项目七 加工孔系训练

1、加工中心操作工加工中心操作工考级训练项目教程考级训练项目教程项目七 加工孔系训练沈晓伟 2015年5月1日【学习目标】【学习目标】一、知识目标1根据工艺要求掌握孔系的加工方案。2掌握加工孔的刀具及合理切削用量的选择。3掌握排孔的简化编程方法。二、技能目标1熟练掌握各类孔加工刀具的对刀。2熟练操作数控机床，独立输入程序并加工。3能正确使用量具掌握外形轮廓的检测方法【项目简介】【项目简介】本项目完成如图71所示零件，材料为硬铝，切削性能较好。零件毛坯为75 mm50 mm20 mm的方料，10课时 图图7-1 零件图零件图【相关知识】【相关知识】一、 深孔钻削循环C73、G831、指令格式： 高速

2、深孔钻循环：G73 XYZRQF；深孔钻循环：G83 XYZRQF；2、孔加工动作图解及说明：图7-2所示为G73、G83加工动作图解，指令应用说明如下： G73指令通过Z轴方向的间歇进给可以较容易地实现断屑与排屑。指令中的Q值是指每一次的加工深度，为正值。G73中钻头退刀距离很小，在510mm之间。G83指令同样通过Z轴方向的间歇进给来实现断屑与排屑的目的，但与G73指令不同的是，刀具间歇进给后快速回退到R点，再Z向快速进给到上次切削孔底平面上方距离为d的高度处，从该点处，快进变成工进，工进距离为Q+d。d值由机床系统指定，无须用户指定。此种方式多用于加工深孔。 图图7-2 G73与与G83

3、动作图动作图3、断续切削特点及应用 对于太深而不能使用一次进给运动加工的孔，通常使用深孔钻，深孔钻削的加工方法也可以用于改善标准钻的工艺技术。以下是深孔钻方法在孔加工中的一些可能的应用：深孔的钻削。用于较硬材料的短孔加工时断屑。清除堆积在钻头螺旋槽内的切屑。钻头切削刃的冷却和润滑。在这些情况下，通过指定循环中的Q地址值，可以很容易编写G83或G73循环产生的间歇进给运动。Q值指定每次进给的实际切削深度，Q值越小所需的进给次数就越多，Q值越大则所需的进给次数就越少。二、粗镗孔循环常用的粗镗孔循环有G85、G86、G88、G89四种，其指令格式与钻孔循环指令格式基本相同。 1）指令格式：G85 X

4、YZRF； G86 XYZRPF；G88 XYZRPRPF；G89 XYZRPRPF； 2）镗孔加工动作如图7-3所示。执行G85循环，刀具以切削进给方式加工到孔底，然后以切削进给方式返回到R平面。因此该指令除可用于较精密的镗孔外，还可用于铰孔、扩孔的加工。图图7-3 镗孔循环动作图镗孔循环动作图执行G86循环，刀具以切削进给方式加工到孔底，然后主轴停转，刀具快速退到R点平面后，主轴正转。由于刀具在退回过程中容易在工件表面划出条痕，所以该指令常用于精度或粗糙度要求不高的镗孔加工。G89动作与G85动作基本类似，不同的是G89动作在孔底增加了暂停，因此该指令常用于阶梯孔的加工。 执行G88循环，

5、刀具以切削进给方式加工到孔底，刀具在孔底暂停后主轴停转，这时可通过手动方式从孔中安全退出刀具，再开始自动加工，Z轴快速返回R点或初始平面，主轴恢复正转。此种方式虽能相应提高孔的加工精度，但加工效率较低。 3）例试用粗镗孔加工指令编写如图7-4所示两个30mm孔的加工程序。O0003；N010 G90 G94 G40 G80 G2l G54； 程序初始化N020 G9l G28 Z0；N030 G90 G00 X-60.Y0；XY平面快速定位N040 G43 Z50 H04 M08；初始平面Z50N050 G98 G85 Z-102.R-27. F60.；通孔用G85，R面在孔表面上方3mmN0

6、60 G98 G89 X60.0 Y0 Z-60.0 R-27.0P1000 F60；台阶孔用G89N070 G80；N080 G91 G28 Z0：N090 M05；N100 M30：图图7-4 镗两个镗两个30孔例图孔例图三、精镗孔循环G76与反镗孔循环G871）指令格式：G76 XYZRQP F； G87 XYZRQF；2）孔加工动作如图7-5所示。G76指令主要用于精密镗孔加工。执行G76循环，刀具以切削进给方式加工到孔底，实现主轴准停，刀具向刀尖相反方向移动Q，使刀具脱离工件表面，保证刀具不擦伤工件表面，然后快速退刀至R平面或初始平面，主轴正转。图图7-5 精镗孔动作图精镗孔动作图图

7、7-6 攻螺纹孔加工动作 执行G87循环，刀具在XY平面内定位后，主轴准停，刀具向刀尖相反方向偏移Q,然后快速移动到孔底（R点），在这个位置刀具按原偏移量反向移动相同的Q值，主轴正转并以切削进给方式加工到Z平面，主轴再次准停，并沿刀尖相反方向偏移Q，快速提刀至初始平面并按原偏移量返回到XY 平面的定位点，主轴开始正转，循环结束。由于G87循环中，刀尖无须在孔中经工件表面退出，故加工表面质量较好，所以本循环常用于精密孔的镗削加工。该循环不能用G99进行编程。 3）例试用精镗孔循环编写如图7-4中两30mm孔的加工程序。00004；N030 G90 G00X0 Y0：N060 G98 G87 X-

8、60.0 Y0 Z-25.0 R-105.0 Q1000F60.0； 通孔 用G87N070 G98 G76 X60.0 Y0 Z-60.0 R-27.0 Q1000 P1000 F60.0；台阶孔用G76N080 G80 G91 G28 Z0；N090 M05；N100 M30；四、攻左旋螺纹G74与攻右旋螺纹G84 1）指令格式：G74 XYZRPF； G84 XYZRPF； 2）孔加工动作如7-6所示。G74循环用于加工左旋螺纹。执行该循环时，主轴反转，在XY平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴正转退回到R点，主轴恢复反转，完成攻螺纹动作。 G84动作与G74基本类似

9、，只是G84用于加工右旋螺纹。执行该循环时，主轴正转，在G17平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴反转退回到R点，主轴恢复正转，完成攻螺纹动作。 攻螺纹时进给量f根据不同的进给模式指定。当采用G94模式时，进给量f=导程转速。当采用G95模式时，进给量 f=导程。 在指定G74前，应先进行换刀并使主轴反转。另外，在G74与G84攻螺纹期间，进给倍率、进给保持均被忽略。 3）例试用攻螺纹循环编写如图7-7中两螺纹孔的加工程序。O0004； N050 G95 G90 G00 X0 Y0；N060 G99 G84 X-25.0 Y0 Z-15.0 R3.0 F1.75；加工右旋螺

10、纹M12（换左旋螺纹丝锥）N100 M04 S100；N110 G98 G74 X25.0 Y0 Z-15.0 R3.0 F1.75；加工左旋螺纹M12LHN120 G80 G94 G91 G28 Z0；图7-7 工件中两螺纹孔【操作训练】【操作训练】一、制定加工工艺1零件图样 如图7-1所示，零件材料为硬铝，切削性能较好。零件毛坯为75 mm50 mm20 mm的方料，已完成上下平面及周边的加工，如图7-8所示。 图图7-8毛坯图毛坯图 图图7-9 路径图路径图2选择加工机床 用立式三坐标数控铣床或加工中心较为合适。机床型号：XK6325(FANUC一0i MC系统)或VMA600加工中心。

11、3工艺分析 根据图样分析，孔加工一般由中心钻点钻定位、钻头钻通、铰刀铰孔、镗孔等组成。而图样中由4个10H7的通孔组成，就只需要前三步就可以完成孔的加工。若孔径比较大则需要镗孔完成。因为只需一次装夹即可完成所有加工内容，故确定一道工序、3个工步完成零件的加工。 工步一为中心钻点钻定位。 工步二为选择比孔径小的麻花钻钻孔。工步三为选择与孔径相同的铰刀铰孔。4走刀路线 钻孔加工时从最左边第一个孔开始加工，如图7-9所示，由于是同一直线上的排孔，故G90、G91合用，外加子程序的方法进行孔的简化编程。5工件的装夹 以已加工的底面和侧面作为定位基准，在机用虎钳上装夹工件，钳口高度为50 mm，工件顶面

12、高于钳口1015 mm，工件底面用垫块托起，在虎钳上夹紧前后两侧面。虎钳用T形槽用螺栓固定在铣床工作台上。6切削用量的选择 根据经验可得切削用量。 (1)25中心钻 n=1 500 rmin F=80 mmmin (2)98钻头 n=800 rmin F=120 mmmin (3)10H7铰刀 n=300 rmin F=30 mmmin数控加工工艺卡片见表7-1，刀具及其补偿见表7-2表表7-1数控加工工艺卡片数控加工工艺卡片注意事项：注意事项：起动机床回零后，检查机床零点位置是否正确。起动机床回零后，检查机床零点位置是否正确。 换刀后，应对换刀后，应对z轴对刀。轴对刀。 正确操作机床，注意安

13、全，文明生产。正确操作机床，注意安全，文明生产。表表7-2数控加工刀具及其补偿数控加工刀具及其补偿注：注：H01H04中的数值根据具体对刀情况而定。中的数值根据具体对刀情况而定。二、编制参考程序1工件坐标系的确定 为计算方便，工件坐标系零点设在毛坯的上表面中心处。利用分中棒(寻边器)、量块或z轴设定器对刀，确定工件坐标系原点O。2编程点坐标的确定 如图7-9所示，该孔加工基点坐标计算比较简单，可直接得出A(-30，0)、B(-15，0)、C(0，0)、D(15，0)、E(30，0)。3编写加工程序用FANUC Series-0i MC数控系统的指令及规则编写加工程序，如表7-3、4所示。续表三

14、、加工零件 1加工准备 阅读零件图(图7-1)，并按毛坯图检查坯料的尺寸。 开机机床回零操作。 输入程序并检查该程序。 安装夹具，夹紧工件。装夹时用平行垫铁垫起毛坯，零件的底面要保证垫出一定厚度的标准块，用机用虎钳装夹工件，使毛坯上表面伸出钳口1015 mm。定位时要利用百分表调整工件与机床X轴的平行度，控制在002 mm内。 准备刀具。本课题共使用3把刀具，安装时要严格按照步骤执行，并要检查刀具安装的牢固程度。 2对刀，设定工作坐标系 (1)X、Y向对刀 安装分中棒。 用MDI方式使主轴旋转(转速不宜过高，在600rmin之内)，在工件上方将分中棒快速移至工件左方，Z轴下刀到一定深度，在手轮

15、方式下将分中棒与工件侧面接触(快接近工件侧面对要降低手轮倍率)，记下此时机床X坐标值A。 手动提刀，Z轴移动至工件上方，在相对坐标里将X坐标清零此时X坐标值为0。 用MDI方式再次使主轴旋转，在工件上方将分中棒快速移至工件的右方，Z轴下刀至一定的深度，在手轮方式下将分中捧与工件侧面接触，记下此时机床X坐标值B。 手动提刀，Z轴移动至工件上方，再将分中俸移到相对坐标值为(0+B)/2处此位置即为工件X向中心，将该位置对应的X轴机械坐标值存至零点偏至G54G59中。 同样，可找正Y轴工件中心。 (2)Z轴对刀 Z轴对刀需要加工所用的刀具找正。可用已知厚度的塞尺、滚动的标准刀柄或Z轴设定器作为刀具与

16、丁件的中间衬垫，以保护T件表面。将基准刀1号到Z向所对的零点机械坐标存至零点偏至G54G59中。用对刀法或对刀仪等测量2号、3号刀相对于基准刀的长度，将相对应的数值输入到对应的刀具长度补偿单元H02、H03参数代号中(基准刀长度补偿代号H02值为零)。 3程序模拟与调试 程序调试时，把工件坐标系的Z值朝正方向移动50 mm，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。 4工件加工 把工件坐标系的Z值恢复原值，按下起动键，适当调整主轴转速和进给速度，保证加工正常。 5尺寸测量 程序执行完毕后，返回到设定高度；机床自动停止。用内径百分表测量内径尺寸。利用游标卡尺测量孔的相对位置是否准确。 6结束加工 松开夹具，卸下工件，清理机床，关闭数控系统电源，关