东北大学材料成型课程设计

东北大学材料成型课程设计
东北大学材料成型课程设计

1.9吨直径30mm7075铝合金挤压棒材

生产工艺设计及成本核算

授课教师

学生

班级

学号

目录

摘要 (1)

1 合金概况及总体工艺流程制定 (2)

1.1 订单信息 (2)

1.2 合金成分及合金概况 (2)

1.2.1 合金的名义成分 (3)

1.2.2 合金的用途 (3)

1.2.3 合金的工艺特点 (3)

1.3 工艺流程制定 (4)

1.4 变形过程中各段定尺计算 (4)

1.4.1变形过程各段已知条件 (4)

1.4.2 定尺计算 (5)

1.5 成品率计算 (5)

1.6 熔铸投料量计算 (6)

2 具体工艺安排及操作步骤 (7)

2.1 熔铸工艺安排及计算 (7)

2.1.1 熔铸工艺的工艺流程 (7)

2.1.2 铸次分配 (7)

2.1.3 合金的成分计算 (8)

2.1.4 配料计算 (8)

2.1.5 熔炼工艺参数 (12)

2.1.6铸造工艺条件 (14)

2.1.7铸造过程中损耗率计算 (14)

2.1.8成品铸锭计算 (14)

2.2 锯切定尺安排 (15)

2.3车削工艺安排 (15)

2.4均火工艺 (15)

2.4.1 均匀化退火 (15)

2.4.2均匀化退火工艺设计 (16)

2.5挤压工艺 (16)

2.5.1挤压比 (16)

2.5.2挤压工艺参数确定 (16)

2.5.3挤压工艺设计 (16)

2.6固溶淬火工艺 (17)

2.7矫直工艺 (17)

2.8锯切 (17)

2.9包装 (17)

3成本核算 (18)

3.1成品率计算 (18)

3.2各工序工时及成本计算 (18)

3.2.1熔铸工时及成本计算 (18)

3.2.2锯切工时及成本计算 (19)

3.2.3车皮工时及成本计算 (19)

3.2.4均匀化退火工时及成本计算 (20)

3.2.5挤压工时及成本计算 (20)

3.2.6拉伸矫直工时及成本计算 (21)

3.2.7淬火工时及成本计算 (21)

3.2.8辊式矫直工时及成本计算 (21)

3.2.9锯切工时及成本计算 (22)

3.2.10包装工时及成本计算 (22)

3.3总成本核算 (22)

参考文献 (24)

摘要

本文根据所提供的订单信息,设计了设计了完整的工艺过程,并对成本进行了相应核算。

1 合金概况及总体工艺流程制定

1.1 订单信息

订单详细信息如表1.1所示。

表1.1 订单信息

订单信息

名称铝棒

合金7075

规格(直径×壁厚)/mm 30

外径公差/mm 0.05

内径公差/mm

壁厚公差/mm

定尺/m 2.5

状态T6

数量/Kg 1900

平直度

抗拉强度/MPa

1.2 合金成分及合金概况

7075铝合金是一种冷处理锻压合金,强度高,远胜于软钢。7075是商用最强力合金之一。普通抗腐蚀性能、良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好,工具耐磨性增强,螺纹滚制更与众不同。锌是7075中主要合金元素,向含3%-7.5%锌的合金中添加镁,可形成强化效果显著的MgZn2,使该合金的热处理效果远远胜过于铝-锌二元合金。提高合金中的锌、镁含量,抗拉强度会得到进一步的提高,但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降。经受

热处理,能到达非常高的强度特性。7075材料一般都加入少量铜、铬等合金,该系当中以7075-T651铝合金尤为上品,被誉为铝合金中最优良的产品,强度高、远胜任何软钢。此合金并具有良好机械性及阳极反应。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具,特别用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体。

1.2.1 合金的名义成分

7075铝合金各成分元素含量如表1.2所示。

表1.2 7075合金名义成分

元素Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al 含量(%)0.40.5 1.2-2.00.3 2.1-2.90.18-0.28 5.1-6.10.2 余量1.2.2 合金的用途

7075的主要合金元素为锌,强度很高,具有良好的机械性能及阳极反应。主要用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件,如飞机上、下翼面壁板、桁条等。固溶处理后塑性好,热处理强化效果好,在150度以下有良好的强度,并且有特别好的低温强度,焊接性能差,有应力腐蚀开裂倾向。还广泛应用于模具加工、机械设备、工装夹具等。

1.2.3 合金的工艺特点

7075铝合金是一种冷处理锻压合金,强度高,远胜于软钢。7075铝合金是商用最强力合金之一。普通抗腐蚀性能、良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好,工具耐磨性增强,螺纹滚制更与众不同。其主要物理特性:抗拉强度524Mpa,0.2%屈服强度455Mpa:伸长率11%,弹性模量E/Gpa:71,硬度150HB,密度:2810。

特点:

1.高强度可热处理合金。

2.良好机械性能。

3.可使用性好。

4.易于加工,耐磨性好。

5.抗腐蚀性能、抗氧化性好。

1.3 工艺流程制定

铝合金棒材因其为实心制品,沿其纵向全长为等断面形状,且尺寸精度较低,可通过挤压方式直接获得,其工艺流程较简单。拉制棒材因尺寸精度高,通过挤压方式获得的尺寸精度无法满足成品因要求,需要进行后续冷加工工艺,通过拉直模控制最终的产品尺寸精度,其生产工艺流程相对复杂。

根据订单提供的信息(合金尺寸、定尺长度、处理状态),以及7075合金的特点现有设备能力,制定合理的生产工艺流程。

生产工艺流程:熔铸→锯切→车皮→均匀化退火处理→挤压→锯切头尾→固溶与淬火→辊矫→锯切→包装。

合金熔铸后对铸锭进行锯切头尾,以保证铸锭整体质量;然后根据计算的铸锭长度按要求锯切铸锭,得到一定段数,作为挤压的原材料;由于采用反向挤压,因而为保证制品的质量要对铸锭进行车皮;为使铝合金铸锭成分和组织均匀化,车皮完成后进行均匀化退火处理;挤压结束后对棒材进行锯切头尾以满足立式淬火炉设备要求;根据订单要求成品T6状态,对棒材进行固溶时效处理;根据7075合金的工艺特点,即固溶后应该很快自然时效,故辊式矫直应该在淬火后2小时内完成;最后按定尺要求进行锯切并包装。

1.4 变形过程中各段定尺计算

根据成品的截面积并利用体积不变原理计算铸锭锯切的定尺长度,应考虑挤压过程中的压余,头尾切除量等因素。在保证定尺的前提下尽量提高铝合金加工过程中的成品率。

1.4.1变形过程各段已知条件

成品棒规格:30mm,定尺2.5m,总重量1900kg;

熔铸系统:容量1吨的碳棒熔炼炉,水平连铸,铸锭直径为152mm ,每个铸次可铸造2根,铸造机有效行程9m ,最大铸锭长度9m ,铸造完成后,铸锭头部切除200mm ,尾部切除150mm ,一个铸次烧损1%,另有50kg 形成废铝;

锯切系统:铸锭锯缝宽度约为1.5mm ;

挤压部分:对于实心型棒材而言,挤压坯料的长度不超过490mm ,普挤压过程压余设定为20mm ,挤压后,根据经验直径30mm 的棒材尾部切除0.2m ,头部切除0.8m ;

车削工艺:铸锭车皮量规定为2.5mm 。

1.4.2 定尺计算

根据设备能力及合金特点,7075铝合金挤压过程中长度应小于490mm 。 根据订单信息,定尺为2.5m ,因而成品棒尺寸,应该为4、6、8米,为提高成品率应尽量提高成品长度,先按8米进行计算。

成品棒底面积S

22

2mm 86.7062302S =??

?

???=??? ???=ππd

考虑锭坯压余20mm ,挤压棒切尾0.2m ,切头0.8m ,棒材体积V 1

()3631mm 1036.6108.02.0886.706L S V ?=?++?=?=

根据体积不变定律,挤压铸锭体积3612mm 1036.6V V ?==,铸锭底面积S 1

22

21mm 67.16971

21472D S =??

?

???=??? ???=ππ 铸锭锯切长度L

mm 3952067

.169711036.6S V L 612≈+?==

长度小于490mm ,故铸锭锯切定尺长395mm

1.5 成品率计算

根据铝棒订单需求量1900kg ,每根成品重m

kg 8243.41073.25.21086.706l S m 36-=????=??=ρ

则成品共有根数n=1900/4.8243=393根

由于挤压棒定尺5m ,故一根挤压管可以切成2根成品管,故需要挤压棒根数为393/2=197根,即需要挤压坯料197根。考虑到一根铸锭最长9m ,挤压坯料定尺395mm ,因而需要9根铸锭。

各工序损失如下: 锯切量:

kg 64.141073.2102152105.119736-2

3

-=??????

? ?????π

头尾损失:

()()87

.2161073.21086.7068.02.01971073.2102152101502009363

6-2

3=????+?+

??????

? ????+?--π 车皮量:

()kg 43.2494

1073.21019739510147-1523

3-6-22=???????π

压余量:

kg 55.1821073.21019720214739-2

=????????

? ??π 成品率:

%100?+各部分损耗量

成品质量成品质量

%12.74%10055

.18243.24987.21664.1419001900

=?++++=

1.6 熔铸投料量计算

根据成品率,计算所需要铸锭质量为

kg 41.2563%

12.741900

=

由于铸锭质量不足3t ,因而设计五个铸次; 总投料量约为

kg 41.2653%

994

40-55041.2563=??+

有上述计算得知,

前四个铸次铸锭长mm 5.82781502005.11939520=++?+?; 第五个铸次铸锭长mm 5.74851502005.11739518=++?+?。 前四个铸次铸锭体积为

39-2

1m 30.0105.8278

21522V =?????

?

???=π 第五个铸次体积为

39-2

2m 27.0105.7485

21522V =?????

?

???=π 考虑到一个铸次烧损1%,另有50kg 形成废铝,则前四个铸次的投料量为

()()

kg 78.877%9950102.730.30%9950V M 311=÷+??=÷+?=ρ 第五铸次的投料量为

()()

kg 05.795%99501073.227.0%9950V M 322=÷+??=÷+?=ρ

2 具体工艺安排及操作步骤

2.1 熔铸工艺安排及计算

2.1.1 熔铸工艺的工艺流程

熔铸基本工艺过程设计为:计算配料→制定工艺→熔化→调质(添加元素)→净化(精炼)→扒渣→静置保温→液体转注(在线净化处理)→过滤→铸造→均热→检验出厂

2.1.2 铸次分配

根据上章计算,考虑熔铸所需的总吨数以及设备能力,设计五个铸次,每个铸次铸两根铸锭,共锯切成197根挤压坯料。

前四个铸次铸锭长mm 5.82781502005.11939520=++?+?; 第五个铸次铸锭长mm 5.74851502005.11739518=++?+?。 前四个铸次铸锭体积为

39-2

1m 30.0105.8278

21522V =?????

?

???=π 第五个铸次体积为

39-2

2m 27.0105.7485

21522V =?????

?

???=π 考虑到一个铸次烧损1%,另有50kg 形成废铝,则前四个铸次的投料量为

()()

kg 78.877%9950102.730.30%9950V M 311=÷+??=÷+?=ρ 第五铸次的投料量为

()()

kg 05.795%99501073.227.0%9950V M 322=÷+??=÷+?=ρ

2.1.3 合金的成分计算

合金的设计成分及内控范围见表2.1。

表2.1 7075合金设计成分及内控范围(w%)

元素 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al 设计成分(%) 1.6 2.5

0.23

5.6 余量 内控范围(%)

0-0.4

0-0.5

1.4-1.8

0-0.3

2.3-2.7 0.2-0.26

5.3-5.9

0-0.2

余量

2.1.4 配料计算

第一炉配料方式如下:

(1)根据合金的设计成分,考虑满足各元素的内控范围并满足经济性要求,原料采用牌号为Al99.00的重熔铝锭、纯铜板、纯镁锭、纯锌锭和Al-Cr 中间合金,所使用的各种原料的化学成分见表2.2。

表2.2各种原料的化学成分(w%)

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Al Ti 重熔铝锭0.42 0.50 0.020.05 0.05 99.00

纯铜板99.9

纯镁锭99.9

纯锌锭99.9

Al-Cr中间合金10.0 90.0

(2)计算各种成分总的装炉量或最大限量。

主要成分Cu:877.78×1.6% =14.04kg

Mg:877.78×2.5%=21.94kg

Zn:877.78×5.6%=49.16kg

Cr:877.78×0.23%=2.02kg

杂质限量Fe:877.78×0.5%=4.39kg

Si:877.78×0.4%=3.51kg

(3)各种中间合金及纯金属用量计算。

Al-Cr中间合金 2.02/10%=20.2kg

Al(重熔铝锭)

(877.78-14.04-21.94-49.16-2.02-20.2×90%)/99%=780.24kg Mg(纯镁锭)21.94-780.24×0.05%=21.55kg

Cu(纯铜板)14.04-780.24×0.02%=13.88kg

Zn(纯锌锭)49.16-780.24×0.05%=48.77kg

(4)核算

A.核算各种炉料的装入量之和与配料总量是否相等,炉料中各元素的加入量之和与合金中各元素需要量是否相等。

通过各成分所占百分比计算各元素的实际加入量,并进行相应核算,得到如表2.3所示合金配料计算卡片。

表2.3 7075合金配料计算卡片(单位/kg)

装炉量Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Al Ti 配料总量877.78 ≤3.51 ≤4.39 14.04 21.94 2.02 49.16 ≥782.72

重熔铝锭780.24 3.28 3.90 0.160.39 0.39 772.12

纯铜板13.88 13.88

纯镁锭21.55 21.55

纯锌锭48.77 48.77

Al-Cr 20.2 2.02 18.18

经过核算,各种炉料的装入量之和与配料总量相等,炉料中各元素的加入量之和与合金中各元素需要量相等。

B.计算杂质及杂质总量是否在允许范围内。

由于纯铜板、纯镁锭、纯锌锭、Al-Cr中间合金均不考虑所含的杂质,因此杂质总量即为纯铝锭中杂质含量:

Fe=3.90≤4.39kg;

Si=3.28≤3.51kg。

经过核算,杂质及杂质总量在允许范围内。

综上所述,计算基本正确,可以投料。

第二炉配料方式如下:

由于当需要多个铸次时,需考虑后面的铸次要用掉之前铸造过程中产生的废料,回收废料质量为40kg。则回收率为40/877.78=4.56%。

各种中间合金及纯金属用量计算

Al-Cr中间合金20.2×(1-4.56%)=19.28kg

Al(重熔铝锭)780.24×(1-4.56%)=744.66kg

Mg(纯镁锭)21.55×(1-4.56%)=20.57kg

Cu(纯铜板)13.88×(1-4.56%)=13.25kg

Zn(纯锌锭)48.77×(1-4.56%)=46.55kg

因此第二炉配料方式见表2.4。

表2.4 第二炉7075合金配料卡片

废料Al-Cr 重熔铝锭纯镁锭纯铜板纯锌锭装炉量(kg)40 19.28 744.66 20.57 13.25 46.55

同理,第三炉、第四炉配料表与第二炉相同。

第五炉配料方式如下:

第五炉总投料量795.05kg,考虑可以回收上一炉废料40kg,此炉仅需配料755.05kg。

(1)所使用的各种原料与前四炉相同;

(2)计算各种成分总的装炉量或最大限量。

主要成分Cu:755.05×1.6% =12.08kg

Mg:755.05×2.5%=18.88kg

Zn:755.05×5.6%=42.28kg

Cr:755.05×0.23%=1.74kg

杂质限量Fe:755.05×0.5%=3.78kg

Si:755.05×0.4%=3.02kg

(3)各种中间合金及纯金属用量计算。

Al-Cr中间合金 1.74/10%=17.40kg

Al(重熔铝锭)

(755.05-12.08-18.88-42.28-1.74-17.4×90%)/99%=671.12kg Mg(纯镁锭)18.88-671.12×0.05%=18.54kg

Cu(纯铜板)12.08-671.12×0.02%=11.95kg

Zn(纯锌锭)42.28-671.12×0.05%=41.94kg

(4)核算符合投料要求。

故因此第五炉配料方式见表2.5。

表2.5 第五炉7075合金配料卡片

废料Al-Cr 重熔铝锭纯镁锭纯铜板纯锌锭装炉量(kg)40 17.40 671.12 18.54 11.95 41.94

2.1.5 熔炼工艺参数

(1)加料方式:

合金元素一般以四种方式加入熔体:纯金属,中间合金,添加剂,盐类。一般铜,镁,锌等熔点低,在铝中溶解度大,直接以纯金属形式加入铝合金中,所以Cu,Mg,Zn元素以铜板,镁锭,锌锭的形式加入。Cr元素熔点较高,以Al-Cr 中间合金的形式加入。

因而加料形式确定为重熔铝锭、纯铜板、纯镁锭、纯锌锭和Al-Mn中间合金。

(2)装料顺序:

在确定装炉顺序时应考虑如下基本原则:易烧损的小块、薄片废料应装在炉底。在合金组成中,量大的金属(铝锭)应先入炉。易氧化、易挥发的金属宜最后入炉。合金中组元熔点相差很大时,宜先装入易熔金属,然后加入难熔金属。中间合金一般装在中上层。为保证铜板的烧损,并保证其有充分的溶解时间,铜板应该在炉料熔化下塌且熔体能将铜板淹没时加入,并保证铜板不露出液面。

因而装料顺序确定铝锭—铜板—Al-Mn中间合金—纯锌锭—纯镁锭。

(3)熔炼:

7075合金的开始融化温度(固相线温度)为502℃,融化完成温度(液相线温度)为630℃。实际生产中,熔炼温度通常选择高于液相线温度50~60℃,以避开半熔融状态的温度范围。

因而熔炼温度确定为为700℃-750℃。

A.覆盖

炉料装完后即可升温,熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要

向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,粉状溶剂为KCl:NaCl按1:1混合,加入量占投量的1~2%。

B.搅动熔体

熔化过程中应注意防止熔体过热,在较高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,此处采用电磁搅拌即可,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。

C.扒渣

当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。

D.取样及调整成分

在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分,调整成分可采用补料或冲淡的方法。

(4)保温时间:容量1吨的碳棒熔炼炉,炉子的功率为100KW,可根据铝的热热容量、炉子功率以及炉子的热效率(40%)计算熔化时间,熔炼1炉大约需要8小时。

(5)各种元素合适加入

考虑7075合金除投料元素外,均为杂质元素,不含其它微量元素,因而不加入其它元素。

(6)精炼

为进一步提高熔体的纯净度,进一步的降低氢含量和排除非金属夹杂物,考虑采用高效的在线净化处理技术。

除氢净化过程为:炉料全部熔化后,当合金液温度到700~740℃时,采用Ar气法精炼10min。精炼后,将熔体导入静置炉用Ar气精炼30min,静置30min,

然后去除合金液表面的熔渣,再将合金液转入保温炉或直接浇注。

2.1.6铸造工艺条件

查阅资料可知,7075铝合金浇铸温度为690℃~710℃,冷却水压0.1MPa ,铸造速度为70mm/min 。[1]

为了细化晶粒得到较好的合金组织,考虑在在线净化过程中加入Al-5Ti-B 晶粒细化剂,对晶粒进行变质处理。

2.1.7铸造过程中损耗率计算

一般铸造过程中会烧损1%,考虑溜槽,扒渣产生的废料,没铸次按50Kg 损耗算,其中40kg 可以回收。

铸锭总质量M 1

kg 10.40131073.247.1M 31=??=

投料总质量M 2

kg 17.430605.795478.877M 2=+?=

因而铸造过程中损耗率为

%80.6%10017

.430610.4013-17.4306%100M M -M 212=?=? 2.1.8成品铸锭计算

根据装炉量、铸锭尺寸及根数,估算所铸造的铸锭的长度。 一般铸锭头部去除200mm ,尾部去除150mm 。

由上述计算可知,设计五个铸次,每个铸次铸两根铸锭,前四个铸次铸锭长8278.5mm ;第五个铸次铸锭长7485.5mm 。

2.2 锯切定尺安排

铸锭切割机器为圆盘式切割机器,锯缝宽度约为 1.5mm,一共五个铸次,铸锭总长度为

()m 20.81mm 811995.74855.827842L 1==+??=

锯切出的坯料总长度为

m 82.77mm 77815395197L 2==?=

则锯切过程中废品率为

%18.4%10020

.8182

.77-20.81%100L L -L 121=?=? 2.3车削工艺安排

由于挤压工艺采用反向挤压,本设计设定的为车皮,铸锭车皮量规定为2.5mm 。车皮损失量计算如下:

铸锭直径D 1=152mm ,车皮后D 2=(152-2×2.5)mm=147mm; 所以切皮损失质量为

()

4

L D -D 22221ρ

π???

()45.2494

1073.282.7710147-1523

6-22=?????=

π

2.4均火工艺

2.4.1 均匀化退火

均匀化退火是将铝合金加热到略低于固相线温度(Ac3或Acm 以上150-300℃),长时间保温(10-15h ),然后随炉冷却,以使铝合金的化学成分和组织均匀化。均匀化退火能耗高,易使晶粒粗大。为细化晶粒,均匀化退火后应进行完全退火或正火。这种工艺主要用于质量要求高或偏析较严重的合金钢铸

锭、铸件或锻坯。

固溶处理,是指将合金加热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温度,保持一段时间后,以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却,获得过饱和固溶体的过程。固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。

2.4.2均匀化退火工艺设计

根据文献上查的7075铝合金的工艺特点并结合生产实际,设计均匀化退火制度为:460℃下保温24h 。

2.5挤压工艺

2.5.1挤压比

挤压比为挤压筒面积与挤压成品面积之比,计算如下:

04.2786

.7062156S S 2

10=????

??==πλ

2.5.2挤压工艺参数确定

挤压过程采用1000吨卧式反向双动挤压机通过查找手册[2],确定挤压过程各工艺参数如下:

(1)压余设计为20mm ;

(2)挤压长度根据上述计算设计为6.03m ; (3)挤压温度:

铸锭加热温度设计为420℃,挤压筒温度设计为385℃; (4)挤压速度:

7075属于硬铝合金,挤压比较大,因而挤压速度设计为0.5mm/s 。

2.5.3挤压工艺设计

由于7075铝合金属于硬铝合金,为保证挤压棒材尺寸精度好,使挤压力全

部用于金属变形,采用反向挤压。

挤压过程中:上料、铸钢前进、敦实、挤压。

2.6固溶淬火工艺

根据订单要求,成品管状态为T6状态。T6状态指固溶处理后人工时效状态。

淬火是可强化热处理铝合金的最重要和要求最严格的热处理操作,目的是得到高浓度的过饱和固溶体,给自然时效和人工时效创造必要的条件,因此制定淬火工艺制度时,必须认真选择加热温度、加热时间等因素。

铝合金的淬火加热温度主要是根据合金中低熔点共晶的最低熔化温度来确定的,同时应考虑生产工艺和其他方面的要求如工件尺寸、变形程度、晶粒度等因素。综合以上因素,加热温度选为520℃,根据棒材直径30mm确定加热保温时间为3h,淬火介质选择水,淬火时的冷却速度越大,淬火材料的残余应力和残余变形也越大。而且本次生产的管材形状简单,故水温定为30-40℃。淬火速度为5℃/s。

2.7矫直工艺

淬火前采用拉伸矫直,矫直效率3根/min,最大拉伸力80吨,有效行程1.5m,功率20kw。

淬火后采用辊式矫直,矫直速度为5m/min。功率15Kw。

2.8锯切

完成矫直后,按要求对产品按定尺2.5m进行锯切。

2.9包装

由于客户对包装没明确要求,可按场内标准进行包装。

对制品的尺寸精度,表面质量及平直度进行检查,合格后进行包装,采用3层包装,由内至外:塑料纸,牛皮纸,发泡塑料包装膜,15根1包。

东北大学2020年7月工程力学(一)X+A卷参考答案

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 工程力学(一)X 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 3 页) 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 一、选择题(15分) 1.已知1F ,2F ,3F ,4F 为作用于刚体上的平面力系,其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知( D )。 A. 力系可合成为一个力偶; B. 力系可合成为一个力; C. 力系简化为一个力和一个力偶; D. 力系的合力为零,力系平衡 2.内力和应力的关系( D ) A. 内力小与应力 B. 内力等于应力的代数和 C. 内力为矢量,应力为标量 D. 应力是分布内力的集度 3.梁发生平面弯曲时,其横截面绕( B )旋转。 A.梁的轴线; B.中性轴; C.截面的对称轴; D.截面的上(或下)边缘。 二、通过分析计算选出正确答案,(15分) 图示结构由梁DC 、CEA 两构件铰接而成,尺寸和载荷如图。已知:2qa M ,qa P 2 。如求A 、 B 处约束反力: 1. 简便的解题步骤为( D ); 1 F 3 F 2 F 4 F

A .先整体分析,再分析 CAE 构件; B .先分析DBC 构件,再整体分析; C .先分析CAE 构件,再分析DBC 构件; D .先分析DBC 构件,再分析CEA 构件。 2. 由DBC 构件分析,可以求得( C ); A .F By B .F Cy 、F Ay C .F By 、F Cy D .F Ay 3. F By 、F Ay 、M A 分别等于( A )。 A . qa 29, qa 23, 225qa B . qa 25, qa 29, 223 qa C . qa 23, qa 29, qa 25 D . qa 29, qa 25, qa 2 3 三、已知变截面钢轴上的外力偶矩1800b m N m ,1200c m N m ,剪切弹性模量 98010Pa G ,轴的尺寸见图,试求最大切应力max 和最大相对扭转角AC 。(15分) 解:1)画扭矩图 最大扭矩值3kNm 2)最大切应力 AB 段:36max max 333 1616310Nm 36.210Pa =36.2MPa 0.075m AB AB P T T W d BC 段:36max max 333 1616 1.210Nm 48.810Pa =48.8MPa 0.05m BC BC P T T W d T 3kNm 1.2kNm

《东北大学机械基础课程设计》设计说明书

机械设计基础课程设计计算说明书 题目:设计胶带输送机的传动装置 班级:冶金工程1103 姓名:马林林 学号:20110075 指导教师: 成绩: 2013 年07 月07 日

1、设计内容 1.1设计题目 1.2工作条件 1.3技术条件 2、传动装置总体设计 2.1电动机选择 2.2分配传动比 2.3传动装置的运动和动力参数计算 3、传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算 3.2减速器内部传动零件设计计算 4、轴的计算 4.1初步确定轴的直径 4.2轴的强度校核 5、滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号 5.2滚动轴承寿命的胶合计算 6、键连接选择和验算 7、连轴器的选择和验算

kw w 30.3=

一对滚动轴承效率 η2=0.99 闭式齿轮的传动效率 η3=0.97(8级) 开式滚子链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效率 η5=0.97 传动滚筒的效率 η6=0.96 8063 .096.097.092.097.099.099.026 5432 21=?????=?????=ηηηηηηη 8063.0=η (3)所需的电动机的功率 Kw p p w r 09.48063 .030.3=== η Kw p r 09.4= 即Pr=4.09kw 查表2-18-1可选的Y 系列三相异步电动机Y132M2-6型, 额定kw P 5.50=。满足r P P >0,其主要性能见表。 2.1.3确定电动机转速 传动滚筒转速 min /4.102280 1000 5.16060w r D v n =???==ππ 现以同步转速为Y132S-4型(1500r/min ) 及Y132M2-6 型(1000r/min )两种方案比较,查得电动机数据 使传动装置结构紧凑,选用方案2。电动机型号为Y132M2-6。 由表2-18-1和表2-18-2查得其主要性能技术数和安装尺寸 数据列于下表

材料成型工艺

材料成型工艺 (Material Molding Process) 课程代码:(07310060) 学分:6 学时:90(其中:讲课学时78:实验学时:12) 先修课程:材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础 适用专业与培养计划:材料成型及控制工程专业2012年修订版培养计划 教材:《金属材料液态成型工艺》、贾志宏主编、化学工业出版社、第一版; 《金属材料焊接工艺》、雷玉成主编、化学工业出版社、第一版; 《冲压工艺与模具设计》、姜奎华主编、机械工业出版社、第一版开课学院:材料科学与工程学院 课程网站:(选填) 一、课程性质与教学目标 (一)课程性质与任务(需说明课程对人才培养方面的贡献) 《材料成型工艺》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一。该课程主要任务是学习液态成型、塑性成型及焊接成型的工艺原理、方法、特点、质量影响因素及其规律、质量控制、适用范围等。学习过程中侧重于实际经验、工程技术及其理论知识的综合应用。通过系统学习,在掌握成型工艺过程基本规律及其物理本质的基础上,学生能够根据不同的零件需求,灵活选择和全面分析成型工艺、完成合理的工艺设计;同时,针对成型过程中出现的质量问题进行科学分析,找到解决措施,消除和减少工件质量缺陷; 本课程以数学、物理、化学、物理化学、力学、金属学与热处理、材料成型原理等作为理论基础,主要应用物理冶金、化学冶金、成形力学理论,系统阐述金属材料成型工艺过程的相关现象及其影响因素、规律、形成机制;同时,还汇总了大量的工程技术经验和实用技术。 通过本课程的学习,可以为材料成型工艺课程设计、金属综合性实验、毕业设计等后续课程学习奠定必要的基础知识。 (二)课程目标(需包括知识、能力与素质方面的内容,可以分项写,也可以合并写) 1. 掌握铸造成型、冲压成型和焊接成型工艺过程所涉及的主要物理原理; 2. 掌握各种成型方法的工艺特点及应用范围,能够根据实际产品需要选择高效、优质低成本的成型工艺方法;

东北大学课程设计ZDD5B

一、设计任务书 1)设计题目:设计胶带输送机的传动装置2)工作条件: 工作年限工作班 制 工作环 境 载荷性 质 生产批 量 10 2 多灰尘稍有波 动 小批3)技术数据 题号滚筒圆 周力 F(N) 带速 v(m/s) 滚筒直 径 D(mm) 滚筒长 度 L(mm) ZDD-5 1100 320 500 二、电动机的选择计算 1)、选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机,封闭式结构,电压380伏,Y系列电动机

2)、滚筒转动所需要的有效功率Fv/1000= 根据表2-11-1确定各部分的效率: V 带传动效率 η1 = 一对滚动球轴承效率 η2 = 闭式齿轮的传动效率 η3 = 弹性联轴器效率 η4 = 滑动轴承传动效率 η5 = 传动滚筒效率 η6 = 则总的传动总效率: η = η1×η2η2 ×η3×η4×η5×η6 = ×××××× = 3)、需要电动机的功率 kw p p w r 91.28326 .042 .2=== η 电机的转速 min 3.13132 .02 .26060n =??== ππD v w (r/min) 现以同步转速为Y100L2-4型(1500r/min )及Y132S2-6型(1000r/min )两种方案比较,传动比 96.103 .131144001=== w n n i

31.73 .13196002=== w n n i ; 由表2-19-1查得电动机数据, 方 案 号 电动机型号 额定功 率(kW) 同步转速 (r/min ) 满载转 速 (r/min ) 总传 动比 1 Y100L2-4 1500 1430 2 Y132S-6 1000 960 比较两种方案,为使传动装置结构紧凑,决定选 用方案2 ,选电动机Y132S —6型 ,额定功率 kw, 同步转速1000r/min,满载转速960r/min 。 同时,由表2-19-1和2-19-2查得电动机堵载转矩/额定转矩为,中心高H=132mm ,外伸轴段直径与长度分别为D=38mm ,E=80mm 。 三、传动装置的运动及动力参数计算 总传动比31.70 == w n n i ;由表2-11-1得,V 带传

高聚物成型工艺学课设

目录 第一章绪论 1.1设计题目 (3) 1.2设计任务 (3) 1.3 ABS塑料简要概述及研究意义 (3) 1.4 ABS的燃烧机理 (4) 1.5阻燃剂的作用机理 (4) 第二章制备阻燃ABS原料的选取及配方设计 2.1 主要原料的选取 (6) 2.2 助剂的选择 (7) 2.3 配方设计 (7) 第三章生产中物料相关计算 3.1物料衡算内容及选定基准 (8) 3.2物料衡算相关计算 (8) 3.3物料衡算流程图 (11) 第四章生产设备的选型 4.1设备选型的原则及其分类 (12) 4.2设备的技术条件和要求 (13) 4.3 定性设备的选取 (13) 4.3.1 储罐的选取 (13) 4.3.2 自动配料秤的选取 (15) 4.3.3 高速搅拌机的选取 (16) 4.3.4 失重式喂料机 (17) 4.3.5 仓壁振动器的选取 (17) 4.3.6 挤出机的选取 (18)

4.3.7 水槽的选取 (19) 4.3.8 风力吹干机的选取 (20) 4.3.9 切粒机的选取 (20) 4.3.10 振动筛的选取 (21) 4.3.11设置搅拌槽混匀前、后期物料 (21) 4.3.12 烘干机的选取 (21) 4.3.13 台秤的选取 (22) 4.3.14 打包机的选择 (23) 第五章阻燃ABS树脂生产工艺流程 5.1 概述 (24) 5.2 生产方法的确定 (24) 5.3 工艺流程 (24) 5.3.1 工艺流程 (24) 5.3.2 造粒方法 (25) 5.3.3 物料输送方式 (25) 设计体会 (26) 参考文献 (27)

第一章绪论 1.1设计题目 设计题目为:年产1000吨阻燃ABS树脂成型工艺设计。 1.2设计任务 (1)生产方法论证; (2)阻燃ABS树脂配方的确定; (3)挤出生产过程的物料衡算、挤出设备选型、挤出成型工艺参数设计; (4)工艺流程图纸1张; (5)设计说明书1份; 1.3ABS 塑料简要概述及研究意义 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂是是五大合成树脂之一,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物,因而能表现三种组分之间的协同性能:丙烯晴组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度,丁二烯表现的特性是抗冲击强度,苯乙烯表现的特性是加工流动性,光泽性。这三组分的结合,优势互补,使ABS树脂具有优良的综合性能, 刚性好,冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良,较好的热稳定性和化学稳定性、较好的流动性,易于加工,加工尺寸稳定性和表面光泽好,容易涂装,着色,还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工。ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。 ABS是一种用途极广的热塑性工程塑料,在ABS消费结构中主要是家用电器、机械配件、办公用品和用具等。主要有电视机、电冰箱、洗衣机、电风扇、空调、计算机、复印机、电话、吸尘器等,此外还有汽车、摩托车和管道等。上述用途中ABS主要做内外壳体、支撑和各种零配件。同时在通讯器材、商品器材、文教娱乐用品及建材的需求前景也十分看好。ABS树脂已是目前我国产量最大、应用最广泛的通用工程塑料。但ABS氧指数

工程材料力学性能 东北大学

课后答案 第一章 一、解释下列名词 材料单向静拉伸载荷下的力学性能 滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加;反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包辛格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零,这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。包辛格效应可以用位错理论解释。 第一,在原先加载变形时,位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍,塞积后便产生了背应力,这背应力反作用于位错源,当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时,可使位错源停止开动。背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力,是金属基体平均内应力的度量。因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反,而当反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了,和背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形容易了,于是,经过预变形再反向加载,其屈服强度就降低了。这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。 其次,在反向加载时,在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号,要引起异号位错消毁,这也会引起材料的软化,屈服强度的降低。 实际意义:在工程应用上,首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。其次,包辛格效应大的材料,内应力较大。另外包辛格效应和材料的疲劳强度也有密切关系,在高周疲劳中,包辛格效应小的疲劳寿命高,而包辛格效应大的,由于疲劳软化也较严重,对高周疲劳寿命不利。可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。解理断裂是典型的脆性断裂的代表,微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度位错增值和运动晶粒、晶界、第二相等外界影响位错运动的因素主要从内因和外因两个方面考虑 (一)影响屈服强度的内因素 1.金属本性和晶格类型(结合键、晶体结构)单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力,其值与位错运动所受到的阻力(晶格阻力--派拉力、位错运动交互作用产生的阻力)决定。派拉力:位错交互作用力(a 是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数,L 是位错间距。) 2.2.晶粒大小和亚结构晶粒小→晶界多(阻碍位错运动)→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏

塑料成型工艺与模具设计课程设计教案资料

塑料成型工艺与模具设计课程设计

塑料成型工艺与模具设计 课程设计说明书 设计题目: 外壳注塑成型模具设计 姓名: 施春猛 班级: 11级模具(1)班 学号: 2011061486 设计时间: 指导教师: 尹甜甜 目录

设计任务书……………………………………………………………………………………..…… 1. 工艺分析……………………………………………………………………………………........ 1.1 塑件材料分析…………………………………………………………………………… 1.2 注射工艺规程编制…………………………………………………………………… 1.2.1 工艺过程…………………………………………………………………………… 1.2.2 确定型腔数目…………………………………………………………………… 1.2.3 塑件体积计算…………………………………………………………………… 1.2.4 型腔型芯尺寸确定…………………………………………………………… 1.2.5 初选设备及工艺参数确定…………………………………………….…2.塑件在型腔中的位置确定…………………………………………………………. 2.1分型面设计……………………………………………………………………………… 2.2 型腔排布…………………………………………………………………………………. 3.浇注系统设计……………………………………………………………………………… 3.1 主流道设计……………………………………………………………………………... 3.1.1 浇口套的结构设计……………………………………………………….. 3.1.2 浇口套的尺寸确定…………………………………………………..……. 3.2 分流道设计……………………………………………………………………………… 3.3 浇口设计…………………………………………………………………………………… 3.4 流动距离比校核……………………………………………………………….………4.模架选用………………………………………………………………………………………… 4.1 模具整体结构分析…………………………………………………………………… 4.2 模架确定……………………………………………………………………………..………

东北大学材料成型课程设计

1.9吨直径30mm7075铝合金挤压棒材 生产工艺设计及成本核算 授课教师 学生 班级 学号

目录 摘要 (1) 1 合金概况及总体工艺流程制定 (2) 1.1 订单信息 (2) 1.2 合金成分及合金概况 (2) 1.2.1 合金的名义成分 (3) 1.2.2 合金的用途 (3) 1.2.3 合金的工艺特点 (3) 1.3 工艺流程制定 (4) 1.4 变形过程中各段定尺计算 (4) 1.4.1变形过程各段已知条件 (4) 1.4.2 定尺计算 (5) 1.5 成品率计算 (5) 1.6 熔铸投料量计算 (6) 2 具体工艺安排及操作步骤 (7) 2.1 熔铸工艺安排及计算 (7) 2.1.1 熔铸工艺的工艺流程 (7) 2.1.2 铸次分配 (7) 2.1.3 合金的成分计算 (8) 2.1.4 配料计算 (8) 2.1.5 熔炼工艺参数 (12) 2.1.6铸造工艺条件 (14) 2.1.7铸造过程中损耗率计算 (14) 2.1.8成品铸锭计算 (14) 2.2 锯切定尺安排 (15) 2.3车削工艺安排 (15) 2.4均火工艺 (15) 2.4.1 均匀化退火 (15)

2.4.2均匀化退火工艺设计 (16) 2.5挤压工艺 (16) 2.5.1挤压比 (16) 2.5.2挤压工艺参数确定 (16) 2.5.3挤压工艺设计 (16) 2.6固溶淬火工艺 (17) 2.7矫直工艺 (17) 2.8锯切 (17) 2.9包装 (17) 3成本核算 (18) 3.1成品率计算 (18) 3.2各工序工时及成本计算 (18) 3.2.1熔铸工时及成本计算 (18) 3.2.2锯切工时及成本计算 (19) 3.2.3车皮工时及成本计算 (19) 3.2.4均匀化退火工时及成本计算 (20) 3.2.5挤压工时及成本计算 (20) 3.2.6拉伸矫直工时及成本计算 (21) 3.2.7淬火工时及成本计算 (21) 3.2.8辊式矫直工时及成本计算 (21) 3.2.9锯切工时及成本计算 (22) 3.2.10包装工时及成本计算 (22) 3.3总成本核算 (22) 参考文献 (24)

《塑料成型工艺及模具设计》课程设计

长春工业大学 课程设计说明书 《塑料成型工艺及模具设计》 课程设计名称 课程设计 专业机械工程及其自动化(模具) 班级 学生姓名 指导教师 2015年 12 月 21 日 目录 课程设计任务书 (3) 1、塑件的工艺分析 (5) 1.1塑件的成型工艺性分析 (5) 1.2塑件材料pp的使用性能 (6) 1.3成型工艺 (7)

1.4特点 (8) 2、模具的基本结构及模架选择 (9) 2.1确定成型方法 (9) 2.2 选择成型设备 (9) 2.3 型腔布置 (10) 2.4确定分型面 (11) 2.5选择浇注系统 (11) 2.6 确定推出方式 (11) 2.7 模具的结构形式 (12) 2.8 模架的结构 (13) 2.9 模架安装尺寸校核 (13) 3.模具结构、尺寸的设计计算 (13) 3.1各模板尺寸的确定 (14) 3.2 模架各尺寸的校核 (14) 3.3导向与定位结构的设计 (14) 3.4 模具成型尺寸设计计算 (15) (15)

(16) (16) 3.4.4 型芯高度尺寸 (16) 4、模具的装配、试模 (17) 4.1模具装配图 (17) 4.2 模具的安装试模 (18) 4.3 试模前的准备 (18) 4.4模具的安装及调试 (18) 4.5 试模 (19) 4.6检验 (20) 5、结论 (20) 参考文献 (21) 课程设计任务书 2015—2016学年第1学期 机电工程学院(系、部)机制专业 120116 班级 课程名称:塑料成型工艺及模具设计 设计题目:小勺注射模设计

完成期限:自 2015 年 12 月 9 日至 2015 年 12 月 22日共 2 周

东北大学《材料力学》考试大纲

2017年硕士研究生统一入学考试 《材料力学》 第一部分考试说明 一、考试性质 材料力学是力学一级学科硕士研究生统一入学考试业务课二(第四单元)。考试对象为参加东北大学力学一级学科下设各硕士点的2016年全国硕士研究生入学考试的准考考生。 二、考试形式与试卷结构 (一)答卷方式:闭卷,笔试 (二)答题时间:180分钟 (三)考试题型及比例 选择与填空 30% 计算题 70% (四)参考书目 《材料力学》,刘鸿文,高等教育出版社2006 年 《材料力学》,孙训芳,高等教育出版社2002 年 第二部分考查要点 (一)绪论 材料力学的任务和研究对象;变形固体的基本假设;内力、应力和截面法的概念;变形与应变;杆件的基本变形形式。 (二)拉伸和压缩 轴向拉伸与压缩的概念;截面法、轴力和轴力图;直杆横截面和斜截面上的应力,最大剪应力。 低碳钢的拉伸实验,应力——应变曲线及其特点:比例极限,弹性极限、屈服极限、强度极限;屈服时试件表面的滑移线;延伸率、断面收缩率;冷作硬化。铸铁和其他材料的拉伸试验。压缩时材料的力学性能。 拉伸和压缩时的变形:纵向变形,线应变,胡克定律,弹性模量,抗拉(压)刚度,横向变形,泊松比。 安全系数的确定和许用应力,强度条件。拉伸、压缩时的变形能、比能。应力集中的概念。简单超静定问题、装配应力、温度应力。

(三)剪切 剪切的概念,剪切的实用计算;挤压的概念,挤压的实用计算。 (四)扭转 扭转的概念。扭矩和扭矩图。薄壁圆筒扭转时的应力。纯剪切的概念,剪应力互等定理,剪切胡克定律,剪切弹性模量。圆轴扭转时的应力和变形。极惯性矩、抗扭截面模量、抗扭刚度。强度条件和刚度条件。扭转时的变形能。 (五)弯曲内力 平面弯曲的概念。剪力、弯矩及其方程。剪力图和弯矩图。 分布载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系。用叠加法作弯矩图。刚架、平面曲杆弯曲内力。 (六)平面图形的几何性质 静矩、惯性矩、惯性积、惯性半径。简单图形惯性矩的计算。平行移轴公式。转轴公式;组合图形惯性矩的计算,主形心轴和主形心惯性矩。 (七)弯曲应力 纯弯曲时的正应力公式。抗弯刚度、抗弯截面模量。纯弯曲理论的推广。梁的正应力强度计算。矩形截面梁的剪应力。剪应力的强度校核。提高弯曲强度的措施。 (八)弯曲变形 梁的变形,挠度与转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。用积分法求梁的挠度与转角。根据叠加原理求梁的挠度与转角。梁的刚度校核。用变形比较法求解简单超静定梁,提高梁弯曲刚度的措施。 (九)应力状态及强度理论 应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的分析——解析法与图解法。三向应力状态,最大剪应力。 广义胡克定律。各向同性材料弹性常数之间的关系。三向应力状态下的弹性比能,体积改变和形状改变比能。 强度理论的概念。破坏形式分析,脆性断裂和塑性流动。 最大拉应力理论,最大线应变理论,最大剪应力理论,形变改变比能理论。相当应力概念。 (十)组合变形 组合变形的概念。拉(压)与弯曲组合时的应力和强度计算。偏心拉伸(压缩)时的应力和强度计算。扭转与弯曲组合时的强度计算。斜弯曲。组合变形的普遍形式。 (十一)压杆稳定 压杆稳定概念。稳定平衡与不稳定平衡。细长压杆临界载荷欧拉公式。杆端不同约束的影响。长度系数、杆的柔度。欧拉公式适用范围。超过比例极限时压杆临界应力的经验公式,临界应力总图。压杆稳定计算。提高压杆稳定性的措施。

高分子材料成型工艺课程设计

模具的设计过程 (一). 概述 1.注塑模设计的一般步骤如下: 1.确定型腔的数目。确定型腔的数目的方法有很多种,如根据锁模力、 最大注射量、根据制品的精度要求、根据经济性等等,在设计时应根据实际情况决定采用哪一种方法; 2.法定分型面。虽然在制品设计阶段分型面已经考虑或者选定,在模具设计阶段仍应再次校核。从模具结构及成型工艺的角度判断分型面的选择是否最为合适; 3.型腔的配置。这是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕,浇注系统的走向和类型便已确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须给予充分的注意。若冷却通道不止与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置决定后,模板的外型尺寸基本上便已确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。 4.确定浇注系统。浇注系统设计是模具设计中最重要的问题之一。浇注系统的合理性对制品质量和生产效率有着决定性的影响。 5.脱模方式。在确定脱模方式时首先要确定制品和流道凝料滞留在模具的哪一侧,必要时要设计强迫制品滞留的结构(如拉料杆等),然后再决定是采用推杆结构还是推件结构。 6.冷却系统与脱模机构的设计。冷却系统与脱模机构的同步设计有助于两者的很好协调,并体现出对冷却系统重要性的认识。 7.确定凹模和型心的结构和固定方式。当采用镶块式凹模或型心时,应合理的划分镶块并同时考虑到这些镶块及镶块固定板的强度、刚度、可加工性、紧固性及可更换性。 8.确定排气方式。由于在一般的注射模中注射成型的气体可以通过分型面和推杆处的空隙排出,因此,注射模的排气问题往往被忽视。对于大型和高速成型的注射模,排气问题必须引起足够的重视。 9.绘制模具的结构草图。在以上工作的基础上绘制注射模完整的结构草图。在总体结构设计时切忌将模具结构设计的过于复杂,应优先考虑采用简单的模具结构形式。因为在注射成型的实际生产中所出现的故障,大多是由于模具机构复杂化而引起的。结构草图完成后,应与工艺、产品设计及模具制造及使用人员共同研究讨论直至互相认可。 10.校核模具与注射机有关尺寸。因为每套模具只能安装在与其相适应的注射机上使用。因此,必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核,以保证模具在该注射机上正常工作。 11.校核模具有关零件的刚度与强度。因为注射模是承受很高型腔压力的耐压容器,对成型零件及主要受力的零件都应进行刚度与强度的校核。 12.绘制模具的装配图。装配图应尽量按照国家制图标准绘制。装配图中要清楚地表明各个零件的装配关系,以便于工人装配。当凹模与型心镶块较多时,为了便于测绘各个镶块零件,还有必要先绘制动模和定模部件装配图。在部件装配图的基础上再绘制总装图。装配图上应包括必要的尺寸(例如活动零件移动的起止点)。装配图上还应标注技术要求。技术要求内容是:

东北大学岩土力学考试答案

东北大学继续教育学院 岩石力学试卷(作业考核线上2) B 卷(共 6 页) 一、 1、岩石与岩体的关系是( B )。 (A)岩石就是岩体(B)岩体是由岩石和结构面组成的 (C)岩石是岩体的主要组成部分 2、流变性质指材料的应力应变关系与( B )因素有关系的性质。 (A)强度(B)时间(C)载荷大小(D)材料属性 3、比较岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为( C )。 (A)抗压强度<抗剪强度<抗拉强度(B)抗压强度>抗拉强度>抗剪强度 (C)抗压强度>抗剪强度>抗拉强度 4、影响岩体力学性质各向异性的主要因素为( B )。 (A)地下水(B)结构面(C)构造应力场 5、巴西试验是一种间接测定岩石( B )强度的试验方法。 (A)抗压(B)抗拉(C)抗剪 6、蠕变是指介质在大小和方向均不改变的外力作用下,介质的(B )随时间的变化而 增大的现象。 (A)应力(B)应变(C)粘性 7、下列参数不是岩石强度指标的为( A )。 (A)弹性模量(B)内聚力(C)摩擦角 8、在地应力测量中以下那种方法不属于直接测量法(D ) (A)扁千斤顶法(B)声发射法(C)水力劈裂法(D)全应力解除法 9、按照库仑—莫尔强度理论,若岩石强度曲线是一条直线,则岩石破坏时破裂面与最大 主应力作用方向的夹角为( C )。 (A)45°(B)(C)(D)60° 10、岩石质量指标RQD是(A)以上岩芯累计长度和钻孔长度的百分比。 (A)10cm(B)20cm(C)30cm 11、下列关于岩石长期强度S∞和瞬间强度S0的关系正确的是(D)。 (A)S∞>S0 (B)S∞≤S0 (C)S∞≥S0 (D)S∞<S0 12、下列关于库伦强度理论论述不正确的是(B) (A) 库伦准则是摩尔强度理论的一个特例(B)适用于受拉破坏 (C) 适用于岩石压剪破坏(D)适用于结构面压剪破坏 13、关于格里菲斯强度理论论述不正确的是(C) (A)岩石抗压强度为抗拉强度的8倍

塑料成型工艺课程设计说明书

课程设计说明书 塑料套管注塑成型 目录 前言 --------------------------------3 一、塑件的工艺性分析-------------------------6 二、成型设备的选取-----------------------------7 三、塑件的模塑工艺卡片-------------------------8 四、模具结构方案的确定-------------------------9 4.1 分型面的选择-------------------------9 4.2 型腔的确定---------------------------10 4.3 浇注系统的设计-----------------------11 4.3.1 主流道的设计---------------------11 4.3.2 注射机和浇口衬套的设计-----------13 4.4型腔、型芯的设计----------------------14 4.5 推出机构的选择------------------------15 4.6 模架的选用标准------------------------16 4.7 温度调节系统的设计--------------------16 4.7.1 冷切系统的设计计算----------------16 4.7.2 冷却系统的设计原则----------------16 五、成型零件工作尺寸的计算---------------------19 5.1 尺寸的计算----------------------------19 5.2 导向原件的选取------------------------21 六、注射机参数的校核---------------------------22 6.1 注射压力的校核------------------------23 6.2 注射量的校核--------------------------23 6.3 锁模力的校核---------------------------23 6.4 安装尺寸的校核-------------------------24 6.4.1 模具闭合高度的校核------------------24

东北大学考研金属塑性成型力学课后答案

1-6 已知物体内某点的应力分量为x σ=y σ=20MPa ,xy τ=10MPa ,其余应力分量为零,试求主应力大小和方 向 。 解:z y x I σσσ++=1=40MPa 2 222)(zx yz xy x z z y y x I τττσσσσσσ+++++-==-300 MPa 2 2232xy z zx y yz x zx yz xy z y x I τστστστττσσσ---+==0 1σ=30MPa 2σ=10 MPa 3σ=0 1-7已知变形时一点应力状态如图1-34所示,单位为MPa ,是回答下列问题? (1)注明主应力; (2)分解该张量; (3)给出主变形图; (4)求出最大剪应力,给出其作用面。 解:(1)注明主应力如下图所示: (2)分解该张量; (3)给出主变形图 (4)最大剪应力12 7 52 3 113±=+-± =-±=σστ MPa 其作用面为 1-8已知物体内两点的应力张量为a 点1σ=40 MPa ,2σ=20 MPa ,3σ=0;b 点:y x σσ==30 MPa ,xy τ=10 MPa ,其余为零,试判断它们的应力状态是否相同。 解:a 点MPa I 603211=++=σσσ )(1332212σσσσσσ++-=I =-800 MPa 3213σσσ=I =0 z y x I σσσ++=1=60 MPa 2 222)(zx yz xy x z z y y x I τττσσσσσσ+++++-==-800 MPa 2 2232xy z zx y yz x zx yz xy z y x I τστστστττσσσ---+==0 其特征方程一样,则它们的应力状态相同。 1-10 某材料进行单向拉伸试验,当进入塑性状态时的断面积F=100mm 2,载荷为P=6000N ;

东北大学计算机组成原理课程设计

计算机组成原理课程设计报告 班级:班姓名:学号: 完成时间: 一、课程设计目的 1.在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令(微程序)并验证,从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系; 2.通过控制器的微程序设计,综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念; 3.培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。 二、课程设计的任务 针对COP2000实验仪,从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手,以实现乘法和除法运算功能为应用目标,在COP2000的集成开发环境下,设计全新的指令系统并编写对应的微程序;之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。 三、课程设计使用的设备(环境) 1.硬件 ●COP2000实验仪 ●PC机 2.软件 ●COP2000仿真软件 四、课程设计的具体内容(步骤) 1.详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理,通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点: ①总体概述: COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件,这些部件包括:运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM,以及中断控制电路、跳转控制电路。其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现,其它电路都是用离散的数字电路组成。微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。 模型机为8位机,数据总线、地址总线都为8位,模型机的指令码为8位,根据指令类型的不同,可以有0到2个操作数。指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器,在微程序控制方式中,用指令码做为微地址来寻址微程序存储器,找到执行该指令的微程序。而在组合逻辑控制方式中,按时序用指令码产生相应的控制位。在本模型机中,一条指令最多分四个状态周期,一个状态周期为一个时钟脉冲,每个状态周期产生不同的控制逻辑,实现模型机

《塑料成型工艺及模具设计》课程设计

长春工业大学课程设计说明书 《塑料成型工艺及模具设计》 课程设计名称 课程设计 专业机械工程及其自动化(模具) 班级 学生姓名 指导教师 2015年 12 月 21 日 目录 课程设计任务书 (3) 1、塑件的工艺分析 (5) 1.1塑件的成型工艺性分析 (5) 1.2塑件材料pp的使用性能 (6) 1.3成型工艺 (7)

1.4特点 (8) 2、模具的基本结构及模架选择 (9) 2.1确定成型方法 (9) 2.2 选择成型设备 (9) 2.3 型腔布置 (10) 2.4确定分型面 (11) 2.5选择浇注系统 (11) 2.6 确定推出方式 (11) 2.7 模具的结构形式 (12) 2.8 模架的结构 (13) 2.9 模架安装尺寸校核 (13) 3.模具结构、尺寸的设计计算 (13) 3.1各模板尺寸的确定? (14) 3.2?模架各尺寸的校核? (14) 3.3导向与定位结构的设计 (14) 3.4 模具成型尺寸设计计算 (15) (15)

(16) (16) 3.4.4 型芯高度尺寸 (16) 4、模具的装配、试模 (17) 4.1模具装配图 (17) 4.2 模具的安装试模 (18) 4.3 试模前的准备 (18) 4.4模具的安装及调试 (18) 4.5 试模 (19) 4.6检验 (20) 5、结论 (20) 参考文献 (21) 课程设计任务书 2015—2016学年第1学期 机电工程学院(系、部)机制专业 120116 班级 课程名称:塑料成型工艺及模具设计 设计题目:小勺注射模设计

完成期限:自 2015 年 12 月 9 日至 2015 年 12 月 22日共 2 周

《高分子材料成型模具及机械课程设计》指导书.doc

《高分子材料成型模具及机械课程设计》指导书 一、选》? 依据教研组下达的《课程设计任务书》,结合自己的兴趣、爱好以及生产实习或实际生活中遇到的问题自主设计或选定一款模塑制品,作为课程设计拟设计模具的目标产品。提交简要的课程设计选题报告(说明型件结构、材质、用途、用法、使用环境等使用要求)交指导教师审核。 指导教师根据选题报告审核设计题目的可行性、合理性及难易程度。选题经指导教师审核认可并在《课程设计任务书》上签字确认后,该同学的设计任务得以落实。如果你的选题报告没有得到指导教师认可,则需修改后重新提交。 二、落实设计任务 生产实际中模具设计任务通常以“模具设计任务书”的形式下达,“模具设计任务书”由型料制件工艺员根据成型槊料制件的任务书提出,模具设计人员以“成型槊料制件任务书”、“模具设计任务书为”依据来设计模具。 我们这里以自拟的选题报告代替成型规料制件任务书,由同学自己或指导教师拟定模具设计要求,并据此开展模具设计。 三、设计准备 在落实设计任务的基础上,进一步收集、整理、分析、消化关制件设计、物料特性、成型工艺、成型设备等原始资料,以备设计模具时使用。 1.塑料制件分析。 了解卿件结构、材质、用途、用法、使用环境等使用要求,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如,架料制件结构形状、尺寸精度、表面状态、颜色、透明度及使用性能要求等。明确型件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无电镀、胶接、钻孔等后加工。 2.型件材质及工艺分析。 了解塑件成型所用塑料材料的种类、规格、组成、性能特点,特别是流动性、结晶性、收缩取向等原料性能资料,还要了解槊料的塑化及成型工艺参数。分析落实成型材料能否满足阳料制件的强度、刚度、均匀性(各向同性)、热稳定性等要求。根据塑料制件的用途,分科诚型材料是否满足染色、镀金属、装饰性能、必要的弹性和塑性、胶接性或者焊接性等要求。 3.成型设备分析。

东北大学计算机组成原理课程设计

东北大学计算机组成原理课程设计 学号:完成时间: 全文结束》》年1月4日星期三 一、课程设计目的1.在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令(微程序)并验证,从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系;2.通过控制器的微程序设计,综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念;3.培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。 二、课程设计的任务针对COP2000实验仪,从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手,以实现乘法和除法运算功能为应用目标,在COP2000的集成开发环境下,设计全新的指令系统并编写对应的微程序;之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。 三、课程设计使用的设备(环境)1.硬件l COP2000实验仪l PC机2.软件l COP2000仿真软件 四、课程设计的具体内容(步骤)1.详细了解并掌握 COP2000模型机的微程序控制器原理,通过综合实验来实现① 总体概述COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件,这些部件包括:运算器ALU、累加器 A、工作寄存器W、左移门L、直通门

D、右移门R、寄存器组R0-R 3、程序计数器P C、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器I A、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uP C、微程序存储器uM,以及中断控制电路、跳转控制电路。其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现,其它电路都是用离散的数字电路组成。微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。 模型机为8位机,数据总线、地址总线都为8位,但其工作原理与16位机相同。相比而言8位机实验减少了烦琐的连线,但其原理却更容易被学生理解、吸收。模型机的指令码为8位,根据指令类型的不同,可以有0到2个操作数。指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器,在微程序控制方式中,用指令码做为微地址来寻址微程序存储器,找到执行该指令的微程序。而在组合逻辑控制方式中,按时序用指令码产生相应的控制位。在本模型机中,一条指令最多分四个状态周期,一个状态周期为一个时钟脉冲,每个状态周期产生不同的控制逻辑,实现模型机的各种功能。模型机有24位控制位以控制寄存器的输入、输出,选择运算器的运算功能,存储器的读写。模型机的缺省的指令集分几大类:

江苏大学材料工艺课程设计

1陶瓷工艺设计的目的和意义 陶瓷是最古老的一种材料,是人类在征服自然中获得的经化学变化而制成的产品,是人类文明的象征之一。它和金属材料、高分子材料并列为当代固体三大材料。由于陶瓷的原子结合方式是键能较大的离子键、共价键或者离子-共价混合键,所以其具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐热冲击、高强度、硬质、高刚性、低膨胀、隔热以及不吸收外来物质等许多优良性质。陶瓷材料的应用范围很广,在日用、卫生、建筑、化工、电气、航天、汽车、生物医学等领域均有重要应用。 陶瓷材料性能的优劣在很大程度上与各种陶瓷制品的制造工艺手段关系密切。很多陶瓷材料制品要求很高的致密性,随之而产生的其它性能也就很优良。例如,陶瓷植入材料羟基磷灰石的密度为3.05g/cm3~3.15g/cm3时,孔隙率仅为0.1%~3%。根据经典材料理论分析,一般致密陶瓷材料的晶粒细小,晶界较多,细小晶粒对各个晶间孔隙填充较好,材料的性能较为稳定。因此,选用细颗粒原料制备高致密度的陶瓷材料有着重要的现实意义。例如,在电子陶瓷中99瓷以及97瓷主要用作集成电路基片。集成电路必须具有高度平坦光滑的平面。为了保证基片经仔细抛光后具有极高的表面光洁度,基片本身必须充分致密,而且应保证晶粒细小,晶粒结合性能才能良好。氧化铝陶瓷是最为常见的陶瓷之一,性能优良。在现代工程技术中,氧化铝陶瓷成为应用最为广泛的陶瓷之一,因为它具有较高的机械强度、硬度、抗损毁性、高耐火度、热导率较高及抗化学侵蚀等特性,氧化铝陶瓷大量应用于电子工程、电力工程和结构设计中。在电子技术领域中广泛用作真空电容器的陶瓷管壳、大功率栅控金属陶瓷管、微波管的陶瓷管壳、微波管输能窗的套瓷组件、各种陶瓷基板(包括多层布线基板)及半导体集成电路陶瓷封装管壳等。它是电真空陶瓷的主要瓷种,也是生产陶瓷基板及多层布线封装管壳的一种基本材料。 氧化铝陶瓷(又称刚玉瓷)是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。Al2O3的主要键合方式为共价键和离子键。强的键合能力使其理化性能、力学性能良好。氧化铝瓷的莫氏硬度为9,抗折强度350MPa,抗压强度为2100MPa。高性能的氧化铝陶瓷具有机械强度高,电阻率高,电绝缘性能好,化学稳定性好,生物相容性好等优点,在机械、化工、石油炼制、光学、真空电子、生物医学等诸多领域均有重要的应用。本次课程设计,任务就是设计一条75氧化铝陶瓷的生产线。 材料工艺课程设计,是我们巩固所学知识,并且将所学运用在实际生产实际中的一个有

相关文档
最新文档