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1、金属切削原理及刀具,Principles and Tools of Metal Cutting,第一章 绪 论,一、金属切削在国民经济中的重要作用 二、课程的研究对象三、学习要求、重点及难点四、课程的学习方法五、教材及主要参考书目六、考核方式,一、金属切削在国民经济中的重要作用,美、德、日等世界制造业发达的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。刀具与机床一直是互相制约又相互促进的。今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发展起来的先进刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了数控加工的
2、新时代。通过本课程的学习使学生掌握正确选用刀具所必备的基础知识。,金属加工的方法很多，除了切削加工之外，还有铸造、锻造、焊接和压力加工等等，各有其适用的范围。但后者这些加工方法通常只用于制造毛坯，或精度和表面质量要求不高的零件，而精度要求较高和表面质量限定较严的零件几乎都要经过切削加工。虽然四十年代末期兴起的、企图取代切削加工的无屑生产过程及电加工、电化学加工等，经过几十年努力后，确已取得了巨大的进展，但是，还只能在某些零件的制造上部分地代替切削加工。与此同时，由于刀具材料的改进、机床性能技术的提高，切削技术也取得了长足进步，所以在金属加工方法中，它仍然占据主导地位。究其原因，最基本的是由于它
3、是制造精度和表面质量较高的机器零件的最经济的方法。,一、金属切削在国民经济中的重要作用,今天，金属切削加工在机械制造工业中已成为一个非常强大的部门，诸如汽车、机车、船舶、飞机、电机和家用电器的生产以及机床制造本身等等，所有这些工厂都拥有庞大的机械加工车间和众多的切削加工人员。1971年英国拥有机床100万台以上，其中85%为金属切削机床。1968年美国拥有金属切削机床250万台。美国的一项估算指出，1957年钢总产量为1亿吨，大约有1500万吨变成切屑，约占钢年总产量的15%。由此推断，可知与之相当的切削加工总量是十分巨大的。据另一文献记载，美国1971年用于切削加工 的费用约为400亿美元，
4、不言而喻，金属切削加工创造的产值，定然远远超过这个巨额 了。再来看看我国的情况。1982年我国金属切削机床的社会拥有量300万台，从事金属切削的职工达1200万人(其中技术人员100多万)，机械工业的产值占全国工业产值的 27%。从国内外这些统计数字看出，金属切削在国民经济中占有很重要的地位。,一、金属切削在国民经济中的重要作用,二、本课程的性质及研究对象,性质：金属切削原理与刀具是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课，是其它后续专业课的基础。也可作为其它近机类专业的选修课。通过本课程的学习学生要掌握金属切削基本分析方法和基本规律，合理选择切削用量和刀具几何参数。为以后从事生产、研究和进
5、一步的学习打下基础。现代制造追求的目标：“高质量、高效率、低成本和自动化”,二、本课程的性质及研究对象,研究对象：金属切削原理与刀具是研究金属切削加工与生产的理论和应用的技术基础课程，应用非常广泛。因此，金属切削原理与刀具是高等学校机械类专业的一门重要课程。作为技术基础课程，它具有基础性、应用性和先进性。,二、本课程的性质及研究对象,基础性是指基本理论、基本知识和基本技能。应用性是指本课程基本理论来源于实际生产和科学实验同时又直接服务于生产。先进性在于在科学实验和刀具设计研究中采用了许多独特的、先进的研究手段。学习金属切削原理与刀具是为后续专业课程打基础，是为学生毕业后从事有关机械加工和产品生
6、产工作打基础，也就是为自学、深造、拓宽和创新打基础。机械类专业学生学习本科重在理论联系实际，它是研究和发展本专业的重要出发点。同时注重培养学生解决实际问题的能力。,二、本课程的性质及研究对象,金属切削经过一百多年的发展，集中了无数优秀科学家和生产实践者的艰苦劳动成果，才形成今天这样的切削原理这门学科。但是，这门学科仍然处在发展之中，有许多问题尚需进一步研究，如切屑形成机理、已加工表面形成机理、刀具磨损和破损机理、切削区应力和切削温度分布、切屑卷曲及折断机理、难加工材料加工性硬脆材料切削机理等,实现零件的加工应考虑的问题,毛坯通过什么样的工艺路线加工成合格零件,选择什么样的机床和工艺装备,使用什
7、么样的刀具,工件的装夹方法,如何检测加工表面质量，包括精度和加工表面状态,需要研究切削加工机理和切削加工过程中的现象,需要考虑机器的装配方法,制造工艺,机床工作原理,刀具的设计与制造,定位原理,装配工艺,优化加工过程,加工精度及表面质量,三、学习要求、重点及难点,（一）课程基本要求1 使学生从理论上认识金属切削过程的一般现象及基本规律，能按具体加工条件选择合理的刀具材料、切削部分几何参数及切削用量，计算切削力及功率，并能运用所学知识分析及解决实际生产中的技术问题。2 初步掌握金属切削实验的基本方法和技能，学会使用有关的测量仪器，掌握实验数据的处理方法。3初步掌握标准切削刀具的选用和常用非标切削
8、刀具的设计方法。4对金属切削学科的发展成就和发展趋势有初步了解。5掌握良好的学习方法，可运用对比或比较的学习方法，各要素和规律之间的共性和差异，以加深理解。6学习要理论联系实际，重视科学实验和实际应用。,三、学习要求、重点及难点,（二）课程的重点与难点 课程的重点是刀具切削部分几何参数基本定义、金属切削过程的基本规律及现象和非标准刀具设计。课程的难点是刀具切削部分几何参数基本定义及其表达、加工表面质量、刀具几何参数的合理选择、切削用量的合理选择等。,三、学习要求、重点及难点,实践性强；内容广泛；灵活多变；具体学习内容：总学时48学时，包括：金属切削原理32学时；金属切削刀具16学时；,（三）课
9、程的特点,四、学习方法,为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。在学习时要抓住物理概念、基本理论、工作原理和分析方法；要理解问题是如何提出和引申的，又是怎样解决和应用的；要注意各部分内容之间的联系，前后是如何呼应的；要重在理解，能提出问题，积极思考，不要死记。要注重各要素和影响因素之间的联系，不要孤立地去研究某一个因素，应有完整的系统概念。通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解，并培养分析能力和运算能力，所以应按要求完成布置的作业题。解题前，要对所学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意分析，熟练应用各种理论和公式。除学习规定教材外，应
10、参阅相关的参考书。,四、学习方法,通过各个学习环节，培养分析和解决问题的能力和创新精神。解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题，而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟，并能提出自己的思路和解决问题的方案，这是一个创新过程。,五、教材及主要参考书目,1.金属切削原理与刀具第3版，上海理工大学 工程技术学院编,机械工业出版社。2.金属切削原理及刀具，陆建中编，机械工 业出版社。3.现代金属切削技术，仇启源，庞思勤编著，机械工业出版社。4.Metal Cutting Principles，Second Edition Milton C.Shaw,六、考核方式：,统一的期末考试 80%平时成绩(实验、作业、出勤)20%,
