第一章-成型设备-绪论-1

1、南昌大学 材料成型与控制工程专业,【材料成形设备】多媒体教学课件,材料成形设备,第一章 绪论 第二章 曲柄压力机 第三章 液压机 第四章 塑料挤出机 第五章 塑料挤出成型机 第六章 压铸机 第七章 其他成型设备,第一章 绪论,一、 成形加工在现代工业生产中的地位和作用 二、 成形设备与成形工艺的关系 三、我国成形设备的发展概况和现状 四、成形设备的发展趋势概述 五、学习本课程的目的与要求,1、成形生产 -以模具为基本工具使制件获得所需的尺寸和形状。 成形包含两层含义： 成形(Forming)：在外界压力作用下，借助于模具，通过材料的塑性变形使坯料获得所需尺寸和形状。 一般指固态材料 成型（Mo

2、ulding):在外界压力作用下，通过材料的流动填充获得模腔形状和尺寸一致的零件。 一般指液态、半液态材料 三要素：外部作用力（设备） 材料性能（塑性、流动性） 模具（形状、尺寸）,一、 成形加工在现代工业生产中的地位和作用,2、成形生产的特点 1）生产效率高 2）制件质量好（金属零件力学性能好；塑 料零件比强度和比刚度高）； 3）节省材料； 4）尺寸精度及性能稳定 ； 5）易成形形状复杂的零件。 3、成形加工的地位和作用 1）产品量大、面广 与冲压与塑料成型为例,图1-4 冲压成型生产线,塑料制品加工行业是近几年国民经济各行业中发展速度较快的行业之一，主要的成型方法如下：,压注成型又称传递成

3、型，是热固性塑料的主要成型 方法之一。它是将塑料粒料装入模具的加 料室内，在加热、受压下熔融的塑料通过 模具加料室底部的浇注系统充满型腔，然 后固化成型 固相成型使塑料在熔融温度下成型，在成型过程没 有明显的流动状态,多用于塑料板材的二次 成型加工，如真空成型、压缩空气成型和 压力成型等，原多用于薄壁制件成型，先用于制造厚壁制件 其它成型吹塑成型、压延成型、浇铸成型、滚塑成型、泡沫成型等,图1-5 管材挤出生产线,图1-6 德国阿博格Allarounder-U注塑机,图1-7 常见的塑料成型制品,可见，冲压与塑料成型是以金属板材和塑料为加工对象，制作各种各样的另件，广泛应用于汽车、电器、仪表、

4、机床、建筑及五金等行业。,据不完全统计 a)锻压件：航空工业占85%；汽车工业占80%；电器、仪表工业占90%；农机、拖拉机工业占70%。 b)世界塑料产量前几十年几乎每5年翻一番，今后将持续发展，预计每8年翻一番。,2）成形生产既是高新技术产业的一个重要组成部分，又是高新技术产业化的一个重要领域。 成形生产包括模具工业和设备制造业，模具工业产值已超出机床工业产值。,成形生产已成为现代工业的先进加工方法之一，是衡量一个国家产品制造水平的重要标志。,二、 成形设备与成形工艺的关系 1、成形设备的作用 -为模具和被加工材料提供运动、能量和外力，并对其进行控制，实现成形生产。 成形设备是为各类成形工

5、艺服务的，是成形生产两大主体（模具、设备）之一。 2、设备与工艺的关系 1）成形设备与成形工艺相互促进，相互制约，共同发展 *镁合金成形技术发展，促进压铸机的发展 *塑料气辅成形技术，出现了气辅成型注塑机 *液压胀形工艺，产生了胀形压力机和胀形生产线 *高速锤的诞生，产生了高速成形工艺,设备的特点与性能对: 模具寿命: 有导向、无导向、结构。 产品质量：设备精度、强度、刚度。 生产效率：多工位、高速、自动化程度、大型设备。 经济效益：成本低、产品不变、降售价。 设备大：本身造价高、折旧高，电，压缩 空气，润滑油消耗大。,成形设备很大程度上决定了成形生产的规模和效率，成形工艺的稳定性，成形件的质

6、量和经济性。,2）材料、模具、工艺、设备构成一生产系统，它们之间相互作用，相互影响，共同完成成形生产任务。,3、成形设备的种类 1）按加工材料的类别分类 a、金属成形设备：锻压设备、铸造设备、轧钢设备 锻压设备分8类： 机械压力机（J） ，液压机（Y），自动鐓压机（Z），锤（C），锻机（D），剪切机（Q），弯曲校正机（W），其它（T）。 铸造设备分10类 b、非金属成形设备：塑料成型设备、橡胶成型设备、玻璃成型设备、陶瓷成型设备.,塑料成型设备：模塑成型设备和压延机等。 模塑成型设备：挤出机、注射机、浇铸机、中空成型机、发泡成型机、塑料液压机以及与之配套的辅助设备等。 生产中应用最广的是挤出机

7、和注射机，其次是液压机和压延机。,2）按材料的变形特点分类 a、体积成形设备：挤压机、自动鐓压机、锤、锻 机 b、板料成形设备：机械压力机 、液压机、弯曲 校正机 C、粉末成形设备：机械压力机 、液压机 d、液态成形设备：压铸机、注塑机、挤出机,三、我国成形设备的发展概况和现状 成形设备的发展史已有100多年历史，我国只有几十年，大致可以分为三个阶段： 1、解放初期到20世纪70年代末：起步阶段 1）成形设备拥有量迅速增长，约达20%； 2）自行设计制造的设备种类大幅度增长； 3）设计制造工作初步走向规范化、标准化、专业化道路； 4）开展了基础理论、设计方法的研究，并应用于实践。,2、20世纪

8、70年代末到20世纪90年代初：快速发展阶段 1）广泛引进消化吸收国外的先进技术，促进产品的更新换代，提高了产品的技术水平，发展了一批高性能、高水平的产品，加快了产品结构的调整； 2）广泛开展科研工作，并将成果大量应用于生产，提高了产品的设计水平，取得显著技术经济效益； 3）微电子技术、数控技术、计算机技术开始获得较为广泛的应用，研究出了一批技术水平高，产品质量好的产品； 4）专业设备的品种、数量大大增加。,我国开发注射量35Kg锁模力80MN塑料注射机，广东东莞东华机械公司开发注射量74Kg注射机。浙江省宁波海天股份有限公司自行研制的塑料注射成型 机。 J92K-25数控冲模回转头压力机 激

9、光切割机、数控剪板机、数控板料折弯机、数控弯管机、数控碾环机等相继研制成功 DS048型600KN高速自动压力机 1991年济南铸锻所等八家在天水建成我国第一条板材柔性制造系统,长治锻压机床厂DB275数控弯管机 塑料成型设备朝微型化，超大型化，自动化发展 我国0.5克塑料注射机可生产0.1克塑件 济南第二机床J471250/2000闭式四点双动拉深压力机是我国目前吨位最大、水平最高的拉深压力机 天津锻压机床总厂YT28-630/1030双动薄板拉深压力机 济南铸锻所“压力机CAD系统开发应用”课题研究成果应用于压力机设计,3、20世纪中期以后：高速发展阶段 1）大型关键成套设备的设计制造能力

10、明显提高； 2）产品结构构成更为合理，品种规格增加，产品的可靠性和制造水平进一步提高； 3）产品数控化、柔性化程度和比例显著提高； 济南第二机床厂为长安汽车有限责任公司制造“压力机自动化冲压生产线”大幅度提高了产品质量和劳动生产力，解决了翻转、转位、定位、自动送、卸料等一系列关键技术。 经过50多年的发展，我国成形设备制造业已成为类别较为齐全完整的工业体系，已具有较强 的科研、开发、生产、销售能力，所生产的产品不仅能满足国内大部分需要，而且可以出口创汇。,但是，我国成形设备制造业与工业发达国家相比还有一定差距，主要表现在以下几个方面： 生产技术和工艺相对落后，设备性能和可靠性不高； 专用性强、

11、技术含量高的少数产品满足不了需要； 成套连线技术装备进展缓慢； 数控设备品种少，产量低，性能不稳定； 构成比落后； 技术力量相对薄弱。,四、成形设备的发展趋势概述 1、机电一体化技术的研究与发展 1）数控技术 a、数控成型设备将迅猛发展 日本会田公司2000kN冲压中心换模、换料、调整工艺参数只需5分钟。 全自动塑料制品液压机可实现自动配料，加热温度自动控制，压制规范预选，设备故障自动报警，制品质量自动检测。,b、现有成型设备的数控改造,2）大力发展柔性制造系统,2、高速、高效、多功能型 1）提高设备工作速度 美国Minster公司250kN、2000次/分超高速压力机； National公司

12、高速冷镦机、M12四工位螺母冷镦机 250件/分。 2）缩短辅助时间，提高设备效率 快速更换模具（移动工作台、液压加紧机构、自动更换模具系统） 快速调整模具（滑块微调机构、工作参数存储及调用） 自动送卸料装置、操作机、机械手、工业机器人,3、微型与大型并重 塑料注塑机注射量已达170kg,合模力达150MN 200万kN液压机的开发、25万kN的精冲液压机 美国克利林公司60000kN机械压力机 质量为1/10000克塑料注射成型设备 日本提出开发质量为1/100000克塑料注射成型设备,4、高精度设备 1）提高普通成型设备的精度 2）开发精密成型设备 瑞士、德国、美国及日本生产的精冲压力机 5、宜人化 1）提高设备工作时的可靠性和安全性 2）创造宜人的工作环境 降低噪音 ：德国舒勒公司自动冲槽机1100次/分，屏蔽后噪音由99dB降低为83dB 减少振动,五、学习本课程的目的与