鲁达 第一章．任务书
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，用pro/E或MasterCAM软件进行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。
第二章．实体建模
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“零件”“实体”类型。并选择“不能使用缺省模块，进入实体建摸。
2．打开Pro/E软件，新建，选择front平面作为基准平面，rignt作为右视图，进入草绘界面，画出90×90mm的方形，完成。再采用拉伸，绘出厚为17的体积快，
3．选择先前为基准面进入草绘界面绘制草图，如下图草绘界面所示。
然后再进入拉伸界面高度为3mm不会则图形，如下图：
4.选择先前为基准面作为草绘面，画出一个不规则的平面图完成后拉伸厚度为3mm。再采用草绘画φ10的圆，绘出一个厚为3mm的小圆柱，如图：
5．镜像上图中的小圆柱到四个角，如下图：
6．再次使用先前的基准面在在此基面的中心绘制φ50的圆，在使用拉伸功能取材厚度为10mm的圆柱，如下图：
7．再次使用先前的基准面进入草绘界面绘制25mm的正方形，然后拉伸如下图：
8．再次使用先前的基准面绘制直径为10mm的圆，再次使用拉伸做一通孔，如下图
第三章 加工工艺
1.加工毛胚的选择
（1）一般地，选择毛胚要考虑几个方面A.材料的工艺B.毛胚尺度工艺性能C.零件生产纲要。根据零件图及加工要求选择HT200灰铸铁90mm×90mm×22 mm.
2.加工机床的选择
（1）数控机床主要的规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应，做到设备的合理使用。
（3）机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。
（4）机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。如粗加工工序去除的毛呸余量大，切削余量选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。
（5）装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备是需要考虑的一个因素。选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难以程度和数控加工的可靠性。
此处选择数控机床为华中数控HNC-21M
3.加工中刀具选择
刀具的选则是数控加工的重要工艺内容之一，不仅要精度高，刚度高，耐用度高，要求尺寸稳定，安装方便，这就要求采用新型优质材料制造数控加工工具，并优选道具参数。
选刀具时，要使用刀具的尺寸与被加工表面尺寸和形状相适应。生产过程中，平面零件周边轮加工，常采用平面刀。
在此零件的设计中由于工件的尺寸工艺要求复杂，因此用到很多的刀具如下图：
4. 夹具选择
本次选则的夹具为平口虎钳
5. 工艺分析 包括工序的安排和使用原则的说明
（1）加工顺序通常包括切削加工工序，热处理工序和辅助工序。切削加工工序通常安排原则如下：
基面先行 用作基准面时表面应先加工，任何零件的加工过程总是先对定位基准进行加工。
先面后孔 对于箱体，支架等零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而且孔的深度尺寸由于基准面为准，所以先加工平面，然后加工孔。
6. 工艺参数计算（见附件3）
计算公式
主轴转速N= 1000Vc/πd 进给速度Vf=fzzn
VC 切削速度 D 刀具直径 fz 刀具每齿进给率 z 齿数 N 主轴转数
加工工序具体计算见附件三
7. 工序卡
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 | |
虎钳 | 机制0704 | 呼园园 | |||||
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 | 铣平面 | 面铣 | T01 | φ40面铣刀 | 143 | 286 | 0.2. |
2 | 铣高为3 mm的凸台 | 挖槽 | T02 | φ8平刀 | 716 | 430 | 2 |
3 | 铣φ50槽 | 挖槽 | T03 | φ20平刀 | 286 | 171 | 1 |
4 | 铣方形槽 | 挖槽 | T04 | φ5平刀 | 1146 | 687 | 1 |
5 | 定位φ10孔 | 钻孔 | T05 | φ10中心钻 | 573 | 171 | 1 |
6 | 钻φ10孔 | 钻孔 | T06 | Φ10钻头 | 573 | 171 | 1 |
7 | 精加工 | 挖槽 | T07 | φ4平刀 | 1350 | 810 | 0.5 |
第四章 加工仿真
加工概述：
①、毛坯去毛刺（钳工），同时利用φ40的面铣刀对工件进行表面加工；
②、铣零件的凸台使用φ8平刀加工其凸台；
③、铣零件内50mm×10mm方形槽，利用φ20的平刀刀对工件进行圆形槽加工；
④、铣零件内方形形槽，利用φ5的铣刀进行内环槽加工；
⑤、加工通孔的时候首先定位φ10孔，用φ10中心钻，定位后然后用Φ10钻头加工通孔。
⑥、对凸台的精加工用φ4平刀。
1、利用PRO/E绘好零件图后，将零件图“保存副本”→输入名称和文件类型选择“IGES”格式→确定→生成“IGES”格式文件，通过MASTERCAM打开该文件，进行加工编程。
文件导入Mastercam 后的加工设置 设置加工原点及毛胚。
工序一 铣平面
(1)首先利用直径为40mm长度120mm的端铣刀进行平面的铣削 (平面铣削)。
刀具 工艺参数设置如图 （进刀退刀）
进刀退刀说明：
工序二
挖槽 利用直径8mm长度120mm的平洗刀对凸台进行边界在加工。
刀具 工艺参数设置如图
加工参数：
边界在加工：
分层铣削：
加工路线：
工序三
挖槽 利用直径20mm长度120mm的平洗刀在工件中心进行挖槽，直径50mm深度10mm圆柱槽。
刀具 工艺参数设置如图
加工参数：
边界在加工：
分层铣削：
加工路线：
工序四
挖槽 利用直径5mm长度120mm的平洗刀进行挖槽25mm×25mm×5mm方形槽，工艺参数设置如图
加工参数：
边界在加工：
分层铣削：
加工路线：
工序五
钻孔 利用Φ10中心钻头定位工艺参数设置如图：
工序六
钻孔 利用Φ10钻头钻通孔工艺参数设置如下：
工序七
挖槽 利用φ4平刀对凸台进行加工加工参数设置如下：
2.加工工序总图
加工刀轨总图
根据华中后处理，生成NC文件为002.Nc。
3.仿真
（1）使用斯沃软件 机床HNC-21M 卡具为虎钳，毛胚刀具放置按照工序卡安排，使用002.Nc进行加工。
（2）确定零件设计原点与加工原点。
对刀使用基准芯棒，对XY，试切Z轴，确定加工坐标系原点G54。原则与MASTER CAM原点设置一致。
关闭舱门，进行自动加工。
加工结果如图：
五．总结
本次设计进行了整整一个星期，实习的内容很多，有用PRO/E画零件图和工程图，有用MASTERCAM做仿真路线，做数控仿真，这些软件以前都有接触过，但不是很熟练，软件里要注意的细节和多，一点不对就做不出想要的结果，每一个软件都把我折腾了2天，很无奈，不过完成以后我觉得心里很高兴，很踏实，这也许就是成就感吧，因为每一点都是自己做的，一点一点的弄懂，通过这次课程设计的学习，使我对MasterCAM ，PRO/E这些软件更熟悉，经过老师的耐心教导，把以前遗忘的东西能想起，这次课程设计是我最后一次在学校的设计了，心里不舍，这个星期过得很充实，忙碌的日子总是让人忘记了时间，老师也耐心的等待我们做出来的成果，看着自己做出来的东西，不管是好与坏，只要是自己做的，心里还是有着说不出的喜悦，这就是一种收获。
在使用该软件时，好多都不会，一点一点的摸索，尤其是使用MasterCAM每一小步都是自己一点一点做， 在这里老师和同学的帮助是必可少的，很感谢他们，让我收获了很多，
对数控机床电我气控制这门课有更进一步的了解，在这次课程设计中遇到了好多疑难点，让我看到了自己对课本知识的欠缺，在以前的学习中对知识的理解和掌握还是不够全面和深入，因此这也给了一次机会找查找自己的疑难点，更好的对学过的知识进行理解和系统性的理解。通过这次的设计让我知道了，数控电气在生活中的作用是举足轻重的。
六．参考文献
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．张书森主编 《机械制造工程学》 沈阳：东北大学出版社
4．
七．感想
本次设计进行了整整一个星期，实习的内容很多，有用PRO/E画零件图和工程图，有用MASTERCAM做仿真路线，做数控仿真，这些软件以前都有接触过，但不是很熟练，软件里要注意的细节和多，一点不对就做不出想要的结果，每一个软件都把我折腾了2天，很无奈，不过完成以后我觉得心里很高兴，很踏实，这也许就是成就感吧，因为每一点都是自己做的，一点一点的弄懂，通过这次课程设计的学习，使我对MasterCAM ，PRO/E这些软件更熟悉，经过老师的耐心教导，把以前遗忘的东西能想起，这次课程设计是我最后一次在学校的设计了，心里不舍，这个星期过得很充实，忙碌的日子总是让人忘记了时间，老师也耐心的等待我们做出来的成果，看着自己做出来的东西，不管是好与坏，只要是自己做的，心里还是有着说不出的喜悦，这就是一种收获。
在使用该软件时，好多都不会，一点一点的摸索，尤其是使用MasterCAM每一小步都是自己一点一点做， 在这里老师和同学的帮助是必可少的，很感谢他们，让我收获了很多，
对数控机床电我气控制这门课有更进一步的了解，在这次课程设计中遇到了好多疑难点，让我看到了自己对课本知识的欠缺，在以前的学习中对知识的理解和掌握还是不够全面和深入，因此这也给了一次机会找查找自己的疑难点，更好的对学过的知识进行理解和系统性的理解。通过这次的设计让我知道了，数控电气在生活中的作用是举足轻重的。
附件一：
工程图