数控车削技术培训项目4-孔的加工

1、数控车削技术训练,目 录,项目四 孔的加工,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务二 铰、镗孔加工,任务三 螺纹孔加工,一、孔加工工艺知识,任务一 钻、扩、锪孔加工,1孔的加工方法 在数控铣床上加工孔的方法有很多，根据孔的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度等要求，一般有点孔、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔及铣孔等。常用孔的加工方法见表。,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,2钻孔、扩孔、锪孔的加工刀具 （1）中心钻 中心钻主要用于孔的定位，由于切削部分的直径较小，所以中心钻钻孔时应选取较高转速，如图所示。,一、孔加工工艺知识,任务一 钻、扩、锪孔加工,

2、（2）标准麻花钻 标准麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃、一个横刃和两个螺旋槽组成。用在数控机床上钻孔时，因无钻模夹具导向，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，故要求钻头的两切削刃必须有较高的刃磨精度。 （3）深孔钻 深孔是指孔深与直径之比大于5而小于10的孔。加工深孔时，由于加工中心散热差，排屑困难，钻杆刚性差，易使刀具损坏和引起孔的轴线偏移，从而影响孔的加工精度和生产效率，故应选用深孔刀具加工。,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,（4）锪钻 锪孔时使用的刀具称为锪钻，一般用高速钢制造是一种金属加工方法，指在已

3、加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台断面等。加工大直径凸台断面的锪钻，可用硬质合金重磨式刀片或可转位式刀片，用镶齿或机夹的方法，固定在刀体上制成，如图所示。,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,3孔加工路线安排 （1）最短的加工路线 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率，如图所示。,任务一 钻、扩、锪孔加工,（2）相互位置精度高的孔系的加工路线 对于位置精度要求较高的孔系加工，特别需要注意孔的加工顺序的安排，避免将坐标轴的反向间隙带入，从而影响位置精度。如图所示孔系加工，采用A1234B5678的顺序进行加工，可避免坐标轴X方向的反向间隙带入，提高孔之间的位置精度。,

4、一、孔加工工艺知识,任务一 钻、扩、锪孔加工,一、孔加工工艺知识,（3）孔加工导入量与超越量 孔加工导入量Z是指在孔加工过程中，刀具自快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面间的距离。导入量通常取25mm。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,1孔加工固定循环 （1）固

5、定循环的平面 初始平面：初始平面是为安全下刀而规定的一个平面；当使用同一把刀具加工多个孔时，刀具在初始平面内的任意移动将不会与夹具、工件凸台等发生干涉。 R点平面：R点平面（R参考平面）刀具下刀时，自快进转为工进的高度平面。 孔底平面：加工不通孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度；加工通孔时，除要考虑孔底平面的位置外，还要考虑刀具的超越量，保证所有孔深都加工到尺寸。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,（2）固定循环动作组成 动作1：X、Y轴快速定位到孔的加工位置。 动作2：Z向快速进给到R点平面；在多孔加工时，为了刀具移动的安全，应注意R点平面Z值的选取。,任务一 钻、扩、锪孔

6、加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,动作3：孔加工。以切削进给方式执行孔的加工动作。 动作4：在孔底的运作。包括进给暂停、主轴定向停止、刀具移位等动作。 动作5：以一定的方式返回到R点平面。 动作6：快速返回到初始平面。 （3）固定循环编程格式 孔加工循环的通用编程格式如下： G90/G91G98/G99G73G89XYZRQPFK； XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 Q：G73和G83深孔加工指令中刀具每次加工深度或G76和G87精镗孔指令中主轴准停后刀具沿准停反方向的让刀量。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,P：指定刀具在孔底的

7、暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。 K：指定孔加工循环的次数，该参数仅在增量编程中使用。 在实际编程时，并不是每一种孔加工循环的编程都要用到以上格式的所有代码。如下例的钻孔固定循环指令格式： G81X260Y260 Z300R70F60;,二、钻孔及锪孔固定循环指令,任务一 钻、扩、锪孔加工,（4）G98/G99指令 G98/G99表示孔切削进给结束后，刀具返回时到达的平面。G98为系统默认返回方式，表示返回至初始平面。G99表示返回至R点的平面，如图所示。,任务一 钻、扩、锪孔加工,2钻（扩）孔循环G81与锪孔循环G82 （1）钻孔循环G81 指令格式：

8、G98/G99G81XYZRF; 参数说明： XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 F：孔加工切削进给时的进给速度。 刀具以进给速度向下运动钻孔，到达孔底位置后，快速退回（无孔底动作），用于一般定点钻孔。具体动作如图所示，刀具沿X、Y方向快速定位至孔加工位置，快速移动到R点平面，从R点平面至Z平面进行钻孔切削加工，最后刀具快速返回至初始平面或R点平面。,二、钻孔及锪孔固定循环指令,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,（2）锪孔循环G82 指令格式：G98/G99G82XYZRPF; 参数说明： XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的

9、位置。 R：R点平面所在位置。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。 G82与G81指令唯一的区别是有孔底暂停动作，暂停时间由P指定，如图所示。执行该指令使孔的表面更光滑，孔底平整。常用于做沉头台阶孔。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,3高速深孔钻循环指令G73与深孔钻循环指令G83 （1）高速深孔钻循环指令G73 指令格式：G98/G99G73XYZRQF; 参数说明： XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 Q：G73和G83深孔加工指令中刀具每次加工深度或G76和G87精镗孔

10、指令中主轴准停后刀具沿准停反方向的让刀量。 F：孔加工切削进给时的进给速度。 该固定循环用于Z轴的间歇进给，有利于断屑，适用于深孔加工，减少退刀量，可以进行高效率的加工。,二、钻孔及锪孔固定循环指令,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,（2）深孔钻循环指令G83 指令格式：G98/G99G83XYZRQF； G83与G73不同之处在于，每次进刀后都返回安全平面高度处，这样更有利于钻深孔时的排屑，如图所示。,任务一 钻、扩、锪孔加工,二、钻孔及锪孔固定循环指令,4固定循环取消指令G80 指令格式：G80； 指令说明：用于取消所有的固定循环，执行正常操作

11、后，R点和Z点也被取消。即在增量方式下，R=0和Z=0，其它钻孔数据也被取消。 例：G98G73X10Y20Z60R5Q10F50; G80;,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,4.1孔加工 一、任务内容 加工如图所示的孔，并保证尺寸精度。 二、教学准备 平口钳、T型螺栓、平口钳扳手、活头扳手、磁力表座、百分表、9 mm麻花钻、16 mm扩孔钻、16 mm立铣刀、808015的长方体铝块。 三、工艺分析 1制定加工工艺 如图所示，分析零件外形及尺寸精度要求，制定如下工艺流程： （1）16通孔采用中心钻钻孔扩孔的加工工艺。 （2）16深6的沉孔采用中心钻钻孔锪孔的加工工艺。,任务一 钻、扩、锪

12、孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,a: 中心钻。中心钻主要用于孔的定位，由于切削部分的直径较小，所以中心钻钻孔时，应选取较高的转速。 b: 标准麻花钻。标准麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃、一个横刃和两条螺旋槽组成。在加工中心上钻孔，因无夹具钻模导向，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，故要求钻头的两切削刃必须有较高的刃磨精度（两刃长度一致，顶角2对称于钻头中心线或先用中心钻定中心，再用钻头钻孔）。 扩孔、锪孔刀具的选择,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,a: 扩孔钻。标准扩孔钻一般有34条主切削刃、切削部分的

13、材料为高速钢或硬质合金，结构形式有直柄式、锥柄式和套式等。在小批量生产时，常用麻花钻改制或直接用标准麻花钻代替。 b: 锪钻。锪钻主要用于加工锥形沉孔或平底沉孔。锪孔加工的主要问题是所锪端面或锥面产生振痕。因此，在锪孔过程中要特别注意刀具参数和切削用量的正确选用。,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,（2）切削用量的选择,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,3加工参考程序 （1）钻孔程序,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,任务实施,四、加工准备 1工件装夹 采

14、用机用平口钳装夹工件，安装机用平口钳并校正固定钳口与机床工作台X轴方向的平行度。 2刀具选择与安装 将需要使用的刀具安装至相应刀柄中，保证安全可靠。 五、任务步骤 1. 钻、扩、锪孔加工 Step1:设置工件零点偏置值。 Step2:加工定位孔。 Step3:9mm钻头加工四个孔。 Step4:16mm扩孔钻进行扩孔。 Step5:16mm立铣刀进行锪孔。,任务实施,任务一 钻、扩、锪孔加工,2. 精度检验 孔的精度要求较低时可采用表中的测量工具进行测量、检验。,任务二 铰、镗孔加工,一、孔精加工工艺,1常用的孔精加工刀具 （1）铰刀 数控铣床及加工中心采用的铰刀有通用标准铰刀、机夹硬质合金刀

15、片单刃铰刀和浮动铰刀等。铰孔的加工精度可达IT6IT9级、表面粗糙度可达0816m。 如图所示，标准铰刀有412齿，由工作部分、颈部和柄部三部分组成。 （2）镗刀 镗孔所用刀具为镗刀，如图421所示。镗刀种类繁多，按加工精度可分为粗镗刀和精镗刀。此外，镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。,任务二 铰、镗孔加工,一、孔精加工工艺,任务二 铰、镗孔加工,一、孔精加工工艺,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,1铰孔循环指令G85 （1）指令格式 G98/G99G85XYZRF； （2） 参数说明 XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 F：孔加工切削进给

16、时的进给速度。 （3）指令动作 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。,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,2镗孔循环指令G86、G88、G89 （1）指令格式 G98/G99G86XYZRPF； G98/G99G88XYZRPF； G98/G99G89XYZRPF； （2）参数说明 XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指

17、令,（3）指令说明 采用G86指令加工时，加工到孔底后主轴停止，返回初始平面或R点平面后，主轴再重新启动。采用这种方式，如果连续加工的孔间距较小，可能出现刀具已经定位到下一个孔加工的位置而主轴尚未到达指定的转速，为此可以在各孔动作之间加入暂停G04指令，使主轴获得指定的转速。 采用G89指令加工时，刀具以切削进给的方式加工到孔底，然后又以切削进给的方式返回R点平面，因此适用于精镗孔等情况，在孔底增加了暂停，提高了阶梯孔台阶表面的加工质量。 G88指令加工时，刀具到达孔底后暂停，暂停结束后主轴停止且系统进入进给保持状态，在此情况下可以执行手动操作，但为了安全，应先把刀具从孔中退出，再启动加工按“

18、循环启动”按纽，刀具快速返回到R点平面或初始点平面，然后主轴正转。,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,3精镗孔循环指令G76和背镗孔循环指令G87 （1）精镗孔循环指令G76 指令格式。 G98/G99G76XYZRQPF； 参数说明。 XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 Q：孔底的偏移量（规定为正值，若使用了负值则负号被忽略）。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,指令动作。 孔加工动作如图所示。刀具在孔底主轴

19、定向停止后，刀头按Q所设定的偏移量移动一段距离后快速移动退刀。采用这种镗孔方式可以高精度、高效率地完成孔加工而不损伤工件表面。,任务二 铰、镗孔加工,二、孔精加工指令,（2）背镗指令G87 指令格式。 G98/G99G87XYZRQPF； 参数说明。 背镗指令的参数含义参照G76指令。 指令运作。,二、孔精加工指令,任务二 铰、镗孔加工,（3）编程示例 在数控铣床上完成工件内孔的编程与加工（已知毛坯尺寸为100mm25mm，外轮廓已加工完毕，内孔分别粗加工至456mm、496mm），零件如图所示。,二、孔精加工指令,任务二 铰、镗孔加工,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,一、任务内容 加工如图所

20、示的孔，并保证尺寸精度。 二、教学准备 三爪自定心卡盘、T型螺栓、活头扳手、磁力表座、百分表、A2.5中心钻、11.8 mm钻头、12H7铰刀、30 mm精镗刀、16 mm立铣刀、塞规、加工好的毛坯零件。 三、工艺分析 1制定加工工艺 读图分析零件外形及尺寸精度要求，制定以下工艺流程： 12H7通孔采用中心钻钻孔铰孔的加工工艺。 30H8的通孔采用中心钻钻孔扩孔镗孔的加工工艺。,2刀具规格及切削用量的选择,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,四、加工准备 1工件装夹 采用三爪卡盘装夹工件，注意卡爪装夹位置，防止加工时有干涉现象，如图所示。 2刀具选择与安装 将需要使

21、用的刀具安装至相应刀柄中，保证安全可靠。,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,五、任务步骤 1.零件加工 Step1:加工定位孔。 Step2:钻118mm孔。 Step3:铰12H7孔。,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,任务二 铰、镗孔加工,任务实施,2. 精度检验 孔的测量工具与长度测量工具有着明显的不同。,任务三 螺纹孔加工,一、螺纹加工工艺知识,1数控铣床加工螺纹的常用方法 （1）柔性攻丝方式 （2）

22、刚性攻丝方式 （3）G33螺纹切削指令 （4）螺纹铣刀铣削加工 2丝锥与攻丝刀柄的结构特点 （1）丝锥的结构特点 （2）攻丝刀柄,任务三 螺纹孔加工,一、螺纹加工工艺知识,任务三 螺纹孔加工,一、螺纹加工工艺知识,3攻螺纹的加工路线 （1）确定攻螺纹底孔的直径 D底=D-P（加工钢件等塑性金属） D底=D-105P（加工铸件等脆性金属） 参数说明：D底攻螺纹时，加工螺纹底孔用钻头直径，单位为mm； D螺纹大径，单位为mm； P螺距，单位为mm。,任务三 螺纹孔加工,一、螺纹加工工艺知识,（2）确定不通孔螺纹底孔的长度 H钻h有效+07D 参数说明：H钻底孔深度，单位为mm； h有效螺纹有效深度

23、，单位为mm； D螺纹大径，mm。 （3）螺纹轴向起点和终点尺寸的确定 导入距离1：取23P。 导出距离2：不通孔螺纹取12P；通孔螺纹需考虑丝锥前端切削锥角的长度。,任务三 螺纹孔加工,一、螺纹加工工艺知识,二、螺纹加工指令,任务三 螺纹孔加工,1右旋螺纹攻螺纹指令G84与左旋螺纹攻螺纹指令G74 （1）左旋螺纹攻螺纹指令 指令格式。 G98/G99G74XYZRPF； 参数说明。 XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。,任务三 螺纹孔加工,二、螺纹加工指令,指令动作。 G74攻左旋螺纹指令，主轴反转，在G17平面快速定位到R点后，执行攻螺纹指令到孔底，正转退回R点，主轴恢复反转。 （2）右旋螺纹攻螺纹指令 指令格式。 G98/G99G84XYZRPF； 参数说明。 XY：孔在XY平面内的位置。 Z：孔底平面的位置。 R：R点平面所在位置。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，单位为ms。 F：孔加工切削进给时的进给速度。,任务三 螺纹孔加工,二、螺纹加工指令,指令动作。 G84仅仅是主轴转向与G74相反，如图所示。,任务三 螺纹孔加工,（3）编