目录第一章绪论 (1)1.1 完成毕业设计的目的 (1)1.2 应用软件的介绍 (1)1.3 应用知识的介绍 (2)1.4 毕业设计的制作过程 (2)1.5 完成毕业设计的意义 (4)第二章CAD（计算机辅助设计） (5)2.1 测试件C的零件图 (5)2.2 零件的模型分析 (6)2.2.1 零件的结构分析 (6)2.2.2 零件建模的流程分析 (6)2.3 零件的建模步骤 (6)2.3.1 建立测试件C模型的步骤 (6)2.4 测试件C的立体图 (7)第三章CAM（计算机辅助制造） (8)3.1 工艺路线及刀具设计 (8)3.1.1 工艺分析 (8)3.1.2 刀具的选择 (8)3.1.3 切削参数的选择 (8)3.2 刀具轨迹图、加工参数及生成的G代码 (10)3.2.1 铣上平面 (10)1.铣上平面的刀具轨迹图 (10)2.铣上平面的刀具参数图 (11)3.铣上表面的程序单 (17)3.2.2 铣边角料 (18)1.铣边角料的刀具轨迹图 (18)2.铣边角料的刀具参数图 (19)3.铣边角料的程序单 (24)3.2.3 铣四个凸台平面 (35)1.铣四个凸台平面的刀具轨迹图 (35)2.铣四个凸台平面的刀具参数图 (36)3.铣四个凸台平面的程序单 (42)3.2.4 铣中间圆形腔 (45)1.铣中间圆形腔的刀具轨迹图 (45)2.铣中间圆形腔的刀具参数图 (46)3.铣中间圆形腔的程序单 (51)3.2.5 钻孔4xΦ11.8 (53)1.钻孔4xΦ11.8的刀具轨迹图 (53)2.钻孔4xΦ11.8的刀具参数图 (54)3.钻孔4xΦ11.8的程序单 (56)3.2.6 精铣中间凸台轮廓 (57)1.精铣中间凸台轮廓的刀具轨迹图 (57)2.精铣中间凸台轮廓的刀具参数图 (58)3.精铣中间凸台轮廓的程序单 (63)3.2.7 精铣四个凸台轮廓 (64)1.精铣四个凸台轮廓的刀具轨迹图 (64)2.精铣四个凸台轮廓的刀具参数图 (65)3.精铣四个凸台轮廓的程序单 (70)3.2.8 精铣中间圆形腔 (72)1.精铣中间圆形腔的刀具轨迹图 (72)2.精铣中间圆形腔的刀具参数图 (73)3.精铣中间圆形腔的程序单 (78)3.2.9 铰孔4xΦ12 (79)1.铰孔4xΦ12的刀具轨迹图 (79)2.铰孔4xΦ12的刀具参数图 (80)3.铰孔4xΦ12的程序单 (82)第四章CAPP（计算机辅助工艺设计） (83)4.1 CAPP相关知识简介 (83)4.1.1 CAPP的定义………………………………………………………………………………834.1.2 CAPP在企业信息化建设中的作用和地位………………………………………………834.1.3 CAPP的设计步骤…………………………………………………………………………834.2 加工轨迹明细单 (84)第五章指定工序的夹具设计 (85)5.1 夹具设计的相关知识 (85)5.1.1 选择机床夹具的基本要求 (85)5.1.2 机床夹具的分类和作用 (85)5.1.3 机床夹具设计内容和步骤 (86)5.1.4 基准的选择 (88)5.2 指定工序的夹具设计 (90)5.2.1 指定工序的夹具设计说明 (90)5.2.2 测试件C的夹具图 (91)第六章总结................................................................................................92参考文献 (93)致谢 (94)第一章绪论在当代信息化技术的推动和催化下，传统的制造业和制造技术也通过应用信息技术正在向着高效率、高精度、高自动化方向发展，数控机床、加工中心和柔性制造单元以及集成制造系统等得到广泛的应用，甚至基于计算机和网络应用的无纸化虚拟设计、远程协同设计、虚拟制造、远程制造等也已经崭露头角。
因此，能熟练的掌握CAD/CAM技术对从事机械专业的我们尤为重要。
1.1 完成毕业设计的目的本次对选定测试件进行数控加工及工装设计，能够系统、完整地反映在大学阶段对本专业知识掌握的情况，使学生具有了一定独立完成专业设计的能力和方法，对即将面临的就业和面试具有一定的指导意义，并能直接应用于生产实践。
通过使用CAD,CAM,CAXA等计算机辅助设计及制造软件完成该选定测试件的加工工艺路径及工装设计，解决实体造型的加工等问题，使学生对本专业知识得到了系统的梳理，能够熟练地使用CAD等计算机辅助设计及制造软件，独立完成一定的专业设计和制造任务，以适应不断发展的机械产业行业发展要求，充分体现自己的社会价值。
1.2 应用软件的介绍AutoCAD是美国Autodesk公司推出的一个通用的计算机辅助绘图和设计软件包。
由于它易于使用、适应性强，故被广泛应用于所有需要绘图及工程设计的各个领域，如机械、电子、土木建筑、地质勘探、设施规划和装潢设计等。
它已逐渐成为当今最受欢迎的计算机辅助设计和辅助绘图软件之一。
“CAXA制造工程师”是计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）工具软件。
它能熟练使用CAD/CAM软件进行机械零件加工的自动编程，使其生成正确的、数控机床能识别的数控程序代码（NC代码），在数控机床上进行金属切削加工，这是现代机械工程师所必须具备的基本技能。
目前它已广泛应用于国内塑模、锻模、汽车覆盖件拉伸模、压铸模等复杂模具的生产以及汽车、电子、兵器、航空航天等行业精密零件的加工。
CAPP是计算机辅助工艺设计，它是提高企业工艺水平、推动技术进步、增强竞争力的重要手段。
它是通过计算机输入被加工零件的几何信息和工艺信息，由计算机自动地输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
在本次毕业设计中，该应用技术是通过“CAXA 制造工程师”来实现的。
它的主要功能包括：1.毛坯设计；2.加工方法的选择；3.工艺路线的制定；4.工序设计（装夹设备的选择及设计；加工余量的分配；切削用量的选择；必要的工序图的生成；机床、刀具和夹具的选择等）；5.工时定额计算等。
1.3 应用知识的介绍工艺装备通常是指机械制造中用到的刀具、夹具、模具、量具、辅具等的总称。
好的工装可使机械加工的生产效率大幅度提高，产品质量稳定可靠，且能降低生产成本，节约能源和原材料等。
工艺设计是现代制造业的重要基础工作，是连接产品设计与产品制造的桥梁。
工艺设计的质量和效率直接影响企业制造资源的配置与优化、产品质量、生产组织效率、产品成本与生产周期等方方面面。
机床夹具有通用与专用两类。
通用夹具作为机床附件已标准化、系列化，适合于工件形状比较规则的单一、小批量零件的装夹。
例如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳等。
而专用夹具，是按工件的加工需要，专门设计的夹具以满足零件加工精度及批量生产的要求。
由于各类机床的加工工艺不同，夹具与机床的连接方式不同，各种夹具的结构与技术要求方面有不同的特点。
利用计算机进行零件加工工艺过程的制定，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。
通过向计算机输入被加工零件的几何信息和工艺信息，由计算机自动地输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
1.4 毕业设计的制作过程1.4.1 运用AutoCAD2007软件对测试件C进行计算机辅助设计的工作。
绘制了较为详细和直观的平面图，把尺寸关系表达得十分清楚，为后续的实体设计奠定基础。
1.4.2 运用CAXA制造工程师软件对测试件C进行计算机辅助制造和计算机辅助工艺设计的工作。
1.建立零件模型零件的CAD模型是数控编程的前提和基础，CAXA制造工程师软件数控程序的编制必须有CAD模型作为加工对象。
CAXA制造工程师软件也具有相对完善的数据转换接口，用户可以首先将其他CAD系统所建立的零件模型转换为公共的数据转换格式，如iges、step等，再导入CAXA制造工程师软件中并得到零件模型。
2.加工工艺分析及规划加工工艺分析和规划在很大程度上决定了数控程序的质量，主要是确定加工区域、加工性质、走刀方式、使用刀具、夹具设计、主轴转速和切削进给等项目。
加工工艺分析和规划主要包括以下内容。
（1）加工对象的确定通过对模型的分析，确定工件的哪些部位需要在数控铣床上或者数控加工中心加工。
数控铣加工的工艺适应性也是有一定限制的，对于尖角、细小的筋条等部位是不适合加工的，应使用线切割或者电加工来加工；而某些加工内容可能使用普通机床有更好的经济性，如孔的加工可以使用钻床、回转体加工可以用车床来加工，如图1.1所示。
图1.1 流程图Fig. 1.1 flow chart（2）加工区域规划即对加工对象进行分析，按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象分成若干个加工区域。
对加工区域进行合理规划，可以达到提高加工效率和加工质量的目的。
（3）加工工艺路线规划从粗加工到精加工，再到清根加工的加工流程规划，以及加工余量分配。
（4）加工工艺和加工方式确定如刀具选择、加工工艺参数和切削方式的选择等。
3.完善零件模型由于CAD造型人员更多地考虑零件设计的方便性和完整性，较少顾及零件模型对CAM加工的影响，所以要根据加工对象的确定及加工区域划分对模型做一些完善。
零件模型的完善通常有以下一些内容。
（1）确定坐标系。
（2）清理隐藏对加工不产生影响的元素。
（3）修补部分曲面。
（4）增加安全曲面。
（5）对轮廓曲线进行修整。
（6）构建刀路限制边界。
4.设置加工参数参数设置可视为对工艺分析和规划的具体实施，它构成了利用CAXA制造工程师软件进行数控编程的主要操作内容，直接影响生成的数控程序质量。
参数设置的内容主要有以下几个方面。
（1）设置加工对象用户通过交互手段选择被加工的几何体或其中的加工分区、毛坯和避让区域等。
（2）设置切削方式指定刀具轨迹的类型及相关参数。
（3）设置刀具及机械参数针对每一个加工工序选择适合的加工刀具并在CAXA制造工程师软件中设置相应的机械参数，包括主轴转速、切削进给、切削液控制等。
（4）设置加工程序参数包括对进退刀位置及方式、切削用量、行间距、加工余量、安全高度等的设置。
这是参数设置中最主要的内容之一。
5.生成数控刀具轨迹在完成参数的设置后，CAXA制造工程师软件将自动进行刀具轨迹的计算。
6.检验数控刀具轨迹为确保数控程序的安全性，必须对生成的刀具轨迹进行检查校验，检查刀具轨迹是否有明显过切或者加工不到位，同时检查是否发生与工件及夹具的干涉。
对检查中发现的问题，应该调整参数的设置，再重新进行计算、校验，直到准确无误。
7.生成数控程序前面生成的只是数控刀具轨迹，还需要将刀具轨迹以规定的标准格式转换为数控代码并输出保存。
数控程序文件可以用记事本进行打开。
在生成数控程序后，还需要检查这个程序文件，特别对程序及程序尾部分的语句进行检查，如有必要可以修改。
