材料成形规律与性能综合实验指导书

材料成形规律与性能综合实验

指导书本课程是材料成型与控制工程专业学生的一门重要的综合性实验课，是以材料成形原理、现代材料成形技术等学科基础课和专业课有关实验的内容为基础，根据本专业知识的系统性、逻辑关系和层次结构以及本专业对学生实验动手能力的要求，使学生在成形工艺方法、成形设备与控制方法、成形模具制造、材料成形性能与测试等几个方面分层次得到系统的实验训练，从而达到从实验角度比较全面了解和掌握本专业的知识，提高实际动手能力。通过本课程的学习，使学生比较准确的了解成形基本工艺、装备，熟悉实验规划及实验过程，熟悉相关实验仪器和设备的使用，能排除简单故障，能对实验结果进行合理误差分析。要求学生具有以上相关课程的专业基础知识及较强的动手能力。一、材料正挤压工艺与性能实验1、实验目的通过比较不同工艺条件下的材料在正挤压时的变形行为，了解材料正挤压的变形过程与规律以及不同模具形状对材料变形过程的影响，了解并掌握常见材料在体积变形时的实验原理、方法和过程。2、实验过程（1）材料与模具准备选择两块高度一致的半圆形坯料；在两侧的分界平面上划出适当大小的正方形网格；用白纸将网格拓印下来，并测量与记录数据；选择一块中间已粘结完成的圆柱坯料；准备好正挤压模具。（2）挤压过程检查挤压设备（材料试验机）的状态并确认其完好性；将模具放在挤压设备的适当位置，模具中心对准设备压力中心；将坯料放入模具型腔，开动设备进行挤压，并密切观察坯料变形过程；开模取件。更换模具，重复进行以上步骤，完成所有坯料的挤压过程。3、关键数据与实验分析1）关键数据变形前网格形状与尺寸变形后网格形状与尺寸坯料材料与尺寸模具结构尺寸压力2）实验分析绘制实验模具结构简图分析与对比坯料变形前后的网格变化，确定不同变形区域的变形量大小。分析与对比不同模具形状的变形区域和变形量大小的变化。分析与对比同一条件下的中间不粘结坯料和粘结坯料的变形区域和变形量大小的变化。4、思考问题1）在分界平面上划网格的目的是什么？2）为何要选择两块高度一致的坯料？3）为何模具中心对准设备压力中心？4）为何要对比同一条件下的中间不粘结坯料和粘结坯料的变形情况？5）挤压凹模为何要做成中间可以分开？6）本实验的主要误差来源有哪些？可以采取哪些方法减小或消除？二、材料反挤压工艺与性能实验1、实验目的通过比较不同工艺条件下的材料在反挤压时的变形行为，了解材料反挤压的变形过程与规律以及不同模具形状对材料变形过程的影响，了解并掌握常见材料在体积变形时的实验原理、方法和过程。2、实验过程（1）材料与模具准备选择两块高度一致的半圆形坯料；在两侧的分界平面上划出适当大小的正方形网格；用白纸将网格拓印下来，并测量与记录数据；准备好反挤压模具。（2）挤压过程检查挤压设备（材料试验机）的状态并确认其完好性；将模具放在挤压设备的适当位置，模具中心对准设备压力中心；将坯料放入模具型腔，开动设备进行挤压，并密切观察坯料变形过程；开模取件。更换模具，重复进行以上步骤，完成所有坯料的挤压过程。3、关键数据与实验分析1）关键数据变形前网格形状与尺寸变形后网格形状与尺寸坯料材料与尺寸模具结构尺寸压力2）实验分析绘制实验模具结构简图分析与对比坯料变形前后的网格变化，确定不同变形区域的变形量大小。分析与对比不同模具结构形状的变形区域和变形量大小的变化。分析与对比变形规律与正挤压的区别。4、思考问题1）反挤压坯料为何要比正挤压短？2）与正挤压相比，反挤压压力有何变化？3）反挤压的变形区域与正挤压有何区别？4）本实验的主要误差来源有哪些？可以采取哪些方法减小或消除？三、开式模锻工艺与性能实验1、实验目的通过比较不同工艺条件下的材料在开式模锻时的变形行为，了解材料开式模锻的变形过程与规律以及飞边形状对材料变形过程的影响，了解并掌握常见材料在体积变形时的实验原理、方法和过程。2、实验过程（1）材料与模具准备选择两块高度一致的半圆形坯料；在两侧的分界平面上划出适当大小的正方形网格；用白纸将网格拓印下来，并测量与记录数据；准备好开式模锻模具。（2）模锻过程检查挤压设备（材料试验机）的状态并确认其完好性；将模具放在挤压设备的适当位置，模具中心对准设备压力中心；将坯料放入模具型腔，开动设备进行模锻，并密切观察坯料变形过程；开模取件。3、关键数据与实验分析（1）关键数据变形前网格形状与尺寸变形后网格形状与尺寸坯料材料与尺寸模具结构尺寸压力（2）实验分析绘制实验模具结构简图分析与对比坯料变形前后的网格变化，确定不同变形区域的变形量大小。分析飞边区域变形量大小和变化情况。分析与对比变形规律与正挤压和反挤压的区别。4、思考问题1）开式模锻的坯料有何要求？2）与正挤压和反挤压相比，同直径坯料开式模锻时压力有何变化？3）变形区域与反挤压和正挤压有何区别？4）本实验的主要误差来源有哪些？可以采取哪些方法减小或消除？四、板料弯曲工艺与性能实验1、实验目的通过比较不同工艺条件下的材料在V形时的变形行为，了解材料V形弯曲的变形过程与回弹角度的规律，了解并掌握常见板料变形的实验原理、方法和过程。2、实验过程（1）材料与模具准备选择坯料，并确认坯料尺寸；保证坯料厚度尺寸的一致性；准备好弯曲模具。（2）弯曲过程检查弯曲设备（材料试验机）的状态并确认其完好性；将模具放在挤压设备的适当位置，模具中心对准设备压力中心；将坯料放入模具型腔，开动设备进行弯曲，并密切观察坯料变形过程；注意设备的行程位置和压力大小，开模取件；更换凸模重复以上过程；更换整套模具，重复以上过程，直到坯料全部弯曲完成。3、关键数据与实验分析（1）关键数据坯料材料，坯料尺寸；变形后坯料形状与尺寸（角度）；模具结构尺寸（角度与圆角半径）；（2）实验分析绘制实验模具结构简图分析与对比不同圆角半径时的回弹量分析与对比不同弯曲角度时的回弹量回弹规律的分析与总结。4、思考问题1）为何要注意设备的行程位置和压力大小？压力太大对实验数据有何影响？2）回弹后圆角半径会发生什么变化？3）板料变形与体积变形有何区别？4）本实验的主要误差来源有哪些？可以采取哪些方法减小或消除？五、成形设备、模具与工艺实验1、实验目的通过比较材料成型的模具与设备的原理与结构，了解并掌握常见材料的成型方法及工艺，使学生能将理论知识和生产实际联系起来，培养综合运用工艺基础知识去分析和解决实际问题的能力。2、实验过程（1）设备与模具准备选定模具选定设备（2）模具拆装将选定的模具逐一拆开，并注意零件顺序；观察并记录各零件的形状与作用；再将各零件装配成完整的模具。（3）曲柄压力机曲柄压力机的结构组成与工作原理；观察与了解各关键零部件（曲柄、连杆、滑块）的结构与作用；了解主要参数与应用范围。（4）塑料注射机塑料注射机的结构组成与工作原理；观察与了解各关键零部件（注射机构、开合模机构）的结构与作用；了解主要参数与应用范围。3、关键数据与实验分析（1）关键数据模具结构尺寸；关键零件的结构与尺寸；设备的结构与主要参数。（2）实验分析绘