《材料成型原理》实验指导书石蜡修改解析Word格式.docx

《材料成型原理》实验指导书石蜡修改解析Word格式.docx

《《材料成型原理》实验指导书石蜡修改解析Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《材料成型原理》实验指导书石蜡修改解析Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验一材料流动性测定

1、实验目的

掌握材料流动性的测定方法和原理，了解影响材料流动性的主要因素。

2、实验装置及实验材料

2.1实验装置

1）液态成形综合试验装置，见附图1所示。

2）熔化电炉一台、熔化锅和温度计（0—100℃）各一个。

2.2实验材料

切片石蜡，溶点53—57℃（上海标本模型厂）配成熔点为50℃的共晶蜡料（成分为75%的石蜡和25%的硬脂酸）。

3、实验步骤及测定项目

1）正确使用平板模造型方法。

2）测定共晶蜡料的温度，待温度合格后进行浇注。

3）凝固冷却至室温后，开启模具盖，测量共晶蜡料流动线长度。

4）清理完毕。

4、实验数据记录

表1浇注温度对蜡料流动性的影响

材料

名称

浇注温度（℃）

直浇口高度（mm）

流动线长度（mm）

参照值

实测值

最小值

最大值

平均值

共晶蜡料

60

180

70

5、思考题

（1）根据实验结果分析浇注温度对材料充型能力的影响。

（2）简述材料流动性的影响因素及材料流动性对铸件质量的影响。

（3）实际生产中提高材料充型能力的方法主要有哪些？

实验二材料热应力测定

1）学会用应力框测定残留应力的方法。

2）分析各工艺参数对铸件残留应力的影响。

2）熔化电炉一台、熔化锅、游标卡尺和温度计（0—100℃）各一个。

切片石蜡，溶点53—57℃（上海标本模型厂）配成熔点为50℃的共晶蜡料（成分为75%的石蜡和25%的硬脂酸）。

3、实验步骤及测定内容

1）将应力框模具安装到位。

2）熔化石蜡并浇注。

3）等应力框凝固冷却后打箱、清理、锯去浇口。

4）用游标卡尺量出两凸台端面的距离L0（见图1）。

5）将应力框固定，用手锯在凸台的中央处锯断，并注意锯断过程中有何现象。

6）再用游标卡尺量出两凸台端面的距离L1（见图2）。

图1应力框式样图2断裂后凸台两间距

4、实验记录及应力计算

表2应力框法对热应力的测定数据记录

试框长度L（mm）

试框粗杆凸台两端距离（mm）

截面积（mm2）

残留拉应力α（MPa）

锯断前L0

锯断后L1

粗杆A1

细杆A2

80

粗杆中的残留拉应力α的计算公式如下：

（1）如图3说明铸造热应力产生的原因及其在铸件中的分布特点。

图3框形铸件应力分析示意图

（2）分析应力框法测残留应力的优缺点。

（3）应力框将锯断时发生的自行崩断说明了什么？

观察崩断断面情况，根据崩断的截面积判断材料的抗拉强度的大小。

实验三液态成型综合性实验

1）掌握液体性质对成形性的影响；

2）掌握环境条件对成形性的影响；

3）掌握零件结构对成形性的影响；

4）了解液态成形的工艺过程。

2、实验材料及实验装置

2.1实验材料：

熔点分别为50℃的共晶蜡料（成分为75%的石蜡和25%的硬脂酸）和60℃的亚共晶蜡料（成分为15%的石蜡和85%的硬脂酸）。

成分如图1所示。

2.2实验装置

1）熔化电炉一台和熔化锅一个；

3）液态成形综合实验装置，见附图1；

4）各种实验用模具若干套，见附图2-5。

3、实验内容

（1）液体材料的流动性实验；

①实验过程

选择平板模，如附图2，在重力充型的条件下，分别将共晶蜡料和亚共晶蜡料加热到60℃和70℃后，浇入浇口杯中。

待冷却至20℃时，从模中取出蜡样，观察外观并测量流动线数据，完成记录表1。

表3液体性质对成形性的影响

蜡料

冷却至20℃外观质量

流动线平均长度（mm）

含硬脂酸75%的共晶蜡料

含硬脂酸15%的亚共晶蜡料

②回答下列问题

a．两种蜡料哪种成形性好？

为什么？

b．怎样选择具有良好液态成形性的材料？

（2）液体材料的收缩性实验；

选择三号模型（如附图3）,共晶蜡料,过热度10℃。

分别在重力、压力、过热到60℃、80℃、模中浇注，将所得结果填入表2。

表4环境条件对液态成形性的影响

项目

共晶蜡料加热到60℃浇注

共晶蜡料重力充型

重力充型

压力充型

过热到60℃

过热到80℃

浇不足与冷隔大小

收缩大小

其他现象

②回答问题

a环境条件对液态成形性有何影响？

一般规律是什么？

b如果充型压力和速度过高，将产生什么后果？

（3）零件结构对液态成形性的影响

①实验过程如下：

选择一、二、三号模型，将熔点为50℃的共晶蜡料加热至60℃，在重力下注入，并填写表中。

表五零件结构对液态成形性的影响

模型

内容

一号模型

二号模型

三号模型

外观质量好坏

内部质量好坏

裂纹与变形

a零件两壁过渡在什么条件下较好？

b过渡壁厚过小或过大将导致什么后果？

4、实验步骤

1）将配制好的蜡基合金放入不锈钢容器中，并在电炉上溶化到80～90℃，搅拌均匀，然后冷却到浇注温度，等待浇注。

蜡基合金配制：

将85％的切片石蜡和15％的硬脂酸或25％的切片石蜡和75％的硬脂酸混合即可。

2）重力实验操作步骤：

把模具（附图2-图5模具中的其中一个模具）装好后，将水平合模开\关或垂直合模开\关按下，将模具压紧。

待模具装配好后，关闭浇口杯旋钮浇道通口，将定量（根据模型的大小而定）熔化好的蜡基合金溶液浇入浇口杯中，迅速将浇口杯浇道通口打开，使蜡基合金溶液流入压铸缸中。

冷却后将水平合模开\关、垂直合模开\关、压铸汽缸开\关按顺时针方向旋转，使气缸退回。

取出模型即可。

压力实验操作步骤：

将浇口杯浇道通口关闭，再将压铸汽缸开\关按下，使蜡基合金溶液注射到模具内腔中等待冷却。

3）当做流动性实验时，应选择平板模具（如附图2平板模具），操作如上。

4）当做充型能力或铸件结构工艺性实验时，应选择如附图3模具中3号模具和附图4外型模具配合或选择附图3中1号、2号、3号模具和外型配合，操作如上。

5）每次做完实验应清理模具。

附图：

图1液态成型综合实验装置

图2平板模

a）一号模型b）二号模型c）三号模型

图3内型模模具

图4外型模模具

上模

下模

图5应力框模具

安徽工程大学

实验报告

系部机械与汽车工程学院

实验室材料B318

课程名称材料成型原理

实验名称材料流动性测定

实验日期

实验一材料流动性测定实验

一、（10分）实验目的

二、（10分）实验装置及实验材料

三、（10分）实验步骤及测定项目

四、（20分）实验数据记录

五、（50分）思考题

（1）（20分）根据实验结果分析浇注温度对材料充型能力的影响。

（2）（15分）简述影响材料流动性的因素及材料流动性对铸件质量的影响。

（3）（15分）实际生产中提高材料充型能力的方法主要有哪些？

实验二材料热应力测定实验

四、（20分）实验记录及应力计算

（1）（20分）说明铸造热应力产生的原因及其在铸件中的分布特点。

（2）（15分）分析应力框法测残留应力的优缺点。

（3）（15分）应力框将锯断时发生的自行崩断说明了什么？

观察崩断断面情况，根据崩断的截面积估计出材料的抗拉强度。

实验三液态成型综合性实验

二、（15分）实验装置及实验材料

三、（75分）实验内容

（一）（25分）液体材料的流动性实验

1.（10分）实验过程

2.（5分）实验数据记录

3.（10分）思考题

（1）（5分）两种蜡料哪种成形性好？

（2）（5分）怎样选择具有良好液态成形性的材料？

（二）（25分）液体材料的收缩性实验

（1）（5分）环境条件对液态成形性有何影响？

（2）（5分）如果充型压力和速度过高，将产生什么后果？

（三）（25分）零件结构对液态成形性的影响

（1）（5分）零件两壁过渡在什么条件下较好？

（2）（5分）过渡壁厚过小或过大将导致什么后果？