銑削課程設計

1、一、數控編程課程設計任務書一、 課程設計概述數控編程課程設計實訓是機械設計制造及自動化專業(yè)的必修課程之一，它可以提高學生的動手能力，豐富學生的理論知識。是一門理論與實踐相結合的綜合性專業(yè)基礎課。通過數控編程課程設計實訓的學習，要求學生能夠獨立設計箱體和型腔殼體類零件，能獨立完成零件的實體造型，繪制工程圖，并能夠合理的選擇卡具和加工設備，分析加工工藝，獨立完成數控編程，生成NC代碼，最終完成零件的加工。本課程設計不僅提高了學生的設計能力，繪圖能力，編程能力，還可以鍛煉其機床操作能力，對今后的工作和學習打下堅實的基礎。二、 設計目的通過本次課程設計，了解并掌握利用pro/E軟件對零件進行結構設計能

2、力，計算機繪圖能力及掌握計算機輔助制造過程和方法，培養(yǎng)自動編程的技能。掌握數控機床進行機械加工的基本方法，鞏固數控加工編程的相關知識，將理論知識與實際工作結合起來，并最終達到能夠獨立從事數控加工程序編制的工作能力。三、 設計任務根據本任務書提供的零件圖及相關技術要求，用pro/E軟件完成零件設計，工程圖繪制，零件工藝分析，加工工序卡的編制，數控加工程序的編制，最后用華中HNC-21M數控機床加工出所設計工件。 課程設計題目不限，但內容需滿足設計要求。四、 設計要求1) 繪制零件圖。了解該零件在部件或總成中的位置和功用，以及部件或總成對該零件提出的技術要求；找出其主要技術要求和技術關鍵，并在下面

3、擬定工藝規(guī)程時予以考慮；對所加工的零件進行結構工藝性分析，分析其結構特點；檢查所給零件圖的完整性和正確性，完成該零件的實體結構設計并按照機械制圖標準繪制其零件圖；2) 編制零件數控加工工藝規(guī)程。在對零件進行詳細分析的基礎上，按照數控加工工藝確定原則，確定整個零件的加工工藝規(guī)程，確定毛坯，確定加工的工藝基準；擬定零件的工藝路線，包括確定各加工表面的加工方法、正確劃分加工階段、合理安排加工工序的順序、選擇工裝、刀具、量具，并對其加工工藝參數進行確定；確定對刀點和換刀點。3) 確定夾具及夾緊方案。對某一道相對復雜的工序，在確定定位裝夾方案的基礎上，選擇一個合適的夾具，完成本工序的加工。該夾具應具有定

4、位可靠，裝卸方便、操作安全方便省力、夾緊可靠且適當等特點，適合于數控機床的加工使用。4） 確定零件設計原點與加工原點。對將進行數控加工的工序，確定加工零點、換刀方式，確定其編程坐標系，并最終通過繪制數控加工編程坐標系的方式予以明確。標識對刀點和換刀點。5）編制零件加工工藝并編制數控加工程序。參照數控加工編程坐標系圖，按照數控加工工藝規(guī)程，采用自動編程方式對該工序進行數控程序的編制，生成NC代碼，并在數控仿真軟件上進行調試。6）現場加工。將已經調試好的零件加工程序，使用RS232傳輸線，將其導入數控機床，安裝好所需刀具，夾緊工件，對刀找到編程原點，進行數控加工。7）編寫課程設計說明書。設計說明書

5、需打?。赫模核误w五號，單倍行距；頁眉：宋體小五號，內容包括 班級 姓名 數控編程課程設計說明書字樣；設計結果包括：設計任務書，設計思路，設計步驟，設計過程的說明和階段結果，并附有零件實體模型圖，工程圖，工藝分析方案，刀具和夾具選擇方案，現場加工結果。 二、實體造型2.1建立新文件啟動Pro/Engineer，單擊“文件”“新建”按鈕，在彈出的對話框中選擇“新建”，選擇“實體”類型，輸入文件名hegai.prt，并取消選擇“使用缺省模板”，確認后在彈出的“新文件選項”對話框中選擇mmns_part_solid的模板，進入實體建模環(huán)境。2.2通過拉伸命令建立模型（1）單擊拉伸命令，在top平面上

6、拉伸100mm×100mm×25mm的立方體，如圖所示；圖2.2.1（2）利用拉伸命令，以上表面為拉伸面，繪制如圖所示的封閉圖形，然后選擇去除材料，深度為15mm，得到實體如圖2.2.3所示；圖2.2.2圖2.2.3（3）然后繼續(xù)使用拉伸命。在80×80mm的正方形頂點繪制4個10的圓，如圖2.2.4所示。然后選擇去除材料，深度為5。得到實體模型如圖所示；圖2.2.4圖（4）最后繼續(xù)使用拉伸命令，以上表面為拉伸平面，畫4個6的圓，和10同心。然后拉伸去除材料，選擇通孔，得到最后實體模型如圖所示；圖三、加工工藝3.1毛坯 機械加工中，需要根據零件的特性和功能確定毛坯

7、的種類。毛坯的種類包括鑄鐵、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件以焊接組合件等，這里我們采用毛坯為100mm×100mm×35mm的灰鑄鐵。3.2機床以及夾具選擇數控加工機床主要的規(guī)格的尺寸與工件的輪廓尺寸相適應，小工件選擇小型機床，大工件選擇大型機床，同時，還要考慮零件的加工要求精度，合理使用機床設備。夾具分為虎鉗，工藝板和直接裝夾，要根據加工工件的加工部位以及加工深度來選擇夾具。此處我們選擇數控機床為華中數控HNC-21M，所以用夾具為平口鉗裝夾。3.3刀具選擇刀具是數控加工重要的工藝內容之一，它不僅直接影響著機床的加工效率，而且能保證加工質量。與傳統(tǒng)的加工方面相比，數控機床對刀

8、具的要求更高，不僅要求刀具的精度，剛度，耐用度，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調試方便。因此對于零件的材料和加工需求，選擇合適材料的刀十分重要。根據零件的需要，比如槽寬、槽深、零件材料等工件尺寸選擇合適尺寸的刀具也是重要的環(huán)節(jié)。一般的平面、槽或者孔都采用立銑刀、端面銑刀以及合適大小的鉆頭，對于一些變斜角輪廓或者主體型面的加工，常使用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形刀等等，刀具數量也根據工件工藝合適選擇，以合理、數量小為原則，減少機床的換刀時間，增加機床加工效率。此處零件根據工藝，需要選擇12mm的高速立銑刀。3.4加工工藝分析這個零件為凸臺類的零件，要求精度不是很高，通過設計圖紙確定加工工藝，做到基面先行，先

9、粗后精，先主后次，工序集中等原則。3.5工藝參數計算通過查表來確定切削速度Vc和進給量f主軸轉速N=1000Vc/d其中Vc為切削速度，是圓周率，d為刀具直徑進給速度F=f× z× n其中f為進給量，z為齒數，n為主軸轉速加工工序計算詳見附件三。3.6數控加工工序卡片零 件 名 稱零件材料夾 具使用設備班 級姓 名日 期凹槽類零件灰鑄鐵平口虎鉗HNC-21M機制0801殷琪11.11工步號工步內容所選加工方式刀具號刀具規(guī)格及名稱主軸轉速（r/min）進給速度（mm/min）被吃刀量（mm）1銑削上表面面銑削T112的端銑刀66052822銑削凹槽體積塊銑削T112的端銑刀6

10、6052823中心鉆定位打孔T26的中心鉆100015024打6的通孔打孔T36的基本鉆頭120010025銑10×5mm的輪廓輪廓銑削T45的端銑刀10004002四、仿真加工4.1根據零件的三維造型，設計該零件的加工模型，該模型的尺寸為100mm×100mm×25mm；在Pro-e軟件中，建立“制造”文件，使用“mmns-mfg-nc”單位（公制），通過“制造模型”主菜單，在子菜單中“裝配”或“創(chuàng)建”建立該零件的加工模型。準備加工毛坯，如圖4.1.1所示。1 首先建立“參照模型”，設定“缺省”放置。使參考模型的坐標系與工作區(qū)的坐標系重合。2 通過“裝配”將提前

11、建立的“工件”導入工作區(qū)，使之裝配在一起。3 通過“創(chuàng)建”在當前工作區(qū)建立“工件”，使用當前工作區(qū)的坐標系，使之重合。 圖4.1.14.2建立加工坐標系（如圖4.2.1所示）當前的加工區(qū)的坐標系原點在零件的下部，在加工時不好進行設定，故在此設定新的加工坐標系ACS1。使用【坐標系】指令，通過拾取前視和右視、再加上毛坯的上表面，建立加工坐標系。 圖4.2.14.3設定制造設置參數（如圖4.3.1,圖4.3.2所示）1、設定操作名稱為：OP0102、機床設置：1）3軸的數控銑床，2）主軸最大轉速，3）進給速度單位：MMPM（毫米/分）4）刀具，設定加工所需要的刀具5）選擇加工坐標系：前步建立的AC

12、S1坐標系6）退刀平面：Z軸正方向10mm圖4.3.1 圖4.3.24.4加工工序一、銑面使用12的端銑刀，加工工件表面；如圖4.4.1所示；圖4.4.1工序二、體積塊銑削使用12的端銑刀，選擇體積快銑削，創(chuàng)建的體積快如圖4.4.2所示，用體積快銑后 刀軌如圖4.4.3所示；圖4.4.2圖4.4.3工序三、打孔首先使用6的中心鉆定位，刀軌和參數如圖4.4.4所示； 圖4.4.4然后使用6的基本鉆頭打通孔，刀軌和參數如圖4.4.5所示； 圖4.4.5工序四、輪廓銑削 銑10，深5的孔時用輪廓銑削，刀軌和參數如圖4.4.6所示；圖4.4.6使用斯沃數控仿真系統(tǒng)對此加工過程進行仿真加工：首先加載刀具

13、12端銑刀，用平口虎鉗裝卡100mm×100mm×25mm的毛坯，然后進行對刀，輸入 MDI坐標系，打開并載入程序，關上機床門，運行程序開始加工，得到如圖4.4.7所示的工件。圖4.1五.現場加工在實際加工中，需要對NC程序進行修改，然后輸入數控機床中，然后裝夾100mm×100mm×25mm毛坯，用直徑為10mm的高速立銑刀對刀，輸入MDI坐標系，程序檢驗正確后，關上機床門，運行程序開始加工，加工成如圖5.1所示的零件。圖5.16 設計小結在這次實訓中，經過一系列的困難挫折，我終于完成了課程設計，并且知道了解了許多知識，包括：（1） 在設計腔

14、槽零件時，不能隨心所欲，一定要符合實際加工要求，能夠在現實條件和工具加工設備中加工出來。（2） 在使用仿真加工程序加工零件出現過切或切錯的時候，一定要重新分析加工工藝，分析NC代碼，然后再通過在PRO-E軟件上對零件進行重新制造或修改，再次生成NC代碼，直到零件仿真加工完成。（3） 在現場加工的時候，一定要對好刀具，否則會造成零件加工的失敗。通過數控編程課程設計實訓的學習，我提高了動手能力，豐富了理論知識，并能夠獨立設計箱體和型腔殼體類零件，能獨立完成零件的實體造型，繪制工程圖，并能夠合理的選擇卡具和加工設備，分析加工工藝，獨立完成數控編程，生成NC代碼，最終完成零件的加工。這次課程設計不僅提

15、高了我的設計能力，繪圖能力，編程能力，還鍛煉了我的機床操作能力，對今后的工作和學習打下堅實的基礎。通過本次課程設計，我了解并掌握了利用pro/E軟件對零件進行結構設計能力，計算機繪圖能力及掌握計算機輔助制造過程和方法，培養(yǎng)了自動編程的技能。掌握了數控機床進行機械加工的基本方法，鞏固了數控加工編程的相關知識，將理論知識與實際工作結合起來，并最終達到能夠獨立從事數控加工程序編制的工作能力。7 參考文獻1.王潤孝主編.機床數控原理與系統(tǒng).西安：西北工業(yè)大學出版社 .19892.畢承恩，丁乃建編著.現代數控機床.北京：機械工業(yè)出版社.19913.李誠人等編.機床計算機數控.西安：西北工業(yè)大學出版社 .

16、19884.竺欽堯，尉忠信，王潤孝編著.機床數字控制.北京：航空工業(yè)出版社.19935.林其駿主編.機床數控系統(tǒng).北京：中國科技技術出版社.19938 感想經過一個星期的實訓，我學習了很多知識，熟練地掌握了Pro/E的操作，包括零件的實體制造，工程圖的生成和仿真加工，以及現場加工的各種注意事項和操作。另外，我也知道了數控編程的一些事項。雖然時間短暫，但我學到了平時很多沒有注意的事情。比如在試驗過程中，要保持嚴謹嚴肅認真科學的態(tài)度，這樣才能避免一些不必要的錯誤，減少試驗時間，提高成功率。還有在實驗出現錯誤的時候，要一步一步的檢查排除，這是最簡單有效的方法，也是最直接的方法。只有這樣不斷的改正，實

17、驗才能最終獲得成功。在此，要特別感謝在本次實訓中我的指導老師趙老師和幫助我的同學，因為你們我才得以順利完成本次課程設計，謝謝你們！9 附件（1） 工程圖（2）NC程序%1234N15 G0 G17 G99 G54 N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 Z50.N45 X13.374 Y-30.N50 Z22.5N55 G1 Z12.5 F150.N60 X-13.374N65 X20.352 Y30.N70 X60.N75 Y20.N80 X25.202N85 X23.601 Y10.N90 X60.N95 Y0.N100 X18

18、.975N105 X23.601 Y-10.N110 X60.N115 Y-20.N120 X25.202N125 X20.352 Y-30.N130 X60.N135 X-60. Y-40.N140 X60.N145 Y-50.N150 X-60.N155 Y-30.N160 X-20.352N165 X-25.202 Y-20.N170 X-60.N175 Y-10.N180 X-23.601N185 X-18.975 Y0.N190 X-60.N195 Y10.N200 X-23.601N205 X-25.202 Y20.N210 X-60.N215 Y30.N220 X-20.352N

19、225 X-60. Y40.N230 X60.N235 Y50.N240 X-60.N245 X13.374 Y30.N250 X-13.374N255 Z50.N260 G0 X19.844 Y-25.043N265 Z17.5N270 G1 Z7.5 F100.N275 X15.511N280 G2 X13.105 Y-23.844 I2.167 J7.365N285 G1 X13.105 Y-23.844 Z7.5N290 G3 X4.886 Y-20.065 I-13.105 J-17.672N295 G1 X4.886 Y-20.065 Z7.5N300 X24.974N305 X2

20、4.974 Y-20.065 Z7.5N310 G3 X24.905 Y-15.088 I-7.296 J2.387N315 G1 X-24.905N320 G2 X-23.585 Y-12.774 I7.227 J-2.59N325 G1 X-23.585 Y-12.774 Z7.5N330 G3 X-21.719 Y-10.111 I-15.389 J12.774N335 G1 X-21.719 Y-10.111 Z7.5N340 X21.719N345 X21.719 Y-10.111 Z7.5N350 G2 X19.645 Y-5.134 I17.255 J10.111N355 G1

21、X-19.645N360 G3 X-18.975 Y-.156 I-19.329 J5.134N365 G1 X-18.975 Y-.156 Z7.5N370 X18.975N375 X18.975 Y-.156 Z7.5N380 G2 X19.565 Y4.821 I19.999 J.156N385 G1 X-19.565N390 G3 X-21.54 Y9.798 I-19.409 J-4.821N395 G1 X-21.54 Y9.798 Z7.5略N800 G1 X21.539N805 G3 X19.564 Y4.821 I17.435 J-9.798N810 G1 X19.564 Y

22、4.821 Z2.5N815 X-19.565N820 X-19.565 Y4.821 Z2.5N825 G2 X-18.975 Y-.156 I-19.409 J-4.821N830 G1 X18.975N835 G3 X19.645 Y-5.134 I19.999 J.156N840 G1 X19.645 Y-5.134 Z2.5N845 X-19.645N850 X-19.645 Y-5.134 Z2.5N855 G2 X-21.719 Y-10.111 I-19.329 J5.134N860 G1 X21.719N865 G3 X23.585 Y-12.774 I17.255 J10.

23、111N870 G1 X23.585 Y-12.774 Z2.5N875 G2 X24.906 Y-15.088 I-5.907 J-4.904N880 G1 X24.906 Y-15.088 Z2.5N885 X-24.905N890 X-24.905 Y-15.088 Z2.5N895 G3 X-24.974 Y-20.066 I7.227 J-2.59N900 G1 X-4.886N905 G3 X-13.104 Y-23.845 I4.886 J-21.45N910 G1 X-13.104 Y-23.845 Z2.5N915 G2 X-15.511 Y-25.043 I-4.574 J

24、6.167N920 G1 X-15.511 Y-25.043 Z2.5N925 X-19.844N930 X-19.844 Y-25.043 Z2.5N935 G3 X-13.104 Y-23.845 I2.166 J7.365N940 G2 X13.104 Y-23.845 I13.104 J-17.671N945 G3 X23.585 Y-12.774 I4.574 J6.167N950 G1 X23.585 Y-12.774 Z2.5N955 G2 X23.585 Y12.774 I15.389 J12.774N960 G3 X13.104 Y23.845 I-5.907 J4.904N

25、965 G2 X-13.104 Y23.845 I-13.104 J17.671N970 G3 X-23.585 Y12.774 I-4.574 J-6.167N975 G1 X-23.585 Y12.774 Z2.5N980 G2 X-23.585 Y-12.774 I-15.389 J-12.774N985 G3 X-19.844 Y-25.043 I5.907 J-4.904N990 G1 Z-2.5N995 X-15.511N1000 X-15.511 Y-25.043 Z-2.5N1005 G3 X-13.104 Y-23.845 I-2.167 J7.365N1010 G1 X-1

26、3.104 Y-23.845 Z-2.5N1015 G2 X-4.886 Y-20.066 I13.104 J-17.671N1020 G1 X-24.974N1025 G2 X-24.905 Y-15.088 I7.296 J2.388N1030 G1 X-24.905 Y-15.088 Z-2.5N1035 X24.905N1040 X24.905 Y-15.088 Z-2.5N1045 G3 X23.585 Y-12.774 I-7.227 J-2.59N1050 G1 X23.585 Y-12.774 Z-2.5N1055 G2 X21.719 Y-10.111 I15.389 J12

27、.774N1060 G1 X-21.719N1065 G3 X-19.645 Y-5.134 I-17.255 J10.111N1070 G1 X-19.645 Y-5.134 Z-2.5N1075 X19.645N1080 X19.645 Y-5.134 Z-2.5N1085 G2 X18.975 Y-.156 I19.329 J5.134N1090 G1 X-18.975N1095 G3 X-19.564 Y4.821 I-19.999 J.156N1100 G1 X-19.564 Y4.821 Z-2.5N1105 X19.565N1110 X19.565 Y4.821 Z-2.5N11

28、15 G2 X21.539 Y9.798 I19.409 J-4.821N1120 G1 X-21.539N1125 G3 X-23.585 Y12.774 I-17.435 J-9.798N1130 G1 X-23.585 Y12.774 Z-2.5N1135 G2 X-24.786 Y14.776 I5.907 J4.904N1140 G1 X-24.786 Y14.776 Z-2.5N1145 X24.785N1150 X-24.785N1155 G2 X-25.069 Y19.753 I7.107 J2.902N1160 G1 X-25.069 Y19.753 Z-2.5N1165 X

29、-3.222N1170 X-3.222 Y19.753 Z-2.5N1175 G2 X-13.104 Y23.845 I3.222 J21.763N1180 G1 X-13.104 Y23.845 Z-2.5N1185 G3 X-14.644 Y24.731 I-4.574 J-6.167N1190 G1 X-20.711N1195 X4.886 Y-20.066N1200 X24.974N1205 G2 X19.844 Y-25.043 I-7.296 J2.388N1210 G1 X19.844 Y-25.043 Z-2.5N1215 X15.511N1220 X19.709 Y-5.36

30、9N1225 X19.709 Y-5.369 Z-2.5N1230 G2 X23.578 Y12.765 I19.265 J5.369N1235 G1 X25.069 Y19.753N1240 X3.222N1245 G3 X13.104 Y23.845 I-3.222 J21.763N1250 G1 X13.104 Y23.845 Z-2.5N1255 G2 X14.644 Y24.731 I4.574 J-6.167N1260 G1 X14.644 Y24.731 Z-2.5N1265 X20.711N1270 X20.711 Y24.731 Z-2.5N1275 G3 X13.104 Y

31、23.845 I-3.033 J-7.053N1280 G2 X-13.104 Y23.845 I-13.104 J17.671N1285 G3 X-23.585 Y12.774 I-4.574 J-6.167N1290 G1 X-23.585 Y12.774 Z-2.5N1295 G2 X-23.585 Y-12.774 I-15.389 J-12.774N1300 G3 X-13.104 Y-23.845 I5.907 J-4.904N1305 G2 X13.104 Y-23.845 I13.104 J-17.671N1310 G3 X23.585 Y-12.774 I4.574 J6.1

32、67N1315 G1 X23.585 Y-12.774 Z-2.5N1320 G2 X23.585 Y12.774 I15.389 J12.774N1325 G3 X20.711 Y24.731 I-5.907 J4.904N1330 G1 Z50.N1335 G0 G49N1340 T2 M06N1345 S1200 M03N1350 G0 Z50. N1355 X-40. Y40.N1360 G81 X-40. Y40. Z-6 R18.5 F6.N1365 Y-40.N1370 X40.N1375 Y40.N1380 G80N1385 G0 Z50.N1390 G0 G49N1395 T

33、3 M06N1400 S1200 M03N1405 G0 Z50. N1410 G83 X40. Y40. Z-26 Q27. R18.5 F30.N1415 Y-40.N1420 X-40.N1425 Y40.N1430 G80N1435 G0 Z50.N1440 G0 G49N1445 T4 M06N1450 S1000 M03N1455 G0 Z50. N1460 X37.5 Y40.N1465 Z17.5N1470 G1 Z10.5 F100.N1475 G3 X42.5 Y40. I2.5 J0.N1480 X37.5 Y40. I-2.5 J0.N1485 G1 Z50.N1490

34、 G0 X-42.5N1495 Z15.5N1500 G1 Z10.5 F100.N1505 G3 X-37.5 Y40. I2.5 J0.N1510 X-42.5 Y40. I-2.5 J0.N1515 G1 Z50.N1520 G0 Y-40.N1525 Z15.5N1530 G1 Z10.5 F100.N1535 G3 X-37.5 Y-40. I2.5 J0.N1540 X-42.5 Y-40. I-2.5 J0.N1545 G1 Z50.N1550 G0 X37.5N1555 Z15.5N1560 G1 Z10.5 F100.N1565 G3 X42.5 Y-40. I2.5 J0.N1570 X37.5 Y-40. I-2.5 J0.N1575 G1 Z50.N1580 G0 Y40.N1585 Z15.5N1590 G1 Z8.5 F100.N1595 G3 X42.5 Y40. I2.5 J0.N1600 X37.5 Y40. I-2.5 J0.N1605 G1 Z50.N1610 G0 X-42.5N1615 Z15.5N1620 G1 Z8.5 F100.N1625 G3