項(xiàng)目9.3孔類零件的加工.課件

1、【知識點(diǎn)】 固定循環(huán)的組成； 孔加工所用指令；【技能點(diǎn)】 掌握孔的各種加工方法； 掌握固定循環(huán)指令的使用方法；【任務(wù)描述】完成如圖3-8所示零件中所有孔的編程與加工。任務(wù)3 孔類零件的加工 圖3-8 鉆、擴(kuò)、鉸、鏜類零件的加工 【任務(wù)分析】一、各種孔加工的方法在數(shù)控銑床上，常用于加工孔的方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、粗/精鏜孔及攻絲等。通常情況下，在數(shù)控銑床上能較方便地加工出IT7IT9級精度的孔。1. 點(diǎn)孔點(diǎn)孔用于鉆孔加工之前，由中心鉆來完成。由于中心鉆的直徑較小，加工時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)不得低于1000r/min。2. 鉆孔鉆孔是用鉆頭在工件實(shí)體材料上加工孔的方法。麻花鉆是鉆孔最常用的刀具，一般用高速鋼

2、制造。鉆孔精度一般可達(dá)到IT1011級，表面粗糙度Ra為5012.5，鉆孔直徑范圍為0.1100mm，廣泛應(yīng)用于孔的粗加工，也可作為不重要孔的最終加工。3. 擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆，對工件上已有的孔進(jìn)行擴(kuò)大的加工，擴(kuò)孔鉆有34個主切削刃，沒有橫刃，它的剛性及導(dǎo)向性好。擴(kuò)孔加工精度一般可達(dá)到IT910級，表面粗糙度Ra為6.33.2。一般工件的擴(kuò)孔使用麻花鉆，對于精度要求較高或生產(chǎn)批量較大時應(yīng)用擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔加工余量為0.40.5mm。4. 锪孔锪孔是指用锪鉆或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的加工方法，通常用于加工沉頭螺釘?shù)某令^孔、錐孔、小凸臺面等，锪孔時切削速度不宜過高，以免產(chǎn)生徑向振紋或出現(xiàn)多棱形等質(zhì)

3、量問題。5.鉸孔鉸孔是利用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和表面粗糙度值的方法。鉸孔精度等級可達(dá)到IT78級，表面粗糙度Ra為1.60.8，適用于孔的半精加工及精加工。鉸刀是定尺寸刀具，有612個切削刃，剛性和導(dǎo)向性比擴(kuò)孔鉆更好，適合加工中小直徑孔。鉸孔之前，工件應(yīng)經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔等加工，鉸孔的加工余量參考表3-8。孔的直徑8mm820mm2132mm3350mm5170mm鉸孔余量（mm）0.10.20.150.250.20.30.250.350.250.356.鏜孔絲錐是攻絲并能直接獲得螺紋尺寸的刀具，一般由合金工具鋼或高速鋼制成。常用的絲錐分為機(jī)用絲錐和手用絲錐兩種。（3）

4、 螺紋底孔直徑的確定攻絲前應(yīng)加工出螺紋的底孔，底孔的直徑尺寸可根據(jù)螺紋的螺距查閱手冊或按下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定。加工鋼件或塑性材料時；加工鑄鐵或脆性材料時式中：D底孔直徑（mm），d螺紋公稱直徑（mm），P螺距（mm）攻盲孔工件時，由于絲錐切削部分不能攻到孔底，所以孔的深度要大于螺紋長度，孔深可按下式計(jì)算：。式中：L孔的深度（mm），螺紋長度（mm），d螺紋公稱直徑（mm）（4） 注意事項(xiàng)表3-8鉸孔余量（直徑值）直徑在M6以下的螺紋不適合在立式數(shù)控銑床上加工，因?yàn)樽詣庸ヂ菁y不能隨機(jī)控制加工狀態(tài)，且小直徑絲錐易折斷。攻絲時要求排屑效果好，因此一般應(yīng)加注切削液。絲錐用鈍后應(yīng)及時更換，不得強(qiáng)行攻制，以

5、免加工時發(fā)生折斷。立式數(shù)控銑床上采用固定循環(huán)指令編寫攻絲程序，它的6個基本動作類同于孔加工循環(huán)。加工前首先根據(jù)圖紙要求計(jì)算出螺紋底孔的直徑，并選擇麻花鉆加工出底孔；攻絲加工的進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速及內(nèi)螺紋的螺距有關(guān)，編程中有的直接給定螺距，機(jī)床可自動計(jì)算其進(jìn)給速度；有的則需將計(jì)算出的進(jìn)給速度（）寫入程序中?？椎木扔袩o預(yù)孔孔尺寸0121224203030606080IT9IT11無鉆鉸鉆擴(kuò)鉆擴(kuò)鏜（或鉸）有粗?jǐn)U精擴(kuò)；或粗鏜精鏜（余量少可一次性擴(kuò)孔或鏜孔）IT8無鉆擴(kuò)鉸鉆擴(kuò)精鏜（或鉸）鉆擴(kuò)粗鏜精鏜有粗鏜半精鏜精鏜（或精鉸）IT7無鉆粗鉸精鉸鉆擴(kuò)粗鉸精鉸；或鉆擴(kuò)粗鏜半精鏜精鏜有粗鏜半精鏜精鏜（如仍達(dá)不到

6、精度還可進(jìn)一步采用精細(xì)鏜）表3-9 數(shù)控銑床上孔的加工方法關(guān)于表3-8的說明如下：在加工直徑小于30mm且沒有預(yù)孔的毛坯孔時，為了保證鉆孔加工的定位精度，可選擇在鉆孔前先將孔口端面銑平或采用打中心孔的加工方法。對于表5-1中的擴(kuò)孔及粗鏜加工，也可采用立銑刀銑孔的加工方法。在加工螺紋孔時，先加工出螺紋底孔，對于直徑在M6下的螺紋，通常不在數(shù)控銑床上加工；對于直徑在M6M20的螺紋，通常采用攻螺紋的加工方法；而對于直徑在M20以上的螺紋，可采用螺紋銑刀銑削加工。二、孔加工指令概述1 孔加工固定循環(huán)指令表FANUC-0系統(tǒng)加工中心配備的固定循環(huán)功能，主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等。使用一個

7、程序段可以完成一個孔加工的全部動作（鉆孔進(jìn)給、退刀、孔底暫停等），如果孔的動作無需變更，則程序中所有模態(tài)數(shù)據(jù)可以不寫，從而達(dá)到簡化程序，減少編程工作量的目的。固定循環(huán)指令如表3-10所示。表3-10 FANUC系統(tǒng)固定循環(huán)指令功能一覽表G指令鉆削（-Z方向）孔底的動作回退（+Z方向）用途G73間歇進(jìn)給快速移動高速深孔往復(fù)排屑鉆循環(huán)G74切削進(jìn)給主軸：停轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)切削進(jìn)給反轉(zhuǎn)攻左旋螺紋循環(huán)G76切削進(jìn)給主軸定向停止刀具移位快速移動精鏜孔循環(huán)G80取消固定循環(huán)G81切削進(jìn)給快速移動中心鉆、鉆孔循環(huán)G82切削進(jìn)給進(jìn)給暫停數(shù)秒快速移動锪孔、鏜階梯孔循環(huán)G83間歇進(jìn)給快速移動深孔往復(fù)排屑鉆循環(huán)G84切削進(jìn)給

8、主軸：停轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給正轉(zhuǎn)攻右旋螺紋循環(huán)G85切削進(jìn)給切削進(jìn)給精鏜孔循環(huán)G86切削進(jìn)給主軸停止快速移動鏜孔循環(huán)G87切削進(jìn)給主軸正轉(zhuǎn)快速移動反鏜孔循環(huán)G88切削進(jìn)給進(jìn)給暫停主軸停轉(zhuǎn)手動移動鏜孔循環(huán)G89切削進(jìn)給進(jìn)給暫停數(shù)秒切削進(jìn)給精鏜階梯孔循環(huán)2 孔加工固定循環(huán)概述 圖3-9 固定循環(huán)動作及圖形符號（1）孔加工固定循環(huán)動作固定循環(huán)通常由六個基本動作構(gòu)成。（見圖3-9）動作1X、Y軸定位。刀具快速定位到孔加工的位置（初始點(diǎn)）。動作2快進(jìn)到R點(diǎn)平面。刀具自初始點(diǎn)快速進(jìn)給到R點(diǎn)平面（準(zhǔn)備切削的位置），在多孔加工時，為了刀具移動的安全，應(yīng)注意R點(diǎn)平面Z值的選取。動作3孔加工。以切削進(jìn)給方式執(zhí)行孔加工的

9、動作。動作4在孔底的動作。包括暫停、主軸定向停止、刀具移位等動作。動作5返回到R點(diǎn)平面。動作6快速返回到初始點(diǎn)。（2）孔加工固定循環(huán)的基本格式孔加工固定循環(huán)通用格式：G90（G91） G98（G99） G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_；數(shù)據(jù)形式固定循環(huán)指令中地址R與地址Z的數(shù)據(jù)指定與G90或G91的方式選擇有關(guān)，見圖3-10。在采用絕對方式時，R與Z一律取其絕對坐標(biāo)值；在采用增量方式時，R是R點(diǎn)相對于I點(diǎn)的增量值，Z是孔底相對于R點(diǎn)的增量值。在循環(huán)指令中X、Y與Z可以分別用G90或G91進(jìn)行指令，因?yàn)閄、Y的移動與Z的動作是在不同的基本動作中完成的，所以可以這樣編程

10、。如：G91 G98 G73 X100 Y30 G90 Z20 R3 Q5 F50；返回點(diǎn)平面選擇指令由G98、G99指令決定刀具在返回時到達(dá)的平面。G98指令返回到初始點(diǎn)平面（I平面）；G99指令返回到R平面（R點(diǎn)平面），見圖3-11。圖3-10 數(shù)據(jù)形式及孔加工數(shù)據(jù) 圖3-11 返回點(diǎn)平面選擇孔加工方式G73G89規(guī)定孔加工方式，具體根據(jù)孔加工形式選?。ㄒ姳?-9）。孔加工位置X、Y：孔加工位置坐標(biāo)值?？准庸?shù)據(jù)Z：在G90指令有效時，Z值為孔底的絕對坐標(biāo)值；在G91指令有效時，Z是孔底相對于R點(diǎn)的增量值，見圖3-10。R：在G90指令有效時，R值為絕對坐標(biāo)值；在G91指令有效時，R值為R

11、點(diǎn)相對于I點(diǎn)的增量值。此段動作是快速進(jìn)給的。Q：在G73、G83方式中，Q規(guī)定每次加工的深度；以及在G76、G87方式中，Q為刀具的偏移量。Q始終用正值表示。P：規(guī)定在孔底的暫停時間，用整數(shù)表示，以ms為單位。F：切削的進(jìn)給速度。在圖3-8中，循環(huán)動作3（切削進(jìn)給）的速度由F指定，而循環(huán)動作5的速度則由選定的循環(huán)方式確定。上述孔加工數(shù)據(jù)，不一定全部都寫，根據(jù)需要可省略若干地址和數(shù)據(jù)。重復(fù)次數(shù)K：決定圖3-9中動作1動作6等一系列操作的重復(fù)加工次數(shù)，最大值為9999。沒有指定K時，系統(tǒng)默認(rèn)1，亦就是K1可以省略；如果把K指定為0，即K0，則只存儲孔加工數(shù)據(jù)，而不進(jìn)行孔加工。固定循環(huán)指令是模態(tài)指令

12、，一旦指定，就一直保持有效，直到用G80撤消指令為止。因此，只要在開始時用了這些指令，在后面連續(xù)的加工中不必重新指定。如果僅僅是某個孔加工數(shù)據(jù)發(fā)生變化（如孔深發(fā)生變化），僅需要修改變化了的數(shù)據(jù)即可。此外，G00、G01、G02、G03等01組的指令也起撤消固定循環(huán)指令的作用。三、固定循環(huán)指令1 定位、鉆孔循環(huán)（G81）（1）指令格式：G81 X_ Y_ Z_ R_ F_；（2）孔加工動作說明：如圖3-12，G81指令用于中心鉆的定位鉆孔和對孔要求不高的鉆孔，切削進(jìn)給執(zhí)行到孔底，然后刀具從孔底快速移動退回。圖3-12 G81鉆孔循環(huán)指令G81 2 深孔鉆循環(huán)（G83、G73）G73和G83一般用

13、于較深孔的加工，又稱為啄式孔加工指令。(1）指令格式：G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；(2）孔加工動作說明：如圖3-13、14所示，G73指令通過Z軸方向的啄式進(jìn)給可以較容易地實(shí)現(xiàn)斷屑與排屑。指令中的Q值是指每一次的加工深度（均為正值）。d值由機(jī)床系統(tǒng)指定，無須用戶指定。G83指令同樣通過Z軸方向的啄式進(jìn)給來實(shí)現(xiàn)斷屑與排屑的目的。但與G73指令不同的是，刀具間隙進(jìn)給后快速回退到R點(diǎn)，再快速進(jìn)給到Z向距上次切削孔底平面d處，從該點(diǎn)處，快進(jìn)變成切削進(jìn)給，進(jìn)給距離為Q+d。此種方式多用于加工深孔。3鉸孔、精鏜孔循環(huán)（G85）（1）指令格式：G8

14、5 X_ Y_ Z_ R_ F_；（2）鉸孔加工動作說明：如圖3-15所，鉸孔加工循環(huán)時刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后以切削進(jìn)給方式返回到R平面。 圖3-15 鉸孔、鏜孔循環(huán)G85 4 粗鏜孔循環(huán)（G86、G88）(1）指令格式：G86 X_ Y_ Z_ R_ F_；G88 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_；（2）孔加工動作說明：如圖3-16，執(zhí)行G86循環(huán)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后主軸停轉(zhuǎn)，刀具快速退到R點(diǎn)平面后，主軸正轉(zhuǎn)。由于刀具在退回過程中容易在工件表面劃出條痕，所以該指令常用于精度或粗糙度要求不高的鏜孔加工。執(zhí)行G88循環(huán)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，刀具在孔底暫停后

15、主軸停轉(zhuǎn)，這時可通過手動方式從孔中安全退出刀具，再進(jìn)行自動運(yùn)行，Z軸快速返回R點(diǎn)或初始平面，主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。此種方式雖能相應(yīng)提高孔的加工精度，但加工效率較底。 圖3-16 鏜孔循環(huán)指令G86與G885. 精鏜孔循環(huán)（G76、G87）（1）指令格式： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_；G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_；（2）指令動作說明：如圖3-17，G76、G87這兩種指令只能用于有主軸定向停止（主軸準(zhǔn)停）的數(shù)控銑削機(jī)床上。在G76指令中，刀具從上往下鏜孔切削，切削完畢后定向停止，并在定向的反方向偏移一個Q（一般取0.51mm）后返回。在G87指令中，刀具首先定向

16、停止，并在定向的反方向偏移一個Q（一般取精加工單邊余量0.51mm），到孔底后由下往上進(jìn)行鏜孔切削。另外在G87指令中，點(diǎn)Z平面在點(diǎn)R平面的上方，所以沒有G99狀態(tài)。 圖3-17 精鏜孔循環(huán)指令G76與反精鏜孔循環(huán)指令G87 四、 剛性攻絲循環(huán)（G74、G84）（1）指令格式G84 X_ Y_ Z_ R_ F_；（加工右旋螺紋）G74 X_ Y_ Z_ R_ F_；（加工左旋螺紋）（2）指令動作說明：如圖3-18，G74循環(huán)為左旋螺紋攻絲循環(huán)，用于加工左旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時，主軸反轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動到R點(diǎn)，執(zhí)行攻絲到達(dá)孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，完成攻絲動作。 圖3-18 反轉(zhuǎn)

17、攻左旋螺紋指令G74與正轉(zhuǎn)攻右旋螺紋指令G84G84動作與G74基本類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時，主軸正轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動到R點(diǎn)，執(zhí)行攻絲到達(dá)孔底后，主軸反轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，完成攻絲動作。攻絲時進(jìn)給量F的指定根據(jù)不同的進(jìn)給模式指定。當(dāng)采用G94模式時，進(jìn)給量F=導(dǎo)程轉(zhuǎn)速；當(dāng)采用G95模式時，進(jìn)給量F=導(dǎo)程。在指定G74前，應(yīng)先使主軸反轉(zhuǎn)。另外，在G74與G84攻絲期間，進(jìn)給倍率、進(jìn)給保持均被忽略。當(dāng)采用這種方式攻絲時，必須配用帶有彈簧伸縮裝置的夾頭，用它來補(bǔ)償 Z 軸進(jìn)給與主軸轉(zhuǎn)角運(yùn)動產(chǎn)生的螺距誤差。例5-6：試用攻絲循環(huán)編寫如圖3-19中兩螺紋孔的加工程序。M0

18、3S100；G95G90G00X0Y0；G99G84X-25.0Y0Z-15.0 R3.0 F1.75；M05；M04S100；G94；G98G74X25.0Y0Z-15.0 R3.0 F175；G80；1.刀具及切削用量加 工 工 序刀 具 與 切 削 參 數(shù)序號加工內(nèi)容刀 具 規(guī) 格長度進(jìn)給率mm/min刀具補(bǔ)償?shù)短柕毒呙Q材料半徑1定位T13中心鉆高速鋼1200100H1D12鉆4個 10的孔T2 10鉆頭高速鋼600100H2D23鉆中間大孔T3 20鉆頭高速鋼30040H3D34擴(kuò)38的孔T4 35鉆頭高速鋼15020H4D45鏜38的孔T5 38鏜刀硬質(zhì)合金90050H5D56擴(kuò)2

19、個 12孔T6 12鉆頭高速鋼60080H6D67擴(kuò)2個 16孔T7 15.8鉆頭高速鋼40050H7D78鉸2個 16孔T8 16鉸刀硬質(zhì)合金25030H8D8表3-11 各工序刀具的切削參數(shù)【任務(wù)實(shí)施】2孔加工程序說明：編程坐標(biāo)系原點(diǎn)選在毛坯上表面的中心，毛坯上表面為工件坐標(biāo)系Z=0面，機(jī)床坐標(biāo)系設(shè)在G54上。程序注解O0001程序名程序號加工程序程序說明O0001；程序名N10G54G94 G90 G21 G40 G17 G49；程序初始化N20G00 X0 Y0；刀具在X、Y平面快進(jìn)至切削起點(diǎn)N30G43 Z20. H01；執(zhí)行1號長度補(bǔ)償，Z方向快進(jìn)至安全高度N40M03 S1200

20、 M08；打開轉(zhuǎn)速和冷卻液N50G81G99 X-60.Y25. Z-3.R5.0 F100；G81定位所有的孔N60Y-25.；N70X60.Y-22.5；N80Y22.5；表3-12 孔加工參考程序N90G00Z150.；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位N100M05；主軸停轉(zhuǎn)N110M00；程序暫停（手動換刀，換上10mm麻花鉆）N120M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/minN130G43G00Z100. H2 M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具2號長度補(bǔ)償，切削液開N140X0Y0；X、Y軸快速定位N150G83G99X-60.Y25.Z-30.R2Q5K1F100；鉆孔，進(jìn)給率100m

21、m/minN160Y-25.；N170X60.Y-22.5；N180Y22.5；N190G00Z150.M09；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N200M05；主軸停轉(zhuǎn)N210M00；程序暫停（手動換刀，換上20麻花鉆）N220M03S300；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速300r/minN230G43G00Z100.H3M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具3號長度補(bǔ)償，切削液開N240X0Y0；X、Y軸快速定位N250G83G99X0Y0Z-35.R2Q5K1F40；鉆孔，進(jìn)給率40mm/minN260G80；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N270G00Z150.M09；N280M05；主軸停轉(zhuǎn)N290

22、M00；程序暫停（手動換刀，換上35麻花鉆）N300M03S150；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速150r/minN310G43G00Z100.H4M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具4號長度補(bǔ)償，切削液開N320X0Y0；X、Y軸快速定位N330G83G99X0Y0Z-42.R2Q5K1F20；擴(kuò)孔，進(jìn)給率20mm/minN340G80；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N350G00Z150.M09；N360M05；主軸停轉(zhuǎn)N370M00；程序暫停（手動換刀，換上12麻花鉆）N380M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/minN390G43G00Z100.H6M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具6號長度補(bǔ)償，切削

23、液開N400X0Y0；X、Y軸快速定位N410G83G99X-60.Y25.Z-31.R2Q5K1F80；擴(kuò)孔，進(jìn)給率80mm/minN420Y-25.；N430G00Z150.M09；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N440M05；主軸停轉(zhuǎn)N450M00；程序暫停（手動換刀，換上15.8麻花鉆）N460M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/minN470G43G00Z100.H7M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具7號長度補(bǔ)償，切削液開N480X0Y0；X、Y軸快速定位N490G83G99X60.Y-2.25Z-33.R2Q5K1F50；擴(kuò)孔，進(jìn)給率50mm/minN500Y22.5；N510G00Z150.M09；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N520M05；主軸停轉(zhuǎn)N530M00；程序暫停（手動換刀，換上16機(jī)用鉸刀）N540M03S250；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速250r/minN550G43G00Z100.H8M07；Z軸快速定位，調(diào)用刀具8號長度補(bǔ)償，切削液開N560X0Y0；X、Y軸快速定位N570G85G99X60.Y-22.5Z-30.R2F30；鉸孔，進(jìn)給率30mm/minN580Y22.5；N590G00Z150.M09；取消固定循環(huán)，Z軸快速定位，切削液關(guān)N600M05；主軸停轉(zhuǎn)N610M00；程序暫停（手動