课程设计812144452

1、1.1 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。1.2 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

2、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。1.3 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。1.4 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

3、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、

4、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，加工。6）现场加工。（分组完成）根据提供的零件信息，完成零件的造型、加工过程，将已经调试好的零件加工的NC程序，使用RS232传输线，将其导入华中数控机床，安装好所需刀具，工件，建立加工坐标系

5、，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。第二章 实体造型2.1 建立新文件启动Pro/Engineer, 单击“文件”“新建”按钮，在弹出的红中选择“新建”对话框，选择“零件”“实体”类型，输入文件名，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。使用拉伸工具

6、建立长方形实体单击拉伸命令，在系统默认top基准面上通过草绘绘制130mmX100mm的长方形，点击完成，输入18mm厚度，拉伸实体模型130mmX100mmX18mm。2.3 使用拉伸工具建立凸台 利用拉伸命令，以工件上表面为基准面，在实体中心向上拉伸厚度为12mm的由46和56组成的实体。2.4 使用拉伸工具建立凸台以长方体上表面为草绘平面，在四顶点画图，向上拉伸12mm的实体，其中三个圆弧半径分别为R8.38,R16.06，R8.64。2.5 通过阵列-方向命令，完成四个凸实体。2.6 使用拉伸工具去除材料建立孔 以凸槽为草绘绘制平面绘制直径为8的圆，经过拉伸去除材料完成8的通孔。2.7

7、 通过阵列-方向命令，完成四个8的通孔。2.8 使用拉伸工具去除材料建立凹槽 以长方体的上表面为基准面绘图，通过拉伸去除材料得到长为54mm，宽为14mm，高为11mm的凹槽。2.9 通过径向命令得到一个相同的凹槽。2.10 使用拉伸工具建立凸台 以长方体上表面为基准草绘平面，通过拉伸实体得到一个18的凸槽。实体模型就此完成。第三章 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、冲压件以及焊接组合件等，这里选用毛坯为130mmX100mmX30mm的灰铸铁。3.2、机床以及夹具的选择数控加工机床主要的规格尺寸与工件的轮廓尺寸相适

8、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精度要求，合理使用机床设备。常见的夹具有虎钳、三爪卡盘、还有工艺板，选用夹具时，要根据加工工件的加工部位以及加工深度来选择。这里我们选用的机床为华中数控HNC-21M，所以选用的夹具为平口钳。3.3、刀具选择数控加工刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取数控加工刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗

9、加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀。在数控加工刀具的选择过程中一定要按照其原则来选，否则选用不好的话会使你的加工结果大打折扣。在此我们选择直径分别为20和8的两把端铣刀，直径为6的中心钻头和直径为8的基本钻头。3.4、工艺分析数控加工工艺分析主要包括以下几方面：1)选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。2)分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。 3)设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。4)调整数控加工工序的程序。如对刀点、

10、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。5)分配数控加工中的容差。6)处理数控机床上部分工艺指令。3.5、工艺参数计算 1) 主轴转速n主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为n=100v/(3.14D);式中：v切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用度来决定；n主轴转速，单位为r/min；D工件直径或刀具直径，单位为mm。 2) 进给量（进给速度）F进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”

11、或“欠程”现象。其计算公式为F=fzZn;F进给量，单位为mm/min；fz每刃切削量；Z刃数；n转速。进给量的确定原则：（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度，一般在100200mm/min范围内选取。（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。（3）当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min范围内选取。（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以使用机床数控系统设定的最高进给速度。 3） 背吃刀量（切削深度）Ap背吃刀量的确定原则： 背吃刀量根据机床、工件

12、和刀具的刚度来决定。在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走到次数，提高生产效率，如半精加工时，背吃刀量可取0.52mm；精加工时，背吃刀量一般为0.20.5mm。数控加工工序卡片零 件 名 称终结者101零件材料夹 具使用设备班 级姓 名日 期灰铸铁平口钳数控铣床HNC-21M机制0803邱海盛工步号工 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) 背吃刀量（mm)1粗加工上表面体积块铣削T120端面铣刀2389312精加工上表面体积块铣削T28端面铣刀59723313点孔加工孔加工标准T36中心钻79631054钻孔

13、加工孔加工深T48麻花钻59723355678910第四章 数控加工仿真4.1 建立新文件启动PRO/E，单击新件文件，系统弹出对话框，选择“制造”“实体”类型。并选择“不能使用缺省模块”，进入制造环境。建立加工模型单击菜单栏中的制造模型，选择装配，调出实体，选择位置缺省；单击菜单栏中的创建，选择工件，利用拉伸命令建立加工模型。机床设置单击菜单栏中的制造设置，选择机床设置，单击切削刀具，对刀具进行设置。4.4 建立加工坐标系建立加工零点：以Front面，Right面和实体上表面创建加工零点，坐标系须符合笛卡尔坐标系。4.5 操作设置 在操作设置中选取所建立的加工零点，并创建退刀曲面，点击确定完

14、成。4.6 加工1）在体积块铣削之前，先建造厚度为1mm的实体模型，模型建造完成后，单击制造菜单栏中的制造设置，选择加工NC系列，单击体积块，选取T1号刀，规格及名称为20端面铣刀，编辑序列参数“体积块铣削”。【CUI_FEED】：切削时的加工进给速度 ，速度值为85mm/min；【步长深度】：1mm；【跨度】：18mm；【扫描类型】：刀具运动轨迹形式，类型1；【间隙_距离】：10；【SPINDLE_SPEED】：主轴转速，240r/min。 2）待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。 3） 建造厚度为12mm的实体模型，模型建造完成后，单击制造菜单栏中的制造设

15、置，选择加工NC系列，单击体积块，选取T2号刀，规格及名称为8端面铣刀，编辑序列参数“体积块铣削”。 4）待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。 5） 建造厚度为11mm的实体模型，模型建造完成后，单击制造菜单栏中的制造设置，选择加工NC系列，单击体积块，编辑序列参数“体积块铣削”。待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。 6） 建造厚度为12mm的实体模型，模型建造完成后，单击制造菜单栏中的制造设置，选择加工NC系列，单击体积块，编辑序列参数“体积块铣削”。待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。 7

16、） 单击制造菜单栏中的制造设置，选择加工NC系列，单击孔加工，选择标准，选取T3号刀，规格及名称为6的中心钻头，编辑序列参数“打孔”。 8） 待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。 9） 单击制造菜单栏中的制造设置，选择加工NC系列，单击孔加工，选择深，选取T4号刀，规格及名称为8的中心钻头，编辑序列参数“打孔”。 10） 待编辑序列参数完成后，点击完成序列，单击演示轨迹，演示铣削加工上表面。4.7 生成.tap格式程序。其步骤为：单击 制造cl数据输出选取特征操作op010轨迹文件完成保存（保存路径不能有中文）完成；cl数据后置处理完成4.8 生成.nc格式程

17、序。“文件”，选择“另存为”桌面，将程序格式改为“.nc”。4.9 仿真加工图。在仿真机床华中数控HNC21M上的操作如下：打开YhcncNetworkHNC21M仿真机床，1） 按下急停按钮，复位；2） 回参考点+Z、+Y、+X；3） 假设工件静止，判断刀具移动方向来确定刀具移动方向；4) 点击夹具图标，选择工件装夹，选取平口钳装夹；5） 再次点击夹具图标，选择设置工件大小，此处工件大小设置为（130mm,100mm,30mm)；6） 点击刀具库，选择刀具，此处选取四把刀：T1号刀，刀具规格及名称为 20端铣刀，8端铣刀，6钻头，8钻头；7） 对刀，确定工件坐标系，(X, Y ,Z)；8）

18、将坐标输入机床。步骤为MDI坐标系选择G54输入；9） 导入.nc程序。步骤为：文件管理编辑新建文件输入文件名打开在弹出的对话框中选择不保存选取程序；10） 选择自动加工，编辑程序，关上舱门，循环，开始进行零件的加工。第5章 现场加工5.1 加工过程加工过程如图1） 铣端面2） 铣凹槽5.2 加工结果第6章 设计总结一周的实训，让我收获颇多。在老师的精心指导和同学的合作下，我了解了数控编程课程设计的流程，使我更加熟悉和巩固了数控编程的相关知识。虽然在课程设计之前学习过Pro/E，对Pro/E操作还算了解，但是想独立完成课程设计还有些距离。在本次课程设计过程中我查看了许多相关的资料书籍，让我更加

19、丰富了相关知识。通过这次实训，还让我在今后的工作中有了方向，并奠定了一定的基础。同时，这次实训还让我对数控技术方面产生了浓厚的兴趣，引导我去精心安排课程设计的每一步，让我更好、更快的完成老师布置的任务，更好的达到课程设计的目的，为以后的毕业设计做好了充分的准备。第七章 参考文献1. 数控加工概论，李诚人编著，清华大学出版社，2006 年出版。2 数控加工自动编程，吴明有编著，清华大学出版社，2008 年出版。3 机械制造工程学张书森 主编 沈阳：东北大学出版社4. 数控加工自动编程 吴明有编著，清华大学出版社，2008年出版。第8章 感想这次实训对即将毕业的我们来说是非常必要的，重要的是实训过

20、程，不在乎其结果。不仅学习了Pro/E的相关知识和操作能力，同时还为我们走向工作岗位之前从新系统的巩固了以学的专业知识，使我们能更好地把所学的专业知识运用于实践并得以升华，而且在团队过程中还陪养了团队协作能力，在个人过程中培养了独立完成任务的能力。这些都有利于我们今后的发展。在此，我感谢老师对我的精心指导，也对自己不懈的努力而自豪。第九章 附件附件一： 工程图附件二 NC程序%0803G54N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S238 M03N40 G0 G43 Z50.N50 Z10.N55 G1 Z-1. F85.N145 Z5

21、0.N150 G0 G49N155 T2 M06N160 S238 M03N165 G0 G43 Z50. H2N170 X-34.741 Y-52.N175 Z9.N180 G1 Z-4. F85.N190 Y-50.N195 X34.741 Y-50. Z-4.N200 G2 X34.914 Y-48. I11.639 J0.N210 G3 X-36.407 Y-44. I-11.466 J-2.N215 G1 X-36.407 Y-44. Z-4.N225 X36.407 Y-44. Z-4.N230 G2 X40.425 Y-40. I9.973 J-6.N240 G3 X-45.02

22、 Y-38.441 I-5.955 J-10.N245 G1 X-45.02 Y-38.441 Z-4.N255 G1 X-51.218 Y-36. Z-4.N265 X51.218 Y-36. Z-4.N290 G1 X-58.134 Y-28. Z-4.N300 Z50.N310 Z9.N315 G1 Z-4. F85.N325 X58.134 Y-28. Z-4.N335 G1 X67. 略N3855 G1 X31. Y0. Z-13.N3860 G2 X-31. Y0. I-31. J0.N3865 X31. Y0. I31. J0.N3870 G1 X31. Y0. Z-13.N38

23、75 Z50.N3885 Z0.N3890 G1 Z-13. F85.N3895 X-67.N3905 X-65.N3915 G1 X-54.983 Y-31.674 Z-13.N3930 G1 Y-52.N3940 Y-50.N3945 G2 X45.02 Y-38.441 I11.639 J0.N3950 G1 X45.02 Y-38.441 Z-13.N3965 G1 X67.N3975 X65.N3985 G1 X54.983 Y31.674 Z-13.N4000 G1 Y52.N4010 Y50.N4015 G2 X-45.02 Y38.441 I-11.639 J0.N4020 G

24、1 X-45.02 Y38.441 Z-13.N4035 G1 Z50.N4045 Z-3.N4050 G1 Z-15. F85.N4060 Y18.N4155 Y-18.N4160 G2 X-45.971 Y-21.509 I-4. J0.N4165 G1 X-45.971 Y-21.509 Z-15.N4175 X-49.813 Y-21.509 Z-15.N4185 G1 Y18.N4190 G3 X-51.892 Y18. I-4. J0.N4195 G1 Y-18.N4200 G3 X-49.813 Y-21.509 I4. J0.N4205 G1 Z-17.N4215 X-45.9

25、71 Y-21.509 Z-17.N4315 Y18.N4330 X-43.892 Y18.052 Z-17.N4340 G1 Y-18.N4345 G3 X-43.892 Y-18. I4. J0.N4350 G1 Y18.N4360 Z-19.N4370 Y18.N4465 Y-18.N4470 G2 X-45.971 Y-21.509 I-4. J0.N4475 G1 X-45.971 Y-21.509 Z-19.N4485 X-49.813 Y-21.509 Z-19.N4495 G1 Y18.N4500 G3 X-51.892 Y18. I-4. J0.N4505 G1 Y-18.N

26、4510 G3 X-49.813 Y-21.509 I4. J0.N4515 G1 Z-21.N4525 X-45.971 Y-21.509 Z-21. 略N6255 X12. Y0. Z-4.N6260 G2 X-12. Y0. I-12. J0.N6265 X12. Y0. I12. J0.N6270 G1 X12. Y0. Z-4.N6275 Z50.N6280 G0 X-20.N6285 Z9.N6290 G1 Z-4. F85.N6295 G3 X20. Y0. I20. J0.N6300 X-20. Y0. I-20. J0.N6305 G1 X-20. Y0. Z-4.N6310

27、 G2 X-11.957 Y16.032 I20. J0.N6315 G1 Z-7.N6330 G1 X15.97 Y12.04 Z-7.N6340 X-15.969 Y12.04 Z-7.N6355 Z50.N6365 Z6.N6370 G1 Z-7. F85.N6385 G1 X19.584 Y4.055 Z-7.N6395 Z50.N6405 Z6.N6410 G1 Z-7. F85.N6420 X-19.585 Y4.055 Z-7.N6430 G1 X-12.N6435 Z50.N6440 G0 X12.N6445 Z6.N6450 G1 Z-7. F85.N6455 X20.N64

28、60 Y0.N6465 G2 X19.61 Y-3.93 I-20. J0.N6470 G1 X19.61 Y-3.93 Z-7.N6480 Z50.N6490 Z6.N6495 G1 Z-7. F85.N6505 X-19.61 Y-3.93 Z-7.N6520 Z50.N6530 Z6.N6535 G1 Z-7. F85.N6550 G1 X16.063 Y-11.915 Z-7.N6560 Z50.N6570 Z6.N6575 G1 Z-7. F85.N6585 X-16.063 Y-11.915 Z-7.N6605 G1 X1.998 Y-19.9 Z-7.N6625 G1 X12.

29、Y0. Z-7.N6630 G2 X-12. Y0. I-12. J0.N6635 X12. Y0. I12. J0.N6640 G1 X12. Y0. Z-7.N6645 Z50.N6650 G0 X-20.N6655 Z6.N6660 G1 Z-7. F85.N6665 G3 X20. Y0. I20. J0.N6670 X-20. Y0. I-20. J0.N6675 G1 X-20. Y0. Z-7.N6680 G2 X-11.957 Y16.032 I20. J0.N6685 G1 Z-10.N6700 G1 X15.97 Y12.04 Z-10.N6710 X-15.969 Y12

30、.04 Z-10.N6725 Z50.N6735 Z3.N6740 G1 Z-10. F85.N6755 G1 X19.584 Y4.055 Z-10.N6765 Z50.N6775 Z3.N6780 G1 Z-10. F85.N6790 X-19.585 Y4.055 Z-10.N6800 G1 X-12.N6805 Z50.N6810 G0 X12.N6815 Z3.N6820 G1 Z-10. F85.N6825 X20.N6830 Y0.N6835 G2 X19.61 Y-3.93 I-20. J0.N6840 G1 X19.61 Y-3.93 Z-10.N6850 Z50.N6860

31、 Z3.N6865 G1 Z-10. F85.N6875 X-19.61 Y-3.93 Z-10.N6890 Z50.N6900 Z3.N6905 G1 Z-10. F85.N6920 G1 X16.063 Y-11.915 Z-10.N6930 Z50.N6940 Z3.N6945 G1 Z-10. F85.N6955 X-16.063 Y-11.915 Z-10.N6975 G1 X1.998 Y-19.9 Z-10.N6995 G1 X12. Y0. Z-10.N7000 G2 X-12. Y0. I-12. J0.N7005 X12. Y0. I12. J0.N7010 G1 X12.

32、 Y0. Z-10.N7015 Z50.N7020 G0 X-20.N7025 Z3.N7030 G1 Z-10. F85.N7035 G3 X20. Y0. I20. J0.N7040 X-20. Y0. I-20. J0.N7045 G1 X-20. Y0. Z-10.N7050 G2 X-11.957 Y16.032 I20. J0.N7055 G1 Z-13.N7070 G1 X15.97 Y12.04 Z-13.N7080 X-15.969 Y12.04 Z-13.N7095 Z50.N7105 Z0.N7110 G1 Z-13. F85.N7125 G1 X19.584 Y4.05

33、5 Z-13.N7135 Z50.N7145 Z0.N7150 G1 Z-13. F85.N7160 X-19.585 Y4.055 Z-13.N7170 G1 X-12.N7175 Z50.N7180 G0 X12.N7185 Z0.N7190 G1 Z-13. F85.N7195 X20.N7200 Y0.N7205 G2 X19.61 Y-3.93 I-20. J0.N7210 G1 X19.61 Y-3.93 Z-13.N7220 Z50.N7230 Z0.N7235 G1 Z-13. F85.N7245 X-19.61 Y-3.93 Z-13.N7260 Z50.N7270 Z0.N7275 G1 Z-13. F85