材料成形規(guī)律與性能綜合實驗指導(dǎo)書

材料成形規(guī)律與性能綜合實驗

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驗課，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)實驗的內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)本專業(yè)知識的系統(tǒng)性、邏輯關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)以及本專業(yè)對學(xué)生實驗動手能力的要求，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、材料成形性能與測試等幾個方面分層次得到系統(tǒng)的實驗訓(xùn)練，從而達到從實驗角度比較全面了解和掌握本專業(yè)的知識，提高實際動手能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生比較準確的了解成形基本工藝、裝備，熟悉實驗規(guī)劃及實驗過程，熟悉相關(guān)實驗儀器和設(shè)備的使用，能排除簡單故障，能對實驗結(jié)果進行合理誤差分析。要求學(xué)生具有以上相關(guān)課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識及較強的動手能力。一、材料正擠壓工藝與性能實驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在正擠壓時的變形行為，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材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時的實驗原理、方法和過程。2、實驗過程（1）材料與模具準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大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測量與記錄數(shù)據(jù)；選擇一塊中間已粘結(jié)完成的圓柱坯料；準備好正擠壓模具。（2）擠壓過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗機）的狀態(tài)并確認其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當位置，模具中心對準設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動設(shè)備進行擠壓，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)與實驗分析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）實驗分析繪制實驗?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡圖分析與對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）為何模具中心對準設(shè)備壓力中心？4）為何要對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）本實驗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驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在反擠壓時的變形行為，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材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時的實驗原理、方法和過程。2、實驗過程（1）材料與模具準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大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測量與記錄數(shù)據(jù)；準備好反擠壓模具。（2）擠壓過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗機）的狀態(tài)并確認其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當位置，模具中心對準設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動設(shè)備進行擠壓，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)與實驗分析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）實驗分析繪制實驗?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡圖分析與對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）本實驗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驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在開式模鍛時的變形行為，了解材料開式模鍛的變形過程與規(guī)律以及飛邊形狀對材料變形過程的影響，了解并掌握常見材料在體積變形時的實驗原理、方法和過程。2、實驗過程（1）材料與模具準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大小的正方形網(wǎng)格；用白紙將網(wǎng)格拓印下來，并測量與記錄數(shù)據(jù)；準備好開式模鍛模具。（2）模鍛過程檢查擠壓設(shè)備（材料試驗機）的狀態(tài)并確認其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當位置，模具中心對準設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動設(shè)備進行模鍛，并密切觀察坯料變形過程；開模取件。3、關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實驗分析（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）實驗分析繪制實驗?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡圖分析與對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）本實驗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驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^比較不同工藝條件下的材料在V形時的變形行為，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驗原理、方法和過程。2、實驗過程（1）材料與模具準備選擇坯料，并確認坯料尺寸；保證坯料厚度尺寸的一致性；準備好彎曲模具。（2）彎曲過程檢查彎曲設(shè)備（材料試驗機）的狀態(tài)并確認其完好性；將模具放在擠壓設(shè)備的適當位置，模具中心對準設(shè)備壓力中心；將坯料放入模具型腔，開動設(shè)備進行彎曲，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)與實驗分析（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）實驗分析繪制實驗?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)簡圖分析與對比不同圓角半徑時的回彈量分析與對比不同彎曲角度時的回彈量回彈規(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??？壓力太大對實驗數(shù)據(jù)有何影響？2）回彈后圓角半徑會發(fā)生什么變化？3）板料變形與體積變形有何區(qū)別？4）本實驗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、模具與工藝實驗1、實驗?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)生能將理論知識和生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)綜合運用工藝基礎(chǔ)知識去分析和解決實際問題的能力。2、實驗過程（1）設(shè)備與模具準備選定模具選定設(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）曲柄壓力機曲柄壓力機的結(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）塑料注射機塑料注射機的結(jié)構(gòu)組成與工作原理；觀察與了解各關(guān)鍵零部件（注射機構(gòu)、開合模機構(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)與實驗分析（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）實驗分析繪