《金属切削原理与刀具》课程教学大纲

《金属切削原理与刀具》课程教学大纲课程编码：AL040750课程性质：专业基础课程（机械设计制造及其自动化）专业任选课程（农业机械化及其自动化）适用专业：机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化学时学分：32学时2学分所需先修课：机械制图、机械工程材料、金属工艺学、材料力学、金工实习编写单位：机电工程学院一、课程说明1．课程简介金属切削原理和刀具是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课程，是农业机械化及其自动化的一门专业任选课程。课程由金属切削原理和金属切削刀具两部分组成，切削原理部分要求掌握刀具切削部分基本定义，切屑形成过程的基本原理，刀具合理几何参数的选择方法，切削用量制订的一般原则；刀具部分要求掌握如何正确选用通用的标准刀具，对于专用刀具，要求掌握成型车刀，成型铣刀，拉刀，涡轮滚刀的设计原理和方法。先修课程“机械制图”、“机械工程材料”、“金属工艺学”、“材料力学”、“金工实习”，为课程学习打下理论与时间基础。通过课程的学习，为学生学习“现代机床”“数控实习”等课程打下基础。2．教学目标要求通过课程的学习，使学生理解刀具切削部分基本定义，理解切屑形成过程的基本原理，掌握刀具合理几何参数的选择方法和切削用量制订的一般原则。掌握如何正确选用通用的标准刀具，掌握成型车刀，成型铣刀，拉刀，涡轮滚刀的设计原理和方法，并初步了解新技术、新工艺及发展趋势。3．教学重点难点本课程的教学重点包括刀具切削部分基本定义，切屑形成过程的基本原理，刀具合理几何参数的选择方法，切削用量制订的一般原则，如何正确选用通用的标准刀具，典型刀具的设计原理和方法。难点部分是本课程内容与生产实际联系紧密，为达到教学基本要求。4．学时分配表次序教学内容理论课学时数实验课学时数备注第一部分刀具几何角度及切削要素42第二部分刀具材料及发展2第三部分金属切削过程的基本规律2第四部分切削基本理论的应用4第五部分车刀4第六部分钻削与钻头2第七部分扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具6第八部分拉刀4第九部分铣削与铣刀2第十部分数控刀具及螺纹刀具自学第十一部分切齿刀具自学小计302总计325．主要教法、学法多媒体课件，工厂实习6．考核方式及标准对机制专业学生，本课程的考核方式教学部分成绩的构成按平时成绩、作业、期末成绩综合计分，计分比率20%，10%，70%。本大纲中标以自学的内容以学生课下自学为主，同样列为考试内容。对农机专业学生，成绩构成按平时成绩、作业、期末成绩综合计分，计分比率20%，20%，60%。二、各部分教学纲要第一部分刀具几何角度及切削要素（4学时）教学目标掌握切削运动的类型，工件表面的划分，以及刀具表面的划分，各切削刃的定义，各标注参考系及刀具角度的定义；掌握刀具几何形状的图示方法；刀具角度的换算及不同情况下刀具工作角度的变化。本部分重点掌握各标注参考系及刀具角度的定义；刀具几何形状的图示方法。了解刀具角度的换算及不同情况下刀具工作角度的变化。本部分难点刀具角度的换算及不同情况下刀具工作角度的变化。教学内容1刀具几何角度及切削要素1.1切削运动及切削用量1.2刀具切削部分的基本定义1.3刀具切削部分的组成要素1.4刀具角度的坐标系1.5刀具角度1.6刀具角度的换算1.7刀具的工作角度1.7.1刀具工作坐标系与工作角度1.7.1.1工作坐标系1.7.1.2工作角度的变化1.8切削层与切削方式第二部分刀具材料及发展（2学时）教学目标了解刀具材料的一般要求。掌握高速钢，硬质合金的性能特点和典型牌号。了解其他刀具材料的特点与使用范围。本部分重点掌握高速钢，硬质合金的性能特点和典型牌号。本部分难点高速钢，硬质合金及其他刀具材料的特点与使用范围。教学内容1高速钢1.1高速钢的性能特点1.2高速钢的牌号2硬质合金2.1硬质合金的性能特点2.2硬质合金的牌号3其它刀具材料3.1涂层刀具3.2陶瓷刀具3.3金刚石刀具3.4立方氮化硼第三部分金属切削过程的基本规律（2学时）教学目标掌握金属切削过程金属切削变形过程、研究方法、变形区的划分、各变形区的变形特征,掌握切削变形的机理与三个变形区的划分。掌握影响切削变形的基本因素。掌握切削力，切削温度刀具耐用度的定义和变化规律及影响因素。本部分重点金属切削过程金属切削变形过程、研究方法、变形区的划分、各变形区的变形特征,掌握影响切削变形的基本因素。掌握切削力，切削温度刀具耐用度的定义和变化规律及影响因素。本部分难点各变形区的变形特征,影响切削变形的基本因素。教学内容1.切屑变形过程1.1第一变形区的变形1.2第二变形区的变形1.3切屑变形的变化规律2切削力2.1切削力的来源，合力，分解2.2经验公式2.3影响切削力的因素3切削热与切削温度3.1切削热的产生与传出3.2切削温度的测量方法3.3影响切削温度的主要因素3.4切削温度的分布4刀具磨损与刀具耐用度4.1刀具磨损的形式4.2刀具磨损的原因4.3刀具磨损过程及磨钝标准4.4刀具耐用度及其与切削用量的关系4.5刀具的破损第四部分基本规律的应用（4学时）教学目标了解切屑的种类和控制方法。了解工件切削加工性的概念，影响因素，及改进措施。了解切削液的类型及选用。掌握表面质量的内涵及影响因素。掌握刀具各几何因素的作用及选择办法。掌握切削用量的作用及选用原则。本部分重点掌握表面质量的内涵及影响因素。掌握刀具各几何因素的作用及选择办法。掌握切削用量的作用及选用原则。本部分难点掌握表面质量的内涵及影响因素。掌握刀具各几何因素的作用及选择办法。掌握切削用量的作用及选用原则。教学内容1切屑的控制1.1切屑的类型1.2切屑的控制2工件材料的切削加工性2.1切削加工性的标志方法2.2影响切削加工性的主要因素2.3切削加工性的改善3切削液3.1切削液的作用3.2切削液的类型与选用4已加工表面的质量4.1已加工表面的形成过成4.2已加工表面质量4.3已加工表面粗糙度4.4加工硬化与残余应力5刀具几何参数的选择5.1前角与前刀面形状的选择5.2主副后角的选择5.3主副偏角及刀尖形状的选择5.4刃倾角的选择6切削用量的合理选择6.1制定用量的意义6.2刀具耐用度的确定6.3切削用量的确定6.4切削用量最佳化的设计6.5提高切削用量的途径第五部分车刀（4学时）教学目标了解通用车刀的类型和特点。掌握成型车刀的角度变化和验算。掌握成型车刀的设计方法和步骤。本部分重点掌握成型车刀的角度变化和验算。掌握成型车刀的设计方法和步骤。本部分难点掌握成型车刀的设计方法和步骤。教学内容1通用车刀的类型2成型车刀的种类和装夹（简介）1.1成型车刀的角度2.2棱体成型车刀的角度2.3圆体成型车刀的角度2.4成型车刀的法向后角3成型车刀的截形设计3.1棱体成型车刀3.2圆体成型车刀4成型车刀的附加刃与样板4.1附加刃4.2样板第六部分钻削与钻头（2学时）教学目的掌握麻花钻的几何角度。了解钻削特点和钻削用量的选择。了解麻花钻的缺点和修磨办法。了解其他各类钻头的特点和用法。本部分重点掌握麻花钻的几何角度。了解麻花钻的缺点和修磨办法本部分难点掌握麻花钻的几何角度。教学内容1麻花钻的几何参数1.1结构及结构参数1.2刃磨角度1.3麻花钻的角度2钻削要素3钻削力，扭矩4麻花钻的修磨4.1麻花钻的缺点4.2麻花钻的修磨第七部分扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具（6学时）教学目的掌握扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具的基本结构、几何角度。掌握铰刀的基本结构，尺寸计算方法。本部分重点铰刀的基本结构，尺寸计算方法本部分难点铰刀的基本结构，尺寸计算方法。教学内容1扩孔钻、锪钻和镗的结构几何参数2铰刀2.1铰刀的种类和用途2.2圆拄铰刀结构参数2.2.1铰刀直径公差2.2.2齿数与齿型2.2.3铰刀几何角度3复合孔加工刀具第八部分拉削与拉刀（4学时）教学目标了解拉刀的种类和工艺范围。掌握拉削方式的定义和类型。掌握拉刀的设计方法和步骤。本部分重点掌握拉削方式的定义和类型。掌握拉刀的设计方法和步骤。本部分难点掌握拉削方式的定义和类型。教学内容1拉刀的种类和用途2拉削方式3综合轮切式圆形拉刀设计第九部分铣削和铣刀（2学时）教学目的了解铣刀的基本类型，掌握铣刀的主要几何参数。掌握铣削要素的定义和规定。掌握两种铣削方式的定义和区别以及对切削过程的影响。本部分重点掌握铣刀的主要几何参数。掌握铣削要素的定义和规定。掌握两种铣削方式的定义和区别以及对切削过程的影响。本部分难点掌握两种铣削方式的定义和区别以及对切削过程的影响。教学内容1铣刀的类型和几何角度1.1类型1.2铣刀的几何角度2铣削要素和铣削层参数2.1铣削要素2.2铣削层参数3铣削方式3.1顺铣3.2逆铣第十部分螺纹刀具（自学）教学目的了解螺纹刀具的种类和工艺范围本部分重点掌握丝锥和板牙的用途主要几何参数。本部分难点丝锥和板牙的用途主要几何参数。教学内容1丝锥的种类和工艺范围2板牙的种类和工艺范围第十一部分切齿刀具（自学）教学目的了解齿轮机床的各类型特点。掌握盘形铣刀的分组和选用。了解蜗轮滚刀，齿轮滚刀的原理和设计方法。本部分重点掌握盘形铣刀的分组和选用。了解蜗轮滚刀，齿轮滚刀的原理和设计方法。本部分难点了解蜗轮滚刀，齿轮滚刀的原理和设计方法。教学内容1齿轮刀具的分类2齿轮铣刀3齿轮滚刀4蜗轮滚刀简介三、教材及教学资源使用教材：陆剑中.金属切削原理与刀具（第五版）.北京：机械工业出版