机械制造技术课标教案

《机械制造技术》课程标准【课程名称】机械制造技术 【课程编码】【课程类别】专业必修课 【适用专业】机械类相关专业【授课单位】 【总学时】48【教材】《机械制造技术》，冯安平、刘时英、徐建敏，航空工业出版社【编写执笔人】 【编写日期】1．课程定位和课程设计1.1课程性质本课程是机械工程类专业的专业必修课之一，也是一门实践性很强的技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。本课程从对机械制造过程的全面概括了解入手，以成形理论和切削理论为基础，介绍各种加工方法及工艺装备；以零件精度构成及实现为主线，介绍各种加工方法的合理综合应用，阐明机械加工工艺设计原理和方法。通过本课程的学习，可以使学生掌握机械制造技术的基础理论与基础知识，获得分析和解决有关机械制造问题的基本能力，帮助其具备综合运用机械制造技术的能力。1.2课程设计思路本课程在设计上本着“懂方法、重应用”的总体思路，以“理论适度、重在实践”为原则，突出技能型、应用型特色，着重培养学生的实践应用技能。根据本课程的课程性质与课程定位，明确本课程是按机械制造技术为主线设计的技术平台课程，在课程设计过程中，以“能力本位、过程开发、行动导向”为指导思想，以工程实际中对机械制造技术知识的需求为主，提出课程的主要教学内容，围绕技术应用能力培养这一核心目标，结合课程本身的特点，构建“项目引领、任务驱动”的课程教学体系，通过课堂讲授、案例分析、项目实践等方法，结合课堂小组讨论、组织现场操作等形式进行教学实施。根据专业培养目标的要求，在教学过程中充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，使学生了解和掌握机械制造技术的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法，在培养实践能力方面着重应用能力的基本训练，使学生具备一定的管理沟通、协同合作和组织实施能力，为将来从事相关工作打好理论和实践基础，为达到能够独立分析和解决工程实践问题，开展新工艺、新技术创新的目的打下基础。2．课程目标2.1知识目标（1）使学生掌握机械制造技术的相关基础知识，了解机械制造过程和机械制造方法的概念、内容及特点；（2）使学生理解金属切削时的相关原理，了解常用的金属切削加工方法、设备及刀具，掌握金属切削加工中夹具的设计方法；（3）使学生了解机械加工工艺规程的内容及制定方法，掌握常用典型零件的加工工艺设计过程，明确机械装配工艺规程的内容、方法及设计步骤，并且能够编制简单的机械装配工艺规程；（4）使学生掌握机械加工精度的概念及其影响因素，学会用科学的方法，提高零件的加工精度和机械加工表面的质量。2.2能力目标（1）能够根据零件的加工要求，选择合适的加工方法、加工设备、刀具及夹具；（2）能够设计中等复杂零件一道工序的专用夹具；（3）具备编制中等复杂零件机械加工工艺规程的能力；（4）具备编制简单部件或组件机械装配工艺规程的能力；（5）能够综合运用所学知识分析和解决生产、装配中的一般工艺技术问题；（6）具备分析机械加工精度和表面质量的能力，能够初步解决一般的机械加工质量问题。2.3素质（思政）目标（1）树立制造强国的宏观职业理想，培养安全意识、质量意识、工程意识等职业意识；（2）强化学生专业技术应用能力、沟通协调能力和再学习能力等职业能力的培养；（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；（4）具备在分析和解决问题时学以致用、独立思考的能力；（5）具有良好的职业道德、较强的事业心、高度的责任感，能按时高效完成工作任务；（6）具有诚信、敬业、刻苦耐劳，科学、严谨的工作态度。3．课程内容与教学要求本课程内容分为8部分，内容包括机械制造概述、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具、机械加工工艺规程设计、典型零件的加工工艺、机械装配工艺基础和机械加工质量分析与控制，其教学要求和课时分配如表1所示。表1《机械制造技术》课程要求及课时分配表序号课程名称教学目标教学要求课时分配1机械制造概述1、了解生产系统、生产过程的含义2、掌握工艺过程的组成3、掌握生产纲领的计算和不同生产类型的特点4、掌握零件成形方法及不同机械加工方法的特点1、能够根据生产纲领合理选择产品的生产类型2、能够编制简单零件的工艺过程，选择正确的机械加工方法22金属切削原理与刀具1、掌握工件表面的成形方法和切削运动的组成2、掌握切削用量与切削层参数的组成3、掌握刀具的种类、材料及角度4、掌握切削层的变形规律及积屑瘤对切削过程的影响5、掌握切屑的类型及控制方法6、掌握切削力的组成和切削温度的分布7、掌握刀具磨损机理、磨钝标准及影响刀具寿命的因素8、掌握切削液的类型及选用9、掌握工件材料切削加工性的影响因素及改善方法10、掌握刀具角度及切削用量的合理选择1、能够正确计算切削用量和切削层参数2、能够正确标注刀具角度和测量切削力3、能够合理选择刀具角度和切削用量83金属切削机床1、掌握机床的分类、型号、结构及传动原理等基础知识2、掌握车床、铣床等几类常见机床的工作特点及组成3、了解数控机床的组成、工作原理和工作特点能够根据零件加工技术要求正确选择机床64机床夹具1、掌握机床夹具的功用、分类和组成2、掌握工件定位的基本原理3、掌握定位误差的分析和计算4、掌握夹紧装置的组成和夹紧力的确定5、掌握常见机床夹具的分类及工作特点6、掌握机床夹具的设计方法1、能够根据零件加工技术要求选用夹具2、能够设计中等复杂零件一道工序的专用夹具85机械加工工艺规程设计1、掌握机械加工工艺规程的形式及作用2、掌握机械加工工艺规程的设计原则及步骤3、掌握零件工艺性的分析方法和毛坯的选择4、掌握机械加工定位基准的选择5、掌握机械加工工艺路线的拟订6、掌握机械加工工序的设计7、掌握工艺尺寸链的计算和应用8、了解时间定额及提高生产率的工艺措施1、能够编制中等复杂零件的机械加工工艺规程2、能够初步分析解决生产中的一般工艺技术问题66典型零件的加工工艺1、掌握轴类零件的主要加工工艺2、掌握套类零件的主要加工工艺3、掌握箱体类零件的主要加工工艺4、了解车床主轴、液压缸和车床主轴箱的机械加工工艺过程能够综合运用所学知识分析和解决一般复杂程度零件的加工工艺67机械装配工艺基础1、掌握装配的有关概念和工作内容2、掌握装配精度的内容及影响因素3、掌握装配尺寸链的建立方法和原则4、掌握装配方法的分类及特点5、了解机械装配工艺规程的设计步骤和内容1、能够编制简单部件或组件的机械装配工艺规程2、能够初步分析解决装配生产中的一般工艺技术问题48机械加工质量分析与控制1、掌握机械加工精度的概念及其影响因素2、掌握提高机械加工精度的方法3、掌握机械加工表面质量的概念及其影响因素4、掌握提高机械加工表面质量的方法5、了解机械振动的基本规律6、掌握机械加工过程中自激振动的抑制方法1、能够对中等复杂零件的机械加工精度和表面质量进行分析2、能够初步解决一般的机械加工质量问题8合计484．课程实施4.1教学条件（1）师资队伍从事本课程教学的教师，应确保已经获得高校教师资格证（专任教师），能够操作典型机床进行切削加工，牢固掌握机械加工基础知识；具有能够开展项目教学的教学设计与组织、管理及协调能力。同时，因课程内容多，涉及面广，建议组建专业教师团队，确保具有较宽的知识面、丰富的实践经验和授课经验。（2）教学环境现场教室1间（满足50人现场教学），应具有多媒体教学设备、板书设备和课程讲授过程中所使用的机械设备（包括但不限于各类加工机床、刀具、夹具等）。4.2教学方法建议本课程遵循“教师引导，学生为主”的原则，采论引导提问、多媒体演示、项目模拟法、案例分析、翻转课堂等多种方法，努力为学生创设更多知识应用的机会。（1）引导提问法：主要用于引出新知识点或新内容，通过提问的方式引导学生主动思考，挖掘即将学习的知识内容。（2）多媒体演示法：在讲解过程中，借助音频、视频、图片等直观手段来呈现教学内容，在激发其学习兴趣和积极性的同时，不断提高其知识储备能力和综合文化素质，此种方法同样适用于讲解课程中的基础概念、设计计算等理论性较强的知识。（3）项目模拟法：针对所教内容，结合实际工程项目，布置任务，引导学生通过项目式的模拟训练来提升知识的实际应用能力和职业素养。（4）案例分析法：根据知识点，提供模拟案例，鼓励学生运用所学知识进行主题讨论和分析，使其在讨论中逐步提升交际能力、思辨能力、解决实际问题的能力等。（5）翻转课堂法：坚持学生的主体地位，鼓励学生在课上对自己学到的知识点进行分享和讲解，并对其讲解进行补充和评价，不断完善学生的知识结构，加深其对所学知识的理解。除此之外，教师在教学过程中，可根据学生的实际情况灵活选用教学方法，因材施教，尽量照顾到每一个学生的学习需求。4.3教学评价与考核要求课程的教学评价如表所示由形成性测评（40%）和终结性测评（60%）组成，其考核要求如下：4.3.1形成性测评形成性测评考核学生在学习本课程过程中的学习情况和实际应用能力的发展情况，包括出勤考核（10%）、课堂参与程度考核（10%）、项目实践考核（10%）以及作业完成质量考核（10%）。（1）出勤考核：本项考核通过课前点名考核学生的课堂出勤率。采取加分制方式计分，迟到15分钟以内每次扣1分，迟到15分钟以上或无故缺勤一节课每次扣2分，该项考核累计最多扣10分。（2）课堂参与程度考核：本项考核主要通过课堂提问和课堂积极发言来评判学生的学习态度、学习主动性、课堂参与程度，以及学生的思辨能力、问题解决能力及其对课堂教学知识的掌握情况等。只要学生能按时上课听讲，即可获得5分的基本分。学生上课发言一次，即可另外获得0.5分，课堂发言最多可得5分。学生的最后成绩为“5+课堂发言得分”。（3）实践训练考核：本项考核主要通过项目训练及实践操作的情况来检测学生的综合应用能力。每次实训成绩按照“50%学生互评成绩+50%教师评价成绩”确定，最后的实训成绩为学生项目训练成绩的平均数。（4）作业完成质量考核：本项考核主要通过学生作业来检测其对教学主体内容的掌握与理解程度、实际应用知识的能力、自主学习能力、信息收集与处理能力等。每次作业成绩按照相应标准而定，学生作业质量划分为优秀（10分）、良好（8分）、中等（7分）、及格（6分）和不及格（0分）五个档次。最后的作业成绩为学生作业完成质量成绩的平均数。4.3.2终结性测评终结性测评主要考核学生在学完本课程后所达到的水平，通过期末考试进行考核。期末考试由闭卷笔试（60%）组成，主要评估学生对本门课程基本知识的掌握情况与综合运用能力。5．课程资源开发与利用5.1教材使用1．建议教材《机械制造技术》，冯安平、刘时英、徐建敏，航空工业出版社2．参考书目［1］高莉莉．机械制造技术［M］．北京：航空工业出版社，2010．［2］卢秉恒．机械制造技术基础［M］．4版．北京：机械工业出版社，2017．［3］王先逵．机械制造工艺学［M］．4版．北京：机械工业出版社，2019．5.2网络资源课程学习网站文旌课堂/，为学生提供集图、文、声、像于一体的自主学习网络平台。在教学过程中综合利用该平台，进行灵活的信息化教学。包括在线上进行随堂测试、期末考试、评分等。还有大量的图书、云课程可供学生进行拓展性学习，有利于学科交叉，为学生营造良好的线上学习园地。

《机械制造技术》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1机械制造概述22金属切削原理与刀具83金属切削机床64机床夹具85机械加工工艺规程设计66典型零件的加工工艺67机械装配工艺基础48机械加工质量分析与控制8合计48文旌课堂APP

课题机械制造概述课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）了解生产系统、生产过程的含义（2）明确工艺过程的组成（3）掌握生产纲领的计算和不同生产类型的特点（4）掌握零件成形方法及不同机械加工方法的特点（5）能够根据生产纲领合理选择产品的生产类型（6）能够编制简单零件的工艺过程，选择正确的机械加工方法思政育人目标：（1）树立制造强国的远大职业理想，培育工匠精神（2）弘扬爱岗敬业、忠于职守、实事求是的职业精神（3）培养团队合作精神，具有服务集体、协同并做的整体意识教学重难点教学重点：机械加工工艺过程设计和零件制造工艺方法的分类教学难点：机械加工工艺过程的设计教学方法启发式、讲授法、案例分析法、讨论法、总结法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】上传预习资料，发布预习任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查找资料，关键词为机械制造、机械制造方法、机械制造过程等，通过发起的线上任务，思考什么是机械制造。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性及课程范围，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况说课引入

（8min）【教师】以说课的形式介绍课程地位及其主要内容，说明新课程的特点及学习思路、方法，介绍相关参考资料，明确新课程的考核方式【学生】梳理学习方法，明确考核方式使学生了解本课程的特点及大致要求，培养学生养成制定学习计划的习惯，增强学习效果导入新课

（5min）【教师】展示汽车制造厂的车间图片（详见教材），介绍机械制造中各车间的工作内容在汽车制造厂中，每一辆汽车的诞生都要经历冲压车间、车身车间、总装车间等不同的过程，才能形成在马路上行驶的各种汽车。【学生】观看图片、聆听、了解【教师】提出问题让学生思考，并随机抽取学生回答问题每个车间的工作内容怎么划分的？有条不紊的生产过程是如何组织的？是采用了什么方法才得到了最后看到的零件？【学生】聆听、思考、回答通过展示图片让同学们熟悉机械制造的工作内容；通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生学习兴趣的同时检查课前的预习情况，了解学生的水平传授新知（40min）【教师】通过学生的回答引出本节课要讲的知识，讲解机械制造过程的相关知识一、机械制造过程（一）生产系统和生产过程机械制造的本质是生产，从系统的角度来看，一个机械制造工厂可以看作是一个由人、生产原料和生产工具共同组成的生产系统。生产系统是能将生产原料转换为产品的系统，由人、生产原料和生产工具共同组成。在生产技术层中，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程，是生产系统中最重要的一环。☞【教师】播放“汽车发动机的生产过程”视频（详见教材），提问：“生产过程包含那些内容？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】聆听、思考、回答☞【教师】总结学生的回答，引出生产过程的组成生产过程存在着物料流、信息流和能量流三大系统，包括原材料的运输保管、生产准备、毛坯制造、零件加工、部件和产品装配、质量检验和包装等。（二）工艺过程及其组成1.工艺过程（1）工艺过程的概念工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。包括毛坯制造、零件加工、部件或产品装配、质量检验和包装等。（2）工艺过程的分类机械制造工艺过程包括机械加工工艺过程和机械装配工艺过程两种。……（详见教材）2.机械加工工艺过程机械加工工艺过程指采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能等，使其成为合格零件的过程。（1）工序：一个工人（或一组工人）在一台机床上（或一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程（强调是机械加工工艺过程）。（2）安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。（3）工位：工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。（4）工步：指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）。（5）走刀：同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。……（详见教材）☞【教师】提问：“现在有这样一种说法，一个机械加工工序只能包含一个安装，一个安装只能包含一个工位，一个工位只能包含一道工序，这种说法是否正确？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】讨论、举手回答，并说明理由☞【教师】总结学生的回答☞【教师】通过工程实际案例，组织学生讨论机械加工工艺过程现有一阶梯轴需要加工，零件图如图所示，请同学们讨论其机械加工工艺过程。☞【学生】聆听、思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答，并给出一个参考设计方案一个机械加工工序可能包含一个或几个安装，每个安装可能包含一个或几个工位，每个工位可能包含一个或几个工步，每个工步可能包括一次或数次走刀。所以阶梯轴的机械加工工艺过程，参考设计方案如下：（三）生产纲领与生产类型1.生产纲领（1）生产纲领的概念企业在计划期内应当生产的产品的产量和进度计划称为生产纲领。（2）生产纲领的计算生产纲领通常由生产企业根据产品的市场需求和自身的生产能力来确定。零件的生产纲领通常还包括一定数量的备品和废品。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领，计算公式为：N=Qn(1+α)(1+β)式中：N——零件的年生产纲领（件/年）；Q——产品的年产量（台/年）；n——每台产品中该零件的数量（件/台）；α——备品百分率；β——废品百分率。2.生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、大量生产和成批生产三种类型。☞【教师】提问：“不同的生产类型的特点是什么？”并随机抽取学生进行回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答，讲解各生产类型的工艺特点①单件生产：产品种类多，同一种类产品的产量很小，工作地点和加工对象完全不重复或很少重复。②成批生产：分批生产相同的产品，工作地点和加工对象会周期性地进行轮换。③大量生产：产品种类单一、产量很大，大多数工作地点长期进行某一零件某一道工序的加工。……（详见教材）二、机械制造方法（一）零件的成形方法1.零件的成型方法（1）材料成型方法概念：在零件的制造过程中，原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等发生变化，而质量未发生变化的一种制造方法。常用方法：铸造、锻造、冲压、粉末冶金等。……（详见教材）（2）材料累加方法概念：将分离的原材料或毛坯通过加热、加压或其他途径结合成零件的方法。常用方法：连接、表面涂覆、快速成形制造等。……（详见教材）【知识链接】教师讲解“3D打印”“3D打印”是快速成形制造的一种，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。……（详见教材）（3）材料去除方法概念：以一定方式将原材料或毛坯上多余的材料去除，以得到所需零件的方法。常用方法：切削加工和特种加工两大类。切削加工：车、铣、刨、磨、钻、镗等。特种加工：电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工、电子束加工等。……（详见教材）（二）机械加工方法【多媒体】播放“车削”“铣削”等视频（详见教材），讲解各种机械加工方法的特点1．车削概念：通过车床使工件旋转作主运动，车刀做进给运动的机械加工方法。应用：加工轴、盘、套等工件的回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等。特点：①加工精度比较高，且各加工表面之间的位置精度容易得到保证；②生产率高，可用很高的切削速度以及较大的切削用量进行加工；③适于有色金属零件的精加工；④刀具简单，制造、刃磨和装夹方便，生产成本较低。2．铣削概念：铣刀旋转作主运动，工件或铣刀做进给运动的机械加工方法。应用：主要是平面加工，还包括台阶面、沟槽、各种形状复杂的成形表面（如齿轮、曲面等），另外还可用于切断。特点：常用于工件的粗加工和半精加工，尺寸精度可达IT7～IT8，表面粗糙度可达Ra1.6～6.3μm。3．刨削概念：刨刀与工件在水平方向做相对往复直线运动的机械加工方法。应用：水平和垂直的平面，除此之外，还有T形槽、燕尾槽和成形槽等。特点：刨削通常在单件小批生产中用于加工狭长平面，尺寸精度一般可达IT7～IT9，表面粗糙度可达Ra1.6～6.3μm。4．磨削概念：用磨具以较高的线速度旋转，对工件表面进行机械加工的方法。应用：广泛应用于磨外圆、磨内圆及磨平面。特点：磨削的实质是磨具上的砂粒对工件进行切削、刻划和滑擦三种作用的综合效应，不仅可以加工钢、铸铁等一般金属材料工件，还可以加工一般刀具难以加工的硬质材料工件。尺寸精度一般可达IT4～IT6，表面粗糙度可达Ra0.01～1.25μm，精磨甚至可达Ra0.008～0.1μm。5．钻削概念：钻削刀具与工件做相对旋转运动，在工件上加工孔的机械加工方法。应用：钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。特点：钻孔加工的尺寸精度一般为IT10，表面粗糙度可达Ra6.3～12.5μm；扩孔、铰孔加工的尺寸精度可达IT6～IT9，表面粗糙度可达Ra0.4～1.6μm，钻孔后常用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。6．镗削概念：镗刀旋转作主运动，工件或镗刀做进给运动的机械加工方法。应用：孔的加工。特点：镗削加工的孔径较大且精度较高，常用于加工有严格同轴度、垂直度、平行度及孔间距要求的孔或孔系，也常用于铸造孔或钻削孔的扩孔加工和位置校正，尺寸精度一般可达IT7～IT9，表面粗糙度可达Ra0.8～6.3μm。……（详见教材）☞【教师】提问：“几种成形方法的特点有哪些？不同加工方法的应用场景有哪些？”安排小组讨论并派代表回答问题☞【学生】思考、讨论、回答问题☞【教师】追加提问：“材料是通过怎样的方法变成所见到的各种零件？”并随机抽取学生回答问题☞【学生】思考、讨论、回答问题☞【教师】总结学生的回答（三）特种加工【教师】讲解常见的特种加工方法按照能量来源、作用形式和加工原理的不同，特种加工可分为电火花加工、电化学加工、高能束加工、物料切蚀加工、化学加工等类型。……（详见教材）【学生】聆听、理解、记忆采用启发式教学方法，借助多媒体平台，对机械制造过程中的一些基础知识进行讲解，如：生产纲领计算、工艺过程分析、常用加工方法等，引导学生建立对机械制造技术的学习兴趣，明确机械制造技术的实质采用讲授加提问的方式，营造轻松愉快的课堂氛围，促进学生的学习积极性引入工程实际案例，通过学生的回答判断学生对重点内容的掌握情况，调整后续进度培养学生独立思考的能力，一方面有意识的训练学生归纳总结的能力，另一方面促进学生更直观的理解生产类型在工程实际中的应用拓展学生的对于机械行业的认知，引导学生关注我国机加工行业科研技术的发展现状。项目实践

（30min）项目一【教师】组织学生以小组形式开展项目训练活动，描述任务并发布任务要求如图所示为某机械厂的减速器传动轴零件简图，该零件为轻型零件，每台减速器有2件该传动轴，该减速器传动轴的备品率为2%，废品率为1%。当减速器年产量为5000台和80台时，分别计算该传动轴的年生产纲领，并确定其生产类型。小组讨论，确定两种生产类型中减速器传动轴的机械加工工艺过程。【学生】分组练习，组内分工，带入实际工作人员角色，确定减速器传动轴的生产类型和工艺过程【教师】巡堂辅导，重点强调以下问题注意生产纲领的计算。注意不同的生产类型，设计的工艺过程应该有一定的区分。项目二【教师】组织学生以小组形式开展项目训练活动，描述任务并发布任务要求如图所示为某设备上的法兰盘零件，它的材质为HT200灰铸铁。对该法兰盘零件的结构特点进行分析，确定毛坯的制造方法。小组讨论对该法兰盘零件需要采用的机械加工方法进行分析。【学生】分组练习，组内分工，带入实际工作人员角色，确定零件的机械加工方法。【教师】巡堂辅导，重点强调以下问题注意分析零件的使用要求和结构特点注意结合加工方法的特点确定设计方案。【教师】两个项目训练活动结束后，对各小组进行点评，从技能操作、参与程度与合作意识等多个方面综合评价各组的实践情况【学生】互相评价，并结合评价结果及教师评价进行自我总结以学生为主体，通过引入工程实际项目，培养学生的综合实践能力，实现知识学习与技能训练目标。结合教学现场反馈，适当对项目进行简化压缩，适当的难度激发学生的学习兴趣，又不会令学生产生畏难情绪，培养学生的挑战精神。课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课从机械制造过程和机械制造方法两个方面对机械制造中的一些基本概念进行了讲解，包括生产系统和生产过程、工艺过程、生产纲领与生产类型、零件的成形方法、加工方法及特种加工方法等。其中机械加工工艺过程设计和零件制造工艺方法的分类是重点问题，机械加工工艺过程的设计是难点问题。需要同学们下课多多巩固复习。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对机械制造基本知识的印象作业布置

（2min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成课后思考与练习。预习任务二，思考金属切削刀具与切削加工之间的联系。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本次课是学生的第一节机械制造技术课，通过第一节课的介绍，学生对这门课程有了初步印象，了解了该课程的教学内容，以及本课程的定位和作用。提高了学生对本课程的学习兴趣。此外，还对基础的机械制造概念进行了介绍。1、重视导入，抓住学生的“心向”。选择的项目任务场景应更加贴近工程实际应用场景，选择的项目对象应多为现实生活中常用到的实物，引导学生学以致用，减少理论与实际操作之间的壁垒。2、开展个性化教学，因材施教，对不同类型学生的需求有针对性的进行授课，实现分层教育。注重知识重难点的选取和难易程度的把握，便于学生理解和掌握。3、学生对实际案例的兴趣更大，可以在教学过程中多导入有趣的综合案例，在指导学生灵活运用知识解决实际问题的同时，培养学生自觉主动学习的能力，激发学生的学习兴趣。

课题分析典型切削运动和计算切削用量——金属切削加工概述课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握工件表面的成形方法（2）掌握切削运动的组成，能正确将其分解为主运动和进给运动（3）掌握切削用量和切削层参数的计算方法思政育人目标：树立“大国工匠”的敬业精神教学重难点教学重点：工件表面的成形方法，切削运动的组成教学难点：切削用量的计算教学方法启发式、讲授法、案例分析法、讨论法、总结法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→考勤（2min）→教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】上传预习资料，发布预习任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查找与金属切削加工相关的资料，思考刀具和工件间的相互运动和作用有哪些共性和区别，通过发起的线上任务，讨论刀具对切削加工的影响。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生对金属切削有基本的认识，培养学生独立收集资料、整理归纳知识点的能力考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况互动导入

（8min）【教师】播放视频（链接如下），向学生展示金属切削加工中常用的车、铣、刨、磨四种加工方法不同的金属切削加工方法虽然用于加工不同的工件表面，但实质上都是刀具和工件间相互运动、相互作用的结果。【视频链接】车床：/video/BV15E411k7B4?spm_id_from=333.337.search-card.all.click铣床：/video/BV1Jf4y197XL?spm_id_from=333.337.search-card.all.click刨床：/video/BV1s5411L7QF?spm_id_from=333.337.search-card.all.click磨床：/video/BV19P4y1F7rn?spm_id_from=333.337.search-card.all.click【学生】观看视频、聆听、了解【教师】针对视频和图片进行提问，让学生思考，并随机抽取学生回答问题不同加工方法的刀具和工件间的相互运动和作用又有哪些共性和区别呢？【学生】聆听、思考、回答通过视频的方式，形象的展示金属切削的常用加工方法，快速和学生建立金属切削加工的基本知识轮廓。通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生学习兴趣的同时检查课前的预习情况，了解学生的水平传授新知（45min）【教师】通过学生的回答引出要讲的知识，讲解零件加工表面的成形、切削运动、切削用量与切削层参数的相关知识一、零件加工表面的成形1、零件加工表面的成形原理【多媒体】展示常见的零件表面图片（详见教材），引出零件加工表面的成形原理零件看似复杂多变的外表面，其实都是由圆柱面、圆锥面、回转双曲面、平面、螺旋面和成形曲面等常见表面组合而成。其中，常见表面的形成可以看成是一条线（母线）沿着另一条线（导线）的运动轨迹。2、零件加工表面的成形方法根据零件表面发生线（母线和导线）生成的方式不同，零件表面的成形方法可分为轨迹法、成形法、展成法和相切法四种。1）轨迹法：利用刀具做一定规律的轨迹运动对工件进行切削加工的方法。2）成形法：利用成形刀具对工件进行切削加工的方法。3）展成法：也称范成法，是指利用刀具与工件做展成运动进行切削加工的方法，主要用于各种齿形表面的加工。4）相切法：利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行切削加工的方法。……详见教材☞【教师】提问：“四种零件表面成形方法中，发生线的运动轨迹有什么异同？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】聆听、思考、回答☞【教师】总结学生的回答总结之后发现，发生线运动轨迹特点相同的部分其实就是零件表面成形的原理。不同方法的区别在于刀具与工件之间的关系。二、切削运动1．主运动：使刀具和工件产生相对运动以进行切削，从而成形为新的加工表面的最基本运动。2．进给运动：配合主运动把工件上多余金属不断地投入切削过程，以成形为整个加工表面的运动。……（详见教材）☞【教师】展示车削外圆的切削运动和刨削平面的切削运动的图片，提问：“判断这两种切削运动中哪重是主运动？哪种是进给运动？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】聆听、对比、讨论、回答☞【教师】给出正确答案，根据学生的回答有针对性的再次强调主运动和进给运动之间的联系与区别左图中车削外圆的旋转运动为主运动，进给运动是车刀沿平行于工件轴线方向的连续直线运动；刨削平面的主运动是刨刀的直线往复运动，进给运动是工件沿垂直于主运动方向的间歇直线运动。三、切削用量与切削层参数1．切削过程中工件的表面【多媒体】使用UG软件的仿真功能，模拟切削加工外螺纹，展示切削过程中工件表面的图片（详见教材），引出切削过程中工作的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。已加工表面：工件上经刀具切削后生成的成形表面。过渡表面：工件上被刀具切削刃正在切削的表面。注意：过渡表面在金属切削过程中会不断发生变化，但一直位于待加工表面和已加工表面之间。2．切削用量切削用量也称为切削用量三要素，是指金属切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。1）切削速度切削速度是指金属切削加工时切削刃上选定点相对于工件的主运动速度，单位为mm/s或m/min。计算公式为式中：——工件待加工表面的直径（mm）；——主运动的转速（r/s或r/min）。2）进给速度、进给量和每齿进给量进给速度：金属切削加工过程中切削刃上选定点相对于工件的进给运动速度，单位是mm/s或mm/min。进给量：当主运动为回转运动时，进给量是指主运动每回转一周，工件和刀具沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r；当主运动是直线往复运动时，进给量是指主运动每一往复行程，工件或刀具沿进给方向的相对位移量，单位为mm/行程。每齿进给量：多齿刀具（如铣刀、切齿刀）每转过或移动一个刀齿，刀具相对工件沿进给方向的相对位移量，单位为mm/齿。进给速度、进给量和每齿进给量之间的关系可用公式表达：式中：n——主运动的转速（r/s或r/min）；z——刀具的齿数（齿/r）。（3）背吃刀量背吃刀量是指工件已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位为mm。它表示切削刃切入工件的深度。外圆车削背吃刀量的计算公式为：式中：——工件待加工表面的直径（mm）；——工件已加工表面的直径（mm）。钻孔加工背吃刀量的计算公式为：式中：——钻孔的直径（mm）。☞【教师】让学生思考切削速度的计算公式是否通用？并随机抽取学生进行回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答切削速度的计算公式只针对主运动为旋转运动时可用，因为切削刃上不同选定点的切削速度可能是不同的。3．切削层参数【多媒体】展示切削层参数图片（详见教材），讲解切削层参数的内容及计算切削层是指刀具相对于工件沿进给运动方向每移动一个进给量所切除的工件材料层。通过切削刃上选定点并与该点主运动方向相垂直的平面称为切削层尺寸平面。在切削层尺寸平面测得的切削层尺寸，包括切削厚度、切削宽度、切削面积等，统称为切削层参数。 切削厚度：垂直于过渡表面所测量的切削层参数，即相邻两过渡表面间的距离，用表示。它反映了切削刃单位长度上的切削负荷。切削宽度：沿过渡表面所测量的切削层参数，用表示。它反映了切削刃参加切削的工作长度。切削面积：在切削层尺寸平面内所测量的切削层横截面面积，用表示。切削用量和切削层参数的关系如下：☞【教师】提问：“切削参数包含有切削厚度、切削宽度、切削面积等内容，它们之间有什么联系？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答切削厚度、切削宽度和切削面积作为切削参数，都是为了以量化的方式更具体的描述切削过程，其中切削厚度和切削宽度的乘积就是切削面积。【学生】聆听、理解、记忆运用多媒体课件，结合提问引导的教学方法，为同学们直观的建立切削加工中零件的表面成形原理，从原理到方法，逐步拓展，引导学生构建属于自己的知识系统，训练学生的逻辑性思维能力项目实践

（30min）【教师】组织学生以小组形式开展项目训练活动，描述任务并发布任务要求如下图所示（详见教材），为5种典型切削加工类型的切削运动，假设车削某一光轴工件的外圆表面，已知工件加工前直径为65mm，加工后直径为56mm，工件转速为360r/min，刀具每秒沿工件轴向移动1.5mm，请计算光轴工件加工表面的切削用量。【学生】分组练习，组内分工，带入实际工作人员角色，对切削运动进行分析，并计算光轴工件加工表面的切削用量【教师】巡堂辅导，重点强调以下问题注意分析切削运动中的主运动和进给运动。注意进给量计算时公式的选用以及计算的准确性。【教师】项目训练活动结束后，对各小组进行点评，从技能操作、参与程度与合作意识等多个方面综合评价各组的实践情况【学生】互相评价，并结合评价结果及教师评价进行自我总结通过引入工程实际项目，培养学生的综合实践能力，实现知识学习与技能训练目标结合项目训练环节的学生的实施表现，进行针对性辅导。帮助学生克服重难点知识的学习，提升学生的实操技能课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课以金属的切削加工为切入点，介绍了金属切削加工时零件加工表面的成形原理，重点讲解了切削参数的计算，希望大家课下多复习，巩固所学的理论知识。【学生】总结回顾知识点总结本节课知识点，加强学生对金属切削加工相关知识的认知作业布置

（2min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成课后思考与练习中填空题的1-3题，选择题的1-2题，判断题的1-2题。预习金属切削刀具。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本次课讲授的主要是金属切削加工的基础知识，通过知识点的学习和实践，让学生对零件加工表面的成形、切削运动、切削用量和切削层参数有了更深入的了解，进一步提高了机械制造技术的理解，学生对本次课的学习兴趣也很高，取得了不错的教学效果。同时通过项目训练，发现同学们普遍能够正确分析切削运动中的主运动和进给运动，但是在切削运动的计算方面掌握较差，以后要继续加强相关的练习。

课题测量外圆车刀的角度——金属切削刀具课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）了解常用金属切削加工中涉及到的刀具，掌握刀具的种类、材料及角度（2）能够选择合适的刀具材料，标注刀具角度思政育人目标：培育执着专注、踏实认真的职业精神教学重难点教学重点：刀具种类，刀具材料的性能，刀具角度教学难点：刀具角度的标注教学方法启发式、讲授法、案例分析法、讨论法、总结法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→考勤（2min）→教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】上传预习资料，发布预习任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务《论语》中说“工欲善其事，必先利其器”，在机械加工中，要高质量、高效率地切削工件，必须要有高质量、高性能的切削刀具。请大家查找与金属切削刀具相关的资料，思考什么样的切削刀具才算得上是加工利器呢？讨论刀具的选择依据。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解金属切削加工中刀具的重要性，培养学生独立收集资料、整理归纳知识点的能力考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况互动导入

（5min）【教师】展示图片（详见教材），介绍各种金属切削刀具俗语说“磨刀不误砍柴工”，要想做好一件工作，首先须让工具锋利，在金属切削中也是如此，要想高质量、高效率地完成某一零件的切削加工，必须要有高质量、高性能的切削刀具。【学生】观看图片、聆听、了解【教师】针对图片进行提问，让学生思考，并随机抽取学生回答问题这么多种类的金属切削刀具，到底什么样的切削刀具才算得上是加工利器呢？在工程实际中，我们又该如何选择呢？【学生】聆听、思考、回答通过图片的方式，快速唤醒学生在课前任务环节中对金属切削刀具的记忆通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生学习兴趣的同时检查课前的预习情况，了解学生的水平传授新知（43min）【教师】通过学生的回答引出要讲的知识，讲解刀具种类、刀具材料与刀具角度的相关知识一、刀具种类按加工方式和用途的不同，金属切削刀具可分为车刀、铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀和齿轮刀具等。1．车刀：在车床上使用的刀具的总称。按所加工表面的特征不同，车刀可分为外圆车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车刀和内孔车刀等。按结构不同，车刀可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀和可转位车刀等。【多媒体】展示不同结构的车刀图片（详见教材），帮助学生对各类车刀有个更直观的印象2．铣刀：用于铣削加工，具有一个或多个刀齿的旋转刀具。3．孔加工刀具：一般分为两大类，一类是从实体材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀、镗刀。4．螺纹刀具：螺纹的加工除了可以使用螺纹车刀和螺纹铣刀外，还可使用专用的螺纹刀具，如丝锥和板牙等。5．拉刀：在机床拉力作用下进行金属切削加工的刀具，常用于加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等。【多媒体】展示拉刀图片（详见教材），帮助学生进一步了解拉刀6．齿轮刀具：用于加工齿轮齿形的刀具。按刀具的工作原理不同，齿轮刀具可分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。【多媒体】展示成形齿轮刀具图片（详见教材），帮助学生了解常见的成形齿轮刀具……（详见教材）二、刀具材料刀具材料是指刀具切削部分的材料，是影响加工表面质量、切削效率、刀具寿命的基本因素。1．刀具材料应具备的性能1）高的硬度和耐磨性；2）足够的强度和韧性；3）良好的耐热性和导热性；4）良好的工艺性和经济性；……（详见教材）2．常见的刀具材料常见的刀具材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料四大类。其中，工具钢包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等；硬质合金包括钨钴类硬质合金和钨钛钴类硬质合金等；陶瓷包括氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷等；超硬材料包括立方氮化硼和金刚石等。【多媒体】展示常见刀具材料的特性表格（详见教材），帮助学生进一步了解刀具材料特性……（详见教材）☞【教师】提问：“什么样的刀具属于高质量的刀具？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】聆听、思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答在工程实际中，不能过于追求高质量的刀具，还需要考虑经济适用性，适合的才是最好的。三、刀具角度工件要获得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必须具有合适的几何形状。刀具角度决定了刀具切削部分各表面的相对位置，是确定刀具切削部分几何形状的重要参数。刀具种类繁多且形状各异，但不同刀具切削部分的几何特征具有共性，其基本形态都近似于外圆车刀。因此，下面以外圆车刀为例来研究刀具角度。1.刀具切削部分的组成【多媒体】展示外圆车刀的组成图片，讲解相关内容切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成，统称为“三面两刃一尖”。……（详见教材）2.刀具角度的参考系刀具角度的参考系分为刀具静止参考系和刀具工作参考系两类。刀具静止参考系：在刀具设计、制造、刃磨及测量时，因无法确定切削运动的方向和大小而在假定条件下设立的角度参考系。刀具工作参考系：在刀具实际工作状态下建立的参考系。【多媒体】展示刀具静止参考系图片，讲解静止参考系的各参考平面如图所示，以外圆车刀为例，其静止参考系的各参考平面有基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面六个平面。……（详见教材）3.刀具的标注角度刀具的标注角度以在正交平面参考系中标注的角度为主，根据需要可兼用其他平面参考系。在正交平面参考系中，外圆车刀切削部分的结构包含前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角五个基本角度，如图所示。……（详见教材）☞【教师】提供车刀实物或模型，组织学生分组对车刀的组成部分和标注角度进行讨论，并找出主要角度的位置。讨论结束后，每组推选出一名代表汇报本组的讨论结果☞【学生】聆听、分组、思考、讨论、汇报☞【教师】总结学生的回答4.刀具的工作角度1）刀具安装位置会对工作角度影响（1）刀具安装高低的影响。（2）刀具安装偏斜的影响……（详见教材）2）进给运动对工作角度的影响一般情况下，切削过程中进给速度远小于切削速度，刀具的工作角度近似等于标注角度。但当进给速度较大时，切削主运动和进给运动的合成运动方向发生改变，工作角度将会出现较大变化，此时必须考虑进给运动对工作角度的影响。……（详见教材）☞【教师】出示外圆车刀实物，提问：“该外圆车刀有哪些组成部分？主要角度的位置在哪里？”随机抽取学生回答问题，并进行刀具角度的标注☞【学生】观看实物、思考、回答☞【教师】讲解知识点车端面和进行切断时，由于横向（垂直于工件回转轴线）进给运动的存在，在正交平面中，存在螺旋升角，使得车刀的工作前角增大，工作后角减小。【学生】聆听、理解、记忆通过图片和实物相结合的方式对重点知识进行讲解，促进学生对切削刀具（以车刀为例）的组成及相关参数的理解，同时开展课堂活动，引导学生开启头脑风暴，通过对实物的观察，加强对刀具角度相关知识的记忆和理解项目实践

（35min）测量外圆车刀的角度【教师】讲解测量原理，演示基本操作步骤，安排学生分组进行外圆车刀角度的测量车刀测量仪是测量刀具角度的主要仪器，以外圆车刀为例，测量角度，强调车刀角度对切削的影响。测量原理：刀测角仪主要由底座、立柱、滑体、测量台、定位块、大刻度盘、小刻度盘、大指度片、小指度片、大螺母等组成。测量刀具角度时，刀具在测量台上靠紧定位块，能同测量台一起沿顺时针或逆时针方向转动，也能在测量台上同定位块一起左右平移。旋转大螺母可使滑体上下移动，从而使两刻度盘及指度片达到需要的高度。大指度片的表面由主平面、底平面和侧平面这三个互相成正交的平面组成，在测量过程中，可通过旋转测量台和大指度片，使刀具平面与大指度片的不同平面紧密贴合，即可从底座上或刻度盘上读出被测量角度的数值。操作步骤：第一步：测量前的调整。第二步：在基面内测量主偏角、副偏角。第三步：在切削平面内测量刃倾角。第四步：在正交平面内测量前角、后角。……（详见教材）【学生】聆听、观看、理解、分组、模仿操作【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题结合理论知识，通过分组训练的方式锻炼学生的实践操作能力，同时加深学生对重难点知识内容的理解通过学生的实时反馈进行针对性指导，引导学生查漏补缺，夯实基础课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课主要介绍了金属切削加工中常用刀具的种类、材料及角度，其中重点强调了金属切削刀具标注角度的知识，希望大家课下巩固所学的理论知识，同时多加练习，能够测量刀具的各个角度并进行标注。【学生】总结回顾知识点回顾本节课所有内容，巩固学生对金属切削刀具的学习作业布置

（2min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成课后思考与练习中填空题的第4题，选择题的3-4题，判断题的第3题，问答题的第1题。预习金属切削过程的物理现象。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思在这节课中主要讲解了金属切削刀具的种类、材料及工作角度等知识，带领学生一起测量外圆车刀的角度，学生能在互动环节深入沟通，效果不错。教师还是要多与学生进行深入的交流和互动，多与学生探讨学习方法和策略，才能让学生在探讨中发现、认识到自身学习中存在的问题并及时纠正，从而掌握科学有效的学习方法，提高学习质量和效率。

课题测量切削力——金属切削过程的物理现象课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握切削层的变形规律及积屑瘤对切削过程的影响（2）掌握切屑的类型及控制方法（3）掌握切削力的组成和切削温度的分布（4）掌握刀具磨损机理、磨钝标准及影响刀具寿命的因素（5）能够正确测量切削力思政育人目标：激发心系国家建设，勇担时代使命的爱国情怀教学重难点教学重点：积屑瘤，切屑的类型及控制方法，切削力的组成，刀具磨损机理教学难点：测量切削力教学方法启发式、讲授法、案例分析法、讨论法、总结法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→考勤（2min）→教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】上传预习资料，发布预习任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查找金属切削加工的视频，观察金属切削加工过程，思考切削过程中都有哪些物理现象？通过发起的线上任务，讨论这些切削过程中发生的这些物理现象对零件质量的影响。【学生】完成课前任务通过课前任务，培养学生独立收集资料的能力，加深对切削过程的认识，锻炼其观察、分析、总结的能力考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况互动导入

（3min）【教师】讲述“任务引入”的案例（详见教材），并提出问题切削过程中的物理现象都有哪些，它们是怎么形成和变化的呢？【学生】聆听、思考、回答通过设置疑问的方式，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（55min）【教师】通过学生的回答，引出本课的知识点，讲解金属切削的相关内容一、金属切削过程1．切削的形成过程【多媒体】播放“切屑形成过程”的视频（详见教材），展示“塑性金属材料的剪切破坏”的图片（详见教材），介绍切屑的形成过程在金属切削过程中，工件上的材料受刀具的作用，产生以滑移为主的塑性变形而形成切屑。金属材料受挤压时其内部会产生应力，从材料力学的知识可知，材料内部的剪应力在与挤压力成45°的斜截面处最大，如图所示的AB线。……详见教材2．切削变形区的划分【多媒体】展示“金属切削层的变形示意图”的图片（详见教材），介绍切削变形区的划分在切削过程中切削层的变形大致可分为三个区域：第Ⅰ变形区、第Ⅱ变形区和第Ⅲ变形区。第Ⅰ变形区：在切削层内靠近切削刃处产生塑性变形的区域，也称主变形区。第Ⅱ变形区：与前刀面接触的切屑底层内产生变形的区域。第Ⅲ变形区：与后刀面接触的已加工表面表层产生变形的区域。……详见教材3．切削变形程度的表示方法将第Ⅰ变形区视为一个平面，称为剪切面。与切削速度方向之间的夹角称为剪切角。（1）用切屑长度或厚度相对于切削层的变化量表示切削变形，这个变化量称为变形系数，计算公式为式中：、——切削层的长度和厚度（mm）、——切屑的长度和厚度（mm）（2）用第Ⅰ变形区单位厚度上的剪切滑移量，即相对滑移量来衡量切削变形，相对滑移量的计算公式为：……详见教材☞【教师】提问：“两种切削变形程度表示方法的原理是什么？”，组织学生进行小组讨论并派代表回答问题☞【学生】聆听、分组、思考、讨论、回答问题☞【教师】总结学生的回答4．积屑瘤【多媒体】展示“积屑瘤”的图片（详见教材），讲解积屑瘤的相关知识积屑瘤是指以中等或较低切削速度切削塑性材料时，刀尖位置出现的小块高硬度金属黏附物，它是由切屑在前刀面上黏结摩擦形成的。……详见教材积屑瘤对切削过程的影响既有有利的一面，也有不利的一面，具体如下。有利的影响：积屑瘤的硬度很高（一般为被加工材料的2～3倍），它覆盖在切削刃上，可代替切削刃进行切削，对切削刃有一定的保护作用；积屑瘤使刀具的实际前角增大，切削力减小。不利的影响：积屑瘤会在切削过程中引起振动；积屑瘤破碎时，除一部分脱落的碎片被切屑带走外，另一部分会留在工件上，使加工表面质量下降，还有可能嵌入工件表面形成硬质点，加速刀具的磨损。☞【教师】提问：“如何抑制或避免积屑瘤的产生？”，并随机抽取学生进行回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的答案，讲解抑制或避免积屑瘤的措施抑制或避免积屑瘤的措施有：①控制切削速度，尽量使用很低或很高的切削速度，避开产生积屑瘤的速度范围；②加工塑性较大的金属材料前，对材料进行正火或调质处理，提高材料硬度，降低材料塑性；③增大刀具前角，减小进给量，提高刀具表面刃磨质量，选用润滑性能良好的切削液等。【点拨】教师补充知识点精加工钢、铜、铝等塑性材料时，是不允许出现积屑瘤的。若存在积屑瘤，则会增大表面粗糙度值，严重影响加工表面质量。因此，在精加工时必须合理选择切削速度和进给量，避开积屑瘤的形成区，防止积屑瘤的产生。二、切削的类型及控制1．切削的类型金属切削过程中，由于工件材料、刀具角度、切削用量等不同，切削层的变形程度也不同，因此产生的切屑类型也就不同。【多媒体】展示“切屑的类型”的图片（详见教材），帮助学生更直观地了解切屑类型1）带状切屑：在加工塑性金属材料时，采用较小的切削厚度和较高的切削速度，选用前角较大的刀具得到的一种切屑。2）节状切屑：又称挤裂切屑，是指在加工塑性金属材料时，采用较大的切削厚度和较低的切削速度，选用前角较小的刀具得到的一种切屑。3）粒状切屑：又称单元切屑，是指在加工塑性金属材料时，采用很大的切削厚度和很低的切削速度，选用前角很小的刀具得到的一种梯形颗粒状切屑。4）崩碎切屑：在切削铸铁等脆性材料时，采用较大的切削厚度得到的一种形状不规则的碎块状切屑。……详见教材【点拨】教师补充知识点状切屑、节状切屑和粒状切屑之间可以随切削条件的变化而相互转化。例如在形成节状切屑的工况条件下，如进一步减小前角，或增大切削厚度，就有可能得到粒状切屑；反之，加大前角，减小切削厚度，就有可能得到带状切削。2．切削的控制切屑的控制是指在金属切削加工中采取适当的措施来控制切屑的流向、卷曲和折断，以便于切屑的排出。1）切屑的流向【多媒体】展示“直角切削时切屑的流向”和“斜角切削时切屑的流向”的图片（详见教材）直角自由切削时，切屑从正交平面内流出；直角非自由切削时，受刀尖圆弧半径和切削刃的影响，切屑流出的方向与正交平面形成一个出屑角。斜角切削时，切屑的流向受刃倾角正负的影响。【知识链接】教师讲解“自由切削与非自由切削”与“直角切削与斜角切屑”自由切削：在金属切削过程中，刀具只有一条直线切削刃参与切削工作。非自由切削：在金属切削过程中，如果刀具的切削刃为曲线，或有几条切削刃（包括主切削刃和副切削刃）都参加了切削，并且同时完成整个切削过程。直角切削：刀具主切削刃的刃倾角时的切削，此时主切削刃与切削速度方向成直角。斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角时的切削，此时主切削刃与切削速度的方向不成直角。2）切屑的卷曲切屑的卷曲又称卷屑，是切屑在切削过程中产生的塑性变形、摩擦变形及切屑流出时的附加变形引起的。3）切屑的折断切屑的折断又称断屑，是生产中为了便于对切屑进行收集、处理和运输而采用的控制措施。切屑的折断常采用的方法有以下三种。（1）增加进给量。（2）选择合适的刀具角度。（3）在刀具上采用断屑槽。……详见教材☞【教师】提问：“在工程实际中，如何在加工的时候通过控制切屑提升工件质量？”，并随机抽取学生回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答三、切削力1．切削力切削力是指在金属切削加工中，工件材料抵抗刀具切削而产生的阻力。【多媒体】展示“切削力的分解”的图片（详见教材）为了便于测量和应用，切削力可在空间直角坐标系中分解为三个相互垂直的分力：主切削力、背向力和进给力。主切削力：切削力在主运动方向的分力，垂直于基面，与切削速度的方向一致。背向力：切削力在垂直于工作平面方向上的分力，在基面内，并与进给方向垂直。进给力：切削力在进给方向上的分力，在基面内，并与进给方向平行。……（详见教材）2．切削功率切削功率：消耗在金属切削过程中的功率，它是各切削分力消耗的功率之和。主运动方向功率消耗最大，因此通常用主运动消耗的功率表示切削功率，其计算公式为：☞【教师】提问：“切削力对金属切削运动有哪些影响？”，并随机抽取学生回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答四、切削热与切削温度1．切削热的产生和传导切削热：在切削过程中，切削层金属的变形及其与刀具摩擦而产生的热量，可通过切屑、工件、刀具及周围介质传导出去。……（详见教材）2．切削温度及其分布金属切削过程中，随着切削热的产生和传导，工件、切屑和刀具上各点的温度是不同的，而且温度的分布也会随时间变化。切削温度：前刀面与切屑接触区域的平均温度，在工件和刀具一定的前提下，切削温度的高低取决于切削热产生的多少和传导的快慢。……（详见教材）【知识链接】教师讲解切削过程中影响切削变形、切削力和切削温度的主要因素……（详见教材）五、刀具磨损及刀具寿命1．刀具磨损形式刀具磨损是指金属切削过程中，刀具在高温和高压条件下，受到工件、切屑的剧烈摩擦引起的刀具损伤，主要有前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损三种。【多媒体】展示“刀具磨损形式”的图片（详见教材）1）前刀面磨损：切削塑性金属材料时，采用较高的切削速度和较大的背吃刀量，刀具前刀面与切屑间的压力高、摩擦大、切削温度高，切屑在刀具的前刀面上磨出的月牙洼形磨损。2）后刀面磨损：切削脆性金属材料时，采用较低的切削速度和较小的背吃刀量，刀具后刀面与已加工表面之间产生强烈的摩擦，在后刀面毗邻切削刃的区域形成的后角为零的带状磨损。3）边界磨损：切削铸锻件等外皮粗糙的金属工件，或采用中等切削速度和中等进给量切削塑性金属材料时，在后刀面主切削刃靠近工件外皮处和副切削刃靠近刀尖处形成的沟纹状磨损。……（详见教材）2．刀具磨损过程【多媒体】展示“刀具磨损过程的磨损曲线”的图片（详见教材）刀具磨损过程可分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段，图片所示为刀具磨损过程的磨损曲线。1）初期磨损阶段2）正常磨损阶段3）急剧磨损阶段……（详见教材）3．刀具磨钝标准刀具磨钝标准：根据加工要求规定的刀具最大允许磨损值，是刀具磨损到不能继续使用的限度。……（详见教材）【点拨】教师补充知识点在对工件进行精加工时，由于必须保证工件表面粗糙度和尺寸精度，因此要根据表面粗糙度和尺寸精度的要求来制定磨钝标准，称为工艺磨钝标准。工艺磨钝标准小于正常的磨钝标准。4．刀具寿命及其选取概念：刀具寿命也称作刀具耐用度，是指刀具刃磨后，从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间，有时还可以用达到磨钝标准所经历的切削路程或加工出的零件数量来表示。在切削用量和磨钝标准相同的情况下，刀具寿命越高，表示刀具磨损得越慢，切削性能越好。影响因素：当工件、刀具材料和刀具角度选定之后，切削用量通过影响切削温度，成为影响刀具寿命的主要因素。☞【教师】提问：“有人说在设计刀具寿命的时候数值选取的越高越好，这种说法是否正确？”并随机抽取学生回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答实际生产中，刀具寿命的数值不是越高越好。刀具寿命的数值过高必然会降低切削用量，此时虽然减少了刀具的消耗和成本，但过低的生产率会造成生产成本的增加。反之，刀具寿命的数值过低，虽可采用更大的切削用量，但刀具磨损加快使换刀或刃磨的工时和费用显著增加，同样达不到高效率、低成本的生产目的。因此，刀具寿命的合理数值应综合考虑影响生产率和加工成本等多方面因素来进行选取，一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件时间定额最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。【知识链接】教师讲解“刀具破损及其预防措施”的相关知识刀具破损是指在一定切削条件下，切削刃经受不住强大的应力而突然发生损坏，造成刀具提前失去切削能力的失效形式。刀具破损分为脆性破损和塑性破损两类。……（详见教材）【学生】聆听、理解、记忆运用多媒体课件，以视频、动画的方式让学生更加直观的理解金属切削过程，引入案例分析，结合提问引导的方式加强学生对积屑瘤、切削力的测量等重点内容的掌握，提升学生的课堂参与度，促进学生进一步强化学习主动性项目实践

（25min）测量切削力【教师】讲解测量原理和演示基本操作步骤，安排学生分组进行切削力单因素测量实验测量原理：三向切削测力仪为电阻应变式测力仪。它主要由测力刀架、弹性元件、电阻应变片及测量转换电路等组成。如图所示，测量前，将车刀安装在三向测力仪的测力刀架上，测力刀架下方在不同位置设有多个弹性元件，用于测量不同方向的切削力。每个弹性元件的表面贴有四个电阻应变片，这四个电阻应变片连接成电桥。测量时，切削力通过车刀传递给测力刀架，测力刀架将不同方向的切削力传递给相应的弹性元件。弹性元件受到力的作用变形，电阻应变片便随之产生变形。电阻应变片变形造成其电阻阻值发生变化，而使电桥平衡被破坏，电桥内B、D两点间产生电位差。测量转换电路将采集到的电位差转换成电压信号，经放大后输送至计算机进行运算处理，而后转换为切削力数据显示出来。操作步骤：第一步：首先将工件装夹在车床卡盘上，并用尾座上的顶尖顶牢。卸下原四方刀架，装上已安装好车刀的测力刀架。第二步：连接好测力仪各个单元，并与计算机连接。第三步：启动计算机，打开测力仪，进行调试。第四步：对工件进行切削。分别改变切削速度、背吃刀量和进给量中一项参数，保持其他参数不变，记录主切削力、背向力和进给力的数值。第五步：根据记录的各切削力数值的变化，讨论分析切削速度、背吃刀量和进给量与切削力的关系。【学生】聆听、观看、理解、分组、模仿操作【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题结合理论知识，通过分组训练的方式锻炼学生的实践操作能力，同时加深学生对重难点知识内容的理解通过学生的实时反馈进行针对性指导，引导学生查漏补缺，夯实基础课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了金属切削过程的物理现象，对金属切削过程中切屑的产生和控制进行了讲解，说明了切削力对切削热、切削温度、刀具磨损与刀具寿命的影响。同学们课下应多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点回顾本节课所有内容，加深学生对金属切削过程中物理现象的理解和学习，督促学生课后复习重难点知识作业布置

（2min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成课后思考与练习中填空题的6-10题，选择题的5-6题。预习金属切削过程规律的应用。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本次课讲授的主要是金属切削过程中物理现象的知识，通过知识点的学习和实践，让学生金属切削过程中的一般规律有一定了解，但因为理论知识较多，部分学生觉得的较为枯燥，应该在之后的类似课程中调整课堂节奏，通过互动、游戏等提升学生的注意力和积极性。从最后的实践环节来看，总体取得了不错的教学效果。

课题确定零件车削加工的切削用量——金属切削过程规律的应用课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握切削液的类型及选用（2）掌握工件材料切削加工性的影响因素及改善方法（3）能够合理选择刀具的角度和切削用量思政育人目标：（1）树立“大国工匠”的敬业精神（2）激发心系国家建设，勇担时代使命的爱国情怀教学重难点教学重点：切削液的类型及选用，工件材料的切削加工性，切削用量的选择教学难点：改善工件材料切削加工性的方法，切削用量的选择教学方法启发式、讲授法、案例分析法、讨论法、总结法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→考勤（2min）→教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】上传预习资料，发布预习任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请同学们查找金属切削实例，思考在工程实际中金属切削过程规律是怎么应用的？通过发起的线上任务，讨论如何提高金加工安全性和零件的表面质量。【学生】完成课前任务通过课前任务，引导学生进行独立思考，锻炼其观察、分析、总结的能力考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况互动导入

（3min）【教师】讲述“任务引入”的案例（详见教材），并提问：”出现这种情况是哪里出了问题呢？怎么才能避免这样的情况发生呢？”，并随机抽取学生回答问题【学生】聆听、思考、回答通过设置疑问的方式，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（40min）【教师】通过学生的回答，引出本课的知识点，讲解切削液、工件材料的切削加工性、刀具角度与切削用量的选择的相关内容一、切削液切削液是指在切削过程中注入工件与刀具或磨具之间的液体，它可以降低切削温度，减小摩擦，提高金属切削加工效率。切削液对于减少刀具磨损、改善表面加工质量和提高生产率有着非常重要的作用。1．切削液的作用冷却：削液能将切削热迅速地从切削区带走，降低切削温度，防止刀具受热而降低刀具寿命。润滑：切削液能渗入到刀具、切屑、加工表面之间，通过物理吸附或化学反应形成一层薄薄的润滑膜，从而减小它们之间的摩擦力。清洗：切削液的流动可冲走切削区和机床导轨上的细小切屑及脱落的磨粒，避免划伤已加工表面和机床导轨。防锈：在切削液中加入防锈添加剂之后，可在金属材料表面形成附着力很强的一层保护膜（或与金属材料发生化学反应形成化学膜），对工件、机床、刀具都能起到很好的防锈、防腐蚀作用。2．切削液的类型及选用切削液主要有水基切削液和油基切削液两种，前者冷却能力强，后者润滑性能突出。1）水基切削液：主要成分是水、化学合成剂或乳化液。水基切削液中都添加有防腐剂，有的还会加入极压添加剂。2）油基切削液：主要成分是各种矿物油、动物油、植物油或由它们组成的混合油，并根据需要添入各种添加剂，如极压添加剂、油性添加剂等。☞【教师】“根据水基切削液和油基切削液的成分，思考两种切削液分别适合应用在什么工作环境下？”，随机抽取学生回答☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答，讲解切削液的分类及适用范围，如下表所示。【点拨】教师补充知识点金属切削加工中，除采用切削液作冷却剂、润滑剂外，少数情况下也采用二硫化钼等固体作润滑剂或采用各种气体作冷却剂。3．切削液的使用方法切削液的使用方法很多，常见的有浇注法、喷射法和喷雾法等。1）浇注法：将切削液通过泵送的方式直接浇注在切削区的使用方法。金属切削加工中，浇注法应用最为广泛。2）喷射法：切削液在高压作用下，直接喷射进入切削区的使用方法。3）喷雾法：利用压缩空气和雾化装置将切削液雾化，再将雾化后的切削液高速喷向切削区的使用方法。……（详见教材）二、工件材料的切削加工性能工件材料的切削加工性是指在一定加工条件下工件材料被切削的难易程度。切削加工性是一个相对的概念，切削加工的具体情况和要求不同，则评价工件材料切削加工性的内容和指标不同。☞【教师】介绍纯铁的材料特性，提问：“纯铁的切削加工性好不好？”，并随机抽取学生回答问题☞【学生】思考、讨论、回答☞【教师】总结学生的回答，讲解工件材料的切削加工性的衡量指标纯铁材料工件的加工余量很容易被切除，但很难获得较高的表面质量，因此在对该工件进行精加工时则认为其切削加工性不好。工件材料的切削加工性通常以刀具寿命、切削力和切削温度、加工表面质量、切屑控制和断屑的难易程度等指标进行衡量。1．影响工件材料切削加工性的基本因素（1）工件材料的强度和硬度一般情况下，工件材料的切削加工性随其强度增高而降低。工件材料的高温强度越高，切削加工性越差。（2）工件材料的塑性和韧性工件材料的塑性越大，切削力和切削变形越大，切削温度越高，越容易与刀具发生黏结，加工表面质量越差。材料的韧性对切削加工性的影响与塑性相似。此外，韧性对断屑的影响也比较明显，在其他条件相同时，材料的韧性越高，断屑越困难。（3）工件材料的弹性模量工件材料的弹性模量越大，切削加工性越差。（4）工件材料的导热系数一般情况下，工件材料的导热系数越高，切削加工性能越好，但加工过程中工件的温升较快，需要注意加工尺寸的控制。……（详