1、塑性成形工藝與模具設(shè)計（上、下）實驗指導(dǎo)書目 錄1、模具拆裝實驗32、拉深實驗 .53、鐓粗實驗 94、飛邊尺寸對模膛充填性能的影響 125、擠壓演示實驗 16實驗一 模具拆裝實驗一、實驗?zāi)康膶嶒炚n的目的是鞏固和深化課堂所學(xué)理論知識，學(xué)習(xí)基本的操作技能。沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，直接影響到所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本和安全生產(chǎn)問題。因此認(rèn)識和研究沖模的結(jié)構(gòu)特點和性能，對實現(xiàn)正確設(shè)計、制造和使用沖模是十分重要的。另外，了解壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)和沖模在壓力機(jī)上的安裝方法是模具設(shè)計的前提。本次實驗在實驗老師的輔導(dǎo)下，達(dá)到如下目的：1、 了解、認(rèn)識沖模的基本結(jié)構(gòu)，正確區(qū)分單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模；2、 認(rèn)識正裝與倒

2、裝，彈性卸料與剛性卸料模具，分別應(yīng)用的場合；3、 按照教材對沖模零件的分類，指出所拆裝的模具零件的名稱，正確分類。4、 了解壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)，區(qū)分壓力機(jī)的閉合高度和模具的閉合高度；了解上模的模柄聯(lián)接和壓板聯(lián)接方式。二、實驗設(shè)備及用具1. 單工序模2副、復(fù)合模2副、落料沖孔連續(xù)模1副。2. 3工位級進(jìn)模1副、14工位級進(jìn)模1副。3. 活動板手、游標(biāo)卡尺、螺絲刀若干。4. JC2116t、 JC2180t壓力機(jī)。5. 實驗地點：大實驗室。三、實驗準(zhǔn)備及操作步驟1. 本實驗課開始前，學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)塑性成型工藝與模具設(shè)計上中模具結(jié)構(gòu)部分的有關(guān)內(nèi)容，了解基本結(jié)構(gòu)。實驗課時要求學(xué)生能正確回答教師的提問。2. 教

3、學(xué)班按實際人數(shù)分成若干個大組，每個大組由1824人組成，每大組分成6個小組，每個小組由34人，每一小組學(xué)生一副模具，利用活動板手等工具將模具拆開，弄清每個零件的結(jié)構(gòu)及其作用和裝配的位置，需要測量的尺寸應(yīng)及時測量并記錄數(shù)據(jù)。3. 將原模具中拆開的零件，首先按上模、下模安裝好；在上下模合模之前，弄清進(jìn)料、出料方式，定位方式，所生產(chǎn)零件的形狀等；然后，將上下模閉合。在裝配完全復(fù)原后，小組之間互換，做到每組學(xué)生將每類模具拆裝一遍。4. 操作過程中要認(rèn)真細(xì)心，避免零件傷自己或別人腳，不可將零件丟失、漏裝。5. 每個大組完成模具拆裝后，由實驗老師講解壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)、模具的安裝方法。6. 在條件許可的情況下，

4、由實驗老師演示多工位級進(jìn)模的生產(chǎn)過程。7. 實驗室完成后，清掃場地，將模具和借用的工具交回實驗老師處。四、實驗報告1. 每人至少畫出1副模具的結(jié)構(gòu)簡圖和工件圖；2. 對照圖形簡述模具的工作過程；3. 將模具的零件，按工作性質(zhì)進(jìn)行分類。實驗二 拉深實驗一、實驗?zāi)康模豪钍抢美钅＞邔_裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心工件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其它形狀空心件的一種沖壓加工方法。拉深也叫拉延。其變形過程是：隨著凸模的不斷下行，留在凹模端面上的毛坯外徑不斷縮小，圓形毛坯逐漸被拉進(jìn)凸、凹模間的間隙中形成直壁，而處于凸模下面的材料則成為拉深件的底，當(dāng)板料全部進(jìn)入凸、凹模間的間隙里時拉深過程結(jié)束

5、，平板毛坯就變成具有一定的直徑和高度的杯形件（見圖1）。與沖裁模相比，拉深凸、凹模的工作部分不應(yīng)有鋒利的刃口，而應(yīng)具有一定的圓角，凸、凹模間的單邊間隙稍大于料厚。拉深的應(yīng)用非常廣泛，是冷沖壓的基本工序之一。拉深系數(shù)是指拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）直徑之比。拉深系數(shù)是一個重要工藝參數(shù)，它是拉深工藝的計算基礎(chǔ)。知道了拉深系數(shù)就知道工件總的變形量和每道拉深的變形量，工件需拉深的次數(shù)及各次半成品的尺寸也就知道了。在實際生產(chǎn)中采用的拉深系數(shù)值是否合理關(guān)系到拉深工藝的成敗。若拉深系數(shù)過小，則拉深變形程度大，會引起拉裂和起皺；若拉深系數(shù)過大，則拉深變形程度小，材料塑性潛力未被成分利用，每次毛

6、坯產(chǎn)生很小的變形。本次實驗的目的就是通過對不同直徑毛坯在同一副拉深模上進(jìn)行拉深成形，觀察拉深時金屬的流動情況、起皺與拉裂產(chǎn)生的部位以及形成的過程與原因。網(wǎng)格變化示意圖如圖2所示。12345圖1 圓筒件拉深1凸模 2壓邊圈 3凹模 4坯料 5拉深件a2a3a4a5b1b2b3b4dA2dA1dA1dA2圖2 拉深網(wǎng)格變化二、實驗設(shè)備及用具1. 63T油壓機(jī)或?qū)嶒炇襃23-80壓力機(jī)；2. 鐵園規(guī)、劃針，鋼尺、游標(biāo)卡尺、活動板手，鋼板剪切鉗等；3. 帶有壓邊裝置的拉深模一套，（d凸=49.6，R凹=R凸=6，Z=1.1）4. t = 1的08拉延鋼板。三、實驗準(zhǔn)備及實驗操作步驟1. 本實驗課開始前

7、，由實驗老師將拉深模裝在壓力機(jī)上，準(zhǔn)備好實驗用鋼板。2. 本實驗課開始前學(xué)生必須認(rèn)真復(fù)習(xí)塑性成形工藝與模具設(shè)具上中拉深及拉深系數(shù)的內(nèi)容，實驗課時要求學(xué)生能正確回答教師的提問。3. 教學(xué)班按實際人數(shù)分成若干個大組，每個大組由2430人組成，每大組分成810個小組，每個小組由3人組成。4. 每組在實驗室制備毛坯至少3塊，即每人制備毛坯一塊，毛坯直徑在94104之間，每小組應(yīng)有大、中、小不同的直徑各一個；用鐵園規(guī)、劃針，鋼尺等在己剪切好的毛坯的一面畫上同心圓和同心射線網(wǎng)格。5. 將畫好網(wǎng)格的圓形板料備好后交實驗老師檢查，然后準(zhǔn)備拉深。6. 實驗操作時每三個人一組合，一個操作壓力機(jī)，一個操作毛坯，另一

8、人觀察，然后互換。7. 操作中，必須集中精力，聽從指揮，嚴(yán)防設(shè)備及人身事故；8. 實驗完后清掃場地，擦拭機(jī)器及模具，交回借用的工具。四、實驗報告： 1. 簡述實驗裝置、拉深模具結(jié)構(gòu)；2. 簡述拉深系數(shù)概念，求出本次實驗的拉深系數(shù)；3. 觀察網(wǎng)格變化，畫出筒形件成形示意圖，指出拉裂與起皺的部位；4. 根據(jù)拉深時金屬流動規(guī)律，分析拉裂與起皺的原因。 實驗三 鐓粗與齒輪精密成形實驗一、實驗?zāi)康模菏姑鞲叨葴p小而面積增大的鍛造工序稱為鐓粗。鐓粗是自由鍛最基本工序之一。不僅一些鍛件（如餅類鍛件、空心鍛件）必須鐓粗成形，在其它鍛造工序（如拔出、沖孔等）也都包含鐓粗因素，對于大鍛件鐓粗改善內(nèi)部質(zhì)量有一定的作

9、用，獲得所需的形狀和尺寸。在平砧鐓粗圓柱毛坯時，隨著高度減小，金屬不斷向四周流動。由于毛坯和工具之間存在摩擦，鐓粗后毛坯的側(cè)表面將變成鼓形，同時造成毛坯內(nèi)部變形不均勻。通過網(wǎng)格實驗可以看到三個變形區(qū)的存在（如圖1所示）。與普通模鍛相比，精密成形的機(jī)械加工余量少，甚至為零；尺寸精度高；表面質(zhì)量好；金屬纖維分布與零件形狀一致，力學(xué)性能好。精密成形是工藝的發(fā)展趨勢。本實驗?zāi)康氖球炞C鐓粗的三個變形區(qū)的形成；了解齒輪精鍛過程，并就弄清下列問題：1. 觀察園毛坯鐓粗過程的變形情況，了解摩擦對不均勻變形的影響；2. 分析三個變形區(qū)的劃分及其所受應(yīng)力狀態(tài)；3. 了解齒輪精鍛模的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖1 圓柱坯料平

10、砧鐓粗二、實驗設(shè)備及工具： 設(shè)備：100噸萬能材料試驗機(jī) 315t油壓機(jī)工具：劃線針、游標(biāo)卡尺、墊塊 精鍛齒輪模試樣：鋁試件尺寸為：D0 =35mm， H0=40 mm 若干；鉛試件若干三、實驗準(zhǔn)備及實驗操作步驟1. 本實驗課開始前，由實驗老師將鋁試件準(zhǔn)備好，并用線切割將其沿軸向一分為二。2. 實驗開始前學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)塑性成形工藝與模具設(shè)具下中鐓粗和精密成形的內(nèi)容，實驗課時要求學(xué)生能正確回答教師的提問。3. 教學(xué)班按實際人數(shù)分成若干個大組，每個大組由1520人組成，每大組分成56個小組。4. 每人制備毛坯一塊，用鐵園規(guī)、劃針，鋼尺等在試件縱向剖開面按22劃網(wǎng)格。5. 將劃好網(wǎng)格的坯料用粘結(jié)材料焊

11、合后交實驗老師檢查。6. 實驗操作時每三個人一組合，一個操作實驗機(jī)，一個操作工件，另一人觀察。分別以接觸表面近似無摩擦和有較大摩擦條件下，在壓力機(jī)上壓下10mm（壓下量由游標(biāo)尺控制）后停止。卸載后取出坯料。7. 觀察其表面變形。然后將試件分開觀察網(wǎng)格變化，并分析確定三個變形區(qū)。8. 鐓粗實驗做完后，一大組來到315T油壓機(jī)處，由實驗老師演示齒輪精鍛的成形過程。9. 操作中必須集中精力，聽從指揮，嚴(yán)防設(shè)備及人身事故。10. 實驗完后清掃場地，擦拭機(jī)器及模具，交回借用的工具。四、實驗報告1. 簡述鐓粗實驗過程；2. 觀察網(wǎng)格變化，畫出示意圖，指出三個變形區(qū)；3. 分析三個變形區(qū)形成的原因，以及給鍛

12、件質(zhì)量帶來的后果；4. 簡述齒輪精鍛成形的關(guān)鍵因素。實驗四 飛邊尺寸對模膛充填的影響與錘鍛模結(jié)構(gòu)一、 目的：開式模鍛時，變形金屬的流動不完全受模腔限制，多余金屬會沿垂直作用力方向流動形成飛邊。隨著作用力的增大，飛邊減薄，溫度降低，金屬由飛邊向外流動受阻，最終迫使金屬充滿型腔；另一方面，飛邊的倉部能夠容納多余的金屬。因此在開式模鍛中必須設(shè)置飛邊。錘上鍛模是較基本的模鍛方式，典型的長軸類鍛模如連桿的錘鍛模等。隨著城市環(huán)境的優(yōu)化，模鍛工廠在城市及其周邊基本看不見，為了增加學(xué)生對模鍛的感性認(rèn)識，了解連桿錘鍛模的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識連桿錘鍛模的拔長型腔、滾擠型腔、預(yù)鍛型腔、終鍛型腔的結(jié)構(gòu)與作用以及模塊的整個外形結(jié)

13、構(gòu)是有必要的。二、 實驗設(shè)備及工具：1、 齒輪類鍛模1付；2、 連桿鍛模1付；3、 Y41-63A液壓機(jī)； YB32-100A液壓機(jī)；4、 深度游標(biāo)卡尺；材料：4040鉛試樣。三組模具的b/ h飛見下表；b 飛邊橋部寬度；h飛飛邊橋部高度； 表1實驗數(shù)據(jù)表尺 寸號序1234567 D50546054545060571077510 h飛11.42121.41.4 55573.53.577.14三、 實驗準(zhǔn)備1. 本實驗課開始前，由實驗老師將鉛試件準(zhǔn)備好。2. 實驗開始前學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)塑性成形工藝與模具設(shè)具下中模鍛成形的內(nèi)容，實驗課時要求學(xué)生能正確回答教師的提問。3. 教學(xué)班按實際人數(shù)分成若干個大組

14、，每個大組由912人組成，每大組分成3個小組。四、 實驗步驟：1. 實驗?zāi)＞呷鐖D1所示，模具搭配采用如下： 第一組：2、4、5三付模具組成， b7 ； 第二組：2、6、7三付模具組成， h飛1.4； 第三組：1、2、3三付模具組成， b/h飛5。h飛圖12. 把試樣放入下模的中心，蓋上上模，放在液壓機(jī)上壓縮至上、下模閉合，用深度游標(biāo)卡尺測量中間部分的深度，用上模高度減去深度游卡尺讀數(shù)，即為充填高度，填入表2中；表2實驗數(shù)據(jù)記錄第一組第二組第三組標(biāo)記7/1.47/17/27/1.45/1.410/1.45/17/1.410/2b/h飛573.553.577.14555h3. 換上另一付模具進(jìn)行同

15、樣的壓縮和測量，每一小組做一組模具，直至做完為止。4. 仔細(xì)觀察連桿錘鍛模的結(jié)構(gòu)，思考各部分的作用。五、 實驗報告1、 畫出飛邊槽的結(jié)構(gòu)簡圖，說出飛邊槽的作用。2、 分析分別以b為常數(shù)，h飛為常數(shù)，b/h飛為常數(shù)時飛邊對模膛充填性能的影響，并作出結(jié)論。3、 畫出連桿鍛模簡圖，標(biāo)出各部位的名稱，說明各型腔的作用和結(jié)構(gòu)區(qū)別。實驗五 擠壓演示實驗一、 實驗?zāi)康睦鋽D壓是在冷態(tài)下，將金屬毛坯放入模具型腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。根據(jù)金屬被擠出方向的關(guān)系可將冷擠壓分為正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓三種。示意圖如圖1所示1、 正擠

16、壓：金屬被擠出方向與加壓方向相同。2、 反擠壓：金屬被擠出方向與加壓方向相反。3、 復(fù)合擠壓：一部分金屬的擠出方向與加壓方向相同，另一部分金屬的擠出方向與加壓方向相反。本試驗?zāi)康氖橇私鈹D壓模具的基本結(jié)構(gòu)、正確區(qū)分正擠、反擠、復(fù)合，掌握各模具的特點。圖1 基本擠壓方式示意圖二、 實驗設(shè)備及用具1. 擠壓模具三套；2. 活動板手、游標(biāo)卡尺、螺釘?shù)度舾桑?. 純鋁或鉛塊等其他軟金屬。三、 實驗準(zhǔn)備及實驗中注意事項1. 本實驗課開始前，學(xué)生必須認(rèn)真復(fù)習(xí)塑性成型工藝與模具設(shè)計的擠壓部分的有關(guān)內(nèi)容，實驗課時要求學(xué)生能正確回答教師的提問。2. 教學(xué)班按實際人數(shù)分成若干個小組，每個小組由1520人組成，每組學(xué)生由實驗老師對照模具講解擠壓模具結(jié)構(gòu)。3. 由實驗老師操作液壓機(jī)，演示三種擠壓成形過程。4. 操作過程中要認(rèn)真細(xì)心，避免零件傷自己。5. 實驗室完成后，清掃場地，將模具和借用的工具交回實驗老師處。四、 寫出實驗報告1. 畫出模具的結(jié)構(gòu)圖；2. 對照圖形簡述各付模具的工作過程；3. 將模具的零件，按工作性質(zhì)進(jìn)行分類；僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于