材料成型设备课后习题答案
材料成型设备课后习题
答案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
材料成型设备
一、填空题40分，共20小题，集中在二三四五章
1、曲柄压力机的组成:工作机构、传动系统、操作机构、能源部分、支撑部分、辅助系统。P10
2、曲柄压力机的辅助分类方式：P11
按滑块数量分类：单动压力机、双动压力机-
按压力机连杆数量分类：单点压力机、双点压力机和四点压力机（“点”数是指压力机工作机构中连杆的数目）
3、曲柄压力机型号表示 P12
4、曲柄滑块机构按曲柄形式，曲柄滑块机构主要有几种：曲轴式、偏心齿轮式 P17
5、装模高度调节方式：调节连杆长度、调节滑块高度、调节工作台
6、过载保护装置：压塌块式过载保护装置和液压式过载保护装置-两种P19
7、离合器可分为刚性离合器和摩擦式离合器-，制动器多为摩擦式、有盘式和带式-
8、刚性离合器按结合零件可分为转键式，滑销式，滚柱式和牙嵌式
9、飞轮的储存和释放能量的方式是转速的加快和减缓-
10、曲柄压力机的主要技术参数：
通常曲柄压力机设备越小，滑块行程次数越大。
装模高度是指滑块在下死点时滑块下表面到工作台点半上表面的距离。最大装模高度是指当装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值。与装模高度并行的标准还有封闭高度。封闭高度是指滑块处于下死点时，滑块下表面与压力机工作台上表面的距离，封闭高度与装模高度不同的是少一块工作台垫板厚度 P42
11、一般拉深压力机有两个滑块（称双动拉深压力机），外滑块用于压边，内滑块用于拉伸成型P53
12、液压机的工作介质有两种，采用乳化液的一般叫水压机，采用油的一般叫油压机，油压机中使用做多的是机械油（标准称全损耗系统用油）P85
13、液压机本体结构一般由机架部件，液压缸部件，运动部件及其导向装置所组成。P87
14、液压机立柱的预紧方式主要有加热预紧、液压预紧和超压预紧 P91
15、液压缸结构可以分为柱塞式，活塞式和差动柱塞式三种形式。P94
16、液压元件是组成液压系统的基本要素，由动力元件，执行元件，控制元件及辅助元件四部分组成。
17、液压机的主要技术参数：最大行程S（单位mm）是指活动横梁能够移动的最大距离。它反映了液压机能够加工零件的最大高度。P106
18、挤出成型设备一般由主机（挤出机），辅机和控制系统组成，统称为挤出机组。P109
19、挤出成型理论包括：固体输送区的固体输送理论，熔融区的熔融理论以及均化区的熔体输送理论。P112
20、挤出机的综合工作点：螺杆特性线与口模特性线的交点。P118 21、挤出机的加热方法：液体加热，蒸气加热和电加热。
22、挤出机的冷却包括料筒的冷却，螺杆的冷却，料斗座的冷却。P133
23、注射成型机通常包括注射装置，合模装置，液压传动系统，电气控制系统等部分组成。P148
24、注射成型机的分类主要根据注射和合模装置的排列方式进行分类。可分为立式注射成型机，卧式注射成型机和角式注射成型机。P151
25、注射剂的主要技术参数 :
注射量也称工程注射量，指对空注射的条件下，注射螺旋或柱塞作一次最大柱塞行程时，柱
塞装置所能达到的最大注射量注射压力一般为105~150MPa
注射速度、注射速率、注射时间 P192
26、为了提高注射制作制件的质量，尤其对形状复杂制件的成型，发展了变速注射，即注射速度是变化的，其变化规律由制作的结构形状和塑料的性能 P193
27、多色注射成型机包括双色注射成型机和三色注射成型机。双色注射有“双混色”注射和“双清色”注射两种。
二、问答题共50分，，二、三、四、五章一章一题
三、1.曲柄压力机的机身变形及原因（第二章曲柄压力机，P23）
答：对于开式机身:由于机身近似"C"形，在负荷的作用下将形成前开状态的变形，致使平行度和垂直度大大降低。原因：受力时易产生垂直位移Δh和角位移Δα对于闭式机身：闭式机身形成一个对称的封闭框形结构，在压力机工作受力后仅产生垂直变形，刚度比开式机身好，广泛应用于大中型压力机。
2.飞轮的作用及体现方式通常什么零件充当飞轮的角色（第二章曲柄压力机，P31）
答：飞轮的作用：在非工作的空转时期电动机对飞轮储能，在冲压工作时能量由飞轮提供。体现方式：飞轮的储存能量的方式是转速的加快和减缓，即在非冲压时期（包括滑块的上下行及停止时刻），电动机驱动飞轮使飞轮的转速加快，冲压工作时飞轮释放能量而转速降低，如此循环。
飞轮的角色是：主要组成是最后一级的大齿轮或大带轮。
3.如何选择曲柄压力机（第二章曲柄压力机，P44）答：曲柄压力机选择时应主要考虑如下几个问题：
（1）压力机的选型根据冲压件的工艺性质、产品大小以及精度要求选择压力机类型（2）冲压力的计算冲压力的计算包括连个内容，计算冲压力和确定冲压力发生的时刻。（3）设备的许用载荷压力机类型选定后，进一步需根据变形力的大小、冲压件的尺寸和模具尺寸来确定设备的规格。
（4）初选设备将冲压力的计算图与设备许用负荷对比，当冲压力的计算图图形曲线全部落在压力机许用负荷的安全区内时，即可初选该型号压力机。
（5）设备做功校核如果我们选择的压力机类型是与所进行的冲压工艺相对应，则设备做功可不校核；若在通用曲柄压力机上进行拉深、挤压、复合工序等，则需进行设备做功校核。（6）装模高度校核（7）滑块行程校核
（8）模具安装尺寸空间包括工作台面的大小和模柄孔尺寸，校核模具是否能在工作台上正确安装和定位。
4.简述液压机的工作原理及各部分组成（第三章液压机，P82、P83）
答：工作原理：液压机是根据静态下密闭容器中液体压力等值传递的帕斯卡原理制成的，是一种利用液体的压力来传递能量以完成各种成型加工工艺的机器（结合P82图文）
各部分组成：液压机一般由本体和液压系统两部分组成。本体结构一般由机架部件、液压缸部件、运动部件及其导向装置所组成。液压系统由动力元件、执行元件、控制元件及辅助元件四部分组成。
5.液压机工作过程及各部分组成（第三章液压机，P84、P83）
答：工作时，在工作缸的上腔通入高压液体，在液体压力下推动活塞、活动横梁及固定在活动横梁上的模具上下运动，使工件在上、下模之间成形。回程时，工作缸的下腔通入高压液
体，在推动活塞带着活动横梁向上运动，返回其初始位置。若需顶出工件，则在顶出缸下腔通入高压液体，使顶出活塞上升，将工件顶起，然后向顶出缸上腔通入高压液体，使其回程，这样就完成一个工作循环。
各部分组成：液压机一般由本体和液压系统两部分组成。本体结构一般由机架部件、液压缸部件、运动部件及其导向装置所组成。液压系统由动力元件、执行元件、控制元件及辅助元件四部分组成。
6.挤出机中螺杆的渐变型与突变型的区别，各适合什么类型（第四章塑料挤出机，
P120）答：渐变型螺杆是由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的；而突变型螺杆的上述过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。渐变型螺杆大多用于非结晶型塑料的加工，它对大多数物料能提供较好的热传导，对物料的剪切作用较小，而且可以控制，适用于热敏性塑料，也可用于结晶型塑料。突变型螺杆适用于粘度较低、具有突变熔点的结晶型塑料，如尼龙、聚烯烃等。
7、简述塑料注射成型机的生产工艺过程（第五章塑料注射成型机，P148）
答：塑料注射成型是利用塑料的三种物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态），在一定的工艺条件下，借助于注射成型机和模具，成型出所需要的制品。其工作过程可大致表示成如下几个基本程序：
（1）合模与锁紧（2）注射装置前移（3）注射与保压
（4）制件冷却与预塑化（5）注射装置后退（6）开模与顶出制件 8.注射机中合模装置的作用（第五章塑料注射成型机，P163）答：合模装置的作用主要有三个方面：其一，实现模具的可靠开合动作和必要的行程；其二，在注射和保压时，提供足够的锁模力；其三，开模时提供顶出制件的顶出力及相应的行程。
1.成形：毛坯（一般指固态金属或非金属）在外界压力的作用下，借助于模具通过材料的塑性变形来获得模具所给予的形状，尺寸和性能的制品。
2.成型：指也太或半固态的原材料（金属或非金属）在外界压力或自重力的作用下，通过流动填充(或模具）的型腔来获得于型腔的形状和尺寸想一致的制品
3.曲柄压力机是通过曲柄连杆机构获得材料成形时所需的力和直线位移的成型设备。
4.曲柄压力机的组成:工作机构，传动机构，操作机构，能源部分，支持部分，辅助系统
5.曲柄压力机的分类：开式和闭式（根据床身结构）开式：便于模具安装调整和成型操作，但是机身刚度（特别是角刚度）较差，变形吼影响制作精度和降低模具寿命，使用小型压力机，常用1000KN以下。闭式：机身前后敞开，两侧封闭，在前后两面进行模具安装和成形操作，机身手里变形后，产生垂直变形，可以用模具闭合高度调节差消除，对于之间精度和模具运行精度不产生影响没适用于大中型曲柄压力机。
(1)为类代号，J代表机械类，R为液压（2）变形代号设计（3）位为压力机组别，2为开式，3位闭式(4)压力机型别，2位固定台式曲柄压力机，2位活动台式（5）分隔符（6）设备工作能力，160代表标成压力位160*10=1600KN (7）改进设计代号，队设备但结构和性能所做的改进，以此位A,B,C
6.实际情况下曲柄滑块机构受力：1滑块与导轨面处，抹茶里与运动方向相反且是单向受力。2曲柄支撑颈d0和轴承之间的摩擦，由于摩擦产生的阻力力矩，3曲柄颈和大段轴承之间的摩擦同曲柄支撑处阻力一样位阻力力矩，4连杆销处连杆小端与滑块支撑处之间的摩擦力矩。
7.各装模高度调节方式的特点及应用：1调节连杆长度，特点：结构紧凑，可降低低压力机的高度R较大，行程大，组连接球头和支座的加工比较困难需专用设备，降低了弯曲强度
适用于较大行程的中小型压力机。2调节滑块高度，特点：载荷分配较合理，有一定的磨损消耗与球头式连杆相比柱销式连杆的抗弯曲强度提高小，铰接柱销的教工比较方便，适用于大型的压力机，3调节工作台高度，多用于小型压力机。
8.常用的过载保护装臵：压塌块式和液压式两类。压塌块过载保护装臵结构简单，制作方便，仅适用于单点压力机。液压式，适用于多点和大型压力机。
9.对于小型模具上木的装夹是利用滑块上的模具夹持块加紧模具的模柄来实现的，若模具工作的回程较大，除了用木柄夹持外，还应用压板将上模压紧滑块上，大中型模具上模多用压板方式。
10.打料机构分：刚性和气动。按结合零件的结构可分为转键式，滑销式，滚柱式，和牙嵌式。强度和刚度是机身设计的重要指标。
11.刚性离合器式依靠刚性结合零件式主动部件和从动部件发生连接和分离的两种状态，实现曲柄机构的工作和停止。常见的带式制动器：偏心带式制动器，凸轮带式制动器，和气动带式制动器。
12.摩擦制动器：是依靠摩擦力矩来传递扭矩，接其工作情况可分为干式和湿式，按照摩擦面的形状可而烦恼为圆盘式和浮动镶块式。
13.辅助设备，气动系统与润滑，移动工作他，拉伸垫，滑块平衡装臵（作用：1消隐滑块质量，改善滑块曲柄机构的运动特性，2将滑冰话扩机构内所有连接节点的间隙设为单边，尽管在工作中运动方向在交替变换，由于平衡汽缸的力使各连接节点接触便面了变向带来的冲击并减少了赞哦啊因，提高了机构的运行精度和平衡性。3防止滑块自由坠落（滑车现象），在工作中，避免了由于制动器失灵或连杆断裂而产生的滑块自由下落）14.曲柄压力机的主要技术参数：1标称压力Fg(kN) 标称压力行程Sg(㎜) 滑块行程S（㎜）滑块行程次数n(1/min)。
Fg：描述滑块距下死点某一特定距离时滑块上所承受的最大作用力。S：指滑块从上死点到下死点所经过的距离，其值是曲柄半径的两倍。它随设备的标称压力值增大而增加。n：指连续工作方式下滑块每分钟往返的次数与曲柄转速相对应。拉伸垫按其工作介质不同分为气垫和液压垫。
15.于刚性离合器相比，摩擦离合器具有一下特点：动作协调，能耗降低，能在任意时刻进行礼盒操作，实现制动，加大了操作的安全系数，于保护装备配套可随时进行紧急刹车，，不同于刚性离合器启动后主轴一定要转一圈才能停止，实现寸动，模具按住哪个调节亦很方便，结合平稳无冲击，工作噪音亦比刚性离合器小，但是结构复杂，加工和运行维护成本相应提高，需要压缩空气做动力源。
16.传动系统布臵方式：上传动与下传动，主轴放臵方式，大齿轮安装位臵三种方式。 17.离合器和制动器安装位臵，单击传动压力机离合器和制动器只能布臵在曲柄压力机轴上，对于两级和两级以上行动，离合器可臵于转速较低的曲柄轴上，也可以臵于中间轴上。挤出过程:将塑料从料斗加入料筒中,随螺杆转动向前输送,在前移过程中,收到料筒的加热,螺杆
的剪切,压缩作用,塑料由粉状或粒状逐渐熔融塑化称谓粘流态,塑化后的熔料在压力作用下,通过分流板和一定形状的口模,成为截面与口模形状相仿的高温连续体,最后冷却定型为玻璃态,得到所需的具有一定强度刚度几何形状和尺寸精度的等截面制品.
18.液压机是根据静态下密闭容器内液体压力等值传递的帕斯卡原理制成，利用
F2=A2*P=F1*A2/A1,且A2>>A1,F2>>F1，故小柱塞上小力F1产生大力F2,要想获得较大总压力F2需增加工作柱塞缸面积和提高液体压力即可。
19.液压机的工作循环包括：空程向下，工作行程，保压，回程，停止，顶出缸顶出，顶出缸退回。
20.液压机基本机构：有本体和液压系统组成，本体由上横梁，下横梁和活动横梁及四根立柱组成。
21.液压机工作介质有两种：采用乳化液（2%的乳化脂和98%的软化水）的为水压机；采用油的为油压机。
22.液压机典型结构形式：梁柱组合，单臂式，双柱下拉式，框架式。梁柱组合式用于各种液压机中；单臂式多用于冲压液压机和小型液压机；双柱下拉式用于中小型锻造液压机；框架式用于塑料制品，粉末冶金，薄板冲压及挤压液压机，框架式结构特性：1、刚性好2、导向精度高3、疲劳能力强。
23梁柱组合式关键部件：立柱及横梁，立柱分为双螺母式，锥台式，锥套式三类。
24.液压缸部件：液压缸通常分为柱塞式，活塞式，差动柱塞式。
25.根据液压机的工作原理，液压机具有以下特点：1、易于得到较大的总压力及较大的工作空间；2、易于得到较大的工作行程，便于压制大尺寸工件，并可在行程的任何位臵产生额定的最大压力，可以进行长时间保压3、工作平稳，冲击和振动很小，噪声小4、调压、调速方便5、本体结构简单，操作方便，制造容易。缺点：液压机在快速性方面不如机械压力机。机械效率不够高；不太适合冲裁、剪切等切断类工艺；液压机的调整、维修叫机械压力机困难；另外由于采用液体作为传动介质，易产生泄露。
26.液压机机架部件：梁柱式结构中，立柱是机架的重要支撑件和主要受力件，又是活动横梁运动的导向件，因此对立柱有较高的强度、刚度和精度要求。立柱的材料、结构尺寸、制造质量及其与横梁之间的连接方式、预紧程度等因素都对液压机的工作性能甚至使用寿命有着很大的影响。
27.立柱：连接形式：双螺母式、锥台式、锥套式。立柱的结构与材料：常用材料：35钢，45钢，40Cr,20MnV,20MnSiMo等。
对密封的基本要求：密封性能好，能随着液体压力的提高自动提高密封性能，摩擦阻力小寿命长，使用维修简单，易拆换，成本低，制造容易。
28.常用的密封材料：耐油橡胶，聚氨脂橡胶，聚乙烯塑料，聚四氟乙烯塑料，尼龙等。
29.液压机主要参数：1、标称压力：设备名义上能够产生的最大压力；2、最大净空距（开口高度）H:是指活动横梁停在上限位臵时从工作台上表面到活动横梁下表面的距离 3、最大行程S活动横梁能够移动的最大距离。
30.工艺为设备服务的三个基本原则：1、尽可能好的满足工艺要求，便于操作2、具有合理的强度与刚度，使用可靠，不易损坏3、具有很好的经济性，质量轻。制造维修方便。
31.挤出机组:主机(挤压系统,传动系统,加热冷却系统)辅机(机头,定型,冷却,牵引,切割,卷取)控制(电器,仪表,执行机构)
挤出机主要参数:1,螺杆直径D(外圆直径)2螺杆长径比L/D(工作部分长度/外圆直径)3螺杆的转速范围Nmax~Nmin