第一章 轧制原理 (1) 2..

二、教材和参考教材
主要特点：内容精炼，通俗 易懂，可为项目化教学提供 必需、够用的知识点。
主要特点：理论讲解细致， 具有一定的深度和广度，可 作为参考书
三、教学手段
教学手段
板书
多媒体课件
实验 器材
四、学情及指导学生方法
• 1.学情
排 斥 传 统 教 学 模 式 喜 动 手 不 善 学 理 论 思 维 活 跃 但 缺 韧 性 渴 望 成 功 但 缺 乏 耐 心 自 信 不 足 易 于 放 弃
• 咬入：依靠回转的轧辊与轧件间的摩擦力，轧辊 将轧件拖入轧辊之间的现象称为咬入。 • 咬入阶段是轧制开始阶段，这一过程几乎在瞬间 完成，且各项参数都在发生变化，是个不稳定状 态。
1.3.1.2稳定轧制阶段
• 稳定轧制阶段是指轧件前端从辊缝出来，到轧件 后端开始进入轧辊为止。 • 该阶段是轧制过程的主要阶段，整个过程相对处 于一个稳定的状态，通过研究此阶段的金属流动 、变形及力的状况，从而进行有效的工艺控制、 产品质量与精度控制和设备设计等，它是板带材 轧制研究的主要对象。
五、课程内容设计----1项目任务
项目名称
任务1、轧制原理
知识目标
掌握轧制过程和轧制的三个变形 参数，理解轧制过程的三阶段及 咬入条件
学时分配
18
任务2、产品品种及典 掌握制定生产工艺流程的原则 型生产工艺流程
掌握热轧时加热时间的控制，加 任务3、热轧生产工艺 热炉工作原理，掌握热轧的特点 及温度的确定

1.3.3稳定轧制阶段的咬入条件
• 轧件完全填充辊间后，继续进行轧制的条件仍然 是：水平拉入力 T x 大于水平推出力 N x 。 • 即： Tx N x
T cos N sin tan tan tan

2


2
2 为稳定轧 • 当 2 时为稳定轧制的临界条件， 制条件。
1.1.2变形程度指数
• 轧件在高向上受到的压缩后，会朝着纵向和横向 流动。因此，厚度减小，长度和宽度增加。 • （1）高向变形参数 • 道次：轧制时，轧件进入轧辊至离开轧辊，承受 一次塑性变形，称为一个轧制道次。 • 轧制前轧件厚度用H • 轧制后轧件厚度用h • 则压下量：∆H=H-h • 加工率或压下率： H 100 %
• 从轧件被轧辊自然咬入到稳定轧制时的条件变化 ，可以得出以下结论： • 1.稳定轧制条件比咬入条件容易实现； • 2.当其他条件（润滑、压下量等）不变时，咬入 一经实现，轧件就能自然向辊缝填充，直至建立 稳定的轧制过程。 注：实际测得稳定轧制条件一般为 1.6 ~ 2 。
• 若 N x Tx 时，不能咬入；若 N x Tx 时，能够了咬 入； N T ，咬入的临界条件。
x x
• 在图中，
N x N sin Tx T cos
• 根据库仑摩擦定律： T N • 当 N x Tx 时，即：
N sin N cos tan
1.3轧制过程建立的条件
教学要求 1.掌握轧制过程珠三阶段：咬入、稳定及轧制终了 阶段。 2.掌握咬入阶段的咬入条件。 3.掌握稳定轧制阶段的咬入条件。 重点难点 咬入条件的建立
1.3.1轧制过程的三个阶段
• 在一个道次里，轧件的轧制过程可分为：咬入阶 段、稳定轧制阶段以及轧制终了阶段。
1.3.1.1咬入阶段
《重有色金属及其合金板带材生产》
适用班级：12材料高职班
2014年2月
学期课时计划安排
本期共有16周 每周6课时 总共84课时 作业： 每周一次作业，周五下课前上交。
一、课程设置
• （一）课程定位： 1、课程性质：本课程是高职材料成型与控制技术 专业的核心专业课程之一，是一门实践性很强的 课程。本书详细介绍了重有色金属及其合金板带 材生产工艺、技术和主要设备等，内容与生产实 际紧密结合，同时又包括了板带材生产的新技术 新工艺。对学生职业岗位能力培养和职业素质养 成起到一个重要的支撑作用。
（3）纵向变形参数
• 一般纵向变形参数可用轧件轧后长度l和轧前长度 L的比值表示，称为延伸系数λ
l L
根据体积不变定律

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
忽略宽展

FH Fh
H 1 h 1
1.1.3 加工率计算
• 1.道次加工率

H H h 100 % 100 % H H
作业
P24
第1题
• • • •
1.1.1 简单轧制过程
• 简单轧制过程应具备的条件： • 1.两个轧辊均为主动辊、辊径相同、转速相同且轧 辊为刚体；（即不产生弹性变形） • 2.轧件性能均匀； • 3.轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用。 • 4.轧件的变形与金属质点的流动速度沿断面高度和 宽度是均匀的。 • 注意：在实际生产当中，理想的简单轧制过程是不 存在的。
学时分配
2
通过实验，进一步理解金属在冷塑性变形过 塑性变形对金属性能的 程中性能的变化 影响
实验2
通过实验，了解塑性变形的不均匀现象 塑性变形的不均匀分布 轧件产生单鼓、双鼓的原因 实验3 变形体、形状系数（或 在材料试验机上压缩样品来确定摩擦和变形 称变形区几何因素）对 体形状系数对平均单位压力的影响 平均单位压力的影响 实验4 通过实验充分了解轧辊最大咬入、摩擦系数 轧辊最大咬入角摩擦系 是制定轧制生产工艺的重要参数之一，以便 数的测定 在生产中充分利用设备能力，提高轧制生产 率。
1.2.2变形区的主要参数
• 几何变形区的主要参数有：变形区的长度及平均宽 度、咬入角、变形区形状系数等。 • 1.2.2.1变形区的长度及平均宽度 • 变形区的平均长度是指接触弧AC的水平投影长度。
l 2 OA2 OE 2 OA R H OE OC CE R 2
2 H H l 2 R2 R R H 2 4 2
• 其中摩擦系数可以用摩擦角 表示，即摩擦角的 正切就是摩擦系数，即 tan ， tan tan • 因此，
• 当 时，称为自然咬入条件，表示只有轧辊对 轧件的作用力，而无其他外力作用时，轧件被轧 辊咬入的条件，必须使摩擦角大于咬入角，这是 咬入的充分条件。 • 当 时，是咬入的临界条件，此时咬入角为最 大 max
2 2
2
五、课程内容设计---2实验项目
实验项目
实验5 前滑值的测定
实验6 轧制工艺参数综合测定
知识目标
通过对前滑值测定，将有助正确掌握轧制 原理，并学会合理制订轧制工艺规程的方 法。 利用参数测定轧制工艺 。 通过测量板料液压成形后试样上相关形状 尺寸的变化，计算试样上典型部位的应变 大小以及零件的壁后改变；并由此理解真 实应变和塑性变形体积不变条件等相关内 容等。
掌握表面清理的几种方法及操作要点， 理解矫直的目的及几种矫直方法的工作 原理 掌握成品验收的方法及验收标准
学时分配
6
任务7、成品验收及 包装 任务8、轧制设备及 掌握轧辊的结构、材料选择及损坏形式 备件简介 ，掌握轧机的调整与使用注意事项
6
12
五、课程内容设计---2实验项目
实验项目
实验1
知识目标
在 OAE 中，OE R cos
H R cos R 2 H D 1 cos
• 当咬入角比较小时 因为
1 - cos 2 sin
2
2

2
2
所以 H
R
1.2.2.3变形区形状系数
• 变形区形状系数一般用变形区长度 与轧件在变形区中平 l 均厚度 h 的比值表示
1.3.1.3轧制终了阶段
• 轧制终了阶段也称为抛出阶段，从轧件与轧辊逐 渐脱离接触，直至轧件脱离轧辊被抛出为止。 • 该阶段时间也很短，其变形和力学参数等均也发 生变化。
1.3.2咬入阶段的咬入条件
• 轧制过程能否建立，首先取决于轧件能否被 旋转的轧辊咬入。 分析轧件受力情况：在简单轧制情况下，当 轧件和旋转的轧辊相接触时，轧件受轧辊给的径 向正压力N和摩擦力T，摩擦力T与正压力N垂直 ，与轧辊的旋转方向一致。如下图所示：
H 2 • 变形区的长度为： l RH 4
近似为： l RH 变形区的平均宽度 b b B
2
1.2.2.2咬入角
咬入角是指轧件开始咬入时，轧件最先接触 点与两轧辊中心连线的夹角，一般用 表示。 当轧件全部进入到辊缝时，为接触角。 因为： H
OE OC CE R 2
• 职业技能鉴定部门：金属材丝拉拔工考 证通过率98%。
第1章轧制原理
共18学时
1.1简单轧制过程及变形参数
教学内容 • 1.要求学生理解简单轧制过程; • 2.掌握变形程度指数参数（三个）； • 3.掌握加工率计算方法。 重点难点 1.三个变形参数的理解，加工率的计算方法。
• 概念
• 轧制过程：是指轧件（金属）在轧辊的作用下， 进入旋转的轧辊之间，受到压缩而进行的塑性变 形过程。 • 通过轧制使金属获得一定的尺寸、形状和性能。
复习 1.什么是轧制过程？ 2.简单轧制过程成立条件？ 3.三个变形程度参数是什么，分别怎么表示？
1.2变形区及参数
教学要求 1.理解变形区的概念 2.掌握变形区的主要参数 重点难点 1.变形区主要参数的掌握。
1.2.1变形区
轧制变形区 定义：轧制时金属在轧辊间产生塑性变形的区域称 为轧制变形区。 实际轧制变形区包括： 几何变形区和非接触变形区
学时分配
2
2
实验7
板料塑性成形的应变测 定试验
2
五、课程内容设计---2实施过程
• 教学过程
讨论 讲解 Ⅱ
实 验 指导
Ⅲ 研究 制作
明确 任务
Ⅰ
Ⅶ
项目 任务
Ⅵ 作品 展示
Ⅳ
检验 点评
Ⅴ
分析 总结
六、考核方式
课 堂 出 勤
10%
课 堂 表 现
10%
作 业 完 成
10%
期 末 成 绩
30%
70%
综合成绩
四、学情及指导学生方法
• 指导学生方法：学生为主体、教师为主导，是辅 导者、管理者、咨询者
四、学情及指导学生方法
• 实训条件： 采用现代化教学实训设备，
铜加工模拟实验室
五、课程内容设计
课程内容的设计主要是强调知识、技能、职业 素养的有机结合，淡化理论，够用为度，加强 应用技能、专业素养的培养。该课程采用项目 教学的方法，将整个课程分为8个教学项目,每 个项目包含讲授、实验或制作三部分，总学时 84学时。
l R H 2 R H H h H h h 2
l 0.5 ~ 1.0 时，相当于轧制薄件； h l • 当 0.5 ~ 1.0 时，相当于轧制厚件。 h
• 当
• 作业
P24
第9题
• 复习 • 1.什么是轧制变形区？它包括哪两个区域？ • 2.变形区的主要参数有哪些，分别怎么表示？
H
• 加工率分为道次加工率 总加工率 • 总加工率指两次退火间总加工率，它反映轧件加 工硬化的情况。 • 道次平均加工率是指轧前总加工率和轧后总加工 率的平均值，这主要反映冷轧过程某一轧制道次 中的加工硬化情况。
（2）横向变形参数
• 反映轧制过程中横向变形程度，用宽展量来表示。 • 宽展量 B b - B • 其中B是轧制前宽度； b是轧制后宽度。
掌握冷轧的概念、分类及特点，理解 任务4、冷轧生产工艺 影响实际辊型的因素、掌握辊型的选 择与配置、辊型控制的方法 掌握均匀化退火、退火、淬火-时效的 任务5、热处理制度及 温度控制及操作，熟悉各种热处理设 备 设备使用
6 12
18
6
五、课程内容设计----1项目任务
项目名称
任务6、 精整
知识目标
2、课程体系结构：如图1所示，该课程在专业的 课程设置中起承上启下的重要作用，前续课程《 金属压力加工基础》《铸锭生产》的学习为基础 ，为后续课程《管棒型线材生产》《铜盘生产》 等作准备。
专业课
板带箔材生产
金属压力加工基础
图1课程体系结构
铸锭生产
• （二）课程目标： 根据教学大纲的要求和我们学生 的实际情况，制定了以下教学目标。 1 、知识目标： ⑴要知道 轧制概念、轧制原理及产品品种分类； ⑵会制订 典型生产工艺流程； ⑶能区分 热轧与冷轧的工艺特点及产生的缺陷； ⑷会计算 轧制时的剪切量； ⑸能掌握 轧制设备的结构及使用调整。 2 、能力目标： ⑴培养学生正确区分铜及其合金产品种类的能力； ⑵培养学生正确选择合理轧制方法的能力； ⑶培养学生计算分析的能力； ⑷培养学生实践操作动手的能力；