《金属切削原理与刀具》课程的教改探索

张春红

（上海师范大学信息与机电工程学院，上海2 0 0 0 2 3 4）

《金属切削原理与刀具》作为机械制造专业一门重要的专业课，学生对本门课的掌握程度，直接关系到后续课程《金属切削机床》、《机械制造工艺学》和其他专业课程及选修课程的学习。《金属切削原理与刀具》课程既有理论性较强的部分，也有大量实践性较强的内容，教学难度大，学生不容易理解和掌握。笔者在数年的教学工作中，对于如何提高本门课程的教学质量及教学效果，使学生能够更好地掌握本门课程，做了一些探讨与尝试，取得了一定的效果。

1 针对培养方案、生产实际及最新技术调整内容

近年来，为了适应理工科教育改革，本课程学时已从54减少为36，为了能在36个学时内，让学生更好地掌握常用切削加工刀具几何参数、刀具的使用与选择以及金属切削规律，适当删减一些不常用的切削加工刀具以及非标准刀具的设计的教学内容，如齿轮加工刀具的蜗轮滚刀，螺纹铣削加工、螺纹磨削加工刀具。针对企业目前普遍使用可转位刀片的刀具以及数控刀具，一方面删除焊接车刀这部分的教学内容，另一方面增加可转位刀片刀具以及数控刀具的教学内容，并注意收集企业里面报废的刀具，作为上课用的教具，让学生对企业里面所用的刀具有一个直观上的认识。

密切关注学科发展和应用的最新动态，紧跟本学科的发展，及时捕捉、提取与加工有用的信息，补充到教学内容中来，使学生及时了解本学科的重要发展及发展动向，以开阔眼界。例如在讲到切削液的内容时，除了讲解书上提到的切削液的作用、分类、特点以外，还需要告诉学生随着人们环保意识的增强以及研究的不断深入，切削液带来的负面效应越来越明显，人们一方面不断开发新型切削液外，另一方面正在研究取消切削液，即进行干切削加工，并给学生介绍干切削加工时的特点以及对刀具材料以及几何参数的要求。再如讲到常用刀具材料时，除了讲解高速钢、硬质合金、陶瓷、PCBN、金刚石外，还需要讲解涂层刀具中的化学涂层CVD、物理涂层PVD、纳米涂层以及高速切削时刀具的特点。

2 注重绪论课的讲授

绪论作为第一节课，在整门课程的学习中，起着提纲挈领的作用，让学生明确学习本门课程的重要性、目的以及对学习内容能有一个大概的认识，有助于提高学生的学习积极性；为了充分发挥网络优势，绪论第一节课就需要告诉学生与本门课程有关的网站，如数控刀具网，中国刀具超市，并告诉学生这些网站主要有什么样的信息，从而调动学生的学习兴趣；同时为了让学生了解刀具的最新进展，需要告诉学生随着金属切削机床的数控化和柔性化，以及亚微米精密加工和超高速切削的发展，刀具必需具备的特性。

3 注重解决教学中的难点与重点

在每一章讲解之前，明确每一章的重点与难点。例如在讲解第一章内容时，明确告诉学生本章重点是主剖面参考系中车刀的6个基本角度的概念及标注，同时也是这门课程的重点，对其他章节内容的理解起着至关重要的作用。难点是刀具角度在主剖面参考系、法剖面参考系以及切深进给剖面参考系中角度的换算。

由于本章内容要求学生有比较强的空间概念，为了充分调动学生的学习积极性，先从日常生活中常见的削苹果、劈柴、切菜开始，讲到课程中的车刀，从3个相互垂直的数学上常用的x y z坐标系讲到主剖面参考系，让学生理解基面、切削平面、主剖面3个相会垂直的平面；利用车刀模型告诉学生在车外圆时前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖，同时为了确保学生掌握刀具切削部分的各个表面，调动学生参与的积极性和主动性，让学生指出另一把45°车刀在车外圆及车断面时切削部分的各个表面；最后讲解车刀的6个基本角度，从简到难，从而让学生掌握主剖面参考系下的6个基本角度，并给学生总结出90°外圆车刀“一尖两刃三刀面”，45°车刀“两尖三刃四刀面”。同时，通过布置习题，增强学生对刀具角度的理解；并通过对习题的讲评，使学生不仅能理解掌握刀具几何角度的概念，而且还会运用平面图来表示。

4 教学方法注重多样化

（1）使用辅助教学手段，以提高教学效果。例如在讲授刀具角度概念、麻花钻、拉刀时，由于比较抽象，学生较难理解与掌握，利用比例制作放大的车刀、麻花钻、拉刀刀具模型，对照模型逐个概念讲解，再用挂图配合，从而提高教学效果；在讲授金属切削过程时，使用CAI课件教学，可生动、形象、直观地演示整个金属切削的变形过程以及切屑的形成，从而大大提高学生的学习兴趣。在讲述拉刀、齿轮加工时让学生观看录像，增强对拉削加工以及齿轮加工的感性认识，从而提高学生的理论接受能力。

（2）运用生动、形象的教学语言。为了充分调动学生学习的主动性和积极性，在准确表达教学内容的前提下，注重教学语言的生动、形象性，寓教于乐。如讲到主运动、进给运动时，先从手动削苹果逐步讲到车削加工、铣削加工、钻削加工、磨削加工。

（3）结合实际应用讲清概念。本门课程旨在培养学生利用金属切削原理与刀具相关知识解决生产实际问题的能力。在讲解一些基本概念时，尽可能从学生熟悉的生活实例或与专业相结合的实例中引出，往往会起到事半功倍的效果。例如：在讲解刀具几何角度的概念时，可以从生活中使用的水果刀、菜刀讲起，基本概念和原理搞清后再导入到机械加工中使用的刀具角度中去。在讲授切削过程的基本理论时，结合学生金工实习已了解的或将要大量接触的、与专业有联系的实例来进行，能够使学生建立正确的概念，培养学生学习的兴趣，调动学生的积极性，可以提高教学效果，也能拓宽学生的思路，有利于学生提高把理论知识转化为实际应用的能力。

（4）采用对比法教学。在金属切削原理的教学中，影响切削变形、切削力、切削温度、刀具耐用度的因素，都是从切削用量、刀具材料、工件材料、加工条件这些方面进行考虑，但它们的影响结果却不尽相同，学生在学起来总是似懂非懂。因此，在讲解完这部分内容后，以列表的形式比较各个因素的影响因素，并用箭头表示出来。这种直观性的列表方法，有助于帮助学生对此问题的理解，同时又培养了学生的综合能力和分析能力。

（5）善于向学生发问，激发学生学习兴趣。本课程的理论，来源于实践又服务于实践。因此在讲授课程时，注重引导学生用所学的理论知识来指导生产实践。主动收集生产实践中运用金属切削原理解决生产实践的案例，在课堂上提出来，让学生思考，找出解决方法，从而激发学生的学习兴趣，如在讲述切削力的章节时，提出车削细长轴时，采取什么措施避免工件变形；在讲到刀具磨损时，提出在金工实习时，如果刀具磨损很快，如何让它更耐用，在课堂上不断提出新的问题，从而激发和维持学生学习理论知识的兴趣。

（6）指导学生完成综合训练题，培养解决生产实际问题的能力。为了使学生能够综合运用所学的知识解决生产实际问题，提高学生综合能力、判断能力和分析能力。在讲完第一部分金属切削原理后，进行一次综合训练。七八个人一组，给定已知条件，让学生选择合适的刀具材料、刀具角度、切削用量，充分发挥学生的主观能动性。

5 结束语

总之，教学应该以学生为本，针对本课程特点，通过适当调整教学内容，采用灵活多样的教学方法，充分调动学生的主观能动性，提高教学效果，从而顺利完成本课程大纲提出的教学要求。

[1]陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具［M］.北京：机械工业出版社，2006.

[2]李劲宏.浅谈《刀具》专业课的“寓教于乐”教学法[J].装备制造技术，2008，（7）：170-172.