2022年2022年金属切削原理与刀具教学大纲 .pdf

1 金属切削原理与刀具一、课程说明课程编号：080611Z10 课程名称：金属切削原理与刀具/Metal Cutting Principles&Cutting Tool 课程类别：专业教育学时/学分：48/3 先修课程：机械工程材料机械制造工艺学适用专业：机械制造教材、教学参考书：1、金属切削原理与刀具（第四版），韩荣第等，哈尔滨工业大学出版社，2013 2、数控机床刀具及其应用，徐宏海，化学工业出版社，2005 3、现代金属切削刀具实用技术，陈云，化学工业出版社，2008 二、课程设置的目的意义课程的任务是使学生从理论上认识金属切削过程的一般现象，掌握切削过程中的基本规律，运用这些规律寻求改善工件加工质量，提高生产效率和降低成本的途径；根据具体加工条件合理选择常用刀具，掌握典型刀具的设计原理和方法；了解金属切削的发展趋势、新技术、新工艺以及自动化加工刀具，为今后从事机械加工、加工控制及相关工程技术工作打下必要的基础。三、课程的基本要求（一）知识要求（1）掌握金属切削过程中的切削变形、切削力、切削热、刀具磨损与破损的基本理论与规律。（2）熟悉常用刀具材料的种类、性能及其应用范围。（3）了解各种常用刀具的的几何结构，熟悉各种常用刀具的应用范围。（4）掌握加工表面质量的评定标志，影响因素、提高表面质量的措施。（5）掌握切削用量的选用原则，了解切削液的种类、作用及其选用。（6）了解非线性有限元分析方法基础理论、塑形力学基本概念，掌握切削仿真的原理、规划、实施步骤、注意事项。（二）能力要求（1）具有根据加工条件合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量及计算切削力与功率的能力。（2）初步具有设计典型刀具与选用常用刀具的能力。（3）能够根据实际问题出发，合理运用切削仿真方法，揭示切削过程中的物理本质，为开发新型刀具、降低开发成本，缩短切削工艺时间提供技术支持。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -2（三）素质要求通过案例教学、课堂讨论辩论，培养学生沟通交流素质，提高学生分析问题解决问题的能力。通过课外导学的模式，提升学生自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。通过考核方式的改革，锻炼学生科技文献的写作能力。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践绪论2 2 课程介绍，机械制造过程介绍。课堂教学（案例导入）第 1 章基本定义6 4 2 切削用量三要素，刀 具 几 何 角 度 标注，刀具工作角度。刀 具 工 作角度课堂练习（通过外圆、端面、切断等不同刀具几何角度的标注练习，加深相关概念理解）。课堂讨论（讨论、学生上台讲解）。实验（实测刀具几何角度）。第 2 章刀具材料2 2 常 用 刀 具 材 料 牌号、性能、选用。高速钢硬质合金课前导学（前修课知识归纳与思考）。课 堂 教 学（提问、对比讲解）。第 3 章金属切削过程与控制4 4 剪切角、剪应变、变形系数、积屑瘤、切屑类型及控制。剪切角、前刀面摩擦。课前导学（前修课知识归纳与思考）。课 堂 教 学（提问、对比讲解）。第 4 章切削力4 2 2 切削力的测量及经验公式，影响切削力的因素。理 论 公 式推导，实验数 据 处 理及 经 验 公式建立理论公式、经验公式对比讲解。实验(分组实验)第 5 章切削热和切削温度1 1 切削温度分布，影响切削温度的主要因素切 削 温 度的分布课堂教学（与切削力对比讲解）第 6 章刀具磨损、破损与耐用度2 2 刀具磨损的形态、原因。刀具磨损过程及磨钝标志，刀具 耐 用 度 经 验 公式，合理耐用度的选用。刀 具 耐 用度 经 验 公式，合理耐用 度 的 选用。课堂教学第 7 章已加工表面质量1 1 已加工表面质量的标志,残留面积与理论粗糙度，积屑瘤、鳞刺对已加工表 面 粗 糙 度 的 影响。残 留 面 积与 理 论 粗糙度课堂教学名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -3 章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第 8 章刀具合理几何参数的选择1 1 前角、后角和主、副偏角、刃倾角的功用及选择刃 倾 角 的功 用 及 选择课堂教学（学生上台讲解）第 9 章切削用量的选择1 1 切削用量对加工质量 和 生 产 率 的 影响，粗加工、精加工切削用量的选择原则切 削 用 量三 要 素 与生 产 率 的关系课堂教学（案例教学，提升理解工程管理与经济决策基本素质）。第 10 章切削仿真方法概述2 2 切削仿真设计的理论基础及软件发展概况有 限 元 理论 及 塑 形力 学 相 关概念课堂教学第 11 章切削仿真软件环境2 2 Deform软件环境熟悉Deform仿真 参 数 的设置上机操作第 12 章切削仿真实例：金属切削机理仿真2 2 切削仿真规划、实施，仿真结果分析。仿真方法课堂教学（案例教学）第 13 章切削仿真专题训练4 4 切屑形态控制，切削力的主要影响因素，切削热的主要影响因素，切削用量对切削过程的影响。仿 真 过 程的 设 计 及仿 真 结 果的分析提前布置任务，课堂以学生研讨为主第 14 章磨削2 2 磨削过程、磨削表面形成机理，砂轮的特性及其选择。磨 削 温 度和烧伤课前导学（前修课知识归纳与思考）。课堂教学（案例教 学、课 堂 讨论）。第 15 章车刀及成形车刀4 4 车 刀 的 种 类 和 用途。车刀的结构、机夹式的优点，刀片型号及夹固的典型结构。可转位车刀几何角度的设计计算。车螺纹时工作角度和标注角度的关系。课堂练习课堂讨论第 16 章孔加工刀具2 2 孔加工刀具的种类和用途。麻 花 钻 的结构、几何角度标注。课 堂 教 学(通 过倪志福“群钻”故事，培养学生创新素质)第 17 章铣刀2 2 铣削方式、铣削要素，铣刀的种类和用途。端铣刀、圆柱铣刀的几何 角 度 标注。课堂教学第 18 章拉刀2 2 拉 刀 的 种 类 和 用途。拉刀的结构。拉削方式圆孔拉刀设计课堂教学第 19 章自动化加工中的刀具2 2 自动化加工中刀具的特点，刀具管理系统，换刀装置。换刀装置课堂教学合计48 42 6 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -4 五、实践教学内容和基本要求学生必须完成下列三项实验，总计6 学时。（一）车刀几何角度测量（1）了解刀具几何角度测量方法和测量仪器的使用。（2）学会使用车刀量角仪,测量车刀的几个主要角度,并计算三个派生角度,画出车刀几何角度标注图。（二）三向切削力的测定（1）掌握切削力的测量方法，了解压电测力仪的原理。（2）掌握数据处理方法，从切削力实测数据导出切削力的经验公式，分析了解多因素对切削力的影响。（三）切削仿真上机（1）熟悉 Deform 软件环境，掌握软件的操作方法。（2）学习切削仿真的开展流程。六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、大型作业、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、辩论、实践教学、课内互动，课外阅读等；过程考核占总评成绩的50%，期末考试点 50%。考核方式考核内容成绩比例（%）备注笔试理论授课内容50 论文切削仿真专题训练30 报告及实验表现实验10 不含仿真上机作业测评、课堂点名作业、考勤10 七、大纲主撰人：大纲审核人：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -