楊 洋,李金良,朱先勇
(1.吉林大學(xué)工程訓(xùn)練中心;2.吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130025)
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》中關(guān)于刀具幾何角度的微教學(xué)思考
楊 洋1,李金良2,朱先勇1
(1.吉林大學(xué)工程訓(xùn)練中心;2.吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130025)
《刀具幾何角度》屬于《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程中的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也是重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí),由于學(xué)生不能在思維中正確理解空間位置,而導(dǎo)致概念不清,知識(shí)點(diǎn)掌握不牢。《刀具幾何角度》內(nèi)容符合“微教學(xué)”內(nèi)容選題,并能很好的解決教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。
微教學(xué);刀具幾何角度;機(jī)械制造基礎(chǔ)
“微教學(xué)”是以多媒體形式展示的圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)?!拔⒔虒W(xué)”應(yīng)具備教學(xué)內(nèi)容少、教學(xué)時(shí)間短、內(nèi)容具體、資源容量小、主題突出、針對(duì)性強(qiáng)、多樣傳播等特點(diǎn)[1]?!拔⒔虒W(xué)”內(nèi)容應(yīng)選題典型,并能很好地解決了教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題,而且所選內(nèi)容應(yīng)適合多媒體教學(xué)。
《刀具幾何角度》屬于《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程中的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也是重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。刀具角度不僅決定刀具結(jié)構(gòu),同時(shí)還會(huì)影響金屬切削過(guò)程中的變形程度、切削力、切削溫度、刀具磨損以及工件加工精度等。學(xué)好這部分內(nèi)容,既可以加深學(xué)生對(duì)刀具結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),又為將來(lái)學(xué)習(xí)金屬切削過(guò)程等后續(xù)知識(shí)打好基礎(chǔ)。《刀具幾何角度》內(nèi)容符合“微教學(xué)”的選題,利用“微教學(xué)”可以很好的解決刀具幾何角度教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。
掌握車刀的基本結(jié)構(gòu)、參考平面的概念、車刀五個(gè)基本角度的概念、車刀五個(gè)基本角度的大小對(duì)切削力、散熱、刀刃強(qiáng)度的影響。通過(guò)講授、演示,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)其探索知識(shí)的欲望和學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。
2.1 教學(xué)內(nèi)容
(1)車刀的基本結(jié)構(gòu)。車刀是由刀頭和刀體兩部分組成[2]。刀頭是車刀的切削部分,刀體是用以?shī)A持在刀架上的部分,其中車刀切削部分即刀頭由三面兩刃一尖組成[2]。(2)基面、切削平面、正交平面三個(gè)參考平面的概念及其空間位置[3]。基面:切削刃上任一點(diǎn)的基面是一個(gè)通過(guò)該點(diǎn)并且垂直與切削速度方向的平面。切削平面:是通過(guò)主切削刃上某一指定點(diǎn),與主切削刃相切并垂直于該點(diǎn)基面的平面。正交平面:主切削刃上任一點(diǎn)的正交平面,是從這個(gè)點(diǎn)切入一個(gè)平面,這個(gè)平面即垂直于基面又垂直于切削平面。(3)前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角五個(gè)基本角度的概念以及五個(gè)基本角度的大小對(duì)切削力、散熱、刀刃強(qiáng)度的影響。前角是在正交平面內(nèi)測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角[2]。增大前角,可以減小切削變形,沿前刀面的摩擦力減小,降低切削力和切削溫度,但過(guò)大的前角會(huì)使刀具楔角減小,切削刃強(qiáng)度下降,刀頭散熱體積減小。后角是在正交平面內(nèi)測(cè)量的主后刀面與切削平面的夾角。增大后角可減小刀具后刀面上的摩擦,提高已加工表面質(zhì)量。但過(guò)大的后角會(huì)使刀具楔角減小,削弱切削刃強(qiáng)度,減小刀頭散熱體積。主偏角是在基面內(nèi)測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角。主偏角的作用是改變主切削刃與刀尖的受力和散熱情況。當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量相同時(shí),增大主偏角,主切削刃工作長(zhǎng)度變短,切削刃單位長(zhǎng)度上的受力變大。主偏角過(guò)大,可使軸向力增大,徑向力減小。副偏角是在基面內(nèi)測(cè)量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給相反方向之間的夾角。其作用是減少副切削刃與已加工表面的摩擦,減小已加工表面粗糙度。增大副偏角,已加工表面上殘留面積的高度增大,使粗糙度變大。
刃傾角是在切削平面內(nèi)測(cè)量的主切削刃與基面之間的夾角。刃傾角的大小和正負(fù)主要影響主切削刃的強(qiáng)度和切削流出的方向。
2.2 教學(xué)重難點(diǎn)
掌握刀具幾何角度的概念以及它的大小對(duì)切削力、散熱、刀刃強(qiáng)度的影響是刀具幾何角度“微教學(xué)”的教學(xué)重點(diǎn)。學(xué)生不能在思維中正確理解空間位置,而導(dǎo)致概念不清,知識(shí)點(diǎn)掌握不牢則是本次課的教學(xué)難點(diǎn)。
2.3 教學(xué)方法
采用多種教育手段,通過(guò)學(xué)生最熟悉的外圓車刀結(jié)構(gòu),借助教具模型及ppt動(dòng)畫演示,配合板書(shū)內(nèi)容,讓學(xué)生有直觀、深刻的認(rèn)識(shí)和理解,加深對(duì)課程內(nèi)容的掌握。
表1
刀具幾何角度“微教學(xué)”課程主要通過(guò)引導(dǎo)法講授,為學(xué)生逐步介紹了車刀的基本結(jié)構(gòu)、參考平面的概念、車刀五個(gè)基本角度的概念以及車刀五個(gè)基本角度的大小對(duì)切削力、散熱、刀刃強(qiáng)度的影響,形成了完整的知識(shí)體系。
《刀具幾何角度》在微教學(xué)課程中的應(yīng)用,解決了學(xué)生不能在思維中正確理解空間位置而導(dǎo)致概念不清,知識(shí)點(diǎn)掌握不牢的問(wèn)題,同時(shí)《刀具幾何角度》在微教學(xué)課程中配合多種教育技術(shù)手段的應(yīng)用,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,讓學(xué)生在輕松、活躍的課堂氣氛中學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。
[1]胡鐵生,周曉清. 高校微課建設(shè)的現(xiàn)狀分析與發(fā)展對(duì)策研究 [J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014(02):5-13.
[2]連顯慧.如何延長(zhǎng)車刀的使用壽命[J].大眾科技,2010(07):131-133.
10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.257