材料成型工艺的作用

材料成型工艺的作用（精选7篇）

材料成型工艺的作用 篇1

1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？

2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？

3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？

5.分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围.6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？

8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？

9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10.缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？

11.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？

12.手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14.铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15.什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16.何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17.何谓铸造？它有何特点？

18.既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？

21.提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22.金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23.纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？

24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25.模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26.模锻与自由锻有何区别？ 27．板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？

28.间隙对冲裁件断面质量有何影响？间隙过小会对冲裁产生什么影响？ 29.分析冲裁模与拉深模、弯曲模的凸、凹模有何区别？ 30.何谓超塑性？超塑性成形有何特点？

31、落料与冲孔的主要区别是什么？体现在模具上的区别是什么？

32、比较落料或冲孔与拉深过程凹、凸模结构及间隙Z有何不同？为什么？

33、手工电弧焊与点焊在焊接原理与方法上有何不同？ 34．手工电弧焊原理及特点是什么？

35、产生焊接应力和变形的主要原因是什么，怎样防止或减少应力和变形？

36.试说明焊条牌号J422和J507中字母和数字的含义及其对应的国标型号，并比较它们的应用特点。37.什么是焊接热影响区？低碳钢焊接热影响区内各主要区域的组织和性能如何？从焊接方法和工艺上，能否减小或消灭热影响区？

38.为什么存在焊接残余应力的工件在经过切削加工后往往会产生变形？如何避免？ 39.铸铁焊接性差主要表现在哪些方面？试比较热焊、冷焊法的特点及应用。40.低合金高强度结构钢焊接时，应采取哪些措施防止冷裂纹的产生？ 41.试比较钎焊和胶接的异同点。

42.何谓金属材料的焊接性，其所用的评价方法各有何优缺点？ 43.塑料成形主要采用哪种方法?简述其工艺过程。44.塑料的结晶性与金属有何不同？为什么？

45.塑料注射模具一般由几部分组成？浇注系统的作用是什么？ 46.分析注射成形、压塑成形、传递成形的主要异同点。47.热塑性塑料注射模的基本组成有那些？ 48.橡胶的注射成形与压制成形各有何特点？ 49.什么叫模具，其主要组成有那几部分？

50.粉末冶金成形技术包括哪些内容?它主要适用于哪种情况？

51.粉末压制品为什么在压制后，一定要经过烧结才能达到要求的强度和密度？ 52.粉末冶金工艺生产制品时通常包括哪些工序？

53.为什么金属粉末的流动特性是重要的？

54.为什么粉末冶金零件一般比较小？

55.粉末冶金零件的长宽比是否需要控制？为什么？ 56.为什么粉末冶金零件需要有均匀一致的横截面？

57.怎样用粉末冶金工艺来制造孔隙细小的过滤器？

58.试比较制造粉末冶金零件时使用的烧结温度与各有关材料的熔点？

59.烧结过程中会出现什么现象？

60.怎样用粉末冶金来制造含油轴承？

61.什么是浸渗处理？为什么要使用浸渗处理？

62.采用压制方法生产的粉末冶金制品，有哪些结构工艺性要求？

63.用粉末冶金生产合金零件的成形方法有哪些？

64.试列举粉末冶金工艺的优点。

65.粉末冶金工艺的主要缺点是什么？

66.列举常用的热固性塑料与热塑性塑料，说明两者的主要区别是什么？

67.塑料在粘流态的粘度有何特点？

68.塑料的结晶性与金属有何不同？为什么？

69.热塑性塑料成形工艺性能有哪些？如何控制这些工艺参数？

70.塑料注射模具一般由几部分组成？浇注系统的作用是什么？

71.分析注射成形、压塑成形、传递成形的主要异同点。

72.橡胶材料的主要特点是什么？常用的橡胶种类有哪些？

73.为什么橡胶先要塑炼？成形时硫化的目的是什么？

74.简述橡胶压制成形过程。控制硫化过程的主要条件有哪些？

75.橡胶的注射成形与压制成形各有何特点？

76.陶瓷制品的生产过程是怎样的？

77.陶瓷注浆成形对浆料有何要求？其坯体是如何形成的？该法适于制作何类制品？

78.陶瓷压制成形用坯料为何要采用造粒粉料？压制成形主要有哪几种方法？各有何特点？

79.陶瓷热压注成形采用什么坯料？如何调制？该法在应用上有何特点？

80.复合材料成形工艺有什么特点？

81.复合材料的原材料、成形工艺和制品性能之间存在什么关系？

82.在复合材料成形时，手糊成形为什么被广泛采用？它适合于哪些制品的成形？

83.模压成形工艺按成形方法可分为哪几种？各有何特点？

84.纤维缠绕工艺的特点是什么？适于何类制品的成形？

85.颗粒增强金属基复合材料的成形方法主要有哪些？ 86.选择材料成形方法的原则与依据是什么？请结合实例分析。87.材料选择与成形方法选择之间有何关系？请举例说明。

88.零件所要求的材料使用性能是否是决定其成形方法的唯一因素？简述其理由。

89.轴杆类、盘套类、箱体底座类零件中，分别举出1～2个零件，试分析如何选择毛坯成形方法。90.为什么轴杆类零件一般采用锻造成形，而机架类零件多采用铸造成形？ 91.为什么齿轮多用锻件，而带轮、飞轮多用铸件？ 92.在什么情况下采用焊接方法制造零件毛坯？ 93.举例说明生产批量对毛坯成形方法选择的影响。

94.对于中小批量生产的制品是否适宜用粉末压制法制造？为什么？ 95.还原粉末和雾化粉末的特点是什么？

96.粉末压制制品为什么在压制后，一定要经过烧结才能达到所要求的强度和密度？

97.粉末压制机械零件、硬质合金、陶瓷都是用粉末经压制烧结而成。它们之间有何区别？各适用于哪些制品？

98.硬质合金中的碳化钨和钴各起什么作用？能否用镍、铁代替钴？为什么？ 99.粉末压制件设计的基本原则是什么？为什么要这样规定？

10.试述注射成形、挤出成形、模压成形原理及主要技术参数的正确选用。101.塑料成形特性的内容及应用有哪些？ 102.热塑性塑料注射模的基本组成有哪些？

103.何谓分型面？正确选择分型面对制品品质有哪些影响？

104.热塑性注射模普通浇注系统由哪些部分组成？各个组成部分的作用和设计原则是什么？ 105.注射模成形零件设计包含哪些基本内容？

106.压塑模按凸凹模结构特征分类可分几类？它们各有什么特征？ 107.压塑模的半闭合式凸凹模结构组成、储料槽、排气槽的结构有哪些？ 108.挤出机头的分类及特点有哪些？机头设计的主要内容是什么？

109.塑料制品的结构技术特征包括哪些内容？针对具体的塑料制品，如何分析其技术特征 110.简述影响橡胶注射成形的主要技术因素及注射成形的应用特征。111.压延成形技术能够生产哪些橡胶制品？其生产过程与塑料压延有何异同？ 112.挤出成形在橡胶加工中有何作用？影响挤出成形的主要因素是什么？ 113.橡胶制品的成形特性包括哪些内容？

114．模具的结构一般由哪几部分组成？何谓模具的封闭高度？有何作用？ 115．对模具材料有哪些性能要求？选择模具材料的原则和需要考虑的因素有哪些？ 116．什么是模具寿命？有哪些因素会影响模具寿命？ 117．模具的主要失效形式有哪些？它们的失效机理是什么？ 118．模具制造的特点有哪些？模具的制造一般分为几个阶段？ 119．模具电火花加工的基本原理是什么？它必须满足哪几个基本条件？ 120.如何拟定材料成形方案？

121.材料成形过程与材料的选择有什么关系？ 122.如何考虑材料成形过程的经济性与现实可能性？ 123.如何控制成形件的品质？

124.什么叫做再制造技术？再制造技术的发展趋势如何？ 125.制造技术的主要研究内容是什么？

名词解释

1.液态金属的充型能力

2.铸件的收缩

3.铸件的缩孔和缩松

4.铸件的化学偏析

5.铸造应力

6.低压铸造

7.金属的可锻性

8.体积不变定理

9.最小阻力定律

10.加工硬化

11.落料和冲孔

12.焊接热影响区

13.金属材料的焊接性

14.碳当量ωCE 15.熔化焊接

16.压力焊

17.粉末压制塑料注射成形

18.塑料的流动性

19.注射过程

20.模具基本组成填空题

1．影响金属充型能力的因素有：（）、（）和（）。

2.浇注系统一般是由（），（），（），和（）组成的。3.壁厚不均匀的铸件,薄壁处易呈现（）应力,厚壁处呈现（）应力。

4.粗大厚实的铸件冷却到室温时，铸件的表层呈（）应力，心部呈（）应力。5.铸造应力有()、()、()三种。

6.纯金属或共晶成分的铸造合金在凝固后易产生();结晶温度范围较宽的铸造合金凝固后易产生()。7.铸铁合金从液态到常温经历（）收缩、（）收缩和（）收缩三个阶段;其中（）收缩影响缩孔的形成,（）收缩影响内应力的形成。

8.为防止产生缩孔，通常应该设置（），使铸件实现（）凝固。最后凝固的是（）。9.合金的流动性大小常用（）来衡量,流动性不好时铸件可能产生（）和缺陷。10.浇注位置的选择原则是;（）;分型面的选择原则为:（）。

11.铸件上质量要求较高的面，在浇注时应该尽可能使其处于铸型的（）。12.低压铸造的工作原理与压铸的不同在于（）。

13．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：（）、（）、（）、（）。

14.影响铸铁石墨化的主要因素有（）。

15.球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁（），铸造性能比灰铸铁（）。16.铸件的凝固方式有（）。

17.铸造应力的种类有（），（）和（）。18.浇注系统的作用是（）。

19.常用的铸造合金有（），（）和（）三大类，其中（）应用最广泛。

20.应用最广泛而又最基本的铸造方法是（）铸造，此外还有（）铸造，其中主要包括（），（），（）和（）等。

21.锻造时，对金属进行加热的目的是使金属的（）升高，（）降低，从而有利于锻造。22.最小阻力定律是（）。

23可锻性用金属（）和（）来综合衡量。24.锻件图与零件图比较不同在于（）。

25．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为（）模膛、（）模膛 两大类。26．预锻模膛与终锻模膛不同在于（）。27.金属塑性变形的基本规律有()和()。28.对金属塑性变形影响最明显的是（）。

29.金属的可锻性主要取决于（）和（）两个方面。

30.金属经塑性变形后，其机械性能的变化是（），（）升高，（），（）下降，这种现象称为（）现象。

29.碳钢中含碳量愈多,钢的可锻性愈（）;这是因钢中含碳愈多,钢的（）增高,()变差造成的。30.绘制自由锻件图应考虑的因素有：（）、（）、（）。

31.根据所用设备不同，模锻分为（）模锻，（）模锻，（）模锻和（）模锻。32.由于模锻无法锻出通孔，锻件应留有（）。

33.绘制模锻件图应考虑的因素有：（）、（）、（）、（）。34.锻件坯料质量计算式：（）。

35.板料拉深是使板料变成（）的工序，板料拉深时常见的缺陷是（）和（）。36.表示拉深变形程度大小的物理量是（）。

37.板料冲压的变形工序有（）、（）、（）和（）等。38.板料冲压的基本工序分为（）和（）两大类。39板料冲孔时凸模的尺寸为（），凹模的尺寸为（）。

40板料拉深时,为了避免拉裂,通常在多次拉深工序之间安排（）热处理。

41.钢的焊性主要取决于钢的（）,其中以（）元素影响最大,通常用（）来判断钢的可焊性好坏。42.焊接过程中,对焊件进行局部、不均匀加热,是造成焊接（）和（）的根本原因。43.按组织变化特性,焊接热影响区可分为()、()、()。

44.按照焊接过程的特点焊接方法可分为三大类（）、（）和（）;手弧焊属于（）,电弧焊属于（）。45埋弧自动焊的焊接材料是（）和（），它适宜焊接（）位置，（）焊缝和（）焊缝。

46.埋弧焊可用的焊接电流比手弧焊大得多,所以埋弧焊效率比手弧焊的（）。

47焊接应力产生的原因是（），减小与消除焊接应力的措施有（），（），（）和（）。48.焊接变形的基本形式有（），（），（），（）和（）。49.焊接性包括两方面：（）、（）。

50.中、高碳钢的焊接一般采取的技术措施：（）、（）、（）。51.使用直流电源实施焊条电弧焊时有（）、（）两种接线方法。52.铁碳合金中的含碳量愈高，其焊接性能愈（），为改善某些材料的可焊性，避免焊接开裂，常采用的工艺是焊前（），焊后（）。

53.二氧化碳气体保护焊，由于二氧化碳是氧化性气体，会引起焊缝金属中合金元素的（），因此需要使用（）的焊丝。

54.粉末压制生产技术流程是()、()、()。

3、何谓铸件的浇注位置？其选择原则是什么?浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的空间

位置。原则：（1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。（2）铸件大平面应朝下。（3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置。（4）易缩孔件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安放冒口。

4、金属在锻造前为何要加热？

材料成型工艺的作用 篇2

1 树脂基复合材料成型工艺简要分析

树脂基复合材料成型工艺就是将增强材料在预定的方向上进行均与铺设, 使其能够符合制品的表面质量、外部形状以及尺寸。同时还应尽量降低孔隙率, 将制品中的气体彻底排净, 确保制品性能不会受到较大影响。与此同时, 在进行相关操作时, 还应选择与制品生产相符合的制造工艺和生产设备, 降低单件生产制品的生产成本, 提高相关人员的操作便捷性以及身体健康。总的来说, 树脂基复合材料的成型工艺可以分为三个阶段, 第一个阶段就是原材料准备阶段, 包括了树脂基材料、增强材料和成型模具;第二个阶段是准备阶段, 包括了胶液配制、增强材料处理和模具准备;第三个阶段是成型工序阶段, 包括了成型作业、固话和脱模三个步骤。

2 几种树脂基复合材料成型工艺分析

2.1 拉挤成型工艺分析

复合材料拉挤成型工艺的研究开始于上世纪五十年代, 到了六十年代中期, 在实际生产中逐渐运用了拉挤成型工艺。经过将近十年的发展, 拉挤技术又取得了重大研究进展, 树脂胶液连续纤维束在湿润化状态下, 通过牵引结构拉力, 在成型模中成型, 最后在固化设备中进行固化, 常用的固化设备有固化模和固化炉。拉挤成型工艺的制品质量十分稳定, 制造成本也很低;生产效率也很高能够进行批量化的生产。

2.2 模压成型工艺分析

模压成型工艺是一种较为老旧的工艺, 但是又充满不断创新的可能, 具有良好的未来发展潜力。该种成型工艺主要是在金属模内加入预混料, 再对金属模进行加热, 同时对金属模进行加压, 从而使金属模内的混合料成型。模压成型可以实现自动化生产, 能够有效控制制品尺寸和精度, 大幅降低生产成本。此外, 模压成型的制品不需二次处理, 表面十分光洁;生产效率很高, 还可以用于成型结构比较复杂的制品。不仅如此, 模压成型工艺能够有效避免基体试件分子取向, 客观反映非晶态高聚物的性能。

2.3 铺放成型工艺分析

自动窄带铺放成型技术和自动铺丝束成型技术统称为纤维铺放成型技术, 是一种全新的自动化制造技术。铺放成型工艺的基础是缠绕和自动铺放技术。一般情况下, 纤维铺放成型工艺是在带头铺设后按照预定的形状和位置对带有隔离衬纸的预浸带进行切割, 之后再进行加热并按照设计方向进行压辊, 对应的模具曲率半径变化率较小, 曲率半径较大。通常情况下, 铺带机的核心零部件就是铺带头, 主要作用就是衬纸剥离、张力控制等。铺丝技术适用于曲率半径较小的制品生产, 铺设时没有褶皱, 不需额外处理操作。铺丝相对于铺带来说, 成本较高, 效率较低, 在选用时需结合实际情况决定。

2.4 RTM成型工艺分析

Resin Transfer Molding的简称就是RTM成型工艺技术, 也就是通常所说的树脂基传递模塑技术, 是一种不同于传统成型工艺的模压成型技术。该技术最初用于飞机雷达罩成型, 经过多年发展, 已经成功地用于生产制造各种纤维增强复合材料。在欧美地区, RTM复合材料成型工艺使用较为广泛, 是一种较为热门的树脂基复合材料成型技术, 也是具有未来发展潜力的一种成型工艺。RTM成型工艺主要是在闭合模具中注入树脂, 再通过固化增强材料进而成型的一种工艺。一般来说, RTM技术主要具有以下几个显著特点:可以为构件双面提供十分光法的表面属性;可以制造出表面品质精良的复杂构件;便于计算机辅助设计;成型效率很高适合中等复合材料制品生产。

3 聚氨酯树脂基复合材料成型工艺影响因素分析

3.1 材料拉伸强度受模压温度的影响

制品的力学性能受到模压温度的影响很大, 在预成型完成后, 基体树脂中包含的分子主要是聚氨基甲酸酯线型分子。在140摄氏度以下进行模压成型时, 将会发生扩链反应, 在基体树脂基中会产生氨基甲酸酯。在模压温度不断升高的情况下, 氨基甲酸酯会和异腈酸酯基团产生化学反应出现脲基甲酸酯, 对材料性能造成较大的影响。

3.2 材料力学性能受模压压强的影响

制品的外观整体性会受到模压压强的影响, 不同压强产生的影响结果存在较大差异。压强过低时, 树脂流动会出现不均衡, 气泡不能完全从树脂中排除。从而引起制品拉伸性能降低以及表面品质差等问题。如果压强过高, 则可能出现脱模困难, 在脱模过程中致使制品出现损伤。

3.3 拉伸强度受模压时间和纤维含量的影响

材料力学性能还会和受到时间的影响, 模压时间过长, 会导致制品样片的规整度降低;如果模压时间不够, 又会引起成型过程不到位, 材料的力学性能不能达到要求。另一个方面, 通过纤维含量实验得知:拉伸强度在纤维含量较低的时候, 会随着纤维含量增加而降低;拉伸强度在纤维含量超过5%时, 随着纤维含量增加而升高。

4 结束语

树脂基复合材料的成型工艺种类很多, 不同工艺之间各有长短, 在实际运用时需要根据实际情况选择经济合理的成型工艺。模压时间、压强、温度以及纤维含量等都会对树脂基复合材料的性能产生明显的影响, 在实际工艺流程中需要进行严格控制。

摘要：树脂基复合材料作为新型复合材料得到了广泛的应用, 在许多行业都发挥了重要的作用。树脂基复合材料的成型工艺日趋完善, 各种新的成型方法不断出现, 为树脂基复合材料的发展起到了积极的推动作用。本文对树脂基复合材料的成型工艺做了简单介绍, 分别探讨了几种成型工艺, 并分析了聚氨酯树脂基成型工艺的影响因素, 以供大家参考。

关键词：树脂基复合材料,成型工艺,聚氨酯树脂基

参考文献

[1]何亚飞, 杨帆, 刘文博等.树脂基复合材料成型工艺的发展[J].纤维复合材料, 2011 (06) .

[2]乔东, 胡红.树脂基基复合材料成型工艺研究进展[J].塑料工业, 2008 (36) .

材料成型工艺的作用 篇3

【关键词】金属材料；非金属材料；材料成型；控制工程；发展

前言

在我国社会与经济高速发展的过程中，制造行业出现了前所未有的繁荣景象，其快速的发展在很大程度上促进了工业的整体进步。制造行业中的材料成型和控制工程模具制造受到越来越多的关注，并出现了多种新技术与工艺。

一、金属材料成型与控制工程模具制造技术

（一）金属材料一次成型加工方法

1.挤压成型技术。此技术首先将所需加工的坯料放置相应的模具中，然后在其上部进行加压处理，让预先添加至模具中的坯料在压力的作用下发生变形，既能得到和相应模具中模孔大小与形状一致的产品。采用挤压技术，所得到的产品具有塑性较好，且不容易发生形状变化的特点。

2.拉拔成形技术。此技术首先将所需加工的坯料放置相应的模具中，然后在其上部进行拉拔处理，让预先添加至模具中的坯料在拉力的作用下发生塑性变形，既能得到和相应模具中模孔大小与形状一致的产品。采用拉拔技术所得到的产品具有变形阻力相对较小的特点，不过在生产过程中要使用属性相对好的坯料才可以达到拉拔的要求。

3.扎制成型技术。此技术是让坯料在扎轮旋转力的作用下而发生塑性形变，从而生产出具有特定大小与轮廓的产品。

（二）金属材料的二次成型加工方法

1.锻造成型技术。锻造成型技术又可以分为两种不同的手段：自由锻造技术与模型锻造技术。所谓的自由锻造技术指的是将坯料放置到相应的压力机表面，采用锤头以及其他的制作器械，施加一定的外界压力，让坯发生一定的塑性变形，从而生产出符合要求的产，可以不需要相应的模具就能完成，不过仅适合用于加工一些较容易发生形变的坯料，而且所生产的产品形状相对来说较为简单一些。所谓的模型锻造，指的是将坯料放置到相应的压力机表面，采用相应的模具对坯料施加一定的外界压力，让其发生一定的塑性变形，从而生产出符合要求的产品。采用这种技术，所需要采用相应的加工模具，在生产的过程中会遇到相对大的变形阻力。不过，此技术工艺能够用来加工一些形状相对复杂的产品，可以工业化的生产。

2.冲压成型技术。此技术是将相应的金属板材料放置于压力机表面，然后采用相应的模具施加相应的压力，让金属板发生一定的塑性变形，或者将模具的作用范围区域从金属板分离开来，从而得到相应大小与外形的产品。

3.旋压成形技术。此技术是将相应的板料放置于芯模之上，同时将板料压紧，并且板料会随着芯模进行转动，在此过程中，板料受到旋轮的外界压力而出现一定的塑性变形，从而生产出具有特定大小与形状的产品。采用此技术所受到的成型阻力要小，并且可以生产尺寸相对较大的产品，而且所需的模具不太复杂。但是，其产品生产效率相对不高。

4.焊接成型技术。此技术采用对相应材料加热亦或加压处理，最终让所焊接材料能够实现原子级的结合，从而获取到相应的产品。

二、非金属材料成型与控制工程模具制造技术

1.挤出成型技术。此技术是通过螺杆亦或者是柱塞進行挤压以及剪切处理，让相应的塑料原材料融化之后，在特定的压力作用之下经过口模，然后对其进行冷却处理，让塑料完全的固化，从而制作形成和口模形状一致的产品。这种成型技术可以实现产品生产的连续化，具有相对高的生产效率，并且所得到的产品具有高的品质，可以应用到多个领域生产中。挤出成型所涉及的相应装置较为简单，设备成本投入较少，并且可以在较短周期内将成本收回，其整个生产过程不会造成较大的环境污染，人工作业强度相对较小，可以用于工业化生产中。

2.注射成型技术。此技术所采用的原理是把相应的原材料放置于注射设备里，将材料在其中进行熔化处理，并通过注射设备的高压，将熔化后的材料注射到相应模具中，然后进行冷却处理，待材料固化之后，将模具拆除得到相应的产品。采用这种生产工艺，能够实现自动化的生产，使生产效率明显改善，并且可以用于结构相对复杂的产品生产，尤其能作为大批量生产用手段。

3.压制成型技术。此技术是将塑料放置到特定的模具空腔中，然后对其进行加压处理，得到相应形状与大小的产品。不过此方法所需的周期相对较长，而且整体生产效率不高。

三、目前材料成型与控制工程模具制造工艺的发展方向

（一）精确成型与加工工艺

目前随着各种机械设备逐渐的向精密化方向发展，精确成型加工工艺也逐渐开始使用，并越来越成为未来机械加工的方展方向。尤其是在对工件要求相对高的汽车生产中，精确成形工艺已被广泛的推广与应用。比如在汽车生产中的，消失模铸造技术以及压力铸造技术等均已广泛应用。

（二）快速和自由成型工艺

在社会与经济走向全球化的同时，市场的竞争压力越来越大，各个企业为了提升自身的竞争力，均开始重视自身的生产效率以及产品开发效率。而在这种市场环境下，制造业要想更好的迎合市场发展，就必须不断提升自身生产力与生产效率。因此，快速和自由成型工艺也被逐渐的开发与应用。

（三）模拟与仿真成型工艺

在科学技术高速发展的今天，我们不但要依靠实验以及理论来处理材料加工中所遇到的困难。同样，计算材料方法也发展为了处理材料加工中所遇到问题的重要手段。采用这种方法可以更加深刻与全面地对问题进行分析与处理，能够实现现阶段实验以及理论无法实现的研究。因此，模拟与仿真成型工艺逐渐开始推广应用，并已然成为未来机械制造的重要发展方向。

四、结语

通过对材料成型与控制工程模具制造技术的研究与探索，对其进行革新与改进，可以更好的促进机械行业的进步。目前，市场对于企业生产效率的要求越来越高，对于机械产品的品质要求也越来越高，机械工业要想在严峻的市场竞争环境中保持自身竞争力，就必须对材料成型与控制工程模具制造技术持续的创新与改革，使企业的生产效率与综合竞争实力全面提升，才可以获得长期、稳定的发展。

参考文献：

[1]王劲锋，王祥.基于逆向工程与快速成型的轮胎花纹块模具制造技术[J].装备制造技术，2014，（11）.

[2]张文华.材料成型与控制工程模具制造技术分析初探[J].黑龙江科技信息，2015，（15）.

[3]史晓帆，吴梦陵，王鑫，等.材料成型及控制工程专业模具应用型人才培养模式研究[J].中国冶金教育，2014，05.

[4]焦向东，邓双成，张沛，等.基于快速成型原理的模具制造技术[J].石油化工高等学校学报，2002，（1）.

[5]晏冬秀，刘卫平，黄钢华，等.复合材料热压罐成型模具设计研究[J].航空制造技术，2012，（7）.

材料成型工艺的作用 篇4

具有良好环境相容性的绿色环保缓冲材料的研制与应用已成为21世纪的必然趋势[2]。淀粉是绿色植物光合作用的最终产物,是生物合成的最丰富的可再生资源,具有品种多,价格便宜的特点,因此,开发热塑性淀粉泡沫缓冲材料为更好地利用丰富的天然资源开辟了一条新的途径。

本文利用模压成型及正交实验方法,对影响热塑性淀粉缓冲材料成型的工艺参数进行了分析实验,为淀粉基缓冲发泡材料的研究和开发提供试验依据。

1 实验

试验材料为纯淀粉(AR)。水为普通自来水。采用的仪器如下:XLB-DC电磁平板硫化机(XLB-0),电热恒温水浴锅(HH-1),电子秤(MP6001),另外自制模具一套。

2 实验方法

将淀粉和水充分混合,在电热恒温水浴锅内加热,使其充分凝胶化。采用模压成型方法发泡成型,然后测量性能指标。选用耐温钢模具,制备试样为圆柱体,直径为50mm,高度为30mm。缓冲材料需要材料比重低、缓冲性能稳定、表面光滑无裂纹,通过对材料的密度及24h后密度变化进行测试计算,对试样表观定性分析,以衡量出制品性能。

本实验的目的是找出模压成型中影响成型的工艺参数取值。试验方案为七因素三水平且不考虑交互作用,故选用正交表L18(37)。7个因素分别为含水率(A)、初始压力(B)、初始温度(C)、定型压力(D)、最终温度(E)、定型时间(F)和保温时间(G);结果评价标准为密度(X)、24h候后密度变化(Y)。

利用正交试验设计,进行结果分析,得出最佳工艺参数值。表1为实验因素水平表。

3 实验结果分析

正交表的综合可比性,使其将复杂的多因素数据处理问题转化为简单的单因素数据处理问题。因此,通过对正交实验数据的计算,能估计出各因素影响的重要程度,找出最佳工艺条件[3]。表2为级差分析结果。其中:为第i因素j水平所对应的试验指标的平均值,i=1、2、……7,j=1、2、3;为了实现数量化,可以用级差值来描述分散程度的大小。

级差R可由各列的值中最大者减最小者求得,即R=kmax-kmin。级差R的大小反映了实验中各因素作用的大小,级差大表明该因素对指标的影响大,通常为主要因素,级差小表明该因素对指标的影响小,通常为次要因素。因此当以密度、密度变化为评价标准时各因素的作用顺序分别为:F>A>G>D>B>C>E;B>A=G>D>C>F>E。

以密度作为评价指标时,最佳工艺条件是:A3B3C3D2E1F2G3,即含水率60%,初始压力4000N,初始温度100℃,定型压力3000N,最终温度140℃,定型时间8min,保温时间30min;以密度变化作为评价指标时,最佳工艺条件是:A2B2C3D3E2F3G2,即含水率50%,初始压力3000N,初始温度100℃,定型压力4000N,最终温度160℃,定型时间10min,保温时间20min。

由于要求试样的密度越小越好,密度变化尽可能小,故可分别得出两个较好的方案:对于密度是A3B3C3D2E1F2G3,对于密度变化是A2B2C3D3E2F3G2。这两个方案不完全相同,对于一个指标是好方案,而对另外一个却不是好方案,因此需要对每个因素进行综合平衡分析,找出各指标都较好的一个共同方案。通常各因素最好的水平组合在一起就形成了最优组合条件,同时还要考虑因素的主次。对于主要因素,一定要按照有利于指标要求选取;对于次要因素,可以考虑按照实际生产条件来选取适当的水平,从而得到符合生产实际的最优和较优生产条件。

通过对各因素指标综合分析,得到较优方案为:A2B2C3D3E2F2G2,即含水率为50%,初始压力为3000N,初始温度100℃,定型压力4000N,最终温度160℃,定型时间8min,保温时间20min。由于分析出来的较优方案不在已做过的18次试验中,为了最终确定试验方案否为最好的方案,对优选出的最优方案进行试验验证。经验证结果表明,较优组合即为A2B2C3D3E2F2G2。

4 结论

(1)模压法制备热塑性淀粉缓冲材料,用正交试验方法进行试验,对各因素指标进行级差分析可知:对密度影响最大的是定型时间,其次是含水率大小;对密度变化影响最大的是初始压力的大小,其次是含水率大小和保温时间。

(2)模压发泡时压力大小影响材料的外观以及发泡的程度,温度大小影响材料的凝胶化程度以及发泡程度,时间长短影响材料的定型程度及生产效率。综合各因素试验,得到最优工艺参数:材料含水率为50%,初始压力为3000N,初始温度100℃,定型压力4000N,最终温度160℃,定型时间8min,保温时间20min。

参考文献

[1]Bastioli Catia,Bellotti V,DelTredici G,et al.Biodegradable Foamed Plastic Materials[P].US 5736586,1998-4-7.

[2]张绍华.绿色包装—包装工业和环境保护协调发展的最佳途径[J].中国包装,2001,(4):51-55.

[3]潘丽军,陈锦权.实验设计与数据处理[M].南京:东南大学出版社,2008.100-140.

[4]Biby G,Hanna M,Fang Q.Water-resistant degradable foam and method of making the same[P].US 6184261,2001.

材料成型工艺的作用 篇5

关键词： 冷弯成型 厚度 翼缘长度 成型角度 C型钢

由于实际辊式冷弯成型生产中的等效应力及横纵向应变均不易测量，且有关冷弯成型的文献资料很少，冷弯成型的基础理论研究非常薄弱，故本文只能粗略地对冷弯型钢成型规律进行理论探讨。

1.厚度对成型影响规律的分析

如图1所示，R为成型处的弯曲半径，S为带材厚度，影线部分代表变形沿厚度的分布状态。从图中可知，各层纤维沿纵向的变形量与其距中性层的距离成正比，与弯曲半径成反比。

实际上可看成平缓过渡区（即变形区）长度；a可看成翼缘长度；α可看成型角度增量值。

从式（4）可看出，边缘纵向拉应变和拉应力随着翼缘长度的增加而增加。翼缘长度的增加，必造成成型时纵向拉应变的增加。

从式（4）还可知，成型角度变化越大，边缘纵向拉应变和拉应力也随之增大。

3.对冷弯C型钢成型工艺的建议

1.关于板带边缘皱曲问题的工艺讨论

在辊弯成型中，板带边缘发生皱曲而呈“波浪形”的原因在于变形过程中边缘部分受到的纵向拉伸变形大于其他部分。如果这种纵向拉伸变形在弹性变形范围，则边缘会恢复到原来长度而不产生“波浪形”。

为了便于现场加工制造，将上辊的锥形辊型化为平辊。这种设计方法便于成型辊的加工及现场安装和位置调整。

2.对冷弯C型钢弯曲角选取的建议

从上面分析可知，产生边缘皱纹的原因是带材变形部分弯曲角过大所致。因而在冷弯型钢生产过程中，正确选择每一道次中断面弯曲部分的弯曲角，对型钢的质量影响极大。

据文献[1]对C型钢弯曲角的确定，建议如下：由于临界弯曲角随着弹性模量、腹板宽度、厚度的增大而减小，随着腿长、强度极限、弹性极限的增大而增大，故当板坯材质一定时，则成品的腿长较长时，弯曲角可大一点；厚度和腹板宽度大时，弯曲角宜小一些。

参考文献：

[1]刘向东，高丽华，王成轩.影响冷弯C型钢临界弯曲角因素综合分析[J].机械设计与研究，1998，1：57-58.

[2]兑关锁.冷弯型钢纵向变形的理论分析及计算[J].钢铁研究学报，1997，9（2）：18-21.

[3]李国忠，王长春，郑冬蜜.冷弯型钢变形特性分析及实验测定[J].江苏冶金，1990：62-6.

[4]李景芳，习荣堂.冷弯成型力能参数研究[J].重型机械，1994，1：47-50.

材料成型工艺的作用 篇6

关键词 CAE；Pro/E；塑料顾问；注射成型；工艺分析

中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0132-01

随着人类生活水平的提高，塑料制品已占据广阔市场，其中以注射制品尤为突出。一件优质的注射制品从研发到生产涉及众多因素——当相关研发信息确定后在生产中，注射成型工艺参数的选择就变成了保证生产顺畅进行和产品质量的关键因素。

1 注塑模CAE技术

CAE全称“Computer Aided Engineering（计算机辅助工程）”，注塑模CAE技术是将工程设计、试验、分析乃至制造贯穿于产品研发过程中的每一个环节，以聚合物流变学、计算力学、热力学和计算机图形学等理论为依据，借助有限元法、有限差分法和边界元法等数值计算法，预测熔件在模具型腔中的充模流动、保压和冷却情况以及制品中的应力分布、分子和纤维取向、制品的收缩和翘曲变形等，并由此分析工艺条件、材料参数及模具结构对制品质量的影响，达到优化制品和模具结构、优选成型工艺参数的目的。

2 塑料顾问的作用及特点

塑料顾问主要为设计人员提供了浇口位置分析、充模分析、设计描述等方案和相应的模塑图形，使设计者直观地看到熔接痕、热缩性及气泡的位置及时了解温度、压力和时间在制件各部位上的分布情况。可随时选择、设定及修改工艺参数、材料型号和浇口位置，自动选择注射机相关参数，使设计者创造性理念得到快速验证，将问题消灭在设计初始阶段，提高了一次试模的成功率，其结果对优化模具结构和注塑工艺参数的选择有着重要的指导意义。

与其它模流分析软件（如Mold flow）相比，塑料顾问在Pro/E中的无缝连接突显了其在注塑设计相关领域上的优势。据个人操作比较来看Mold flow模流分析软件针对的是每个设计，需将相关产品模型进行数据转换后再调入分析从而产生一些缺陷（如破面等）从而需二次修整。因原建模数据的改变导至分析结果的可信度降低。然而塑料顾问用于评估注塑工艺性的每次设计的更改，直接调用建模数据进行分析，并可不断更改再分析，带有连续可操作性，方便快捷，节约了成本，减轻了设计人员的工作量，是注塑设计相关行业中较理想的实用工具。

3 塑料顾问在注塑成型工艺分析上的应用

注射产品通过Pro/E建模后经塑料顾问工艺分析后方可进行模具设计。现以电板盒（图1）为例，成型工艺分析流程简述如下：

图1 电板盒制作

通过Pro/E菜单栏的“应用程序”选项中的“Plastic Advisor”命令将建模制件无逢调入“Plastic Advisor”分析模块进行工艺分析。

1）浇口位置的选定：进入“Analysis Wizard”向导后运行浇口位置分析功能，在塑料顾问提供的塑料材料库中选择产品成型所需材料后，计算机开始对制件进行合适浇口位置分析，结果如图2所示：浇口最佳位置在制件中心深蓝色部位，为保证外观品质需使用点浇口批量生产，造成模具结构复杂，设计和生产成本会增高。设想在制件侧边较好位置（浅蓝色部位用）采用侧浇口成型（图3）是否满足成型，则进入材料填充分析环节。

图2 最佳注射点

图3 测浇口预设位

2）充模分析说明：保持系统初始数据不变进行第一次充模分析，查看系统分析填充情况的具体报告数据如：充填时间、注射压力、波前温度、压降、充填可行性结果及质量预测。①充填时间。预示塑件充型各阶段时间，通过图形及模拟动画可查看模流的竟流效应、迟滞、潜流现象、失衡流动及过保压，并提供相应解决方案。其中红色带表最先完成充型而蓝色最后。②注射压力。注射压力为注射机喷嘴在注射期间施加的力，分析时注意考虑制件各部位压力的均衡性，特别是增加浇口数量时注意充填的平衡，防止因局部保压产生翘曲。其中红色带表高压区，蓝色为低压区，可以调节注射机或浇口截面更改注射压力数值。③压降。实质为压力差常与制件壁厚和注射压力同时分析，压降过大易产生较大的剪应力，造成翘曲、阴影、原料劣化。其中红色为高压降区，蓝色为低压降。④波前温度。温底过高易出现材质退化，制件表面瑕疵等不良现象；温底过低可能造成短射或迟滞等不良现象，其中红色带表高温，蓝色带表低温。注射时间与模具温度值影响波前温底。⑤填充可行性。用于综合评价填充性能的优劣，由红黄蓝三色分别表示最差、一般和最好。其指标由压降和波前温度综合而来，出现问题系统会提示产生原因。⑥质量预测。由温度、压力和其它结果分析得出的未来成型质量与性能。由红黄蓝三色分别表示最差、一般和最好，出现问题系统会提示产生原因。

3）冷却质量与缩痕分析。冷却质量分析功能用于预测因冷却速度不同造成的缺陷部位，由表面温度变化分析、冷却时间变化分析和冷却品质分析三部分组成。缩痕功能分析用于分析查看缩痕及空隙。

4）优化成型条件：当材料和浇口位置确定，成型结果达到预期目标后，由成型条件根据所设参数值分析得出优一个优化值（图4）。

图4 成型条件优化值

5）生成分析报告。完成分析全过程后通过系统生成一份详系分析报告便于工作人员快速查看数据与对比分析各种方案，确定出最佳解决方案。

6）循环分析。制件单独分析完后，所得出的工艺参数值不一定满足或者根本就满足不了进入模仁设计后的铸模毛坯件的成型需求，而应在铸模后按上述顺序重复周期性地进行带浇注系统的毛坯塑件整体性工艺分析及对相关参数值和模具结构的调试与修改，直到结果达到预期值。正因这种带重复性工作的特点，类似塑料顾问这种无缝连接CAE软件技术的优势得以快速显现。

4 结束语

注射成型工艺分析是一项具有复杂性和重复性相交结特点的工作。与传统模具设计相比，CAE技术在此项工作上有了具大的飞越——及时发现缺陷并快速解决问题，减少修模量，提高生产效率，保证产品质量，降低成本，减轻劳动强度。

CAE与CAD、CAM等技术的结合，是传统工业在现代工业发展中的一次涅磐，它使企业对现代市场产品的多样性、复杂性、可靠性、经济性等做出迅速反应，增强了企业的市场竞争能力。随着机算机性能的不断提升，计算机辅助分析必将成为产品设计与制造流程中一种被企业加以强制性实施的工艺规范，特别是类似塑料顾问这种具有CAD与CAE、CAM无缝连接功能的集成软件，必将成为模具设计者的首选软件，这是发展的必然趋势。

参考文献

[1]恒盛杰资讯.Pro/E + Mold flow高效低成本模具开发与分析全流程[M].北京:中国青年出版社,2008.

[2]申开智.塑料成型模具(第二版)[M].北京:中国轻工业出版社,2006.

作者简介

黄芪党参颗粒的成型工艺研究 篇7

1 仪器与实验材料

1.1 药材

黄芪等药材由甘肃陇西正大药业有限公司提供,并经兰州大学药学院生药教研室马志刚教授鉴定;槐花蜜(药用,批号08023)购于汪氏蜜蜂园有限公司;黄酒(药用,批号08031)购于甘肃五山池黄酒有限责任公司;蔗糖(药用,批号080111)购于柳州高通食品化工有限公司;其它试剂均为分析纯。

1.2 仪器

赛多利斯电子天平(BS110S,北京赛多利斯仪器公司);SPSS12.0软件包。

2 实验方法

2.1 投料粉末的制备

黄芪提取液喷雾干燥粉富含糖分,粘性较大,所以根据处方将含水量小于5%的黄芪喷雾干燥粉与干燥的水量小于8%的党参和大枣混合粉碎,过80目筛。收率为92.3%(n=3,RSD=3.97%)[1]。

2.2 辅料的筛选[2]

黄芪喷雾干燥粉与党参和大枣混合粉末富含糖分,有较强吸湿性、发粘,对制粒过程不利,所以严格控制水分。同时黄酒含醇15%～20%,不但能通血脉,行药势,缓和药性,引药上行,而且能使软材的粘性降低,便于成型,因此,选择黄酒为润湿剂,根据预实验黄酒与混合粉末比例15∶1～15∶2之间。

为了更进一步提高颗粒的口感,选用蔗糖做调味剂,成本低廉。选用蔗糖为处方总量的3.5%、4.5%、5.5%、6.5%、7.5%、8.5%分别进行试验,初步发现5.5%、6.5%、7.5%、8.5%的蔗糖,即混合粉末与蔗糖比例为15∶0.5～15∶1.5时口感较佳。所以根据制粒难易程度、吸水性、溶化性和口感为综合评价指标,筛选辅料。

2.3 正交试验

2.3.1 正交实验设计

该颗粒制备10倍处方量为:混合粉末30.9g(投料炙黄芪浸膏粉8.5g、党参15g、红枣10g)、蔗糖、黄酒适量。以混合粉末与蔗糖比例、混合粉末与黄酒比例、混合粉末的水分含量为考察因素,分别设置3个水平,进行正交试验。见表1。

2.3.2 实验方法

根据正交实验表的安排,分别取相应的混合粉末与蔗糖,过筛混匀。用黄酒润湿,制成适宜软材。挤压过14目筛,45℃干燥1h,再过14目筛,60℃干燥4h,整粒,干颗粒称重。

2.3.3 综合评分

以制粒难易程度、每次服用量、粒度、溶化性4项指标综合评价成型工艺[3]。颗粒的混合粉末与蔗糖、混合粉末与黄酒比例对制剂容量限制因素并不突出;蔗糖是水溶性的,溶化性良好;因此每日服用量、溶化性综合评分时比例各占20%。相对而言,制粒难易程度、粒度对成型影响比较突出,故其综合评分时比例各占30%。

3 实验结果

3.1 制粒难易程度得分

制备软材时,粘度不同,过筛也有难易。首先依据公式计算过筛速度=过筛颗粒总干重/过筛时间,将其分为6档:0.15以下50分,0.15～0.20为60分,0.20～0.25为70分,0.25～0.30为80分,0.30～0.35为90分,0.35以上100分。按占综合评分的30%,折算成制粒难易程度得分,结果见表2。

3.2 每次服用量得分

为了尽量缩小临床每次服用量,将其分为3档:每次服用量小于4.5g者为100分;4.5～4.7g者为80分;4.7g以上者为60分。按计算分占综合评分的20%,折算成每次服用量得分,结果见表3。

3.3 粒度得分

根据中国药典关于颗粒剂粒度要求,计算不能通过1号筛的颗粒和能通过4号筛的粉末总和在所得的颗粒总干重中所占比例。将其分为6档:1%～3%为100分,3%～5%为90分,5%～7%为80分,7%～8%为70分,9%～10%为60分,10%以上为50分。按计算分占综合评分的30%,折算成粒度得分,结果见表4。

3.4 溶化性得分

正交表中每个实验所得颗粒取3份,每份10g,每份加200mL水,水浴中60℃保温搅拌,记录溶化所需时间,取每个实验3份的平均值,将其得分分为6档:80s以下100分,95～80s为90分,95～110s为80分,110～125s为70分,125～140s为60分,140s以上50分。按计算分占综合评分的20%,折算成溶化性得分,结果见表5。

3.5 正交试验设计及综合评分结果

将制粒难易程度、每日服用量、粒度、溶化性等各项得分相加,即得综合评分,结果见表6。

3.6方差分析结果

表6直观分析,RA>RB>RD,优先顺序为A>B>D,最佳成型工艺为A3B3D3。从表7综合方差分析结果可看出,因素A、B、D的P分别为0.008,0.015,0.024,均小于0.05,所以混合粉末与蔗糖比例、混合粉末与黄酒比例和混合粉末水分含量对成型工艺影响都有统计学意义。综合评分方差分析见表7,因此最佳成型工艺搭配A3B3D3,即混合粉末:蔗糖比例=15∶0.5;混合粉末:黄酒=15∶2;混合粉末水分含量应当<5%。

3.7最佳成型工艺验证

按A3B3D3条件成型,其综合得分为92(n=3,RSD=1.5%)。

4 讨论

黄芪党参颗粒的处方中,党参、大枣等药材含有大量的多糖,如果作为一般中药制剂无需加矫味剂,但作为功能保健食品,为增加患者依从性,我们在其中加入蔗糖做为调味剂,使口感更加良好。

由正交实验的筛选结果可得出:黄芪党参颗粒的最佳每次服用量为4.3g,此服用量可满足临床和相关病人的需求;黄芪党参颗粒的最佳成型工艺为:混合粉末水分含量控制在5%以下,混合粉末:蔗糖=15∶0.5,混合粉末:黄酒=15∶2,混合粉末与蔗糖混匀,以黄酒为润湿剂制软材,制粒,烘干,整粒,包装即得黄芪党参颗粒成品,通过工艺验证,此成型工艺合理可行。

参考文献

[1]全山丛,陈学静,王忠壮.降糖冲剂的制备工艺研究[J].中成药,1999,21(3):110-112.