成型工艺综合实验报告.docx
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成型工艺综合实验报告.docx
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成型工艺综合实验报告
材料科学与工程学院
实验报告书
实验名称:
成型工艺综合实验
年级专业及班级:
2011级材料成型及控制工程专业1班
姓名:
朱荣升
学号:
22
指导教师:
杨若绵、李辉、王金伙、
谢建达
评定成绩:
教师评语:
指导老师签名:
2014年05月25日
实验序号
1
实验项目名称
微型冷冲、拉伸成型
实验地点
9-317
指导老师
杨若棉
实验时间
一、实验目的及要求
(1)掌握冲压成形工艺的成形原理及方法
(2)掌握冷冲裁机、拉伸机的组成结构及操作使用规范
(3)分析材料的成形性能及零件的加工工艺性能
(4)认识冲裁模及拉深模的结构组成和模具在机器中的安装
(5)设定工艺方案及参数进行实验,分析实验中出现的问题并提出改善方案
二、实验设备及要求
(1)上海润品微型冷冲、拉伸一体小型成型机组,型号:
RPWXCYJ-8210
(2)铝合金薄板
设备结构说明示意图
序号说明
NO
名称(功能)
NO
名称(功能)
NO
名称(功能)
1
拉伸机调速电机
2
拉伸机上支架
3
上行限位光电控制开关
4
拉伸机上模活动板
5
下行限位光电控制开关
6
气动式传动送料结构
7
模具压条
8
拉伸机下支架
9
电源指示灯
10
急停开关
11
电源总启动开关
12
拉伸机控制开关
13
拉伸机调速开关
14
料架
15
飞轮
16
手轮
17
升降丝杆
18
冷冲机动作控制面板
19
超越式离合器
20
滑块
21
材料导向机构
22
机械式传动送料结构
23
红外线保护装置
24
工作台
25
冲压机独立启动开关
26
手动启动器
27
脚踏启动
三、实验内容及步骤
1、实验内容:
(1)机床动作说明
①接通电源与气压,检查是否接好(电压220V,气压~,电源线须良好的接地)。
②接通电、气之后,拧松[急停]按钮【10】。
③启动机床总电源按钮【11】电源指示灯变亮【9】。
(2)拉伸机动作说明
①机床电源启动按钮左侧为拉伸机开模、合模[控制开关]【12】。
②开合模控制开关左侧为拉伸机[开合模调速器]【13】,上方旋转开关为[调速快慢开关],可控制开合模速度,最慢速度可设置为0%,最快速度可设置100%,下方按钮是[调速器控制开关],控制[调速快慢开关]的电源。
(3)冲压机作说明
①启动[冲压机独立电源]【25】按钮,(绿色为开起,红色为关闭)[冲压机动作控制面板]【18】电源指示灯亮。
②[手动启动]【26】按钮,在机床面板左侧,(绿色圆柱壮),按下时,冲压机工作,松开时便冲压机停止工作。
③[脚踏启动器]【27】与[手动启动按钮]【26】相同,踩下时,冲压机便工作,松开脚时便冲压机停止工作。
④[冲压机动作控制面板]【18】上的[动作选择]按钮,可调单动与连动,[动作选择]按钮拨到左侧,则为单动,单动指示灯亮。
[动作选择]按钮拨到右侧,则连续运动,[连动]指示灯亮。
(单动:
工作时按[手动启动]【26】按钮或踩下[脚踏启动器]【27】时,冲压机工作一次。
{连动:
工作时按[手动启动]按钮或踩下[脚踏启动器]时,冲压机连续工作,直到松开[手动启动]【26】按钮或[脚踏启动器]【27】}。
(4)铝合金薄板冲压性能
铝合金薄板是一种广泛应用的冲压板材,具有良好的冲压成形性能。
其塑性好,屈服强度小,屈强比及屈弹比小、资源丰富、质量轻等优点。
(5)零件加工工艺性
本次实验中落料件是一个十字形状的铝合金薄板制品,其形状简单,适合冲裁。
选用模具为简单单工序落料模。
拉深件为铝合金圆筒形制品,加工工序为先落料后拉深,形状简单,精度高,可一次拉伸成形。
落料件拉深件
(6)认识模具
此次实验使用的是落料模,其为单工序模,结构简单,易于加工。
拉伸模为复合模,先进行落料,后拉深成形,加工精度高。
落料模拉深模
2、实验步骤:
(1)观察设备结构,将落料模具从冲压机中拆卸下来,观察模具结构和模具在设备中安装位置和定位方法。
(2)接通电源与气压,检查是否接好,接好后启动机床总电源按钮。
(3)启动冲压机独立电源,将铝合金薄板送人落料模中,进行落料。
取出落料件,观察并分析其成形质量。
(4)启动拉伸机独立电源,将薄板送人拉深模中,进行落料拉深,取出拉深件,观察并分析其成形质量。
(5)关闭机床总电源。
冲压机拉伸机
四、实验结果与数据分析
(1)该落料件成形质量好,表面平整。
(2)拉深件在拉伸过程中容易出现拉深失效,主要是拉裂和起皱。
拉裂起皱拉深不足
五、分析与讨论
拉裂失效分析:
拉深过程中,由于压边力过大、拉伸速度过快或润滑不足,导致拉伸变形力大于材料的实际抗拉强度以至拉裂。
起皱失效分析:
拉深件起皱可能是原因是材料的相对厚度t/D较小、模具间隙过大,压边力过小,导致拉深件凸缘处切向压应力过大发生起皱。
拉深不足原因分析:
拉深过程中,可能由于拉伸机的传感器故障,致使拉深未完成就已经开模。
(3)改善拉深工艺:
设定合理的压边力及模具间隙、在凹模与板料接触面中进行润滑、采用合理的拉深工艺、选用合适的拉伸模、采取合理的拉深速度。
六、总结与建议
通过微型冷冲、拉伸成型实验,在老师的指导下,我亲身体验了该成型机的实际操作,掌握了微型冷冲、拉伸成型机的使用方法及其工作原理。
该实验使用的材料是铝合金薄板,在冷冲过程中,为了使材料能够合理的利用,应选择合适的步距,尽量减少废料,使材料利用率达到最高。
在拉深过程中,会产生起皱和拉裂现象,这种现象可能是由于拉伸系数、压力大小、拉伸工序及润滑条件等因素造成的。
之前只在书本上大概了解过这些知识,通过这次实际操作以后,将理论与实际结合在一起,很好的巩固了之前学过的理论知识,为今后的学习奠定了不错的基础。
由于本次实验只使用了铝合金薄板这一种金属材料,无法进行对比,若能使用多种不同的金属材料进行实验,也许会收获更多。
实验序号
2
实验项目名称
微型普通注塑
实验地点
模具中心
指导老师
李辉
实验时间
一、实验目的及要求
(1)掌握注塑成型工艺的成形原理及方法
(2)了解注塑机的组成结构、工作原理及操作使用规范
(3)查阅实验原料的相关性能并分析零件的成形性能
(4)明确制品工艺分配关系和拟定合理的工艺条件
(5)查找导致废品的成型工艺因素,学会调整成型参数
(6)拟订出较为合理的成型工艺卡
(7)分析制品成型工艺条件之间的关系
二、实验设备及要求
(1)实验设备:
博创双色注射机,型号:
BT120-023MV,单色注射成型
(2)实验模具:
ASTM样品模具
(2)实验原料:
LDPE塑料
注塑机结构说明示意图
图注射成型原理
1-动模;2-塑件;3-定模;4-料斗;
5-传动装置;6-油缸;7-螺杆;8-加热器
三、实验内容及步骤
1.实验内容
(1)、观察典型塑料零件注射加工过程
加料→预塑→合模→注射→保压→冷却→开模→顶出→取件→合模
(2)模具与注射机的关系
(3)了解材料LDPE的成形性能
低密度聚乙烯,简称LDPE,通常是以乙烯为单体,在~294MPa的高压下,用氧或有机过氧化物为引发剂,经聚合所得的聚合物。
其分子链上有长短支链。
结晶度较低,分子量一般5~50万,它是一种乳白色呈半透明的蜡状固体树脂,无毒。
软化点较低,超过软化点即熔融,其热熔接性、成型加工性能很好,柔软性良好,抗冲击韧性、耐低温性很好,可在-60℃~-80℃下工作,电绝缘性优秀(尤其是高频绝缘性),但其机械强度较差,耐热性不高等。
(4)认识注射工艺参数
温度:
注射过程控温部分及原理,温度的设定方法及调节方法、温度与注射产品质量的影响。
压力:
注射过程压力控制部位及原理,压力的设定方法及调节方法、压力对注射产品质量的影响。
时间:
注射过程时间控制部位及原理,时间控制的设定方法及调节方法、时间对注射产品质量的影响。
2.实验原理
(1)开机与调试
打开电源,预热注塑机。
同时设定料温,让模具试运行,在升温过程中,通过开、闭模具空顶出模具观察模具是否安装、调试停当,同时观察模具与注塑机关系。
(2)闭模
动模快速进行闭合,与定模将要接触时,合模动力系统自动切换成低压(即试合模压力)以低速靠拢后,再切换成高压将模具合紧。
(3)注射装置前移动和注射
确认模具合紧后,注射装置前移,使喷嘴与模具贴合。
液压油进入注射油缸,推动与油缸活塞杆相连接的螺杆,将螺杆头部均匀塑化的物料以规定的压力和速度注入模具型腔,熔料充满模腔的时间极短。
熔体能否充满模腔与注射压力、注射速度、料温密切相关。
注射压力使熔体克服料筒、喷嘴、浇注系统流道,模腔等处流动阻力,以一定的充模速度注射模腔,一经注满,模腔等处的压力即会迅速增大到最大植,而充模速率迅速下降,熔料受到压实。
在其它工艺条件不变时,注射压力过高,则熔料在模腔内充填充过量;注射压力过低,则熔料充模不足,在制品外观质量和内在性能上都有相应影响。
确定注射压力、注射速度大小时,需考虑原料、制品、模具、注射机、以及其它工艺条件等情况,参考经验数据,分析成型过程及制品外观,通过实际成型检验,最终确定。
(4)保压
注射模腔的熔料,由于冷却作用,物料产生收缩,出现空隙,为此须对熔料保持一定的压力使之继续流入进行补缩、增密。
这时,螺杆作用面的压力为保压压力。
保压时螺杆位置将会少许前移。
保压程序中主要控制的工艺条件是保压压力和保压时间。
它们对于提高制品密度,稳定制品形状,改善制品质量均有关系。
保压压力可以等于或低于注射压力,大小以施行压实、补缩作用为量度。
保压时间以保持到浇口刚封闭为好。
过早卸压会引起物料倒流,产生制品不足的毛病;而保压时间过长或保压压力过大,过量的填充会使浇口周围形成内应力,易引起开列,还会造成脱模困难。
(5)冷却和预塑
完成保压过程,卸除保压压力之后,模腔内的塑料还需要一段时间来与模具进行热交换冷却定型。
该段冷却时间的长短与塑料的结晶性能、状态转变温度、制品厚度、刚性、模具冷却效率、模温等有关。
最短冷却时间应以制品在脱模时,具有抗拒腿顶变形的足够刚性为限。
在保证制品质量的前提下,为获得良好的设备效率和劳动效率,要尽量减少冷却时间和其它程序的时间,以求缩短成型周期。
影响冷却过程的重要因素,除了冷却时间外,还有模温度控制。
提高模温度不仅有助于保持熔体温度,便于溶体流动,对充模有益,而且可以调整塑料的冷却速度,使之均匀一致。
模具温度还利于松弛分子取向,减少壁厚或流程长、形状复杂的制品因补缩不足、收缩不均、内应力高引起的弊病。
但是,模温高与缩短冷却时间又是相矛盾的。
对于结晶性塑料,模温直接影响其结晶度和晶体构型。
塑料在模腔内冷却定型的温度上限处成型塑料的玻璃化温度或热变形温度确定。
制品在模内冷却定型的同时,注射机的螺杆在液压马达驱动下带动塑料流动,由于螺杆头部熔料压力作用,使螺杆在转动的同时又向后腿(螺杆后移距离反映出螺杆头部所积存的熔料体积),当达到成型制品所需的计量值时,螺杆即停止转动和后移,完成预塑程序,准备再次注射。
预塑过程中,螺杆头部熔料压力及注射油缸内液压油回泄阻力分别称为塑化压力及背压。
提高背压,物料受剪切增强,熔料温度上升,熔料的均化程度改善。
但是,螺杆输送能力减小,和螺杆转速低时一样,会延长预塑时间;低背压与低螺杆转速下预塑时,因为转动惯量降低,利于提高螺杆计量和精确度。
背压一般为注射压力。
对于热稳定性差或者熔体粘度低的材料应该选择较低的背压。
对于热稳定性差或熔体粘度高的材料不适宜选择
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