一、课程的性质、目的和任务

金属塑性加工学--挤压与拉拔工艺及模具设计是材料成型与控制工程专业学生必修的一门专业课。通过本课程的学习，使学生掌握挤压与拉拔工艺的特点；掌握挤压工具、模具结构及设计的基本原理和方法；了解挤压、拉拔加工设备的基本类型与结构；同时对国内外有关挤压与拉拔的新技术、新工艺和新设备等有较全面的了解。 
二、课程教学内容及要求 第一编 挤压工艺及模具设计
第一章  挤压工艺概述
内容：挤压加工工艺的应用、挤压的基本方法、挤压工艺优缺点。
基本要求：
1．了解挤压产品种类 
2．了解挤压生产系统
3．了解挤压工艺的发展
4．了解挤压工艺的描述
5．理解挤压的分类，按金属流动与挤压杆运行方向划分（正挤压和反挤压）以及按工艺特点分类
6．了解正挤压的主要工艺特点及其工艺优、缺点
7．了解反挤压的主要工艺特点及其工艺优、缺点
8．了解挤压与轧制、锻造等塑性加工方法相比的优、缺点
重点：正挤压及反挤压的概念、挤压生产相比其他加工生产方法的优点。
难点：反挤压生产工艺特点。
第二章  挤压时金属流动规律
内容：金属挤压时，金属流动规律的观察、正挤压时的金属流动规律、反挤压时的金属流动规律、影响金属流动规律的因素。
基本要求：
1．了解研究金属流动主要的实验方法：网格法、低倍和高倍组织法、视塑性法、光塑性及云纹法等
2．掌握网格法进行实验的具体步骤 
3．掌握用网格法分析挤压时金属的流动规律
4．了解挤压时，典型的金属流动景像
5．了解挤压时金属变形过程可分为三个阶段：开始（填充）挤压阶段、基本挤压阶段及终了挤压阶段
6．掌握填充系数的概念及计算 
7．了解当填充系数选择不当时会出现的产品缺陷 
8．掌握开始挤压阶段金属的流动规律
9．了解基本挤压的变形特点
10．掌握基本挤压阶段金属的流动规律
11．掌握挤压比的概念及计算方法
12．了解终了挤压阶段的变形特点
13．掌握挤压终了阶段金属的流动规律
14．掌握弹性区的概念及分布
15．了解影响弹性区大小的因素以及弹性区对产品质量的影响
16．了解缩尾的概念及其对产品质量的影响
17．掌握中心缩尾、环形缩尾及皮下缩尾的分布规律及其产生原因
18．掌握减小缩尾的措施
19．掌握挤压过程中的应力应变分布规律
20．了解反挤压时金属流动的特点
21．掌握反挤压时改善表面质量的措施
22．了解挤压方法、接触摩擦、工具及锭坯温度、金属特性及变形程序对金属流动规律的影响
23．掌握工具、模具结构及形状对金属流动规律的影响
重点：填充系数的概念及计算、挤压比的概念及计算、弹性区的概念、缩尾的概念。
难点：正、反挤压的金属流动特点、减小缩尾的措施、影响金属流动特点的因素。
第三章  挤压力的计算
内容：挤压力的影响因素、挤压力计算公式的推导、挤压力计算公式中参数的确定。
基本要求：
1. 掌握挤压力在挤压过程中的变化规律
2. 了解影响挤压力的因素
3. 了解皮尔林公式推导公式的假设条件
4. 了解皮尔林公式中，不计摩擦时，为实现金属塑性变形而作用在挤压垫上力推导
5. 了解皮尔林公式中，其他部分的公式推导（自学）
6. 了解皮尔林公式中参数的确定方法（自学）
7. 了解皮尔林公式的计算实例
重点：挤压力在挤压过程中的变化规律
第四章  挤压制品的组织、性能及质量控制
内容：挤压制品的组织性能、挤压效应、挤压制品的粗大晶粒
基本要求：
1. 掌握挤压制品的组织不均匀性 
2. 掌握挤压制品的性能特征
3. 理解造成挤压制品组织性能不均匀性的原因
4. 掌握挤压效应的概念
5. 掌握挤压效应产生的根本原因
6. 了解挤压效应产生的其他原因及其影响因素
7. 了解挤压制品粗大晶粒的概念
8. 了解挤压制品粗大晶粒的危害
9. 了解粗大晶粒形成机理、影响因素及其防止措施
重点：挤压制品的组织特点、挤压制品的组织性能、挤压制品中的缺陷及其预防措施
难点：挤压制品组织不均产生的原因、挤压效应及粗晶环产生的原因
第五章  挤压工具模具设计
内容：挤压工具组成、挤压模具设计、挤压垫的设计、挤压杆的设计、挤压筒的设计、挤压工具用材料及提高寿命的途径
基本要求： 
1．了解挤压工具的种类
2．了解挤压模具设计时应考虑的因素
3．掌握挤压模具设计原则及步骤
4．掌握挤压模具的结构及各部分尺寸的确定
5．掌握模角、工作带长度等重要参数对挤压工艺的影响
6．掌握单孔及多孔棒材模的设计（包括模孔数的确定及模孔的排列）
7．掌握单孔及多孔普通型材模的设计（模孔的排列）
8．掌握控制型材各部分流速的方法
9．了解型材断面设计基本知识
10．了解普通型材模孔尺寸设计基本方法及实例
11．了解空心型材生产方法
12．掌握组合模的结构特点、成型原理及其分类
13．了解桥式模的分类及其优缺点
14．了解分流模的优缺点
15．了解叉架模的优缺点
16．掌握分流模各部分的设计方法
17．了解挤压垫的分类
18．了解挤压垫的设计
19．了解挤压垫的强度校核
20．了解挤压杆的分类
21．了解挤压杆的结构及尺寸设计
22．了解挤压杆的强度校核
23．了解挤压筒内径的设计
24．了解挤压筒的长度的设计
25．了解挤压工具的工作条件
26．了解挤压工具常采用的材料
27．了解提高挤压工具寿命的途径
重点：挤压模具设计原则及步骤、挤压模具的结构及各部分尺寸的确定、模角、工作带长度等重要参数对挤压工艺的影响、单孔及多孔棒材模的设计（包括模孔数的确定及模孔的排列）、单孔及多孔普通型材模的设计（模孔的排列）、掌握分流模各部分设计方法
难点：控制型材各部分流速的方法、组合模的结构特点、成型原理及其分类
第六章  挤压工艺制度
内容：掌握挤压方法与挤压设备选择、正确确定挤压工艺参数、选择优良的润滑条件、确定合理的锭坯尺寸以及最佳挤压模设计方法是确定最优挤压工艺制度的基本内容。
基本要求： 
1．了解对不同性能的合金品种采用不同挤压方法
2．了解挤压方法对金属流动不均匀性敏感的合金的影响
3．了解挤压主设备（挤压机）的选择
4．掌握金属的可挤压性的概念
5．掌握影响金属的可挤压性的因素
6．了解挤压温度的确定与金属和合金的可挤压性的关系
7．了解挤压温度的确定与制品质量要求的关系
8．了解挤压温度的确定受挤压时变形热的影响
9．了解挤压速度与金属流出速度的确定与金属可挤压性、制品质量及设备能力关系
10．了解选择优良润滑剂对挤压工艺的影响
11．了解合理的锭坯尺寸对挤压工艺的影响
12．了解最佳挤压模设计方法对挤压工艺的影响
重点：金属可挤压性的概念、影响金属可挤压性的因素、最优挤压工艺制度包含的内容
第七章  挤压新工艺新方法
内容：静液挤压新工艺、有效摩擦挤压新工艺、锭接锭接压新工艺、固液挤压新工艺
基本要求： 
1．了解静液挤压的生产方法
2．了解静液挤压的优缺点
3．了解有效摩擦挤压的生产方法
4．了解有效摩擦挤压的优缺点
5．了解锭接锭挤压的生产方法
6．了解锭接锭挤压的优缺点
7．了解固液态金属挤压的生产方法
8．了解固液态金属挤压的优缺点
重点：有效摩擦挤压工艺过程中摩擦力对金属流动均匀性的影响
第二篇 拉拔工艺及模具设计
第八章  拉拔概述 
内容：拉拔的一般概念、拉拔工艺的优缺点
基本要求： 
1. 掌握拉拔概念
2. 掌握拉拔的分类
3. 了解各类拉拔工艺适用范围
4. 了解拉拔生产的一般工艺流程。
5. 了解拉拔工艺与轧制等其他加工方法相对比的优点
6. 了解拉拔工艺与轧制等其他加工方法相对比的缺点
重点：拉拔的概念、拉拔的分类
第九章  拉拔时应力与变形
内容：圆棒拉拔时应力与变形、管材拉拔时应力与变形、拉拔制品中的残余应力
基本要求： 
1. 了解圆棒拉拔时所受的外力
2. 了解圆棒拉拔时变形区的形状
3. 掌握圆棒拉拔时变形区内的金属的应力应变状态及其分布规律
4. 掌握圆棒拉拔时的变形指标的定义及计算
5. 掌握圆棒拉拔时金属在变形区内的流动特点
6. 了解管材拉拔与圆棒拉拔应力状态的基本区别
7. 掌握空拉时应力应变状态
8. 了解影响空拉时管材壁厚变化的因素
9. 了解固定短芯头拉拔时变形区形状及变形区金属的应力应变状态
10. 了解长芯棒拉拔时变形区形状及变形区金属的应力应变状态
11. 了解游动芯头拉拔时变形区形状及变形区金属的应力应变状态
12. 了解游动芯头拉拔的优点
13. 掌握游动芯头拉拔时游动芯头在变形区内的稳定条件
14. 掌握拉拔棒材中残余应力的分布规律
15. 掌握拉拔管材中残余应力的分布规律
16. 了解拉拔制品中残余应力的消除方法
重点：游动短芯头拉拔时游动短芯头在变形区稳定条件、圆棒拉拔时应力应变状态、管材拉拔时应力应变状态、辊式矫直机消除残余应力的原理
难点：轴对称应力状态、空拉管材时壁厚的变化、长芯棒拉拔时摩擦力的有效作用、
第十章  拉拔工艺及拉拔配模设计
内容：拉拔配模、安全系数的概念、安全系数的影响因素、实现拉拔过程的必要条件
基本要求： 
1. 了解拉拔配模的原理
2. 掌握安全系数的概念
3. 理解安全系统的影响因素
4. 掌握实现拉拔过程的必要条件
5. 了解拉拔配模设计的内容
6. 了解拉拔配模设计
7. 了解润滑对拉拔工艺的重要影响
8. 了解拉拔过程中润滑剂的选择
重点：安全系数、拉拔过程坯料尺寸的确定、拉拔中间退火道次确定、拉拔道次及道次延伸率分配。
三、课程教学基本要求 1．课堂讲授：
教学方法采用课堂讲授与实验配合，以讲授为主，增强互动性，结合学科前沿，使学生既学到本课程的基本理论，又了解了学科的发展，激发了学习热情，学会运用理论去分析和解决实际问题。
2．作业方面：
结合本课教学特点，作业以分析题为主，一方面加深对基本概念和基本理论的理解，另一方面强化理论的应用，用于解决现实问题。
3．考核方式：
考试形式以笔试为主，题型有填空题、选择题、名词解释、判断题、计算题和问答题。考试范围为大纲所要求的基础知识及重点知识。成绩：卷面成绩占50﹪，平时成绩占50%。
四、实践教学环节 无
五、学时分配

                                                   
六、教学内容更新说明
暂无
制定者：刘莹莹
审定者：杨程
批准者：杜忠泽
泽校对者：贾青

制定日期：2016年12月26日