材料成型设备复习资料 答案

B2.框架式液压机的特点。为什么组合框架式需要采用预紧螺杆，简介组合式机架立柱、螺杆受力特点。答：框架是液压机的特点：刚性好，导向精度高，疲劳能力较强。

采用预紧螺杆的目的1）增加刚性2）提高框架抗疲劳性能

拉紧螺杆来承受拉力，空心立柱来承受弯矩及轴向压力。

B3. 梁柱组合式液压机立柱受力特点，立柱与横梁连接的主要方式及特点，简介预紧方式。

答：当受到偏心载荷时，偏心载荷作用下立柱将承受拉弯联合作用，而处于复杂受力状态。

主要方式：1）双螺母式，结构加工，安装与维修都比较方便，需要随时检修，否则机架在加载时会产生剧烈晃动，产生事故。2）锥台式，结构理论上刚性较好；两锥台之间的尺寸公差要求较高，不易保证其尺寸精度；这种形式的立柱安装困难，不宜与维修。3）锥套式，可以消除或减轻应力集中，并使立柱与下横梁间没有间隙，便于调整对中；但锥套会松动，降低机架刚度。

预紧方式：1）加热预紧：是最常用的预紧方法，在立柱及横梁安装到位后，先将内外螺母冷态拧紧，之后利用电阻丝或蒸汽等方法使立柱两端加热伸长，达到一定温度后，将外螺母拧紧，待立柱冷却后，会产生很大的预紧力。2）超压预紧：在总压力超过公称压力的1.25倍的情况下使液压机加载，立柱由于超载受到拉力作用，产生弹性伸长，此时拧紧内螺母。

B5.说明顶出装置，活动横梁保险装置，液压打料装置，冲裁缓冲器的作用与工作原理。

答：顶处装置作用：顶出工件，完成浮动压边、浮动压制的功能或动作。

活动横梁保险装置作用：防止事故发生

打料装置作用：打料以上模中顶出工件。

冲裁缓冲器的作用：有效地减缓冲断后的弹性能释放，降低设备的振动以及扩大液压机

的工艺用途。

冲裁缓冲器的原理：在材料被冲断的瞬间，活动横梁以很大的加速度下冲，缓冲器内活

塞下的液体压力急剧上升，产生很大的反力，对活动横梁下冲起到冲的作用。

C1.简述挤出过程的应用，挤出设备组成，挤出机主要技术参数。

答：将塑料从料斗加入料筒中，随着螺杆的转动将其向前输送，塑料在向前移动的过程中，受到料筒的加热，螺杆的剪切作用和压缩作用，使塑料由粉状或粒状逐渐熔融塑化为粘流态，塑化后的溶料在压力的作用下，通过分流板和一定形状的口模，成为截面与口模形状相仿的高温连续体，最后冷却定型为玻璃态，得到所需的具有一定强度、刚度、几何形状和尺寸精度的等截面制品。

一台挤出成型设备一般由主机（挤出机）、辅机和控制系统组成，统称为挤出机组。

1.螺杆直径D，指螺杆的外直径；

2.螺杆的长径比L/D，指螺杆工作部分长度与外圆直径比；

3.螺杆的转速范围nmin~nmax；

4.主螺杆的驱动电动机功率P；

5.挤出机生产能力Q；

6.料筒的加热功率E；

7.机器的中心高度H，指螺杆中心线到地面的高度；

8.机器的外形尺寸（长*宽*高）。

C2.简要说明挤出机基础过程的三个区域，固体输送理论研究的内容、基本结论及在提高输送效率的措施方面（螺杆、料筒）的实际应用。

答：三个区域：固体输送区、熔融区、均化区

内容：研究塑料在挤出机固体输送区的输送过程及固体物料的状态的变化和流动规律。目的是找到提高挤出机加料段的固体输送效率和挤出机的生产能力方法。

基本结论：固体输送效率同螺杆表面与物料的摩擦因数、料筒内表面与物料的摩擦因数有关。要达到较高的输送效率，需要有很光滑的螺杆表面和轴向摩擦力很小而切向摩擦很大的料筒内表面。

在固体输送区尽早建立较大的压力有利于稳定基础过程；固体输送区的动力主要消耗在料筒上，且转变为摩擦热；物料的性质，其料粒的几何形状对固体输送率、压力的建立以及料温的升高都有直接影响。措施：1、提高转速越高 2、提高螺杆表面质量，减少摩擦，提高料筒切向阻力，如开沟槽，减少料筒轴向摩擦。3、尽早建立较大的压力，提高输送段起始压力；降低加料段温度。

目前在挤出机料筒的加料段内壁开设带锥度的纵向沟槽，并对此段进行强力冷却，就是对固体输送区研究结果的固体应用。

C4.简要说明熔体输送理论研究的内容及基本理论，应用。融料在螺槽中的流动情况。

答：内容：是研究如何保证塑料在均化段完全塑化并使其定压、定量和定温地从机头挤出，以获得稳定的产量和高质量的产品。

基本结论：1、熔体在螺槽中得流动是正流、逆流、漏流、横流这四种流动的组合。2、均化段流率（即挤出生产率）是由正流、逆流、漏流所决定的。3、横流这种流动对总的挤出量影响不答，但对熔体的传热、混合影响较大。

C6. 说明螺杆的基本结构与功能，普通螺杆的形式及适用性；简述常规螺杆各段作用？

答：螺杆分为普通螺杆和新型螺杆。螺杆功能，将物料压实。

普通螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。渐变型螺杆大多用于非结晶型塑料的加工；突变型螺杆用于粘度较低、具有突变熔点的结晶型塑料。

螺杆分段作用：1）加料段：输送固态物料给压缩段和均化段；2）压缩段：物料在这一段得到进一步的压缩，以排除气体并使物料熔融；3）均化段：将来自压缩段的温度、密度和粘度达到均匀的熔料定压、定量、定温地输送到机头。

C7. 新型螺杆的（概念）结构形式及特点；螺杆的作用、性能要求与材料选用。

答：新型螺杆的形式、特点：1）分离型螺杆：是在压缩段设置一条附加螺纹，使已熔物料和未熔物料尽早分离，促进了未熔无聊的熔融，实现低温挤出，由于主副螺纹螺距不等，使熔体螺槽逐渐变宽，至均化段时，达到整个螺槽宽度，而固体螺槽逐渐变窄，至均化段其宽度为零；2）屏障型螺杆：是普通螺杆的某一部位设置段使为熔的残余固体不能通过，并使固相熔体在螺杆的均化段设立屏障段，使为熔的固相不能通过，屏障段通过加大剪切混合及达到使残余固体彻底熔融和均化；3）分流型螺杆：利用设置在螺杆上的销钉或开在螺杆上的孔道将含有固体颗粒的熔料流分成许多小料流，然后又混在一起，反复多次，从而促进熔融，增强婚恋和均化。

普通螺杆是指从加料段至均化段为全螺纹的螺杆，其主要任务是完成塑料塑化和输送。

性能要求：耐高温，耐磨损、耐腐蚀、高强度、具有良好的切削加工要求、热处理后残余应力小。

材料选择：45钢、40Cr、氮化钢、38CrMoAl、Xaloy合金、特种锋钢。

C8说明料筒的作用、结构分类、性能要求与材料选用和料筒提高固体输送率的措施，分流板过滤器的作用。

答：料筒的作用：完成物料塑化和输送

结构分类：整体式，分段式和双金属料筒等

性能要求：耐高温，耐磨损，耐腐蚀，高强度以及好的机加工性能和热处理能力

材料选用：45钢，40Cr，38CrMoAl，铸钢，球墨铸铁制造

料筒提高固体输送率的措施：1）增加料筒表面切向摩擦因素2）增加加料口处的物料通过面积3）对加料段进行强力冷却，使被输送物料的温度保持在软化点或熔点一下，避免熔膜出现，以保持物料的固体摩擦性质

分流板过滤器的作用：使物流由螺旋运动变为直线运动，阻止未熔融的粒子和杂质进入口模，滤去金属等杂质，还可以提高熔料压力，使制品比较密实。

C9说明加热和冷却系统的作用种类（冷却系统分布及各自作用）

答：加热方法的作用：通过加热或冷却调节料筒中物料温度，使其保持在加工工艺所要求的范围内，从而保证制品的质量

加热方法的种类有三种：液体加热蒸汽加热和电加热

冷却方法的作用：对料筒和螺杆进行冷却，有时还要在加料段和料斗座设置冷却系统，目的是为了加强固体物料的输送作用。

冷却系统的种类：料筒冷却(风冷和水冷)；螺杆的冷却作用：一是为了提高固体的输送率，二是为了控制制品的质量；料斗座的冷却

C11说明挤出机辅机的种类、作用；挤管机定径装置的结构。

答：辅机的作用是将从统计头连续挤出并已获得初步形状和尺寸的高温熔体冷却，并在一定的装置中定型，再通过进一步冷却，使之由高弹态最后转变为室温下的玻璃态，达到一定的表面质量，成为符合要求的制品或半成品。

种类：辅机一般按生产的制品进行分类，如挤管辅机、吹塑中空制品辅机、挤板辅机、拉丝辅机等外径定径法：1）内压充气法这种方法是从芯棒的中心孔向挤出的软性管状物中通入具有一定压力的压缩空气，管外壁加冷却定径套，使管材外表面贴在定径套内表面迅速冷却固定外径尺寸2）真空定径法这种方法是在挤出口模的软性棍状物外壁与定径套内壁之间抽真空，利用真空产生的负压，使管外壁紧贴在定径套内壁滑动，以便对其外径定型

内径定径法：将从机头挤出的管子内壁与带有微小锥度的定径芯棒接触，锥形芯棒内通过冷却水，由于挤出管收缩，管子贴在芯棒上，使管子内径定径。

C12. 双螺杆挤出机的特点。

答：1）加料容易；2）相比单螺杆熔融塑化时间短——混合塑化效果好；3）优异的混合、塑化效果，良

好的自洁功能；4）优异的排气性能；5）低的比功率消耗。

D1说明注射成型机的基本组成、结构。解释注射机成型循环工作过程。

注射成型机由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成。过程：图

D3.试简述螺杆式注射机与柱塞式注射机有何优缺点（塑化情况、注塑压力压力损失、注射量、料筒清洗）答：螺杆式注射机：塑化质量好、速度快、注射压力损失小、预塑计量准确、螺杆的拆装和清洗容易、广泛适用于各类注射机。

柱塞式注射机：塑化能力小、一般用于小型注射机上。

塑化质量低，主要靠外加热的传导热塑化，塑化均一性差，温度不均，柱塞推动塑

料无混合作用，易产生塑化不均现象。

注射压力大、损耗大，很大一部分作用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。

D4.简述塑化装置的主要零件的用途，结构特点。

分流梭：用途，提高了塑化能力；改善了塑化质量；增加加热面积，翅翼分流，压缩物料，形成薄膜塑料，双向加热，加快塑化，有一定的剪切混合作用。结构特点：设置在塑化室的中央，形状似鱼雷。

螺杆头：用途，防止熔料的停滞和分解。结构特点：尖圆锥形结构，流动阻力。

喷嘴：1，直通式喷嘴：1）通用式喷嘴：主要用于熔料粘度高的塑料。易流延，无加热装置。2）延伸式喷嘴：主要用于厚壁制件的生产。2.自锁式喷嘴：适用于加工粘度较低的塑料。喷孔除了在注射和保压两个阶段打开外，一直关闭着。

D5.说明注射机合模装置的作用、结构种类、特点、液压式，液压曲轴式各有那些种类？各种液压式合模装置的增压途径。

答：合模装置的作用主要有三个方面：（1）实现模具的可靠开合动作和必要的行程；（2）在注射和保压时提供足够的锁模力；（3）开模时，提供顶出制件的顶出力及相应的行程。

结构种类：（1）液压式合模装置（2）液压——曲轴式合模装置

特点：（1）具有增力作用（2）具有自锁作用（3）运动特性好（4）必须设置专门的调模机构

液压式种类：（1）单缸直压式合模装置：用大直径液压缸以增大锁模力；（2）充液式合模装置：增高油压或加大液压缸直径以增大锁模力；（3）增压式合模装置：增加液压缸内的油压来满足锁模力；（4）充液增压式移模合模装置：采用充液式和增压式组合的液压合模装置；（5）稳压式合模装置：加大合模液压缸直径来增大锁模力。

液压曲轴式种类：（1）单轴式合模装置（2）双轴式合模装置

预塑背压：注射机通过预塑料筒外加热及内部剪切，摩擦热使塑料逐渐依次熔化，并由螺杆混炼并输送到料筒的前端，并产生一定的压力，此压力称为预塑背压。

预塑计量：熔体预塑化要有计量，称为预塑计量，当预塑背压大于螺杆的“背压”时，螺杆边转动边后退，塑化一定计量，以满足下次注射的熔料后停止转动和后移。

D6.解释调模装置，顶出装置的作用、结构种类、工作特点。结合图5—28、5—29说明其各自合模装置属于哪种类型？如何调模？

答：调模装置的作用：调模装置是用来调整动模板与定模板之间的距离，其作用是适应不同厚度的注塑成型模具。

调模装置的结构种类及工作特点：

1、液压式合模装置：无需专用调模装置，利用合模液压缸实现调模。

2、液压—曲肘式合模装置：

（1）螺纹肘杆调节：通过改变肘杆的长度来实现调模，手动调节，多用于小型注射机。

（2）移动合模液压缸位置调距：通过改变合模液压缸轴向位置来实现调模，多用于中小型注射机上。

（3）拉杆螺母调距：通过调节四根杆上的螺母，改变后模板的位置来实现调模。大中小注射机均有用。小型注射剂采用手动调模，大型注射机设有联动机构，由电动机带动。

（4）动模板间连接大螺母调距：通过改变两块移动模板距离来实现调模。

顶出装置的作用：是为了使成型后的注塑件在开模时给制件一个顶出力，让制件顺利脱模。

顶出装置的结构种类及工作特点：

1、机械顶出：机械顶出结构简单、顶出力大、工作可靠、顶出是在开模终了时进行的，对制品的冲

击较大。

2、液压装置：可在任意位置动作；顶出力、顶出速度可调，适用于薄壁的产品；顶杆可以反复地进

行冲击动作，使产品可靠地自动掉落，实现自动化操作；利用缩短注射机循环周期和实现自动化生产，应用十分广泛。

3、起动顶出：在制件表面上不留痕迹，对大而薄的盒、壳等制件顶出十分有利，需要增设气源和气

路等辅助设备，应用受到限制，目前采用较少。

图5—28属于液压—单肘式合模装置，通过调节螺母，改变后模板的位置来实现调模。

图5—29属于液压—双肘式合模装置，通过改变调距肘杆的长度来实现调模。

D7. 结合注射机的液压系统的工作原理图5-34，说明如何实现不同的合模速度，如何调节系统压力，如何调节注射压力。

答：调节系统压力：阀2、3、6分别为大、中、小泵的溢流阀，用以调节系统的工作压力，并分别作为大、中、小泵的安全阀和卸荷阀。

调节注射压力：阀5为远程调压阀，在阀3的调定压力值范围以内，实现注射压力的远程调节。

实现不同的合模速度：（见表）

D9 热固性塑料注射机有哪些特点。

1.与成型塑件热塑性塑料的螺杆相比，长径比略小，约为14~18，避免物料在料筒内停留时间过长而固化；通常采用液压马达，可进行无极调速，可防止物料在料筒内固化时造成螺杆扭断，螺杆前端不设止逆环，螺杆头为锥形与料筒和喷嘴内轮廓配合，防止熔料回流。

2.喷嘴形式为直通式，孔径为2~3mm。

3.塑化方式退回塑化，因模具温度较高，喷嘴必须离开模具，以免物料固化堵塞。

4.料筒加热与冷却采用恒温控制的水加热系统和冷却水套，使熔料呈现最好的流动特性，接近于固化的临界塑性状态，以及在紧急情况时，急速冷却料筒。

合模装置：一般采用充液式或稳压式，可进行排气动作。

模具：模具没有加热装置，用电阻加热器加热，模具上开设排气槽。根据原料和制件不同，实际模具温度在140℃~160℃之间。

E1.压力铸造的含义。说明压铸成形工艺的特点：压铸机有哪些种类，各有何特点？各适用于何种场合？设备型号J1113A含义。

答：含义：压力铸造简称压住，它是将熔融合金在高压高速条件下充型并在高压下冷却凝固成形的一种精密铸造方法，是发展较快的一种少无切削加工制造金属制品的方法。

压铸特点：(1).压铸件尺寸精度和表面质量高。(2).压铸件组织致密，硬度和强度较高。(3).可采用镶铸法简化装配和制造工艺。(4).生产率，易实现机械化和自动化。(5).压铸件易出现气孔和缩松，除充氧压铸件外一班不宜进行热处理。(6).压铸模具结构复杂材料及加工的要求较高，模具制造费用高，适用大批量生产的制品。

种类：(1).热压室压铸机特点：金属熔炼和保温与压射装置连为一体的压铸机。适用于低熔点合金压铸(2).卧式冷压室压铸机特点：金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头水平方向运动，锁模装置呈水平分布的压铸机。适用于铝、铜合金及黑色合金的压铸成形。

(3).立式冷压室压铸机特点：金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头垂直方向运动，锁模装置呈水平分布的压铸机。适用于中心浇口的制品压铸。

(4).全立式冷压室压铸机特点：金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头垂直方向运动，锁模装置呈垂直方向分布的压铸机。适用于侧浇口的制品压铸。

J1113A含义：J表示：金属型铸造设备：“压铸机”代号；第一个1表示：属冷压室压铸机；第二个1表示：属卧式压铸机；13表示：锁模力为1300KN；A表示：属第一次改型设计

E2.分析压射过程：何谓三级压射，分析说明三级压射原理。

答：三级压射机构由带缓冲的普通液压缸和增压缸组成，实现分级压射，具有两种速度和一次增压压射

的机构。

第一级压射：由于缓冲杆的作用，压力油只能从分油器的中心孔进入，流量很小，因而压射活塞慢速前进，进行慢速压射。

第二级压射：当压射冲头越过注射液口（即缓冲杆脱开分油器8时），压力油能从分油器中心孔、外周孔大量进入压射缸，推动压射活塞快速前进，实现快速压射冲模。

第三级压射：金属液充满模腔，压射活塞停止前进的瞬间，增压活塞及单向阀阀芯前后压力不平衡，增压活塞因压差作用而前移。单向阀阀芯在弹簧作用下自行关闭，实现压射增压。