数控铣削课程设计.docx
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数控铣削课程设计
一、《数控编程》课程设计任务书
一、课程设计概述
《数控编程》课程设计实训是机械设计制造及自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。
是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。
通过《数控编程》课程设计实训的学习，要求学生能够独立设计箱体和型腔壳体类零件，能独立完成零件的实体造型，绘制工程图，并能够合理的选择卡具和加工设备，分析加工工艺，独立完成数控编程，生成NC代码，最终完成零件的加工。
本课程设计不仅提高了学生的设计能力，绘图能力，编程能力，还可以锻炼其机床操作能力，对今后的工作和学习打下坚实的基础。
二、设计目的
通过本次课程设计，了解并掌握利用pro/E软件对零件进行结构设计能力，计算机绘图能力及掌握计算机辅助制造过程和方法，培养自动编程的技能。
掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编程的相关知识，将理论知识与实际工作结合起来，并最终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。
三、设计任务
根据本任务书提供的零件图及相关技术要求，用pro/E软件完成零件设计，工程图绘制，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用华中HNC-21M数控机床加工出所设计工件。
课程设计题目不限，但内容需满足设计要求。
四、设计要求
1）绘制零件图。
了解该零件在部件或总成中的位置和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求；找出其主要技术要求和技术关键，并在下面拟定工艺规程时予以考虑；对所加工的零件进行结构工艺性分析，分析其结构特点；检查所给零件图的完整性和正确性，完成该零件的实体结构设计并按照机械制图标准绘制其零件图；
2）编制零件数控加工工艺规程。
在对零件进行详细分析的基础上，按照数控加工工艺确定原则，确定整个零件的加工工艺规程，确定毛坯，确定加工的工艺基准；拟定零件的工艺路线，包括确定各加工表面的加工方法、正确划分加工阶段、合理安排加工工序的顺序、选择工装、刀具、量具，并对其加工工艺参数进行确定；确定对刀点和换刀点。
3）确定夹具及夹紧方案。
对某一道相对复杂的工序，在确定定位装夹方案的基础上，选择一个合适的夹具，完成本工序的加工。
该夹具应具有定位可靠，装卸方便、操作安全方便省力、夹紧可靠且适当等特点，适合于数控机床的加工使用。
4）确定零件设计原点与加工原点。
对将进行数控加工的工序，确定加工零点、换刀方式，确定其编程坐标系，并最终通过绘制数控加工编程坐标系的方式予以明确。
标识对刀点和换刀点。
5）编制零件加工工艺并编制数控加工程序。
参照数控加工编程坐标系图，按照数控加工工艺规程，采用自动编程方式对该工序进行数控程序的编制，生成NC代码，并在数控仿真软件上进行调试。
6）现场加工。
将已经调试好的零件加工程序，使用RS232传输线，将其导入数控机床，安装好所需刀具，夹紧工件，对刀找到编程原点，进行数控加工。
7）编写课程设计说明书。
设计说明书需打印：
正文：
宋体五号，单倍行距；
页眉：
宋体小五号，内容包括班级姓名《数控编程》课程设计说明书字样；
设计结果包括：
设计任务书，设计思路，设计步骤，设计过程的说明和阶段结果，并附有零件实体模型图，工程图，工艺分析方案，刀具和夹具选择方案，现场加工结果。
二、实体造型
2.1建立新文件
启动Pro/Engineer，单击“文件”“新建”按钮，在弹出的对话框中选择“新建”，选择“实体”类型，输入文件名hegai.prt，并取消选择“使用缺省模板”，确认后在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid的模板，进入实体建模环境。
2.2通过拉伸命令建立模型
（1）单击拉伸命令，在top平面上拉伸100mm×100mm×25mm的立方体，如图2.2.1所示；
图2.2.1
（2）利用拉伸命令，以上表面为拉伸面，绘制如图2.2.2所示的封闭图形，然后选择去除材料，深度为15mm，得到实体如图2.2.3所示；
图2.2.2
图2.2.3
（3）然后继续使用拉伸命。
在80×80mm的正方形顶点绘制4个φ10的圆，，如图2.2.4
所示。
然后选择去除材料，深度为5。
得到实体模型如图2.2.5所示；
图2.2.4
图2.2.5
（4）最后继续使用拉伸命令，以上表面为拉伸平面，画4个φ6的圆，和φ10同心。
然后拉伸去除材料，选择通孔，得到最后实体模型如图2.2.6所示；
图2.2.6
三、加工工艺
3.1毛坯
机械加工中，需要根据零件的特性和功能确定毛坯的种类。
毛坯的种类包括铸铁、锻件、型材、挤压件、冲压件以焊接组合件等，这里我们采用毛坯为100mm×100mm×35mm的灰铸铁。
3.2机床以及夹具选择
数控加工机床主要的规格的尺寸与工件的轮廓尺寸相适应，小工件选择小型机床，大工件选择大型机床，同时，还要考虑零件的加工要求精度，合理使用机床设备。
夹具分为虎钳，工艺板和直接装夹，要根据加工工件的加工部位以及加工深度来选择夹具。
此处我们选择数控机床为华中数控HNC-21M，所以用夹具为平口钳装夹。
3.3刀具选择
刀具是数控加工重要的工艺内容之一，它不仅直接影响着机床的加工效率，而且能保证加工质量。
与传统的加工方面相比，数控机床对刀具的要求更高，不仅要求刀具的精度，刚度，耐用度，而且要求尺寸稳定，安装调试方便。
因此对于零件的材料和加工需求，选择合适材料的刀十分重要。
根据零件的需要，比如槽宽、槽深、零件材料等工件尺寸选择合适尺寸的刀具也是重要的环节。
一般的平面、槽或者孔都采用立铣刀、端面铣刀以及合适大小的钻头，对于一些变斜角轮廓或者主体型面的加工，常使用球头铣刀、环形铣刀、锥形刀等等，
刀具数量也根据工件工艺合适选择，以合理、数量小为原则，减少机床的换刀时间，增加机床加工效率。
此处零件根据工艺，需要选择φ12mm的高速立铣刀。
3.4加工工艺分析
这个零件为凸台类的零件，要求精度不是很高，通过设计图纸确定加工工艺，做到基面先行，先粗后精，先主后次，工序集中等原则。
3.5工艺参数计算
通过查表来确定切削速度Vc和进给量f
主轴转速N=1000Vc/πd
其中Vc为切削速度，π是圆周率，d为刀具直径
进给速度F=f×z×n
其中f为进给量，z为齿数，n为主轴转速
加工工序计算详见附件三。
3.6数控加工工序卡片
零件名称
零件材料
夹具
使用设备
班级
姓名
日期
凹槽类零件
灰铸铁
平口虎钳
HNC-21M
机制0801
殷琪
11.11
工步号
工步内容
所选加
工方式
刀具号
刀具规格及名称
主轴
转速
（r/min）
进给
速度
（mm/min）
被吃
刀量
（mm）
1
铣削上表面
面铣削
T1
φ12的端铣刀
660
528
2
2
铣削凹槽
体积块铣削
T1
φ12的端铣刀
660
528
2
3
中心钻定位
打孔
T2
φ6的中心钻
1000
150
2
4
打φ6的通孔
打孔
T3
φ6的基本钻头
1200
100
2
5
铣φ10×5mm的轮廓
轮廓铣削
T4
φ5的端铣刀
1000
400
2
设计小结
在这次实训中，经过一系列的困难挫折，我终于完成了课程设计，并且知道了解了许多知识，包括：
（1）在设计腔槽零件时，不能随心所欲，一定要符合实际加工要求，能够在现实条件和工具加工设备中加工出来。
（2）在使用仿真加工程序加工零件出现过切或切错的时候，一定要重新分析加工工艺，分析NC代码，然后再通过在PRO-E软件上对零件进行重新制造或修改，再次生成NC代码，直到零件仿真加工完成。
（3）在现场加工的时候，一定要对好刀具，否则会造成零件加工的失败。
通过《数控编程》课程设计实训的学习，我提高了动手能力，丰富了理论知识，并能够独立设计箱体和型腔壳体类零件，能独立完成零件的实体造型，绘制工程图，并能够合理的选择卡具和加工设备，分析加工工艺，独立完成数控编程，生成NC代码，最终完成零件的加工。
这次课程设计不仅提高了我的设计能力，绘图能力，编程能力，还锻炼了我的机床操作能力，对今后的工作和学习打下坚实的基础。
通过本次课程设计，我了解并掌握了利用pro/E软件对零件进行结构设计能力，计算机绘图能力及掌握计算机辅助制造过程和方法，培养了自动编程的技能。
掌握了数控机床进行机械加工的基本方法，巩固了数控加工编程的相关知识，将理论知识与实际工作结合起来，并最终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。
6．参考文献
1.王润孝主编.机床数控原理与系统.西安：
西北工业大学出版社.1989
2.毕承恩，丁乃建编著.现代数控机床.北京：
机械工业出版社.1991
3.李诚人等编.机床计算机数控.西安：
西北工业大学出版社.1988
4.竺钦尧，尉忠信，王润孝编著.机床数字控制.北京：
航空工业出版社.1993
5.林其骏主编.机床数控系统.北京：
中国科技技术出版社.1993
7．感想
经过一个星期的实训，我学习了很多知识，熟练地掌握了Pro/E的操作，包括零件的实体制造，工程图的生成和仿真加工，以及现场加工的各种注意事项和操作。
另外，我也知道了数控编程的一些事项。
虽然时间短暂，但我学到了平时很多没有注意的事情。
比如在试验过程中，要保持严谨严肃认真科学的态度，这样才能避免一些不必要的错误，减少试验时间，提高成功率。
还有在实验出现错误的时候，要一步一步的检查排除，这是最简单有效的方法，也是最直接的方法。
只有这样不断的改正，实验才能最终获得成功。
在此，要特别感谢在本次实训中我的指导老师赵老师和帮助我的同学，因为你们我才得以顺利完成本次课程设计，谢谢你们！
8．附件
（1）工程图
（2）NC程序
%1234
N15G0G17G99G54
N20G90G94
N25G0G49
N30T1M06
N35S1000M03
N40G0Z50.
N45X13.374Y-30.
N50Z22.5
N55G1Z12.5F150.
N60X-13.374
N65X20.352Y30.
N70X60.
N75Y20.
N80X25.202
N85X23.601Y10.
N90X60.
N95Y0.
N100X18.975
N105X23.601Y-10.
N110X60.
N115Y-20.
N120X25.202
N125X20.352Y-30.
N130X60.
N135X-60.Y-40.
N140X60.
N145Y-50.
N150X-60.
N155Y-30.
N160X-20.352
N165X-25.202Y-20.
N170X-60.
N175Y-10.
N180X-23.601
N185X-18.975Y0.
N190X-60.
N195Y10.
N200X-23.601
N205X-25.202Y20.
N210X-60.
N215Y30.
N220X-20.352
N225X-60.Y40.
N230X60.
N235Y50.
N240X-60.
N245X13.374Y30.
N250X-13.374
N255Z50.
N260G0X19.844Y-25.043
N265Z17.5
N270G1Z7.5F100.
N275X15.511
N280G2X13.105Y-23.844I2.167J7.365
N285G1X13.105Y-23.844Z7.5
N290G3X4.886Y-20.065I-13.105J-17.672
N295G1X4.886Y-20.065Z7.5
N300X24.974
N305X24.974Y-20.065Z7.5
N310G3X24.905Y-15.088I-7.296J2.387
N315G1X-24.905
N320G2X-23.585Y-12.774I7.227J-2.59
N325G1X-23.585Y-12.774Z7.5
N330G3X-21.719Y-10.111I-15.389J12.774
N335G1X-21.719Y-10.111Z7.5
N340X21.719
N345X21.719Y-10.111Z7.5
N350G2X19.645Y-5.134I17.255J10.111
N355G1X-19.645
N360G3X-18.975Y-.156I-19.329J5.134
N365G1X-18.975Y-.156Z7.5
N370X18.975
N375X18.975Y-.156Z7.5
N380G2X19.565Y4.821I19.999J.156
N385G1X-19.565
N390G3X-21.54Y9.798I-19.409J-4.821
N395G1X-21.54Y9.798Z7.5
略
N800G1X21.539
N805G3X19.564Y4.821I17.435J-9.798
N810G1X19.564Y4.821Z2.5
N815X-19.565
N820X-19.565Y4.821Z2.5
N825G2X-18.975Y-.156I-19.409J-4.821
N830G1X18.975
N835G3X19.645Y-5.134I19.999J.156
N840G1X19.645Y-5.134Z2.5
N845X-19.645
N850X-19.645Y-5.134Z2.5
N855G2X-21.719Y-10.111I-19.329J5.134
N860G1X21.719
N865G3X23.585Y-12.774I17.255J10.111
N870G1X23.585Y-12.774Z2.5
N875G2X24.906Y-15.088I-5.907J-4.904
N880G1X24.906Y-15.088Z2.5
N885X-24.905
N890X-24.905Y-15.088Z2.5
N895G3X-24.974Y-20.066I7.227J-2.59
N900G1X-4.886
N905G3X-13.104Y-23.845I4.886J-21.45
N910G1X-13.104Y-23.845Z2.5
N915G2X-15.511Y-25.043I-4.574J6.167
N920G1X-15.511Y-25.043Z2.5
N925X-19.844
N930X-19.844Y-25.043Z2.5
N935G3X-13.104Y-23.845I2.166J7.365
N940G2X13.104Y-23.845I13.104J-17.671
N945G3X23.585Y-12.774I4.574J6.167
N950G1X23.585Y-12.774Z2.5
N955G2X23.585Y12.774I15.389J12.774
N960G3X13.104Y23.845I-5.907J4.904
N965G2X-13.104Y23.845I-13.104J17.671
N970G3X-23.585Y12.774I-4.574J-6.167
N975G1X-23.585Y12.774Z2.5
N980G2X-23.585Y-12.774I-15.389J-12.774
N985G3X-19.844Y-25.043I5.907J-4.904
N990G1Z-2.5
N995X-15.511
N1000X-15.511Y-25.043Z-2.5
N1005G3X-13.104Y-23.845I-2.167J7.365
N1010G1X-13.104Y-23.845Z-2.5
N1015G2X-4.886Y-20.066I13.104J-17.671
N1020G1X-24.974
N1025G2X-24.905Y-15.088I7.296J2.388
N1030G1X-24.905Y-15.088Z-2.5
N1035X24.905
N1040X24.905Y-15.088Z-2.5
N1045G3X23.585Y-12.774I-7.227J-2.59
N1050G1X23.585Y-12.774Z-2.5
N1055G2X21.719Y-10.111I15.389J12.774
N1060G1X-21.719
N1065G3X-19.645Y-5.134I-17.255J10.111
N1070G1X-19.645Y-5.134Z-2.5
N1075X19.645
N1080X19.645Y-5.134Z-2.5
N1085G2X18.975Y-.156I19.329J5.134
N1090G1X-18.975
N1095G3X-19.564Y4.821I-19.999J.156
N1100G1X-19.564Y4.821Z-2.5
N1105X19.565
N1110X19.565Y4.821Z-2.5
N1115G2X21.539Y9.798I19.409J-4.821
N1120G1X-21.539
N1125G3X-23.585Y12.774I-17.435J-9.798
N1130G1X-23.585Y12.774Z-2.5
N1135G2X-24.786Y14.776I5.907J4.904
N1140G1X-24.786Y14.776Z-2.5
N1145X24.785
N1150X-24.785
N1155G2X-25.069Y19.753I7.107J2.902
N1160G1X-25.069Y19.753Z-2.5
N1165X-3.222
N1170X-3.222Y19.753Z-2.5
N1175G2X-13.104Y23.845I3.222J21.763
N1180G1X-13.104Y23.845Z-2.5
N1185G3X-14.644Y24.731I-4.574J-6.167
N1190G1X-20.711
N1195X4.886Y-20.066
N1200X24.974
N1205G2X19.844Y-25.043I-7.296J2.388
N1210G1X19.844Y-25.043Z-2.5
N1215X15.511
N1220X19.709Y-5.369
N1225X19.709Y-5.369Z-2.5
N1230G2X23.578Y12.765I19.265J5.369
N1235G1X25.069Y19.753
N1240X3.222
N1245G3X13.104Y23.845I-3.222J21.763
N1250G1X13.104Y23.845Z-2.5
N1255G2X14.644Y24.731I4.574J-6.167
N1260G1X14.644Y24.731Z-2.5
N1265X20.711
N1270X20.711Y24.731Z-2.5
N1275G3X13.104Y23.845I-3.033J-7.053
N1280G2X-13.104Y23.845I-13.104J17.671
N1285G3X-23.585Y12.774I-4.574J-6.167
N1290G1X-23.585Y12.774Z-2.5
N1295G2X-23.585Y-12.774I-15.389J-12.774
N1300G3X-13.104Y-23.845I5.907J-4.904
N1305G2X13.104Y-23.845I13.104J-17.671
N1310G3X23.585Y-12.774I4.574J6.167
N1315G1X23.585Y-12.774Z-2.5
N1320G2X23.585Y12.774I15.389J12.774
N1325G3X20.711Y24.731I-5.907J4.904
N1330G1Z50.
N1335G0G49
N1340T2M06
N1345S1200M03
N1350G0Z50.
N1355X-40.Y40.
N1360G81X-40.Y40.Z-6R18.5F6.
N1365Y-40.
N1370X40.
N1375Y40.
N1380G80
N1385G0Z50.
N1390G0G49
N1395T3M06
N1400S1200M03
N1405G0Z50.
N1410G83X40.Y40.Z-26Q27.R18.5F30.
N1415Y-40.
N1420X-40.
N1425Y40.
N1430G80
N1435G0Z50.
N1440G0G49
N1445T4M06
N1450S1000M03
N1455G0Z50.
N1460X37.5Y40.
N1465Z17.5
N1470G1Z10.5F100.
N1475G3X42.5Y40.I2.5J0.
N1480X37.5Y40.I-2.5J0.
N1485G1Z50.
N1490G0X-42.5
N1495Z15.5
N1500G1Z10.5F100.
N1505G3X-37.5Y40.I2.5J0.
N1510X-42.5Y40.I-2.5J0.
N1515G1Z50.
N1520G0Y-40.
N1525Z15.5
N1530G1Z10.5F100.
N1535G3X-37.5Y-40.I2.5J0.
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