关于《金属切削原理及刀具》课程教学的探索与实践

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1、关于《金属切削原理及刀具》课程教学的探索与实践摘要：在结合自身从事《金属切削原理及刀具》课程教学工作四年多的基础上，对教学过程中存在的一些问题进行了分析和探讨，从五个方面进行了教学改革与实践，有效地提高了学生学习本课程的兴趣，较好地调动了学生的主观能动性，顺利完成了教学目标。关键词：金属切削原理；刀具；课程教学；探索与实践《金属切削原理及刀具》是研究金属切削变形过程及规律，探索刀具在实际生产中的应用的一门技术科学；是我校机械设计制造及其自动化专业的一门选修课[1-2]。要求学生通过金属切削过程中的切削变

2、形、切削力、切削热及切削温度、刀具磨损、磨削基本原理、刀具切削角度对切削过程的影响等基本理论的学习，掌握刀具材料选择、刀具几何形状设计、合理切削用量拟订、专用刀具设计等基本技能，为后续的金属切削机床、机械制造工艺学等课程学习和课程设计、毕业设计等实践学习提供必要的基础知识。近年来，为了适应理工科教学改革，本课程学时缩减到32学时。由于本课程涉及机械制图、金属物理学、金属工艺学、力学、热学、化学、弹塑性理论等相关学科，理论知识过于抽象，加之课堂教学缺少必要的实物，学生普遍感到不少课程内容不易理解和掌握。对

3、此，笔者在4年的教学工作中，对如何提高本课程教学质量及教学效果进行了不断地思考与探索，并通过教学实践，积累了一定的教学经验。一、紧扣大纲，合理调整教学内容《金属切削原理及刀具》课程采用了《金属切削原理》和《金属切削刀具》两本教材，教学大纲规定了16章节教学内容。要在32学时内完成如此多的内容，必须针对教学目标恰当分配课时并合理调整内容，例如，将刀具基本定义、刀具材料、金属切削变形过程、刀具磨损、刀具合理几何参数的确定、磨削、车刀设计、孔加工刀具、铣刀等重点内容安排2-4学时讲授，其它内容安排1学时讲授；

4、将刀具基本定义中的刀具标注角度的换算调至车刀设计中讲解，将刀具材料中的涂层刀具融合到如何改善高速钢刀具切削性能中讲解；将干切削、化学涂层、物理涂层、数控刀具等新材料、新工艺、新技术、新设备，补充到教学内容中来，使学生及时了解本学科的现状及发展趋势，扩宽其知识面[3]。与此同时，为了使学生掌握教学大纲规定的教学内容，针对每一章的教学内容，突出重点和难点、兼顾一般。对于重点和难点内容的讲解做到基本概念清晰、基本理论透彻、基本方法易懂，直至学生真正理解和掌握。在章节讲授开始时，首先介绍该章节的重点和难点，使学

5、生心中有数；该章节讲授结束时，用一定时间进行总结，提高学生对所学知识的掌握程度。如第一章“基本定义”，其重点是切削用量的基本定义和刀具的几何参数，难点是刀具标注角度在参考系中的角度标注方法，特别是在正交平面参考系中的标注。二、把握目标，理论密切联系实际《金属切削原理及刀具》是理论性与实践性很强的课程。根据培养计划安排，在本课程开讲之前，学生已进行了金工实习，通过铸工、锻工、车工、钳工等不同工种的培训，基本熟悉了机械制造的一般过程和机械零件的常用加工方法，初步具备选择加工方法、进行加工分析和制定工艺规程的

6、能力，特别是通过在车床上加工不同零件，对切削加工有了很深的感性认识。因此，课堂上结合金工实习讲解切削理论是提高学生知识程度的有效方法。结合金工实习中铝制零件的制造过程，即铸造毛坯→车削外圆→镗削内孔→插削键槽→铣削外齿，在引导学生读懂零件图的同时，通过分析获取零件预定几何形状、准确尺寸、表面质量的途径，介绍相关切削加工的概念；通过外圆车削中为什么要“对刀”，分析刀具安装位置的高低对实际加工刀具角度的影响；通过金属切屑的形状来判断切削过程平稳性；通过切削用量的不同来观察表面质量、刀具磨损；通过加工过程中切

7、削液的使用来介绍其功能和作用；通过不同机床使用不同刀具来介绍车刀、孔加工刀具、铣刀等各种刀具的实际应用。如此等等内容的讲述，还可以结合学生金工实习照片的展示，使学生温故而知新，在传授理论知识的同时，解答他们实践中的疑惑。利用刀具模型来介绍刀具形态结构和几何参数[4]。如普通车刀切削部位具有“三面两刃一尖”的特征，并结合其在正交平面内的投影，介绍不同角度的定义；利用先进刀具模型，如75°大切深强力外圆车刀，介绍刀具几何角度的合理选择及结构优化，即通过卷屑槽、负倒棱、直线过渡刃、刀尖圆弧过渡、负刃倾角、修光

8、刃等改变刀具几何参数的多重途径在实际刀具制造中的应用。利用CAD/CAE软件演示分析金属切削过程。如利用solidworks软件建立刀具三维模型，通过选择不同视角，观看其在不同平面内的投影，让学生容易明白各个角度的位置；利用ansys软件对金属切削过程进行动态仿真，通过应力、应变以及温度变化的动态显示，使学生能更容易接受知识点。三、突出优势，精心制作教学课件采用多媒体现代教育技术教学具有知识形象化、课堂生动化、增大课堂教学信息、便于课后学生