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1、项目一金属压力加工IK述一、教学目标1 .掌握金属压力加工的定义。2 .了解金属压力加工主要方法及其特点。3 .掌握轧制的定义.4 .掌握轧制的方式和特征。5 .了解实际轧制生产。6 .理解金属压力加工力学分析方法。掌握主平面、主应力、主变形等概念。7 .认识主应力状态图示。8 .认识主变形图示。二、课时分配本项目共3个任务，安排5课时。三、教学重点木项目主要对比金属材料压力加工的主要方法、力学分析方法及分析过程,重点讲述轧制的定义和方式,有关主应力和主变形的含义。四、教学难点拿掘主平面、主应力、主变形的计算。任务一金属压力加工概念、主要方法和特点一、金属压力加工概念利用金属能够产生永久变形的
2、能力,使其在外力作用下产生型性变形,改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种金属加工技术“1 .金属压力加工的方式锻造：冲压：拉拔：挤压：2 .金属压力加工的作用3 .金属加工的缺点(3)主应力实例分析3.变形图示由于受塑性变形时工件体积不变条件的限制，因此可能的变形图示仅有三种：(1)主变形图示主变形是指在主应力方向所产生的变形。(2)可能的主变形图示。(3)主变形实例分析项目二塑性变形的理论一、教学目标1 .掌握塑性变形基本定律.2 .掌握金属的塑性与变形抗力。3 .掌握金属塑性加工中的摩擦与润滑。二、课时分配本项目共4个任务，安排7课时。三、教学重点在金属压力加工过程中，由于外
3、力作用产生变形,这些变形有的随若外力消失而消失,有的会永久保留。在变形过程中它们遵守什么样的规律；在轧制等实际生产过程中有何指导意义：如何在实际运用塑性变形的基本定律生产所需的产品,达到质量要求;金屈材料在压力加工使其发生塑性变形过程呈现出的特征,如何通过些措施加以改善,本项目中我们将做研究。四、教学难点体枳不变定律及其应用、最小阻力定律及其应用、影响塑性的主要因素和提高塑性的途径、摩擦定律及摩擦系数的确定、基本应力、附加应力和残余应力。任务一塑性变形基本定律知板储备变形的定义：当物体受到外力作用时，其形状与尺寸发生变化,称之为变形.变形按其实质来说分为弹性变形和塑性变形。一、弹性变形二、塑性
4、变形(3)变形速度的影响。4 .降低变形抗力的常用措施合理选择变形温度和变形速度，采取良好的润滑措施;减小工具、模具与变形金属的接触面积。任务三金属塑性加工中的摩擦与润滑知根储备一、外摩擦的定义二、外摩擦的特征1 .工具与工件接触面上的单位压力大2 .接触表面不断更新和扩大3 .作为摩擦对的工具与工件之间性质差别大4 .接触表面温度较高三、外摩擦在金属压力加工中的作用从外摩擦的作用来分可以分为有益摩擦和有害摩擦。四、外摩擦的分类在金属压力加工中，按照接触表面的特征，可把外摩擦分为以卜几类：1.干摩擦5 .半干摩擦6 .吸附润滑摩擦7 .液体润滑摩擦五、影响外摩擦的因素1 .工具的表面状态(1)
5、摩擦系数的大小与轧辑的表面粗糙度有关,表面越光洁，则摩擦系数就越低。(2)摩擦系数具有方向性。(3)工具的使用(或塔损)使摩擦系数增大,并明显地引起摩擦的方向性。2 .变形金属的表面状态(1)在变形的开始道次,粗糙的钢坯表面使摩擦系数增大。(2)最初道次以后,变形金属表面将呈现工具表面的压痕,此时变形金属的表面状态取决于工具的表面状态。(3)加热过程中产生的炉生氧化铁皮轧制时摩擦系数较大。3 .变形金属与工具的化学成分(1)轧辘材质的影响是:钢轧辑比铸铁轧轻易粘钢且摩擦系数也大。(2)钢种的影响是:不同钢种的摩擦系数差异很大。高碳钢和低合金钢的摩擦系数比低碳钢的高。4 .变形温度(1)热轧时,
6、随着轧制道次的增加，轧件的温度不断降低,摩擦数数变得越来越大。(2)温度较低(40OC左右)时,金属表面的氧化膜黏附在表面,质地又较硬，与工具之间的摩擦系数较小。5 .轧制速度摩擦系数随轧制速度的增加而降低.6 .冷却水(1)冷却轧粗的冷却水有定的润滑作用，即冷却水有降低摩擦系数的作用。(2)由于大量水的冷却,会造成轧检表面冷热状态的急剧变化,使孔辕表面产生爆裂。甚至会产生剥落和掉肉等缺陷。六、金J由塑性加工中的工艺涧滑1 .工艺润滑的目的(1)将轧制压力降低IOv20机功率消耗也相应降低.(2)轧辑磨损减少40%60%,使轧轴使用寿命成倍延长。(3)改善产品表面质量及板型。(4)减少二次轴化
7、铁皮的产生.2 .工艺润滑剂的基本要求(1)便于喷涂,有较强的黏附能力.并有定的粘度。(2)成分和性能稳定。(3)要有适当的闪点及燃点。(4)要有很高的比热容。(5)杂质和残留物应符合要求,便于清理。(6)资源丰富,成本要低。3 .工艺润滑剂的种类(D液体涧滑剂矿物润滑油、动植物洵滑油，以合成脂肪酸为基础的油，矿物油和植物油或合成油的混合物，以植物油生产废料为基础的润滑油.乳化液由水和被乳化的油类所组成,油以微小的颗粒状悬浮于水中。常用乳化液由水、矿物油或肥皂组成,水占95%左右。(3)固体润滑剂包括玻璃润滑剂和石墨润滑剂,主要用于挤压、锻造及轧管时心棒的润滑等方面。任务四金属塑性变形时应力和
8、变形的不均匀性知但储备一、变形的不均匀现象1.圆柱体自由徽用时的不均匀变形4 .轧制时的不均匀变形二、基本应力、附加应力和妙余应力三、变形及应力不均匀分布的原因1 .接触面上的外摩擦2 .变形区的几何因素3 .工具和变形体形状4 .变形体内温度分布不均匀5 .变形体性质不均匀四、不均匀变形引起的后果及预防措施I.不均匀变形引起的后果(1)使金属单位变形力增高(2)使金属塑性降低(3)使产品侦量下降(4)使技术操作史杂化任务三前滑的影响因素知识储备影响前滑的因素及影响规律。1 .轧辑直径基本规律：前滑值随轧较直径的增大而增大。2 .摩擦系数基本规律：摩擦系数f越大,前滑值越大。3 .相对压卜量基
9、本规律：前滑值旗相对压下量的增加而增大。4 .轧件厚度基本规律：前滑值随轧件厚度的减小而增大。5 .轧件宽度基本规律：宽度小于一定值(4Omm)时,随着宽度增加,前滑值也增加;但宽度超过此值后,宽度再增加,则前滑值不增加。6 .张力基本规律：前张力增大使前滑值增大;后张力增大,使后滑值增大,前滑值减小项目七轧制压力和轧制力矩一、教学目标1.掌握轧制压力的概念，轧制压力的力学分析与计算式.7 .掌握接触面积的含义，接触面积的计.算方法。8 .了解确定平均单位压力的方法，理解计算公式及确定公式中参数的方法，能通过参考资料做简单的计算。9 .掌握计算轧制压力的方法与步骤，联系生产实际,能理解粽合案例
10、,学习分析的方法与解题思路“10 掌握影响轧制压力因素和影响规律。11 理解轧制生产中主电机负荷力矩的组成，掌握轧制力矩的定义和计算方法，J解主电机选取原则与校核内容.二、课时分配本项目共6个任务，安排11课时。三、教学点1.轧制力和轧制力矩的定义。2 .轧制力的计算方法与步骤.3 .影响轧制力的因素以及影响的基本规律。4 .轧制所需力矩的构成,重点学习轧制力矩的计算方法。八、教学难点1 .接触面枳的计算。2 .计算平均单位压力。3 .确定轧制压力。4 .轧制力矩。任务一轧制压力的柢念知识储备轧混对金属的作用力有两个：是与接触表面相切的摩擦应力的合力一摩擦力;二是与接触表面相垂直的单位压力的合
11、力一正压力,这两力在垂直于轧制方向上的投影之和通常称为轧制压力。一、轧制压力的定义二、轧制压力的研究实际意义三、轧制压力的确定方法实际计钵轧制压力时,用如下公式：P=P-F式中:P轧制压力R平均单位压力;F轧辑与轧件实际接触面积的水平投影,简称接触面积。任务二接触面积的计算一、简单轧制情况用实际接触面积在水平方向上的投影作为计算接触面枳:当采用压力轧制时,上、卜辘径不等时,接触面积可用卜.式计算:F=BbI2RH2R1+R2式中：Rl、R2上、下轧我的工作半彳仇mm。二、孔型中轧制计算公式：/RTR平均压下量:M=HT=-y-oI)式中:Q、B轧件轧前横断面枳与宽度；q、b轧件轧后横断面积与宽
12、度。轧辑与轧件相接触处的直径为工作直径。三、考虑轧掘弹性压扁时的接触面积忽略轧件的弹性变形,可得出弹性压扁时的变形区长度：C=J+/2=JRZl+#+j2=R+(CPR)2(R式中:C系数,根据轧短的弹性性质而定；P平均单位压力；R轧辕半径。任务三计算平均单位压力知识储备一、确定平均单位压力的方法1 .理论计算法2 .实测法3 .经验公式和图表法二、常用计算平均单位压力的理论公式1 .采利柯夫公式2 .斯通公式)=l(K-1)式中：Ii1,考虑弹性压扁时的变形区K度：f摩擦系数；不=竽一平均高度；K=l.15R,；-s.一人111.j出Ii断面|：单位张力的均亿3 .艾克隆得公式平均单位用力公
13、式：p=三(I,”)(K，)、式中.IMTE示外*擦对单位压力的影响系数2.$r表示黏性系数NsmnK变形抗力系数K(137-0.()98t)(1.4+C+Mn+0.3(r)MPa;C.MnXrW中C、MVr的含*%t平均变形速度,；=；;Z乎ri*/摩擦系数.“=K1K：KKI.05-0.0005。，钢轧/a-l快轧辗0.8,/轧制温度.(任务四确定轧制压力知识储备一、计算公式根据轧制温度、速度、程度查图求变形抗力:选择合适的计算公式确定公式中各参数；计算平均堆位压力;计算接触面积；计匏轧制压力：P=万F.二、实测法确定轧制压力1.用电阻应变仪测压4 .在短面上安装测压仪任务五影响轧制压力因
14、素知识储备影响轧制压力的因素与影响规律1 .轧件材质基本规律：钢的含碳量越高或者合金元素含量越l,轧制时平均单位压力越大,轧制压力也就越大。2 .轧制温度基本规律：随若轧制温度的升高,钢的变形抗力降低,平均单位压力降低,所以轧制压力降低。3 .变形速度基本规律：热轧时,随着轧制速度的提高,变形抗力增大，平均单位压力将增大,故轧制压力增大。4 .外摩擦基本规律轧检与轧件间的摩擦力越大,轧制时金属流动阻力越大，平均单位压力越大,轧制压力也越大。5 .轧根直径基本规律:轧辘直径越大,平均单位压力越大,且接触面积越大,从而轧制压力明显增大。6,轧件宽度基本规律:轧件宽度增大,接触面积增大,平均单位压力
15、也有所增大,所以轧制压力增大。7 .压下率基本规律：压下率增大,轧辘与轧件接触面积增大，同时平均单位压力也增大,所以轧制压力增大。8 .前张力和后张力基本规律:轧制时对轧件施加前张力或后张力。均使变形抗力降低，从而使轧制压力降低。任务六轧制力矩知识储备一、轧机的主传动（图7-5）轧钢主机列通常由主电机、轧机和传动机械三部分组成。二、主电机轴上的负荷力矩主电机轴上的负荷力矩由以下四部分组成,即：M=牛+M+Mkoll+Mdn式中:M=轧制力矩；二、净力矩和轧制效率1.静力矩2.轧制效率三、辐系受力分析与轧制力矩1.轧制力矩的计算MI=Pa或M=P?Sin,转动一个轧辑所需力矩Ml,为2式中：a力普,mm;合力作用点对应的圆心角；D轧限直径；转动两个轧程所需力矩为：Mz=2Pa=PDsin2.按能耗计算轧制力矩轧制所消耗的功与轧制力矩之间关系为M=A/O=At=ARvt式中：O轧件通过轧辘期间轧辘的转角；轧掘的角速度,rads;t轧件通过轧恨的时间,S;R轧混半径,E;V轧辑0周速度,m/so
