銑削課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　一、《數(shù)控編程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　《數(shù)控編程》課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的必修課程之一，它可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，豐富學(xué)生的理論知識。是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課。通過《數(shù)控編程》課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)箱體和型腔殼體類零件，能獨(dú)立完成零件

2、的實(shí)體造型，繪制工程圖，并能夠合理的選擇卡具和加工設(shè)備，分析加工工藝，獨(dú)立完成數(shù)控編程，生成NC代碼，最終完成零件的加工。本課程設(shè)計(jì)不僅提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，繪圖能力，編程能力，還可以鍛煉其機(jī)床操作能力，對今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，了解并掌握利用pro/E軟件對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、能力，計(jì)算機(jī)繪圖能力及掌握計(jì)算機(jī)輔助制造過程和方法，培養(yǎng)自動(dòng)編程的技能。掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的基本方法，鞏固數(shù)控加工編程的相關(guān)知識，將理論知識與實(shí)際工作結(jié)合起來，并最終達(dá)到能夠獨(dú)立從事數(shù)控加工程序編制的工作能力。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　根據(jù)本任務(wù)書提供的零件圖及相關(guān)技術(shù)要求，用pro/E軟件完成零件設(shè)計(jì)，工程圖繪制，零件

4、工藝分析，加工工序卡的編制，數(shù)控加工程序的編制，最后用華中HNC-21M數(shù)控機(jī)床加工出所設(shè)計(jì)工件。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目不限，但內(nèi)容需滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　繪制零件圖。</b></p><p>　　了解該零件在部件或總成

5、中的位置和功用，以及部件或總成對該零件提出的技術(shù)要求；找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，并在下面擬定工藝規(guī)程時(shí)予以考慮；對所加工的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；檢查所給零件圖的完整性和正確性，完成該零件的實(shí)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并按照機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制其零件圖；</p><p>　　編制零件數(shù)控加工工藝規(guī)程。</p><p>　　在對零件進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，按照數(shù)控加工工藝確定原則，確定整個(gè)零件

6、的加工工藝規(guī)程，確定毛坯，確定加工的工藝基準(zhǔn)；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(shù)進(jìn)行確定；確定對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)。</p><p>　　確定夾具及夾緊方案。</p><p>　　對某一道相對復(fù)雜的工序，在確定定位裝夾方案的基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)合適的夾具，完成本工序的加工。該夾具應(yīng)具有定位可靠，裝卸方便

7、、操作安全方便省力、夾緊可靠且適當(dāng)?shù)忍攸c(diǎn)，適合于數(shù)控機(jī)床的加工使用。</p><p>　　確定零件設(shè)計(jì)原點(diǎn)與加工原點(diǎn)。</p><p>　　對將進(jìn)行數(shù)控加工的工序，確定加工零點(diǎn)、換刀方式，確定其編程坐標(biāo)系，并最終通過繪制數(shù)控加工編程坐標(biāo)系的方式予以明確。標(biāo)識對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)。</p><p>　　5）編制零件加工工藝并編制數(shù)控加工程序。</p><

8、p>　　參照數(shù)控加工編程坐標(biāo)系圖，按照數(shù)控加工工藝規(guī)程，采用自動(dòng)編程方式對該工序進(jìn)行數(shù)控程序的編制，生成NC代碼，并在數(shù)控仿真軟件上進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　6）現(xiàn)場加工。</b></p><p>　　將已經(jīng)調(diào)試好的零件加工程序，使用RS232傳輸線，將其導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床，安裝好所需刀具，夾緊工件，對刀找到編程原點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)控加工。</p>

9、<p>　　7）編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書需打?。?lt;/b></p><p>　　正文：宋體五號，單倍行距；</p><p>　　頁眉：宋體小五號，內(nèi)容包括 班級 姓名 《數(shù)控編程》課程設(shè)計(jì)說明書字樣；</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果包括：設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)過

10、程的說明和階段結(jié)果，并附有零件實(shí)體模型圖，工程圖，工藝分析方案，刀具和夾具選擇方案，現(xiàn)場加工結(jié)果。 二、實(shí)體造型</p><p><b>　　2.1建立新文件</b></p><p>　　啟動(dòng)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(shí)體”類型，輸入文件名hegai.p

11、rt，并取消選擇“使用缺省模板”，確認(rèn)后在彈出的“新文件選項(xiàng)”對話框中選擇mmns_part_solid的模板，進(jìn)入實(shí)體建模環(huán)境。</p><p>　　2.2通過拉伸命令建立模型</p><p>　?。?）單擊拉伸命令，在top平面上拉伸100mm×100mm×25mm的立方體，如圖2.2.1所示；</p><p><b>　　圖2.2

12、.1</b></p><p>　?。?）利用拉伸命令，以上表面為拉伸面，繪制如圖2.2.2所示的封閉圖形，然后選擇去除材料，深度為15mm，得到實(shí)體如圖2.2.3所示；</p><p><b>　　圖2.2.2</b></p><p><b>　　圖2.2.3</b></p><p>　

13、　（3）然后繼續(xù)使用拉伸命。在80×80mm的正方形頂點(diǎn)繪制4個(gè)φ10的圓，，如圖2.2.4</p><p>　　所示。然后選擇去除材料，深度為5。得到實(shí)體模型如圖2.2.5所示；</p><p><b>　　圖2.2.4</b></p><p><b>　　圖2.2.5</b></p><p

14、>　?。?）最后繼續(xù)使用拉伸命令，以上表面為拉伸平面，畫4個(gè)φ6的圓，和φ10同心。然后拉伸去除材料，選擇通孔，得到最后實(shí)體模型如圖2.2.6所示；</p><p><b>　　圖2.2.6</b></p><p><b>　　三、加工工藝</b></p><p><b>　　3.1毛坯</b>

15、</p><p>　　機(jī)械加工中，需要根據(jù)零件的特性和功能確定毛坯的種類。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。</p><p>　　3.2機(jī)床以及夾具選擇</p><p>　　數(shù)控加工機(jī)床主要的規(guī)格的尺寸與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)，小工件選擇小型機(jī)床，大工件選擇大型

16、機(jī)床，同時(shí)，還要考慮零件的加工要求精度，合理使用機(jī)床設(shè)備。</p><p>　　夾具分為虎鉗，工藝板和直接裝夾，要根據(jù)加工工件的加工部位以及加工深度來選擇夾具。</p><p>　　此處我們選擇數(shù)控機(jī)床為華中數(shù)控HNC-21M，所以用夾具為平口鉗裝夾。</p><p><b>　　3.3刀具選擇</b></p><p>

17、　　刀具是數(shù)控加工重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅直接影響著機(jī)床的加工效率，而且能保證加工質(zhì)量。與傳統(tǒng)的加工方面相比，數(shù)控機(jī)床對刀具的要求更高，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(diào)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。</p><p>　　根據(jù)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

18、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，</p><p>　　刀具數(shù)量也根據(jù)工件工藝合適選擇，以合理、數(shù)量小為原則，減少機(jī)床的換刀時(shí)間，增加機(jī)床加工效率。</p><p>　　此處零件根據(jù)工藝，需要選擇φ12mm的高速立銑刀。</p><p><b>　　3.4加工工藝分析</b></p&g

19、t;<p>　　這個(gè)零件為凸臺類的零件，要求精度不是很高，通過設(shè)計(jì)圖紙確定加工工藝，做到基面先行，先粗后精，先主后次，工序集中等原則。</p><p><b>　　3.5工藝參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　通過查表來確定切削速度Vc和進(jìn)給量f</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速N=1000Vc/πd</p><

20、p>　　其中Vc為切削速度，π是圓周率，d為刀具直徑</p><p>　　進(jìn)給速度F=f× z× n</p><p>　　其中f為進(jìn)給量，z為齒數(shù)，n為主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　加工工序計(jì)算詳見附件三。</p><p>　　3.6數(shù)控加工工序卡片</p><p><b>　　四、

21、仿真加工</b></p><p>　　4.1根據(jù)零件的三維造型，設(shè)計(jì)該零件的加工模型，該模型的尺寸為100mm×100mm×25mm；</p><p>　　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(zhǔn)備加工毛坯，如圖4.1.1所示。</p&

22、gt;<p>　　首先建立“參照模型”，設(shè)定“缺省”放置。使參考模型的坐標(biāo)系與工作區(qū)的坐標(biāo)系重合。</p><p>　　通過“裝配”將提前建立的“工件”導(dǎo)入工作區(qū)，使之裝配在一起。</p><p>　　通過“創(chuàng)建”在當(dāng)前工作區(qū)建立“工件”，使用當(dāng)前工作區(qū)的坐標(biāo)系，使之重合。</p><p><b>　　圖4.1.1</b><

23、/p><p>　　4.2建立加工坐標(biāo)系（如圖4.2.1所示）</p><p>　　當(dāng)前的加工區(qū)的坐標(biāo)系原點(diǎn)在零件的下部，在加工時(shí)不好進(jìn)行設(shè)定，故在此設(shè)定新的加工坐標(biāo)系A(chǔ)CS1。</p><p>　　使用【坐標(biāo)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(biāo)系。</p><p><b>　　圖4.2.1</b>&

24、lt;/p><p>　　4.3設(shè)定制造設(shè)置參數(shù)（如圖4.3.1,圖4.3.2所示）</p><p>　　1、設(shè)定操作名稱為：OP010</p><p>　　2、機(jī)床設(shè)置：1）3軸的數(shù)控銑床，</p><p><b>　　2）主軸最大轉(zhuǎn)速，</b></p><p>　　3）進(jìn)給速度單位：MMPM（毫米/

25、分）</p><p>　　4）刀具，設(shè)定加工所需要的刀具</p><p>　　5）選擇加工坐標(biāo)系：前步建立的ACS1坐標(biāo)系</p><p>　　6）退刀平面：Z軸正方向10mm</p><p><b>　　圖4.3.1</b></p><p><b>　　圖4.3.2</b>

26、</p><p><b>　　4.4加工</b></p><p><b>　　工序一、銑面</b></p><p>　　使用φ12的端銑刀，加工工件表面；如圖4.4.1所示；</p><p><b>　　圖4.4.1</b></p><p><b&

27、gt;　　工序二、體積塊銑削</b></p><p>　　使用φ12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；</p><p><b>　　圖4.4.2</b></p><p><b>　　圖4.4.3</b></p><p><

28、;b>　　工序三、打孔</b></p><p>　　首先使用φ6的中心鉆定位，刀軌和參數(shù)如圖4.4.4所示；</p><p><b>　　圖4.4.4</b></p><p>　　然后使用φ6的基本鉆頭打通孔，刀軌和參數(shù)如圖4.4.5所示；</p><p><b>　　圖4.4.5</b

29、></p><p><b>　　工序四、輪廓銑削</b></p><p>　　銑φ10，深5的孔時(shí)用輪廓銑削，刀軌和參數(shù)如圖4.4.6所示；</p><p><b>　　圖4.4.6</b></p><p>　　使用斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)對此加工過程進(jìn)行仿真加工：</p><p&

30、gt;　　首先加載刀具φ12端銑刀，用平口虎鉗裝卡100mm×100mm×25mm的毛坯，然后進(jìn)行對刀，輸入 MDI坐標(biāo)系，打開并載入程序，關(guān)上機(jī)床門，運(yùn)行程序開始加工，得到如圖4.4.7所示的工件。</p><p>　　圖4.1五.現(xiàn)場加工</p><p>　　在實(shí)際加工中，需要對NC程序進(jìn)行修改，然后輸入數(shù)控機(jī)床中，然后裝夾100mm×100mm

31、×25mm毛坯，用直徑為10mm的高速立銑刀對刀，輸入MDI坐標(biāo)系，程序檢驗(yàn)正確后，關(guān)上機(jī)床門，運(yùn)行程序開始加工，加工成如圖5.1所示的零件。</p><p><b>　　圖5.1</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　在這次實(shí)訓(xùn)中，經(jīng)過一系列的困難挫折，我終于完成了課程設(shè)計(jì)，

32、并且知道了解了許多知識，包括：</p><p>　　在設(shè)計(jì)腔槽零件時(shí)，不能隨心所欲，一定要符合實(shí)際加工要求，能夠在現(xiàn)實(shí)條件和工具加工設(shè)備中加工出來。</p><p>　　在使用仿真加工程序加工零件出現(xiàn)過切或切錯(cuò)的時(shí)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(jìn)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。</p><p>

33、　　在現(xiàn)場加工的時(shí)候，一定要對好刀具，否則會造成零件加工的失敗。</p><p>　　通過《數(shù)控編程》課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，我提高了動(dòng)手能力，豐富了理論知識，并能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)箱體和型腔殼體類零件，能獨(dú)立完成零件的實(shí)體造型，繪制工程圖，并能夠合理的選擇卡具和加工設(shè)備，分析加工工藝，獨(dú)立完成數(shù)控編程，生成NC代碼，最終完成零件的加工。這次課程設(shè)計(jì)不僅提高了我的設(shè)計(jì)能力，繪圖能力，編程能力，還鍛煉了我的機(jī)床操作能力，對今后

34、的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，我了解并掌握了利用pro/E軟件對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，計(jì)算機(jī)繪圖能力及掌握計(jì)算機(jī)輔助制造過程和方法，培養(yǎng)了自動(dòng)編程的技能。掌握了數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的基本方法，鞏固了數(shù)控加工編程的相關(guān)知識，將理論知識與實(shí)際工作結(jié)合起來，并最終達(dá)到能夠獨(dú)立從事數(shù)控加工程序編制的工作能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&l

35、t;/b></p><p>　　1.王潤孝主編.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社 .1989</p><p>　　2.畢承恩，丁乃建編著.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991</p><p>　　3.李誠人等編.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社 .1988</p><p>　　4.竺欽堯，尉忠信，王潤孝編著.

36、機(jī)床數(shù)字控制.北京：航空工業(yè)出版社.1993</p><p>　　5.林其駿主編.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng).北京：中國科技技術(shù)出版社.1993</p><p><b>　　感想</b></p><p>　　經(jīng)過一個(gè)星期的實(shí)訓(xùn)，我學(xué)習(xí)了很多知識，熟練地掌握了Pro/E的操作，包括零件的實(shí)體制造，工程圖的生成和仿真加工，以及現(xiàn)場加工的各種注意事項(xiàng)和操作。另外，

37、我也知道了數(shù)控編程的一些事項(xiàng)。</p><p>　　雖然時(shí)間短暫，但我學(xué)到了平時(shí)很多沒有注意的事情。比如在試驗(yàn)過程中，要保持嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)肅認(rèn)真科學(xué)的態(tài)度，這樣才能避免一些不必要的錯(cuò)誤，減少試驗(yàn)時(shí)間，提高成功率。還有在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)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(shí)驗(yàn)才能最終獲得成功。</p><p>　　在此，要特別感謝在本次實(shí)訓(xùn)中我的指導(dǎo)

38、老師趙老師和幫助我的同學(xué)，因?yàn)槟銈兾也诺靡皂樌瓿杀敬握n程設(shè)計(jì)，謝謝你們！</p><p><b>　　附件</b></p><p><b>　　工程圖</b></p><p><b>　　（2）NC程序</b></p><p>　　%1234N15 G0 G17 G99 G

39、54 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.

40、N100 X18.975N105 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

41、.601N185 X-18.975 Y0.N190 X-60.N195</p><p>　　N800 G1 X21.539N805 G3 X19.564 Y4.821 I17.435 J-9.798N810 G1 X19.564 Y4.821 Z2.5N815 X-19.565N820 X-19.565 Y4.821 Z2.5N825 G2 X-18.975 Y-.156 I-19.409 J-4

42、.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