槽类零件的设计及加工

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，在弹出的红中选择“新建”对话框，选择“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。

2.2通过拉伸命令建立模型

（1）单击拉伸命令，在指定的top基准平面上放置120mm×90mm×20mm的立方实体块，如下图2.1所示。

图2.1

（2）以体积块上表面为基准平面，利用拉伸命令，向上拉伸15mm不规则立体图形，其中三角形是边长为50mm的等边三角形，圆弧半径为R15mm，截面与FRONT面相距25mm，并在各角上倒R3mm圆角，如图2.2所示。

图2.2

（3）以图2.1中所绘实体上表面为基准平面，向下拉伸切除4个圆柱体，其中直径为10mm，圆心距分别为90mm和60mm，其排列如图2.3所示。

图2.3

（4）以图2.1中所绘实体上表面为基准平面，向下拉伸切除4个圆柱体，其中直径为15mm，深为5mm，和图2.3中圆孔同心，其位置如图2.4所示。

图2.4

（5）以图2.2中所绘凸台上表面为基准平面，向下拉伸切除一个圆柱体，其中直径为15mm，深为12mm，其位置如图2.5所示。

图2.5

（6）对凸台实体各竖直棱角倒圆角，其半径为R3，位置形状如图2.6所示。

图2.6

（7）以凸台上表面为基准平面，拉伸去除如图形状的两键槽，其中圆弧半径为8mm，相距90cm，键槽总长为32cm位置形状如图2.7所示。

图2.7

三．加工工艺

3.1毛坯的选择

机械加工中，需要根据零件的特性和功能来确定毛坯的种类。毛坯的种类很多种，包括铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件以及焊接组合件等，此次加工我们采用的毛坯为140mm ×100mm×35mm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的尺寸与工件的轮廓尺寸相适应，即小工件选择小规格的机床加工，大工件选择大规格的机床加工，同时，还要考虑零件的要求精度，然后合理的选用机床。

此处我们选择的数控机床为华中数控HNC-21M，所使用的夹具为平口虎钳。

3.3刀具的选择

刀具是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅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。因此根据零件的材料和加工需求，选择合适材料的刀具十分重要。

根据零件的需要，比如槽宽、槽深、零件材料等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。