第一篇：工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)總結(jié)

工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ) 1.材料強(qiáng)度是指材料在達(dá)到允許的變形程度或斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。2.工程上常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。3.彈性模量即引起單位彈性變形所需的應(yīng)力。4.載荷超過彈性極限后，若卸載，試樣的變形不能全部消失，將保留一部分殘余成形，這種不恢復(fù)的參與變形，成為塑性變形。5.產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的性能稱為塑性。6.抗拉強(qiáng)度是試樣保持最大均勻塑性變形的極限應(yīng)力，即材料被拉斷前的最大承載能力。7.發(fā)生塑性變形而力不增加時的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度。8.硬度是指金屬材料表面抵抗其他硬物體壓入的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。9.硬度是檢驗(yàn)材料性能是否合格的基本依據(jù)之一。10.應(yīng)用范圍 具有粗大晶?；蚪M成相得金屬材料的硬度 用于淬火鋼、退火鋼、鋁合金等硬度稍軟的金屬 維氏硬度 測試原理 測量表面壓痕，即測量面積，損害較大 測試件深度，即壓痕深度增量 硬度分類 布氏硬度 洛氏硬度 測試小件，檢驗(yàn)氧化、氮化、單個晶粒微粒 滲碳、鍍層等工藝處理效果 11.12.13.14.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，維氏硬度小于前面兩種硬度。沖擊韌性：在沖擊試驗(yàn)中，試樣上單位面積所吸收的能量。當(dāng)交變載荷的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度是發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。疲勞度是指材料在無限多次的交變載荷作用而不會產(chǎn)生破壞的最大應(yīng)力。15.16.原子在空間呈規(guī)則排列的固體物質(zhì)稱為晶體，晶體具有固定的熔點(diǎn)。晶格：表示金屬內(nèi)部原子排列規(guī)律的抽象的空間格子。晶面：晶格中各種方位的原子面。晶胞：構(gòu)成晶格的最基本幾何單元。17.體心立方晶格:α-Fe、鉻（Cr）、鉬（Mo）、鎢（W）。面心立方晶格：鋁（Al）、銅（Cu）、銀（Ag）、鎳(Ni)、金（Au）。密排六方晶格：鎂（Mg）、鋅（Zn）、鈹（Be）、鎘（Cd）。18.點(diǎn)缺陷是指長、寬、高三個方向上尺寸都很小的缺陷，如：間隙原子、置換原子、空位。19.線缺陷是指在一個方向上尺寸較大，而在另外兩個方向上尺寸很小的缺陷，呈線狀分布，其具體形式是各種類型的位錯。20.面缺陷是指在兩個方向上尺寸較大，而在另一個方向上尺寸很小的缺陷，如晶界和亞晶界。21.原子從一種聚集狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種規(guī)則排列的過程，稱為結(jié)晶。結(jié)晶過程由形成晶核和晶核長大兩個階段組成。22.純結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的。23.實(shí)際結(jié)晶溫度Tn低于理論結(jié)晶溫度Tm的現(xiàn)象，稱為過冷，其差值稱為過冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。24.同一液態(tài)金屬，冷卻速度愈大，過冷度也愈大。25.澆注時，向液態(tài)金屬中加入一些高熔點(diǎn)、溶解度的金屬或合金，當(dāng)其結(jié)構(gòu)與液態(tài)金屬的晶體結(jié)構(gòu)相似時使形核率大大提高，獲得均勻細(xì)小的晶粒。這種方法稱為變質(zhì)處理。26.液態(tài)金屬結(jié)晶后獲得具有一定晶格結(jié)構(gòu)的晶體，高溫狀態(tài)下的晶體，在冷卻過程中晶格結(jié)構(gòu)法發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，又稱重結(jié)晶。27.一種金屬具有兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)，稱為同素異構(gòu)性。28.當(dāng)溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格，使溶劑晶格發(fā)生畸變，導(dǎo)致固溶體強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性略有下降的下降，稱為固溶強(qiáng)化。29.金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時，使合金的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化。30.杠桿定律→大題(P26)。31.相圖分析→大題(P32)。32.鐵碳合金的分類 合金的種類 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 室溫組織 碳鋼 工業(yè)純鐵 亞共析鋼 鋼 共析過共析鋼 亞共晶鑄鐵 鑄鐵 白口鑄鐵 亞共晶晶鑄鐵 0.0218-﹤0.77 0.0218 0.77 0.77-2.11 2.11-4.3 4.3 4,3-6.69 P 綜合F P+F P+FeCⅡ P+FeCⅡ+Ld’ Ld FeCⅠ+Ld’ 力學(xué)性能 軟 塑性、韌性好 力學(xué)性能好 硬度大 硬而脆 33.碳鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%的鐵碳合金。34.碳鋼的分類 分類方法 鋼種 低碳鋼 質(zhì)量分?jǐn)?shù) wc≦0.25% 特點(diǎn) 強(qiáng)度低、塑性和焊接性好 強(qiáng)度較高、但塑性和焊接性差 塑性和焊接性差，強(qiáng)度和硬度高 按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 中碳鋼 wc=0.025%-0.6% 高碳鋼 wc﹥0.6% 35.鑄鐵是應(yīng)用廣泛的一種鐵碳合金，其wc﹥2.11%.36.按照石墨形貌的不同，這一類鑄鐵可以分為灰鑄鐵（片狀石墨）、可鍛鑄鐵（團(tuán)絮狀石墨）、球墨鑄鐵（球狀石墨）和蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀石墨）四種。37.鋼的熱處理是將固態(tài)鋼采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫、和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。38.熱處理的特點(diǎn)是改變零件內(nèi)部組織，不改變其形狀與尺寸，消除毛坯缺陷，改善毛坯切削性能，改善零件的力學(xué)性能。即改善工藝性能和力學(xué)性能。39.熱處理分為普通熱處理（退火、正火、淬火和回火）、表面熱處理（表面淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲）及特殊熱處理（形變熱處理）。40.不是所有材料都能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，滿足條件：①有固態(tài)相變②經(jīng)冷加工使組織結(jié)構(gòu)處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)③表面能被活性介質(zhì)的原子滲入從而改變化學(xué)成分。41.退火作用是為了降低硬度，提高塑性改善切削性能。42.淬火的作用：獲得高硬度的馬氏體。43.奧氏體化：將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上使形成奧氏體的金屬熱處理過程，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變。44.奧氏體化是鋼組織轉(zhuǎn)變的基本條件。45.應(yīng)用等溫轉(zhuǎn)變曲線分析奧氏體化在連續(xù)冷卻中的轉(zhuǎn)變（P53)46.球化退火是使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。熱處理后的組織為珠狀珠光體，應(yīng)用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼。目的：降低硬度、改善切削加工性，改善熱處理工藝性能，為淬火做組織準(zhǔn)備。47.正火，又稱常化，是將工件加熱至727到912攝氏度之間以上40~60min，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。應(yīng)用于亞共析鋼，鐵素體和索氏體、亞共析鋼，索氏體、過共析鋼，索氏體和二次滲碳體。目的：對于低碳鋼、低碳低合金鋼，細(xì)化晶粒，提高硬度，改善切削加工性，對于共析鋼，消除二次網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火的進(jìn)行。48.鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，再以大于臨界冷卻速度快速冷卻，從而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體（或下貝氏體），此外還有少殘余奧氏體及未溶的第二相。目的：提高鋼的硬度和耐磨性。49.回火是將淬火鋼重新加熱到A1以下某一溫度，保溫，然后冷卻的熱處理工藝。50.低溫回火的組織為回火馬氏體，它有飽和的α相和與其共格的ε-Fe2.4C組成，低溫回火的目的是保持淬火馬氏體的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)力和脆性，用于各種高碳鋼的道具、量具、冷沖模具、滾動軸承和滲碳工件。51.中溫回火后的組織為回火托氏體，它有尚未發(fā)生的再結(jié)晶的針狀鐵素體和彌散分布的極細(xì)小的片狀或粒狀滲碳體組成，目的是為了獲得高的屈強(qiáng)比、高的彈性極限、高的韌性，用于各種彈簧、鍛模。52.高溫回火的組織為回火索氏體，它有已再結(jié)晶的鐵素體和均勻分布的細(xì)粒狀滲碳體組成，失去了原來淬火馬氏體的片狀或板條狀形態(tài)，呈現(xiàn)多邊形顆粒狀，同時滲碳體聚集長大。目的：獲得綜合力學(xué)力學(xué)性能，在保持較高強(qiáng)度的同時，具有較好的塑性和韌性，適用于處理傳遞運(yùn)動和力的重要零件，如：傳動軸、齒輪。53.淬火后高溫回火的熱處理稱為調(diào)質(zhì)。54.產(chǎn)生回火脆性：淬火合金鋼在某一溫度范圍內(nèi)回火時，出現(xiàn)沖擊韌性劇烈下降的現(xiàn)象，稱為回火脆性。在350℃附近回火，碳鋼的和合金鋼都會出現(xiàn)沖擊韌性下降，產(chǎn)生脆化現(xiàn)象，這種回火脆性稱為第Ⅰ類回火脆性。它與回火的冷卻方式無關(guān)，且無法消除，因此一般不在250-400℃溫度范圍內(nèi)回火。淬火合金鋼在450-650℃回火時出現(xiàn)的回火脆性，稱為第Ⅱ類回火脆性。它與雜質(zhì)在奧氏體晶界上的偏析有關(guān)，消除第Ⅱ類回火脆性的方法：回火后快速冷卻，使雜質(zhì)來不及在晶界上偏析。（簡答題）55.液態(tài)金屬充型鑄造，獲得尺寸精確，輪廓清晰的鑄件，取決于充型能力。在液態(tài)金屬充型過程中，一般伴隨結(jié)晶現(xiàn)象，若充型能力不足，在型腔被填滿之前形成晶粒將充型的通道堵塞，金屬液態(tài)迫使停止流動，于是鑄件將產(chǎn)生不足或冷隔等缺陷。56.充型能力取決于金屬液本身的流動能力。57.影響充型能力的因素和原因 序號 影響因素 定義 液態(tài)金屬本身的流動能力 1 合金的流動性 影響原因 流動性好，易于澆出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件，有利于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除；易于對鑄件的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。2 澆注溫度 澆注時金屬液的溫度 金屬液體在流動方向上所受的壓力 3 充型壓力 澆注溫度愈高，充型能力俞強(qiáng)。壓力愈大，充型能力俞強(qiáng)，但壓力過大或充型速度過高會發(fā)生噴射、飛濺和冷隔現(xiàn)象。4 鑄型中的氣體 澆注時因鑄型發(fā)氣而形成在鑄型內(nèi)能在金屬液與鑄型間產(chǎn)生氣的氣體 膜，減小摩擦阻力，但發(fā)氣太大，鑄型的排氣能力又小時，鑄型中的壓力增大，阻礙金屬液的流動 鑄型從其中的金屬吸取并向外傳輸5 鑄型的傳熱 熱量的能力 傳熱系數(shù)愈大，鑄型的激冷能力就俞強(qiáng)，金屬液于其中保持液態(tài)的時間就愈短，充型能力下降。6 鑄型系數(shù)溫度 鑄型在澆注時的溫度 溫度愈高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差就愈小，充型能力愈強(qiáng)。7 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 各澆道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜情況 結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，流動阻力愈大，充型能力愈差。8 鑄件的折算厚度 鑄件體積與表面積之比 折算厚度大，散熱慢，充型能力好。9 鑄件的復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動阻力大，鑄型充填困難。58.鑄件的凝固方式分為三種類型：逐層凝固方式、體積凝固（糊狀凝固）方式和中間凝固方式。59.鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮。收縮是鑄件許多缺陷產(chǎn)生的基本原因。60.金屬從澆注溫度冷卻到室溫經(jīng)過三個收縮階段：⑴液態(tài)收縮：金屬在液體狀態(tài)時的收縮，其原因是由于氣體排出，空穴減少，原子間間距減小。⑵凝固收縮：金屬在凝固過程中的收縮，其原因是由于空穴減少，原子間間距減小。液態(tài)收縮和凝固收縮又稱為體積收縮，是縮孔或縮松形成的基本原因。⑶固態(tài)收縮：金屬在固態(tài)過程中的收縮，其原因在于空穴減少，原子間間距減少。固態(tài)收縮還引起鑄件外部尺寸的變化，古稱尺寸收縮線收縮。線收縮對鑄件形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。61.在常用合金中，鋼的收縮率最大，灰鑄鐵收縮率最小。62.鑄件凝固結(jié)束后常常在某些部位出現(xiàn)孔洞，大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。結(jié)晶間隔大的合金，易產(chǎn)生縮松，純金屬共晶成分的合金，易形成集中的縮孔。63.金屬材料經(jīng)冷塑性變形后，隨變形度的增加，其強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。64.晶體只有在切應(yīng)力的作用下才會發(fā)生塑性變形。65.金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷變形加工，此時產(chǎn)生加工硬化。金屬在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形稱為熱變形加工。66.熱變形加工可使金屬中的氣孔和疏松焊合，并改善夾雜物，碳化物的形態(tài)、大小和分布，提高鋼的強(qiáng)度、塑性及沖擊韌度。67.熱變形時鑄錠中的非金屬夾雜物沿變形方向被拉長為纖維組織（熱加工流線）。68.自由鍛用于單件、小批量鍛件的生產(chǎn)以及大型鍛件的產(chǎn)生。69.自由鍛相比模鍛具有以下特點(diǎn)：模鍛件形狀和尺寸精度高，表面質(zhì)量好，加工余量小，節(jié)省金屬材料;生產(chǎn)率高;操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)自動化;模鍛設(shè)備要求較高，噸位要求大，鍛模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長。70.模鍛適用于中、小型鍛件的成批及大量生產(chǎn)。71.板料沖壓是利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力，使材料產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的加工方法。板料沖壓通常在室溫下進(jìn)行，故又稱冷沖壓。72.彎曲件在彎曲變形后，會伴隨一些彈性恢復(fù)從而造成工件彎曲角度、彎曲半徑與模具的形狀、尺寸不一致的現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈現(xiàn)象。73.焊接方法：熔化焊、壓力焊和釬焊。74.電阻焊是利用接觸電阻熱將接頭加熱到塑性或熔化狀態(tài)，再通過電極施加壓力，形成原子間結(jié)合的焊接方法。75.釬焊分為兩類：硬釬焊和軟釬焊。硬釬焊的特點(diǎn)是所用釬料的熔化溫度高于450℃，接頭的強(qiáng)度大，用于受力較大、溫度較高的場合。所用的釬料多為銅基、銀基。釬料熔化溫度低于450℃的釬焊是軟釬焊。軟釬焊常用錫鉛釬料，適用于受力不大，工作溫度低的場合。76.焊接殘余應(yīng)力變形產(chǎn)生的原因：結(jié)構(gòu)件在焊接以后2產(chǎn)生變形，內(nèi)部易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力會增加結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)力，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。焊接時，焊縫被加熱，焊縫區(qū)應(yīng)膨脹，但由于焊縫區(qū)域周圍的金屬未被加熱和膨脹，所以該部分的金屬制約了焊縫區(qū)受熱的自由膨脹，焊縫產(chǎn)生塑性變形并縮短。焊縫冷卻后，焊縫區(qū)域比周圍區(qū)域短，但是焊縫周圍區(qū)域并沒有縮短，從而阻礙焊縫區(qū)域的自由收縮，產(chǎn)生焊接以后工件的變形與應(yīng)力。77.低碳鋼的焊接：焊接性良好，焊接時沒有淬硬、冷裂傾向。78.鑄鐵的焊接：鑄鐵碳含量高，塑性低，焊接性差。鑄鐵焊接容易產(chǎn)生裂紋。79.焊接時，為什么對焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)？有哪些保護(hù)措施？ 答：防止空氣進(jìn)入熔池，減少焊縫金屬中的氧、氮含量、氧含量增加，焊縫的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性下降。氮含量增加，會使焊縫中產(chǎn)生氣孔。保護(hù)措施：⑴造氣保護(hù)：焊條藥皮或焊劑在高溫下回產(chǎn)生氣體，在焊接區(qū)周圍形成一層保護(hù)氣體，隔絕空氣，使弧柱和熔池受到保護(hù)。如氬弧焊。⑵造渣保護(hù)，焊條藥皮或焊劑熔化后產(chǎn)生熔渣，在熔池表面形成一層熔渣，與空氣隔絕。如埋弧焊。⑶氣-渣聯(lián)合保護(hù)，在焊接區(qū)周圍同時形成保護(hù)氣體和熔渣，對焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)。如焊條電弧焊。⑷滲合金，通過藥皮、焊劑或焊條、焊絲向金屬池滲合金，添加硅、錳等有益元素，以彌補(bǔ)其燒損，并進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷，從而保證和調(diào)整焊縫的化學(xué)成分。80.熱塑性塑料:其分子結(jié)構(gòu)主要為線型或支鏈線型分子結(jié)構(gòu)，工藝特點(diǎn)是受熱軟化、熔融、具有可塑性，冷卻后堅硬；再受熱又可軟化，可重復(fù)使用而其基本性能不變；可溶解在一定的溶劑中。成形工藝簡便、形式多種多樣，生產(chǎn)效率高，可直接注射、擠壓、吹塑成型，如聚乙烯、聚丙烯。81.熱固性材料：具有體型分子結(jié)構(gòu)，熱固性塑料一次成形后，質(zhì)地堅硬、性質(zhì)穩(wěn)定，不再溶于溶劑中，受熱不變形，不軟化，不能回收。成形工藝復(fù)雜，大多只能采用模壓或?qū)訅悍?，生產(chǎn)效率低，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料。82.陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高模量、高硬度以及高耐溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能。但特有的脆性、抗熱振性能差等缺陷。83.碳/碳復(fù)合材料具有碳和石墨材料特有的優(yōu)點(diǎn)如低密度，優(yōu)異熱性能如耐燒蝕性、抗熱震性、高導(dǎo)熱性和低膨脹系數(shù)。同時還具有復(fù)合材料的高強(qiáng)度、高彈性模量。84.納米材料的特性：量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、納米材料的體積效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)。85.毛坯選擇的原則：⑴工藝性原則⑵適應(yīng)性原則⑶生產(chǎn)條件兼顧原則⑷經(jīng)濟(jì)性原則⑸可持續(xù)性發(fā)展原則。制作人：羅爽 絕無雷同 翻者必究

第二篇：工程材料與材料成型基礎(chǔ)講稿

工程材料與材料成型基礎(chǔ)講稿

機(jī)械制造工藝過程

鑄鍛焊 機(jī)械加工 裝配

金屬材料 → 毛坯 → 零件 → 機(jī)器

熱處理 熱處理

本課程分為兩部分：

1、工程材料（40學(xué)時）

2、熱加工工藝基礎(chǔ)（鑄造、鍛壓和焊接——30學(xué)時）

工程材料

緒論

材料是一切事物的物質(zhì)基礎(chǔ)，一種新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，往往需要新材料的支持。材料、能源、信息、生物工程是現(xiàn)代文明的四大支柱

一、工程材料的分類

按組成特點(diǎn)分：金屬材料，有機(jī)高分子材料，無機(jī)非金屬材料，復(fù)合材料； 按使用性能分：結(jié)構(gòu)材料，功能材料；

按使用領(lǐng)域分：信息材料，能源材料，建筑材料，機(jī)械工程材料，生物材料。

二、材料技術(shù)的發(fā)展趨勢

第一，從均質(zhì)材料向復(fù)合材料發(fā)展。

第二，由結(jié)構(gòu)材料為方往向功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展。第三，材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來越小的方向發(fā)展。

第四，由被動性材料向具有主動性的智能材料方向發(fā)展。第五，通過仿生途徑來發(fā)展新材料。

三、金屬材料在近代工業(yè)中的地位

金屬材料在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占極其重要的地位（90%以上）。在日常生活中得到廣泛應(yīng)用。其原因： 1．來源廣泛；

2．優(yōu)良的使用性能和工藝性能；

3．通過熱處理可使金屬的性能顯著提高。

四、本課程的任務(wù)

1、熟悉成分、組織、性能之間的基本規(guī)律；

2、合理選用常用工程材料；

3、確定熱處理方法及其工序位置；

4、了解新材料、新技術(shù)、新工藝。

五、材料應(yīng)用舉例（螺紋鋼、標(biāo)準(zhǔn)件、刀具、摩托車發(fā)動機(jī)零件、冷沖壓件等）

第 一 章

金屬的力學(xué)性能

工程材料的性能可分為：

1.使用性能 —— 力學(xué)性能，物理性能，化學(xué)性能

（在正常工作條件下，材料應(yīng)具備的性能）

2.工藝性能 ——鑄造性，鍛造性，焊接性，切削加工性，熱處理性

（材料在加工制造中表現(xiàn)出的制造難易程度）

常用的力學(xué)性能有：強(qiáng)度，塑性，硬度，沖擊韌度，疲勞極限，彈性，剛度

第一節(jié) 強(qiáng)度與塑性

一、靜拉伸試驗(yàn)

應(yīng)力-應(yīng)變曲線（ζ-ε曲線）ζ= F/A0(MPa)ε=△L/ L0（%）A0——試樣原始截面積(mm2)L0——試樣標(biāo)距長度

從ζ-ε曲線中可以得到兩個重要的力學(xué)性能指標(biāo)：強(qiáng)度，塑性。

二、強(qiáng)度

比例極限：外力與變形成正比時的最大應(yīng)力

ζp = Fp/So 彈性極限：保持純彈性變形的最大應(yīng)力

ζe = Fe/So 屈服強(qiáng)度：產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力（屈服點(diǎn)）

ζs = Fs/So 用于有明顯屈服現(xiàn)象的材料 條件屈服強(qiáng)度： 產(chǎn)生0.2%殘余伸長率時的應(yīng)力

ζr0.2 抗拉強(qiáng)度：斷裂前最大載荷時的應(yīng)力（強(qiáng)度極限）

ζb = Fb/So 強(qiáng)度—— 材料抵抗變形和破壞的能力

三、塑性

斷后伸長率（延伸率）δ = [(LkAk)/A0 ] ╳100% δ和ψ越大，材料的塑性越好 塑性—— 產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力 塑性對材料的意義：

1、提高安全性

2、便于壓力加工成型

第二節(jié) 硬 度

硬度是材料抵抗局部變形的能力。硬度是綜合性能指標(biāo)，硬度測量簡便迅速，不破壞零件。

一、布氏硬度

原理： HBS（HBW）= F/A = 2F/πD[D-(D2-d2)1/2]（不寫單位：kgf/mm2）

?采用淬火鋼球時，記為 HBS ?采用硬質(zhì)合金鋼球時，記為 HBW ?當(dāng)F的單位取N時，加系數(shù)0.102

布氏硬度特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：測量數(shù)值穩(wěn)定，準(zhǔn)確

缺點(diǎn)：操作慢，不適用批量生產(chǎn)和薄形件

應(yīng)用：鑄鐵，有色金屬；退火、正火、調(diào)質(zhì)處理鋼

當(dāng)HBS<450時有效（HBW450-650）

二、洛氏硬度

原理： HR =(k-h)/ 0.002（不寫單位）

?對金剛石圓錐壓頭 k = 0.2 mm ?對鋼球壓頭 k = 0.26 mm 洛氏硬度特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，壓痕小，用于成品和薄形件 缺點(diǎn)：測量數(shù)值分散

應(yīng)用：淬火鋼，調(diào)質(zhì)鋼批生產(chǎn)零件

當(dāng)HRC20-67時有效

洛氏硬度分類：

第三節(jié)

韌性與疲勞強(qiáng)度

一、韌性

沖擊韌度：反應(yīng)了材料抵抗沖擊載荷的能力 αk = Ak/A（J/cm2）Ak —— 沖擊功 A —— 試樣缺口處截面積

沖擊韌度對材料的意義：

1.αk 對材料內(nèi)部缺陷很敏感（可用來鑒定材料的

冶金質(zhì)量、熱加工質(zhì)量）

2.αk 隨溫度降低而下降，可用來評定材料的冷脆現(xiàn)象

二、疲勞強(qiáng)度

交變應(yīng)力：大小、方向隨時間周期性變化的應(yīng)力。重復(fù)應(yīng)力：方向不隨時間變化。

疲勞現(xiàn)象：材料在交變載荷長期作用下，無明顯塑性變形就斷裂。

疲勞曲線

疲勞極限 —— 材料經(jīng)無限多次應(yīng)力循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力。它表 示材料抵抗疲勞斷裂的能力。（純彎曲疲勞極限用ζ-1表示）

第三篇：快速成型技術(shù)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1.快速成型：簡稱RP,即將計算機(jī)輔助設(shè)計CAD計算機(jī)輔助制造CAM計算機(jī)數(shù)字控制CNC、激光、精密伺服驅(qū)動和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)計算機(jī)上構(gòu)成的工件三維設(shè)計模型，對其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的二維輪廓信息，快速成型機(jī)的成形頭按照這些輪廓信息在控制系統(tǒng)的控制下，選擇性地固化或切割一層層的成形材料，形成各個截面輪廓，并逐步順序疊加成三維工件。．

快速成形技術(shù)全過程步驟：a.前處理b.分層疊加成型c.后處理 快速成形制造流程：CAD模型→面型化處理→分層→層信息處理→層準(zhǔn)備→層制造→層粘接→實(shí)體模型 2． 什么是快速模具制造技術(shù)？該技術(shù)有何特點(diǎn)？ 快速模具制造就是以快速成形技術(shù)制造的快速成型零件為母模，采用直接或間接的方法實(shí)現(xiàn)硅膠模、金屬模、陶瓷模等模具的快速制造從而形成新產(chǎn)品的小批量制造，降低新產(chǎn)品的開發(fā)成本。特點(diǎn)：制模周期短、工藝簡單、易于推廣，制模成本低，精度和壽命都能滿足特定的功能需要，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，特別適用于新產(chǎn)品開發(fā)試制、工藝驗(yàn)證和功能驗(yàn)證以及多品種小批量生產(chǎn)

LOM涂布工藝

采用薄片型材料，如紙 塑料薄膜 金屬箔等，通過計算機(jī)控制激光束，按模型每一層的內(nèi)外輪廓線切割薄片材料，得到該層的平面輪廓形狀，然后逐層堆積成零件原型。

SLS技術(shù)（選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)）利用粉末材料如金屬粉末 非金屬粉末，采用激光照射的燒結(jié)原理，在計算機(jī)控制下進(jìn)行層層堆積，最終加工制作成所需的模型或產(chǎn)品。4． 快速成形與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別？

傳統(tǒng)方法根據(jù)零件成形過程分為兩大類：一類是以成型過程中材料減少為特征，通過各種方法將零件毛胚上多余材料去除，即材料去除法，二類是材料的質(zhì)量在成型過程中基本保持不變，成型過程主要是材料的轉(zhuǎn)移和毛胚形狀的改變即材料轉(zhuǎn)移法，但此類方法生產(chǎn)周期長速度慢。快速成型技術(shù)可以以最快的速度、最低的成本和最好的品質(zhì)將新產(chǎn)品迅速投放市場。

硅膠模及制作方法 硅膠模具是制作工藝品的專用模具膠。

制作工藝 原型表面處理 制作型框和固定型框 硅橡膠計量，混合并真空脫泡 硅橡膠澆注及固化 拆除型框，刀剖并取出原型 7.構(gòu)造三維模型的主要方法：a應(yīng)用計算機(jī)三維設(shè)計軟件，根據(jù)產(chǎn)品的要求設(shè)計三維模型b應(yīng)用計算機(jī)三維設(shè)計軟件，將已有產(chǎn)品的二維三視圖轉(zhuǎn)換為三維模型c防制產(chǎn)品時，應(yīng)用反求設(shè)備和反求軟件，得到產(chǎn)品的三維模型d利用網(wǎng)絡(luò)將用戶設(shè)計好的三維模型直接傳輸?shù)娇焖俪尚喂ぷ髡?光固化快速成形（SLA）有那幾種形式的支撐？

a.角板支撐b.投射特征邊支撐c.單臂板支撐d.臂板結(jié)構(gòu)支撐e.柱形支撐

6.目前比較成熟的快速成型技術(shù)有哪幾種？它們的成型原理上分別是什么？

液態(tài)光固化聚合物選擇性固化成形簡稱SLA，粉末材料選擇性燒結(jié)成形簡稱SLS，薄型材料選擇性切割成形簡稱LOM，絲狀材料選擇性熔覆成形簡稱FDM

⑦SLA原理：1利用計算機(jī)控制下的紫外激光，按預(yù)定零件各分層截面的輪廓為軌跡逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)的光敏樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)，從而形成零件的一個薄層截面；2當(dāng)一層固化完畢，移動升降臺，在原先固化的樹脂表面上再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮刀刮去多余的樹脂；3激光束對新一層樹脂進(jìn)行掃描固化，使新固化的一層牢固地粘合在前一層上；4重復(fù)2、3步，至整個零件原型制造完畢?！夯騍LA是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態(tài)材料在一定波長（λ=325nm）和功率（P=30mW）的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料也從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)』

⑦SLS原理： 1在先開始加工之前，先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，溫度保持在粉末的熔點(diǎn)之下；2成型時，送料筒上升，鋪粉滾筒移動，先在工作臺上鋪一層粉末材料；3激光束在計算機(jī)控制下，按照截面輪廓對實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末融化并相互黏結(jié)，繼而形成一層固體輪廓，未經(jīng)燒結(jié)的粉末仍留在原處，作為下一層粉末的支撐；4第一層燒結(jié)完成后，工作臺下降一截面層的高度，再鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，直至完成整個三維模型 FDM原理：加熱噴頭正在計算機(jī)的控制下，可根據(jù)界面輪廓的信息作X—Y平面運(yùn)動和高度Z方向的運(yùn)動絲狀熱塑性材料由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭，并在噴頭中加熱至熔融態(tài)，然后被選擇性涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成界面輪廓。一層截面完成后，噴頭上升一截面層的高度在進(jìn)行下一層的涂覆，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品。

LOM:LOM快速成形系統(tǒng)由計算機(jī)原材料存儲及送進(jìn)機(jī)構(gòu)、熱粘壓機(jī)構(gòu)、激光切割系統(tǒng)、可升降工作臺、數(shù)控系統(tǒng)、模型取出裝置和機(jī)架等組成。計算機(jī)用于接受和存儲工件的三維模型沿模型的成型方向截取一系列的截面輪廓信息發(fā)出控制指令原材料存儲及送進(jìn)機(jī)構(gòu)將存于其中的原材料。熱黏壓機(jī)構(gòu)將一層層成形材料粘合在一起。可升降工作臺支撐正在成型的工件并在每層成形完畢之后，降低一個材料厚度以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層成形材料。數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行計算機(jī)發(fā)出的指令，使材料逐步送至工作臺的上方，然后粘合、切割，最終形成三維工件。b 原型制件過程

模型剖分 基底制作原型制作 余料，廢料去除 后繼處理

8.哪些成形方法需要支撐材料？為什么？

SLA、FDM需要制作支撐，LOM、SLS不需要制作支撐。原因：在SLA成形過程中為了確保制件的每一部分可靠固定，同時減少制件的翹曲變形，僅靠調(diào)整制件參數(shù)遠(yuǎn)不能達(dá)到目的，必須設(shè)計并在加工中制作一些柱狀或筋狀的支撐結(jié)構(gòu)；LOM：工件外框與截面輪廓間的多余材料在加工中起到支撐作用，故不需支撐材料；SLS：未燒結(jié)的松散粉末可以作為自然支撐，故不需要支撐材料。

10.常用的快速成形技術(shù)所用的成形材料分別是什么？分別有什么要求？

SLA：材料為光固化樹脂。要求：a.成形材料易于固化，且成形后具有一定的粘接強(qiáng)度b.成形材料的粘度不能太高，以保證加工層平整并減少液體流平時間c.成形材料本身的熱影響區(qū)小，收縮應(yīng)力小d.成形材料對光有一定的透過深度，以獲得具有一定固化深度的曾片。

SLS：材料為所有受熱后能相互粘結(jié)的粉末材料或表面覆有熱塑（固）性黏結(jié)劑的粉末。要求：a.具有良好的燒結(jié)成形性能，即無需特殊工藝即可快速精確地成形原理b.對直接用作功能零件或模具的原型，其力學(xué)性能和物理性能要滿足使用要求c.當(dāng)原型間接使用時，要有利于快速、方便的后續(xù)處理和加工工藝。

LOM：薄層材料多為紙材，黏結(jié)劑一般多為熱熔膠。對紙材要求：a.抗?jié)裥詁.良好的浸潤性c.收縮率小d.一定的抗拉強(qiáng)度e.剝離性能好f.易打磨g.穩(wěn)定性好。對熱熔膠的要求：a.良好的熱熔冷固性b.在反復(fù)熔化-固化條件下，具有較好的物理化學(xué)穩(wěn)定性c.熔融狀態(tài)下與紙材具有良好的涂掛性與涂勻性d.與紙具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度e.良好的廢料分離性能 FDM：材料為絲狀熱塑性材料。材料要求：a.黏度低b.熔融溫度低c.黏結(jié)性要好d.收縮率對溫度不能太敏感 11.這四種快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？

SLA優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛，成形速度快精度高，能量低。缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，需要支撐結(jié)構(gòu)，材料種類有限，激光器壽命短原材料價格高。

SLS優(yōu)點(diǎn)：不需要支撐結(jié)構(gòu)，材料利用率高，選用的材料的力學(xué)性能比較好，材料價格便宜，無氣味。缺點(diǎn)：能量高，表面粗糙，成形原型疏松多孔，對某些材料需要單獨(dú)處理。LOM優(yōu)點(diǎn)：對實(shí)心部分大的物體成形速度快，支撐結(jié)構(gòu)自動的包含在層面制造中，低的內(nèi)應(yīng)力和扭曲，同一物體中可包含多種材料和顏色。缺點(diǎn)：能量高，對內(nèi)部空腔中的支撐物需要清理，材料利用率低，廢料剝離困難，可能發(fā)生翹曲 FDM優(yōu)點(diǎn)：成形速度快，材料利用率高，能量低，物體中可包含多種材料和顏色。缺點(diǎn)：表面光潔度低，粗糙。選用材料僅限于低熔點(diǎn)的材料。

12.主要快速成形系統(tǒng)選用原則：A：成形件的用途（a檢查并核實(shí)形狀、尺寸用的樣品b性能考核用的樣品c模具d小批量和特殊復(fù)雜零件的直接生產(chǎn)e新材料的研究）B：成形件的形狀C：成形件的尺寸大小D成本（a設(shè)備購置成本b設(shè)備運(yùn)行成本c人工成本）E技術(shù)服務(wù)（a保修期b軟件的升級換代c技術(shù)研發(fā)力量）F用戶環(huán)境

13.快速成形的全處理主要包括：CAD三維模型的構(gòu)建、CAD三維模型STL格式化以及三維模型的切片處理等

14.在快速成型的前處理階段為什么要把三維模型轉(zhuǎn)化為STL文件格式？STL格式文件的規(guī)則和常見錯誤有哪些？ 由于產(chǎn)品上有一些不規(guī)則的自由曲面，為方便的獲得曲面每部分的坐標(biāo)信息，加工前必須對其進(jìn)行近似處理，此近似處理的三維模型文件即為STL格式文件

規(guī)則：a共頂點(diǎn)規(guī)則b取向規(guī)則c取值規(guī)則d合法實(shí)體規(guī)則 常見錯誤：a出現(xiàn)違反共頂點(diǎn)規(guī)則的三角形b出現(xiàn)違反取向規(guī)則的三角形c出現(xiàn)錯誤的裂縫或孔洞d三角形過多或過少e微小特征遺漏或出錯

分析SLS SLA FOM LOM 質(zhì)量及精度的影響因素及解決措施

答

從快速成型三個過程討論

首先是前處理，四大成型工藝前處理工作基本相似，模型建立和切片。影響精度主要是切片，厚度越厚，疊加后工件側(cè)面的臺階缺陷越明顯，厚度越小，精度越高

SLA 1 樹脂收縮及原因

樹脂會發(fā)生收縮 導(dǎo)致零件成型過程中產(chǎn)生變形：翹曲

收縮原因;固化收縮和溫度變化的熱脹冷縮機(jī)器誤差

設(shè)備自身精度所帶來的誤差 加工參數(shù)設(shè)置誤差

激光功率 掃描速度 掃描間距設(shè)置誤差 FDM 1 設(shè)備精度誤差 由于設(shè)備自身有一定的加工范圍以及其加工精度，對最后加工工件有一定的誤差 2 成型過程的誤差a 不一致約束 由于相鄰兩層的輪廓有所不同 成型軌跡也不同 每層都要受到相鄰層的約束 導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力 從而產(chǎn)生翹曲 b 成型功率控制不當(dāng) 功率過大 會導(dǎo)致刮破前一層 同時會燒紙 機(jī)器壽命降低 過小 粘結(jié)不好c工藝參數(shù)不穩(wěn)定

會導(dǎo)致層與層制件或同層不同位置成型狀況的差異 從而導(dǎo)致翹曲 或度不均

SLS 主要是激光的參數(shù) 1 激光功率密度過大 掃描速度過小 則局部溫度過高 導(dǎo)致粉末氣化 燒結(jié)表面凹凸不平反之 則粉末燒結(jié)不充分甚至不能燒結(jié) 建立的制件強(qiáng)度低或者不能成行 2 激光束掃描間距與激光束半徑配合會影響激光燒結(jié)的質(zhì)量

LOM 過程中誤差造成的缺陷 1 噴頭起停誤差 2 路間缺陷 解決方法 控制相鄰路間的粘結(jié)溫度使得接觸牢固 控制材料的橫向流動填補(bǔ)空洞

后處理影響精度主要有 人為修整帶來的缺陷 有支持結(jié)構(gòu)的成型工藝在除去支付結(jié)構(gòu)時對工件表面的破壞等

第四篇：塑料成型與模具設(shè)計復(fù)習(xí)總結(jié)

制品的材料選擇

1）塑料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、彎曲性能。

2）塑料的物理性能，如對使用環(huán)境溫度變化的 適應(yīng)性、光學(xué)性能、絕熱或電氣絕緣的程度、精 加工和外觀的完滿程度等。

3）塑料的化學(xué)性能，如對接觸物（水、溶劑、油、藥品）的耐性、衛(wèi)生程度以及使用上的安全性等。

4）必要的精度，如收縮率的大小及各向收縮率的差異。5）成型工藝性，如塑料的流動性、結(jié)晶性、熱敏性等。

選擇具體的脫模斜度時，注意以下原則：

1）制品尺寸公差允許，脫模斜度取大值。2）熱塑性塑料的脫模斜度大，熱固性小。3）壁厚大，收縮量大，脫模斜度大。4）較高、較大的制品，脫模斜度小。5）高精度制品，脫模斜度小。6）制品高度很小，脫模斜度為零。

7）脫模后制品留在型芯一邊，型芯斜度小。

8）內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得。

制品壁厚

1）制品必須有足夠的強(qiáng)度和剛度； 2）塑料在成型時有良好的流動狀態(tài)； 3）脫模；

4）壁厚均勻，否則使制品變形或產(chǎn)生縮孔、凹陷及填充不足等缺陷。

5）熱固性塑料的小型塑件，壁厚取1.6～2.5mm，大型塑件取3.2～8mm。6）熱塑性塑料的小型制件，壁厚取1.75～2.30mm，大型制件2.4～6.5mm。

加強(qiáng)肋增加塑件的強(qiáng)度和避免塑件翹曲變形。

加強(qiáng)肋的設(shè)計原則：

加強(qiáng)肋<壁厚，b <（0.5 ~ 0.7）δ； 足夠的斜度，α= 4°~ 10°； 圓角，R =δ/8；

高度小，數(shù)量多，L< 3δ。

圓角

尖角：應(yīng)力集中，塑件破裂，模具熱處理時淬裂。圓角半徑：壁厚的1/3以上。圓角有利于塑料充型流動。

圓角會導(dǎo)致凹模型腔加工復(fù)雜，使鉗工勞動量增加。

飾紋、文字、符號及標(biāo)記 設(shè)計要求： a.脫模

b.模具易于加工，文字可用刻字機(jī)刻制圖案可用手工雕或電加工等，c.標(biāo)記的凸出高度≥0.2mm，線條寬度≥ 0.3mm，兩條線的間距≥0.4mm，標(biāo)記的脫模斜度≥ 10°。

塑料螺紋設(shè)計

1.成型的螺紋精度低于3級。2.金屬螺紋嵌件。

3.塑料螺紋螺牙尺寸應(yīng)較大。

4.塑料螺紋的外徑≥4mm，內(nèi)徑≥2mm。

5.螺孔始端有0.2 ~ 0.8mm的臺階孔，螺紋末端≥0.2mm的距離。

金屬嵌件的設(shè)計原則 1）圓形或?qū)ΨQ形狀；

2）壁厚（金屬嵌件周圍的塑料層厚度大）； 3）倒角； 4）定位；

5）自由伸出長度≤2d；

6）嵌件會降低生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)不易自動化。

影響尺寸精度的因素 1.和模具有關(guān)的原因： 1）模具的形式或基本結(jié)構(gòu) 2）模具的加工制造誤差

3）模具的磨損、變形、熱膨脹 2.和塑料有關(guān)的原因

1）不同廠家生產(chǎn)的塑料的標(biāo)準(zhǔn)收縮率的變化

2）不同批量塑料的成型收縮率、流動性、結(jié)晶化程度的差異 3）再生塑料的混合、著色劑等添加物的影響 4）塑料中的水分以及揮發(fā)和分解氣體的影響

3.和成型工藝有關(guān)的原因

1）由于成型條件變化造成的成型收縮率的波動 2）成型操作變化的影響

3）脫模頂出時的塑料變形、彈性恢復(fù) 4.和成型后時效有關(guān)的原因

1）周圍溫度、濕度不同造成的尺寸變化

2）塑料的塑性變形及因?yàn)橥饬ψ饔卯a(chǎn)生的蠕變、彈性恢復(fù) 3）殘余應(yīng)力、殘余變形引起的變化

從模具設(shè)計和制造的角度，影響塑料制品尺寸精度的因素有五個方面： 1）模具成型零件的制造誤差δz； 2）模具成型零件的表面磨損δc； 3）塑料收縮率波動δs；

4）模具活動成型零件的配合間隙變化δj； 5）模具成型零件的安裝誤差δa。

對于小尺寸的制品，模具制造誤差對制品尺寸的影響要大些；

對于大尺寸的制品，收縮率波動引起的誤差是影響制品尺寸精度的主要因素。

表面粗糙度的確定

1.模具的表面粗糙度比塑料制品的表面粗糙度低一級； 2.對透明的塑料制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；

3.對于不透明的塑料制品，型芯的表面粗糙度的級別可比型腔的表面粗糙高1 ~2級。

注射成型特點(diǎn)

型周期短成型形狀復(fù)雜尺寸精確帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件熱塑性塑料（除氟塑料外）一些熱固性塑料生產(chǎn)效率高易于實(shí)現(xiàn)全自動化生產(chǎn)應(yīng)用廣泛

按照注射機(jī)的注射方向和模具的開合方向分類

1）臥式注射機(jī)重心低、穩(wěn)定加料、操作及維修均很方便塑件推出后可自行脫落便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)模具安裝較麻煩嵌件放入模具有傾斜和脫落的可能機(jī)床占地面積較大

2）立式注射機(jī)占地面積小安裝和拆卸模具方便安放嵌件容易重心高、不穩(wěn)定加料較困難推出的塑件要人工取出不易實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)最大注射量在60g以下

３）角式注射機(jī)結(jié)構(gòu)簡單機(jī)械傳動不能準(zhǔn)確可靠地控制注射、保壓壓力及鎖模力。模具受沖擊和振動較大

按注射裝置分類

注塞式以加熱料筒、分流梭和柱塞來實(shí)現(xiàn)成型物料的塑化和注射。構(gòu)造簡單適合于小型零件的成型材料滯流嚴(yán)重壓力損失大

螺桿預(yù)塑化型塑化：螺桿旋轉(zhuǎn)、料筒進(jìn)行塑化。注射：螺桿移動進(jìn)行注射。特點(diǎn)：塑化均勻，計量準(zhǔn)確。

注射機(jī)的組成 注射機(jī)構(gòu) 加料器 料筒

螺桿（或柱塞與分流梭）噴嘴 鎖模機(jī)構(gòu)

作用:鎖緊模具 模具的開合動作頂出模內(nèi)制品

鎖模方式全液壓式（直壓式）液壓-機(jī)械聯(lián)合作用式（肘拐式）。頂出方式機(jī)械式液壓式

液壓傳動和電器控制系統(tǒng)液壓傳動系統(tǒng)是注射機(jī)的動力系統(tǒng)電器控制系統(tǒng)則是各動力液壓缸完成開啟、閉合和注射等動作的控制系統(tǒng)。

熱塑性塑料的工藝性能 1.收縮 塑料制品從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性。2流動性塑料成型難易的指標(biāo)

影響塑料流動性的因素：a.聚合物的性質(zhì)b.成型條件

衡量流動性的指標(biāo)： a.相對分子質(zhì)量 b.熔融指數(shù)

c.阿基米德螺旋線長度 d.表觀粘度

e.流程比(流程長度/制品壁厚)

成型工藝條件對流動性的影響： 1）熔體成型溫度 2）注射壓力 3）模具結(jié)構(gòu)

3.塑料的結(jié)晶結(jié)晶形塑料各向異性顯著、內(nèi)應(yīng)力大。脫模后制品內(nèi)未結(jié)晶的分子繼續(xù)結(jié)晶，使制品變形、翹曲。

注射成型工藝過程

成型前準(zhǔn)備塑料外觀（如色澤、顆粒大小及均勻度等）檢驗(yàn)； 塑料的干燥處理 料筒的清洗或拆換 嵌件的預(yù)熱

脫模劑：硬脂酸鋅、液體石蠟和硅油 注射成型過程加料塑化注射冷卻脫模 固體顆粒轉(zhuǎn)換成粘流態(tài)的過程稱為塑化。影響因素： 受熱情況 剪切作用 螺桿的剪切

摩擦熱促進(jìn)塑化

注射：充模熔體經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并填滿型腔。型腔內(nèi)熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值，熔體壓實(shí)。

保壓熔體冷卻收縮，熔料不斷補(bǔ)充進(jìn)入模具。模具冷卻，熔體密度增大，逐漸成型。倒流

保壓結(jié)束，螺桿回程（預(yù)塑開始）。

型腔中的熔料通過澆口流向澆注系統(tǒng)稱為倒流現(xiàn)象。熔體在澆口處凝固，倒流停止。

澆口凍結(jié)后的冷卻

加入新料，同時通入冷卻水、油或空氣等冷卻介質(zhì)，對模具進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻。

脫模

在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑料制件推出模外。

制件的后處理退火或調(diào)濕，改善和提高制品的性能和尺寸穩(wěn)定性。

退火處理

目的：消除制品的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)。方法：制品在定溫的烘箱中靜置一段時間。退火溫度=制品使用溫度+（10~20）℃ 退火溫度=塑料熱變形溫度-（10~20）℃ 退火時間根據(jù)制品厚度確定。退火后應(yīng)使制品緩冷至室溫。

調(diào)濕處理 目的：防止氧化變色或吸收水分而膨脹，使制品尺寸穩(wěn)定。方法：將剛脫模的制品放在熱水中處理。

注射成型工藝參數(shù) 溫度

料筒溫度料筒溫度選擇的依據(jù)：流動性，熱降解。Tf(Tm)<料筒溫度

噴嘴溫度噴嘴溫度<料筒的最高溫度 防止直通式噴嘴發(fā)生“流涎”現(xiàn)象

模具溫度充型能力 塑件的性能和外觀質(zhì)量 模溫升高： 流動性增加 充模壓力下降 生產(chǎn)率降低

制品內(nèi)應(yīng)力降低 制品表面質(zhì)量提高 成型收縮率增大

制品密度或結(jié)晶度增大 制品翹曲度增大

2.壓力

塑化壓力背壓：注射機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力。背壓是通過調(diào)節(jié)注射液壓缸的回油阻力來控制的。背壓增加：增加熔體的內(nèi)壓力 加強(qiáng)剪切效果、提高熔體的溫度

螺桿退回速度減慢，延長塑料受熱時間，改善塑化質(zhì)量。

注射壓力注射時在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)。注射壓力過低，不能充滿型腔。

注射壓力過大，溢料，變形，系統(tǒng)過載。注射壓力增大： 塑料流動性增加 充填速度增加 接縫強(qiáng)度增加 制件重量增加

制件中內(nèi)應(yīng)力增加

注射壓力與熔體溫度的關(guān)系 料溫高，注射壓力低； 料溫低，注射壓力高。料溫和注射壓力組合

模腔壓力

注射壓力經(jīng)過噴嘴、流道和澆口的壓力損失后在模具型腔內(nèi)產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)。

3.注射成型周期和注射速度 完成一次注射成型所需的時間 注射速度增大： 熔體流速增加 剪切作用加強(qiáng) 粘度降低

熔體溫度升高

熔體流動長度增加 熔合紋強(qiáng)度增加 內(nèi)應(yīng)力升高 表面質(zhì)量下降 湍流、噴射

模內(nèi)空氣無法排出，壓縮升溫，局部燒焦或分解。

第五篇：機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)

《機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)》

班級：機(jī)自144 姓名：董

浩 學(xué)號：201406024407

金屬材料在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

一、金屬材料的特性

1、機(jī)械性能

1.1強(qiáng)度

這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的最大能力，可分為抗拉強(qiáng)度極限（σb）、抗彎強(qiáng)度極限（σbb）、抗壓強(qiáng)度極限（σbc）等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規(guī)律可循，因而通常采用拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測定，即把金屬材料制成一定規(guī)格的試樣，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂。

1.2塑性

金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的最大能力稱為塑性，通常以拉伸試驗(yàn)時的試樣標(biāo)距長度延伸率δ（%）和試樣斷面收縮率ψ（%）表示。

1.3硬度

金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力成為硬度，或者說是材料對局部塑性變形的抵抗力。根據(jù)硬度的測定方法，主要可以分為：布氏硬度和洛氏硬度。

1.4韌性

金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力成為韌性。

2、化學(xué)性能

金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、抗氧化性（又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時對氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性），以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對機(jī)械性能的影響等等。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義。

3、物理性能

3.1密度

ρ=P/V 單位克/立方厘米或噸/立方米，式中P為重量，V為體積。在實(shí)際應(yīng)用中，除了根據(jù)密度計算金屬零件的重量外，很重要的一點(diǎn)是考慮金屬的比強(qiáng)度（強(qiáng)度σb與密度ρ之比）來幫助選材，以及與無損檢測相關(guān)的聲學(xué)檢測中的聲阻抗（密度ρ與聲速C的乘積）和射線檢測中密度不同的物質(zhì)對射線能量有不同的吸收能力等等。3.2熔點(diǎn)

金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時的溫度，對金屬材料的熔煉、熱加工有直接影響，并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。3.3熱膨脹性

隨著溫度變化，材料的體積也發(fā)生變化（膨脹或收縮）的現(xiàn)象稱為熱膨脹，多用線膨脹系數(shù)衡量，亦即溫度變化1℃時，材料長度的增減量與其0℃時的長度之比。熱膨脹性與材料的比熱有關(guān)。

在實(shí)際應(yīng)用中還要考慮比容材料受溫度等外界影響時，單位重量的（材料其容積的增減，即容積與質(zhì)量之比），特別是對于在高溫環(huán)境下工作，或者在冷、熱交替環(huán)境中工作的金屬零件，必須考慮其膨脹性能的影響。

3.4磁性

能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性，它反映在導(dǎo)磁率、磁滯損耗、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑磁力等參數(shù)上，從而可以把金屬材料分成順磁與逆磁、軟磁與硬磁材料。3.5電學(xué)性能

主要考慮其電導(dǎo)率，在電磁無損檢測中對其電阻率和渦流損耗等都有影響。

4、工藝性能

4.1切削加工性能：

反映用切削工具（例如車削、銑削、刨削、磨削等）對金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。

4.2可鍛性：

反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時其塑性的高低（表現(xiàn)為塑性變形抗力的大?。?，允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時金屬的流動性、導(dǎo)熱性能等。

4.3可鑄性：

反應(yīng)金屬材料融化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時的流動性吸氣性、氧化性、熔點(diǎn)，鑄件顯微組織的均勻性、致密性，以及冷縮率等等。

4.4可焊性：

反映金屬材料在局部快速加熱，使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化（需加壓），從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度，表現(xiàn)為熔點(diǎn)、熔化時的吸氣性、氧化性、導(dǎo)熱性、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性、對機(jī)械性能的影響等。

二、金屬材料的發(fā)展前景

金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造、金屬工具制造、集裝箱及金屬包裝容器制造、不銹鋼及類似日用金屬制品制造，船舶及海洋工程制造等。隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們的生活各個領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，也給社會創(chuàng)造越來越大的價值。

金屬制品行業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些困難，例如技術(shù)單一，技術(shù)水平偏低，缺乏先進(jìn)的設(shè)備，人才短缺等，制約了金屬制品行業(yè)的發(fā)展。為此，可以采取提高企業(yè)技術(shù)水平，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)適用人才等提高中國金屬制品業(yè)的發(fā)展。

三、學(xué)習(xí)體會

老師將同學(xué)們分成十組，讓每個同學(xué)動手制作PPT，上臺演講，使每個人都融入到課堂中。采用學(xué)生先講，老師再補(bǔ)充的方法，讓我們更加清楚的認(rèn)識這門課。

多媒體教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)格局，極大地調(diào)動了教師與學(xué)生的雙邊積極性。因其具有聲音、圖像和動畫等功能，課堂教學(xué)氣氛活躍，學(xué)生容易按老師的教學(xué)思維去回答問題，教師也容易按正常的規(guī)律從事教學(xué)活動，師生雙方的潛能都得到應(yīng)有的發(fā)揮，特別是調(diào)動了學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到培養(yǎng)，同時也有利于素質(zhì)教育的開展。但需要注意的是，在機(jī)械工程材料教學(xué)中，不是每堂課都需要在多媒體教室講解，在確定教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)注意一個問題，就是如何最大限度地發(fā)揮多媒體優(yōu)勢，就是說要讓多媒體為教學(xué)內(nèi)容雪中送炭，而不能畫蛇添足。

教師要運(yùn)用自己的知識和經(jīng)驗(yàn)，理解和把握教材，有計劃地組織學(xué)生走出校園，走進(jìn)社會，下車間參觀鍛煉，多接觸各種材料，了解金屬材料加工工藝，掌握改善材料的力學(xué)性能的方法等，讓學(xué)生在各個實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，通過這些實(shí)訓(xùn)，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，提高學(xué)生運(yùn)用知識和基本技能分析、解決實(shí)際問題的能力，開闊學(xué)生的視野，掌握更多的操作技能，使他們認(rèn)識到機(jī)械工程材料知識的價值。

機(jī)械工程材料是一門實(shí)用型學(xué)科，其中每個理論都與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，每種材料也都有特定的應(yīng)用范圍。因此，在教學(xué)過程中，教師針對學(xué)生的工種和狀況，深入挖掘教材內(nèi)容，將抽象的理論有意識地與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，有目的地設(shè)計興奮點(diǎn)，讓課本內(nèi)容更貼近生產(chǎn)，并通過工作中的實(shí)例加以說明。

通過學(xué)習(xí)機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)這門課，讓我們對金屬材料、高分子材料、新型材料陶瓷材料、有色金屬有了更深的認(rèn)識，初步掌握了金屬熱處理技術(shù)、焊接技術(shù)、鑄造技術(shù)、金屬材料成型基本原理、金屬材料的力學(xué)性能。

由于我們組的大課題是金屬材料成型基本原理，所以我對這節(jié)的印象更加深刻。自己動手找材料制作課件，讓我對其中的每個問題都有了深刻理解。如利用機(jī)械外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，使兩者互相抵消，稱為機(jī)械矯正法；利用火焰對焊件局部進(jìn)行加熱。高溫處的金屬材料受熱膨脹后，受到構(gòu)件本身的剛性制約，產(chǎn)生局部的壓縮塑性變形，當(dāng)焊件冷卻后發(fā)生收縮抵消了焊后在該部位的伸長變形，從而達(dá)到矯正目的稱為火焰矯正法：常用的金屬加工機(jī)器有車床、銑床、刨床、沖床、等等。

雖然課程結(jié)束了，但是身為機(jī)械專業(yè)學(xué)生的我們應(yīng)該在接下來的時間里不斷補(bǔ)充自己有關(guān)機(jī)械材料方面的知識。