塑性成形工藝與模具設計實驗指導書

1、塑性成形工藝與模具設計（上、下）實驗指導書目錄1模具拆裝實驗2、 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、實驗目的實驗課的目的是鞏固和深化課堂所學理論知識， 學習基本的操作技能。 沖模結構設計是否合理， 直接影響到所生產(chǎn)產(chǎn)品的質量、 生產(chǎn)成本和安全 生產(chǎn)問題。 因此認識和研究沖模的結構特點和性能， 對實現(xiàn)正確設計、 制 造和使用沖模是十分重要的。 另外，了解壓力機的結構和沖模在壓力機上 的安裝方法是模具設計的前提。本次實驗在實驗老師的輔導下，達到如下目的：1、了解、認識沖模的基本結構，正確區(qū)分單工序模、復合模、連續(xù)模；

2、2、認識正裝與倒裝，彈性卸料與剛性卸料模具，分別應用的場合；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、了解壓力機的結構，區(qū)分壓力機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、實驗設備及用具1. 單工序模 2 副、復合模 2 副、落料沖孔連續(xù)模 1 副。2. 3 工位級進模 1 副、 1 4工位級進模 1 副。3. 活動板手、游標卡尺、螺絲刀若干。4. JC2116t、 JC2180t 壓力機。5. 實驗地點：大實驗室。三、實驗準備及操作步驟1. 本實驗課開始前，學生認真復習塑性成型工藝與模具設計上中 模具結構部分的有關內容，了解基本結構。

3、實驗課時要求學生能正 確回答教師的提問。2. 教學班按實際人數(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，弄清每個零件的結構及其作用和 裝配的位置，需要測量的尺寸應及時測量并記錄數(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。在裝配完全復原后，小組之間互換，做到每組 學生將每類模具拆裝一遍。4. 操作過程中要認真細心，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

4、實驗老師講解壓力機的結構、模具的 安裝方法。6. 在條件許可的情況下，由實驗老師演示多工位級進模的生產(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 副模具的結構簡圖和工件圖；2. 對照圖形簡述模具的工作過程；3. 將模具的零件，按工作性質進行分類。實驗二 拉深實驗一、實驗目的 ：拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心工 件，或將已制成的開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凸、 凹模間的間隙中形成直

5、 壁，而處于凸模下面的材料則成為拉深件的底， 當板料全部進入凸、 凹模 間的間隙里時拉深過程結束， 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有鋒利的 刃口，而應具有一定的圓角，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。 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 理關系到拉深工藝的成

6、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。51凸模 2 壓邊圈3凹模 4坯料 5 拉深件dAib2 b3b4dA2dAidA2圖2拉深網(wǎng)格變化二、實驗設備及用具1. 63T 油壓機或實驗室 J23-80 壓力機；2. 鐵園規(guī)、劃針，鋼尺、游標卡尺、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

7、, R凹=R凸=6, Z=1.1）4. t = 1 的 08 拉延鋼板。三、實驗準備及實驗操作步驟1. 本實驗課開始前, 由實驗老師將拉深模裝在壓力機上, 準備好實驗用 鋼板。2. 本實驗課開始前學生必須認真復習 塑性成形工藝與模具設具 上中 拉深及拉深系數(shù)的內容,實驗課時要求學生能正確回答教師的提問。3. 教學班按實際人數(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© 94© 104之間，每小組應有大、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

8、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,然后準備拉深。6. 實驗操作時每三個人一組合, 一個操作壓力機, 一個操作毛坯, 另一人觀察，然后互換。7. 操作中，必須集中精力，聽從指揮，嚴防設備及人身事故；8. 實驗完后清掃場地，擦拭機器及模具，交回借用的工具。四、實驗報告：1. 簡述實驗裝置、拉深模具結構；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、實驗目的 ：使毛坯高度減小而面積增大的鍛造工序

9、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 善內部質量有一定的作用，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， 鐓粗后毛坯的側表面將變成鼓形， 同時造成毛 坯內部變形不均勻。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， 精密成形的機械加工余量少， 甚至為零； 尺寸精度 高；表面質量好；金屬纖維分布與零件形狀一致，力學性能好。 精密成形 是工藝的發(fā)展趨勢。本實驗目的是驗證鐓粗的

10、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)的劃分及其所受應力狀態(tài)；3. 了解齒輪精鍛模的結構和工作原理。卜一i二 a一圖1圓柱坯料平砧鐓粗二、實驗設備及工具：設備：100噸萬能材料試驗機 315t油壓機工具：劃線針、游標卡尺、墊塊精鍛齒輪模試樣：鋁試件尺寸為：DO =35mm，H0=40 mm 若干；鉛試件若干三、實驗準備及實驗操作步驟1. 本實驗課開始前，由實驗老師將鋁試件準備好，并用線切割將其沿 軸向一分為二。2. 實驗開始前學生認真復習塑性成形工藝與模具設具下中鐓粗和 精密成形的內容，實

11、驗課時要求學生能正確回答教師的提問。3. 教學班按實際人數(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2X 2劃網(wǎng)格。5. 將劃好網(wǎng)格的坯料用粘結材料焊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，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 力機上壓下10mm（壓下量由游標尺控制）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油壓機處，由實驗老師演示齒輪 精鍛的成形過

12、程。9. 操作中必須集中精力，聽從指揮，嚴防設備及人身事故。10. 實驗完后清掃場地，擦拭機器及模具，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，以及給鍛件質量帶來的后果；4. 簡述齒輪精鍛成形的關鍵因素。實驗四 飛邊尺寸對模膛充填的影響與錘鍛模結構一、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置飛

13、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 加學生對模鍛的感性認識， 了解連桿錘鍛模的結構， 認識連桿錘鍛模的拔 長型腔、滾擠型腔、 預鍛型腔、終鍛型腔的結構與作用以及模塊的整個外 形結構是有必要的。二、實驗設備及工具：1、齒輪類鍛模 1 付；2、連桿鍛模 1 付；3、 Y41-63A 液壓機； YB32-100A 液壓機；4、深度游標卡尺；材料：© 40X 40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)表序號尺寸1234567D505460545

14、45060* D 40 b =2571077510h飛11.42121.41.4b/ h飛55573.53.577.14三、實驗準備1. 本實驗課開始前，由實驗老師將鉛試件準備好。2. 實驗開始前學生認真復習塑性成形工藝與模具設具下中模鍛成形的內容，實驗課時要求學生能正確回答教師的提問。3. 教學班按實際人數(shù)分成若干個大組，每個大組由912人組成，每大組分成3個小組。四、實驗步驟:1.實驗模具如圖1所示，模具搭配采用如下:第一組：2、4、5三付模具組成，b= 7 ;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。C40圖12. 把試樣放入下模的中

15、心，蓋上上模，放在液壓機上壓縮至上、下模 閉合，用深度游標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-組第二組第三組標記7/1.47/17/27/1.45/1.410/1.45/17/1.410/2b/h飛573.553.577.14555h3. 換上另一付模具進行同樣的壓縮和測量， 每一小組做一組模具，直至做完為止。4. 仔細觀察連桿錘鍛模的結構，思考各部分的作用。五、實驗報告1、畫出飛邊槽的結構簡圖，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，并作出結論。說明各型腔的作用和結3

16、、畫出連桿鍛模簡圖， 標出各部位的名稱，構區(qū)別。實驗五擠壓演示實驗一、實驗目的冷擠壓是在冷態(tài)下，將金屬毛坯放入模具型腔內，在強大的壓力和一 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 具有一定力學性能的擠壓件。根據(jù)金屬被擠出方向的關系可將冷擠壓分為正擠壓、反擠壓、復合擠壓三種。示意圖如圖1所示1、正擠壓：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。本試驗目的是了解擠壓模具的基本結構、正確區(qū)分正擠、反擠、復合，掌握各模具的特點。正擠壓反擠壓復合擠樂圖1基本擠

17、壓方式示意圖1、實驗設備及用具1. 擠壓模具三套；2. 活動板手、游標卡尺、螺釘?shù)度舾桑?. 純鋁或鉛塊等其他軟金屬。三、 實驗準備及實驗中注意事項1. 本實驗課開始前，學生必須認真復習塑性成型工藝與模具設計 的擠壓部分的有關內容，實驗課時要求學生能正確回答教師的提 問。2. 教學班按實際人數(shù)分成若干個小組，每個小組由 1520人組成,每組學生由實驗老師對照模具講解擠壓模具結構。3. 由實驗老師操作液壓機，演示三種擠壓成形過程。4. 操作過程中要認真細心，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. 畫出模具的結構圖；2. 對照圖形簡述各付模具的工作過程；3. 將模具的零件，按工作性質進行分類；僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nl