刀具设备管理论文

2022-04-16

摘要：切削加工对金属加工发挥着至关重要的作用，是衡量加工产品质量的金标准，因此，切削加工技术是加工过程中的关键。本文首先对金属切削加工精度的工艺方法进行论述，提出目前机械加工相关的影响因素，并据此提出相应的解决策略，希望可以通过提高切削加工技术的工艺与方法，进而提高加工质量和精度。今天小编给大家找来了《刀具设备管理论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

刀具设备管理论文篇1：

浅谈盾构刀具使用及维修管理

摘要：盾构刀具管理是要把盾构机刀具的养、用、管、修提高到管理的高度上，有统筹、有计划、有反馈、有分析和总结，建立一个良性的、闭式循环的管理系统。加强盾构机刀具管理对有效地利用刀具以及对刀盘进行有效的保护、对降低刀具的使用成本有重要意义。

关键词：盾构刀具;使用;维修

一、刀具管理内容

盾构刀具在具体使用过程中可分为两个闭式循环管理系统，其一是大循环闭式管理系统，使用步骤为：选择盾构刀具、分析实际使用环节、对比分析道具的可用性、反馈对比信息、制定使用方案;其二是小循环闭式巡航管理系统，使用步骤为：使用环境测试、根据测试结果选择盾构刀具、检查更新、修理维护、试验。在具体运行过程，大循环闭式管理系统是小循环闭式管理系统运行的基础和核心。只有控制好大循环闭式管理系统的运行效率，才能确保盾构刀具持续稳定运行。

二、刀具管理流程

（一）测试及检查

盾构刀具根据具体现状不同，可分为两大类：一类齿刀，另一类是盘型滚刀。在具体应用过程中，齿刀主要应用在土质结构强度在20MPa以下的土层开挖施工中，而盘型滚刀则主要应用在强度和比较高的土层开挖。盾构齿刀具测试时，要注重对齿刀刀体结构测试中，刀头和盾构刀体的连接方式有三种，包括：焊接连接、螺栓连接、镶嵌连接，其中螺栓连接的应用最为广泛，便于拆卸和更换。

盘型滚刀在测试时，要先进行目测，查看刀圈中是否存在裂纹，刀具是否存在渗油和漏油等问题，然后再利用工具装置进行盾构刀具气密性测验，最后对刀具的启动扭矩进行合理调整，大量应用实例表明，如果启动扭矩过大，则在进行粘性土层掘进过程中，地层无法为刀具的扭转提供足够的扭矩力容易增加刀具弦的磨损速率，降低使用寿命。而如果启动扭矩过小，则在施工中容易引发刀具轴承松动，难以保证刀具在运行中的受力状态。因此，在使用前需要对刀具的启动扭矩进行全面系统的检测，合理调整扭矩。此外，刀具的气密性是盾构刀具检测的重中之重，如果气密性不足，就会引发渗油和漏油的问题，甚至会损坏轴承。在盾构刀具安装过程中，刀具装配的密封性可能存在问题，后或者导致一些杂物进入，从而引起降低盾构刀具的气密性，因此，在具体施工中必须确保密封性。盾构刀滚刀圈采用国内较先进的扩孔及模煅技术，具有良好的抗退火性和材料的热稳定性，能保证盾构刀滚刀圈在热装和滚压过程中不降低硬度。选用优质的合金材料，使盾构滚刀刀圈具有较高的硬度和耐磨性，从而有效地提高刀具的使用寿命。超高的屈服强度，抗高应力下发生压溃变形良好的抗冲击的韧性，杜绝内部裂纹和刀圈断裂。轴承均选用世界顶尖品牌，承载负荷达8–30吨，精良的密封圈件系统能最大限度地减少轴承、受污损失效的可能性，盾构刀具零部件由优化选材，具有高强度和高耐用性，可快速拆卸和再装配，零件可更换性。

（二）刀具使用

盾构刀具在掘进过程中，合理选择掘进方法对盾构刀具使用情况有非常重要的影响，在施工前要根据工程特性，选择与之相适的掘进模式和掘进参数，在保证挖掘速度的基础上，提升盾构刀具使用寿命。目前在盾构掘进过程中，常用的模式有两种，一种是扭矩控制方式，另一种是推力控制方式，其中扭矩控制掘进方式主要应用在土质结构比较柔软的工程施工中，而推力控制掘进模式则主要应用在硬质土质结构施工中。在具体施工过程中，需要根据不同的控制方式，选择与之相适的参数，并对各项参数进行全面系统的监控，并对各项参数进行全面记录，为后期施工提供数据支持，并避免盾构刀具因为操作不当而发生损坏。

（三）刀具检查、更换

在施工前，需要对工程地质结构进行系统、全面的勘察，并确定施工的重难点，掌握特殊地质结构对盾构刀具的影响，挖掘到特殊地质结构时，立即停机，更换刀具。

（四）刀具修理

1.轴承与密封的更换。轴承与密封是刀具上的两种重要装置，对刀具掘进运转的可靠性和刀具的消耗具有特别重要的影响。采用以下方法维修：

所有解体维修组装刀具时都必须更换橡胶圈;维修拆卸刀具时，若发现润滑油中含有金属末或油量减少，则金属环同时更换;若发现漏油或进泥，刚需要同时更换密封与轴承;更换轴承时不能单件（内圈或外圈）更换。

2.刀体的维修。刀具严重偏磨使刀体外表面部位严重损坏时刀体应报废;边刀刀体的刀圈轴向定位挡肩部位被磨损，高度小于3mm时应报废;刀体内表面变形应报废;内表面的端面密封圈安装位置表面受伤，一般情况可打磨修复，如受伤情况严重需报废;内表面轴承外圈的配合面，如拉毛时，经打磨可使用，若轴承外圈压入时过松，应报废;刀圈安装面如出现凸出点，可对其进行打磨修复。

3.端盖的维修。端盖出现明显缺损或裂纹需报废;端面出现磨损可继续使用端盖边缘磨损严重须报废;端盖变形须报废。端盖孔（刀轴安装位）表面受伤，可修复使用;轴承定位架位置受伤可修复使用;螺纹孔出现变形，可用丝攻修复，如螺纹损坏两丝以上或两个以上螺纹孔变形需报废;中心刀端盖安装“O”形圈位置在不影响密封性能的情况下可使用。

4.刀轴的维修。刀轴出现变形或裂纹需报废;刀轴与轴承、端盖接触面受伤，打磨后可使用;刀轴两端螺纹孔有断螺栓不能取出需报废。

5.刀具记录。从盾构刀具更换时，要选择遵循从上到下的更换方式，并对表面渣土进行进行全部处理，对密封腔体也要进行仔细清理，清理完成后再进行逐一记录。

6.气密性的检查。滚刀的气密性是检验密封效果的指标。气密性不好，会导致滚刀润滑油泄漏，最终导致刀具轴承损坏。刀具维修（无论刀具采用解体或不解体维修）装配完成后，对总成内部加压气体0.3MPa，保持此压力10min，通过观察气压表指针对数据来检测刀具的密封性能，最后对刀具加（或更换）齿轮油。

三、盾构机刀具管理发展方向

（一）带压换刀技术的普及

长期以来，盾构机刀具因材质特殊、制造工艺复杂，目前世界上只有少数几家知名企业能够制造。盾构机刀具属于易损件，需经常更换，国外进口刀具价格昂贵，且制作周期较长。国内盾构机刀具发展较晚，无论是刀具材料还是刀具设计都与国外有一定的差距，因此这也制约了我国盾构机产业的发展。

在盾构机刀具的设计与制造过程中，应使刀圈的耐磨性与冲击韧性更好地结合，使盾构机适应长距离以及复合地层的掘进要求;研究刀具的磨损、寿命检测方法及探查工作面坍塌和装置，防止刀具过度磨耗、损坏而磨损刀盘;寻求耐磨、耐热、耐腐蚀、高硬度材料制作刀头。另外，重点还要研究盾构机刀体与土体相互作用的机理，开发适用于不同土质和地下水状况、掘削速度的刀具与刀盘，研究刀具数量、刀具形式、在刀盘上的布设及其优化组合方式。特别是随着高新科技的发展，我国盾构机刀具的研发设计应向信息化、智能化发展。

（二）国产化

在生产工艺上，我们采用整体锻压，整体热处理的优化加工工艺，使产品具有更高的可靠性和良好的切割性能。同时，为提高刀具的耐磨性能，在刀具合金周围及刀具在正常使用过程中极易磨损的部位加焊高强度合金耐磨堆焊层。另外，盾构刀具在机械加工完成后，出厂时每件都进行耐压测试，最大限度的保证出厂产品的合金焊接性能。

四、结束语

盾构机刀盘刀具样机具有宽泛的地质适应能力，具有足够的强度、刚度和稳定性，能很好地协调稳定开挖面与排碴效率两者之间的关系;采用国产耐磨材料及热处理工艺研制的盾构刀具，对土体具有良好的切削性能，可适应不同地层的变化，耐磨性及强韧性良好。盾构刀盘刀具样机整体性能优良，工作可靠。

參考文献

地铁盾构机施工中的刀盘及刀具改造技术[J].王凯.施工技术，2016（S1）.

盾构机刀盘的应急修复[J].邹积波，朱华锋.工程机械与维修，2003（6）.

盾构机的刀盘和刀具[J].何小娥.建设机械技术与管理，2010（5）.

南京地铁盾构机刀具配备维修与管理[J].房海军.设备管理与维修，2015（3）.

作者：李小玲

刀具设备管理论文篇2：

提高金属切削加工精度的工艺与方法探究

摘要：切削加工对金属加工发挥着至关重要的作用，是衡量加工产品质量的金标准，因此，切削加工技术是加工过程中的关键。本文首先对金属切削加工精度的工艺方法进行论述，提出目前机械加工相关的影响因素，并据此提出相应的解决策略，希望可以通过提高切削加工技术的工艺与方法，进而提高加工质量和精度。

关键词：机械加工;金属切割;工艺方法

0 引言

近几年，随着社会的不断发展进步，制造业也获得了突飞猛进的发展，制造业体现在诸多行业中，比如机械制造以及航天航空等，目前这些行业一般将结构部件中的一些大中型部件，尤其是主要部件设计成整体化结构，因为这样不仅可以减轻结构本身的重量，而且可以稳固整个结构。而完成整体化结构部件的构造则离不开金属切削技术，金属切削技术不仅可以保证整体结构部件的高品质，而且还可以保证高精度、高效率。金属切削技术是影响零件最终呈现质量好坏的关键，因此，如果在操作过程中，由于金属切削技术不精湛，不仅仅影响的是部件的质量问题，甚至会影响我国机械制造业的发展，影响我国机械制造业的上市。由此可见金属切削工艺对我国机械制造业的发展发挥着关键的作用。但是目前我国在这方面存在许多的问题，与发达国家相比还存在许多不足，因此，单位在实施金属加工过程中，必须注重金属切削相关技术的培训，重视金属切削技术的学习，提高我国金属切削技术水平。

1 机械加工表面质量和精度的影响因素

1.1 机床的自身误差及磨损对加工质量和精度的影响

机械加工机床的几何误差是衡量机械加工产品质量和精度的关键标准，除此之外，机械加工质量和精度还受到机床主轴的导轨误差、回转误差以及传动误差密切相关。这其中的回转误差受加工零件的形状以及位置误差的影响，可分为主轴直径方向的跳动、轴向方向的窜动及角度方向的摆动，但是机床主轴的影响也与工件的类别相关，如果是直径都相等的车削加工轴类件受到的影响比较小。由于机床主轴与导轨和加工端面成一个立体空间状态，与导轨处于平衡状态，而与加工端面则处于垂直状态，因此，在加工过程中机床主轴会与垂直状态的加工端面产生垂直误差。在主轴转动过程中，沿轴方向会出现窜动，且传动的频率与主轴转动的频率相一致，主轴在向前或者向后传动行成误差时，就会对加工螺旋形成螺旋面，向前的是左螺旋面，向后的是右螺旋面。车削外圆时形成的椎体是由于主轴的角度摆动形成的;在车削端面过程中，会形成平面度误差，这由端面的中间位和边缘之间的差距形成。机床导轨在机床运作过程中主要有两个作用，一方面是为零部件的相对位置提供安装基准，另一方面是作为部分水平或垂直运动的基准。导轨误差直接影响到加工的精度，导轨误差在水平面以及垂直面内形成的直线度误差的影响存在很大的差距，其中垂直面形成的误差影响较少，几乎不会影响工件的精密度;除此之外，当料导轨产生的平行度误差使刀架运动发生错位时，则会对工件的形成产生严重的影响。传动元件在相互运动过程中也会形成一定的误差，此称之为传动误差，传动误差形成的原因比较多，比如带与带轮之间由于摩擦形成的误差，齿轮与轮时间转动形成的摩擦等都属于传动误差。

1.2 切削加工运动对加工质量和精度的影响

切削加工运动对加工质量和精度也具有重要的影响，其中最主要的两种运动是切削用量以及刀具运动，刀具在切削运动过程中，会因為与工件之间的摩擦而产生磨损，比如由于刀具与工件之间相互运动时由于摩擦产生大量的热，这时会使刀具表面温度升高，从而使刀具的硬度降低，加速了刀具的磨损程度，这样会影响加工的质量。除此之外，刀具所使用的材料以及选择的种类不同所带来的加工质量也存在一定的差异。切削用量中影响加工质量和精度的因素主要是切削速度以及被吃刀量。因此在加工过程中，不仅要注重切削技术，还要注意切削工具的选择以及对切削工具的保养。

1.3 工件的定位误差对加工质量和精度的影响

工件的定位误差对加工质量和精度也存在一定的影响。比如由于工件的定位基准与设计的标准不符合则会产生定位误差。定位误差会出现过定位或者欠定位的情况，严重时会造成工件的损坏，除此之外，还会产生定位夹具自身制造及装配误差。

2 提高金属切削加工精度策略

2.1 提高金属切削加工精度的工艺选择

其实在金属切削加工过程中，可通过推测刀具与加工工件之间相互的作用力来推测其中的规律，这些规律可作为机床以及刀具、部件等设计的标准。金属加工的工艺对加工精度发挥着重要的作用。通过调查研究发现，新兴的高速切削速度要高出传统速度的6～15倍，具有突出优势。

一方面，高速的切削加工可以降低零件加工过程的变形率。因为切削速度的加快，从而缩短了切削的深度以及宽度，大大降低了切削力，所以可以降低零件加工过程中变形的几率，保证零件的加工精度。

另一方面，在高速切削过程中可以减少热变形情况的发生率。因为在加工过程中，由于机器是高速运转的，所以工件的表面会有许多不均匀的应力，这就会产生大量的热，但是目前许多热处理工艺参数依然存在许多不足，它会导致金属部件因为残余应力的变化而出现变形的情况，这极大降低了部件的加工精度。但是，目前新兴的高速切割会将切屑表面接近90%的切削热散发出去，迅速降低部件表面的温度，从而降低了部件热变形的几率，提高了加工精度。

2.2 提高金属切削加工精度的方法

2.2.1 正确选用刀具

金属切削过程中所要达到的标准是加工零部件的外形以及规格、精密度等指标都要符合国标要求，而完成这些标准的前提是需要选择符合标准的刀具。因为在切削过程中，刀具对切削部件的质量起着关键作用，如果未能选择合适的刀具，会导致所切削出的金属部件不符合相应的标准要求，或者加工出的金属部件存在严重的质量问题，在加工过程中，一定要注重对刀具的选择，否则会降低机器的加工效率。要选择适合切削部件的刀具，则需要充分考虑以下两个因素：

第一，选用刀具时，要以节约成本，提高生产效益为出发点，选择耐热性能以及具有耐摩擦性的刀具，这样可以有效延长刀具的使用年限，同时也降低了刀具的购买成本，大大提高了刀具的使用率。另一方面刀具的选择不应该盲目从众，而是要根据具体的切削工艺选择适当的刀具，不同的刀具具有不同的性能，因此要选择合适的规格，比如做工精细，硬度比较高的道具都适合用来打磨一些金属零部件，选择此类刀具不仅可以有效提高切削的质量，而且还可以提高加工的效率，因为此类刀具在切削金属部件过程中，很少出现质量问题大大节约了加工的时间。

第二，刀具的几何角度的设定要科学有效。刀具的几何角度对切削环节具有重要的影响，比如在加工一些薄壁金属构件时，由于金属构件质薄，所以切削的力度以及轴向等都会严重影响切削的效果。一方面刀具前角大小影响着刀具的锋利程度，当刀具前角角度变大时，刀具的锋利度也会逐渐变大;而刀具的切削力大小与刀具以及零部件之间的摩擦力和热变形量成正比，当然，刀具的前角值的增大是有一定限度的，如果前角值超过了设定的范围，则会使刀具的使用年限下降。例如，对40Cr金属工件进行切削处理，若选用硬质合金刀具，粗车时前角取值为5～8°，有助于增强刀具刚性;精车时前角取8～12°，这样可以减少两者之间的摩擦强度，从而降低由于摩擦而对工件带来的损坏程度。其次，刀具的后角与加工部件表面的摩擦程度以及刀具背面都密切相关。后角增大会降低两者之间的摩擦力，从而也会降低由摩擦产生的热度。但是也不能盲目增大后角值，当后角超过一定限度时，刀具的强度会随之下降，因此后角的设定有一个临界值，此时摩擦力是最小的，且强度是最大的。若切削对象为薄壁零件时，粗车设定的后角偏小，精车后角可以适度提高。除此之外，刀具的主偏角的大小还会影响切削力的轴向和径向。伴随主偏角增加过程，径向切削力随之降低，轴向切削力不减反增。在切削薄壁零件时，推荐尽量选用主偏角偏大的刀具。最后，刀具副偏角大小影响被加工金属构件表层粗糙程度，和刀具的强低有直接的联系。

2.2.2 科学装夹工件

壁薄是薄壁金属零部件的一个关键。正是由于壁薄，所以在加工过程中极易发生变形。而新发现的科学装夹操作，则可以有效改善这一现状。因此目前在加工过程中，多使用科学装夹工件来代替传统的三爪卡盘直接装夹薄壁零件，因为三爪卡盘极易将工件挤压变形。而如果可以使装夹接触面的受力尽量均匀，则可以让金属构件承受均匀的挤压力，大大降低金属变形的几率。结合物理学的压强原理，可以了解到当压力一定时，要想降低压强则需要扩大物体的受力面积，也就是要金属构件表面的受力面加大。目前可选择开缝夹套、扇形等器具来实现这一目的，而且这些器具不仅高效率，成本也比较低，是目前装夹操作的优先选择。依赖弹性心轴在薄壁套上制造孔定位，夹具体完成端侧面定位任务，拉杆和数控车床主轴的回转油缸衔接，回转油缸对拉杆运作过程起到驱动作用，达成智能化夹紧目的。

2.2.3 合理使用切削液

切削液的合理使用对加工精度也具有重要的影响，因为在切削过程中，会因为工件与切削之间的摩擦而引起加工部件的变形，而且在切削过程中会因为摩擦产生大量的热，这不仅会影响刀具的使用年限，而且对加工部件也会带来不同程度的损傷，会使加工的部件达不到设计的要求，而目前切削液的合理使用则可以改善这一状况，可以有效提高切削的工作效率。

2.2.4 提升操作人员技术水平

除了切削刀具以及各种工具的影响，操作人员的技术水平对切削的精度也具有重要的影响。在切削过程中要想保证加工精度符合国际要求，首先要对相关操作人员进行技术培训，并且为他们制定相关的规章制度。在培训过程中，不仅仅是让他们听课学习，还需要设置相关的考核制度来对人员进行筛选，保证上岗人员是符合技术要求的。并且在选择技术人员之后，对他们的工作要进行定期的考核和检查，如果在操作过程中出现不规范的操作，要对其进行相关的处罚，并且要让他们重新进行培训学习，以保障待岗的操作人员都是具有高技术的，只有这样才能保证加工的精密度。

3 结语

目前随着机械制造的不断发展进步，对机械加工工艺的要求也越来越高。通过一段时间的提升进步，目前我国的零件加工技术有显著的变化。机械零件加工精度对质量具有重要的影响，在目前科学技术突飞猛进发展过程中，零件加工工艺的优化与零件的质量密切相关。因此要想提高零件加工的质量必须确保加工工艺的优化，本文首先对金属切削加工精度的相关工艺与方法进行现状分析，并找出目前的相关影响因素，针对现状提出相关的提升策略。希望本文的研究能够为论述金属切削加工精度的工艺与方法的实践提供理论支持。

参考文献：

[1]赵传生.提高金属切削加工精度的工艺与方法研究[J].设备管理与维修，2020（24）：132-134.

[2]关云超.关于齿轮加工精度提升措施探析[J].科技创新与应用，2020（31）：98-99.

[3]崔娜.提高涡壳加工精度的工艺方案探讨[J].内燃机与配件，2020（17）：109-110.

作者：苏圆圆

刀具设备管理论文篇3：

反思问题解决法在金属切削原理及刀具课程中的应用探索

摘要：目前金属切削原理及刀具课程教学中普遍存在知识点关联性较差、学生学习兴趣不高等问题，本文探讨将反思问题解决教学法引入该课程教学中，提高学生对切削加工中综合分析金属切削变形、切削力及切削热和刀具磨损及刀具耐用度的能力.本文对其具体实施过程进行阐述，实践结果显示，学生逐渐形成了由被动到主动，从单一知识点集成为知识体的新学习方法，反思问题解决法的应用提高了学生的课程学习兴趣，激发了学生的学习主动性.

关键词：反思问题解决;金属切削;刀具;教学方法

1 引言

金属切削原理及刀具[1，2]是机械制造方向一门必修的专业主干课程，是现代机械制造和国防工业中广泛采用的重要去除材料加工方法之一，尤其适用于对精度和粗糙度要求较高零件的精密加工[3].课程内容涉及金属切削变形、切削力、切削热、刀具磨损、刀具耐用度以及加工质量等方面.其涉及知识内容具有很强的关联性、连续性和综合性[4]，单独就某一方面知识进行讲授，学生普遍反映概念繁多，公式繁琐，原理应用难度较大，课程实践性较强，是一门多因素综合性学科.应用型本科院校从实践角度出发，培养应用性技能型人才，要区别于职业院校，单纯的改善教学条件，培养学生的学习兴趣，运用案例教学，提高学生的分析问题的能力[5]，有一定的层次差距.将项目教学法应用在数控加工一体化教学课改中，通过教学案例分析，阐述了如何在数控加工一体化教学中应用“项目教学法”进行教学[6]，项目教学法应用在金属切削原理及刀具课程中将会缺乏对整个系统知识的综合梳理.通过对“零件的数控车削加工”一体化课程教学改革的做法和经验进行总结，阐述了课程改革的必要性、课程改革的理念、课程改革的具体实践方案[7]，从零件加工质量考虑加工工艺，应用到本科生课改中，缺乏对金属切削去除材料机理系统理论研究.为了突出应用型人才的培养目标，以现场实践和启发式与讨论式教学居多，使得学生更易对知识点进行掌握[8，9].针对本科应用型人才培养[10]，结合金属切削原理及刀具课程性质，本文提出了反思问题解决法，从产品加工质量，由单因素到多因素，由简单到复杂，由逐一到耦合，系统学会运用与分析课程中金属切削变形、切削力、切削热、刀具磨损、刀具耐用度等知识，以切实提高应用型高水平人才培养的质量.

反思问题解决法是一种由项目驱动法延伸的教学模式[11]，以构建学习理论为基础拓展知识点，在教学过程中结合问题，反推和引导学生自主思考，让学生从问题中思考，带着实践结果，在新工科教育模式改革背景下[12]，从新审视去除加工的工艺性、合理性及时效性，试图寻求更高效更优质的加工方法与工艺.通过改革性实践，将反思问题解决法引入到金属切削原理及刀具课程中，引导学生课堂上由被动到主动，从全盘接受到批判吸收，从质疑到认可，该课程改革探索了一条新教学思路，并收到良好效果.

2 金属切削原理及刀具采用反思问题解决法的必要性

金属切削原理及刀具是机械制造专业方向的综合性较强专业课程，融合机械制造工艺学、材料成型基础、材料力学等多门课程知识于一体的课程.开设这门课程的层次不一，有技能型的职业院校，有应用型的本科院校，更有研究型的科研院所.這些层次教育目的性不同，造成学生对所用的理论基础相差较大，整体目的性不强，就应用型本科院校，所采用的反思问题解决法较好地映衬出应用型人才培养的全面性.

反思问题解决法，强调以常见去除材料加工质量结果为依据，即“问题”，通过分析影响加工质量因素为思考点，即“反思”，寻求改善加工质量的新方法，即“解决”.重新认识金属切削原理及刀具在去除材料加工中所选择的依据，即切削原理与刀具选择.通过反思问题解决法使得学生对去除材料加工方法的认识，由抽象到具体，由多因素到主因素，获得分析该课程的新学习方法.

该课程理论课时为32课时，实践课时6课时，结合先进制造实践2周课时，使得反思问题解决法在金属切削原理及刀具课程中得到较好应用.关芳芳等[13]以大工程教育理念为指导，将课程和实践的教学内容进行整合和优化，调整为数控机床及刀具系统，增加了实践教学内容，减少了总课时，并将先进的教育教学理念和教学方法引入到各个教学环节.结合滁州学院人才培养特征，前期通过1/3理论课时的讲授，串联各章节主要知识点，初步了解课程的连贯性、逻辑性和相关性，制定零件加工的实验实习内容，进行为期2周的先进制造实践课程锻炼，再重返课堂，以探讨式互动课堂为主，有针对性的通过分析各组加工零件质量，反思金属切削过程中各因素及其影响，结合前期实践分析后可提出新工艺新方法，再通过课程实验进行验证.

反思问题解决法，将每一章看似孤立的知识点，通过对加工质量影响的主次性、关联性和时效性等等，系统地构成了分析金属切削过程的知识体.引出了学生求知解决问题的欲望，通过反思将课程所需要掌握的知识点串联成知识体，系统全面的呈现出来.

3 反思问题解决法在金属切削原理及刀具教学中的实施

3.1 确定以知识体为主线的课程目标

金属切削原理及刀具是滁州学院机械专业专业核心课程之一，对学生综合能力培养起着重要的支撑作用.制定课程学习目标必须兼顾理论知识点学习和实践能力锻炼，因此，从应用型人才培养角度出发，以简易之处见真理的出发点，结合反思问题解决法教学特征，制定实践内容进而通过分析获悉知识点的目的.鉴于实践环节及设备局限性，将课程学习人数分为若干组，平均以4人为一组.以三个出发点为依据，第一，加工对象材料分为塑性材料和脆性材料;第二，加工刀具材料不同加工相同质量技术指标参数;第三、以干切削为主.反思问题解决法在金属切削原理及刀具教学中的实施如图1所示.

3.2 设计以加工单一工序为任务

根据金属切削性能特征，兼顾学生真正意义上接触具体实践环节操作，以体现出相应知识点为触点，后期通过分析改进加工工艺，进行验证试验获取知识体为目的，设计加工工艺以单一形式为主，加工工序主要设计加工直槽，铣平面，铣直角，加工圆柱面等.所遴选的项目是模拟学生在实习期对机床的结构、操作等学习设计，通过对简单加工面，易于分析表明质量参数的工艺为主，利于学生认识加工质量的优劣性，有助于后期对加工工艺的分析.

3.3 改变加工环境分析加工质量

依据三个出发点，对加工环境进行改变，利用正交试验方法，加工出多个样本零件.相同加工刀具在干切削环境下，切削塑性材料和脆性材料，掌握两种材料的切削性能，同时通过切屑形状等分析刀具使用情况，尤其对塑性材料切削过程中切削热对加工质量的影响;不同刀具在相同材料进行干切削加工过程中，刀具使用寿命不同，分析刀具切削过程中所产生的切削力分布情况，进而确定影响刀具耐用度的因素.

通过改变加工环境，一是有助于学生对实践的熟练掌握，二是获取多个试验样本进行分析，对加工质量进行反思，通过自主学习运用知识点对试验结果进行分析.

3.4 验证新工艺确定加工主次影响因素

通过上述改变加工环境和正交试验，分析对加工质量产生影响的因素，设计适用于相应材料相应刀具进行加工的新工艺，制定新的试验方法，并对试验结果进行预测.

采用“先做后学”的方式来设计入门学习情境的教学环节，以降低学习的难度，引导学生入门并发挥主动学习的能力.试验中采用“分组实施”的方法，更是给每个学生独立在试验中担任各种角色，每位学生一台实际加工设备，实行轮换操作、分工合作;可担任生产主管、工艺员、编程员、操作员、质量检验员，进行分工协作，培养学生团队协作精神以及合作和交流能力，提升学生的职业素养.

值得强调的是要确定新工艺中对加工质量的主次影响因素，具有针对性的对后续验证性试验进行测试，是检验自己对知识掌握程度，以及分析的正确性，通过反思重新对书本知识进行再次认识，从实践中提高对金属切削原理及刀具课程的认识与升华.

3.5 总结梳理知识点为知识体

在反思问题解决法教学过程中，始终贯穿以学生为主体、教师主导的原则来实施理实一体化教学，实施过程中理论与实践反复交互进行，有助于对知识的深刻理解.教师教授学生机床操作，在机床使用过程中由教师“手把手”进行讲解，学生对知识进行简单复制;教师提供可参考的试验轮廓，并逐步减少示范操作，而学生的自主学习逐步增多，让学生根据所需要学习的知识点设计试验方案，这样不仅能培养学生的职业技能，还能培养学生的自学能力、创新能力和可持续发展能力.

4 总结

反思问题解决法教学实践表明，尽管在一定程度上削减了课堂理论知识的学习，但从学生学习情况看，对金属切削原理及刀具课程知识点的掌握有增无减，该课程教学改革提高了学生的学习积极性，增强了学生对机床知识模块的学习兴趣，大大提高了教学质量，学生的技能水平以及理论知识和自主学习能力相比以往有了較大的提升.反思问题解决法在实施过程中未减少必需的教学内容，主讲教师能够合理制定教学计划，在规定的时间内有效完成理论教学任务.

参考文献：

〔1〕陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2005.

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