数控专业毕业设计说明书

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1、摘要:根据所给样图，用CAD/CAM软件绘制零件图以及造型，并对配合件进行装配，生成装配 图和爆炸图。对零件进行数控加工工艺分析，安排各工件的加工工艺并编制工艺卡、加工工 序卡，合理选用数控加工刀具、工件装夹方式与数控加工夹具，按要求用手工编程和自动编 程方法编制各工件数控加工程序。关键字：数控加工工艺工件软件手工绪论数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加 工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床 加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形 状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程

2、人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工 程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）位 移数据及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和 格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序 输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写 的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编 制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程 是利用计算机通过自动编程软件完成对刀

3、具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨 迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁 琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，无论是手工编程还是自动编程，在 加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定 切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀 点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分 重要的工作。本设计有车削、铣削零件，根据所给样图，用CAD/CAM软件绘制零件图以及造型，并对 配合件进行装配，生成装配图和爆

4、炸图。根据零件技术要求，对零件进行了详细的数控加工 工艺分析，依据分析的结果，确定零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工 顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加 工工序卡片和刀具卡片等，最后，按照要求用手工编制车加工配合件、铣削加工件的数控加 工程序以及用自动编程编制铣床配合零件的数控加工程序。设计正文（一）、数控车床加工配合组件1 A件1、零件图工艺分析：该零件主要由 圆柱面、凹凸圆弧面、圆锥面、槽、 内孔、螺纹退刀槽以及外螺纹。根据 加工方法选择原则，零件各表面要求 不高，所以全部采用粗，精加工即可 完全可以保证尺寸、形状精度和表面 粗

5、糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了 零件在数控机床坐标系中的位置，因而 根据要求夹具能保证零件在机床坐标 系的正确坐标方向，同时协调零件与机 床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点 为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证 加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按 照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，分两次装夹加工，先用 外圆车刀加工右端面到458x 122 mm处（粗、精加工），然后用切断刀车出5x5 mm槽以及螺纹 退刀槽，再用螺纹刀加工出M 40x 2 - g6螺纹，再换切断刀至4 58x 117 mm处切断。然后

6、掉头 装夹，用422mm麻花钻钻深37mm孔，再用内孔车刀加工448mm和424mm内孔圆柱面以及1 x45。 倒角。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、 耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀 具，选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，选用机夹硬质合金钢刀93。外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、凹凸圆弧面以及圆锥面

7、。选用3mm切断刀车出外圆槽 和螺纹退刀槽，选用60外螺纹刀车螺纹，选用22mm麻花钻钻内孔，用内车刀加工内孔各 个表面。刀具表1序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3 mm高速钢3螺纹刀60硬质合金钢4麻花钻 22 mm高速钢5内端面车刀45硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：实际车削时，外圆柱面的直径为：d 1 =d-0.2mm=40mm-0.2mm=39.8mm 螺纹实际牙型高度为：hi =0.6495x2=1.299mm螺纹实际小径：di = d-1.5xhi =40-1.5x 1.299=38.0515mm 升速段为：Li =n x P/400=600 x 2/4

8、00mm=3mm 降速段为：L 2 =n x P/1800=600 x 2/1800mm=1mm（二）、数控车床加工配合组件1 B件1、零件图工艺分析：该零件主要由其杂芝圆柱面、圆锥面和槽。根据加工方法、选择原则，零件各表面要求不高，所nI以全部采用粗，精加工即可完全可以 保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的 要求。i_rLrL2、确定装夹方案：由于夹具确定了 当- %裟 J零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺 寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件

9、的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先 主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，先用外圆车刀加工右端面并倒4 24处1 x45。角至4 58 x 82处（粗、精加工）、然后用切断刀车5x5槽，再车出430x 17.5圆柱面并倒角切断工件。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、 耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的 表面尺寸和形状

10、相适应。生产中，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆 柱面以及圆锥面。选用3mm切断刀车出外圆槽和430x 17.5圆柱面并倒角切断工件。刀具表2序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3 mm高速钢（三）、数控车床加工配合组件2 A件 1、零件图工艺分析：该零件主要由球面、 圆柱面、凹凸圆弧面、圆锥面、槽、内孔、 内螺纹退刀槽以及内螺纹。根据加工方法 选择原则，零件各表面要求不高，所以全 部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、 形状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在 数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹 具能保证零件在机床坐标系

11、的正确坐标方 向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根 据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘 夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影 响到零件的加工质量、生产效率和加工成 本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，分三次装夹加工， 先用外圆车刀加工右端面加工至4 34处，然后用切断刀在4 48 x 90处切断。掉头装夹工件，先 用外圆车刀加工S436球面至448x40处，然后换用切断刀切出436槽以及40。斜面。再次掉 头装夹工件，用420麻花钻，钻内孔深31，然后用内孔车刀加工内孔其余部分并倒1.5x 40。角， 内槽刀车出内螺纹槽，再转用内螺纹

12、刀加工M30x 1.5-7H内螺纹。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根 据零件外型及机床配置，选用机夹硬质合金钢刀93。外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、球 面以及凹凸圆弧面。选用3mm切断刀车出436槽以及40斜面，选用425mm麻花钻钻内孔， 用内车刀加工内孔各个表面，用内槽刀切出内螺纹退刀槽，用内螺纹刀加工内螺纹。刀具表3序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀

13、3 mm高速钢3麻花钻4 25 mm高速钢4内端面车刀45硬质合金钢5内槽刀4mm硬质合金机夹刀6内螺纹刀60硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：螺纹实际牙型高度为：h1 =0.6495x2=1.299mm内螺纹实际小径：d1 = d-1.5 x h1 =30-1.5 x 1.299=28.0515mm 升速段为：L1 =n x P/400=600 x 2/400mm=3mm 降速段为：% =n x P/1800=600 x 2/1800mm=1mm（四）、数控车床加工配合组件2 B件1、零件图工艺分析：该零件主要由外圆柱面、椭圆孤、螺纹退刀槽和外螺纹组成。根据加工 方法选择原则，零件各表面要求不

14、高，所以全部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、形 状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要 求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐 标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺 寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用 三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影 响到零件的加工质量、生产效率和加工成 本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、 先粗后精的原则确定加工顺序零件分两次 装夹加工，先用外圆车刀加工左端面至4 48，然后换切断刀车出螺纹退刀槽，用外 螺纹刀车出M30x 1.5 -7H螺纹，再换切断刀至4 48 x 75

15、出车断工件。掉头装夹工件，用外圆 车刀加工椭圆以及斜面。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据零件外型及机床配置，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、 圆锥面和椭圆孤。选用3mm切断刀车出螺纹退刀槽，选用60螺纹刀加工外螺纹。刀具表4序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3 mm高速钢3螺纹刀60硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：实际车削时，外圆柱

16、面的直径为：d 1 =d-0.2mm=30mm-0.2mm=29.8mm螺纹实际牙型高度为：hi =0.6495x2=1.299mm螺纹实际小径：di = d-1.5xhi =30-1.5x 1.299=28.0515mm升速段为：Ljnx P/400=600 x 2/400mm=3mm降速段为：L 2=n x P/1800=600 x 2/1800mm=1mm（五）、数控铣床手动编程加工件11零件图工艺分析，该零件主要由平面、孔系、槽、外轮廓及内轮廓组成，尺寸精度要求不 高，粗、精铳即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控 机床坐标系中的位置，因而根

17、据要求夹具能保 证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协 调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构 特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧 工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能 保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到 零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的 原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用*16立式平底铣刀加工外轮廓、内轮廓以及槽，然后换6中心钻钻 通孔的中心孔，用*16钻头钻出三个通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重 要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要

18、考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装 调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工 零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及槽统一选用高速钢立式平底铣刀， 中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表5序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀*16高速钢2中心钻* 6高速钢3麻花钻*16高速钢（六）、数控铣床手动编程加工件21零件图工艺分析，零件由外轮廓、内轮廓、 凸台、

19、曲面、通孔以及螺纹孔组成，尺寸精度 要求不高，粗、精铣即可保证尺寸、形状精度 和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控 机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构 特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加 工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响 到零件的加工质量、生产效率和加工成本。 按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗 后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧 工件，用10立式平底铣刀加工工件的内外 轮廓、凸台以及曲面，然后转用6中

20、心钻 打通孔以及螺纹孔的顶尖孔，用12钻头钻 出两个12通孔，用10钻头钻出10螺纹 孔，最后用机用丝锥攻2xM12-6H内孔螺纹。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。根据加工零 件的结构以及机床配置，加工平面、曲面、外轮廓、内轮廓以及槽，为减少换刀时间统一选 用高速钢立式平底铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻，内孔螺纹用机用丝锥。刀具表6序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀10高速钢2

21、中心钻 6高速钢3麻花钻16高速钢4麻花钻10高速钢5机用丝锥硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：螺纹实际牙型高度为：h1 =0.6495x2=1.299mm螺纹实际小径：=d-1.5 x h1 =12-1.5 x 1.299=10.0515mm升速段为：L1=nx P/400=600x 2/400mm=3mm 降速段为：L 2=n x P/1800=600 x 2/1800mm=1mm（七）、数控铣床自动编程配合件A1零件图工艺分析，该零件主要由平面、孑L、凸台、 外轮廓及内轮廓组成，尺寸精度要求不高，粗、精 铳即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控机

22、床 坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在 机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床 坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要 求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的 加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实 施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零 件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面 先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确 定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用16立式 平底铳刀加工外轮廓、内轮廓以及凸台，然后换6中心钻钻通孔的中心孔，用12钻头钻出 通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量

23、。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、 耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工 零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及凸台时，为减少换刀时间统一选 用高速钢立式平底铳刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表7序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铳刀*16高速钢2中心钻* 6高速钢3麻花钻* 12高速钢（八）、数控铣床自动编程配合件B1零件图工艺分析，该零件主要由平面、孔、 外轮廓及内轮廓组

24、成，尺寸精度要求不高， 粗、精铳即可保证尺寸、形状精度和表面粗 糙度的要求。能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数 控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用*16立式平底铳刀加工外轮廓、内轮廓 以及凸台，然后换*6中心钻钻通孔的中心孔，用*12钻头、*2

25、8钻头分别钻通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材 料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、 耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工 零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及凸台时，为减少换刀时间统一选 用高速钢立式平底铣刀，轮廓边缘倒角用圆头铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表8序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀

26、416高速钢2圆头铣刀10硬质合金钢3中心钻4 6高速钢4麻花钻412高速钢5麻花钻4 28高速钢设计小结经过几周的设计，成功地完成了数控车、铣削零件的绘图、造型、编程以及仿真加工。 在仿真加工过程中，没有出现撞刀或运动干涉的现象，整个设计工艺方案选择合理，程序编 制正确。通过本次的设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中对零件的绘 图、造型，我对这两年多来学习的各种绘图造型软件进行了一次很全面的复习；选择刀具， 我对数控机床工具系统的特点和数控机床刀具材料和使用范围有了较深的了解，基本掌握了 数控机床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解了工件定位的基本原理、定 位

27、方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数 控加工夹具的选择方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉数控编程的主 要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、 辅助程序段的数值计算等有了进一步的认识。另外，我还复习并利用自动编程软件MasterCAM 对零件进行造型、加工轨迹生成、后置处理生成数控程序。工艺设计、数值计算及程序编制 的整个过程虽然任务比较繁重，但在设计过程中自己通过不断学习和实践，每解决一个问题， 都会感到不尽的喜悦和兴奋。通过本设计的实践，真切体会到理论必须和生产实践相结合。教材中所学到的许

28、多内容在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了一些意想不到的问题，在工艺方案确定后， 加工程序也经过多次调试、修改才最终完成了零件的加工。看到自己加工出的合格的零件， 我对自己和我的专业更加充满信心。参考文献：吕思科、罗素华机械制图北京理工大学出版社王征AutoCAD2009清华大学出版社周乐来、马靖Pro/ENGINEER Wildfire4.0机械工业出版社倪森寿机械制造工艺与装备化学工业出版社张晓东、王小玲数控编程与加工技术机械工业出版社樊雄数控机床操作与编程机械工程系数控研究室陈德航、钟延志、温丽MastercamX基础教程人民邮电出版社注：合同范本有风险，使用需谨慎，法律是经验性极强的领域，范本无法思考和涵盖全面， 最好找专业律师起草或审核后使用，谢谢您的关注！