《塑性加工原理(轧制)》课程简介与教学大纲

《塑性加工原理(轧制)》课程简介课程编号：01054027课程名称：塑性加工原理(轧制)/PrinciplesofPlasticWorking(Rolling)学分:3学时：48（课内实验(践)：48上机：0课外实践：0）适用专业：材料成型及控制工程建议修读学期：第5学期开课单位：冶金工程学院材料成型及控制工程系课程负责人：先修课程：高等数学、工程力学、金属学与热处理、材料成型概论、塑性成型理论Ⅰ、塑性成型理论Ⅱ考核方式与成绩评定标准：以期末闭卷考试为主，平时成绩为辅。期末成绩占80%，平时成绩占20%。教材与主要参考书目：主要教材：志业.金属塑性变形与轧制理论(第2版).北京:冶金工业出版社,2008.参考书目1、王廷溥，齐克敏.金属塑性加工学—轧制理论与工艺(第3版).北京:冶金工业出版社,2012.2、吕立华.金属塑性变形与轧制原理(第1版).北京:化学工业出版社,2007.3、袁志学，王淑平.塑性变形与轧制原理(第1版).北京:冶金工业出版社,2008.4、张小平，秦建平.轧制理论(第1版).北京:冶金工业出版社,2006.5、康永林.轧制工程学(第1版).北京:冶金工业出版社,2004.6、魏立群.金属压力加工原理(第1版).北京:冶金工业出版社,2008.内容概述：中文：绪论及轧制过程的基本概念介绍了轧制概念、变形区主要参数、咬入条件等；轧制过程中的宽展介绍了宽展概念、影响宽展的主要因素以及孔型中轧制时的宽展特点等；轧制过程中的前滑与后滑介绍了前滑的计算方法以及影响前滑的主要因素等；轧制单位压力的计算介绍了卡尔曼单位压力微分方程、奥罗万方程以及斯通方程等；轧制压力的计算介绍了影响平均单位压力的主要因素和轧制压力计算公式等；轧制力矩及功率的计算；轧制时的弹塑性曲线及其应用；连轧理论。通过本课程的学习，使学生系统掌握轧制过程的基本概念、基本现象及其变化规律和基本理论；初步具备应用所学理论分析解决实际问题的能力；为学习后续课程和课程设计以及毕业设计等打下理论基础。英文：Therollingconcept,mainparametersofrollingdeformationzone,thebiteconditionetc.areintroducedinthepartsoftheintroductionandthebasicconceptoftherollingprocess.Thespreadconcept,mainfactorsthatinfluencethespreadandthespreadcharacteristicsetc.duringrollingprocessareillustrated.Thefrontslidingcalculationmethodandfactorsinfluencingthefrontslidingintheprocessofrollingetc.areintroducedinthepartofforwardslipandslide.TheKarmanunitpressuredifferentialequation,theOrowanequationandStoneequationetc.arepresentedinthepartofunitrollingpressurecalculation.Themainfactorsaffectingtheaverageunitpressureandrollingpressurecalculationformulaetc.areintroducedinthepartoftherollingpressurecalculation.Calculationofrollingtorqueandpower,rollingelastic-plasticcurveandapplicationofcontinuousrollingtheoryetc.arealsocoveredinthiscourse.Throughthestudyofthiscourse,studentscouldsystematicallymasterthebasicconcepts,basicphenomenaandchangelawsandbasictheoryofrollingprocess,couldpreliminarilyhastheabilityofapplicationoftherollingprocesstheorytoanalyzeandsolvethepracticalproblems,andlayatheoreticalfoundationforfollow-upstudyoffollowingcurriculumandcurriculumdesignandgraduatedesign.

《塑性加工原理(轧制)》教学大纲课程编号：01054027课程名称：塑性加工原理(轧制)/PrinciplesofPlasticWorking(Rolling)学分:3学时：48（实验：48上机：0课外实践：0）适用专业：材料成型及控制工程建议修读学期：第5学期开课单位：冶金工程学院材料成型及控制工程系课程负责人：先修课程：高等数学、工程力学、金属学与热处理、材料成型概论、塑性成型理论Ⅰ、塑性成型理论Ⅱ一、课程性质和教学目标【课程性质】塑性加工原理(轧制)是材料成型及控制工程专业本科生的专业基础必修课，是本专业的主要理论基础之一。本课程主要阐述金属塑性加工方式之一轧制的变形基础和金属流动规律，探讨轧制变形过程的金属流动规律、力能参数的计算方法、弹塑性变形行为以及连轧理论等。【教学目标】通过本课程的学习，使学生系统掌握轧制过程的基本概念、基本现象及其变化规律和基本理论；初步具备应用所学理论分析实际问题的能力和不同塑性成型条件下力能参数的工程计算能力；为学习塑性加工学、塑性加工设备、计算机辅助孔型设计、板形控制技术、材料成型过程控制、课程设计以及毕业设计打下坚实的理论基础。【对应毕业要求】设计/开发解决方案3-1、使用现代工具5-2。具体要求如下：(1)具有运用专业基础知识分析材料成形问题的能力，并且掌握材料成形工艺流程制定、工艺计算(指标点3-1)；(2)掌握材料成形模拟方法(指标点5-2)。二、教学内容、基本要求与学时分配塑性成型原理研究轧制过程轧件的塑性变形原理、金属在变形区内的流动规律和变形规律以及轧制力能参数的计算。本课程主要教学内容包括轧制过程的宽展和前滑后滑、轧制压力、轧制力矩和轧机主电机功率、轧制时轧件的塑性曲线和轧机的弹性曲线以及连轧的特殊规律及张力的自动调节作用等连轧理论。通过本课程学习，学生应能对轧制过程中的宽展、前后滑、轧制压力、轧制力矩、弹塑性变形等进行分析和计算。课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排实验学时上机学时备注绪论C2第5学期塑性加工和轧制概念、本课程任务章节测试1：塑性加工与轧制概念。第1章轧制过程的基本概念8第5学期1.1变形区及其主要参数A☆1.2建立轧制过程的条件—咬入条件A☆1.3轧制过程的变形、运动学、力学条件A

Δ1.4金属在变形区内的流动规律A☆Δ章节测试2：轧制过程自然咬入条件和稳定轧制条件。作业1：推导简单轧制时变形区长度l的公式。实验1：最大咬入角和摩擦系数的测定[2]第5周第2章轧制过程中的宽展6第5学期2.1宽展及其种类和组成B

2.2影响宽展的主要因素A☆2.3常用宽展公式、2.4孔型中轧制时的宽展特点A

☆

Δ章节测试3：分析轧制板材时，随着轧件宽度的增大，宽展量为何逐渐趋于零?作业2：分析说明为何辊型利于延伸?实验2：宽展及其影响因素[2]第6周第3章轧制过程中的前滑与后滑

6第5学期3.1轧制时的前滑与后滑、3.2前滑的计算方法A☆

3.3中性角的确定A☆

Δ

3.4影响前滑的主要因素、3.5连续轧制中的前滑及工艺参数的确定A

章节测试4：摩擦系数越大，前滑与宽展均增大是否矛盾?为什么?作业3：前滑是延伸的一部分，能说延伸越大前滑也越大吗?实验3：前滑及其影响因素[2]第8周第4章轧制单位压力的计算

6第5学期4.1轧制压力的概念A

4.2卡尔曼单位压力微分方程及采利柯夫解A☆Δ4.3奥罗万单位压力微分方程及勃兰特和西姆斯解、4.4斯通微分方程及其单位压力公式B

章节测试5：分析影响单位压力主要因素及其影响规律。作业4：比较Karman与Orowan单位压力微分方程异同实验4：压下率对平均单位压力影响的研究[2]第10周第5章轧制压力的计算

8第5学期5.1接触面水平投影面积的计算A

☆Δ

5.2影响平均单位压力的主要因素及应力状态系数确定A

Δ

5.3计算平均单位压力的公式A☆5.4轧制压力计算公式评述A☆Δ章节测试6：分析说明小辊径轧制的优点。作业5：采用采利柯夫公式、Stone等公式计算轧制压力。第6章轧制力矩及功率

6第5学期6.1轧制传动力矩的组成、6.2轧制力矩的确定A☆

6.3轧制传动力矩的计算A☆

6.4轧机主电机功率的计算B

☆

Δ

章节测试7：解释轧辊直径和压下量对轧制力矩的影响。作业6：简述能耗曲线的应用条件。第7章轧制时的弹塑性曲线

4第5学期7.1轧机的弹性曲线、7.2轧件的塑性曲线B7.3轧制时的弹塑性曲线及其应用A

☆Δ章节测试8：在热轧板带时，由于某种原因使得成品厚度变薄，根据P-H图分析其原因，并找出三种调整方法。作业7：简述P-H图的实际意义。实验5：能耗法确定轧制力矩[2]第11周第8章连轧理论

4第5学期8.1连轧的特殊规律及张力的自动调节作用A☆

Δ章节测试9：描述连轧时第一机架来料厚度有波动时，该机架轧制参数的变化趋势。作业8：简述张力的作用。实验6：轧机刚度系数的测定[2]第12周(教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解)三、实习、实验项目及学时分配(选做4~5项)1、最大咬入角和摩擦系数的测定[2]学时2、宽展及其影响因素[2]学时3、前滑及其影响因素[2]学时4、压下率对平均单位压力影响的研究[2]学时5、能耗法确定轧制力矩[2]学时6、轧机刚度系数的测定[2]学时四、教学方法与手段本课程教学过程分理论教学和实验教学，理论教学以课堂多媒体教学结合作业、章节测试进行，实验教学放在集中性实践教学环节单独开课、单独考核(见《材料成形综合实验1》)，与理论教学同步进行。五、考核及成绩评定方式本课程考核采用考试与平时作业、章节测试相结合的形式。考核成绩由平时成绩（由平时作业、章节测试构成）与期末考试成绩组成。考核环节评价环节评估毕业要求平时成绩(20分)作业1~作业83-1、5-2章节测试1~章节测试93-1期末考试(80分)期末考试3-1、5-2六、教材与参考书目主要教材：志业.金属塑性变形与轧制理论(第2版).北京:冶金工业出版社,2008.参考书目1、王廷溥，齐克敏.金属塑性加工学—轧制理论与工艺(第3版).北京:冶金工业出版社,2012.2、吕立华.金属塑性变形与轧制原理(第1版).北京:化学工业出版社,2007.3