金属切削原理与刀具是为机械设计制造及其自动化专业的知识体系而开设的专业基础课程，由“金属切削原理”与“金属切削刀具”两部分组成。
◆总成绩评分规则：
◇课程总成绩＝作业互评×10％+单元测验×40％+考试×50%
◇采用百分制计分，60分及以上为合格，90分及以上为优秀。
《金属切削原理与刀具》
课程教学大纲
（Principles of Metal Cutting and Cutters）
课程编号：16012102
学 分：2.5
学 时：49（其中：讲课学时： 45 实验或实践学时： 4 上机学时：0）
先修课程：画法几何与机械制图、理论力学、材料力学
后续课程：机械制造工艺学、数控技术
适用专业：机械设计制造及其自动化
开课部门：机械工程学院
一、课程的性质与目标
金属切削原理与刀具由“金属切削原理”与“金属切削刀具”两部分组成，金属切削原理是机械设计制造及自动化专业学生必修的专业基础课，而金属切削刀具是专业课性质。
通过本门课程的学习，使学生掌握机械加工中所用刀具的结构、性能和加工原理，使学生了解机械加工过程中金属切削过程的基本规律，掌握刀具材料、几何参数、切削用量的选用方法及对切削过程的影响并能用于指导实践，基本具备设计各种简单刀具的能力。
二、课程的主要内容及基本要求
第0章 绪论（1学时）
[知 识 点]
课程的性质与任务，切削加工的地位与发展，课程的内容，本课程的特点与学习方法。
[重 点]
课程的内容，本课程的特点与学习方法。
[难 点]
本课程的学习方法。
[基本要求]
了解本科课程的性质与任务，切削加工的地位与发展；掌握课程的内容；理解本课程的特点与学习方法。
第1章 基本定义（4学时）
[知 识 点]
切削运动、工件表面、切削用量、切削层参数、切削方式；刀具切削部分组成，刀具角度的坐标平面和参考系，刀具标准角度，刀具工作角度，刀具工作角度的影响因素；切削层参数。
[重 点]
切削运动、工件表面、切削用量、切削层参数、切削方式；刀具切削部分组成、刀具角度的坐标平面和参考系，刀具标准角度；刀具工作角度；切削层参数。
[难 点]
刀具角度的坐标平面和参考系；刀具标准角度。
[基本要求]
掌握切削运动、工件表面、切削用量、切削层参数、切削方式；掌握刀具切削部分组成、刀具角度的坐标平面和参考系；掌握刀具标准角度，刀具工作角度；理解各因素对刀具工作角度的影响。
[实践与练习]
开设“典型刀具测量”的实验。
第2章 刀具材料（1学时）
[知 识 点]
刀具材料应具有的性能，刀具材料分类；工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷材料、超硬材料等刀具材料的性能特点、分类以及选用。
[重 点]
刀具材料应具有的性能；高速钢、硬质合金、超硬材料等刀具材料的性能特点、分类以及选用。
[难 点]
硬质合金、超硬材料等刀具材料的性能特点、分类以及选用。
[基本要求]
了解刀具材料应具有的性能，刀具材料分类；掌握工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷材料、超硬材料等刀具材料的性能特点、分类以及选用。
第3章 金属切削过程（4学时）
[知 识 点]
切屑的形成过程，三个变形区，变形程度的表示方法；前面上摩擦特点，积屑瘤；影响切削变形的因素；切屑类型以及控制。
[重 点]
切屑的形成过程，三个变形区；前面上摩擦特点，积屑瘤；影响切削变形的因素。
[难 点]
变形程度的表示方法。
[基本要求]
掌握切屑的形成过程，三个变形区，变形程度的表示方法；理解前面上摩擦特点，积屑瘤；掌握影响切削变形的因素；了解切屑类型以及控制措施。
第4章 切削力（3学时）
[知 识 点]
切削力的构成、合力、分力及各分力的作用；切削功率、单位切削力；切削力的测量，切削力经验公式的推导，切削力计算；切削力的影响因素。
[重 点]
切削力的构成、合力、分力及各分力的作用；切削力经验公式的推导，切削力计算；切削力的影响因素。
[难 点]
切削力经验公式的推导；切削力计算。
[基本要求]
掌握切削力的构成、合力、分力及各分力的作用；掌握切削功率、单位切削力；掌握切削力的测量，切削力经验公式的推导；掌握切削力的影响因素；掌握切削力计算。
[实践与练习]
开设“车削力测定及经验公式建立”的实验。
第5章 切削热和切削温度（1学时）
[知 识 点]
切削温度，切削热的来源、传出以及温度的分布，温度测量方法；影响切削温度的因素。
[重 点]
温度测量方法；影响切削温度的因素。
[难 点]
温度测量方法。
[基本要求]
了解切削热的来源、传出以及温度的分布；理解切削温度；掌握温度测量方法；掌握影响切削温度的因素。
第6章 刀具磨损与刀具使用寿命（2学时）
[知 识 点]
正常磨损三种形态，非正常磨损两种形态；刀具磨损原因、过程、磨钝标准；刀具使用寿命和寿命制定标准，切削用量与寿命的关系。
[重 点]
正常磨损三种形态，非正常磨损两种形态；刀具磨损原因；切削用量与寿命的关系。
[难 点]
磨钝标准；刀具使用寿命和寿命制定标准；切削用量与寿命的关系。
[基本要求]
掌握正常磨损三种形态和非正常磨损两种形态；理解刀具磨损原因；了解磨损过程；了解磨钝标准；了解刀具使用寿命和寿命制定标准；掌握切削用量与寿命的关系。
第7章 切削用量的选择（2学时）
[知 识 点]
切削用量选择的基本原则，合理切削用量的选择方法，切削用量优化。
[重 点]
切削用量选择的基本原则，合理切削用量的选择方法。
[难 点]
切削用量的选择方法。
[基本要求]
了解刀具合理切削用量的选择原则；掌握切削用量的选择方法；了解切削用量优化。
第8章 工件材料的切削加工性与切削液（1学时）
[知 识 点]
工件材料的切削加工性，影响切削加工性的因素，改善切削加工性的途径；切削液的性能、种类、选用和使用。
[重 点]
工件材料的切削加工性；改善切削加工性的途径。
[难 点]
切削液的性能、种类、选用和使用。
[基本要求]
理解工件材料的切削加工性；掌握影响切削加工性的因素和改善切削加工性的途径；了解切削液的性能、种类、选用和使用。
第9章 已加工表面质量（3学时）
[知 识 点]
已加工表面的形成，表面质量对产品性能的影响，已加工表面的衡量指标；表面粗糙度，加工硬化，残余应力。
[重 点]
已加工表面的形成，已加工表面的衡量指标；表面粗糙度；加工硬化；残余应力。
[难 点]
表面粗糙度；加工硬化；残余应力。
[基本要求]
了解已加工表面的形成，表面质量对产品性能的影响和已加工表面的衡量指标；掌握表面粗糙度；加工硬化；残余应力。
第10章 刀具合理参数的选择（2学时）
[知 识 点]
刀具几何参数；前角、后角、刃倾角的主要功用和选取原则。
[重 点]
前角、后角、刃倾角的主要功用和选取原则。
[难 点]
刃倾角的主要功用和选取原则。
[基本要求]
了解刀具几何参数；掌握前角、后角、刃倾角的主要功用和选取原则。
第11章 磨削（3学时）
[知 识 点]
磨削加工类型，磨削运动，磨削过程，单个磨粒的切削厚度，磨削特点；磨料、粒度、硬度、结合剂、组织等特性及选择的原则；其他概念。
[重 点]
磨削加工类型，磨削运动，磨削过程，单个磨粒的切削厚度，磨削特点；磨料、粒度、硬度、结合剂、组织等特性及选择的原则。
[难 点]
单个磨粒的切削厚度。
[基本要求]
掌握磨削加工类型、运动、过程；掌握单个磨粒的切削厚度，磨削特点；理解磨料、粒度、硬度、结合剂、组织等特性及选择的原则；了解其他概念。
第12章 车刀（4学时）
[知 识 点]
车刀的分类；焊接车刀的特点、结构组成与选择；机夹车刀的特点和结构；可转位车刀的特点、刀片和加紧结构；车刀角度换算。
[重 点]
焊接车刀的特点、结构组成与选择；车刀角度换算。
[难 点]
车刀角度换算。
[基本要求]
了解车刀的分类；掌握焊接车刀的特点、结构组成与选择；了解机夹车刀的特点和结构；了解可转位车刀的特点、刀片和加紧结构；掌握车刀角度换算。
第13章 成形车刀（3学时）
[知 识 点]
成形车刀的加工特点；成形车刀的种类、装夹；成形车刀前角和后角的形成及变化规律；切削刃正交平面内的后角及改善措施；成形车刀廓形设计；成形车刀双曲线误差。
[重 点]
成形车刀前角和后角的形成及变化规律；切削刃正交平面内的后角及改善措施；成形车刀廓形设计；成形车刀双曲线误差。
[难 点]
成形车刀前角和后角的形成及变化规律；成形车刀双曲线误差。
[基本要求]
了解成形车刀的加工特点；了解成形车刀的种类、装夹；理解成形车刀前角和后角的形成及变化规律；理解切削刃正交平面内的后角及改善措施；掌握成形车刀廓形设计；理解成形车刀双曲线误差。
第14章 孔加工刀具（3学时）
[知 识 点]
孔加工刀具的种类与用途；麻花钻结构组成及几何参数；钻削要素；钻削力与钻头磨损；深孔加工的特点；枪钻；内排屑深孔钻；铰刀的种类与结构；圆柱铰刀的结构要素；铰削的特点和铰刀的使用。
[重 点]
麻花钻结构组成及几何参数；钻削要素；钻削力与钻头磨损；深孔加工的特点；枪钻；内排屑深孔钻；圆柱铰刀的结构要素；铰削的特点和铰刀的使用。
[难 点]
麻花钻结构组成及几何参数；铰削的特点和铰刀的使用。
[基本要求]
了解孔加工刀具的种类与用途；了解麻花钻结构组成及几何参数；理解钻削要素；理解钻削力与钻头磨损；理解深孔加工的特点；掌握枪钻；掌握内排屑深孔钻；了解铰刀的种类与结构；了解圆柱铰刀的结构要素；掌握铰削的特点和铰刀的使用。
第15章 铣削与铣刀（3学时）
[知 识 点]
铣刀的种类和用途；铣刀几何角度；铣削要素；铣削层参数；铣削力和铣削功率；铣削方式；铣削特点；铣削用量选择；成形铣刀；尖齿铣刀的改进途径。
[重 点]
铣刀的种类和用途；铣刀几何角度；铣削要素；铣削层参数；铣削力和铣削功率；铣削方式；铣削特点。
[难 点]
铣刀几何角度；铣削力和铣削功率。
[基本要求]
了解铣刀的种类和用途；掌握铣刀几何角度；理解铣削要素；理解铣削层参数；掌握铣削力和铣削功率；理解铣削方式；了解铣削特点；了解铣削用量选择；了解成形铣刀；了解尖齿铣刀的改进途径。
第16章 拉刀（2学时）
[知 识 点]
拉削特点；拉刀的种类与用途；拉刀的结构；拉削图形；圆孔拉刀设计；拉刀的合理使用。
[重 点]
拉刀的结构；拉削图形；圆孔拉刀设计。
[难 点]
拉削图形；圆孔拉刀设计。
[基本要求]
了解拉削特点；了解拉刀的种类与用途；了解拉刀的结构；掌握拉削图形；掌握圆孔拉刀设计；了解拉刀的合理使用。
第17章 螺纹刀具（1学时）
[知 识 点]
螺纹刀具的种类和用途；丝锥的结构以及减小攻丝扭矩的方法；典型丝锥。
[重 点]
丝锥的结构以及减小攻丝扭矩的方法；典型丝锥。
[难 点]
丝锥的结构以及减小攻丝扭矩的方法
[基本要求]
了解螺纹刀具的种类和用途；掌握丝锥的结构以及减小攻丝扭矩的方法；了解典型丝锥。
第18章 齿轮刀具（2学时）
[知 识 点]
齿轮刀具的主要类型；成形齿轮铣刀；插齿刀；齿轮滚刀；蜗轮滚刀；非渐开线齿形刀具。
[重 点]
齿轮刀具的主要类型；成形齿轮铣刀；插齿刀；齿轮滚刀。
[难 点]
成形齿轮铣刀。
[基本要求]
了解齿轮刀具的主要类型；掌握成形齿轮铣刀、插齿刀、齿轮滚刀；了解蜗轮滚刀、非渐开线齿形刀具。
三、学时分配
章 目 | 讲课 | 实验 | 上机 | 合计 |
第0章 绪论 | 1 |
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第1章 基本定义 | 4 | 2 |
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第2章 刀具材料 | 1 |
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第3章 金属切削过程 | 4 |
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第4章 切削力 | 3 | 2 |
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第5章 切削热和切削温度 | 1 |
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第6章 刀具磨损与刀具使用寿命 | 2 |
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第7章 切削用量的选择 | 2 |
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第8章 工件材料的切削加工性与切削液 | 1 |
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第9章 已加工表面质量 | 3 |
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第10章 刀具合理几何参数的选择 | 2 |
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第11章 磨削 | 3 |
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第12章 车刀 | 4 |
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第13章 成形车刀 | 3 |
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第14章 孔加工刀具 | 3 |
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第15章 铣削与铣刀 | 3 |
|
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第16章 拉刀 | 2 |
|
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|
第17章 螺纹刀具 | 1 |
|
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第18章 齿轮刀具 | 2 |
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合计 | 45 | 4 |
| 49 |
四、考核模式与成绩评定办法
考核方式：考试
成绩评定：课程成绩的考核原则上以期末考试成绩为主要依据，综合考虑学生实验情况及平时表现。即：总评成绩=平时成绩（20%）+实验成绩（10%）+期末考试卷面成绩（70%）。
五、推荐教材和主要参考资料
推荐教材：
1.《金属切削原理与刀具》，陆剑中；机械工业出版社，2011.07
2.《金属切削原理与刀具》，韩荣第；哈尔宾工业大学出版社，2007年7月
主要参考资料：
1.《金属切削原理》，杨荣福；机械工业出版社，1998年8月
2.《金属切削刀具》，袁哲俊；上海科学技术出版社，1993年6月
六、大纲说明
1.本课程所开设的实验参考《金属切削原理与刀具》课程实验教学大纲。
2.本课程实践性较强，采用多媒体授课模式，也要尽可能组织学生到生产现场参观、相应开出必要的实验或利用现代化的教学手段（录相、CAI课件等）提高教学质量。
撰写人：孟五洲 审 定 人：韩玉坤
批准人：马洪儒 执行时间：从2016级起