材料加工和成型工艺实践课

高分子材料加工成型原理题库

填空：

1． 聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的__可模塑性__，__可挤压性__，__可纺性__和__可延性__。正是这些

加工性质为聚合物材料提供了适于多种多样加工技术的可能性。 2． __熔融指数__是评价聚合物材料的__可挤压性__这一加工性质的一种简单而又实用的方法，而__螺旋流动试验__

是评价聚合物材料的__可模塑性__这一加工性质的一种简单而又实用的方法。

3． 在通常的加工条件下，聚合物形变主要由__高弹形变__和__粘性形变__所组成。从形变性质来看包括__可逆形变__

和__不可逆形变__两种成分，只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。 4． 聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生__粘性形变__，也有弹性效应，当Tg

时，主要发生__弹性形变__，也有粘性形变。 5． 按照经典的粘弹性理论，加工过程线型聚合物的总形变可以看成是__普弹形变__、__推迟高弹形变__和__粘性形变

三部分所组成。 6． 假塑性流体在较宽的剪切速率范围内的流动曲线，按照变化特征可以分为三个区域，分别是：__第一牛顿区__、__

非牛顿区__和__第二牛顿区__。

7． 聚合物液体在管

1. 物料的混合有哪三种基本的运动形式? 聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主? 为什么? i. 分子扩散 ii. 涡流扩散 iii. 体积扩散

体积扩散为主, 因为他主要是指流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动, 或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动,以期达到各组分的均布.对流混合通过两种机理发生, 一种体积对流,另一种层流对流混合, 前者通过塞流对物料进行体积重新排列, 而不需要物料连续变形, 这种重复的重新排列可以是无规的, 也可以是有序的. 在固体掺混机中混合式无规的, 而在静态混合机的混合则是有序的. 而层流对流混合是通过层流而使物料变形, 它发生在熔体之间的混合, 在固体粒子之间的混合不会发生层流混合. 层流混合中, 物料要受到剪切、伸长(拉伸)和挤压(捏合).

分子扩散主要在与低分子的混合.在浓度梯度驱使下，各组分自发地由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域从而达到各处组分均化的一种扩散形式。分子扩散在气体和低粘度液体中占支配地位。 在固体与固体间，分子扩散作用是很小的。在聚合物加工中，熔体与熔体间分子扩散极慢，无实际意义。但若参与混合的组分之一是低分子物质,则分子扩散可能是一个

1. 金属的铸造性能主要是指合金的充型能力、收缩性、吸气性

2. 金属的焊接性一般包括两方面的内容一是工艺焊接性，二是使用焊接性，实际生产中，

对于碳钢低合金钢等钢材，常用碳当量估算其焊接性

3. 焊条电弧焊焊条是由焊芯和药皮组成，焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，焊条药皮主

要起保证焊接顺利进行以及焊缝质量的作用。焊条按药皮熔渣的性质可以分为酸性焊条和碱性焊条

4. 按照气体的来源，铸造成形中产生的气孔可以分为侵入气孔、析出气孔和反应气孔 5. 按照焊接过程的物理特点不同和所采用的能源的性质，可将焊接方法分为熔焊压焊钎

焊。焊接电弧由阴极区，阳极区，弧柱区三部分组成。 6. 纤维组织形成后，用热处理的方法难以消除，只能通过锻造方法是金属在不同的方向上

变形，才能改变纤维组织的方向和分布。 如何合理的利用纤维组织：1流向与最大拉应力方向一致2流向与切应力冲击方向垂直3沿工件外轮廓连续分布

7. 金属的铸造性能常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。影响锻造性能的因素：1金属

的本质（1）金属的化学成分（2）金属的组织状态2变形条件（1）变形温度（2）变形

速度（3）变形时的应力状态 粉末冶金工艺过程主要包括粉末混合，压制成型，烧结和后处理

8. 顺心凝固

挤出

1. 以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分）

答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）

特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。

影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气

2. 简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。

原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。

3. 简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分)

管材的内外径

玉石加工常用设备和工艺材料

一.常用设备

要把玉石原料琢磨成玉石成品，必须借助于一定的加工设备，而加工设备实际上是随科学技术的发展而不断改进和发明的。目前的玉石加工设备的种类已相当繁多，但根据其在玉石加工中的作用，可将加工设备分成下列几大类。 1、切割设备

切割设备主要用于玉石原料的分割，其具体用途有：

（1）分割原石：把大块料分割成小块料，或把大块料上的废料剔除； （2）预形：把毛料修整为初步的造型(毛坏)。

根据用途不同，切割设备又可分为下料机(或开石机)和修整机两大类。

下料机(开石机):主要是用于分割较大块的玉石，其结构比较简单，主要部件有：钢质主动轴、轴承、冷却装置、支撑和进料装置、防溅罩、电动机和皮带等（图6-3-1）。

修整机：主要用于小块玉石(珍贵玉石)的切割和毛料的修理。其结构简单，主要部件有：电动机、冷却机、载物台、锯片、防溅罩、轴承和主动轴、皮带轮和皮带、有机玻璃防溅板等(图6-3-2)。 2、磨削设备

主要用于磨削玉石使之出造型。根据磨削方式和磨具不同，磨削设备可分以下几种： （1）轮磨机：主要功能是给玉石倒棱和圈形，即磨削玉石毛坯使之成造型雏型。其主要部件是：轴承、主动

挤出

1. 以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分）

答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）

特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。

影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气

2. 简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。

原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。

3. 简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分)

管材的内外径

1.积屑硫的影响：在形成积屑瘤的过程中，金属材料因塑性变形而被强化。因此，积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。同时，由于积屑瘤的存在，增大了刀具实际工作前角，使切削轻快。所以，粗加工时希望产生积屑瘤。 但是，积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断地产生和脱落，是切削层公称厚度不断变化，影响尺寸精度。此外，还会导致切削刀的变化，引起振动，并会有一些积屑瘤碎片粘附在工作已加工的表面上，使表面变得粗糙。因此，精加工时应尽量避免积屑瘤产生。

2.车削的工艺特点：易于保证工件各加工面的位置精度；切削过程比较平稳；适合于有色金属零件的精加工；刀具简单。

3.刨削的工艺特点：通用性好；生产率较低。

4.拉削的工艺特点：生产率高；加工精度高，表面粗糙值较小；拉床结构和操作比较简单；拉刀价格昂贵；加工范围较广。

5.逆铣和顺铣的对比：顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由最大减小到零，铣削刀将工件压向工作台，减少了工件振动的可能性，尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。逆铣时，每个刀齿的切削层厚度是从零增大到最大值，铣削刀上抬工件。由上述分析可知，从提高刀具耐用度和工件表面质量，增加工件夹持的稳定性等观点出发，一般以采用顺铣法为宜，但一般

1. 铸铁浇注系统：浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道 2. 横浇道功能：稳流、流量分配、挡渣

3. 按浇注系统各单元断面比例分类:收缩式浇注系统、扩张式浇注系统、半扩张式浇注系

统

4. 按液态金属导入铸件型腔的位置分类:顶注式浇注系统、底注式浇注系统、中注式浇注

系统、阶梯式浇注系统

5. 铸件分区域:冒口区、末端区、轴线缩松区

6. 以球墨铸铁为代表，其凝固过程可分为一次收缩、体积膨胀、二次收缩 7. 当 液态收缩 终止或 体积膨胀 开始时，让冒口劲及时冻结 8. 冷铁分类:内冷铁、外冷铁

9. 外冷铁分类:直接外冷铁、间接外冷铁

10. 开式模锻变形过程:第Ⅰ阶段镦粗变形 第Ⅱ阶段形成飞边 第Ⅲ阶段充满模膛 第Ⅳ阶

段打靠

11. 闭式模锻变形过程阶段:镦粗阶段、充满角隙阶段、挤出端部飞边阶段 12. 挤压基本方法:正挤压、反挤压

13. 挤压按温度不同可分为:冷挤压、温挤压、热挤压

14. 冲裁过程:弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段

1. 收缩式浇注系统：直浇道、横浇道和内浇道的横截面积依次缩减的浇注系统 2. 扩张式浇注系统：直浇道、横浇道和内浇道的横截面积依次扩大的浇注系统 3. 半扩张式浇注系统：A直A内，而且A内>

高分子材料成型加工原理复习课提纲

1 在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求？ 有一定的力学性能

兼或同时具有一定的功能特性 具有一定的可加工性 市场价值经济价值

环保、节能、安全特征社会价值。

要求：可满足生产或生活中的某种需要，并能够参与社会经济发展的循环过程 3 如何理解“流动”？

流动：运动单元在外力场作用下运动并损耗能量 聚合物流体的流动现象：聚合物流体某尺寸水平上的运动单元在外力场作用下产生相对运动而损失能量的现象。

5为满足成型和加工的需要，通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性？ 调整温度压力等外部工艺条件，影响包括范氏力，氢键，分子间配合键等等

对分子结构进行改性，如纤维素，或将化学结构与工艺条件相结合，如针对一些天然高分子材料

优选，引入低分子增塑剂和超临界流体等介质，如对淀粉，PVC改性等 6 聚合物材料的可加工性通常包含哪些方面？ 可挤压性，可模塑性，可延展性，可纺性

7 熔融指数？熔融指数在实际的成型加工过程中有什么样的应用？其局限性？

熔融指数定义为：在一定的温度和压力下，10min内从特定毛细管中流出的聚合物熔体的克数，单位为g/10min。

熔体流动速率可表征热塑性塑料在

第一章

1. 高分子材料的定义

以高分子材料为主要组分的材料

2. 高分子材料成型加工的定义

高分子材料是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术

3. 高分子材料工程特征的含义

高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关，有很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响

第三章

2. 热稳定剂是一类能够防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂

分类： 铅盐类稳定剂，有机锡类稳定剂，有机锑类稳定剂，有机辅助稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂

用于食品： 有机锡类稳定剂，复合稳定剂，稀土类稳定剂

3. Pvc塑料 因为PVC是一种极现在高温下的加工成型。

？？/、？性高分子，分子间的作用力很强，导致加工温度超过其分解温度，只有加入热稳定剂才能实

4. 抗氧剂是指可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。 抗臭氧剂是指可以阻止或延缓高分子材料发生臭氧破坏的化学物质。

不同：抗氧剂是抑制扩散到制品内部的氧，而抗臭氧只是在制品表面上发挥作用。 5. 光稳定剂是可有效地抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。 ？/、？/

8. 润滑剂是降低熔体