金属切削原理与刀具课程学习大纲.doc

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机电工程系

《金属切削原理与刀具》课程教学大纲

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《金属切削原理与刀具》课程教学大纲

教材：《金属切削原理与刀具》；芦福桢

总学时：72学分：5

授课对象：机电工程系机械、数控专业学生

一、课程教学目的

金属切削原理与刀具是研究金属切削过程基本规律与应用、标准刀具的选型与使用、非标准刀具设计原理与方法的一门科学，是机械制造专业的重要专业基础课。学生通过本课程的教学、实验、并配合生产实习，应达到下列要求：

1、在基本理论方面，掌握金属切削及磨削过程中的切削变形，切削力，切削热及切削温度，刀具磨损、破损以及砂轮磨损的基本理论与基本规律；

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2、在基本知识方面，掌握常用刀具材料的种类、性能及应用范围；掌握材料加工性及加工表面质量的评定标志、影响因素和提高加工性及加工表面质量的主要措施等知识；掌握刀具几何参数和切削用量的选定原则，并初步了解切削液的种类、作用和选用。

3、在基本技能方面，应具有根据加工条件合理选择刀具材料、

刀具几何参数、切削用量的能力。

二、课程内容及基本要求

绪论

【基本内容】

金属切削加工与刀具在现代机械制造业中的地位和作用；金属切削发展简史；本课程的内容、性质、任务及学习方法。

【学时分配】

1学时

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第一章基本定义

【基本内容】

切削运动，工件上的加工表面，切削用量和切削参数。车刀的组成，车刀在静止坐标系中的正交剖面系、法剖面系、假定工作平面坐标系，背平面坐标系中的几何角度及定义。刀具的工作坐标系及工作角度。切削层参数计算及切削方式。

【学时分配】

9学时

【重点难点】

1、切削运动的区分；

2、切削用量三要素的计算；

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3、车刀正交平面参考系角度的画法及标注；

4、切削层参数的计算。

在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过各种车刀实物展示，挂图、多媒体演示等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深理解，以此来提高教学效果。

【教学要求】

1、熟练掌握和区分切削运动、车刀组成以及加工表面的基本概念；

2、掌握常用的车刀角度，并能完成车刀正交平面坐标系角度的画法和标注；

3、掌握切削用量三要素以及切削层参数的计算。

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第二章刀具材料

【基本内容】

常用刀具材料的性能与种类；高速钢、硬质合金的组成、性能、常用的牌号及应用；陶瓷刀具、PCD及CBN刀具的性能与应用。

【学时分配】

5学时

【重点难点】

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1、高速钢的牌号、性能及其选用；

2、硬质合金的分类、牌号、性能及其选用。

本章内容与学过的金属材料与热处理有联系，可结合起来进行讲解，加以区别和联系，是学生掌握刀具材料的性能特点，容易理解。【教学要求】

1、熟悉刀具材料应具备的性能；

2、掌握常用刀具材料：高速钢、硬质合金的性能、常用牌号及选用；

3、了解新的刀具材料，如涂层硬质合金、陶瓷材料、超硬刀具材料的性能及应用；

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4、对刀具材料在金属切削中的重要作用有所了解。

第三章金属切削过程的基本规律

【基本内容】

切削变形的特点；切屑形成与切屑类型；变形程度的表示方法；前刀面上的摩擦特点；积屑瘤、加工硬化的产生机理以及预防和抑制措施；影响切削变形的因素。切削力的来源、合力及分力；切削功率及单位切削力；影响切削力的因素。切削热的来源与传散；切削温度的测定及温度分布规律；影响切削温度的因素。刀具的磨损类型、过程；刀具的磨损标准；刀具的磨损机理；刀具寿命的概念；影响刀具寿命的因素；刀具寿命方程式及刀具寿命的确定原则。

【学时分配】

15学时

【重点难点】

1、切削变形过程分析；

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2、切削力的合力、分力及作用点；

3、切削温度的分布规律；

4、积屑瘤、加工硬化产生机理及预防抑制措施；

5、刀具磨损类型及机理；

6、刀具寿命的确定原则及表示方式。

【教学方法】

本章内容是本课程的重点，内容较为抽象，而且涉及知识点非常多。教学中切削变形原理结合材料力学的应力应变曲线进行讲解，使学生从根本上对知识理解。通过模型、挂图、多媒体等方式让学生对所学的抽象知识有一定的感性认识，加深理解，提高教学效果。【教学要求】

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1、掌握切削变形过程及三个变形区的变形特点；

2、理解切削变形的表示方法；

3、掌握积屑瘤、加工硬化的产生机理及预防抑制措施；

4、掌握影响切削变形的因素；

5、掌握切削温度的分布规律；

6、掌握切削温度的影响因素；

7、掌握刀具磨损类型、过程及磨损机理；

8、掌握刀具寿命概念及确定原则。

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第四章切削基本规律的应用

【基本内容】

切屑形状分类；切屑的流向和折断；断屑措施。工件材料切削加工性指标；常用材料切削加工性；改善切削加工性的措施。切削液作用、种类和应用。已加工表面质量因素；表面粗糙度的形成；影响表面粗糙度的因素。刀具角度的功用及其合理选择；刀尖的修磨形式；刃口的修磨形式。切削用量的合理选择。现代切削新技术简介。【学时分配】

13学时

【重点难点】

1、切屑分类、断屑措施；

2、工件材料切削加工性指标及其改善措施；

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3、刀具几何角度及切削用量的合理选择。

【教学方法】

本章需要掌握的知识点比较多，内容比较杂，适当采用课堂讨论和习题课，加深学生的理解。对于参数选择，采用实例教学，通过例子详细讲解，同时让学生参入讨论，达到良好的教学效果。

【教学要求】

1、掌握切削分类、流向、断屑机理；

2、掌握几种断屑措施；

3、掌握切削加工性指标及改善措施；