材料成形規(guī)律與性能綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

材料成形規(guī)律與性能綜合實(shí)驗(yàn)

指導(dǎo)書本課程是材料成型與控制工程專業(yè)學(xué)生的一門重要的綜合性實(shí)驗(yàn)課，是以材料成形原理、現(xiàn)代材料成形技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課有關(guān)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)本專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性、邏輯關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)以及本專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的要求，使學(xué)生在成形工藝方法、成形設(shè)備與控制方法、成形模具制造、材料成形性能與測(cè)試等幾個(gè)方面分層次得到系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，從而達(dá)到從實(shí)驗(yàn)角度比較全面了解和掌握本專業(yè)的知識(shí)，提高實(shí)際動(dòng)手能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生比較準(zhǔn)確的了解成形基本工藝、裝備，熟悉實(shí)驗(yàn)規(guī)劃及實(shí)驗(yàn)過程，熟悉相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的使用，能排除簡(jiǎn)單故障，能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理誤差分析。要求學(xué)生具有以上相關(guān)課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及較強(qiáng)的動(dòng)手能力。一、材料正擠壓工藝與性能實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在正擠壓時(shí)的變形行為，了解材料正擠壓的變形過程與規(guī)律以及不同模具形狀對(duì)材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時(shí)的實(shí)驗(yàn)原理、方法和過程。2、實(shí)驗(yàn)過程（1）材料與模具準(zhǔn)備選擇兩塊高度一致的半圓形坯料；在兩側(cè)的分界平面上劃出適當(dāng)大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測(cè)量與記錄數(shù)據(jù)；選擇一塊中間已粘結(jié)完成的圓柱坯料；準(zhǔn)備好正擠壓模具。（2）擠壓過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗(yàn)機(jī)）的狀態(tài)并確認(rèn)其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當(dāng)位置，模具中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動(dòng)設(shè)備進(jìn)行擠壓，并密切觀察坯料變形過程；開模取件。更換模具，重復(fù)進(jìn)行以上步驟，完成所有坯料的擠壓過程。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)分析1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)變形前網(wǎng)格形狀與尺寸變形后網(wǎng)格形狀與尺寸坯料材料與尺寸模具結(jié)構(gòu)尺寸壓力2）實(shí)驗(yàn)分析繪制實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖分析與對(duì)比坯料變形前后的網(wǎng)格變化，確定不同變形區(qū)域的變形量大小。分析與對(duì)比不同模具形狀的變形區(qū)域和變形量大小的變化。分析與對(duì)比同一條件下的中間不粘結(jié)坯料和粘結(jié)坯料的變形區(qū)域和變形量大小的變化。4、思考問題1）在分界平面上劃網(wǎng)格的目的是什么？2）為何要選擇兩塊高度一致的坯料？3）為何模具中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)備壓力中心？4）為何要對(duì)比同一條件下的中間不粘結(jié)坯料和粘結(jié)坯料的變形情況？5）擠壓凹模為何要做成中間可以分開？6）本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源有哪些？可以采取哪些方法減小或消除？二、材料反擠壓工藝與性能實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在反擠壓時(shí)的變形行為，了解材料反擠壓的變形過程與規(guī)律以及不同模具形狀對(duì)材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時(shí)的實(shí)驗(yàn)原理、方法和過程。2、實(shí)驗(yàn)過程（1）材料與模具準(zhǔn)備選擇兩塊高度一致的半圓形坯料；在兩側(cè)的分界平面上劃出適當(dāng)大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測(cè)量與記錄數(shù)據(jù)；準(zhǔn)備好反擠壓模具。（2）擠壓過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗(yàn)機(jī)）的狀態(tài)并確認(rèn)其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當(dāng)位置，模具中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動(dòng)設(shè)備進(jìn)行擠壓，并密切觀察坯料變形過程；開模取件。更換模具，重復(fù)進(jìn)行以上步驟，完成所有坯料的擠壓過程。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)分析1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)變形前網(wǎng)格形狀與尺寸變形后網(wǎng)格形狀與尺寸坯料材料與尺寸模具結(jié)構(gòu)尺寸壓力2）實(shí)驗(yàn)分析繪制實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖分析與對(duì)比坯料變形前后的網(wǎng)格變化，確定不同變形區(qū)域的變形量大小。分析與對(duì)比不同模具結(jié)構(gòu)形狀的變形區(qū)域和變形量大小的變化。分析與對(duì)比變形規(guī)律與正擠壓的區(qū)別。4、思考問題1）反擠壓坯料為何要比正擠壓短？2）與正擠壓相比，反擠壓壓力有何變化？3）反擠壓的變形區(qū)域與正擠壓有何區(qū)別？4）本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源有哪些？可以采取哪些方法減小或消除？三、開式模鍛工藝與性能實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在開式模鍛時(shí)的變形行為，了解材料開式模鍛的變形過程與規(guī)律以及飛邊形狀對(duì)材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時(shí)的實(shí)驗(yàn)原理、方法和過程。2、實(shí)驗(yàn)過程（1）材料與模具準(zhǔn)備選擇兩塊高度一致的半圓形坯料；在兩側(cè)的分界平面上劃出適當(dāng)大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測(cè)量與記錄數(shù)據(jù)；準(zhǔn)備好開式模鍛模具。（2）模鍛過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗(yàn)機(jī)）的狀態(tài)并確認(rèn)其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當(dāng)位置，模具中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動(dòng)設(shè)備進(jìn)行模鍛，并密切觀察坯料變形過程；開模取件。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)分析（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)變形前網(wǎng)格形狀與尺寸變形后網(wǎng)格形狀與尺寸坯料材料與尺寸模具結(jié)構(gòu)尺寸壓力（2）實(shí)驗(yàn)分析繪制實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖分析與對(duì)比坯料變形前后的網(wǎng)格變化，確定不同變形區(qū)域的變形量大小。分析飛邊區(qū)域變形量大小和變化情況。分析與對(duì)比變形規(guī)律與正擠壓和反擠壓的區(qū)別。4、思考問題1）開式模鍛的坯料有何要求？2）與正擠壓和反擠壓相比，同直徑坯料開式模鍛時(shí)壓力有何變化？3）變形區(qū)域與反擠壓和正擠壓有何區(qū)別？4）本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源有哪些？可以采取哪些方法減小或消除？四、板料彎曲工藝與性能實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在V形時(shí)的變形行為，了解材料V形彎曲的變形過程與回彈角度的規(guī)律，了解并掌握常見板料變形的實(shí)驗(yàn)原理、方法和過程。2、實(shí)驗(yàn)過程（1）材料與模具準(zhǔn)備選擇坯料，并確認(rèn)坯料尺寸；保證坯料厚度尺寸的一致性；準(zhǔn)備好彎曲模具。（2）彎曲過程檢查彎曲設(shè)備（材料試驗(yàn)機(jī)）的狀態(tài)并確認(rèn)其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當(dāng)位置，模具中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動(dòng)設(shè)備進(jìn)行彎曲，并密切觀察坯料變形過程；注意設(shè)備的行程位置和壓力大小，開模取件；更換凸模重復(fù)以上過程；更換整套模具，重復(fù)以上過程，直到坯料全部彎曲完成。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)分析（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)坯料材料，坯料尺寸；變形后坯料形狀與尺寸（角度）；模具結(jié)構(gòu)尺寸（角度與圓角半徑）；（2）實(shí)驗(yàn)分析繪制實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖分析與對(duì)比不同圓角半徑時(shí)的回彈量分析與對(duì)比不同彎曲角度時(shí)的回彈量回彈規(guī)律的分析與總結(jié)。4、思考問題1）為何要注意設(shè)備的行程位置和壓力大?。繅毫μ髮?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有何影響？2）回彈后圓角半徑會(huì)發(fā)生什么變化？3）板料變形與體積變形有何區(qū)別？4）本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源有哪些？可以采取哪些方法減小或消除？五、成形設(shè)備、模具與工藝實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^比較材料成型的模具與設(shè)備的原理與結(jié)構(gòu)，了解并掌握常見材料的成型方法及工藝，使學(xué)生能將理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來，培養(yǎng)綜合運(yùn)用工藝基礎(chǔ)知識(shí)去分析和解決實(shí)際問題的能力。2、實(shí)驗(yàn)過程（1）設(shè)備與模具準(zhǔn)備選定模具選定設(shè)備（2）模具拆裝將選定的模具逐一拆開，并注意零件順序；觀察并記錄各零件的形狀與作用；再將各零件裝配成完整的模具。（3）曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理；觀察與了解各關(guān)鍵零部件（曲柄、連桿、滑塊）的結(jié)構(gòu)與作用；了解主要參數(shù)與應(yīng)用范圍。（4）塑料注射機(jī)塑料注射機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理；觀察與了解各關(guān)鍵零部件（注射機(jī)構(gòu)、開合模機(jī)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)與作用；了解主要參數(shù)與應(yīng)用范圍。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)分析（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)模具結(jié)構(gòu)尺寸；關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)與尺寸；設(shè)備的結(jié)構(gòu)與主要參數(shù)。（2）實(shí)驗(yàn)分析繪