《材料成形原理》 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

PAGEPAGE2《材料成形原理》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)課程：塑性成形理論金屬成形原理適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程（材料成形與控制方向）

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 3第一編塑性成形理論 4實(shí)驗(yàn)一板材機(jī)械性能測試實(shí)驗(yàn) 4實(shí)驗(yàn)二板材包申格效應(yīng)彎曲實(shí)驗(yàn) 11實(shí)驗(yàn)三不均勻變形分析 16實(shí)驗(yàn)四鍛壓時(shí)摩擦系數(shù)的測定 20實(shí)驗(yàn)五鐓粗時(shí)單位壓力分布 24第二編塑性成形原理 28實(shí)驗(yàn)一：軋制過程咬入條件和摩擦系數(shù)的確定 28實(shí)驗(yàn)二：軋制過程寬度變形規(guī)律分析 32實(shí)驗(yàn)三：軋制過程前滑變形規(guī)律分析 38實(shí)驗(yàn)四：正向擠壓金屬流動(dòng)規(guī)律分析 42實(shí)驗(yàn)五：正向擠壓時(shí)擠壓力變化規(guī)律分析 46參考文獻(xiàn) 49

前言《塑性成形理論》及《金屬成形原理》的一周獨(dú)立實(shí)驗(yàn)是材料科學(xué)與工程（材料成形與控制方向）專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)踐教學(xué)的重要一環(huán)，通過一周的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在以下幾個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方面得到訓(xùn)練：對所學(xué)的《塑性成形理論》及《金屬成形原理》課程理論有進(jìn)一步的理解和認(rèn)識。初步學(xué)會對實(shí)驗(yàn)軋機(jī)、壓力機(jī)、力能參數(shù)檢測設(shè)備的基本操作、相關(guān)附件工模具的裝配、設(shè)備基本調(diào)試等。學(xué)習(xí)《塑性成形理論》及《金屬成形原理》課程有關(guān)理論的一些研究方法。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會對金屬成形過程中的問題的觀察、分析和解決問題的基本能力。培養(yǎng)和鍛煉對實(shí)驗(yàn)問題、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等研究的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、冷靜的工作作風(fēng)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和一些基本的實(shí)驗(yàn)技巧。為了達(dá)到上述要求，學(xué)生必須將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和課堂教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，進(jìn)一步領(lǐng)會所學(xué)的《塑性成形理論》及《金屬成形原理》的相關(guān)基本理論和知識點(diǎn)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中必須做到如下要求：參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，以培養(yǎng)分析問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以及愛護(hù)國家公共財(cái)物的優(yōu)秀品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)認(rèn)真閱讀本“指導(dǎo)書”，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)方法；同時(shí)預(yù)習(xí)相關(guān)的所學(xué)理論，并做好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，否則，不能參加實(shí)驗(yàn)。熟悉實(shí)驗(yàn)所用的儀器性能和注意事項(xiàng)，掌握使用方法，嚴(yán)格遵守操作制度。實(shí)驗(yàn)過程中，各小組成員應(yīng)分工明確，按實(shí)驗(yàn)程序要求進(jìn)行操作、觀察和記錄等工作。實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)認(rèn)真做好記錄，并對照相關(guān)理論知識，如有不符之處，應(yīng)檢查和分析原因。一旦發(fā)生事故，應(yīng)立即切斷電源，保持現(xiàn)場，并與指導(dǎo)老師一起檢查、分析原因，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。認(rèn)真總結(jié)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，每一學(xué)生完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工具、用品等清點(diǎn)歸還后，恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)方可離開實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本格式：實(shí)驗(yàn)題目學(xué)生姓名學(xué)號班級同組學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)日期實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)條件（實(shí)驗(yàn)所使用的設(shè)備、基本性能和參數(shù)、工模具、實(shí)驗(yàn)試樣的材質(zhì)、基本形狀和尺寸等）實(shí)驗(yàn)過程記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、計(jì)算表格填寫、繪制必要的圖示等實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和結(jié)論

第一編塑性成形理論實(shí)驗(yàn)一板材機(jī)械性能測試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況實(shí)驗(yàn)類別：綜合實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)：2每組人數(shù)：5-6實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊治鼋饘侔辶显诓煌淖冃螚l件和變形方式下的塑性形變性能，就需要觀察、了解板料的塑性形變過程，并從中確定出它的基本機(jī)械性能指標(biāo)。金屬板料單向拉伸就是完成這一任務(wù)的最簡單而又最基本的方法。本實(shí)驗(yàn)要求通過完成金屬板料單向拉伸的全過程，達(dá)到以下幾個(gè)目的:掌握通過單向拉伸實(shí)驗(yàn)獲得金屬板料機(jī)械性能指標(biāo)的方法。熟悉在測試工作中常用到的測量儀器，初步掌握其使用和操作方法。能夠自行分析實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果，以進(jìn)一步加深對書本理論的理解。實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器ZWICK材料試驗(yàn)機(jī)。機(jī)上裝有拉、壓力傳感器，可實(shí)現(xiàn)非電量拉力的電量轉(zhuǎn)換。位移傳感器，傳感器分為縱向伸長和橫向收縮兩種。它可實(shí)現(xiàn)非電量板料變形量的電量轉(zhuǎn)換。傳感器的主要受感元件為貼有電阻應(yīng)變片的彈性體。由于彈性體變形使得應(yīng)變片上的電阻值發(fā)生變化，通過輸出這一變化量來連續(xù)測定試件的變形量Δl(長度變形量)和Δb（寬度變形量）。電阻應(yīng)變儀。電阻應(yīng)變儀將拉壓傳感器和位移傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化，然后放大，相敏檢波等，最后以電壓電流形式予以輸出。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1．實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)示意圖如圖一所示。2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用由力、位移傳感器、電阻應(yīng)變儀和x-y函數(shù)記錄儀繪制的P-Δl曲線以及Δb-Δl曲線（見圖二），求出有關(guān)材料的機(jī)械性能指標(biāo)（見表）。測定厚向異性指數(shù)R。利用P-Δl曲線，采用兩種不同的方法確定應(yīng)變剛指數(shù)n，并作分析比較。作出實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線。圖一測試系統(tǒng)示意圖3．實(shí)驗(yàn)原理作單向拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線，求出有關(guān)機(jī)械性能指標(biāo)。在塑性理論中，記變形抵抗力和變形程度分別為：(1)(2)它們之間的函數(shù)關(guān)系為：（其中E'稱為塑性模數(shù)）在穩(wěn)定加載的前提下，可證明與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)。因此，單向拉伸實(shí)驗(yàn)所獲得的應(yīng)力應(yīng)變曲線完全可以推廣到其它變形方式。單向拉伸時(shí)，；；；；分別代入(1)和(2)式中，從而可得：；故在本實(shí)驗(yàn)中，我們采用單向拉伸形式獲得的曲線來代替其它復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的曲線。測定厚向硬性指數(shù)R。R值是衡量金屬板料在塑形成形時(shí)變薄情況時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)。因?yàn)榘辶显谒茏儠r(shí)長度伸長，而寬度、厚度縮小，但由于其寬向和后項(xiàng)的收縮應(yīng)變并不相等，所以就存在著差異。厚向異性指數(shù)R就是表示這種差異程度的。其定義為：其中——寬向應(yīng)變；——厚向應(yīng)變；R值一般隨著伸長量Δl的遞增而有所變化。本實(shí)驗(yàn)鑒于這種客觀原因只要求測量一下兩個(gè)狀態(tài)下所對應(yīng)的R值。在拉伸全過程中，測量最大載荷處的變形所對應(yīng)的R值，記作Rj.(塑性變形體積不變)（考慮了應(yīng)變的方向性）式中的可參照記錄繪制儀繪制的拉伸曲線（圖二）確定。于是可知：其中指對大載荷。在拉伸全過程中，測量試件斷裂時(shí)的變形所對應(yīng)的R值，記作。其中之?dāng)嗔褧r(shí)的載荷。其中和為試件的原始尺寸。和為試件斷裂后的尺寸。它們都由測量儀器進(jìn)行測定。圖二拉伸曲線測定應(yīng)變剛指數(shù)nN值是衡量金屬板料在塑形成形時(shí)最大應(yīng)變以及應(yīng)力分布情況的重要指標(biāo)。對于以拉力為主的變形方式來說，n值的大小可以定性地估計(jì)板料成形的性能。本實(shí)驗(yàn)確定n值來采用兩種不同的方法。通過應(yīng)變求n法根據(jù)近似實(shí)際應(yīng)力曲線關(guān)系式的推導(dǎo)，式中的n值恰為材料細(xì)頸點(diǎn)應(yīng)變。即式中可由實(shí)驗(yàn)曲線（圖二）中的最大載荷點(diǎn)所對應(yīng)的長度變形量來確定。為試件的原始長度Nelson-Winoch法這是通過拉力P求n值得方法。目前使用較為普遍。采用此法，只要P值測量得比較準(zhǔn)確，則求得n值得準(zhǔn)確度可達(dá)0.02。該法求n值的基本出發(fā)電是認(rèn)為n值不變。依據(jù)R.l.Whitely提出的曲線（圖三），只要由圖二種測定出材料的最大載荷和對應(yīng)于變形量為10%的載荷后，就可根據(jù)的比值直接由圖三中的曲線查找n值。附：曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式推證：關(guān)系式的冪次式為以拉伸載荷P來表示則為（3）式中：A——應(yīng)變剛系數(shù)（常數(shù)）F——對應(yīng)于拉力P下的實(shí)際剖面面積假定試件的原始剖面面積為，且（由塑性變形體積不變可推證）將F值代入式（3）中得（4）當(dāng)時(shí)代入（4）式可得：（5）當(dāng)時(shí)，代入（4）式中可得：（6）4、繪制實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線以實(shí)際應(yīng)力數(shù)據(jù)做出的應(yīng)力應(yīng)變曲線稱為實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)中，記錄儀自動(dòng)繪制的是p-曲線。我們通過以下關(guān)系式轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線。=式中：—實(shí)際應(yīng)力σ—假想應(yīng)力—實(shí)際應(yīng)變ε—假想應(yīng)變—試件原始長度—試件變形后的長度圖三實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線實(shí)驗(yàn)步驟利用百分尺測量試件的原始幾何尺寸、。并計(jì)算出試件的原始截面積。將這些幾何尺寸填入表中。將縱向伸長傳感器固定在試件上，并將試件夾緊在實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)。夾持好后，將橫向收縮傳感器固定在試件上。檢查各部分線路（輸入輸出）是否正確，保證各接線柱無松動(dòng)現(xiàn)象。對電阻應(yīng)變儀進(jìn)行預(yù)調(diào)工作。并把各個(gè)確定放大倍數(shù)的衰減旋鈕置于指定位置。按下材料試驗(yàn)機(jī)下行開關(guān)開始進(jìn)行拉伸，直到試件拉斷為止。取下試件，測出拉伸后試件的寬度b和厚度t，并計(jì)算出相應(yīng)的斷面面積填入表中。再取出一個(gè)新試件，將縱向伸長傳感器固定在其上，并將試件夾緊在試驗(yàn)機(jī)夾頭內(nèi)。此時(shí)需根據(jù)所給定的放大倍數(shù)重新調(diào)整應(yīng)變儀和函數(shù)記錄儀的衰減旋鈕（在此過程中要重新對儀器進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)）。然后進(jìn)行拉伸。拉伸這一試件獲取的是放大了的P-Δl曲線，其目的在于由該曲線確定出以及彈性模量E這三項(xiàng)性能指標(biāo)。故此實(shí)驗(yàn)過程中試件不必拉斷。由實(shí)驗(yàn)所的曲線確定并計(jì)算出表中所列的機(jī)械性能參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的P-Δl曲線，利用表六繪制實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解設(shè)備的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整設(shè)備，特別注意安全操作。討論題：如何由材料的來衡量塑性成形性能。R值的大小說明了材料變形的什么特點(diǎn)。為什么說R值愈__（大；?。┎牧系膲貉有阅苡鷂_（好；差）？為什么說n值愈（大；?。?，材料的壓制性能愈(好；差)？分析材料在細(xì)頸區(qū)應(yīng)變分布曲線的特點(diǎn)。表1序號S0btsAFεnPΔlσ0.2E

表2序號P10ε10A0PmaxσεΔlR

實(shí)驗(yàn)二板材包申格效應(yīng)彎曲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況實(shí)驗(yàn)類別：綜合實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)：2每組人數(shù)：5-6實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^板材彎曲性能實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解彎矩與彎曲角關(guān)系曲線，通過反向彎曲實(shí)驗(yàn)，了解掌握材料的包申格效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過采用板條彎曲實(shí)驗(yàn)，計(jì)算彎矩與沖頭行程關(guān)系，測量彎矩與行程關(guān)系曲線，測量回彈角，觀察材料軟化現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)原理圖1各種硬化塑性的特性包申格效應(yīng)是指在一個(gè)方向（例如拉伸）加載進(jìn)入塑性以后，在時(shí)卸載，并反方向（壓縮）加載，直至進(jìn)入新的塑性。這新的屈服應(yīng)力通常在數(shù)值上既不等于材料的初始屈服應(yīng)力，也不等于卸載時(shí)的應(yīng)力。如果，則稱材料為各向同性硬化的。如果，則稱材料為運(yùn)動(dòng)硬化的。如果處于上述情況之間，即，同時(shí)，則稱材料為混合硬化的。各種不同特性的硬化表示如圖1所示?；旌嫌不瘏?shù)表達(dá)式如下（1）

彎曲時(shí)的幾何關(guān)系圖2三點(diǎn)自曲彎曲示意圖圖中，表示沖頭半徑，Ｚ表示沖頭行程，表示彎曲角。表示肩模的半徑。由圖中可得出其中，，由上式可知，通過已知沖頭行程Z，即可計(jì)算得出彎曲角。（2）應(yīng)力分析（a）（b）圖3正反彎曲時(shí)截面應(yīng)力示意圖圖（a）第一次正向彎曲時(shí)，沖頭頂點(diǎn)截面應(yīng)力；圖（b）第一次反向彎曲時(shí)，沖頭頂點(diǎn)截面應(yīng)力。由圖中可見，板料在進(jìn)行正彎時(shí)，外側(cè)受拉應(yīng)力，內(nèi)側(cè)受壓應(yīng)力；當(dāng)進(jìn)行反向彎曲時(shí)，原來受壓應(yīng)力的內(nèi)側(cè)變?yōu)槭芾瓚?yīng)力的外側(cè)，原來受拉應(yīng)力的外側(cè)變?yōu)槭軌簯?yīng)力的內(nèi)側(cè)，中性層上下兩部分都經(jīng)歷了一次反向加載過程。如果材料沒有包申格現(xiàn)象，當(dāng)進(jìn)行反向彎曲時(shí)，截面應(yīng)力應(yīng)沿著卸載點(diǎn)繼續(xù)增大，因此，彎曲力沿原卸載點(diǎn)繼續(xù)增大。但是如果材料存在包申格現(xiàn)象，當(dāng)進(jìn)行反向彎曲時(shí)，截面應(yīng)力從小于原卸載點(diǎn)的應(yīng)力開始增大，因此，彎曲力沿小于原卸載點(diǎn)的某值增大。如圖4所示。圖4正反彎曲時(shí)沖頭力與行程關(guān)系曲線（3）外力平衡彎矩計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法及步驟測量板料尺寸確定沖頭壓入深度計(jì)算彎曲角進(jìn)行正向彎曲測量回彈后彎曲角計(jì)算確定反向彎壓入深度進(jìn)行反向彎曲將正向和反向彎曲力位移曲線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)觀察分析材料軟化效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備儀器設(shè)備：材料實(shí)驗(yàn)機(jī)、卡尺材料：鋁板、鋼板實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理上表中，表示回彈后的板料的彎曲角，指達(dá)到壓入深度時(shí)的沖頭力，表示回彈角，其表達(dá)式如下：繪出正反彎實(shí)驗(yàn)沖頭行程和沖頭力的數(shù)據(jù)曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)表1和圖5上的數(shù)據(jù)曲線，分析材料的包申格效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解設(shè)備的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整設(shè)備，特別注意安全操作。思考題彎曲沖頭力位移曲線在形狀上與單向拉伸曲線有何異同？有哪些包申格效應(yīng)的測量方法？在處理反向彎曲數(shù)據(jù)時(shí)，如何使反彎點(diǎn)的力和沖頭位移與正彎最后的力和位移對應(yīng)？表1試件尺寸及彎曲過程參數(shù)表序號正反長寬厚dZβΒ’ΔαFmaxF

正

反

圖5正反彎實(shí)驗(yàn)沖頭行程和沖頭力的數(shù)據(jù)曲線

實(shí)驗(yàn)三不均勻變形分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況實(shí)驗(yàn)類別：綜合實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)：2每組人數(shù)：5-6實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私廛堉茣r(shí)產(chǎn)生不均勻變形的原因，并驗(yàn)證不均勻變形對產(chǎn)品質(zhì)量的影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沿軋件寬度方向高度壓下不均勻。沿高度上均勻變形。實(shí)驗(yàn)原理因?yàn)閴合铝浚海?，?yīng)變：，，體積不變定律：如果：，圖1實(shí)驗(yàn)方法及步驟1．沿軋件付寬度方向高度上壓下不均用1.5mm厚的鉛試樣卷成如圖1尺寸與形狀的試樣(三種)經(jīng)二道軋成0.5mm厚，觀察結(jié)果并記錄下來，比較三種不同情況；并分析其原因。取如下的試樣如圖2軋至2mm，將結(jié)果記錄下來并分析之。2．沿高度上均勻變形將0.5×50×75mm的三塊鉛板放在2×75×75mm兩塊鉛板之間，如下圖3，將迭好的試樣在軋機(jī)上軋制三道，將開始與最后各塊的厚度測出，填入下表。將1×50×l40mm之鉛試樣繞于0.2×20×75mm之鋁板上，共繞三圈如下圖4，用最大可能壓下軋制；后將鉛試樣拆開，仔細(xì)觀察鋁片的情況。將2×50×70mm之鉛板迭放在同樣尺寸的鋁板上以Δh＝1mm的壓下量軋制，觀察發(fā)生的現(xiàn)象圖2圖3圖4實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備儀器設(shè)備：軋機(jī)、卡尺材料：鉛板，鋁板實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1．分析壓下量與軋件長度增加之間的關(guān)系，繪制壓下量軋件長度增加之間曲線分布圖。2．總結(jié)不均勻變形的后果。3．如何聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，采取措施來防止或減輕不均勻變形的不良影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)表1和圖上的數(shù)據(jù)曲線，分析均勻變形的不良影響。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解設(shè)備的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整設(shè)備，特別注意安全操作。思考題1．鋁板斷裂的原因。2．高度上壓下不均所引起的不均勻延伸程度是怎樣的？３．材質(zhì)問題的影響如何？４．材料之間相互影響情況如何？表材料HLhlΔHΔLεL

實(shí)驗(yàn)四鍛壓時(shí)摩擦系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況實(shí)驗(yàn)類別：綜合實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)：2每組人數(shù)：5-6實(shí)驗(yàn)?zāi)康膱A環(huán)壓縮試驗(yàn)法是目前廣泛地用來研究鍛壓時(shí)潤滑效果的工作的條件下定量地測定摩擦系數(shù)．實(shí)驗(yàn)原理這是一種間接測定摩擦系數(shù)的方法，圓環(huán)壓縮時(shí)，若無摩擦則內(nèi)外徑都增加，隨摩擦系數(shù)的增加，內(nèi)徑增加受阻。因此通常都以內(nèi)徑的變化作為衡量摩擦大小的依據(jù)，摩擦系數(shù)為零時(shí)，內(nèi)外徑的擴(kuò)大達(dá)到最大值，其數(shù)值相當(dāng)亍實(shí)心圓盤鐓粗時(shí)相應(yīng)半徑的擴(kuò)大量。隨著摩擦系的增加，內(nèi)外徑擴(kuò)大量逐漸減小，當(dāng)摩擦系數(shù)超過一定數(shù)值后(對不同的材料這個(gè)數(shù)值是不同的)，內(nèi)徑停止擴(kuò)大而開始縮小、，利用塑性理論對圓環(huán)變形進(jìn)行分析，可以求得不同摩擦系數(shù)、不同壓縮量下圓環(huán)內(nèi)徑的變化值。由此可以作出不同摩擦系數(shù)條件下，內(nèi)徑隨壓縮量變化一組曲線—摩擦系數(shù)的標(biāo)定曲線，如圖1．利用此標(biāo)定曲線可以方便地求得試樣的摩擦系數(shù)值．因摩擦力影響，圓環(huán)壓縮后自由側(cè)表面所呈鼓形有以下兩種情況：（a）種情況：（b）種情況：實(shí)驗(yàn)條件1100噸油壓機(jī)．試樣尺寸如圖2．試樣材質(zhì)：鉛、20鋼．工藝參數(shù)：鉛在室溫下壓縮10～60％，無潤滑。鉛在室溫下壓縮10～60％，用石墨水劑（或2＃機(jī)油）進(jìn)行潤滑。20鋼加熱到800℃20鋼加熱到800℃實(shí)驗(yàn)方法及步驟1．測量并記錄壓縮后變形前后的內(nèi)外徑。2．測量并記錄壓縮后變形前后的高度。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備儀器設(shè)備：油壓機(jī)、卡尺材料：鉛試樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分別分析不同潤滑條件下圓環(huán)內(nèi)外徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)表和圖上的數(shù)據(jù)曲線，求摩擦系數(shù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解設(shè)備的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整設(shè)備，特別注意安全操作。思考題1．高度壓縮比對圓環(huán)形狀的影響。2．摩擦系數(shù)的大小對內(nèi)徑變化數(shù)的關(guān)系。表1鉛在無潤滑條件結(jié)果試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）表2鉛在有潤滑條件結(jié)果試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）表320鋼加熱到800℃試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）表420鋼加熱到800℃試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）試樣高度壓縮比（%）內(nèi)徑變化數(shù)（%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本要求：內(nèi)容充實(shí)、數(shù)據(jù)真實(shí)、分析正確、圖表齊備、版面整潔。

實(shí)驗(yàn)五鐓粗時(shí)單位壓力分布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本情況實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)：2每組人數(shù)：5-6實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^鐓粗時(shí)接觸面上單位壓力的分布，使學(xué)生了解砧面摩擦得影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用帶有過端面中心的長槽的錘頭鐓粗不同高徑比（h/d）的鉛試樣，觀察鐓粗后擠入長槽中的鉛的高度。實(shí)驗(yàn)原理1．在粗糙面壓縮矩形件由平衡方程：平衡方程為（a）按10－75，屈服條件為聯(lián)解這三個(gè)方程式：τxy＝C1＋C2y由邊界條件y＝0。τxy＝0，(于是(b)(c)考慮，代入平衡方程式（a），求解得：（d）由邊界條件的：故接觸面上的總壓力為平均單位壓力：2．在光滑面壓縮矩形件在水平對稱面上y=0，τxy=0，接觸面上y=h/2，τxy=-t，（e）微分后代人（a）式（f）代（f）入（b）式平均單位壓力：（g）實(shí)驗(yàn)方法及步驟利用百分尺測量試件的原始幾何尺寸h0、l0。并計(jì)算出試件的原始截面積。將這些幾何尺寸填入表一。將壓下傳感器固定在試件上，并將試件夾緊在實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)。夾持好后，將橫向傳感器固定在試件上。檢查各部分線路（輸入輸出）是否正確，保證各接線柱無松動(dòng)現(xiàn)象。對電阻應(yīng)變儀進(jìn)行預(yù)調(diào)工作。并把各個(gè)確定放大倍數(shù)的衰減旋鈕置于指定位置。檢查x-y記錄儀中的衰減旋鈕是否放置正確。然后調(diào)節(jié)繪圖起始零點(diǎn)。按下材料試驗(yàn)機(jī)下行開關(guān)開始進(jìn)行鐓粗，直到試件破壞為止。取下試件，測出鐓粗后試件的寬度l和厚度h，并計(jì)算出相應(yīng)的斷面面積填入表內(nèi)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的P-Δl曲線，利用表六繪制實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備儀器設(shè)備：材料實(shí)驗(yàn)機(jī)、卡尺材料：用帶有過端面中心的長槽的錘頭鐓粗不同高徑比（h/d）的鉛試樣，觀察鐓粗后擠入長槽中的鉛的高度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分別分析l/h與接觸壓力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)表1和圖5上的數(shù)據(jù)曲線，分析摩擦效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解設(shè)備的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整設(shè)備，特別注意安全操作。思考題1．l/h之比對摩擦滑動(dòng)區(qū)的影響。2．摩擦系數(shù)的接觸壓力曲線分布的影響。表1序號L0H0LhP1P2P3

P4P5

第二編塑性成形原理實(shí)驗(yàn)一：軋制過程咬入條件和摩擦系數(shù)的確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)軋機(jī)軋制不同狀態(tài)下鉛試樣的咬入變形和咬入條件的建立，分析軋制過程中的摩擦條件對軋制變形的影響，并通過測定軋制咬入階段的最大咬入角αmax，考察與摩擦系數(shù)的關(guān)系；根據(jù)自然咬入的極限條件αmax=β（β為摩擦角）來確定摩擦系數(shù)f；利用楔形鉛試樣建立軋制過程的穩(wěn)態(tài)軋制條件最大容許咬入角α，max，分析αmax與α，max的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對所學(xué)原理和理論有較為深入的理解。通過本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的：熟悉實(shí)驗(yàn)軋機(jī)的基本操作。掌握軋制過程中摩擦系數(shù)的測試方法。掌握軋制過程中的自然咬入條件和穩(wěn)態(tài)軋制條件的建立和分析。掌握軋制壓下變形檢測的一般方法。實(shí)驗(yàn)說明1）本實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生熟悉軋機(jī)的基本操作方法，進(jìn)一步理解軋制過程中摩擦狀態(tài)對軋制咬入和壓下量的影響，掌握軋制過程中的摩擦系數(shù)測量的基本方法等，同時(shí)為培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用意識奠定基礎(chǔ)。2）實(shí)驗(yàn)原理簡介：（1）自然咬入階段的最大咬入角咬入角α與壓下量Δh和軋輥直徑D有如下的幾何關(guān)系：式中：H—軋件軋前厚度h—軋件軋后厚度D—軋輥工作直徑在臨界咬入情況下，軋輥咬入軋件的咬入角即為最大咬入角αmax。如圖1所示，根據(jù)力平衡條件：αmax=β而tgβ=f，因此通過確定αmax，就可以得出摩擦系數(shù)f。PPTα圖1軋制咬入的受力分析（2）自然咬入階段的最大咬入角隨著軋制過程的咬入階段過渡向穩(wěn)態(tài)軋制階段時(shí)，如圖所示，軋輥?zhàn)饔迷谲埣狭ψ饔命c(diǎn)的位置發(fā)生變化，由α向α/2變化，此時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)咬入，并達(dá)到最大容許咬入角α，max。假定單位軋制壓力沿接觸弧均勻分布時(shí)，則合力作用點(diǎn)在咬入角的二分之一處，由此得到：αmax=α，max/2考慮到實(shí)際軋制中單位軋制壓力沿接觸弧分布不均勻，所以一般：n=α，max/αmax=1.5—2通過楔形鉛試樣進(jìn)行軋制，當(dāng)軋制的楔形試樣不能再前進(jìn)時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系，即可以得到最大容許咬入角α，max。PPTα,max圖2穩(wěn)態(tài)軋制的受力分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備（名稱、規(guī)格、型號）、材料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)φ130×265mm二輥實(shí)驗(yàn)軋機(jī)。千分尺、游標(biāo)卡尺、鋼皮尺、木棒。汽油、酒精、機(jī)油、粉筆、鐵砂紙。試樣：材質(zhì)為鉛，10×15×75mm試樣三塊，4×16×15×150mm楔形試樣三塊。實(shí)驗(yàn)方法及步驟將試樣去除毛邊并打光，保證端面成直角，用汽油將試樣表面油污擦干凈。試樣編號，并測量試樣尺寸記錄在表內(nèi)。用干凈的棉紗蘸汽油在軋機(jī)出口方向把軋輥表面擦干凈。調(diào)整好軋機(jī)，使上下軋輥平行，并將輥縫調(diào)整到約6—8mm（視潤滑狀態(tài)而定）矩形試樣軋制實(shí)驗(yàn)：把試樣放在軋機(jī)的機(jī)前工作臺上，用木棒將試樣緩慢地推向軋輥，然后將上軋輥緩慢抬高，直到試樣尾部發(fā)生抖動(dòng)，便表示試樣即將咬入，這時(shí)要特別注意緩慢抬輥，當(dāng)試樣一被咬入，就迅速停止抬輥，取出試樣，測量相關(guān)尺寸記錄表內(nèi)。楔形試樣軋制實(shí)驗(yàn)：楔形試樣的軋制試驗(yàn)時(shí)方法同上，但開始的軋輥輥縫調(diào)整到1—2mm，當(dāng)楔形試樣軋制時(shí)，不能前進(jìn)開始打滑時(shí)，馬上停機(jī)，待軋輥靜止后在抬起軋輥，取出試樣（圖3所示），測量相關(guān)尺寸記錄表內(nèi)。上述的實(shí)驗(yàn)共做干面、油面和粉面三種情況。數(shù)據(jù)整理，比較分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并給出結(jié)論hh1h2圖3楔形試樣的軋后外型尺寸表1矩形試樣實(shí)驗(yàn)記錄表試樣編號試樣材料試驗(yàn)條件H（mm）h(mm)Δh(mm)αmaxf干面軋輥?zhàn)匀灰敕勖孳堓佔(zhàn)匀灰胗兔孳堓佔(zhàn)匀灰氡?楔形試樣實(shí)驗(yàn)記錄表試樣編號試樣材料試驗(yàn)條件H1mmh1mmh2mmΔh1mmΔh2mmαmaxα,maxf干面軋輥?zhàn)匀灰敕勖孳堓佔(zhàn)匀灰胗兔孳堓佔(zhàn)匀灰雽?shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)計(jì)算出αmax、β、f、α，max之?dāng)?shù)值。分析壓下量與三種狀態(tài)的關(guān)系,畫出關(guān)系曲線圖。分析摩擦系數(shù)與三種狀態(tài)的關(guān)系,畫出關(guān)系曲線圖分析自然咬入的極限條件αmax與穩(wěn)態(tài)軋制條件最大容許咬入角α，max之間的關(guān)系，并討論n值變化的原因及可能波動(dòng)的范圍。分析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解實(shí)驗(yàn)軋機(jī)的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整軋機(jī)和控制軋機(jī)的壓下，特別注意安全操作。送試樣必須用木棒，嚴(yán)禁用手送短試樣。取試樣必須在軋機(jī)出口側(cè)，思考題如何確定軋制的自然咬入的條件？分析自然咬入的極限條件αmax與穩(wěn)態(tài)軋制條件最大容許咬入角α，max之間的關(guān)系，并討論n值變化的原因及可能波動(dòng)的范圍。實(shí)驗(yàn)二：軋制過程寬度變形規(guī)律分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^在不同變形條件下軋制鉛試樣，測量試樣在寬度方向上變形規(guī)律，分析軋制條件對軋件的寬度變形影響，由此建立影響軋件寬度變形（簡稱寬展）的數(shù)學(xué)表達(dá)式。同時(shí)分析軋制條件對軋制壓力的影響規(guī)律和相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對所學(xué)原理和理論有較為深入的理解。通過本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的：分析考察壓下量與軋件寬展的關(guān)系。分析考察軋件原始寬度與軋件寬展的關(guān)系。分析考察軋制過程中摩擦條件與軋件寬展的關(guān)系。分析考察壓下量與軋制壓力的關(guān)系。分析考察軋件原始寬度與軋制壓力的關(guān)系。分析考察軋制過程中摩擦條件與軋制壓力的關(guān)系。掌握軋制寬展變形與軋制壓力的一般測量方法。實(shí)驗(yàn)說明1）本實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生熟悉軋機(jī)的基本操作方法。進(jìn)一步理解軋制過程中軋制狀態(tài)對軋件寬展的影響和測量，理解軋制過程中軋制狀態(tài)對軋制壓力的影響和測量。同時(shí)為培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用意識奠定基礎(chǔ)。2）實(shí)驗(yàn)原理簡介：寬展——軋制過程中軋件沿寬度方向的變形量。寬展的表示：絕對寬展量Δb=B-b相對寬展量影響寬展因素很多，可以分為變形區(qū)的幾何因素、加工因素和物理因素，可以表示如下：式中：（1）H，h，l，B，b，D（軋件前后厚度、變形區(qū)長度、軋件前后寬度、軋輥直徑）等是變形區(qū)的幾何因素。（2）Δh，ε，n（壓下量、壓下率，軋制道次）是加工因素。（3）f，t，m，σ，v，（摩擦系數(shù)、軋制溫度、軋件化學(xué)成分、軋件變形抗力、軋制速度、變形速度）是物理因素。為了正確掌握寬展的變化規(guī)律和控制寬展，必須對影響寬展的諸因素進(jìn)行深入分析和研究。本實(shí)驗(yàn)以變形區(qū)的幾何因素軋件寬度、加工因素壓下量和軋制道次、物理因素摩擦狀況為例，考察和分析它們對寬展的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)備（名稱、規(guī)格、型號）、材料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)φ130×265mm二輥實(shí)驗(yàn)軋機(jī)。千分尺、游標(biāo)卡尺、鋼皮尺、劃針、圓規(guī)、木棒。汽油、酒精、機(jī)油、粉筆、鐵砂紙。試樣：材質(zhì)為鉛，4.0×20×75mm、2.5×20×75mm、2.0×20×75mm、1.5×20×75mm試樣各一塊為第一組。材質(zhì)為鉛，4.0×20×75mm試樣三塊為第二組。材質(zhì)為鉛，4.0×75×100mm三角形試樣二塊為第三組。5）YD-21型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、SC-16光學(xué)示波儀、YE3818應(yīng)變放大器、INV306U智能信號采集處理分析儀。實(shí)驗(yàn)方法及步驟將試樣去除毛邊并打光，保證端面成直角，用汽油將試樣表面油污擦干凈。試樣編號，并測量試樣尺寸記錄在表內(nèi)。用干凈的棉紗蘸汽油在軋機(jī)出口方向把軋輥表面擦干凈。調(diào)整好軋機(jī)，使上下軋輥平行，并將輥縫調(diào)整到約1mm（視潤滑狀態(tài)和試樣厚度而定）壓下量對寬展的影響取第一組試樣(共四塊)，如圖1所示，找出試樣中心線，并在試樣的頭、中和尾部任取三點(diǎn)為圓心，以半徑r=B/2畫圓?。˙為試樣的寬度），并將測量尺寸記錄在表格中。圖1軋制試樣的尺寸測量方法將四塊試均以一道次軋成h=1.0mm。軋制后由于不均勻的變形，所以測量軋后軋件寬度時(shí)，應(yīng)測量圓弧的最小直徑，即為試樣的軋后寬度b.，填入表中。同時(shí)將軋制時(shí)的軋制壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。軋制道次對軋件寬展的影響取第二組試樣（共三塊），同上一樣作畫線，并將測量的尺寸記錄表中。每一塊試樣以同一總變形量∑Δh=3.0mm進(jìn)行軋制，但分別以1道次、6道次、12道次軋成，每一道次壓下量要相等，并精確測量軋后軋件的寬度變化記錄在相應(yīng)的表中。同時(shí)將軋制時(shí)的軋制壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。軋件寬度對寬展的影響取第三組試樣（共二塊），如圖2所示，劃出橫向間隔15mm的平行線。精確測量每一根平行線的寬度（長度）記錄在表中，然后將試樣畫在紙上。其中，一塊為干面，一塊為粉面。以Δh=1.5—2.0mm的變形量，以平底在前端平行喂入，防止歪斜。將軋后的三角形試樣同原軋前三角形試樣底邊及中心線重合，并畫在紙上。將軋后的平行線的長度仔細(xì)測量并記錄表中。同時(shí)將軋制時(shí)的軋制壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。數(shù)據(jù)整理，比較分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并給出結(jié)論圖2三角形試樣的軋制前后外型尺寸表1壓下量對寬展的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表試樣編號HmmhmmΔhmmΛh/H軋制壓力KNB/mmb/mm寬展量/mmB1B2B3Bb1b2b3b試驗(yàn)值計(jì)算值ΔbΔb/BΔbΔb/B1234表2軋制道次對寬展的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表試樣編號HmmhmmΔhmmΛh/H軋制壓力KNB/mmb/mm寬展量/mmB1B2B3Bb1b2b3b試驗(yàn)值計(jì)算值ΔbΔb/BΔbΔb/B123表3軋件原始寬度對寬展的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表試樣編號HmmhmmΔhmmBmmbmmΔbmmΔb/B備注干面粉面干面粉面干面粉面干面粉面干面粉面干面粉面干面粉面1234567實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆Ａ谐鋈吭紲y試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。作出壓下量對寬展的關(guān)系圖：和，并進(jìn)行分析。作出軋制道次對寬展的關(guān)系圖：和，并進(jìn)行分析。作出軋件寬度對寬展的關(guān)系圖：和，并進(jìn)行分析分析。同時(shí)作出相應(yīng)的影響因素對軋制壓力的影響關(guān)系圖，并進(jìn)行回歸分析。分析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解實(shí)驗(yàn)軋機(jī)的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整軋機(jī)和控制軋機(jī)的壓下，特別注意安全操作。送試樣必須用木棒，嚴(yán)禁用手送短試樣。取試樣必須在軋機(jī)出口側(cè)，思考題影響軋件寬展的因素分析？影響軋制壓力的因素分析？實(shí)驗(yàn)三：軋制過程前滑變形規(guī)律分析1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^在不同變形條件下軋制鉛試樣，測量試樣在縱向上變形規(guī)律，分析軋制條件對軋件的縱向變形影響，證明前滑的存在，由此建立影響軋件縱向變形（簡稱前滑）的數(shù)學(xué)表達(dá)式。同時(shí)分析軋制條件對軋制壓力的影響規(guī)律和相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對所學(xué)原理和理論有較為深入的理解。通過本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的：分析考察壓下量與軋件前滑的關(guān)系。分析考察軋件厚度與軋件前滑的關(guān)系。分析考察軋制過程中摩擦條件與軋件前滑的關(guān)系。分析考察壓下量與軋制壓力的關(guān)系。分析考察軋件厚度與軋制壓力的關(guān)系。分析考察軋制過程中摩擦條件與軋制壓力的關(guān)系。掌握軋件前滑與軋制壓力的一般測量方法。實(shí)驗(yàn)說明1）本實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生熟悉軋機(jī)的基本操作方法。進(jìn)一步理解軋制過程中軋制狀態(tài)對軋件前滑的影響和測量，理解軋制過程中軋制狀態(tài)對軋制壓力的影響和測量。同時(shí)為培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用意識奠定基礎(chǔ)。2）實(shí)驗(yàn)原理簡介：前滑——軋制過程中軋件從軋輥出來的速度大于軋輥圓周線速度，這種現(xiàn)象稱前滑。前滑的大小用前滑值Sh表示。式中：Vh——軋件出軋輥時(shí)的速度V—軋輥圓周線速度Lh——軋件表面留痕長度L—軋輥表面刻痕長度t—時(shí)間軋制前滑測量的刻痕法即基于此原理。如圖1所示。vvLLh圖1前滑刻痕法測量示意圖理論計(jì)算前滑值采用Fink公式的簡化式：式中：γ—中性角式中：α—咬入角β—摩擦角影響前滑因素很多，有軋輥直徑、摩擦系數(shù)、壓下率、軋件厚度、軋件寬度、張力等。式中：（1）H，h，l，B，b，D分別為軋件前后厚度、變形區(qū)長度、軋件前后寬度、軋輥直徑。（2）Δh，ε分別為壓下量、壓下率。（3）f，q分別為摩擦系數(shù)、張力。為了正確掌握前滑的變化規(guī)律和控制前滑，必須對影響前花的諸因素進(jìn)行深入分析和研究。本實(shí)驗(yàn)以壓下量、軋件厚度、摩擦狀況為例，考察和分析它們對前滑的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)備（名稱、規(guī)格、型號）、材料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)φ130×265mm二輥實(shí)驗(yàn)軋機(jī)。千分尺、游標(biāo)卡尺、鋼皮尺、木棒。汽油、酒精、機(jī)油、粉筆、鐵砂紙。試樣：材質(zhì)為鉛，4.0×50×500mm試樣二塊。YD-21型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、SC-16光學(xué)示波儀、YE3818應(yīng)變放大器、INV306U智能信號采集處理分析儀。實(shí)驗(yàn)方法及步驟將試樣去除毛邊并打光，保證端面成直角，用汽油將試樣表面油污擦干凈。試樣編號，并測量試樣尺寸記錄在表內(nèi)。用干凈的棉紗蘸汽油在軋機(jī)出口方向把軋輥表面擦干凈。調(diào)整好軋機(jī)，使上下軋輥平行，并將輥縫調(diào)整到約1mm（視潤滑狀態(tài)和試樣厚度而定）干面試樣壓下量對前滑的影響取一塊干面的試樣進(jìn)行軋制，沒每道均取壓下量為0.5mm，共軋制6道，每軋一道，測量軋件表面上的刻痕長度和試樣厚度，并記錄在表中。同時(shí)將軋制時(shí)的軋制壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。粉面試樣壓下量對前滑的影響取一塊粉面的試樣進(jìn)行軋制，沒每道均取壓下量為0.5mm，共軋制6道，每軋一道，測量軋件表面上的刻痕長度和試樣厚度，并記錄在表中。同時(shí)將軋制時(shí)的軋制壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。數(shù)據(jù)整理，比較分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并給出結(jié)論。表1前滑測量數(shù)據(jù)的記錄表道次H/mmh/mmΔh/mmB/mmb/mmLh/mmSh測/mmSh理/mm干粉干粉干粉干粉干粉干粉干粉干粉123456實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。作出壓下量對前滑的關(guān)系圖：，并進(jìn)行分析。作出軋件厚度對前滑的關(guān)系圖：，并進(jìn)行分析。作出摩擦狀態(tài)對前滑的關(guān)系圖：，并進(jìn)行分析。分析理論計(jì)算與實(shí)測值的差異，并分析產(chǎn)生原因。同時(shí)作出相應(yīng)的影響因素對軋制壓力的影響關(guān)系圖，并進(jìn)行回歸分析。分析實(shí)驗(yàn)過程存在的問題和解決這些問題的設(shè)想。列出組長、同組成員、分工情況、實(shí)驗(yàn)時(shí)間。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和相關(guān)的課程內(nèi)容，需要記錄哪些數(shù)據(jù)、觀察哪些現(xiàn)象、預(yù)計(jì)有那些結(jié)果等做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)前必須了解實(shí)驗(yàn)軋機(jī)的性能和相關(guān)的操作規(guī)程，能正確調(diào)整軋機(jī)和控制軋機(jī)的壓下，特別注意安全操作。送試樣必須用木棒，嚴(yán)禁用手送短試樣。取試樣必須在軋機(jī)出口側(cè)，思考題影響軋件前滑的因素分析？影響軋制壓力的因素分析？實(shí)驗(yàn)四：正向擠壓金屬流動(dòng)規(guī)律分析1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康臄D壓變形時(shí)，金屬質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)狀態(tài)與其所處的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。在軸對稱的變形條件下，應(yīng)力狀態(tài)也是軸對稱的，擠壓制品應(yīng)平穩(wěn)流出，即在其它條件一定的情況下，制品既不彎曲，也不扭轉(zhuǎn)。當(dāng)使用偏心模擠壓時(shí)，由于應(yīng)力狀態(tài)的對稱性在某一方位上被破壞，引起了金屬的供應(yīng)體積的改變，致使產(chǎn)生了不對稱的金屬流動(dòng)和不相等的金屬流動(dòng)速度，所以，擠壓制品出?？讜r(shí)產(chǎn)生了彎曲。通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對所學(xué)原理和理論有較為深入的理解。通過本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的：分析考察軸對稱擠壓時(shí)金屬流動(dòng)的規(guī)律。分析考察偏心模非對稱擠壓時(shí)時(shí)金屬流動(dòng)的規(guī)律。分析考察軸對稱擠壓時(shí)金屬流動(dòng)區(qū)域的特性和產(chǎn)生原因。分析考察偏心模非對稱擠壓時(shí)時(shí)金屬流動(dòng)區(qū)域的特性和產(chǎn)生原因。使學(xué)生了解模孔設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能引起金屬出?？讜r(shí)發(fā)生彎曲等的原因。分析考察擠壓力的變化情況。掌握測量擠壓時(shí)金屬流動(dòng)規(guī)律的一般測量方法。2．實(shí)驗(yàn)說明1）本實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生熟悉擠壓組合模具的裝配和壓力機(jī)的基本操作規(guī)程。進(jìn)一步理解擠壓狀態(tài)對金屬流動(dòng)的影響和測量方法，理解擠壓狀態(tài)對擠壓力的影響和測量。同時(shí)為培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用意識奠定基礎(chǔ)。2）實(shí)驗(yàn)原理簡介：研究金屬在擠壓時(shí)的塑性流動(dòng)規(guī)律是非常重要的，因?yàn)閿D壓制品的組織性能、表面質(zhì)量、形狀尺和工模具的設(shè)計(jì)原則都與其密切相關(guān)。影響金屬塑性流動(dòng)的因素有：金屬材料的變形抗力、摩擦與潤滑、溫度、工模具的形狀和結(jié)構(gòu)、變形程度與變形速度等。研究擠壓時(shí)金屬流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方法有多種：如坐標(biāo)網(wǎng)格法、觀察塑性法、金相法、光塑性法、莫爾條紋法、硬度法等，其中最常用的是坐標(biāo)網(wǎng)格法，我們的實(shí)驗(yàn)將采用此種方法。多數(shù)情況下，金屬的塑性變形是不均勻的，但是可以將變形體分割成無數(shù)小的單元體，如果單元體足夠小，則在小單元體內(nèi)可以近似認(rèn)為是均勻變形。這樣，就可以借用均勻變形理論來解釋不均勻變形過程，由此構(gòu)建成坐標(biāo)網(wǎng)格法的理論基礎(chǔ)。網(wǎng)格原則上應(yīng)盡可能小些，但考慮到單晶體的各向異性的影響，一般取邊長為5mm，深度為1—2mm。實(shí)驗(yàn)設(shè)備（名稱、規(guī)格、型號）、材料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)200噸油壓試驗(yàn)機(jī)。擠壓組合模具一套。擠壓模偏心和對稱各一個(gè)。游標(biāo)卡尺、鋼皮尺、劃針。汽油、酒精、機(jī)油、粉筆、鐵砂紙。試樣：材質(zhì)為鉛，ф31.5×75mm組合圓錠試樣各二塊。YD-21型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、SC-16光學(xué)示波儀、YE3818應(yīng)變放大器、INV306U智能信號采集處理分析儀。實(shí)驗(yàn)方法及步驟將試樣去除毛邊并打光，保證端面成直角，用汽油將試樣表面油污擦干凈。2）試樣編號，并測量試樣尺寸記錄在表內(nèi)。3）用干凈的棉紗蘸汽油將試養(yǎng)表面擦干凈，并在對稱面上畫邊長為5mm網(wǎng)格。4）裝配好模具、調(diào)整好壓力機(jī)，調(diào)試好記錄儀器等。5）對稱擠壓模擠壓金屬流動(dòng)的情況取一對稱擠壓模進(jìn)行擠壓，擠壓形成約為錠坯長度80%，然后停機(jī)，取出試樣，觀察記錄試樣對稱面上的網(wǎng)格變化情況，測量變形后的網(wǎng)格變化情況，并記錄在表中。同時(shí)將擠壓時(shí)的擠壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。偏心非對稱擠壓模擠壓金屬流動(dòng)的情況取一非對稱偏心擠壓模進(jìn)行擠壓，擠壓形成約為錠坯長度80%，然后停機(jī)，取出試樣，觀察記錄試樣對稱面上的網(wǎng)格變化情況，測量變形后的網(wǎng)格變化情況，并記錄在表中。同時(shí)將擠壓時(shí)的擠壓力測量值記錄相應(yīng)的表格中。數(shù)據(jù)整理，比較分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并給出結(jié)論。圖1試養(yǎng)網(wǎng)格劃分表1對稱模擠壓過程的試樣網(wǎng)格情況測量記錄表網(wǎng)格好?？字睆?mm模角試樣直徑/mm擠壓后格長/mm擠壓后格寬/mm長度線變形寬度線變形擠壓后格角度擠壓力/KN表2非對稱（偏心）模擠壓過程的試樣網(wǎng)格情況測量記錄表網(wǎng)格好?？字睆?mm模角試樣直徑/mm擠壓后格長/mm擠壓后格寬/mm長度線變形寬度線變形擠壓后格角度擠壓力/KN實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1）寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆?）列出全部原始測試資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和圖示。3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)作出曲線圖，并回歸出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)