聚合物加工原理习题

第一篇：聚合物加工原理习题

第四章

1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。

聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。

2、简述高聚物熔体流动的特点。由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比低分子液体复杂。在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。即非牛顿型流动。

3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响? 聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。随熔体在口模内停留时间延长，弹性变形得到恢复，离模膨胀呈指数关系减小。故增长口模长度可减小离模膨胀。保证挤出速率在临界挤出速率以下，γc随挤塑温度的增加而变大，但与口模的表面粗糙度无关。因此，升高温度是挤塑成功的有效办法。入口收敛角α↑，γc↓，L/D↑, γc↑减小入口收敛角，增大长径比可增大临界挤出速率。

4、取向度对注塑制品的力学性能有何影响? 非晶聚合物取向后，沿应力作用方向取向的分子链大大提高了取向方向的力学强度，但垂直于取向方向的力学强度则因承受应力的是分子间的次价键而显著降低。团此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸强度，断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。取向结晶聚合物的力学强度主要由连接晶片的伸直链段所贡献，其强度随伸直钱段增加而增大，晶片间伸直链段的存在还使结晶聚合物具有韧性和弹性。通常，随取向度提高，材料的密度和强度都相应提高，而伸长率则逐渐降低

5、聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？

成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子分子链发生取向。依受力方向分为：

1、流动取向：系指在熔融成型或浓缩成型中，高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂，沿剪切流动的方向排列。次表层的取向度最高。

2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子链、链段或结晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有单向拉伸和双向拉伸。

影响因素：

1、分子结构（结构简单，柔性的有利于取向）

2、低分子化合物（降低Tg/Tf有利于取向）

3、温度（升温有利取向）

4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性等增加，单轴拉伸后，取向方向（纵向）和垂直于取向方向（横向）强度不一样，纵向强度增加，横向减少，对于结晶性高分子，取向拉伸后结晶度增加，玻玻璃化温度增加。

6、入口压力降产生原因有哪些？（1）、物料从料筒进入口模时，熔体粘滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失；（2）、在入口处由于聚合物熔体产生弹性变形，因弹性能的储蓄所造成的能量消耗；（3）、熔体流经入口处时，由于剪切速率的剧烈增加而引起速度的激烈变化，为达到稳定的流速分布所造成的压力降。

7、聚合物的结晶度将如何影响注射制品的性能？对结晶度较高的材料，在注射工艺参数的选择中应该注意那些问题？

聚合物结晶度对制品性能影响包括：密度、力学性能、热性能及其他性能等。密度：结晶度高, 分子链排列有序而紧密, 分子间作用力强, 所以密度随结晶度的提高而增大。拉伸强度：结晶度高, 拉伸强度高。弹性模量：弹性模量随结晶度的增加而增大。冲击强度：冲击强度随结晶度的提高而减小。热性能：结晶度增加有利于提高软化温度和热变形温度。光泽度：结晶度提高会增加制品的致密性, 使制品表面光泽度提高, 但由于球晶的存在会引起光波的散射, 而使透明度降低。翘曲：结晶度提高会使体积变小, 收缩率加大。对结晶度较高的塑料设定工艺参数应注意：主要是模温的设定，当聚合物熔体温度高于熔融温度时(T > Tm), 大分子链的热运动显著增加, 当大于分子的内聚力时, 分子就难以形成有序排列而不易结晶;当温度过低时, 大分子链段的运动能很低, 甚至处于冻结状态, 也不容易结晶。所以结晶的温度范围是在T g 和Tm 之间。冷却速度： 冷却速度决定于熔体温度与模具温度的温差。冷却速度快, 结晶时间短, 结晶度低, 制品密度也会降低。注射压力：对于结晶性高聚物而言, 在注塑过程中, 可通过提高注塑压力和注射速率获得较高的结晶度, 当然, 提高的程度应以不发生熔体破裂为限。挤出成型

单螺杆挤出机的挤出系统和传动系统包括哪几个部分? 单螺杆挤出机由传动系统，挤出系统，加热和冷却系统，控制系统等几部分组成。挤出系统和传动系统主要包括传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等五部分 简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段称为加料段，在加料段中，物料依然是固体，主要作用是使物料受压，受热前移，螺槽一般等距等深。压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压缩段的螺槽体积逐渐减小。均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。

什么是螺杆的压缩比,单螺杆挤出机的螺杆通过哪些形式获得压缩比? 螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。

在螺杆的压缩段附加一条螺纹，这两条螺纹把原来一条螺纹形成的螺槽分成两个螺槽，一条螺槽与加料段螺槽相通，用来输送固态物料；另一条螺槽与均化段相通，用于液态物料的输送。这就避免了单螺纹螺杆固液共存于一个螺槽引起的温度波动。如何获得单螺杆挤出机最大的固体输送速率? 结构角度：1增加螺槽深度； 2降低物料与螺杆的摩擦系数； 3增加物料与料筒的摩擦系数； 4选择适当的螺旋角。工艺角度：1增加料筒温度（fb↑）；②降低螺杆温度（fs↓）。简述双螺杆挤出机的主要工作特性。

a.强制输送作用 在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中，两根螺杆相互啮合，啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使其在物料输送过程中不会产生倒流或滞流。无论螺槽是否填满。输送速度基本保持不变，具有最大的强制输送性。

b.混合作用 由于两根螺杆相互啮合，物料在挤出过程中进行着比在单螺杆挤出机中更为复杂的运动，不断受到纵向横向的剪切混合，从而产生大量的热能，使物料加热更趋均匀，达到较高的塑化质量。c.自洁作用 反同旋转的双螺杆，在啮合处的螺纹和螺槽间存在速度差，相互擦离过程中，相互剥离粘附在螺杆上的物料，使螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆，在啮合处两根螺杆的运动方向相反，相对速度更大，因此能剥去各种积料，有更好的自洁作用。简述聚合物物料在单螺杆挤出机中的熔化过程。

由固体输送区送入的物料，在进入熔化区后，即在前进的过程中同加热的料筒表面接触，熔化即从这里开始，且在熔化时于料筒壁留下一层熔体膜，若熔体膜的厚度超过螺翅与料筒间隙，就会被旋转的螺翅刮落，并将其强制积存在螺翅的前侧，形成熔体池，而在螺翅的后侧则为固体床，这样，在沿螺槽向前移动的过程中，固体床的宽度就会逐渐减少，直至全部消失，即完全熔化，熔体膜形成后的固体熔化是在熔体膜和固体床的界面发生的，所需热量一部分来自料筒的加热器，另一部分则来自于螺杆和料筒对熔体的剪切作用。简述聚合物熔体在挤出机均化段的流动形式。熔体在均化段的流动包括四种形式：正流、逆流、漏流和横流。正流，亦称拖曳流动：由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用引起物料沿螺槽方向(z方向)向机头的流动，这是均化段熔体的主流。逆流，亦称压力流动：由于机头口模、过滤网等对料流的阻碍作用使料流沿螺槽反向的流动。横流：螺棱的推挤作用和阻挡作用造成的物料在落槽内的往复流动，仅限于在每个落槽内的环流。漏流：物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动，它也是由于机头和口模对物料的阻力所产生的反向流动。

什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？

螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

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。

定内径：定径套装于挤出的塑料管内，即从机头挤出的管子内壁与定径套的外壁相接触，在定径套内通冷却水，将管子冷却定型。由于定径套的冷却水管是从管芯处插入的，故这种定型法只有直角式机头或偏移式机头的挤出才能使用。定外径：使挤出管子的外壁与定径套内壁相接触而起定型作用。内压法：向管内通入压缩空气的内压法真空法：在管子外壁抽真空法

以尼龙棒材的挤出成型为例,说明挤出成型的工艺过程,并讨论原料和设备结构的选择,工艺条件的控制中应注意的问题。

①原料的选择：尼龙的熔融温度范围窄，黏度偏低，须特别注意选择高黏度的尼龙作为挤出棒材的原料，以保证成型的稳定性；②原料干燥：尼龙极易吸水，挤出前必须充分干燥，否则，会导致尼龙在加工过程中出现降解；③挤出成型：是棒材制造的主要过程，挤出成型中应注意两点，一是挤出速度要慢，否则影响定型；二是温度控制波动范围要小，否则容易造成黏度的较大波动，从而影响挤出稳定性； ④制品的定型与冷却：定型部分要长一些，采用缓慢冷却，若使用急冷，很容易造成棒体内部缩孔；⑤牵伸和后处理：牵引要均匀，牵引切割后的棒材要进行调湿处理，以防止使用过程中的尺寸变化。注射成型

注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。

按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统 嵌件预热有何意义。

为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。注射前，金属嵌件先放进模具内的预定位段，而后经注射成型才能和塑料成为一个整体。由于塑料与金属的热性能差异很大，两者收缩率不同，因此，有嵌件的塑料制品，在嵌件周围易出现裂纹或制品强度较低。设计制品时应加入制件周围塑料的厚度，同时对金属嵌件进行预热也是必要的。因为嵌件预热可以减小塑料熔体与嵌件的温差，使嵌件周围的塑料熔体冷却比较慢，收缩比较均匀，产生一定的熔料收缩作用，以防止嵌件周围产生较大的内应力。

注射机常用喷嘴类型？从加工塑料性能和成型制品特点来考虑，如何选择喷嘴？

1、通用式喷嘴：是最普遍的形式，这种喷嘴结构简单，制造方便，无加热装置，注射压力损失小，常用于PE、PS、PVC及纤维等注射成型。

2、延伸式喷嘴：是通用是彭罪的改进型，结构也较简单，制造方便，有加热装置，注射压力姜较小，适用于PMMA、POM、PSF、PC等高粘度树脂

3、弹簧针阀式喷嘴：是一种自锁式喷嘴，结构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力损失较大，较适用于PA、PET等熔体粘度较低的塑料注射。

试问一旦在注射成型过程中（使用螺杆式注射机）发现未熔的颗粒料，将如何调整工艺参数以获得理想的制品？

注射成型过程中发现未熔的颗粒料，其主要原因是塑化不良。调整工艺参数：可适当提高塑化背压，适当提高料筒温度，延长物料在料筒中停留时间，提高螺杆转速等。随着螺杆转速的增加，橡胶注射成型的硫化时间为何呈现“U”形变化？

随着螺杆转速的提高，机筒内的胶料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可获得较高的注射温度，缩短注射时间和硫化时间。螺杆转速过高时，螺杆表面橡胶分子链发生拉伸取向，形成多层取向状态，产生一种收缩力，起到一种钳制作用，使胶料成团抱着螺杆一起转动，产生较严重的“包轴现象”，不能使胶料很好地受到剪切作用，故胶温反而下降，注射温度降低，硫化时间延长。注塑制件后处理主要有哪些方法，各有什么意义。

随着螺杆转速的提高，机筒内的胶料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可获得较高的注射温度，缩短注射时间和硫化时间。螺杆转速过高时，螺杆表面橡胶分子链发生拉伸取向，形成多层取向状态，产生一种收缩力，起到一种钳制作用，使胶料成团抱着螺杆一起转动，产生比较严的“包轴现象”，不能使胶料很好的剪切作用，故胶温反而下降，注射温度降低，硫化时间延长。

注塑制件后处理主要有哪些方法，各有什么意义

热处理，调湿处理，热处理的实质：使强迫冻结的分子链得到松他，凝固的大分子链段转向无规位置，从而消除这一部分的内应力。提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高结晶塑料制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。调湿处理是为了在较短的时间内稳定的尺寸。同时还可以加快达吸湿平衡，从而改善制件的柔曲性和韧性，使它的冲击强度和拉伸强度均有提高。结晶性塑料和非晶塑料在注塑工艺上有何不同。塑化阶段，结晶性塑料的塑化需要更长的时间冷却阶段，结晶性塑料的冷却要严格控制，冷却的快慢直接影响塑件物性 某塑胶公司有如下原料： 聚乙烯A(熔体流动指数为7g/10min)；聚乙烯B(熔体流动指数为 0.3g/10min)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；尼龙66。

–（1）拟生产Φ50cm、高300cm的垃圾桶，可选用什么成型方法，选择上述什么原料（要简述选择的理由）？为了降低生产成本，打算在聚合物中加入30％碳酸钙填料，请问在加入填料后，成型工艺可能做那些调整？

– 选择聚乙烯A，相对B而言，熔体流动指数较高，加工较容易。聚苯乙烯太脆，会被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，不适合做垃圾桶，PC和尼龙66原材料费较高，也不适合做垃圾桶。大型垃圾桶可以用挤吹中空塑料成型。– 加入填料后，材料的黏度会有所提高，所以挤出过程中应该提高温度，以降低材料黏度，即降低加工难度。在吹塑时，气体压力不宜过大，避免基体和填料间的应力开裂。拟生产手机外壳，该公司有的工程师认为采用聚苯乙烯较好，而有的工程师认为采用聚碳酸酯较好，你认为选用那种聚合物合适，谈谈理由。若选用聚碳酸酯，在成型过程中应注意那些问题？

– 选用PC较好。聚苯乙烯的化学稳定性比较差，作为手机外壳可以被多种有机溶剂溶解，会被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，并且在受到紫外光照射后易变色。质地硬而脆，抗冲击性能较差，作为手机外壳不耐摔，易破裂。

– 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。但其耐磨性差，一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

– PC遇水容易水解，产生断键、分子量下降和物理强度降低等现象。所以应该严格控制PC中的水分，避免产品出现气泡银纹等，通常在PC加工前需用热风干燥机干燥3-5小时。中空吹塑成型

简述注塑吹塑工艺过程。聚酯透明瓶的成型为例，聚酯的特点是易吸潮，结晶速度慢，为了得到尺寸精度高，透明性好的聚酯透明瓶，一般采用两步法进行注射吹塑成型。第一阶段为型坯的制造（注射法），第二阶段为坯件的吹塑成型。第一阶段型坯的制造（注射法）主要有三个步骤，首先是注射成型前的准备，对聚酯型坯的成型前准备主要是物料的干燥，一般要对聚酯切片在120℃下干燥6-12小时；其次是借助注射机和型坯成型模具进行注射成型；最后是后处理，型坯的后处理仅限于修边，不可进行热处理。第二阶段型坯的吹塑分四个步骤，第一是对型坯加热到Tg以上，进入橡胶态；第二是入模，即把加热好的型坯迅速移入模具中；第三是吹塑成型，即在已加热的型坯吹入压缩空气，型坯即胀大脱离金属管贴于模壁上成型；第四是冷却脱模。

简述挤出吹塑工艺过程。①管坯直接由挤出机挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中；

②当下垂的型坯达到规定长度后立即合模，并靠模具的切口将管坯切断； ③从模具分型面上的小孔送入压缩空气，使型坯吹胀紧贴模壁而成型； ④保持充气压力使制品在型腔中冷却定型后开模脱出制品。

以尼龙6制备的汽车油杯的成型为例，说明挤出吹塑的工艺过程，并分析原料的选择和成型各阶段的工艺条件控制中应注意的问题。

– 汽车油杯的成型过程包括原料的选择和干燥，挤出型坯，闭模，吹塑，冷却脱模等几个过程。由于尼龙粘度相对较低型坯易下垂，原料的选择应特别注意选择高粘尼龙作为基础原料；同时，由于尼龙粘度对温度敏感性大，挤出吹塑过程应特别注意温度控制。热成型的定义。

热成型是一种以热塑性塑料板材和片材为成型对象的二次成型技术，其法一般是先将板材裁切成一定形状和尺寸的坯件，再将坯件在一定温度下加热到弹塑性状态，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当的修整，即成为制品。热成型过程中对坯件施加的压力，在大多数情况下是靠真空和引进压缩空气在坯件两面形成气压差，有时也借助于机械压力或液压力。

要制作一直径达2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圆筒，可以采用哪些方法？

– 对于这种大尺寸的圆筒，很难采用挤出法生产，可以采用热成型法生产。如可以用机械 加压法生产两、三块弧形板，通过热熔连接成一个完整筒体。也可以采用加热后卷绕的办法直接卷绕成型。其他成型工艺

铸塑成型有哪几种方式？

铸塑技术包括静态铸塑、嵌铸、离心浇铸以及流延铸塑、搪塑和滚塑等。请分别写出以下制品最多可以用哪些成型加工方法来生产：

– 线缆包覆层：挤出成型– 沙滩鞋底：压延成型、注射成型 – 橡胶的胎面：压出成型、模型硫化

– 小型儿童玩具：热成型、注射成型、挤出成型、搪塑成型 – 尼龙薄膜：压延成型、挤出成型、吹塑成型 – 矿泉水瓶：注射成型、挤出成型 – 塑料水桶：注射成型 – 医用标本：嵌铸成型

简述PTFE成型加工方法原理并说明如何调节其制品性能？ – 原理：PTFE 室温下冷压成型坯后再烧结，经冷却后得到制品。（可用图示说明）– 措施：控制冷却速度，调整结晶程度来调节其制品性能。

下列哪些参数与挤出机的产量无关？ D A.螺杆直径 B.螺杆长度 C.螺杆转速 D.切粒机转速 当双螺杆挤出机机头压力过高时应该调整 B A．喂料量 B。螺杆转速 C。机筒温度 D。螺杆组合 挤出机的测温装置热电偶的作用是 A A．测量温度 B。控制温度 C.加热 D。冷却 挤出过程中料条表面粗糙是因为 D A．塑料水分太大 B。熔体温度太高 C。挤出速度太低 D。挤出速率太高 挤出过程中料条带有黑点是因为 AB A．挤出温度太高 B.机头口模处有不干净的地方 C。挤出温度太低 D。原料太脏 物料塑化时的热量来源为 AB A．料筒传热 B。物料内部摩擦 C。物料反应热 D。环境热量 挤出成型的控制系统不包括 D A．电气传动系统 B。温度控制 C。压力控制 D。喂料控制 双螺杆有清除机筒、螺杆表面物料的能力，这种能力称为 A A．自洁 B。自转 C。扫堂 D。振动 塑料熔体指数越大，其流动就越容易，所以挤出量随塑料熔体指数的增加而 B A．降低 B。增加 C。无影响 D。以上都错

结晶会提高制品的许多重要性能，也会使（D）性能下降。A．密度 B。拉伸强度 C。刚度 D。透明

在加工过程中影响熔体的热稳定性及制品的耐化学试剂性和渗透性等的聚合物结构是 A A．聚合物分子中的单个原子与官能团 B。分子量 C。分子柔性 D。分子间键合 在中空吹塑成型过程中，可确定型坯成型难易程度的聚合物结构是 B A．分子柔性 B。分子量 C。结晶与取向 D。分子间键合 不管是哪类添加剂，在选用时应注意 ABCD A．相容性 B。协同性 C。功能性 D。经济性 外润滑剂加入分子中是为了 ABD A．降低塑化熔料温度 B。减少熔料与设备表面的摩擦力 C．减少熔料间的摩擦 D。阻止熔料粘在设备金属表面上 在吹塑制品过程中，若型坯的壁厚膨胀太大会造成 D A．过多的飞边 B。制品上出现褶皱 C。制品壁会太薄 D。原料的浪费 在挤出成型中会产生熔体破裂现象的因素有 D A．挤出速率 B。熔体温度 C。机头结构 D。以上都是 通过（）可消除挤出过程中出现的熔体破裂现象。AD A．提高机头温度 B。降低机头温度 C。提高挤出速度 D。降低挤出速度 在中空吹塑成型制品中，影响制品收缩率的因素有 ABCD A．塑料的种类 B。型坯的熔体温度 C。制品的壁厚 D。模具的温度 吹塑容器的底部为（），可以很好的补偿收缩率。

A．凹形 B。凸形 C。平形 D。以上三种均可

第二篇：青岛科技大学聚合物加工原理知识总结(浓缩版)

第一章

 聚合物加工原理涉及到材料的性质、加工工艺和机械设备之间的相互影响作用，必需了解、认识并掌握它们之间的协调关系

 八大应用领域：生命科学与生物技术、信息科学与工程、材料科学与工程、新型能源科学、环境科学、海洋科学、宇航科学、安全科学

 聚合物加工的科学内涵：重要性（材料转化为产品的关键）、科学性（为…提供理论依据）、工程性（注重工程实际）、综合性（涉及多学科，形成一门科学与工程紧密结合的学科）

 聚合物的特殊性质：成型性好、比重小、耐腐蚀、耐磨损、电绝缘性好、保温性好、隔音性好、容易染色、透明性好、防辐射、耐高温、变形小、弹性好、防蛀性好  聚合物加工两个显著特性：科学性（涉及多种方法）、综合性或技术的集成性（依赖于多门学科知识的有机结合）

第二章

 聚合物的成型加工要求：使聚合物熔融或软化，呈现流动性与可塑性；赋予制品一定形状；对某些聚合物，以某些单体或低分子化合物开始，按一定程序反应，制成所需材料或制品，尤其是热固性塑料。通过加工操作利用原材料的物理或化学变化，达到对物料改性的目的。

 主要成型方法：挤出 注塑 压延 压缩模塑 热成型

 加工新技术：气辅注射 微孔发泡 多层成型 多相成型 反应成型 低压成型

 主要成型设备：

开放式炼胶机：开炼机用来制备塑炼胶、混炼胶、进行热炼、出型加工，它是使用最早的塑炼方法。其加工塑炼胶料质量好，收缩小，但生产效率低，劳动强度大、有污染。适宜于胶料变化多和耗胶量少的工厂。

密炼机：可进行塑炼、混炼（初炼、终炼）。与开炼机比，具有效率高、周期短、能力大、污染小等优点。

挤出机：在旋转着的螺杆轴向力作用下，通过位于口模端一特定形状的通道，获得该通道所具有的截面形状，其成型连续、稳定。

问题：制品不均匀，挤出不稳定，挤出有胀大，能量损耗。

原因：均匀性 熔体破裂（影响挤出速度稳定性）挤出物胀大特性 能量耗散性 注射成型机：间歇周期成型,成型周期短，效率高，熔料模具磨损小，能成批量地成型形状复杂，表面、图案与标记清晰，尺寸精度高的塑件。

主要问题：模腔充不满 过充（称为飞边）尺寸精度达不到 各部分物料不均匀成型后各部分收缩不均匀

影响因素：流道截面及模腔截面形状、料筒温度、注射压力及速度、保压时间、模具温度、塑件厚度

压延成型机：连续的薄膜及片材成型方法，加工能力大，生产速度快，产品质量稳定，但设备庞大，投资高，宽度受压延辊长限制。

主要问题：薄膜宽度及厚度的控制(难于控制），杂质的去除（不易去除）。影响因素：压延成型辊数目、排列方式，成型辊的温度、速度、过滤装置。

 聚合物加工主要步骤：混合、混炼 成型 后加工  按形态转变加工操作两个过程：成型准备阶段 成型阶段

 聚合物加工机械发展的推动因素：社会需求 相关学科知识交叉、渗透与融合  主要设计思想：借用（金属成型方法中借用）转化（橡塑设备相互转化）发展

第三章

 材料的三种性质：材料内在性质 加工性质 产品性质

 可加工性：可挤压性 可模塑性 可延展性（可拉伸性） 流动机理：链段相继跃迁

 滞后效应：形变迟于外力的现象称为“滞后效应”或“弹性滞后”。 挤出时胀大，注射时收缩  巴拉斯效应（挤出胀大），措施：增加口模长度、提高口模温度  韦森堡效应（包轴现象）：开炼及压延过程中存在反流

 熔融破裂：高弹形变占的比例大，超过粘流形变时，产生熔体破裂。

 流动类型：(1)层流与紊流(2)稳流与非稳流(3)等温流与非等温流(4)一维流、二维流及三维流(5)拉伸流、剪切流(6)拖曳流、压力流

第四章

 牛顿流动：黏度不随剪切速率变化 应变具有不可逆性质，即有纯粘性流体特点dvd drdt

 非牛顿流动：剪应力与剪切速率不成正比, 粘度取决于剪切作用

非牛顿性是粘性和弹性行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分

ndvdKKKdrdt nn 影响聚合物流变行为（η）因素：1.聚合物熔体内的自由体积2.大分子长链之间的缠结 具体影响：温度、压力、剪切速率、结构组成、添加剂

 张量物理定义：一点处不同方向面上具有不同矢量值的物理量。

 张量不变量：应力主轴在空间的取向和主应力的大小是坐标变换时的不变量。

 流变学基础方程：

连续性方程：封闭系统内的质量是一定的。

DVxVyVzDttxyz

DDt也称为密度的随体导数，其意思是指密度随着流体质点一起运动所产生的变化率。等式右边第一项表示密度随时间的变化，称为局部导数，它是由流动场的不稳定性引起的。其它三项表示密度随空间位置的变化，称为迁移导数，它是由流动场的不均匀性引起的。

动量守恒方程：系统的动量变化率等于该系统上的全部作用力。

左边第一项称为惯性力项，它反映单位时间、单位体积流体的动量的增量；

右边第一项是静压项，反映压力梯度对动量的影响；

右边第二项是粘性力项，反映应力变化对动量的影响；

右边第三项是重力项（或重力分量）反映重力对动量的影响。

能量守恒方程 DVpgDtCVDTpqTV：VDtTp

等式左边第一项是内能项，它表示单位时间内某点的温度变化 右边第一项为热传导热流量，反映热传导引起的空间温度变化。右边第二项为由于温度变化引起的压缩或膨胀作功 右边第三项为粘性耗散，表示粘性流体发热

流变状态方程 牛顿流体：

yzdVzyzdy

是剪切速率（也是速度梯度）dVzdy，yz非牛顿流体：

yzndVKzKyzdy nK为稠度，它表示当切变速率为1时，流体所受的剪切应力；

n 流动指数。第五章

 增压的目的及途径：

目的：①定向流动 ②提高传热效率 ③使制品密实 ④排气 途径：①设备结构 ②聚合物熔体流变特性（粘度大） 增压的分类:

DVDt称为惯性项，产生的压力称为惯性增压，如：离心浇注、冷压的热挤出。

DVPgDtP 施加外力→产生压力（正机械位移），外（静）增压。如：注射过程的压力；全捏合异向回转双螺杆挤出机；齿轮泵挤出机。

粘性动增压→ 拖曳流。如：单螺杆挤出机、压延、辊式混炼机

g体积力增压如：压注模塑，没有流动或容器壁面不运动，与流体变形无关。

是由于熔体流动变形产生的压力，属动增压法； 与熔体流动（或变形）无关，属静增压。平行平板流动（动粘增压）：利用平板的移动，通过粘性流体的拖曳流动，实现增压作用。 两种分析方法：简化为一维流动的近似方法、平面二维流动分析方法 

Vx和Vz看作是相互独立的、彼此无关联的两个流动速度  假设其它条件同牛顿流体：①层流 ②等温、定常 ③壁面无滑移 ④非牛顿流体 ⑤忽略重力 ⑥全展流

 牛顿流体在平行平板间的净流率等于拖曳流p与压力流d的线性叠加。

qqdH2dPaqdqd6Vbdz

a 称为截流比qpq=qd+qp

截流比 a：①代表挤出机的操作状态 ②反映了压力梯度的大小

 非牛顿流体与牛顿流体的区别：

（1）对非牛顿流体,产量不能分解为独立的拖曳流和压力流(速度也是如此)产量，而牛顿流体可以分解为拖曳流和压力流

pz、ξ（2）在给定的拖曳速度下，产量是无因次压力梯度G和流变参数s、抖 0的函数。（3）牛顿流体产量最大。

 非平行平板流动（动粘增压）：

机理：（1）流体动压润滑机理（2）螺槽入口与出口容积不同，产出压缩比

应用：刀涂、辊涂、辊式混炼机、压延、双辊挤出、滑动轴承

建立方程与平行平板之间的不同之处在于边界条件的不同。H=H 列出二维雷诺方程，再简化为一维流动，结果：

*dP=0dz

P=f(H0、H1、L Vb、q h)压力的建立取决于：几何参数、物性参数，物料粘性参数 结论平行平板入口压力等于出口压力时, 没有增压； 非平行平板入口压力等于出口压力时, 有增压

最大压力出现在H2H010*PmaxP0，dp/dz=0处，6LVbH0H*

第六章

 挤出机主要功能：固体输送、熔体输送、熔融、混合、压缩物料、排气。 过程：

1.加料（筒外固体输送）

塑料：物料多为粉状或粒状，容易形成架桥，主要考虑物料的内摩擦，设计料斗的锥角。橡胶：物料多为条状或片状，容易形成打滑、饥饿喂料或返胶，主要考虑物料的粘性作用，及喂料口的结构形式

2.输送（筒内固体输送）

① fb，fs → 温度、粗糙度、物料性质 ② 物料间的摩擦系数 → 相对速度 ③ 螺杆重要几何参数 3.螺杆的压缩及设计考虑

改变传热效率、增加熔融速率、增强排气作用 螺槽几何尺寸沿轴向变化 4.熔融（塑化）过程

塑料：压力升高、摩擦温度到熔点，形成熔膜→熔池→ 熔池加宽，固体床从宽到零 橡胶：压力升高→软化点，产生粘弹→粘流态→ 从外到内。5.混合实现

固体输送颗粒之间的混合程度取决于螺槽的充满程度。

理论上混合作用产生于熔体流动层流之间。混合使物料发生分散、分布混合，并产生热量混合。

6.排气实现

条件：要有气体排出的通道，（限定的长度）有一定压力。

 影响牵引角θ的因素：牵引角θ影响挤出生产率，它取决于螺杆几何参数、摩擦系数及固体输送段的压力增加情况。

cosq=Ksinq+Msinq=

1+K2-M2-KM1+K2

∵θ=0，M=1 → Qs=0 ∴要使θ增加，使 K、M尽可能减小→f b增加，f s减小。

 增大固体输送率关键是控制摩擦系数, 影响摩擦系数的因素有:(a)降低螺杆表面粗糙度，降低摩擦系数(b)提高机筒内表面的摩擦系数

(c)温度、压力及速度都对摩擦系数有影响。 熔料在螺槽中流动的四种类型： 正流（拖曳流、顺流）：机筒的相对摩擦拖曳作用产生，有输送作用

横流（环流）：机筒的相对摩擦拖曳作用产生，有横向混合作用 倒流（压力倒流）：机筒壁、口模等阻力元件，有纵向混合作用

漏流：剪切、混合作用

第七章

 混合的实现：搀和 研磨（碾压）撕裂 捏合 剪切 分散  按混合过程性质不同分为: 简单混合（分布混合）： 不减小组分粒子本身大小

分散混合：

减小组分粒子本身尺寸

 混合方法：（1）分布混合 密炼机：无规律；静态流体混合：有规律（2）层流混合  评定混合质量：分散度：组分粒子大小的度量

分布均匀度：组分在系统内散布均匀程度  具体指标：（1）总体均匀度

（2）分离尺度（分离标量）

分离强度（分离程度）

越小混合得越好  对于一混合物：量多的组分成为分散介质

量少的组分成为分散相  混合指数I: 分布方差σ2/测量方差s2

I=0时，说明s打，浓度偏差大，未经混合

I=1时，说明s≈σ，浓度偏差小，混合好

第三篇：聚合物合成原理及工艺学教学大纲

《聚合物合成原理及工艺学》教学大纲

（一）、课程基本信息

课程名称（中、英文）： 聚合物合成原理及工艺学

Principle and Technology of Polymer Synthesis 课程号（代码）：300032030 课程类别：专业核心课课（院级平台课）学时：48 学分：3

（二）、教学目的及要求

“聚合物合成原理及工艺学” 是高分子材料与工程专业的本科学生继有机化学、化工原理、高分子物理、高分子化学等专业基础课以后所开设的一门专业主干课程。本课程以三大合成材料及精细和功能高分子材料的工业生产为模型，以聚合物的分子设计与合成 ── 结构控制 ── 性能控制贯穿整个课程的始终，集中介绍了工业生产上合成高分子材料的新方法，重要品种的生产工艺技术；各种聚合方法进行工业化生产的特点、配方原理、流程组织原理和典型工业生产过程、聚合反应的基本化工单元及典型生产设备。不同实施方法中，关键设备的选用，传热传质和分离提纯的有效措施，最能体现工艺意图的设备组合，获得预定性能和结构的聚合物生产的工艺方法和工艺技术。

本课程旨在培养学生工程意识，使其掌握工业生产高聚物的技能技巧并具备从事新型高分子材料开发能力，是高分子材料与工程专业学生必不可少的重要知识板块。

（三）、教学内容（含主要内容、学时分配，教学重点*、难点）

第一章：高分子合成原理及工艺学绪论（3学时）

一．高分子材料科学及高分子合成工业发展简史 二．高分子材料的分类及工业合成高分子的一般过程* 三．本课程对不同知识点的不同层次的具体要求

第二章 生产单体的原料路线（3学时）

一． 石油化工原料路线* 二．煤炭原料路线 三．其它原料路线

第三章 自由基聚合工艺基础和本体聚合工艺（6学时）

一． 工业生产中引发剂的选择原则 二． 工业实施本体聚合的特点及难点

三． 气相法本体聚合—高压聚乙烯的生产工艺* 四． 非均相本体聚合—聚氯乙烯的本体聚合生产工艺

五． 熔融本体聚合和本体浇铸聚合—聚苯乙烯和有机玻璃的生产工艺

第四章 自由基悬浮聚合生产工艺（6学时）一． 悬浮聚合的特点、成粒机理与树脂粒子形态的控制 二． 悬浮聚合的物系组成，悬浮剂的类型、结构与性质 三． 悬浮聚合的工艺流程和工艺控制因素*

四． 水溶性高分子化合物作悬浮剂的氯乙烯非均相聚合工艺* 五． 无机化合物作悬浮剂的苯乙烯悬浮聚合工艺

第五章 自由基乳液聚合生产工艺（6学时）

一． 采用乳液聚合实施工业生产的特点、乳化剂的类型及工业生产中选择

乳化剂的原则

二． 乳状液的稳定与破乳原理在乳液聚合工业生产中的应用 三． 低温乳液聚合生产工艺--丁苯橡胶的生产及工艺影响因素* 四． 种子乳液聚合生产工艺--糊用聚氯乙烯树脂的生产 五． 高温乳液聚合--ABS的生产

六． 精细化工产品聚丙烯酸酯共聚乳液的生产工艺

第六章 自由基溶液聚合生产工艺（4学时）

一． 溶剂对聚合反应的作用及工业上选择溶剂的原则 二． 丙烯腈的均相溶液聚合生产工艺* 三． 丙烯腈的水相沉淀聚合生产工艺* 四． 醋酸乙烯溶液聚合及聚乙烯醇的生产

第七章 配位聚合生产工艺（4学时）

一． Ziegler-Natta催化剂的组成、性质及制备 二． 催化剂和高效催化剂在聚烯烃生产中的地位和作用 三． 淤浆法聚丙烯的生产工艺*

四． 气相流化床法高密度聚乙烯的生产工艺

第八章 离子型聚合（1学时）

一． 阳离子聚合与丁基橡胶的生产工艺 二． 阴离子聚合与SBS热塑性弹性体的生产工艺

第九章 线型缩聚高聚物的生产工艺（6学时）

一． 缩合聚合反应的特点、分类及工业上的实施方法 二． 熔融缩聚反应的特点、影响因素和实施工艺* 三． 涤纶树脂的合成 四． 尼龙的合成

五． 溶液缩聚反应的特点、影响因素和实施工艺* 六． 界面缩聚反应和固相缩聚反应的简介

第十章 体型缩聚物生产工艺（6学时）

一． 体型缩聚的概念，分类、生产步骤及凝胶点及其预测 二． 热塑性和热固性酚醛树脂的工艺特点，工艺流程及影响因素* 三． 酚醛层压塑料和压塑粉的生产工艺及其应用 四． 不饱和聚酯的生产工艺

第十一章 逐步加成聚合反应的生产工艺（6学时）

一． 逐步加成聚合的概念、类型与工业上的应用 二． 异氰酸酯的化学反应 三． 聚氨酯生产的主要原料 四． 聚氨酯泡沫塑料的生产工艺* 五． 聚氨酯橡胶的生产工艺* 六． 聚氨酯涂料及粘合剂的生产工艺

（四）、教材及主要参考资料

1．《聚合物合物合成原理及工艺学》 李克友，张菊华，向福如主编，科学出版社，2．《高聚物合成工艺学》赵德仁，张慰盛主编 化学工业出版社，第二版 3．《化工咨询报告》，化学工业出版社，2002 4．《高分子化学》，周其凤，胡汉杰，化学工业出版社，2001 5．《海外高分子的新进展》，何天白，胡汉杰，化学工业出版社1997 6．《高分子合成化学》，冯新德，科学出版社，1981.1 7．《功能高分子与新技术》，何天白，胡汉杰，化学工业出版社2001 8．《乙烯衍生物工学》张旭之、王松汉、戚以政主编，化学工业出版社 9．《聚氯乙烯》 化学工业部锦西化工研究院化学工业部锦西化工研究院出版社 10．《聚合物乳液合成原理、性能及应用》 曹同玉、刘庆普、胡金生编著 化学工业出版社

11．《腈纶生产工艺及应用》（美）James C.Masson编 中国纺织出版社 12．《配位聚合》 林尚安 上海科技出版社

13．《丙烯衍生物工学》 张旭之、陶志华、王松汉、金彰礼主编，化学工业出版社

14．《离子型聚合》 应圣康 化学工业出版社

15．《缩合聚合》张留成、李佐邦等编著 化学工业出版社 16．《饱和聚酯与缩聚反应》冯新德编著 科学出版社 17．《酚醛与环氧酚醛层压板》上海化工厂 上海人民出版社 18．《酚醛树脂及其应用》殷荣忠 化学工业出版社 19．《聚氨酯树脂》李绍雄，朱吕民，江苏科技出版社 20．《聚氨酯泡沫塑料》方禹声、朱吕民，化学工业出版社

（五）、成绩评定（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论 考核实践考核成绩所占的比例）

平时成绩占20％（平时作业和签到）期末成绩占80％

第四篇：电火花加工原理

电火花加工技术

学院：机械与汽车工

程学院

专业：材控10-2班 姓名：徐鹏

学号：201001021047

电火花加工技术

电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极（EDM 电极）在金属（导电）部件上烧灼出电极的几何形状。电火花加工工艺常用于冲裁模和铸模的生产。

利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。电火花加工主要由机械厂完成。电火花是一种自激放电，其特点如下： 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。

工具电极和工件之间并不直接接触，而是有一个火花放电间隙0.1—0.01mm，间隙中充满工作液。

加工过程中没有宏观切削力 火花放电时，局部、瞬时爆炸力的平均值很小，不足以引起工件的变形和位移。可以“以柔克刚”由于电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料，与工件材料的强度和硬度等关系不大，因此町以用软的工具电极加工硬的工件，实现“以柔克刚”。可以加工任何难加工的金属材料和导电材料

由于加工中材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性，如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨，因此工具电极较容易加工。可以加工形状复杂的表面

由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。特别是数控技术的采用，使得用简单的电极加工复杂形状零件成为现实。可以加工特殊要求的零件

可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。

电火花加工原理

电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油或去离子水）中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01～0.05mm）。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（10～107W／mm），放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。与此同时，总能量的一小部分也释放到工具电极上，从而造成工具损耗。

从上看出，进行电火花加工必须具备三个条件：必须采用脉冲电源；必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω ·m）的液体介质中进行。

电火花加工具有如下特点：可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。

电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。

发明与发展

1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。50年代初，改进为电阻-电感-电容等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。随后又出现了大功率电子管，闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。到70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等

分类及使用说明

按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样本和螺纹环规等工具和量具。

电火花加工特点 1：电火花加工速度与表面质量

模具在电火花机加工一般会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精加工余量较少，因此电极损耗也极小，可以通过加工尺寸控制进行补偿，或在不影响精度要求时予以忽略。

2：电火花碳渣与排渣

电火花机加工在产生碳渣和排除碳渣平衡的条件下才能顺利进行。实际中往往以牺牲加工速度去排除碳渣，例如在中、精加工时采用高电压，大休止脉波等等。另一个影响排除碳渣的原因是加工面形状复杂，使排屑路径不畅通。唯有积极开创良好排除的条件，对症的采取一些方法来积极处理。

3：电火花工件与电极相互损耗

电火花机放电脉波时间长，有利于降低电极损耗。电火花机粗加工一般采用长放电脉波和大电流放电，加工速度快电极损耗小。在精加工时，小电流放电必须减小放电脉波时间，这样不仅加大了电极损耗，也大幅度降低了加工速度。

电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。

电火花加工的应用

电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方法，推动了模具行业的技术进步。电火花加工零件的数量在3000件以下时，比模具冲压零件在经济上更加合理。按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，电火花加工可大体分为：电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。

（1）电火花成形加工 该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。（2）电火花线切割加工 该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～10m／s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm，大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。

国内外数控电火花线切割都采用了不同水平的微机数控系统，实现了电火花线切割数控化。目前电火花线切割广泛用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。

第五篇：机械原理习题

1、用平面低副联接的二构件间，具有相对运动数为（b）A.1

B.2

C.3

D.≥

22、某平面机构共有5个低副，1个高副，机构的自由度为1，则该机构具有几个活动构件？（b）

A.3

B.4

C.5

D.6

3、某机构中有6个构件，则该机构的全部瞬心数目为（d）

A.3

B.6

C.9

D.15

4、机构发生自锁是由于（c）

A.驱动力太大

B.生产阻力太大

C.效率小于零

D.摩擦力太大

5、对结构尺寸为 b/D ≥ 0.2 的不平衡刚性转子，需进行（a）

A.动平衡

B.静平衡

C.不用平衡

6、对于周期性速度波动，应如何调节（b）

A.用调速器

B.用飞轮

C.用解调器

D.用弹簧

7、等效转动惯量的值（d）

A.一定是常数

B.一定不是常数

C.可能小于零

D.一定大于零

8、在曲柄滑块机构中，如果增大曲柄的长度，则滑块的行程（a）

A.增大

B.不变 C.减小

D.减小或不变

9、在铰链四杆机构中，若满足“最短杆长度＋最长杆长度 ≤ 其余两杆长度之和”的条件，使机构成为双摇杆机构，则应（d）

A.固定最短杆

B.固定最短杆的邻边

C.固定最长杆

D.固定最短杆的对边

10、凸轮转速的大小将会影响（d）

A.从动杆的升距

B.从动杆的压力角

C.从动杆的位移规律

D.从动杆的速度

11、在凸轮机构中，下列从动件的运动规律，哪种无冲击？（d）

A.等速运动

B.等加速等减速运动

C.余弦加速度运动

D.正弦加速度运动

12、渐开线直齿外啮合正传动的一对齿轮，可满足的中心距条件是（a）

A.a’ = a

B.a’ ＞ a

C.a’ ＜ a

13、加工负变位齿轮，刀具应如何移位？（c）

A.刀具中线与分度圆相切

B.刀具中线与分度圆相离

C.刀具中心与分度圆相割

14、斜齿圆柱齿轮的当量齿数公式为（a）

A.C.15、正变位齿轮的齿距P（a）A.=

16、一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动中，若实际中心距大于标准中心距，则其传动比将（b）

A.变大

B.不变

C.变小

D.变小或不变 ZvZ/cos3

B.ZvZ/cos2 ZvZ/cos

D.ZvZ/cos3

m

B.＞ m

C.＜ m

D.≥ m