山东农业大学：机械与电子工程学院《金属切削原理》课程教学大纲

《金属切削原理与刀具》教学大纲学分：2总学时：36理论学时：36实验学时：0大纲执笔人：许令峰大纲审定人：一、说明1.课程的性质、地位和任务金属切削原理是研究金属切削加工的一门技术科学。材料的切削加工是用一种硬度高于工件材料的单刃或多刃刀具，在工件表面切去一部分预留量，使工件达到预定的儿何形状尺寸准确度、表面质量及低加工成本的要求。本课程是一门专业基础课，为其他的后续课程“金属切削机床”、“机械制造工艺学”和其他专业课程及选修课提供必要的基础知识。2.课程教学的基本要求基本理论方面：掌握金属切削过程及磨削过程中切削变形，切削力，切削热及切削温度，刀具磨损、破损及砂轮磨损的基本原理与基本规律。基本知识方面：掌握常用刀具材料的种类、性能及其应用范围：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；掌握切削用量的选用原则，并初步了解切削液的种类、作用和选用本课程是一门与生产实践联系很密切的课程，在课程学习前，应进行金工实习，以便学生建立有关材料与工艺的感性知识。应安排学生在学完机械制图、机械制造基础等有关基础课或专业基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，并避免不必要的重复，课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容。由于切削原理的不断发展，知识不断更新，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展，备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要发展及发展动向。3.课程教学改革总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关切削方面的理论知识。除课堂教学外，尚需进行必要的课堂讨论和习题课等，以进一步培养学生分析问题和独立工作的能力二．教学大纲内容（一）课堂理论教学第一章：基本定义（4学时）第一节：切削运动与切削用量切削运动，工件上的加工表面，切削用量第二节：刀具的几何参数刀具切削部分的表面与刀刃；确定刀具切削角度的参考平面：刀具标注角度的参考系，刀具的标注角度，刀具的工作角度。第三节：切削层参数与切削方式切削层参数，切削方式。本章重点、难点：1、刀具的标注角度2、切削层参数建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果思考题：1、外圆车刀在主剖面参考系中主要标注角度及其定义。2、切削层参数与切削用量的关系3、车刀的标注角度与工作角度的区别

《金属切削原理与刀具》教学大纲 学分：2 总学时：36 理论学时：36 实验学时：0 大纲执笔人：许令峰 大纲审定人： 一﹑说明 1．课程的性质﹑地位和任务 金属切削原理是研究金属切削加工的一门技术科学。材料的切削加工是用一种硬度高于 工件材料的单刃或多刃刀具，在工件表面切去一部分预留量，使工件达到预定的几何形状﹑ 尺寸准确度﹑表面质量及低加工成本的要求。本课程是一门专业基础课，为其他的后续课程 “金属切削机床” ﹑“机械制造工艺学” 和其他专业课程及选修课提供必要的基础知识。 2．课程教学的基本要求 基本理论方面：掌握金属切削过程及磨削过程中切削变形，切削力，切削热及切削温度， 刀具磨损﹑破损及砂轮磨损的基本原理与基本规律。 基本知识方面：掌握常用刀具材料的种类﹑性能及其应用范围；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；掌握切削 用量的选用原则，并初步了解切削液的种类﹑作用和选用 本课程是一门与生产实践联系很密切的课程，在课程学习前，应进行金工实习，以便学 生建立有关材料与工艺的感性知识。应安排学生在学完机械制图﹑机械制造基础等有关基础 课或专业基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，并避免不必要的重复， 课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容。由于切削原理的不断发展，知识不断 更新，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展， 备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要发展及发展动向。 3．课程教学改革 总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关切削方面的理论知识。除课堂 教学外，尚需进行必要的课堂讨论和习题课等，以进一步培养学生分析问题和独立工作的能 力 二．教学大纲内容 （一）课堂理论教学 第一章：基本定义（4 学时） 第一节：切削运动与切削用量 切削运动，工件上的加工表面，切削用量 第二节：刀具的几何参数 刀具切削部分的表面与刀刃；确定刀具切削角度的参考平面；刀具标注角度的参考系， 刀具的标注角度，刀具的工作角度。 第三节：切削层参数与切削方式 切削层参数，切削方式。 本章重点﹑难点：1﹑刀具的标注角度 2﹑切削层参数 建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂 图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果 思考题：1﹑外圆车刀在主剖面参考系中主要标注角度及其定义。 2﹑切削层参数与切削用量的关系 3﹑车刀的标注角度与工作角度的区别

第二章：刀具材料（3学时）第一节：刀具材料应具备的性能高的硬度和耐磨性，足够的硬度和韧性，高的耐热性，良好的热物理性能和耐热冲击性能，良好的工艺性能，经济性。第二节：高速钢普通型高速钢，高性能高速钢，粉末冶金高速钢第三节：硬质合金硬质合金的特点，硬质合金的分类及其性能，硬质合金的选用。第四节：其他刀具材料陶瓷，涂层刀具，金刚石。本章重点、难点：1、高速钢的性能特点2、硬质合金的性能特点建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。思考题：1、刀具在什么条件下工作？其切削部分应具备那些性能？2、常用高速钢有哪些？其性能特点如何3、常用硬质合金有哪些？其性能特点如何？第三章：金属切削变形过程（6学时）第一节：研究金属切削变形过程的意义和方法研究金属切削变形过程的意义：研究金属切削变形过程的实验方法第二节：金属切削层的变形变形区的划分：第一变形区内的剪切变性：变形程度的表示方法。第三节：前刀面的积压与摩擦及其对切屑变形的影响作用在切屑上的力：剪切角与前刀面摩擦角的关系：前刀面上的摩擦：影响前刀面摩擦系数的主要因素。第四节：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响第五节：切屑变形的变化规律第六节：切屑的类型本章重点、难点：1、金属切削层的变形分析2、作用在切屑上的力的分析3、前刀面上的摩擦建议教学方法：本章内容是本课程的重点，内容较为抽象，在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。思考题：1、金属切削变形过程有何特征？2、切屑与前刀面的摩擦对第一变形区内的剪切变性有何影响？3、积屑瘤的形成原因及其对切削过程的影响？第四章：切削力（3学时）第一节：切削力的来源，切削合力及其分解，切削功率切削力的来源：切削合力及其分解：切削功率第二节：切削力的测量测定机床功率；用测力仪测量切削力。第三节：影响切削力的因素被加工材料的影响；切削用量对切削力的影响：刀具几何参数对切削力的影响：刀具

第二章：刀具材料（3 学时） 第一节：刀具材料应具备的性能 高的硬度和耐磨性，足够的硬度和韧性，高的耐热性，良好的热物理性能和耐热冲击性 能，良好的工艺性能，经济性。 第二节：高速钢 普通型高速钢，高性能高速钢，粉末冶金高速钢 第三节：硬质合金 硬质合金的特点，硬质合金的分类及其性能，硬质合金的选用。 第四节：其他刀具材料 陶瓷，涂层刀具，金刚石。 本章重点﹑难点：1﹑高速钢的性能特点 2﹑硬质合金的性能特点 建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂 图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。 思考题：1﹑刀具在什么条件下工作？其切削部分应具备那些性能？ 2﹑常用高速钢有哪些？其性能特点如何 3﹑常用硬质合金有哪些？其性能特点如何？ 第三章：金属切削变形过程（6 学时） 第一节：研究金属切削变形过程的意义和方法 研究金属切削变形过程的意义；研究金属切削变形过程的实验方法 第二节：金属切削层的变形 变形区的划分；第一变形区内的剪切变性；变形程度的表示方法。 第三节：前刀面的积压与摩擦及其对切屑变形的影响 作用在切屑上的力；剪切角与前刀面摩擦角的关系；前刀面上的摩擦；影响前刀面摩擦 系数的主要因素。 第四节：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 第五节：切屑变形的变化规律 第六节：切屑的类型 本章重点﹑难点：1﹑金属切削层的变形分析 2﹑作用在切屑上的力的分析 3﹑前刀面上的摩擦 建议教学方法：本章内容是本课程的重点，内容较为抽象，在教学方法上力求少而精， 采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性 认识，加深印象，以此来提高教学效果。 思考题：1﹑金属切削变形过程有何特征？ 2﹑切屑与前刀面的摩擦对第一变形区内的剪切变性有何影响？ 3﹑积屑瘤的形成原因及其对切削过程的影响？ 第四章：切削力（3 学时） 第一节：切削力的来源，切削合力及其分解，切削功率 切削力的来源；切削合力及其分解；切削功率 第二节：切削力的测量 测定机床功率；用测力仪测量切削力。 第三节：影响切削力的因素 被加工材料的影响；切削用量对切削力的影响；刀具几何参数对切削力的影响；刀具

材料对切削力的影响：力具磨损对切削力的影响；切削液对切削力的影响。本章重点、难点：影响切削力的因素建议教学方法：在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内容，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。思考题：1、研究切削力的实际意义及理论意义？2、各个因素影响切削力大小的原因分析？第五章：切削热和切削温度（2学时）第一节：切削热的产生和传出第二节：切削温度的测量自然热电偶法：人工热电偶法第三节：影响切削温度的主要因素切削用量的影响：刀具几何参数的影响；被加工材料的影响；刀具磨损的影响：切削液的影响。第四节：切削温度的分布本章重点、难点：1、影响切削温度的主要因素2、切削温度的分布建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。思考题：1、为什么要研究切削热和切削温度？2、影响切削温度的主要因素分析？第六章：刀具磨损、破损和刀具耐用度（5学时）第一节：刀具磨损的形态前刀面磨损；后刀面磨损：边界磨损。第二节：刀具磨损的原因硬质点磨损：粘着磨损：扩散磨损：化学磨损。第三节：刀具磨损过程及刀具耐用度第四节：刀具的破损刀具脆性的破损的形态：刀具的塑性破损：刀具脆性的破损的原因。本章重点、难点：1、刀具磨损的原因2、刀具磨损的形态建议教学方法：本章内容是本课程的重点，在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内容，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果思考题：1、被加工材料对刀具磨损形态的影响？2、刀具磨损的主要原因？3、如何提高刀具耐用度？第七章：已加工表面质量（5学时）第一节：已加工表面质量的概念第二节：已加工表面的形成过程第三节：已加工表面粗糙度表面粗糙度产生的原因；影响表面粗糙度的因素第四节：加工硬化加工硬化产生的原因；影响加工硬化的因素

材料对切削力的影响；刀具磨损对切削力的影响；切削液对切削力的影响。 本章重点﹑难点：影响切削力的因素 建议教学方法：在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内容，采用启发式与形象化相 结合，通过教具﹑挂图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此 来提高教学效果。 思考题：1﹑研究切削力的实际意义及理论意义？ 2﹑各个因素影响切削力大小的原因分析？ 第五章：切削热和切削温度（2 学时） 第一节：切削热的产生和传出 第二节：切削温度的测量 自然热电偶法；人工热电偶法 第三节：影响切削温度的主要因素 切削用量的影响；刀具几何参数的影响；被加工材料的影响；刀具磨损的影响；切削液 的影响。 第四节：切削温度的分布 本章重点﹑难点：1﹑影响切削温度的主要因素 2﹑切削温度的分布 建议教学方法：在教学方法上力求少而精，采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂 图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。 思考题：1﹑为什么要研究切削热和切削温度？ 2﹑影响切削温度的主要因素分析？ 第六章：刀具磨损﹑破损和刀具耐用度（5 学时） 第一节：刀具磨损的形态 前刀面磨损；后刀面磨损；边界磨损。 第二节：刀具磨损的原因 硬质点磨损；粘着磨损；扩散磨损；化学磨损。 第三节：刀具磨损过程及刀具耐用度 第四节： 刀具的破损 刀具脆性的破损的形态；刀具的塑性破损；刀具脆性的破损的原因。 本章重点﹑难点：1﹑刀具磨损的原因 2﹑刀具磨损的形态 建议教学方法：本章内容是本课程的重点，在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内 容，采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定 感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。 思考题：1﹑被加工材料对刀具磨损形态的影响？ 2﹑刀具磨损的主要原因？ 3﹑如何提高刀具耐用度？ 第七章：已加工表面质量（5 学时） 第一节：已加工表面质量的概念 第二节：已加工表面的形成过程 第三节：已加工表面粗糙度 表面粗糙度产生的原因；影响表面粗糙度的因素 第四节：加工硬化 加工硬化产生的原因；影响加工硬化的因素

本章重点、难点：1、已加工表面的形成过程。2、表面粗糙度产生的原因建议教学方法：在教学方法上力求少而精，在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内容，采用启发式与形象化相结合，通过教具、挂图、幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。思考题：1、分析产生表面粗糙度的原因？2、减少加工硬化的措施？第八章：刀具合理儿何参数的选择（4学时）第一节：前角及前刀面形状的选择第二节：后角的选择第三节：主偏角负偏角的选择第四节：刃倾角的选择本章重点、难点：刀具合理几何参数的选择分析建议教学方法：本章内容较为繁杂，适当采用课堂讨论和习题课，从而增强学生对刀具合理几何参数的选择原则的认识和解决实际问题的能力。思考题：1、选择前角的依据？2、刃倾角的作用。第九章：磨削（4学时）第一节：砂轮的特性磨料；粒度：结合度：砂轮的硬度。第二节：磨削过程及特点磨削过程；磨削特点三，本课程的考核方式，方法闭卷考试，卷面成绩占70%，平时及实验成绩占30%。附：本课程建议使用教材及实验指导书建议使用教材：《金属切削原理》，陈日曜主编，机械工业版社，1994年。主要参考书：《金属切削加工的理论基础》，布思罗伊德，山东科学版社，1980年。《切削用量手册》，艾兴，萧诗纲主编，机械工业版社，1984年

本章重点﹑难点：1﹑已加工表面的形成过程。 2﹑表面粗糙度产生的原因 建议教学方法：在教学方法上力求少而精，在教学方法上力求系统而全面的阐述本章内 容，采用启发式与形象化相结合，通过教具﹑挂图﹑幻灯等方法使同学对抽象的内容有一定 感性认识，加深印象，以此来提高教学效果。 思考题：1﹑分析产生表面粗糙度的原因？ 2﹑减少加工硬化的措施？ 第八章：刀具合理几何参数的选择（4 学时） 第一节：前角及前刀面形状的选择 第二节：后角的选择 第三节：主偏角负偏角的选择 第四节：刃倾角的选择 本章重点﹑难点：刀具合理几何参数的选择分析 建议教学方法：本章内容较为繁杂，适当采用课堂讨论和习题课，从而增强学生对刀具 合理几何参数的选择原则的认识和解决实际问题的能力。 思考题：1﹑选择前角的依据？ 2﹑刃倾角的作用。 第九章：磨削（4 学时） 第一节：砂轮的特性 磨料；粒度；结合度；砂轮的硬度。 第二节：磨削过程及特点 磨削过程；磨削特点 三．本课程的考核方式，方法 闭卷考试，卷面成绩占 70％，平时及实验成绩占 30％。 附：本课程建议使用教材及实验指导书 建议使用教材：《金属切削原理》，陈日曜主编，机械工业版社，1994 年。 主要参考书：《金属切削加工的理论基础》，布思罗伊德，山东科学版社，1980 年。 《切削用量手册》，艾兴，萧诗纲主编，机械工业版社，1984 年