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。
此处零件根据工艺，需要选择φ12mm的端铣刀，φ6mm的中心钻，φ10mm的基本钻头。
（1）φ12mm的端铣刀。
图3.1（2）φ6mm的中心钻。
图3.2（3）φ10mm的基本钻头。
图3.33.4加工工艺分析根据我所设计的零件，通过图纸来制定加工工艺，做到基面先行，先面后孔，先粗后精，先主后次，工序集中等原则。
3.5工艺参数的计算通过查表来确定切削速度Vc和进给量f主轴转速N=1000Vc/πd其中Vc为切削速度，π是圆周率，d为刀具直径进给速度F=f z n其中f 为进给量，z 为刀具齿数，n 为主轴转速 加工工艺参数计算，详见附件3。
四．仿真加工4.1文件导入Pro/E 的加工设置（1）坐标系参数设置，如图4.1。
图4.1（2）机床参数设置，如图4.2。
图4.2 （3）退刀面参数设置，如图4.3。
（4）各操作设置，如图4.4。
图4.44.2加工工序（1）工序一，轮廓铣削。
利用直径为φ12的端铣刀对凸台外轮廓进行铣削加工，分6次走刀完成，每次进给增量为10mm，其走刀轨迹及刀具参数如图4.5所示。
图4.5（a）图图4.5（b）（2）工序二，定位。
使用φ6的中心钻，在4个孔中心位置打中心孔进行定位，其走刀轨迹及刀具参数如图4.6所示。
图4.6（a）图4.6（b）（3）工序三，打孔。
利用φ10的基本钻头对四个通孔进行深孔铣削，分4刀完成，每次进给增量为5mm，其走刀轨迹及刀具参数如图4.7所示。
图4.7（a）图4.7（b）（4）工序四，轮廓铣削。
利用φ12的端铣刀对五个圆孔进行轮廓铣削加工，中间孔分3刀完成，其余孔1刀完成，每次进给增量均为5mm，刀具参数不变，其走刀轨迹如图4.8所示。
图4.8（5）工序五，轮廓铣削。
同样利用φ12的端铣刀对两对称键槽进行轮廓铣削加工，分2刀完成，其余刀具参数不变，其走刀轨迹如图4.9所示。
图4.94.3程序清单通过Pro/E生成NC代码，详见附件2。
4.4加工仿真使用斯沃数控仿真系统对此加工过程进行仿真加工，其仿真结果如图4.10所示。
图4.10五．现场加工（分组加工）5.1通过分组，各组员合理分工，经过各工序输出NC代码，然后开始现场加工首先装夹直径为8mm的端铣刀和150mm×100mm×40mm的毛坯，然后对x、y、z三轴分别对刀并求出其机床坐标系，输入 MDI坐标系，打开并载入程序，进行程序校验并确定无误后，关上机床门，自动运行程序，开始加工，零件图如图5.1所示。
图5.15.2现场加工实体工程图六．设计小结通过《数控编程》课程设计实训，我学习了零件从开始设计到生成NC代码、到最后零件加工成型所经历的所有步骤，通过老师的讲解，能够熟练掌握，并且可以熟练操作。
此次课程设计，零件的实体设计、制造、工程图的形成都是通过Pro/E软件来完成的，因此，通过一周的实训，我能够熟练的操作Pro/E软件，直至零件NC代码的生成。
而零件的仿真加工是通过斯诺仿真软件来完成的，因此，对此软件也能熟练操作。
在零件现场加工时，通过计数机在机床中导入程序，在老师指导下进行现场操作是这次实训的难点，其中的任何细节都可能导致零件毛坯的损坏，严谨认真的工作作风是我们此次实训必须具备的求知态度。
七．参考文献1.王润孝主编.机床数控原理与系统.西安：西北工业大学出版社 .19892.毕承恩，丁乃建编著.现代数控机床.北京：机械工业出版社.19913.李诚人等编.机床计算机数控.西安：西北工业大学出版社 .19884.黄小龙，高宏，周建国等编著.Pro/E零件设计.北京：人民邮电出版社.20085.林其骏主编.机床数控系统.北京：中国科技技术出版社.1993八．感想一周的实训结束了，有苦苦求知的心酸，也有收获知识的喜悦，尽管实训过程中我遇到了诸多难题，但最终经过老师的讲解，所有的难题都得到了解决。
除此之外，学校安排的这次实训给了我们与实际的零件加工接触的机会，通过理论与实际的结合，我对理论知识有了更加深刻的理解，也知道了理论知识在实际生产中如何运用同时也感谢老师这一周时间对我们的谆谆教导。
九．附件附件1：工程图附件2：NC程序%42N15 G0 G17 G99 G54N20 G90 G94N30 T1 M06N35 S424 M03N40 G0 G43 Z50.N45 X-25.115 Y-73.5N50 Z5.N55 G1 Z-10. F340.N60 G2 X-76.21 Y15. I0. J59.N65 G1 X-55.363 Y51.108N70 G2 X-4.268 Y80.608 I51.095 J-29.5 N75 G1 X4.268N80 G2 X55.363 Y51.108 I0. J-59.N85 G1 X69.934 Y25.87N90 G2 X66.506 Y-38.397 I-51.095 J-29.5 N95 X12.563 Y-73.5 I-53.943 J23.897N100 G1 X-25.115N105 Z-15.N110 G2 X-76.21 Y15. I0. J59.N115 G1 X-55.363 Y51.108N120 G2 X-4.268 Y80.608 I51.095 J-29.5 N125 G1 X4.268N130 G2 X55.363 Y51.108 I0. J-59.N135 G1 X69.934 Y25.87N140 G2 X66.506 Y-38.397 I-51.095 J-29.5 N145 X12.563 Y-73.5 I-53.943 J23.897 N150 G1 X-25.115N155 Z-10.N160 Y-63.5N165 G2 X-67.55 Y10. I0. J49.N170 G1 X-46.703 Y46.108N175 G2 X-4.268 Y70.608 I42.435 J-24.5 N180 G1 X4.268N185 G2 X46.703 Y46.108 I0. J-49.N190 G1 X61.274 Y20.87N195 G2 X57.786 Y-33.363 I-42.435 J-24.5 N200 X12.563 Y-63.5 I-45.223 J18.863 N205 G1 X-25.115N210 Z-15.N215 G2 X-67.55 Y10. I0. J49.N220 G1 X-46.703 Y46.108N225 G2 X-4.268 Y70.608 I42.435 J-24.5 N230 G1 X4.268N235 G2 X46.703 Y46.108 I0. J-49.N240 G1 X61.274 Y20.87N245 G2 X57.786 Y-33.363 I-42.435 J-24.5 N250 X12.563 Y-63.5 I-45.223 J18.863 N255 G1 X-25.115N260 Z-10.N265 Y-53.5N270 G2 X-58.89 Y5. I0. J39.N275 G1 X-38.043 Y41.108N280 G2 X-4.268 Y60.608 I33.775 J-19.5 N285 G1 X4.268N290 G2 X38.043 Y41.108 I0. J-39.N295 G1 X52.614 Y15.87N300 G2 X49.035 Y-28.311 I-33.775 J-19.5 N305 X12.563 Y-53.5 I-36.472 J13.811 N310 G1 X-25.115N315 Z-15.N320 G2 X-58.89 Y5. I0. J39.N325 G1 X-38.043 Y41.108N330 G2 X-4.268 Y60.608 I33.775 J-19.5 N335 G1 X4.268N340 G2 X38.043 Y41.108 I0. J-39.N345 G1 X52.614 Y15.87N350 G2 X49.035 Y-28.311 I-33.775 J-19.5 N355 X12.563 Y-53.5 I-36.472 J13.811 N360 G1 X-25.115N365 Z-10.N370 Y-43.5N375 G2 X-50.229 Y0. I0. J29.N380 G1 X-29.383 Y36.108N385 G2 X-4.268 Y50.608 I25.115 J-14.5 N390 G1 X4.268N395 G2 X29.383 Y36.108 I0. J-29.N400 G1 X43.953 Y10.87N405 G2 X40.22 Y-23.221 I-25.114 J-14.5 N410 X12.563 Y-43.5 I-27.657 J8.721N415 G1 X-25.115N420 Z-15.N425 G2 X-50.229 Y0. I0. J29.N430 G1 X-29.383 Y36.108N435 G2 X-4.268 Y50.608 I25.115 J-14.5 N440 G1 X4.268N445 G2 X29.383 Y36.108 I0. J-29.N450 G1 X43.953 Y10.87N455 G2 X40.22 Y-23.221 I-25.114 J-14.5 N460 X12.563 Y-43.5 I-27.657 J8.721N465 G1 X-25.115N470 Z-10.N475 Y-33.5N480 G2 X-41.569 Y-5. I0. J19.N485 G1 X-20.722 Y31.108N490 G2 X-4.268 Y40.608 I16.454 J-9.5 N495 G1 X4.268N500 G2 X20.722 Y31.108 I0. J-19.N505 G1 X35.293 Y5.87N510 G2 X31.232 Y-18.032 I-16.454 J-9.5 N515 X12.563 Y-33.5 I-18.669 J3.532N520 G1 X-25.115N525 Z-15.N530 G2 X-41.569 Y-5. I0. J19.N535 G1 X-20.722 Y31.108N540 G2 X-4.268 Y40.608 I16.454 J-9.5 N545 G1 X4.268N550 G2 X20.722 Y31.108 I0. J-19.N555 G1 X35.293 Y5.87N560 G2 X31.232 Y-18.032 I-16.454 J-9.5 N565 X12.563 Y-33.5 I-18.669 J3.532N570 G1 X-25.115N575 Z-10.N580 Y-23.5N585 G2 X-32.909 Y-10. I0. J9.N590 G1 X-12.062 Y26.108N595 G2 X-4.268 Y30.608 I7.794 J-4.5 N600 G1 X4.268N605 G2 X12.062 Y26.108 I0. J-9.N610 G1 X26.633 Y.87N615 G2 X24.575 Y-10.565 I-7.794 J-4.5 N620 G3 X21.437 Y-16. I5.736 J-6.935 N625 G2 X12.563 Y-23.5 I-8.874 J1.5N630 G1 X-25.115N635 Z-15.N640 G2 X-32.909 Y-10. I0. J9.N645 G1 X-12.062 Y26.108N650 G2 X-4.268 Y30.608 I7.794 J-4.5 N655 G1 X4.268N660 G2 X12.062 Y26.108 I0. J-9. N665 G1 X26.633 Y.87N670 G2 X24.575 Y-10.565 I-7.794 J-4.5 N675 G3 X21.437 Y-16. I5.736 J-6.935 N680 G2 X12.563 Y-23.5 I-8.874 J1.5N685 G1 X-25.115N690 Z50.N695 G0 G49N700 T4 M06N705 S1200 M03N710 G0 G43 Z50. H4N715 X-45. Y30.N720 G81 X-45. Y30. Z-35.601 R-10. F150. N725 Y-30.N730 X45.N735 Y30.N740 G80N745 G0 Z50.N750 G0 G49N755 T3 M06N760 S1200 M03N765 G0 G43 Z50. H3N770 X-45. Y30.N775 G83 X-45. Y30. Z-38.004 Q23. R-10. F115.N780 Y-30.N785 X45.N790 Y30.N795 G80N800 G0 Z50.N805 G0 G49N810 T1 M06N815 S447 M03N820 G0 G43 Z50. H1N825 X0. Y-1.5N830 Z5.N835 G1 Z-5. F115.N840 G3 X0. Y1.5 I0. J1.5N845 X0. Y-1.5 I0. J-1.5N850 G1 Z-10.N855 G3 X0. Y1.5 I0. J1.5N860 X0. Y-1.5 I0. J-1.5N865 G1 Z-12.N870 G3 X0. Y1.5 I0. J1.5N875 X0. Y-1.5 I0. J-1.5N880 G1 Z50.N885 G0 X-43.5 Y30.N890 Z-7.N895 G1 Z-17. F115.N900 G3 X-46.5 Y30. I-1.5 J0.N905 X-43.5 Y30. I1.5 J0.N910 G1 Z50.N915 G0 X43.5N920 Z-7.N925 G1 Z-17. F115.N930 G3 X46.5 Y30. I1.5 J0.N935 X43.5 Y30. I-1.5 J0.N940 G1 Z50.N945 G0 X-43.5 Y-30.N950 Z-7.N955 G1 Z-17. F115.N960 G3 X-46.5 Y-30. I-1.5 J0. N965 X-43.5 Y-30. I1.5 J0.N970 G1 Z50.N975 G0 X43.5N980 Z-7.N985 G1 Z-17. F115.N990 G3 X46.5 Y-30. I1.5 J0.N995 X43.5 Y-30. I-1.5 J0.N1000 G1 Z50.N1005 G0 X-43.5 Y30.N1010 Z-12.N1015 G1 Z-20. F115.N1020 G3 X-46.5 Y30. I-1.5 J0. N1025 X-43.5 Y30. I1.5 J0.N1030 G1 Z50.N1035 G0 X43.5N1040 Z-12.N1045 G1 Z-20. F115.N1050 G3 X46.5 Y30. I1.5 J0.N1055 X43.5 Y30. I-1.5 J0.N1060 G1 Z50.N1065 G0 X-43.5 Y-30.N1070 Z-12.N1075 G1 Z-20. F115.N1080 G3 X-46.5 Y-30. I-1.5 J0. N1085 X-43.5 Y-30. I1.5 J0.N1090 G1 Z50.N1095 G0 X43.5 N1100 Z-12.N1105 G1 Z-20. F115.N1110 G3 X46.5 Y-30. I1.5 J0. N1115 X43.5 Y-30. I-1.5 J0. N1120 G1 Z50.N1125 S477N1130 G0 X-47. Y8.N1135 Z-10.N1140 G1 Z-21. F115.N1145 Y-8.N1150 G3 X-43. Y-8. I2. J0. N1155 G1 Y8.N1160 G3 X-47. Y8. I-2. J0. N1165 G1 Z50.N1170 G0 X43. Y-8.N1175 Z-10.N1180 G1 Z-21. F115.N1185 G3 X47. Y-8. I2. J0.N1190 G1 Y8.N1195 G3 X43. Y8. I-2. J0.N1200 G1 Y-8.N1205 Z50.N1210 G0 X-47. Y8.N1215 Z-16.N1220 G1 Z-25. F115.N1225 Y-8.N1230 G3 X-43. Y-8. I2. J0. N1235 G1 Y8.N1240 G3 X-47. Y8. I-2. J0. N1245 G1 Z50.N1250 G0 X43. Y-8.N1255 Z-16.N1260 G1 Z-25. F115.N1265 G3 X47. Y-8. I2. J0.N1270 G1 Y8.N1275 G3 X43. Y8. I-2. J0.N1280 G1 Y-8.N1285 Z50.N1290 M30《数控编程》课程设计机械设计制造及其自动化0801班李艳涛- 21 -。