材料成型设备部分课后习题答案

第二章

2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？

答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。

6装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性。

2-2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？它们与冲压工艺的联系如何？

答：速度的变化规律为正弦曲线，加速度的变化规律为余弦曲线，位移的变化规律为

2-3、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机许用负荷图的准确含义

答：曲柄压力机工作时，曲柄滑块机构要承受全部的工艺力，是主要的受力机构之一

理想状态下滑块上受到的作用力有：工件成形工艺力F、连杆对滑块的作用力FAB、导轨对滑块的反作用力FQ，实际上，曲柄滑块机构各运动副之间是有摩擦存在的，考察摩擦的影响以后，各环节的受力方向及大小发生了变化，加大了曲轴上的扭矩。曲柄压力机曲轴所受的扭矩Mq除与滑块所承受的工艺力F成正比外，还与曲柄转角a有关，在较大的曲柄转角下工作时，曲轴上所受扭矩较大。

通过对曲柄滑块的受力分析，结合实际情况得出的许用负荷图用以方便用户正确选择设备。

2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？P19

三种调节方法有：1、调节连杆长度。该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头，且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。2、调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。3、调节工作台高度。多用于小型压力机。

2-6、比较压塌块过载保护装置和液压式过载保护装置。P23

压塌式过载保护装置结构简单，制造方便，但在设计时无法考虑它的疲劳极限，可能引起提前的剪切破坏，或者使压力只能工作在小于标称压力的情况下，降低设备使用效率。同时压塌式过载保护装置只能用于单点压力机，用于多点压力机时会因偏载引起某个压塌块先行剪切断裂。

液压式过载保护装置多运用于多点和大型压力机，其特点是过载临界点可以准确地设定，且过载后设备恢复容易。

2-7、开式机身和闭式机身各有何特点？应用于何种场合？P26

开式机身：操作空间三面敞开，工作台面不受导轨间距的限制，安装、调整模具具有较大的操作空间，与自动送料机构的连接也很方便。但由于床身近似C形，在受力变形时产生角位移和垂直位移，角位移会加剧模具磨损和影响冲压力质量，严重时会折断冲头。开式机身多用于小型压力机。

闭式机身：形成一个对称的封闭框形结构，受力后仅产生垂直变形，刚度比开式机身好。但由于框形结构及其它因素，它只能前后两面操作。整体机身加工装配工作量小，需大型加工设备，运输和安装困难。但采用组合机身可以解决运输和安装方面的困难。闭式机身广泛运用于中大型压力机。

2-9、转键离合器的操作机构是怎样工作的?它是怎样保证压力机的单次操作？P28

答：单次行程：先用销子11将拉杆5与右边的打棒3连接起来，后踩下踏板使电磁铁6通电，衔铁7上吸，拉杆向下拉打棒，离合器接合。

在曲轴旋转一周前，由于凸块2将打棒向右撞开，经齿轮带动关闭器回到工作位置挡住尾板，迫使离合器脱开，曲轴在制动器作用下停止转动，滑块完成一次行程.

2-10、分析摩擦离合器—制动器的工作原理P33

答：摩擦离合器是借助摩擦力使主动部分与从动部分接合起来,依靠摩擦力传递扭矩。而摩擦制动器是靠摩擦传递扭矩,吸收动能的。摩擦离合器--制动器是通过适当的连锁方式(即控制接合与分离的先后次序)将二者结合在一起,并由同一操纵机构来控制压力机工作的装置.

摩擦离合器—制动器从运动状态上可以分为主动、从动和静止三部分，通过摩擦盘使主动和从动、从动和静止部分产生结合和分离状态，常态下弹簧使离合器中摩擦盘分开、制动器中摩擦盘压紧，工作时气压使离合器中摩擦盘压紧、制动器中的摩擦盘分开。

2-12、曲柄压力机为何要设置飞轮？P35

答：利用飞轮储存空载时电动机的能量，在压力机短时高峰负荷的瞬间将部分能量释放使电动机的负荷均匀，使电动机功率降低。

2-13、拉深垫的作用如何？气垫和液压垫各有什么特点？P42

答：作用：可以在模具内增加一个相对动作，完成如冲裁压边、顶料、拉深压边等功能，扩大了压力机的使用范围，简化了模具结构。

气垫的压紧力和顶出力相等，等于压缩空气气压乘活塞的有效面积。但受压力机底座下的安装空间限制，工作压力有限

液压垫顶出力和压料力可分别控制，以较小的尺寸获得较大的压边力，与冲压工艺相符合。但结构复杂，在工作过程中油压不够稳定，会产生脉动，也有冲击振动，形成噪声

2-14、掌握压力机主要技术参数以及设备的选用方法。P47 ，P50

答：主要参数：1．公称压力Fg及公称压力行程Sg； 2．滑块行程S； 3．滑块行程次数n； 4．最大装模高度H及装模高度调节量△H； 5．工作台板及

滑块底面尺寸； 6．喉深C和立柱间距A； 7．工作台孔尺寸； 8．模柄孔尺寸；

设备选用： 1.曲柄压力机的工艺与结构特性； 2.曲柄压力机的压力特性；

3.设备做功校核； 4、模具与压力机的校核关系

2-15、分析双动拉深压力机工作循环图，结合拉深工艺描述设备拉深过程。P53

压力机的型号表示：J（A、B、C变形设计代号、次要参数）（2为开式3为闭式）（1为固定台式2为活动台式）—（工作能力*10=标称压力）（A、B、C改进设计代号、结构性能）

第三章

液压机动作过程为：工作活塞空行程向下运动 → 工作行程→保压→回程→ 顶出缸顶出工件

1、液压机典型的结构形式有哪3种P92

2、液压机的型号表示方法，意义。P90-P91

3-1、液压机的工作原理是什么，具有哪些特点？P87

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形加工工艺的机器。

特点：（1）易获得最大压力；（2）易获得大的工作行程，并能在行程的任意位置发挥全压；（3）易获得大的工作空间；（4）压力与速度可在大范围内方便地进行无级调节；（5）液压元件已标准化、通用化、系列化，设计、制造和维修方便

第四章

4-1、塑料挤出机一般由哪几部分组成？每部分的作用是什么？P117

答：由主机（由挤压,传动,加热冷却三部分系统组成.）作用主要是塑化并挤出塑料、辅机（由剂透定型装置,冷却装置,牵引装置,切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成）作用是塑料成型和控制系统组成(由电器,仪表和执行机构组成)作用 可以控制挤出机主机和辅机的拖动电动机、驱动液压泵、液压缸和其他各种执行机构，使其能按所需的功率、速度和轨迹运行，同时可以检测主机和辅机的温度、压力、流量的参数，从而实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。

4-2、国产塑料挤出机如何分类？P119

按螺杆数目分，可分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机；按可否排气分，可分为排气式挤出机和非排气式挤出机；按有无螺杆，可分为螺杆挤出机和无螺杆挤出机；按螺杆的位置，可分为立式挤出机和卧式挤出机等。生产中常用的是卧式单螺杆非排气式挤出机。

4-5、挤出理论是研究哪些内容的？P120

答：挤出理论是研究物料在螺杆和口模中运动、变化规律的基本理论。包括

1、固体输送理论；2、熔融理论；3、熔体输送理论

4-8、熔体在螺槽内流动有几种形式？造成这几种流动的主要原因是什么？P125

答：熔体在螺槽内有以下四种流动形式：1、正流，正流是熔料沿螺槽向机头方向的流动，是料筒表面作用到熔体上的力而产生的流动。2、逆流，也叫压力流，方向与正流相反，是由机头、分流板、过滤网等对流体熔体的反压力引起的流动。3、横流，是一种与螺纹方向垂直的流动，这种流动到达螺纹侧面时被挡回，便沿着螺槽侧面向上流动，又为料筒所挡，再作与螺纹方向垂直相反的流动，形成环流；4、漏流，由机头、分流板、过滤网等对熔体的反作用力引起的流动。

4-9、何谓挤出机综合工作点？挤出机的流率与螺杆、机头有何关系？如何提高挤出的流率？P128

螺杆特性线与口模特性线的交点称综合工作点

给定螺杆和口模、转速一定时挤出机头的压力和流率（生产率）改变工作条件时挤出机可产生的变化

意义：生产前由该图确定工作区域、选定最佳操作条件，在保证质量前提下获得较高的产量

4-14、挤出机的加热冷却系统有何作用？为什么加热冷却系统多是分段设置的？P143

作用：使料筒和螺杆具有适当的温度分布，保持在工艺要求的范围之内，从而保证制品的质量

因为不同位置要求热量不同：加料段：螺槽深、物料散、摩擦少，靠外热升温；均化段：螺槽浅、料温高、摩擦热多，有时还需降温； 压缩段：介于二者之间 ；加料口：为使此处料流顺利，常采取冷却

4-16、挤出辅助机有何作用？一般由哪几个部分组成P146？

答：作用：与主机配合，使挤出的塑料冷却定型获得所需的形状、尺寸、表面质量的制品或半成品。

组成部分：冷却定型（吹胀）装置—冷却装置—牵引装置—切割装置—卷取（堆放）装置

4-17、管材的定径方法有哪几种？P148

答：（1）压缩空气外定径 (2)真空定径法 (3)内压定径法

定径方法的选择主要决定于管子的尺寸是以外径还是内径为标准。

第五章

5-1、注射机有哪几部分组成？各部分的功用如何？P163

答：1、注射装置，作用是将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔之中。

2、合模装置，作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地合紧，以及脱出制品。

3、液压系统和电气控制系统，作用是保证注射机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间）和动作程序准确有效地工作。

5-2、试述注射成型循环过程。P165

答：合模→注射装置前移→注射与保压→制件冷却与预塑化→开模→顶出制件

5-5、怎样表示注射机的型号？常见的注射机型号表示方法有几种？

P167

（课件）型号表示方法

1. 注射量表示法

标准螺杆注射的80%理论注射量（cm3），如XS-ZY-125

2. 合模力表示法

注射机的最大合模力（×10kN），如LY180

3. 注射量-合模力表示法（cm3， ×10kN ）

国际通用的方法，如SZ-63 / 50

有三种表示方法：1、注射量表示法。如XS—ZY—125，125表示注射容量为125cm3，XS—ZY中X表示成型、S表示塑料、Z表示注塑、Y表示预塑式。

2、合模力表示法。如LY180，LY表示利源机械有限公司的缩写，180表示合模力为1800kN。3、注射量与合模力表示法。如SZ—63/50，其中60表示注射量63cm3，50表示合模力500kN，S表示塑料，Z表示注射机。

5-6、简述柱塞式和螺杆式注射装置的结构组成和工作原理，并比较两者的优缺点。P170

答：柱塞式注射装置：由定量加料装置、塑化部件、注射油缸、注射座移动油缸等组成。原理：加入料斗中的颗粒料，经过定量加料装置使每次注射所需的一定数量的塑料落入料筒加料室，当注射油缸活塞推动柱塞前进时，将加料室中的塑料推向料简前端熔融塑化。熔融塑料在柱塞向前移动时，经过喷嘴注入模具型腔．

螺杆式注射装置：由两个料筒组成，一个是螺杆预塑料筒，另一个是注射料筒，两料筒之间有单向阀，粒料通过螺杆预塑料筒而塑化，熔料经过单向阀进入注射料筒。当注射料筒中熔料达到预定量时，螺杆塑化停止，注射柱塞前进并将熔料注入模腔预塑料筒中的螺杆转动过程中不仅输送塑料，还对塑料产生剪切摩擦加热和搅拌混合作用。

柱塞式注射装置1、塑化不均匀。 2、注射量的提高受到限制 3、注射压力损失大。 4、熔料充模速度不均匀。优点架构简单，容易操作。

螺杆式注射装置优点：取消了分流梭，注射时的压力损失减小；注射速率较稳定；塑化质量和效率提高。缺点：结构较复杂，单向阀处易引起塑料的停滞和分解。

5-10、螺杆头有哪些形式？如何选用？P176

答：螺杆头有圆形或锥形的普通螺杆头和带止逆环的螺杆头.

因为螺杆头不仅承受预塑时的扭矩，而且经受带负荷的频繁启动，以及承受注射时的高压。受到的腐蚀和磨损（特别是加工玻璃纤维增强塑料）也相当严重。在小直径螺杆中，也常有因疲劳而发生断裂破坏的现象发生。因此要求选用高强度耐磨耐腐蚀的材料，

5-11、喷嘴有哪些类型和特点，如何选用？P177

答：喷嘴特点：1）预塑建背压，排气，防流涎； 2）与模具主流道接触，

形成高速料流； 3）补料，防回流； 4）调温，保温，断料。

类型：1）直通式喷嘴 ：通用，延伸，远射程

2）自锁式喷嘴：杜绝流涎现象、适用于低粘度塑料

5-13、试述液压—曲肘式合模装置的工作原理和特点？P185

答：原理利用肘杆和楔块的增力和自锁作用，使模具可靠锁紧。特点1、有增力作用； 2、具有自锁作用； 3、运动特性好； 4、模板间距、锁模力、合模速度调节困难。

5-14、液压式合模装置为何多采用组合液压缸结构？P182