【最新版】数控专业毕业设计
数控专业毕业设计
指导书
李艳华编
姜新桥审
武汉职业技术学院
机电技术教研室
2007年11月
第一部分毕业设计概述
毕业设计是学生在校学习的最后阶段，是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的系统训练和考察过程。毕业设计是学生在教师指导下，对所从事工作和取得成果的完整表述。
毕业设计的撰写是学生基本能力训练的过程，应当符合学院指定的有关标准，符合汉语语言规范。为加强对此项工作的指导，严格把关，制定本规范。
1．1 毕业设计论文的结构与要求
毕业设计论文包括目录、标题、内容摘要、关键词、正文、后记、参考文献和附录等部分。毕业设计一律打印，不得手写。
1.目录
目录应独立成页，包括论文中全部章、节的标题和所在页码。
2.毕业设计标题
毕业设计标题应当简短、明确，有概括性，符合毕业设计的任务的要求。毕业设计标题应能体现毕业设计的核心内容、专业特点和学科范畴。毕业设计标题不得超过25个汉字，不得设置副标题，不得使用标点符号，可以分二行书写。毕业设计标题用词必须规范，不得使用缩略语或外文缩写词。
3.内容摘要
内容摘要应扼要叙述毕业设计的主要内容、特点，文字精练，是一篇具有独立性和完整性的短文，包括主要成果和结论性意见。摘要中不应使用公式、图表，不标注引用文献编号，并应避免将摘要撰写成目录式的内容介绍。内容摘要一般不少于300个汉字。
4.关键词
关键词是供检索用的主题词条，应采用能够覆盖毕业设计主要内容的通用专业术语，一般列举3~5个，按照词条的层次从大到小排列，并应出现在内容摘要中。
5.正文
正文一般包括绪论、本论和结论等部分。正文必须从页首开始。
绪论一般作为毕业设计的第一章，应综述前人在本领域的工作成果，说明毕业设计选题的目的、背景和意义，国内外文献资料情况以及所要研究的主要内容。
本论是全文的核心部分，应结构合理，层次清晰，重点突出，文字通顺简练。
结论是对主要成果的归纳，要突出创新点，以简练的文字对所做的主要工作进行评价。结论一般不超过500个汉字。
正文一级及以下子标题格式如下：
第一章；1.1；一、；1.；（1）；①。
6.注释
注释安排在当页页脚，用带圈字表示序号，如注①、注②等。
7.参考文献
参考文献是论文的不可缺少的组成部分。它反映了毕业设计工作中取材的广博程度。参考文献应以近期发表或出版的与本专业密切相关的学术著作和学术期刊文献为主。参考文献数量不少于8篇。
产品说明、技术标准、未公开出版或发表的研究论文等不列为参考文献，有确需说明的可以在后记中予以说明。
网上参考文献应注明准确的网页地址。
8.后记
对整个毕业设计工作进行简单的回顾总结，对导师和对为毕业设计工作等提供帮助的组织或个人表示感谢。内容尽量简洁明了。
9.附录
对不宜放在正文中但对论文确有作用的材料（如外文文献的复印件和中文译文、公式的推导过程、较大型的程序流程图、较长的程序代码段、图纸、数据表格等），可以编制成论文的附录。附录不计入论文应达到的文字数量。
1．2 打印要求
a)封面
见附件《武汉职业技术学院毕业设计封面》。
b)目录
目录列至论文正文的二级及以上标题所在页码，内容打印要求与正文相同，目录页不设页码。
c)内容摘要
摘要标题按照正文一级子标题要求处理，摘要内容按照正文要求处理。内容摘要不设页码。
d)关键词
索引关键词与内容摘要同处一页，位于内容摘要之后，另起一行并以“索引关键词：”开头（字体加粗），后跟3-5个关键词（字体不加粗），词间空1字，其他要求同正文。
e)正文
正文必须从正面开始，并设置为第一页。页码在页末居中打印，其他要求同正文（如正文第5页格式为“-5-”）。
论文标题为标准三号黑体字，居中，单倍行间距；论文一级子标题为标准四号黑字体，左起空两个字打印，单倍行间距；正文一律用标准小四号宋字体，段落开头空两个字，行间距为固定值20磅；正文中的公式原则上居中。如公式前有文字（如：“解”，“假定”等），文字应与正文左侧对齐，公式仍居中，公式末尾不加标点。公式序号按章编排，如第二章的第三个公式序号为“（2—3）”，附录2中的第三个公式序号为“（附2—3）”等；正文中的插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确，绘制规范。插图按章编号并置于插图的正下方，插图不命名，如第二章的第三个插图序号为“图2—3”，插图序号使用标准五号宋体字。
正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋字体。
f)后记
后记独占一页，标题按照正文一级子标题要求处理，内容按照正文要求处理。
g)参考文献
按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，内容打印要求与论文正文相同。参考文献从页首开始，格式如下：
i.著作图书文献
序号作者书名出版者出版年份及版次（第一版省略）
ii.译著图书文献
序号作者书名出版者出版年份及版次（第一版省略）
iii.学术刊物文献
序号作者文章名学术刊物名年卷（期）：引用部分起止页码
iv.学术会议文献
序号作者文章名编者名会议名称会议地址年份出版地出版者出版年：引
用部分起止页码
v.学位论文类参考文献
序号作者学位论文题目学校和学位论文级别答辩年份引用部分起止页码
vi.西文文献
著录格式同中文，实词的首字母大写，其余小写。
参考文献作者人数较多者只列前三名，中间用逗号分隔，多于三人的后面加“等”字（西文加“etc.”）。
学术会议若出版论文集者，在会议名称后加“论文集”字样；未出版论文集者省去“出版者”，“出版年”项；会议地址与出版地相同的省略“出版地”，会议年份与出版年相同的省略“出版年”。
，取v c=70mmin，然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡片中(若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速)。
确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速和切削用量手册中给出的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。
背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8~10mm。半精加工时，背吃刀量取为0.5~2mm。精加工时，背吃刀量取为0.2~0.4mm。
表 2.2 孔系加工刀具与切削用量参数
(6)拟订数控铣削加工工序卡片。把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编人表2.3所示的数控加工工序卡片中，以指导编程和加工操作。
表 2.3 数控加工工序卡片
(三) 主要操作步骤及加工程序
1．确定编程原点
铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点选定的，为了编程方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定工件上某一点为编程坐标原点，具体选择应注意如下几点：
(1)编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。
(2)编程坐标原点尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。
(3)对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角点上。
(4)z轴方向的零点一般设在工作表面。
本设计选择40圆的圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在工件上表面。
2．按工序编制各部分加工程序
(1)粗铣定位基准面(底面),采用平口钳装夹，在MDI方式下，用125mm平面端铣刀，主轴转速为180rmin，起刀点坐标为(150，0，-4)，指令为：
G01X-150.Y0.F40M03
(2)粗铣上表面，起刀点坐标为(150，0，-5)，其余同步骤1。
(3)铣精上表面，起刀点坐标为(150，0，-0. 5)，进给速度为25mmmin，其余同步
骤1。
(4) 粗铣60mm外圆及其台阶面，在自动方式下，用63mm面端平铣刀，主轴转速为360rmin，修改后的零件粗加工程序如下：
%
O0010
(PROGRAM NAME-T)
(DATE=DD—MM—YY—04—05—28
TIME=HH：MM—10：29)
N100 G21
N102 G00G17G40G49G80G90
N112 G43H1Z10
N114 G00G90G54X30.Y-85.M03
N116 X62.
N118 Z2.
N120 G01Z-4.375F40
N122 Y0.
N124 G03X0.Y62.R62.
N126 X-62.Y0.R62.
N128 X0.Y-62.R62.
N130 X62.Y0.R62.
N132 G01Y85.
… (后略)
(5)精铣60mm外圆及其台阶面，修改后的零件精加工程序如下：
%
O0011
(PROGRAM NAME—T1)
(DATE=DD—MM—YY—0405—28)
TIME：HH：MM—10：49)
N100 G21
N102 G00G17G40G49G80G90
N106 G43H1Z10.
N108 G00G90G54X30.Y-85.M03
N110 X61.5
N112 Z2.
N114 G01Z-18.F25.
N116 Y0.
N118 G03X0.Y61.R61.5
N120 X-61.5Y0.R61.5
N122 X0.Y-61.5R61.5
N124 X61.5Y0.R61.5
N126 G01Y85.
N128 G00Z10.
N134 M05
N140 M30
%
( 6 )钻40H7底孔，在MDI方式下，用38mm的钻头，主轴转速为200rmin，指令为：
G98G83X0.Y0.Z-45.Q5.R10.F40.M03
(7)镗粗40H7孔内表面，使用镗刀，刀杆尺寸为25mm×25mm，主轴转速为
600rmin，指令为：
G98G76X0.Y0.Z-45.Q0.5R10.F40.M03
(8)镗精40H7内孔表面，主轴转速为500rmin，指令为
G98G76X0.Y0.Z-45.Q0.5R10.F30.M03
(9)钻2mm×13mm螺孔，在MDI方式下，用13mm的钻头，主轴转速为500rmin，指令为
G98G83X60.Y0.Z-45.Q5.R10.F40.M03
G98G83X-60.Y0.Z-45.Q5.R10.F40.M03
(10)2mm×22mm锪孔，在MDI方式下，用22mm×14mm的锪钻，主轴转速为350rmin，指令为
G98G83X60.Y0.Z-30.Q5.R10.F40.M03
G98G83X-60.Y0.Z-30.Q5.R10.F40.M03
(11)铣粗外轮廓，在自动方式下，用25mm平面立铣刀，主轴转速为900rmin，修改后的粗铣外轮廓加工程序如下：
%
O0012
(PROGRAM NAME—T1)
(DATE=DDMM—YY—04—05—28
TIME：HH：MM—11: 32)
N100 G21
N102 G00G17G40G49G80G90
(25．FLAT ENDMILL TOOL)
N106 G43H2Z10.M03
N108 G00G90G54X19.738Y-57.864
N110 Z-16.
Nl12 G01Z-29.F40.
N114 X-75.116Y-28.997
N116 G02X-92.7Y0.R32.7
N118 X-75.116Y28.997R32.7
N120 G01X-19.738Y57.864
…(后略)
(12)铣精外轮廓，在自动方式下，用25mm平面立铣刀，主轴转速为900rmin，在Z轴方向不分层，一次铣削到位。
(13)铣精定位基面至尺寸们40mm，方法同步骤3。
(四)设计小结
经过几周的设计和操作，成功地完成了数控铣削零件的编程与加工，加工的零件各部分尺寸精度和表面质量均达到零件图样的技术要求。整个设计工艺方案选择合理，程序编制正确，加工过程中严格按照操作规程，没有出现撞刀或运动干涉的现象。
通过本课题的设计，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，我还学会了利用自动编程软件MasterCAM对零件进行造型、加工轨迹生成、后置处理及加工程序向机床传输加工等技术和方法。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。
2．3 使用专用刀具车削缸孔的加工工艺设计示例
一、设计要求：
加工零件如图2.3所示，材料为QT500-7，铸造毛坯，主要进行缸孔加工。
设计任务
(1)零件图工艺分析。
(2)确定装夹方案。
(3)确定加工顺序。
(4)选择加工用刀具。
(5)合理选择切削用量。
(6)拟定数控铣削加工工序卡片。
(7)根据加工工序步骤编写加工程序。
(8)完成工件的加工。
二、设计说明书
（一）绪论
略。
（二）工艺设计说明
1）零件工艺分析该零件采用铸造毛坯，外形由铸造得到，主要进行缸孔加工。缸孔虽然没有复杂的轮廓形状，但两处密封槽的构造还是比较复杂，槽宽窄而转角圆弧小，不便于作直线及圆弧插补切削，宜采用成型刀具加工，编程方便且切削效率高。缸孔及密封槽在直径方向和轴向位置、槽宽方面均有一定的尺寸精度要求，其中缸孔内径Φ66.7 精度最高，达IT7级，且有较高的表面粗糙度要求，需通过精车来保证；Φ72.68、Φ71.68成型槽的精度为IT10级，需预切后再作精切；其余尺寸精度在IT11~12级之间，一次切削即可。缸孔成型部分结构清晰、尺寸标注完整、基准明确。另外，为保证槽的密封性能，槽壁不允许有振纹，因此要求切削刀具刀刃锋利且切削性能好。零件材料为球墨铸铁QT500-7，为短切屑脆性材料，应选用合适的切削刀片。
2）确定装夹方案该零件铸造毛坯形状、主要尺寸如图2.4所示。A面为零件的装配基准，也是缸孔加工时的装夹定位基准，首先必须安排加工该面的工序，此时可由外圆Φ98和C面作粗定位，以外圆Φ98表面为夹紧表面，直接用三爪卡盘夹紧，将A 面带白即可；缸孔加工时由A面作轴向定位基准，保证孔口到A面的距离尺寸28，由于缸孔加工时只需一次装夹即可完成全部缸孔的加工，径向可直接以铸造毛坯表面B 作定位基准，以B面为夹紧表面，直接用三爪卡盘液压夹紧加工，则更能保证缸孔与毛坯各处壁厚的均匀程度，夹紧变形由调整液压夹紧力大小进行控制。
3）确定加工顺序及进给路线当装夹定位基准面A加工完成后，按图2.4（c）一次装夹即可实现缸孔所有内容的数控加工。具体加工顺序和进给路线安排如下：（1）车削孔口端面由于孔口端面车削范围不大，可使用一把外圆车刀进行车削，为获得较高的端面表面质量，可考虑使用恒线速车削控制。
（2）粗车缸孔采用定制的双刃镗孔刀具粗车（镗）缸孔，刀杆粗、刀具刚性好，切削效率高。车孔尺寸直接由两刀片外刃间距保证，试切对刀时使刀杆对称中心与主轴回转中心重合即可，粗车缸孔直径到Φ66.4，Z向缸孔深度加工到45.3，以确保足够的精车深度。工序尺寸和进给路线如图2.5(a)所示。
（3）扩缸孔口部带倒角采用定制的组合刀具，当扩孔深度到位时，口部0.5x45°也刚好加工到位。控制尺寸：Φ76.7由双刀片外刃间距保证，试切对刀时使刀杆对称中心与主轴回转中心重合即可；Z深7由程序保证。工序尺寸和进给路线如图2.5(b)所示。
（4）车防尘槽采用定制的成型刀片，切槽到位时也将两侧0.2和0.5的倒角做出。控制尺寸：Φ80.8, Z深7由程序保证，以试切到位为X0；槽宽4.5由刀片宽度保证。工序尺寸和进给路线如图2.6(a)所示。
（5）精车缸孔采用定制刀杆，标准刀片。控制尺寸：Φ66.7, Z深45由程序保证，以试切到位为X0。为避免断续切削的冲击损伤刀具，精车安排在成形槽切削之前进行，整个缸孔的精车为连续走刀，同时精车缸孔Z深度应稍小于粗车深度可有效保护精车刀具。工序尺寸和进给路线如图2.6(b)所示。
（6）预切成形槽采用定制尖形刀片，刀尖角60o。可加工成形槽内60o油槽、预切成形槽、右侧30°倒角和对左侧0.5x45°的角作预切。工序尺寸和进给路线如图2.6(c)所示。
（7）精切成形槽采用定制成形刀片，精切成形槽带左侧45o倒角。Φ72.68、Φ71.68、4.19±0.05的槽形尺寸由刀片保证，径向位置X和轴向位置Z由程序保证。工序尺寸和进给路线如图2.6(d)所示。
4）刀具选用针对产品大批量生产的性质，且由于缸孔内各槽形的特殊要求，各刀具均采用刚性好的定制粗刀杆作刀体，为高效切削提供条件；各切槽刀具根据槽形定制，具复合加工功能，可减少刀具数目、节省对刀、换刀时间、简化走刀路线；扩口倒角采用组合刀具，其刀片装固位置和角度按加工尺寸位置关系设计，和粗、精车缸孔一样，由于结构形状简单，可选用标准刀片，便于更换且节约刀具成本。各刀具结构及其调整图如图2.7所示。
5）切削用量的选用
粗车缸孔：主轴转速n=500rmin，背吃刀量1.5~2mm，进给速度f=0.18mmr。
口部扩孔带倒角：主轴转速n=300rmin，背吃刀量5mm，进给速度f=0.1mmr。
车防尘槽：主轴转速n=280rmin，背吃刀量2mm，进给速度f=0.05mmr。
精车缸孔：主轴转速n=600rmin，背吃刀量0.15mm，进给速度f=0.18mmr。
预切成形槽：主轴转速n=300rmin，背吃刀量2~3mm，进给速度f=0.08mmr。
精切成形槽：主轴转速n=200rmin，背吃刀量1.2~1.5mm，进给速度f=0.1mmr。
6）填写工艺卡片
（三）主要操作步骤及加工程序
略。
（四）设计小结
略。
第三部分毕业设计选题
3.1车削类零件的数控加工工艺设计及程序设计
主要内容：
1、编制生产类型为小批生产的车削类零件的数控加工工艺。
（1）熟悉零件图纸，分析其加工工艺性。
（2）拟定合理的加工工艺，分析其装夹定位要求。
（3）选择各工序所用的设备、刀具、量具以及有关辅助工具。
（4）编制数控加工工艺文件（加工工艺卡和刀具配置卡、检验卡）。
2、利用手工编程或自动编程软件编制铣削零件的数控加工程序。
（1）手工计算轮廓节点或绘制其CAD图形，构建3D模型。
（2）正确选择加工方式进行程序设计或刀路设计，合理的选用加工工艺参数。
（3）利用HNC-22T、宇龙仿真软件验证刀路，对不合理的刀路进行改进。
（4）优化刀路、使用宏编程技术处理程序。试切削加工。
3、撰写毕业设计论文。
设计题目1图纸
设计题目3图纸
3.2铣削类零件的数控加工工艺设计及程序设计
主要内容：
1、编制生产类型为小批生产的铣削类零件的数控加工工艺。
（1）熟悉零件图纸，分析其加工工艺性。
（2）拟定合理的加工工艺，分析其装夹定位要求。
（3）选择各工序所用的设备、刀具、量具以及有关辅助工具。
（4）编制数控加工工艺文件（加工工艺卡和刀具配置卡、检验卡）。
2、利用手工编程或自动编程软件编制铣削零件的数控加工程序。
（1）手工计算轮廓节点或绘制其CAD图形，构建3D模型。
（2）正确选择加工方式进行程序设计或刀路设计，合理的选用加工工艺参数。
（3）利用HNC-22M、MCU和宇龙仿真软件验证刀路，对不合理的刀路进行改进。
（4）优化刀路、使用简化编程技术处理程序。试切削加工。
3、撰写毕业设计论文。
设计题目1图纸
设计题目2图纸