金属切削教案课程.doc

学期授课计划（封面） 2013 学年度 第 学期课程名称课程性质任课教师授课班级专业教材名称教材版本依据大纲名称本 课 程重点与难点授课计划编写说明本 学 期计划学时数按校历规定计算共学时教学周审阅意见（签章）周课时授课安排讲课教研组长实训 测验专业主任习题课教务主任复习课机 动分管校长合 计学期授课计划（内页）课次周次授课章节及内容摘要课时作业说明课 题制造技术与社会发展课 型理论课教学对象课时安排教学目标知识与技能目标：对目前制造技术与零件这一基本要素大概了解过程与方法目标：通过观察幻灯中制造技术与社会发展的关系，了解加工制造业的重要性情感与价值观目标：培养学生对于制造业的兴趣教学重点制造技术与社会发展教学难点制造业的作用教学媒体黑板，电脑大屏幕教学方法头脑风暴法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：国家的大部分财富来自哪里？学生分组讨论了解制造业的重要性其他教学活动其他教学活动一、提问：什么是加工制造业？二、制造业推动人类进步的作用体现在哪里？三、制造业对社会的经济发展的意义体现在什么地方？四、中国制造业和发达国家的差距体现在哪里？五、制造业的基础是什么？解读零件和产品的区别学生搜索身边认为是制造业的内容。学生指出典型的制造业改变世界的案例。学生指出制造业的弊端学会区别制造业和服务业评价与小结课后任务 课后反思：课 题金属切削加工基本定义课 型理论课教学对象课时安排教学目标知识与技能目标： 1.了解切削运动的主次运动及形成表面2.刀具切削时工作面的角度过程与方法目标：通过教师在黑板上举例不同切削过程，学生掌握主运动和进给运动的区别。情感与价值观目标：培养学生对机床加工过程中现象的兴趣教学重点切削运动教学难点刀具几何角度教学媒体黑板，刀具实体教学方法举例法，展示法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：什么是金属切削加工？回答：使用具有一定几何形状的刀具，切入工件一定深度，使刀具和工件之间产生相对运动来实现的。学生回答问题分辨切削与成型加工其他教学活动其他教学活动一、切削运动：1、切削运动分类：车削、铣削、钻削、镗削、刨削、磨削、齿轮、钳工2.切削加工特点及应用：工件精度高、生产率高、适应性好但凡要求具有一定几何尺寸精和表面粗糙度的零件。3.切削运动：n-主运动：切下切屑时所必须的基本运动、最主要的运动f-进给运动：被切削的金属层不断投入切削、以便切除工件表面上全部余量的运动。4.各种切削过程的举例：5.切削三要素：切削用量是切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）的总称。切削速度c ：切削加工时，切削刃上选定点相对于工件的主运动的速度。单位为m/s或m/min。主运动是旋转时，最大切削运动是：进给量 f：是指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。当主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r；当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/str或mm/单行程；对于多齿的旋转刀具（如铣刀、切齿刀），常用每齿进给量 fz，单位为mm/z或mm/齿。它与进给量 f 的关系为 f = z fz 进给速度f ：指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬间时速度，单位为mm/s或m/min。车削时进给运动速度为：f = n f背吃刀量（切削深度）ap ：在基面上，垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸（已加工表面与待加工表面间的垂直距离）。外圆车削的背吃刀量： ap（dw-dm）/2 合成切削运动：由主运动和进给运动合成的运动。合成切削速度e：切削刃上选定点相对于工件的合成运动的瞬时速度。ec+f评价与小结课后任务 课后反思：课 题刀具切削部分的几何角度课 型理论教学对象课时安排教学目标知识与技能目标： 了解车刀切削部分及刀具的静止角度过程与方法目标：通过对车刀的各个面分析，学生学会刀具各面的作用并理解前后角的作用。情感与价值观目标：对车刀有一个形象的概念，便于日后的操作认识。教学重点车刀的组成，刀具角度教学难点车刀的各种静止角度教学媒体刀具实体、多媒体教学方法展示法，举例法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：切削加工过程中，刀具起着非常重要的作用。那么刀具又有哪些部分来组成呢？其他教学活动其他教学活动新课教学：一、刀具切削部分：外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）组成可用一句话总结： “三面两刃一尖”。前面（前刀面）a：刀具上切屑流过的表面。主后面（后面）a：与工件过渡表面相对的表面。 副后面a：与已加工表面相对的表面。主切削刃s：前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。副切削刃s：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。刀尖（过渡刃）：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段，折线段，或圆弧。二、正交平面参考系：由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。切削平面ps：包含有切削刃选定点的切线与切削速度向量的平面。基面pr：通过切削刃选定点且垂直于切削速度向量的平面。正交平面po ：是过切削刃选定点，并垂直于切削平面ps与基面pr的平面。三、刀具静止角度的基本定义：前角o：在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分，其符号规定如图所示。后角o：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。主偏角r：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。刃倾角s：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。当主切削刃呈水平时，s=0；刀尖为主切削刃最低点时，s0；刀尖为主切削刃上最高点是，s0。副偏角r：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。副后角o： 在正交平面内测量的副后刀面与切削平面的夹角。在正交平面参考系中，需要6个独立角度r 、o 、o 、 s 、 r和o确定一把刀具切削部分的几何形状。评价与小结课后任务 课后反思：课 题刀具的合理选择课 型理论教学对象课时安排教学目标知识与技能目标：掌握刀具几何参数的合理选择方法过程与方法目标：通过教师对前后角增大、减小的举例，学生掌握角度变化对切削过程产生的影响。情感与价值观目标：培养一定的空间想象能力，学会观察刀具。教学重点前后角对切削加工过程的影响教学难点不同材料切削如何选择前后角教学媒体黑板、多媒体教学方法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：在明确了刀具的角度后，就要想在具体的使用过程中，怎样才能合理的选择？其他教学活动其他教学活动一、刀具的几何参数合理选择：指在保证加工质量的前提下，选择能提高切削效率，降低生产成本，获得最高刀具耐用度的刀具几何参数。1.刀具几何参数内容：刀具几何角度（前角、后角、主偏角）刀面形式（平面、带倒棱）切削刃形状（直线型、圆弧型）2.选择示范：1）前角和前刀面的选择在选择刀具前角时，首先保证刀刃锋利，同时要兼顾刀刃的强度和耐用度。a. 刀具材料强度和韧性大的材料可以选择大的前角，而脆性刀具甚至取负的前角。b工件材料加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触长度较长，压力、摩擦较大，为减小变形与摩擦，采用大的前角。加工脆性材料时，切屑为颗粒崩碎状，与刀具接触长度较短，切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时容易产生崩刃，因此刀具前角相对塑性材料取得小些，以提高刀具强度。c.加工条件粗加工时，一般选择较小的前角（切削量较大，要保证安全）精加工的时候，一般取较大的前角，以减少工件变形与表面粗糙度。（切削量较小，减少摩擦）评价与小结课后任务 课后反思：课 题主偏角、副偏角的选择课 型理论课教学对象课时安排教学目标知识与技能目标： 掌握主偏角、副偏角的合理选择过程与方法目标：通过教师板书、讲解，学生理解主副偏角的定义并能初步掌握合理选择角度。情感与价值观目标：在刀具实体上学会观察并判断各种角度教学重点主偏角、副偏角改变产生的影响教学难点车刀若不对准中心线会产生的影响教学媒体黑板、多媒体、车刀实体教学方法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：主偏角、副偏角主要起什么作用呢？其他教学活动其他教学活动一、主偏角的选择原则：主要根据加工条件和工艺系统刚性来选择主偏角的选择1）根据工艺系统刚性选取： 工艺系统刚性较好时（工件长径比lw/dw 1，说明该材料的加工性比45号钢好；kr1，说明该材料的加工性比45号钢差。二、影响工件材料切削加工性的因素 影响工件材料切削加工性的主要因素1.工件材料的物理力学性能2.工件材料的化学成分3.工件材料的金相组织4.加工条件工件材料的硬度对切削加工性的影响工件材料的塑性与韧性对切削加工性的影响 工件材料的强度对切削加工性的影响 工件材料的导热系数对切削加工性的影响 化学成分对切削加工性的影响金属组织对切削加工性的影响 三、改善材料切削加工性的措施 1.调整化学成分2.材料加工前进行合适的热处理 3.选加工性好的材料状态4.其它评价与小结课后任务 课后反思：课 题切削液课 型理论课教学对象课时安排教学目标知识与技能目标： 了解切削液的种类，各组成成分对切削过程的作用过程与方法目标：通过对比有无添加切削液对切削过程的影响，学生全面了解其对切削过程带来的影响。情感与价值观目标：培养学生对事物的对比分析能力教学重点切削液具有的典型作用教学难点切削液中的添加剂及作用教学媒体多媒体，黑板教学方法头脑风暴法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：大家观察一下这两个切削过程，看看添加切削液的切削过程和没有添加切削液的切削过程有什么不同？其他教学活动其他教学活动一、切削液的作用 冷却作用：使切削热传导、对流和汽化，从而降低切削区温度。 润滑作用（边界润滑原理）：切削液渗透到刀具与切屑、工件表面之间形成润滑膜，它具有物理吸附和化学吸附作用。 洗涤和排屑作用：冲走细屑或磨粒。防锈作用：在切削液中添加防锈剂，起防锈作用。二、切削液的添加剂添加剂是一些化学物质，它的添加对于改善切削液的性能有重要作用。添加剂主要分为油性添加剂、极压添加剂、表面活性添加剂、其它添加剂。切削液的分类 非水溶性（油溶性）和水溶性两大类非水溶性切削液：主要有切削油和极压切削油（混合油）两种。切削油：有各种矿物油（如机械油、轻柴油、煤油等）、动植物油（如豆油、猪油等）。主要起润滑作用，用于普通精车，螺纹加工等。极压切削油：在矿物油中加入油性、极压添加剂配制的混合油。主要起高温润滑作用，用途广泛。 三、水溶性切削液：主要有水溶液和乳化液两种。水溶液：主要成分为水并加入防锈剂。也可以加入一定量的表面活性剂和油性添加剂，而使其有一定的润滑性能。乳化液：由矿物油、乳化剂及其它添加剂配制的乳化油和95%98%的水稀释而成的乳白色切削液。这一类切削液有良好的冷却性能，清洗作用也很好。 离子型切削液：水溶性切削液中的一种新型切削液，其母液是由阴离子型、非离子型表面活性剂和无机盐配制而成。它在水溶液中能离解成各种强度的离子。切削时，由于强烈摩擦所产生的静电荷，可由这些离子反应迅速消除，降低切削温度，提高刀具耐用度。 四、切削液的选用 粗加工 精加工难加工材料的切削 磨削加工 五、切削液的使用方法评价与小结课后任务 课后反思：课 题已加工表面质量课 型理论课教学对象课时安排教学目标知识与技能目标： 过程与方法目标：情感与价值观目标：教学重点教学难点教学媒体教学方法教学内容、过程与方法教学内容教师活动学生活动教学意图导 入提问：大家看看图中三种工件，你怎样来判断他们的加工质量好坏？其他教学活动其他教学活动一、概念：已加工表面质量，也可称为表面完整性。它包含两方面的内容：1.表面几何学方面 主要是指零件最外层表面的几何形状，通常用表面粗糙度表示。2.表面层材质的变化（表面物理力学性能的变化）零件加工后在一定深度的表面层内出现变质层，在此表面层内晶粒组织发生严重畸变，金属的力学、物理及化学性质均发生变化。零件表面层材质的特性可以用多种形式表达，如塑性变形、硬度变化、微观裂纹、残余应力、晶粒变化、热损伤区以及化学性能及电磁特性的变化等。二、表面粗糙度表面粗糙度产生的原因 几何因素所产生的粗糙度它主要决定于残留面积的高度由于切削过程不稳定因素所产生的粗糙度积屑瘤鳞刺切削变形刀具的边界磨损刀刃与工件相对位置变动等。 三、影响表面粗糙度的因素1.切削用量的影响切削速度c切削深度对表面粗糙度影响进给量对表面粗糙度影响2.刀具几何参数影响前角o后角o主偏角kr、副偏角kr、刀尖圆弧半径r3.刀具