng)力分析。

3、冷卻速度的影響因素及其影響規(guī)律。

三、基本概念

冷卻規(guī)范、白點、網(wǎng)狀碳化物

四、思考題

1、少無氧化加熱主要有哪幾種方法？其中火焰加熱法的基本工作原理是什么？

2、金屬斷后冷卻常見缺陷有哪些？各自產(chǎn)生原因是什么？

3、為什么硬鋼鍛后冷卻易產(chǎn)生表面縱向裂紋？

4、金屬鍛后冷卻規(guī)范一般包括哪些內(nèi)容？

5、鍛件熱處理的目的是什么？

6、中小鍛件通常采用哪些熱處理？各自作用是什么？

7、通常大鍛件采用哪些熱處理？各自作用是什么？

五、要求重點掌握的知識點

1、少無氧化加熱方法及其工作原理。

2、金屬鍛后冷卻常見缺陷及其危害。

3、金屬鍛后冷卻中缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施。

4、冷卻規(guī)范的內(nèi)容、制定原則和方法。

5、常用的鍛件熱處理方法。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第四次講課

一、講授內(nèi)容

第四章

自由鍛主要工序分析 第—節(jié)

概述

一、影響金屬塑性變形流動的幾個基本因素

二、局部加載時沿加載方向的應(yīng)力分布規(guī)律

三、金屬塑性變形的不均勻性

四、塑性變形時金屬的流動方向

第二節(jié)

鐓粗

一、鐓粗工序的主要質(zhì)量問題和變形流動特點

二、鐓粗時的注意事項

第三節(jié)

拔長

—、矩形截面坯料的拔長

二、圓截面坯料的拔長

三、空心件拔長

二、難點

1．金屬塑性變形的基本規(guī)律和影響因素。2．在幾種變形工序中金屬流動規(guī)律的分析。

3．鐓粗時金屬流動特點及其缺陷產(chǎn)生機理（包括圓截面和矩形截面坯料）。4．拔長時金屬流動特點及其缺陷產(chǎn)生機理（包括矩形截面、圓截面和空心截面坯料）。

三、基本概念

鐓粗、拔長、鐓粗比、鍛造比、進(jìn)料比（相對送進(jìn)量）、相對壓縮程度

四、思考題

1、導(dǎo)致金屬塑性變形不均勻性的原因是什么？

2、鐓粗和拔長各有哪些用途？

3、鐓粗工序主要存在哪些質(zhì)量問題？試分析它們產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。

4、拔長工序主要存在哪些質(zhì)量問題？試分析它們產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。

5、為什么采用平砧小壓縮量拔長圓截面坯料時效率低且質(zhì)量差？應(yīng)怎樣解決？

6、空心件拔長時孔內(nèi)壁和端面裂紋產(chǎn)生的原因是什么？應(yīng)采取哪些措施加以解決？

五、要求重點掌握的知識點

1、金屬塑性變形所遵循的基本規(guī)律和影響因素。

2、鐓粗、拔長工序的金屬受力分析。

2、鐓粗、拔長工序的金屬變形和流動特點。

3、鐓粗、拔長時常見金屬缺陷、產(chǎn)生機理及其預(yù)防措施。

六、所需學(xué)時

3學(xué)時

第五次講課

一、講授內(nèi)容

第四章

自由鍛主要工序分析

第四節(jié)

沖孔

一、沖孔的受力變形分析

二、沖孔的質(zhì)量分析

第五節(jié)

擴孔

一、沖子

二、芯軸

三、輾壓

第六節(jié) 彎曲

第七節(jié) 其它工序（補充內(nèi)容）

一、錯移

二、扭轉(zhuǎn)

二、難點

1、沖孔時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

2、擴孔時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

3、彎曲時受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

三、基本概念

沖孔、走樣、擴孔、彎曲

四、思考題

1、試闡述開式?jīng)_孔時金屬變形和流動特點并畫出相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。

2、沖孔時易出現(xiàn)哪些質(zhì)量問題？應(yīng)采取什么措施解決？

3、試闡述沖子擴孔時金屬變形和流動特點并畫出相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。

4、芯軸擴孔時金屬主要沿切向流動的原因是什么？此時鍛件尺寸變化特點是什么？應(yīng)怎樣防止壁厚不均？

5、輾壓擴孔的工藝特點是什么？生產(chǎn)時易產(chǎn)生哪些質(zhì)量缺陷？怎樣防止？

6、彎曲時坯料易產(chǎn)生哪些缺陷？它們產(chǎn)生的原因是什么？

五、要求重點掌握的知識點

1、沖孔、擴孔、彎曲工序的應(yīng)力、應(yīng)變分析。

2、沖孔、擴孔、彎曲工序的金屬變形和流動特點。

3、沖孔、擴孔、彎曲工序中常見的加工缺陷種類、產(chǎn)生原因及其預(yù)防措施。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第六次講課

一、講授內(nèi)容

第五章 自由鍛工藝

第—節(jié) 自由鍛件的分類

第二節(jié) 自由鍛件變形方案的確定 第三節(jié) 自由鍛工藝過程的制定

一、鍛件圖的制定

二、確定坯料的重量和尺寸

三、確定變形工藝和鍛造比

四、確定鍛造設(shè)備噸位

第四節(jié)

大型鍛件鍛造的特點（自學(xué)）—、鋼錠冶金質(zhì)量對鍛件的影響

二、大型鋼錠的加熱特點

三、熱鍛變形對金屬組織和性能的影響

四、大鍛件變形工藝分析

二、難點

自由鍛件變形方案的確定

三、基本概念

機械加工余量、鍛造余塊、試樣余塊、鍛件工稱尺寸、鍛造比

四、思考題

1、自由鍛工藝的特點及其主要用途是什么？不同材料自由鍛面臨的主要問題是什么？為什么？

2、試述自由鍛件的分類及其采用的基本工序。

3、自由鍛工藝過程的制定包括哪些內(nèi)容？

4、鍛造比對鍛件組織和力學(xué)性能有哪些影響？其選擇與鍛件大小有何關(guān)系？

5、確定自由鍛設(shè)備噸位有幾種方法？為什么水壓機鍛造所依據(jù)的變形力能參數(shù)不同？

五、要求重點掌握的知識點

1、常見自由鍛件的分類。

2、自由鍛件變形方案的選擇原則和實際應(yīng)用。

3、考慮機械加工余量、鍛造公差、鍛造余塊、試樣余塊等影響所繪制的鍛件圖。

4、坯料重量的計算方法。

5、變形工藝特別是工序順序、工序尺寸、鍛造比等的確定。

6、設(shè)備噸位的計算公式。

六、所需學(xué)時 1學(xué)時

第七次講課與課堂練習(xí)

一、講授內(nèi)容

第五章 第三節(jié)

五、自由鍛工藝過程制定舉例 第六章

模鍛成形工序分析

第一節(jié) 概述

二、難點

1、如何掌握自由鍛工藝過程設(shè)計方法

3、所選擇的自由鍛過程中各工序尺寸的確定。

三、思考題

模具形狀對金屬變形和流動的主要影響表現(xiàn)在哪些方面？

五、要求重點掌握的知識點

1、自由鍛工藝過程設(shè)計方法。

2、模具形狀對金屬塑性變形和流動的影響。

3、課堂進(jìn)行一簡單鍛件的自由鍛工藝過程設(shè)計。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第八次講課

一、講授內(nèi)容

第六章 模鍛成形工序分析 第二節(jié)

開式模鍛

一、開式模鍛各階段的應(yīng)力應(yīng)變分析

二、開式模鍛時影響金屬成形的主要因素 第三節(jié)

閉式模鍛

一、閉式模鍛的變形過程分析

二、坯料體積和模膛體積變化對鍛件尺寸的影響

三、打擊能量和模壓力對成形質(zhì)量的影響

四、各類鍛壓設(shè)備閉式模鍛的特點

二、難點

1、開式模鍛的應(yīng)力應(yīng)變分析。

2、閉式模鍛的變形過程分析。

三、基本概念

開式模鍛、閉式模鍛、飛邊槽

四、思考題

1、試分析開式模鍛三變形階段的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及其成形特點。

2、開式模鍛時影響金屬成形主要有哪些因素？

3、飛邊槽由幾部分組成？它們各自的作用是什么？

4、橋口阻力與哪些因素有關(guān)？怎樣依據(jù)模膛充滿的難易程度或設(shè)備類型來確定橋口尺寸？

5、閉式模鍛的優(yōu)點是什么？它的正常生產(chǎn)條件及其用途是怎樣的？

6、試述閉式模鍛三變形階段的變形情況。

7、閉式模鍛模壁受力情況與鍛件尺寸關(guān)系有何關(guān)系？

8、閉式模鍛時坯料和體積的變化反映在鍛件的哪些尺寸上？影響它們變化的因素有哪些？

五、要求重點掌握的知識點

1、開式模鍛各階段的應(yīng)力應(yīng)變圖及其分析。

2、模膛尺寸和形狀對金屬成形的影響。

3、飛邊槽的作用、類型及其選擇。

4、終鍛前坯料尺寸和形狀對金屬成形的影響。

5、坯料自身性質(zhì)不均對金屬成形的影響。

6、設(shè)備工作速度對金屬成形的影響。

7、閉式模鍛的變形過程分析。

8、坯料體積、模膛體積、打擊能量和模壓力變化對閉式模鍛成形質(zhì)量的影響。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第九次講課

一、講授內(nèi)容

第六章

模鍛成形工序分析 第四節(jié) 擠壓

一、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

二、擠壓時筒內(nèi)金屬的變形流動

三、關(guān)于“死區(qū)”的應(yīng)力應(yīng)變分析

四、擠壓時常見缺陷的分析

五、徑向擠壓 第五節(jié)

頂鐓

一、頂鐓

二、電熱鐓粗

三、在帶有導(dǎo)向的模具中鐓粗

二、難點

1、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

2、擠壓筒內(nèi)金屬的變形流動特點、規(guī)律及其影響因素。

3、關(guān)于“死區(qū)”的應(yīng)力應(yīng)變分析及其對成形質(zhì)量的不良影響。

4、常見擠壓缺陷及其預(yù)防措施。

5、徑向擠壓的變形分析及其張力計算。

6、兩種頂鐓情況模具設(shè)計原則。

三、基本概念

擠壓、正擠壓、反擠壓、擠壓比、徑向擠壓、張模力、頂鐓

四、思考題

1、試進(jìn)行擠壓過程的應(yīng)力-應(yīng)變分析并闡明軸向應(yīng)力突變的原因。

2、平底凹模正擠壓時金屬在擠壓筒內(nèi)的流動主要有哪三種情形？為什么？

3、平底凹模正擠壓時Α區(qū)最小主應(yīng)力σ3的數(shù)值受到哪三種因素的影響？它們的影響規(guī)律是怎樣的？

4、試討論在各種不同的具體條件下平底凹模內(nèi)正擠時所出現(xiàn)的金屬變形和流動情況。

5、“死區(qū)”產(chǎn)生的原因是什么？一般“死區(qū)”存在哪兩種變形情況？

6、“死區(qū)”容易產(chǎn)生哪些缺陷？怎樣防止？

7、擠壓時常存在哪些缺陷？可采取什么措施防止？

8、徑向擠壓變形過程的主要特征是什么？張模力與何因素有關(guān)？

9、擠壓縮孔產(chǎn)生的原因是什么？擠壓制品裂紋的產(chǎn)生與哪些因素有關(guān)？

五、要求重點掌握的知識點

1、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

2、擠壓筒內(nèi)金屬的變形流動特點、規(guī)律及其影響因素。

3、“死區(qū)”產(chǎn)生原因、應(yīng)力應(yīng)變分析及其對成形質(zhì)量的不良影響。

4、常見擠壓缺陷的形成原因及其預(yù)防措施。

5、徑向擠壓的用途、變形分析及其張模力計算。

6、頂鐓用途及其模具設(shè)計原則。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第十次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第一節(jié) 常用模鍛設(shè)備及其工藝特點（自學(xué)）

一、模鍛錘

二、熱模鍛壓力機

三、螺旋壓力機

四、平鍛機

第二節(jié) 模鍛工藝及模鍛件分類

一、長軸類鍛件

二、短軸類(圓餅類)鍛件

三、頂鐓類鍛件

四、復(fù)合類型鍛件

第三節(jié) 模鍛件圖設(shè)計

一、錘上模鍛鍛件圖設(shè)計

二、熱模鍛壓力機上模鍛件圖設(shè)計特點

三、螺旋壓力機上模鍛件圖設(shè)計特點

四、平鍛機上模鍛件圖設(shè)計特點

二、難點

1、鑒于《塑性成形設(shè)備》課程的講授在本課程之后，因此，“常用模鍛設(shè)備及其工藝特點”的知識理解較為困難，建議作為一般了解的知識由學(xué)生自學(xué)。

2、不同模鍛設(shè)備上模鍛件圖的設(shè)計特點比較。

3、分模面和沖孔連皮的確定。

4、頂鐓的三規(guī)則。

三、基本概念

分模面、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)、模鍛斜度、沖孔連皮

四、思考題

1、簡述各類模鍛件所采用的主要變形工布。

2、模鍛件的冷、熱鍛件圖的作用各是什么？其鍛件圖設(shè)計內(nèi)容與自由鍛件相比有何不同？

3、錘上模鍛選擇分模位置的最基本原則是什么？

4、為什么模鍛件的正偏差大于負(fù)偏差？它的機械加工余量和公差怎樣選擇和確定？

5、模鍛斜度和圓角半徑的作用是什么？為什么它們應(yīng)選擇合適值？

6、錘上模鍛時有幾種形式的沖孔連皮？為什么要選擇厚度合適的沖孔連皮？

7、試比較各類模鍛設(shè)備上模鍛件圖設(shè)計特點。

五、要求重點掌握的知識點

1、模鍛工藝和模鍛件的分類原則及其主要類別。

2、模鍛件圖設(shè)計的主要內(nèi)容和方法。

3、各類模鍛設(shè)備上模鍛件圖設(shè)計特點，特別是分模面、機械加工和鍛造公差、模鍛斜度等的選擇原則。

4、沖孔連皮的作用、類型及其選擇。

5、頂鐓三規(guī)則的正確應(yīng)用。

六、所需學(xué)時

3學(xué)時

第十一次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第四節(jié) 模鍛工藝過程制定的內(nèi)容和模鍛工藝方案選擇

一、模鍛工藝過程制定的內(nèi)容

二、模鍛工藝方案選擇 第五節(jié) 模鍛變形工步的確定

一、長軸類鍛件制坯工步選擇

二、難點

1、計算毛坯的設(shè)計、簡化和計算毛坯圖繪制。

2、金屬流動繁重系數(shù)及其在制坯工步選擇中的作用。

三、基本概念

模鍛工藝過程、計算毛坯圖、金屬流動繁重系數(shù)

四、思考題

1、模鍛工藝過程主要有哪些工序組成？它的制定包括哪些內(nèi)容且較自由鍛工藝過程相比有什么變化？

2、模鍛工藝方案選擇主要涉及哪些方面？基本原則是什么？

3、試述計算毛坯圖的內(nèi)容及其在制坯工步中的作用。

4、長軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？如何確定？

5、金屬流動繁重系數(shù)是如何反映制坯工作量的大小？它在制坯工步選擇中有何作用？

五、要求重點掌握的知識點

1、模鍛工藝過程與自由鍛工藝過程的異同點。

2、計算毛坯的有關(guān)計算及其相應(yīng)圖的繪制。

3、復(fù)雜計算毛坯的簡化。

4、應(yīng)用金屬流動繁重系數(shù)選擇長軸類鍛件的制坯工步。

六、所需學(xué)時：

2學(xué)時

第十二次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第五節(jié) 模鍛變形工步的確定

二、短軸類鍛件制坯工步選擇

三、頂鐓類鍛件變形工步確定

二、難點

1、短軸類鍛件的制坯工步選擇原則。

2、確定粗大部分桿類鍛件變形工步的有關(guān)計算和原則。

3、在聚集工步設(shè)計時有關(guān)注意事項。

三、基本概念

成形鐓粗（預(yù)成性）、滾壓、局部鐓粗（聚集）、頂鐓規(guī)則

四、思考題

1、短軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？經(jīng)坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則是什么？

2、在熱模鍛壓力機上可采用何種短軸類鍛件制坯工步？原因何在？

3、頂鐓類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？

4、試比較分別在凸模內(nèi)或凹模內(nèi)聚集的優(yōu)缺點。

5、為什么要確定沖孔芯料的合理厚度？正確的設(shè)計原則是什么？

6、試比較在透孔和不透孔鍛件中分別采用平?jīng)_頭和尖沖頭進(jìn)行沖孔成形的優(yōu)缺點。

五、要求重點掌握的知識點

1、短軸類鍛件主要制坯工步。

2、短軸類鍛件坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則。

3、在熱模鍛壓力機上和螺旋壓力機上短軸類鍛件制坯工步的特點。

4、頂鐓類鍛件主要制坯工步。

5、不同模式聚集工步的特點。

6、沖孔芯料的設(shè)計原則、沖孔成形工步以及沖頭的選擇。

7、幾種不同情況的管類鍛件局部頂鐓變形。

六、所需學(xué)時：

2學(xué)時

第十三次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第六節(jié) 坯料尺寸的確定

一、長軸類鍛件

二、短軸類鍛件

三、頂鐓類鍛件

第七節(jié) 設(shè)備噸位的確定

一、模鍛錘噸位的確定

二、熱模鍛壓力機噸位的確定

三、螺旋壓力機噸位的確定

四、平鍛機噸位的確定

二、難點

1、不同類型鍛件的坯料制定方法。

2、頂鐓類鍛件計算毛坯圖及坯料直徑確定原則。

三、思考題

1、試比較模鍛坯料尺寸與自由鍛坯料尺寸確定的異同點。

2、試闡述長軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

3、試闡述短軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

4、試闡述頂鐓類鍛件的坯料選擇原則及其機理。

5、帶孔鍛件坯料直徑確定的原則是什么？

6、模鍛設(shè)備噸位有哪幾種方法？

四、要求重點掌握的知識點

1、長軸類、短軸類和頂鐓類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

2、頂鐓類鍛件計算毛坯圖。

3、帶孔鍛件坯料直徑確定原則。

4、各類模鍛設(shè)備噸位計算公式的正確使用。

五、所需學(xué)時：

2學(xué)時

第十四次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計

第—節(jié) 錘用鍛模

一、模鍛模膛設(shè)計

二、制坯模膛設(shè)計

三、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計

二、難點

1、預(yù)鍛模膛、終鍛模膛的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計。

2、終鍛時鍛件缺陷產(chǎn)生原因的分析。

三、基本概念

終鍛模膛、預(yù)鍛模膛、鉗口、折迭

四、思考題

1、鍛模設(shè)計包括哪些內(nèi)容？常用的模鍛工步有哪些？

2、終鍛模膛設(shè)計包括哪些主要內(nèi)容？

3、熱鍛件圖與鍛件圖有何差異？繪制時應(yīng)注意哪些問題？

4、試述飛邊槽的組成及其常見結(jié)構(gòu)型式。

5、試述鉗口的作用及其常見結(jié)構(gòu)型式。

6、預(yù)鍛模膛的采用原因及其作用什么？它所引起的不利影響是什么？

7、終鍛時產(chǎn)生折迭和充不滿的原因分別是什么？應(yīng)采取什么措施加以抑制？

8、為什么錘上模鍛高肋件時要采用預(yù)鍛？設(shè)計該模膛的主要出發(fā)點是什么？通常在設(shè)計中應(yīng)采取哪些方法？

9、什么情況下終鍛和預(yù)鍛模膛的設(shè)計基本相同？此時兩者之間還存在哪些差異？

五、要求重點掌握的知識點

1、鍛模設(shè)計的內(nèi)容和常用的模鍛工步。

2、終鍛模膛和預(yù)鍛模膛設(shè)計的內(nèi)容和方法。

3、熱鍛件圖繪制。

4、飛邊槽和鉗口的選擇。

5、終鍛時鍛件缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施。

6、采用預(yù)鍛模膛的必要性及其設(shè)計原則。

六、所需學(xué)時：

2學(xué)時

第十五次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計

第—節(jié) 錘用鍛模

二、制坯模膛設(shè)計

三、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計

二、難點

1、滾壓模膛的設(shè)計原則和公式。

2、拔長模膛的設(shè)計原則和公式。

3、模膛的布排要點。

4、平衡鎖扣及其對應(yīng)的模膛中心位置確定。

5、錯移力的平衡和導(dǎo)向。

三、基本概念

滾壓工步、成形工步、鎖扣、鍛模中心、模膛中心、模塊中心、錯移力

四、思考題

1、制坯工步主要采用哪幾種模膛？這些模膛的作用是什么？

2、滾壓模膛有幾種結(jié)構(gòu)形式？它們的設(shè)計原則如何？

3、拔長模膛有幾種分類原則？其設(shè)計內(nèi)容及其相應(yīng)方法是什么？

4、彎曲模膛和成形模膛的設(shè)計要點分別是什么？

5、試述鐓粗臺和壓扁臺的作用、設(shè)計方法及其在模塊上的位置。

6、試述切斷模膛在模塊上的位置和設(shè)計方法。

7、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)著重解決哪些問題？什么情況下鍛模中心和模膛中心重合？

8、終鍛和預(yù)鍛模膛布排設(shè)計的中心任務(wù)是什么？

9、鍛模中心和模膛中心不重合時會產(chǎn)生哪些不良后果？

10、為什么要確定帶平衡鎖扣模膛的中心位置？一般中心位置有幾種情況？

11、錯移力產(chǎn)生的原因是什么？應(yīng)從哪兩方面考慮減小它的不良影響？

12、欲減小錯移力的影響模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要采用哪些方法？

13、模具的主要破壞形式有哪些？各自產(chǎn)生的原因是怎樣的？

14、試比較平衡鎖扣和導(dǎo)向鎖扣的異同點。

五、要求重點掌握的知識點

1、模鍛時常用的制坯工步及其確定原則。

2、制坯工步采用的模膛及其作用。

3、各種制坯模膛的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原則和相關(guān)公式。

4、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的和任務(wù)。

5、終鍛和預(yù)鍛模膛布排設(shè)計的中心任務(wù)。

7、各種制坯模膛在?？焐系奈恢眠x擇。

8、鍛模中心和模膛中心的重合問題。

9、平衡鎖扣的類型及其在鍛模結(jié)構(gòu)中的作用。

10、錯移力產(chǎn)生的原因、危害及其消除措施。

11、模具破壞的主要形式及其產(chǎn)生原因。

12、基于強度考慮的鍛模有關(guān)尺寸設(shè)計。

13、模塊尺寸設(shè)計。

六、所需學(xué)時

3學(xué)時

第十六次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計

第二節(jié) 熱模鍛壓力機用鍛模

一、模膛設(shè)計特點

二、鍛模結(jié)構(gòu)特點

第三節(jié) 螺旋壓力機用鍛模

一、鍛模設(shè)計特點

二、鍛模結(jié)構(gòu)特點

第四節(jié)平鍛機用鍛模（自學(xué)）

一、平鍛模的固定及固定空間

二、平鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

三、模膛設(shè)計

二、難點

1、熱模鍛壓力機預(yù)鍛模膛的設(shè)計要點。

2、熱模鍛壓力機的鍛模閉合高度。

3、螺旋壓力機鍛模設(shè)計特點。

三、基本概念

模具閉合高度、壓力機最小閉合高度

四、思考題

1、熱模鍛壓力機要采用哪些變形工步？其預(yù)鍛和終端模膛設(shè)計與錘上模鍛相比有哪些特點？

2、熱模鍛壓力機的鍛模結(jié)構(gòu)有什么特點？

3、螺旋壓力機的鍛模設(shè)計與錘上模鍛相比有哪些特點？其鍛模模塊有哪幾種緊固形式？

4、螺旋壓力機鍛模的導(dǎo)向裝置有幾種類型？各自用途如何？

5、平鍛機模具分為哪三個部分？它由幾個分模面？其結(jié)構(gòu)設(shè)計特點如何？

6、平鍛機模具固定空間最重要的參數(shù)是什么？依據(jù)何在？

五、要求重點掌握的知識點

1、熱模鍛壓力機采用的變形工步及其鍛模設(shè)計特點。

2、熱模鍛壓力機的鍛模結(jié)構(gòu)特點。

3、螺旋壓力機采用的變形工步及其鍛模設(shè)計特點。

4、螺旋壓力機的鍛模結(jié)構(gòu)特點。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

第十七次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計

第五節(jié) 自由鍛錘上模鍛與胎模鍛鍛模

一、胎模鍛鍛模

二、固定模模鍛鍛模 第六節(jié) 鍛模材料

一、錘鍛模用材料

二、摩擦壓力機鍛模用材料

三、熱模鍛壓力機鍛模用材料

四、平鍛機鍛模用材料 五，液壓機鍛模用材料 第七節(jié) 鍛模設(shè)計實例

一、鍛件圖設(shè)計

二、計算鍛件的主要參數(shù)

三、鍛錘噸位的確定

四、確定飛邊槽的型式和尺寸 五，終鍛模膛設(shè)計

六、預(yù)鍛模膛設(shè)計

七、繪制計算毛坯圖

八、制坯工步選擇

九、確定坯料尺寸

十、制坯模膛設(shè)計

十一、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計

十二、連桿模鍛工藝流程

二、難點

1、熱鍛模具材料的基本性能。

2、模膛設(shè)計時考慮實際生產(chǎn)經(jīng)驗對有關(guān)設(shè)計計算尺寸的修改和形狀的簡化。

三、思考題

1、胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點？其鍛模按用途分為哪三大類？

2、固定胎模鍛在模鍛時上、下模塊為什么易錯移？應(yīng)采取哪些措施加以防止？

3、熱鍛模具材料應(yīng)具備哪些基本性能？

4、各類鍛壓設(shè)備可共同采用哪兩種熱鍛模具材料？其道理是什么？

四、要求重點掌握的知識點

1、胎模鍛特點、種類及其用途。

2、固定胎模結(jié)構(gòu)及其安裝。

3、熱鍛模具材料的基本性能。

4、常用熱鍛模具材料及其選用原則。

5、初步了解和掌握鍛模及其工藝設(shè)計的全過程。

五、所需學(xué)時

2學(xué)時

第十八次講課

一、講授內(nèi)容

第九章 模鍛的后續(xù)工序

第一節(jié) 切邊、沖孔及其模具設(shè)計

一、切邊和沖孔的基本方式及模具類型

二、切邊模

三、沖孔模和切邊沖孔復(fù)合模 四，切邊力和沖孔力的計算

第二節(jié) 精壓和校正的應(yīng)用及模具設(shè)計

一、精壓

二、校正

第三節(jié) 模鍛件的表面清理

二、難點

1、切邊模和沖孔模中凸凹模的作用特點。

2、切邊模模具閉合高度及其與凸模高度的關(guān)系。

3、切邊沖孔復(fù)合模設(shè)計。

三、基本概念

簡單模、連續(xù)模、復(fù)合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機最大封閉高度、壓力機最小封閉高度

四、思考題

1、試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。

2、試比較熱切（沖）和冷切（沖）兩種工作方式的特點。

3、切邊模有哪幾部分組成？它有幾種類型？

4、切邊凹模有哪幾種刃口？它們各自用途是怎樣的？

5、為什么要合理確定切邊模凸、凹模之間的間隙？

6、切邊模具閉合高度及其凸模高度怎樣確定？

7、精壓工序的目的是什么？試闡述它的分類和變形特點。

8、校正工序的目的是什么？試闡述它的分類和用途。

9、試闡述表面清理工序的目的和方法。

五、要求重點掌握的知識點

1、切邊模和沖孔模的組成部分及其作用和設(shè)計方法。

2、精壓工序的目的、分類和變形特點。

3、校正工序的目的、分類和確定原則。

4、表面清理工序的目的和方法。

六、所需學(xué)時

2學(xué)時

參考資料：

1、呂 炎.《鍛造工藝學(xué)》.機械工業(yè)出版社, 1995年

2、張志文.《鍛造工藝學(xué)》.機械工業(yè)出版社, 1983年

3、汪大年.《塑性成性原理》.機械工業(yè)出版社, 1987年

4、李培武, 楊文成.《塑性成形設(shè)備》.機械工業(yè)出版社, 1994年

5、崔忠圻.《金屬學(xué)與熱處理》.機械工業(yè)出版社, 1994年 所需總學(xué)時： 38學(xué)時

所授課程的重點、難點、要點、基本概念、基本要求和有關(guān)教學(xué)參考資料、輔助資料，課程進(jìn)度和學(xué)時分配等等。

第五篇：PPR管材擠出成形質(zhì)量缺陷及解決對策

PPR管材擠出成形質(zhì)量缺陷及解決對策

PP-R(Poly Propylene Random)管，即無規(guī)共聚聚丙烯管，是當(dāng)今發(fā)達(dá)國家普遍采用的新型水管材料。PP-R 管道在歐洲已有 10 多年的使用經(jīng)驗，由于其優(yōu)良的性能，近幾年來其市場占有率遙遙領(lǐng)先于其他塑料水管材料。我國的 PP-R 管材生產(chǎn)及應(yīng)用也有幾年的時間，隨著國家大力推廣應(yīng)用化學(xué)建材，我國化學(xué)建材進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，其中的新型塑料管的發(fā)展再次出現(xiàn)新的高潮，目前國內(nèi)在建筑冷熱水與采暖中幾乎都是采用 PVC-C、PE-X、鋁塑管和 PP-R 管，并逐步向 PP-R 管過渡。PP-R 管是當(dāng)今生產(chǎn)和應(yīng)用的熱點之一。PP-R 管的特點逐步被我國管道工程界認(rèn)同，PP-R 管除具有一般塑料管質(zhì)量輕、耐腐蝕、強度高、不結(jié)垢、使用壽命長等通用優(yōu)點外，還具有清潔和無毒、較好的低溫抗沖擊性能、長期耐熱和耐壓性、良好的保溫和節(jié)能性能，是真正的綠色環(huán)保建材產(chǎn)品，還具有系統(tǒng)連接和安裝方便、管件連接牢固，且是永久性的連接等特點。加之PP-R 管具有優(yōu)良的性能價格比，因而使其從各種新型輸水管材中脫穎而出，短短幾年時間發(fā)展十分迅速，應(yīng)用十分廣泛。我國目前有 300 多家PP-R 管材生產(chǎn)廠，現(xiàn)有建材市場 PP-R 管材多種多樣，由于各種原因，PP-R 管的質(zhì)量問題還比較突出，致使 PP-R 管的優(yōu)點和特點不能充分體現(xiàn)，影響了管道工程的使用功能，也給相應(yīng)的工程質(zhì)量埋下了安全隱患。

我國已正式制訂并頒布了 GB/ T18742.2-20002《冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)》的國家標(biāo)準(zhǔn)，并于 2003 年1月1日正式實施。該標(biāo)準(zhǔn)正式實施后，我們根據(jù)《冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)第 2 部分:管材》國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，對市場的 PP-R管進(jìn)行了一次全面監(jiān)督檢查，檢查結(jié)果，總體上PP-R 管材的質(zhì)量雖較以往已有不同程度的提高，但是通過抽查生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷企業(yè)的產(chǎn)品總合格率為

%左右，其中經(jīng)銷企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量合格率僅為 50 %，說明目前市場上銷售的不合格PP-R 管材比例仍然相當(dāng)高，同時檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題是多種多樣的。2006r年浙江省化學(xué)建材協(xié)會委托國家化學(xué)建材質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對浙江省部分管材市場進(jìn)行的產(chǎn)品抽檢結(jié)果日前揭曉，塑料管材產(chǎn)品的質(zhì)量狀況觸目驚心。聚丙烯PP-R管抽檢合格率僅10%。

做到均勻一致;有的表面暗淡無光或外表面有光亮透明的塊狀。所有局部變色、表面有斑點、表面暗淡無光、表面有光亮透明的塊狀等外觀色澤不合格的管材，其物理力學(xué)性能指標(biāo)大都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，在使用過程中容易破裂。另有少數(shù)管材雖然外觀光澤明亮或彩色鮮艷，但是這類管材多為偽劣產(chǎn)品，其各項性能指標(biāo)與國家標(biāo)準(zhǔn)要求相差更遠(yuǎn)。

2.1.1局部變色，以致外觀色澤不均勻一致

(1)成因。PP-R管材是由PP-R樹脂經(jīng)擠出機擠出成型而成。擠出機的作用能使PP-R樹脂從晶體塑化到高彈態(tài)，進(jìn)而再塑化到熔融粘流態(tài)這一過程中，如果PP-R原料在擠出成型時所受到熱量和壓力不當(dāng)，會使原料狀態(tài)變化時發(fā)生分子構(gòu)型改變。過高塑化溫度破壞PP-R的分子結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生分解變色。同時擠出速度過快，在機筒內(nèi)產(chǎn)生較高的摩擦熱，使物料溫度升高而分解變色。

(2)防治措施。鑒于PP-R樹脂的特殊性能，要求PP-R管材擠出加工過程中，應(yīng)避免塑化溫度過高和擠出速度過快，引起PP-R樹脂分子結(jié)構(gòu)的改變。因此對于生產(chǎn)PP-R管材的擠出機螺桿的設(shè)計要求采用先進(jìn)的計算機模型，使其有良好的低溫塑化能力和最佳擠出速度。要求螺桿的結(jié)構(gòu)能滿足PP-R物料能在較低的溫度和最佳擠出速度下擠出，并保證塑化質(zhì)量而不降低擠出量。

用于生產(chǎn)PP-R塑料管的擠出機的螺桿料筒要用先進(jìn)的計算機模型精確計算的確定各段壓力分布、熔融速率，使其有良好的低溫塑化能力。2.1.2表面斑點，以致外觀色澤不均勻一致

(1)成因。造成管材表面斑點的原因，有可能是由加工原料引起的，也可能是由擠出工藝的缺陷引起的。

生產(chǎn)管材的PP-R樹脂原料中如有水分，可能導(dǎo)致擠出成型管材表面形成斑點。

均在50年以上。

2.2表面缺陷

按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合格的PP-R管材內(nèi)外表面應(yīng)光滑、平整，無凹陷、氣泡和其它影響性能的表面缺陷。我們在日常檢驗中發(fā)現(xiàn)PP-R管材表面缺陷也是多種多樣的，其中有表面粗糙面不 光滑、表面出現(xiàn)氣泡和斑點凹坑。

管材表面缺陷，常常影響管材的力學(xué)性能，從而在管道工程中留下隱患。如有的管材面有凹陷和氣泡，在高溫高壓使用條件下，就會在凹陷和氣泡處產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起管道的破裂。

2.2.1表面粗糙不光滑

(1)成因。PP-R管材在擠出加工過程中，在高溫下擠出的管坯，需經(jīng)真空定徑槽的真空定型以及用恰當(dāng)冷卻手段和溫度及時冷卻定型，方能得到外觀質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品。管材的冷卻定型操作，主要是控制真空度和冷卻速度兩個參數(shù)。真空定型的真空度控制的確當(dāng)與否，將直接影響管材的表面質(zhì)量，真空度太高使管材表面粗糙;冷卻速度過快易在管材內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致管材表面粗糙。

另外，PP-R樹脂原料中的含有水分也會導(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗糙。

(2)防治措施。將真空定徑槽的真空度和冷卻速度調(diào)整控制到最佳狀態(tài)。

去除PP-R樹脂原料中的水分。

2.2.2表面出現(xiàn)氣泡

(1)成因。擠出成型溫度對管材制品的質(zhì)量和產(chǎn)量均有十分重要的影響。溫度過高，聚合物分解，表面產(chǎn)生氣泡。

原料中含有水分，可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡，導(dǎo)致管材表面出現(xiàn)氣泡。

(2)防治措施。正確控制管材的擠出成型溫度;去除PP-R樹脂原料中的水分。

(1)成因

PP-R管材在擠出成型加土過程中，在真空定型時，其真空度控制的恰當(dāng)與否，將直接影響管材的尺寸精度。真空度太低，對管坯的吸附力不足，管坯容易變形，而使管材公稱外徑、平均外徑和壁厚產(chǎn)生誤差。

擠出和牽引速度直接影響管材的壁厚、尺寸公差。擠出和牽引速度過快，造成管材壁厚負(fù)誤差，擠出和牽引速度太慢，造成管材壁厚正誤差。

(2)防治措施

將真空定型的真空度調(diào)整并穩(wěn)定在最佳值，真空度的控制與真空槽的密封程度及真空泵性能密切相關(guān)。

控制消除擠出成型系統(tǒng)的不穩(wěn)定性因素，確保擠出和牽引速度的精確恒定。

5、物理性能和化學(xué)性能質(zhì)量問題及其分析......國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PP-R管材的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能指標(biāo):包括縱向回縮率、簡支梁沖擊試驗、液凈壓試驗、熔體質(zhì)量流動速率、凈液壓狀態(tài)下熱穩(wěn)定性試驗。

我們在對PP-R管材的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能檢驗中，發(fā)現(xiàn)有些管材在進(jìn)行液凈壓試驗時產(chǎn)生破裂和滲漏。液凈壓試驗項目是PP-R管材關(guān)鍵的物理力學(xué)性能指標(biāo)，它直接影響管材的使用性能和壽命。

(1)成因

液凈壓試驗不合格的主要原因，既有管材的原料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求造成的，也有擠出成型的加工設(shè)備和加工工藝參數(shù)不規(guī)范造成的。

原料問題造成進(jìn)行液凈壓試驗時產(chǎn)生破裂和滲漏的原因有：(1)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生產(chǎn)PP-R管材應(yīng)使用符合GB/T1888742.1標(biāo)準(zhǔn)要求的正規(guī)PP-R樹脂，原料應(yīng)有最小必須強度SMR保證值。但是有些PP-R管材使用質(zhì)量不符要求的雜