金属切削水平研究论文

摘要：伴随着我国科技的快速发展，一些先进的加工技术相继出现，如：电加工、激光加工、超生加工等，但是切削加工仍以其能耗小、效益高的优势，在众多加工方法中完成了90%以上的机械加工工作。也正因如此，做好切削加工技术分析则具有十分重要的现实意义。本文笔者即从以下几个方面入手对金属切削技术的发展进行粗浅的探讨，以供参考。以下是小编精心整理的《金属切削水平研究论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

金属切削水平研究论文 篇1：

金属切削加工综合实验方案探究

摘要：金属切削加工在机械制造专业人才培养体系中具有非常重要的作用。文章深入探讨了金属切削加工综合实验开设的必要性，并对教学方案的实验内容、测试方法及分析技术进行了研究，最后对整个教学过程进行预演和评估，希望能对机械制造类专业课程建设和改革提供一些参考。

关键词：金属切削加工;综合实验;方案;拓展

Key words： metal cutting;comprehensive experiment;scheme;development

0  引言

金属材料的加工与运用对人类社会的进步起到了至关重要的作用，尤其是工业革命以来，金属切削加工始终是工业发展的重要内容和物质基础，时至今日，在机械制造中仍占有很大的比例。金属切削加工要具备三个基本条件，即刀具具备切削性能、刀具具有适当的几何参数和刀具与工件间有相对运动，这就需要机床、夹具、刀具和工件构成一个切削加工系统，而切削过程的各种现象和规律都要在这个系统的运动状态中去探究，随着科学技术的不断进步，切削加工技术也有了很多突破和发展，加工质量和生产效率得到了大幅提升，加工成本也有效降低，这其中金属切削原理与刀具基础理论的研究工作起到了至关重要的作用[1]。因此开展金属切削加工综合实验，让学生更加深入细致地学习金属切削加工相关知识，可以更好的培养机械制造专业高端人才，为我国的装备制造传统产业结构调整、先进制造技术水平提升服务[2]。

1  金属切削加工类实验教学现状

金属切削加工类实验一般为机械制造技术基础的课内实验，是机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业必修内容之一，一般设有车刀标注角度的测量和车削力的测定及经验公式的建立两个实验项目，每个实验项目都有相应的实验目的与要求（见表1）。

两个实验是金属切削加工类实验的基础，可以让学生初步掌握金属切削实验的基本方法和技能，同时对有关测量仪器及实验数据的处理有一定了解，但是对于切削加工系统中同等重要的因素（如车削热、车削温度、车削加工特性、切屑控制、刀具磨损、刀具寿命等）的了解程度还远远不够。

现代智能制造日益成为制造业发展的重大趋势和核心内容，在设计和使用特种机床和刀具，或者是应用高切削性能新材料甚至刀具磨损自动补偿系统设计等生产应用时，都要全方位地考虑众多因素的影响，因此，让学生全面细致地了解和掌握金属切削加工相关知识非常必要。

2  金属切削加工综合实验的设计

金属切削加工综合实验要将车刀构造、车削力、车削热、车削温度、车削加工特性、切屑控制、刀具磨损、刀具寿命等知识点融为一体，使学生进一步掌握和巩固理论知识的同时，充分发挥学生独立思考、协同合作、应用拓展等能力，培养学生应用现代信息化测试技术和工具解决工程实际问题的能力，使之成为一门综合型、设计性、实用性实验课程[3]。

2.1 丰富教学内容  金属切削加工综合实验的教学内容一定要全面覆盖，因此要将实验教学内容最大程度地丰富，使学生对金属切削加工要素有全面细致地了解。

2.1.1 增加“切削层变形观察与测量”实验项目  切削层变形指的是被切削的金属层在刀具的切削刃及前刀面的作用下受挤压而产生的剪切滑移变形，不同金属材料的形成过程也不尽相同。灰铸铁、球墨铸铁等脆性材料的切削层是在刀具作用下先被挤压变形，然后形成裂纹并沿着某一曲面迅速脆断，而形成单元切屑、崩碎切屑;而铜、铝、碳钢等韧性材料则是在刀具作用下形成两个变形阶段，在第一变形阶段中首先形成滑移线，被切削金属沿滑移线产生滑移变形，而后在第二变形阶段内切屑底层的晶粒进一步被拉长，甚至几乎平行于前刀面，最终形成挤裂切屑、带状切屑，这种直观的观察让学生印象深刻。

切屑形成的过程及切屑层的变化规律是研究切削加工中各種物理现象（切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、加工表面质量等）的基础，观察切屑形成的过程对于学生直观了解相关知识有非常好的信息表达效果，而通过观察切削速度、进给量和刀具前角等因素对切削层变形的影响，也会对学生掌握切削层变形机理起到非常直观深刻的促进作用[4]。

2.1.2 增加“车削温度测定及经验公式建立”实验项目  切削加工过程中所产生的切削热除了少部分逸散到周围介质中以外，其余均传入工件、切屑和刀具中，产生的温升引起工件变形、加速刀具磨损，因此切削温度的测量非常有必要。只有准确的测量才能掌握切削用量等因素对车削温度的影响规律，并建立车削温度的经验公式，在高精度加工中设计合适的加工参数，保证加工质量。

测量切削温度的方法有很多，而工程中最为常用的是刀具—工件自然热电偶法。利用刀具和工件材料的差异作为自然热电偶的“冷”、“热”两极而形成闭合回路，切削工作时，刀具、工件及铁屑处的温度急速升高而形成热电偶的热端，而刀具尾端和工件的引出端温度变化很小而形成热电偶的冷端，从而产生温差电动势，经过热电特性标定而转换成对应的温度值。

2.1.3 增加“刀具磨损测量及曲线绘制”实验项目  刀具磨损在金属切削加工过程中是不可避免的一种现象，随着切削加工的进行，刀具必将产生磨损并且不断发展，而刀具的磨损又在很大程度上影响着工件的尺寸精度和加工表面的质量。切削速度是对刀具磨损影响最大的因素，因此确定切削速度与刀具耐用度间的曲线关系具有非常重要的意义。

对刀具的前刀面、后刀面磨损情况进行的测量之后，将磨损形态绘制并标注，让学生掌握测量刀具磨损的基本方法，加深对刀具磨损的认识;采用逐点停车法制作刀具磨损曲线，让学生直观的了解磨损过程中各个阶段的磨损速率的差异，更加深刻的掌握加工过程中的刀具磨损规律。各个切削用量参数中，切削速度对于刀具的磨损影响最大，在其他参数不变的前提下，改变切削速度进行同样加工时，可以得出一组切削速度相关的磨损曲线，进而求出不同切削速度下的刀具耐用度，将各组数据在双对数坐标纸上标注并连线，便可得到一条表示切削速度和刀具耐用度之间关系的曲线，进而可以推导出反映关系的泰勒公式。

2.2 拓展测试技术  实验与测试技术紧密相连，随着测试技术的发展，新的测试方法层出不穷。因此，为了保证测试的科学性和先进性，有必要对原有的测试技术进行拓展和更新（见表2），这样也能让学生了解和掌握更多的测试技术。

2.3 延展分析方法  实验获得的原始数据要进行分析处理才能获取相应的结论，各种分析方法优缺点和适用范围也不尽相同，在金属切削加工综合实验中除了对常规的单因素图解法和一元线性回归法做详细讲解和应用外，还将正交回归实验设计、多元线性回归和方差分析有机结合，让学生了解各种实际问题的解决方法[5]。

3  金属加工综合实验的教学过程

3.1 课前渗透预研  课前对金属加工综合实验的实验原理及方法进行分层次、渐进式的知识点渗透，并要求学生进行预研，并完成相应的预研分析和验证目标，让学生带着疑问、带着兴趣、带着信心走入实验室，通过有效的预研效果测试，让学生压力与动力并存，从而保证良好的预研效果，使学生牢牢掌握实验学习的主动权[6]。

3.2 课中引导启发  实验过程中，以任务驱动，用目标引导，要求学生根据具体条件自拟实验参数，启发学生自主组织实验工作，让学生从认知、动手实践到思考、思维拓展，在实验任务的驱动和引导下，掌握必需的理论知识和操作技巧，经过独立思考和小组讨论，提出问题、分析问题、解决问题，扎扎实实地完成实验任务。

3.3 课后归纳巩固  完成实验并进行数据处理分析之后，还要求学生对实验过程、实验结果进行归纳和总结，以检验整体教学效果。通过归纳总结，可以让学生理顺知识结构、巩固知识重点和技术难点，使学生在实验教学过程的实践能力和工程水平不断提升，创新精神和创新能力不断提高，成为提升学生创新实践能力的有效途径[7]。

4  结语

金属切削加工综合实验可以让学生更加深入细致地学习金属切削加工相关知识，在实验动手能力、独立思考能力、分析总结能力、团队协作能力得到综合训练的同时，在设计环节中激发学生的创新实践能力，体现创新意识，使学生机械制造专业素质得到有效提升，为我国装备制造业输送高水平专业人才。

参考文献：

[1]王玥，张小奇.“三維启六环施”教学模式在中职学校课堂中的教学设计——以金属加工与实训课程为例[J].内燃机与配件，2020（17）：252-253.

[2]贾娜，孙壮志，刘诚.通过“课程思政”培养学生工匠精神的实践与探索——以“金属切削原理与刀具”为例[J].黑龙江教育（理论与实践），2020（05）：1-3.

[3]李丽伟.《金属切削原理与刀具》课程教学的实践与探索[J].教育教学论坛，2018（28）：158-159.

[4]李双青.《金属切削加工方法与设备》课程的信息化教学实践及改革思考[J].内燃机与配件，2019（23）：281-282.

[5]史岳鹏，焦阳，姬真真.研究引导型教学模式在应用型大学中的探索与实践[J].大学教育，2021（04）：36-38.

[6]刘宇，别海楠.加工过程仿真技术在本科教学中的思考与实践[J].科教导刊（中旬刊），2016（02）：59-60.

[7]孙莹.基于《金属切削加工方法与设备》课程的混合式教学设计研究[J].内燃机与配件，2020（17）：224-225.

作者：赵海宁

金属切削水平研究论文 篇2：

对金属切削加工技术的探析

摘要：伴随着我国科技的快速发展，一些先进的加工技术相继出现，如：电加工、激光加工、超生加工等，但是切削加工仍以其能耗小、效益高的优势，在众多加工方法中完成了90%以上的机械加工工作。也正因如此，做好切削加工技术分析则具有十分重要的现实意义。本文笔者即从以下几个方面入手对金属切削技术的发展进行粗浅的探讨，以供参考。

关键词：金属切削 切削加工 技术

切削加工以其能耗小、效益高的优势被广泛应用在机械加工之中，并成为机械加工过程中的一个重要环节。也正因如此，做好对切削加工技术的分析与研究，始终是机械加工技术人员所面临的重要课题。以下笔者即结合个人实践工作经验与相关参考文献，从几个方面入手可对金属切削技术的发展趋势进行了粗浅的分析，也希望通过本文笔者的粗浅阐述，能够为广大同行在今后的工作中提供有益的参考与借鉴。

1对金属切削的分析

金属切削加工就是利用刀具，将工件上多余的材料进行切除，进而使加工件获得想要的形状、尺寸与精度，并且使加工件的表面质量达到相应的加工要求。而要想实现这一加工过程，则必须要具备以下三个条件：第一，加工件与刀具之间必须要具备一定的相对运动，也就是说进行切削运动；第二，刀具与材料必须要具备一定的切削性能；第三，刀具必须要具备一定的几何参数，也就是具备一定的切削角度。一般来讲，在整个金属的切削加工过程中，普遍都是通过机床或者是手持工具开展的，而主要的加工方法则具体包括了：车、铣、刨、磨、钻、镗、齿等加工方法，这些加工形式虽然是多种多样的，但是无论是哪一种加工形式，在加工的过程中都会出现一个共同的现象与规律，而这些共同的现象与规律恰恰就是金属切削工作人员以及研究工作者从事切削加工方法学习与研究的共同基础所在。

在对金属切削加工技术的分类中，我们可以按照工艺特征、表面形成方法，这两点进行分类。其中，按照工艺特征可分为：车削、铣削、钻削、拉销、镗削等；按照表面形成方法则可以分为：滚切法、成形法、刀尖轨迹法。

2.金属切削加工自动化技术的发展

近些年来，随着我国科学技术的快速发展，微电子与信息技术在机械加工技术中的应用，不仅有效提高了制造业管理水平，还有效降低了机械制造过程中的大量辅助工时，推动了机械自动化的发展，并且给传统的金属切削理论与技术带来了全新的发展方向，其中较为重要的发展领域与技术成果如下：

第一，切削数据库与工艺数据库。近些年来，在微机辅助数据库技术的大力推广与实际应用中，不仅有效克服了过去纯手工查阅手册作业，依靠人工经验解决切削技术问题的困境，还进一步提高了工作人员获得信息的速度，加大了信息量的掌握，弥补了信息准确性不足的问题，为CAPP系统、CAM系统、CIMS系统的发展奠定了坚实的基础；

第二，切削技术专家系统。切削技术专家系统的根本所在，是人工智能技术在金属切削领域中的应用，而恰恰也是专家系统的出现成为了金属切削过程中可能出现的各类问题、诊断、决策的重要解决工具；

第三，切削用量和工艺过程优化。传统理论上的优化主要是对单刀，单工序，单目标，单参数的优化。而在现代化的机械加工之中对其优化则以多刀、多工序、多目标为主，因此，这也是正是优化理论与技术不断进步的重要体现；

第四，切削过程检测与监控。在无人管理的制造系统中，必须建立完善的切削过程检测与监控系统，对其制造过程中的各种状态和各种故障进行有效的监管，降低制造过程中的废品出现率，降低加工成本。

3.精密高效切削技术的发展

在20世纪50年代初期，国外发达国家就已经开始了对超精密切削技术以及机床的研发工作，因此，直至今日，我们在金属切削过程中所使用的金刚石刀具以及专业机床的切削厚度俨然已经达到了1μm。而中小型超精密机床，其主轴回转的实际精确度可以达到0.05μm，形状精度可以达到0.3μm到0.5μm，加工表面的实际粗糙程度则可以控制在0.01μm以下。

在尖端工业技术及现代化武器的制造过程中必须用到精密加工技术，甚至成为该领域的关键技术。所以，在当前许多高新技术的产品设计之中，往往对加工技术提出了微米级、亚微米级、纳米级的精度要求。而近些年来，我国也加强了对精密高效切削技术的研究与开发，一些单位对超精密加工机床和切削技术的研究也取得了十分有益的成效。

而采用超高速切削的突出特点如下：第一，超高速切削不仅具备着较高的切削效率且整体的能耗较低；第二，因单位切削力的逐步下降，使得切削过程中的热被切削走，进而降低切削的热度，使切削过程中的激振频率原理工艺熊的共振，进而提高了切削加工质量与进度；第三，延长了刀具的使用寿命；第四，超高速切削可以完成对精密薄壁件的一次成型加工，进而扩大了切削技术的加工范围。

4.刀具技术的发展

在切削加工过程中刀具作为其实施主体，与切削技术的发展有着至关重要的联系。也正因如此，近些年来在进一步加强切削加工技术发展的同时，在刀具技术方面，也纷纷涌入了许多极具发展潜力的全新的刀具生产材料。

第一，具有极高性能的高速钢，这种高速钢具有极强的耐用性，在一定的切削条件下，其切削速递是高速钢的1.5倍到3倍之间；

第二，全新的硬质合金金属，这种硬质合金金属比传统的合金金属应用范围更为广泛，可用在端铣刀、立铣刀、铰刀、钻头等螺纹齿轮刀具之上；

第三，涂层刀具在柔性自动化加工中具备着十分卓越的优越性，是近些年来在工业研究过程中十分活跃的一个研究领域；

第四，具有十分高硬度的刀具材料，这种刀具材料由于硬度极高，因此可以用于对硬质合金和陶瓷的切削。

可以说伴随着金属切削领域的不断发展，刀具技术也在随之不断的完善与发展，而刀具材料更是为了迎合刀具技术的应用做出了十分巨大的革新与完善，这就给刀具结构的变化带来了十分巨大的进展，尤其是刀具结构上的柔性化更是极大的拓展了柔性自动化加工设备的应用，为提供机械加工效率起到了十分重要的作用。

5.金属切削技术的发展趋势

金属切削技术与理论作为机械制造业的基础技术、基础理论，其对整个世界制造技术的发展而言都有着至关重要的影响，也正因如此，不断的促进切削技术的进步，完善刀具加工则尤为重要。这是因为，工业产品的生产制造环节与工业产品的生产效率、生产质量成正比关系，而要想提高这个相对比例就必须压缩机械制造环节所用时间，而这恰恰离不开切削理论、切削技术的进步。同时，我们也知道没有合适的刀具势必就无法加工出精度与表面质量符合技术要求的零件，所以，进一步完善刀具，也正是加强对切削技术本身的投入。而在未来金属切削技术的发展中，我们也要从这两个方面入手，不断的进行研究与完善。

6结束语

我们都知道，在国民生产总值中相当多的产业与机械制造技术密切相关，而在绝大多数情况下，切削加工又完成了90%以上的机械加工，因此，在整个机械制造技术中切削加工技术占据着十分重要的地位，具有着十分重要的意义。所以，做好切削加工技术的分析与研究，不断的提高切削加工技术则尤为重要。笔者也旨在通过对本文的粗浅阐述，能够让更多的人们清楚的认识金属切削加工技术，了解金属切削加工技术的发展，从而为今后的工作做有益的铺垫。也只有如此，不断的加强对切削理论、切削技术的研究与分析，才能够真正的有效振兴我国的机械制造业。

参考文献

[1]孙文元，杨小文.数控金属切削工艺分析[J].科技风.2011（23）

[2]范学辉.高速切削加工工艺研究[J].中国新技术新产品.2011（09）

[3]李雷.试论金属切削技术的发展及其发展趋势[J].甘肃科技.2009（09）

[4]杨祖孝.高速切削加工工具技术研究[J].现代制造工程.2002（12）

[5]郭新贵，李从心.高速切削技术的研究与应用[J].模具技术.2001（05）

作者：田远巍

金属切削水平研究论文 篇3：

加工过程仿真技术在本科教学中的思考与实践

摘 要 随着计算机技术的发展和应用，加工过程仿真技术越来越受到业界的重视。本文研究了加工过程仿真技术在演示金属切削加工过程中的应用，旨在通过这种方式加强学生对于金属切削加工过程的理解，同时让学生了解加工过程仿真技术在实际过程中的应用，激发学生的学习热情，在学习好理论的基础上学会应用加工过程仿真技术进行分析，营造一种积极向上的课堂氛围，达到理想的授课效果。

关键词 金属切削加工 有限元 Deform 教学改革

Thinking and Practice of Process Simulation

Technology in Undergraduate Teaching

LIU Yu， BIE Hainan

Key words metal cutting; FEM; Deform; teaching reform

0 引言

金属切削加工技术仍然是机械制造行业的主要加工方法。它通过刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以获得理想的加工形状、加工精度和表面质量的工件。因此，金属切削加工技术在本科生的教学工作中占有重要的地位，机械类本科生都开设有关于数控机床、机械加工制造技术等相关课程。随着技术的发展，越来越多的数控仿真软件的出现使本科生在数控机床操作水平上有了很大的提升，但是对金属切削过程中涉及的理论并没有很大改观。现在许多专家学者都对金属切削过程进行了研究，但是由于切削过程的复杂性，还没有统一的理论来解释加工过程中的各种物理现象，这对本科生对加工过程的理解造成了一定的困难。而加工过程仿真技术的出现为这一问题带来了转机，本文主要研究加工过程仿真技术在演示切削加工过程方面对于本科生教学工作的帮助。

1 有限元仿真技术

有限单元法（Finite Element Method，  FEM）是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力，应变和位移等参数的数值计算方法。它是一种通用的近似计算方法，也是解决工程实际问题的强有力的数值计算工具。目前，有限元法在航空，航天，机械，汽车，铁路，船舶，交通，建筑，电子，地质矿产，水利水电，石油化工，生物医学以及科学研究领域得到了非常广泛的应用，并越来越受到业界的高度重视。

现在较为流行的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，这些软件对研究金属切削过程中的温度、切屑形状、刀具应力等提供了良好的前后处理和求解环境。各个有限元软在单元、建模、材料模型和自适应网格能力等方面具有各自的特点和优势。因此为了有效地模拟切削过程中所关心的方面和问题，需要综合考虑分析问题的难易程度和仿真结果表现形式等多方面的因素，合理地选择有限元分析软件。

2 加工仿真实验平台建设

2.1 系统组成

该实验平台由一台小型车床和自组的小型铣床以及装有Deform软件的微机组成。车床和铣床的作用在于演示车刀和铣刀与工件作用的物理过程，观察特定加工条件下的切屑和工件表面状态，同时也是有限元的仿真数据（如刀具尺寸，切深、背吃刀量等）的来源，仿真结果实际上相当于对实际物理过程的一个“慢放”，让学生能够仔细观察刀具去除多余材料的过程，明白其作用机理。

Deform软件是SFTC公司生产的一款商业有限元软件，它专注于金属成型和加工工艺过程的仿真，可以实现车、铣、钻、锻压等多种加工形式的仿真，同时也可以对材料的正火、退火、淬火等工艺流程进行仿真分析。它的优点如下：

（1）界面交互性好，与其他有限元软件相比，Deform软件为用户考虑，在一个界面就可以定义好所有需要参数，设置参数的位置清楚明了。

（2）操作性好。Deform软件包含了大量的材料库，材料数据不必再自己去寻找，而且设定网格数量后可以自动划分网格，在运行过程中出现大的变形量（如切屑去除过程）时可自动的进行网格的重划分，不需要人工干预。相比于其他的有限元软件，Deform在前处理过程中可以自动定义物体的边界条件，需要设定的参数量很少。

（3）后处理功能丰富。具有点迹示踪、变形、云图、矢量图、力—行程曲线等多种功能，而且具有2D的切片功能，可以显示工件或者刀具的剖面结果。

因此选择Deform作为有限元分析软件，但是必须提前用CAD软件绘制好刀具和工件的三维模型，然后导入Deform进行分析。（如图1所示）

（a）                                         （b）

图1 Deform仿真示意图（a为铣削，b为车削）

2.2 试验台在教学中的作用

本科生课程中的金属加工常常以车削为例，讲解前刀面、后刀面以及各个倾角对加工过程的影响，这些知识理论性太强，学生看到这些内容并不能与真正的加工过程联系起来，因此对这一部分的知识总是抱着死记硬背的态度，并没有认真对待。而有的学校有条件带学生参观真正的加工过程，但是由于机床转速过高，加工过程很快就完成了，人肉眼无法观察清楚整个过程，人靠近观察还有可能产生一定的危险，而且耗费加工材料和刀具，针对上述情况，有限元仿真是一个较好解决该问题的方法。

有限元仿真是对实际过程的近似，只要输入正确的模拟参数，其结果与实际过程极为接近。该实验平台将仿真过程与实际加工过程相结合，由老师选定加工工况，通过有限元仿真的结果演示，让学生明白加工过程是如何运作的，然后再用实际加工过程作对比，达到验证的目的。

2.3 实验平台建设实践

2.3.1 实验手册的编写

由于金属加工过程涉及到很多的影响因素，而且仿真计算过程花费时间过长，授课老师并不能在短短的课堂上一一呈现，因此将仿真的过程建立成为实验手册，分别对不同的影响因素进行仿真，由老师演示一部分，另外的部分由学生自行根据手册进行仿真学习，在熟悉有限元软件的过程中了解有限元解决实际问题的过程。

2.3.2 助教的设立

由于有限元仿真软件需要一定时间的学习，授课老师可能没有时间，或者与该研究方向不相符，因此需要设立助教进行有限元软件的操作及课堂演示视频的制作。助教可以由研究金属加工有限元仿真方向的研究生或者由授课老师设立专人来担任。助教首先要熟悉有限元软件的操作过程，然后与授课老师进行沟通，针对本科教学的授课目的，选择具有代表性的工况进行有限元仿真，并将结果做成演示视频等易于在课堂展示的方式。对于操作过程中遇到的问题要做到心中有数，同时做好与同学的交流工作，能够积极回答学生的疑问。

3 加工仿真技术本科生教学实践的思考

加工过程仿真技术是对本科生在金属切削加工教学方面的一个说明和补充，可以生动形象地说明金属切削过程中刀具和工件相互作用的过程和机理，改变以往公式加配图的教学方式，使整个课本“动”起来，更能激发出学生的好奇心和学习兴趣，同时提升学生对加工过程仿真技术的应用，确立学生以加工过程仿真技术辅助学习的方法。由于实验平台建设时间较短，在整个实践过程中仍有许多值得我们思考的地方。

3.1 应用扩展

（1）有限元仿真技术对于本科生来说是一个演示说明的过程，但是对于研究生来说是进行研究的一个必不可少的手段。但是研究生有需求时常独立进行摸索学习，效率低而且耗费时间，许多疑问也得不到解答。因此对于研究金属加工过程的研究生来说，也可以组织起来进行有限元仿真软件的操作教学，帮助他们快速熟悉掌握该软件，尽快进入研究工作。

（2）通过blackboard平台建立与学生交流的通道，可以在平台上放置一些仿真过程的演示视频，帮助学生进行实验的学习，同时在平台上建立与学生交流的通道，学生在使用仿真软件过程中遇到的问题或者在学习上遇到的问题都可以与助教进行沟通，对于学生的要求，助教进行汇总后与授课老师合作，改进课程教学计划，使教学过程更进一步。

3.2 下一步的工作

有限元方法的优点是对过程的离散化，可将每一步清晰的表现出来，但是这也注定了有限元的求解过程比较缓慢，并不适合当场演示操作过程，只能对仿真的结果进行加工制作，制作成视频等这些易于演示的方式，导致效率低下，不能对金属切削加工的所有情况进行演示。针对这种情况可以发动本科学生中对有限元仿真比较感兴趣的学生，或者实验做得比较好的学生做一些特定条件下的加工仿真操作，吸收到教学演示过程中，可安排这些学生进行相应章节的讲解等教学工作。

Deform是一款功能强大的软件，观察仿真结果时还伴随着很多的数据，这些数据并没有在教学工作中得到很好地利用，比如切削温度分布图、应力应变分布图、速度分布图等，这些都应该加以合理的应用，融入到教学工作中来。

4 结束语

加工仿真技术是以有限元仿真技术为核心，以提升学生对金属切削加工过程的理解为目的而建立起来的，并与本科的教学工作相互补充，使学生在学习理论的基础上对加工过程有一个清晰的认识，并提升学生对于有限元分析方法的认识，增强学生用有限元方法解决问题的能力。该课程改革仍处在探索研究阶段，可以根据课程需要和教学目的的不同进行调整，在本科生教学工作中必将发挥更大的作用。

参考文献

[1] 王晓军.航空航天结构中有限元方法理论与实践的教学衔接.科教导刊，2012.

[2] 李伟民.deform5.03金属成形有限元分析实例指导教程.机械工业出版社，2007.

[3] 徐看.金属切削过程有限元仿真技术研究.工具技术，2013.

[4] 魏保立.数控加工仿真软件在教学中的合理应用.科技信息，2008.

[5] 李忠新.机电基础实验教学平台建设的实践与思考.科教导刊，2014.

作者：刘宇　别海楠