數(shù)控銑床加工中心加工技術(shù)（第二版）課件 項(xiàng)目五 孔加工

任務(wù)1電動(dòng)機(jī)外殼零件加工1．掌握數(shù)控加工固定循環(huán)的基本概念與基本格式。

2．掌握鉆孔與锪孔固定循環(huán)的指令格式。3．掌握孔加工方法的選擇。4．掌握孔加工路線的確定方法。通過完成任務(wù)，掌握以下知識(shí)和技能。

電動(dòng)機(jī)外殼零件的加工訂單，數(shù)量為100件，零件圖如圖所示，毛坯已鑄造成形，材料為HT350。要求在已鑄造成形的毛坯上進(jìn)行鉆孔、锪孔加工（中間部位的鉸孔與鏜孔在其他任務(wù)中完成），試編寫其加工程序并完成加工。

本任務(wù)零件的加工主要涉及數(shù)控機(jī)床的鉆孔與锪孔加工，為了完成本任務(wù)，需掌握數(shù)控機(jī)床孔加工固定循環(huán)的基本指令格式、鉆孔和锪孔加工的固定循環(huán)指令、孔加工的加工工藝特點(diǎn)等基礎(chǔ)知識(shí)。1.孔加工固定循環(huán)介紹在數(shù)控銑床與加工中心上進(jìn)行孔加工時(shí)，通常采用系統(tǒng)配備的固定循環(huán)功能編程。通過對(duì)這些固定循環(huán)指令的使用，可以在一個(gè)程序段內(nèi)完成某個(gè)孔加工的全部動(dòng)作（孔加工進(jìn)給、退刀、孔底暫停等），從而大大減少編程工作量。G代碼加工動(dòng)作孔底部動(dòng)作退刀動(dòng)作用途G73間歇進(jìn)給——快速進(jìn)給鉆深孔G74切削進(jìn)給暫停、主軸正轉(zhuǎn)切削進(jìn)給攻左旋螺紋G76切削進(jìn)給主軸準(zhǔn)?？焖龠M(jìn)給精鏜孔G80——————取消固定循環(huán)G81切削進(jìn)給——快速進(jìn)給鉆孔G82切削進(jìn)給暫?？焖龠M(jìn)給鉆孔與锪孔G83間歇進(jìn)給——快速進(jìn)給鉆深孔G84切削進(jìn)給暫停、主軸反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給攻右旋螺紋G85切削進(jìn)給——切削進(jìn)給鉸孔G86切削進(jìn)給主軸?？焖龠M(jìn)給鏜孔G87切削進(jìn)給主軸正轉(zhuǎn)快速進(jìn)給反鏜孔G88切削進(jìn)給暫停、主軸停手動(dòng)鏜孔G89切削進(jìn)給暫停切削進(jìn)給鏜孔FANUC0i系統(tǒng)加工中心的固定循環(huán)指令表（1）孔加工固定循環(huán)動(dòng)作孔加工固定循環(huán)動(dòng)作如圖所示，通常由6部分組成。2．固定循環(huán)編程格式G73～G89X

Y

Z

R

Q

P

F

K

；X

Y

：孔在XY平面內(nèi)的位置；Z

：孔底平面的位置；R

：R點(diǎn)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精鏜孔指令中主軸準(zhǔn)停后刀具沿準(zhǔn)停反方向的讓刀量；P

：指定刀具在孔底的暫停時(shí)間（ms)；F

：孔加工切削進(jìn)給時(shí)的進(jìn)給速度；K

：孔加工循環(huán)的次數(shù)，該參數(shù)僅在增量編程中使用。在實(shí)際編程時(shí)，并不是每一種孔加工固定循環(huán)的編程都要用到以上格式的所有代碼。如下例的鉆孔循環(huán)編程格式：例

G81X30.0Y20.0Z-32.0R5.0F50；孔加工固定循環(huán)編程格式中，除K代碼外，其他所有代碼都是模態(tài)代碼，只有在循環(huán)取消時(shí)才被清除，因此，這些指令一經(jīng)指定，在后面的重復(fù)加工中不必重新指定。執(zhí)行以上指令時(shí)，將在兩個(gè)不同位置加工出兩個(gè)相同深度的孔。孔加工固定循環(huán)用指令G80取消。另外，如在孔加工固定循環(huán)中出現(xiàn)01組的G代碼，則孔加工方式也會(huì)自動(dòng)取消。固定循環(huán)的平面（3）固定循環(huán)的平面1）初始平面2）R點(diǎn)平面3）孔底平面（4）G98與G99方式G98：返回初始平面；G99：返回R點(diǎn)平面。G98方式G99方式（5）G90與G91方式例：G90G99G83X

Y

Z－20.0R5.0Q5.0F

；例：G91G99G83X

Y

Z－25.0R－30.0Q5.0F

K

；2.固定循環(huán)指令（1）鉆孔循環(huán)G81與锪孔循環(huán)G821）指令格式：G81X

Y

Z

R

F

；G82X

Y

Z

R

P

F

；2）指令動(dòng)作：見圖（2）高速深孔鉆循環(huán)G73與深孔鉆循環(huán)G831）指令格式：G73X

Y

Z

R

Q

F

；G83X

Y

Z

R

Q

F

；2）指令動(dòng)作：見圖G81與G82指令動(dòng)作圖若G82指令中沒有編寫暫停的P參數(shù)，則G82指令的執(zhí)行動(dòng)作與G81指令的執(zhí)行動(dòng)作相同。例試用G81或G82指令編寫如圖所示孔的數(shù)控銑削加工程序。以上指令，如要改成G81指令進(jìn)行加工，則只需將程序中的N50程序段改成“N50G99G81X-28.0Y0Z-27.887R5.0F60；”即可。如果要以G91方式編程，則其程序修改如下：（2）高速深孔鉆循環(huán)G73與深孔鉆循環(huán)G83加工深孔時(shí)，加工中散熱差，排屑困難，鉆桿剛度小，易使刀具損壞和引起孔的軸線偏斜，從而影響加工精度和生產(chǎn)率。為此，在加工這類孔時(shí)，刀具應(yīng)及時(shí)斷屑和排屑，在數(shù)控銑削加工中，用專用深孔指令來(lái)實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作。G73與G83動(dòng)作圖2）指令動(dòng)作如圖所示，G73指令通過刀具Z軸方向的間歇進(jìn)給實(shí)現(xiàn)斷屑動(dòng)作。指令中的Q值是指每一次的加工深度（均為正值且為帶小數(shù)點(diǎn)的值）。圖中的d值由系統(tǒng)指定，不需要用戶指定。3.孔加工方法的選擇（1）孔加工方法的選用原則：保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求。（2）孔的加工方法推薦選擇表孔的精度有無(wú)預(yù)孔孔尺寸（mm）0～1212～2020～3030～6060～80IT9～I(xiàn)T11無(wú)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(wú)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(wú)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)不到精度還可進(jìn)一步采用精細(xì)鏜）孔加工導(dǎo)入量與超越量4.孔加工路線的選擇（1）孔加工導(dǎo)入量:ΔZ一般情況下取2～10mm。（2）孔加工超越量：Δ

Z′加工不通孔時(shí)，超越量大于等于鉆尖高度Zp=（D/2）cosα≈0.3D；通孔鏜孔時(shí)，刀具超越量取1～3mm；通孔鉸孔時(shí)，刀具超越量取3～5mm；鉆加工通孔時(shí)，超越量取Zp+（1～3）mm?？紫导庸ぢ肪€圖（3）相互位置精度高的孔系的加工路線——避免將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，影響位置精度。1.加工準(zhǔn)備（1）選擇數(shù)控機(jī)床（2）選擇刀具及切削用量刀具主要有中心鉆、標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、擴(kuò)孔鉆和锪孔鉆。擴(kuò)孔時(shí)，也可用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆代替擴(kuò)孔鉆。锪平底孔時(shí)，也可用立銑刀代替锪孔鉆。選用TH7650型FANUC0i系統(tǒng)加工中心。中心鉆麻花鉆擴(kuò)孔鉆锪孔鉆加工本例所用刀具2.編制數(shù)控加工程序程序號(hào)加工程序程序說(shuō)明O0010；N10G90G94G80G21G17G54；程序開始部分N20G91G28Z0；N30M06T01；換中心鉆N40G90G43G00Z30.0H01；刀具定位至初始平面N50M03S2000；采用較高的轉(zhuǎn)速N60G99G81X30.0Y30.0Z－7.5R5.0F50M08；中心孔定位N70X－30.0；N80Y－30.0;N90X30.0；N100G80G49M09M05；取消固定循環(huán)（轉(zhuǎn)下頁(yè)）（轉(zhuǎn)下頁(yè)）3.完成數(shù)控加工完成電動(dòng)機(jī)外殼零件的加工。

任務(wù)2端蓋零件加工1．掌握鉸孔與粗鏜孔加工指令。2．掌握精鏜孔加工指令。3．掌握孔的測(cè)量方法。4．了解產(chǎn)生孔加工誤差的原因。通過完成任務(wù)，掌握以下知識(shí)和技能。端蓋零件的加工訂單，訂單數(shù)量為100件，零件圖如圖所示，毛坯材料為45鋼，毛坯已鑄造成形，現(xiàn)主要進(jìn)行鉸孔和鏜孔加工，試編寫其加工程序并完成加工。鉸孔與鏜孔加工實(shí)例孔的加工精度及表面質(zhì)量要求較高選擇鉸孔和精鏜孔作為本例工件的最終加工加工前還應(yīng)注意選擇合適的精加工余量1.鉸孔循環(huán)G85（1）指令格式:G85X

Y

Z

R

F

；（2）指令動(dòng)作:見圖（3）編程實(shí)例試編寫如圖所示工件（材料為45鋼）的2×φ8H7孔的鉸孔加工程序。鉸孔加工程序。2.粗鏜孔循環(huán)G86、G88和G89（1）指令格式：G86X

Y

Z

R

P

F

；G88X

Y

Z

R

P

F

；G89X

Y

Z

R

P

F

；（2）指令動(dòng)作：見圖（3）編程示例(G85)鉸孔編程示例試用粗鏜孔循環(huán)指令編寫圖所示φ27mm孔的加工中心加工程序。3．精鏜孔循環(huán)指令G76與反鏜孔循環(huán)指令G87試用粗鏜孔循環(huán)指令編寫圖所示φ27mm孔的加工中心加工程序。（2）指令動(dòng)作（1）指令格式（3）編程實(shí)例鉸孔編程示例試用G87或G76指令編寫圖中φ27mm孔的精鏜孔加工程序4、孔的測(cè)量及孔加工精度誤差分析（1）孔徑的測(cè)量孔徑尺寸精度要求較低時(shí)，可采用鋼直尺、內(nèi)卡鉗或游標(biāo)卡尺測(cè)量。當(dāng)孔徑尺寸精度要求較高時(shí)，可以用塞規(guī)、內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑千分尺等量具測(cè)量。常用的測(cè)量方法如下：1）內(nèi)卡鉗測(cè)量當(dāng)孔口試切削或位置狹小時(shí)，使用內(nèi)卡鉗測(cè)量方便、靈活。當(dāng)前使用的內(nèi)卡鉗已采用量表或數(shù)顯方式來(lái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，數(shù)顯內(nèi)卡鉗如圖所示。采用這種內(nèi)卡鉗可以測(cè)量IT8～I(xiàn)T7級(jí)精度的孔。2）塞規(guī)測(cè)量塞規(guī)（見圖）是一種專用量具，一端為通端，另一端為止端。使用塞規(guī)檢測(cè)孔徑時(shí)，當(dāng)通端能進(jìn)入孔內(nèi)，而止端不能進(jìn)入孔內(nèi)時(shí)，說(shuō)明孔徑合格，否則為不合格。3）內(nèi)徑百分表測(cè)量用內(nèi)徑百分表（見圖）測(cè)量?jī)?nèi)孔時(shí)，其測(cè)頭在孔內(nèi)擺動(dòng)，讀出直徑方向的最大讀數(shù)即為內(nèi)孔尺寸。內(nèi)徑百分表適用于深度較大內(nèi)孔的測(cè)量。4）內(nèi)徑千分尺測(cè)量?jī)?nèi)徑千分尺（見圖）的測(cè)量方法和外徑千分尺相同，但其刻線方向和外徑千分尺相反，相應(yīng)的其測(cè)量時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向也相反。內(nèi)徑千分尺不適合深度較大孔的測(cè)量。（2）孔距的測(cè)量測(cè)量孔距通常使用游標(biāo)卡尺。精度較高的孔距也可采用內(nèi)、外徑千分尺配合圓柱測(cè)量心棒測(cè)量。（3）孔的其他誤差測(cè)量孔除了要進(jìn)行孔徑和孔距測(cè)量外，有時(shí)還要進(jìn)行圓度、圓柱度等形狀誤差的測(cè)量以及徑向圓跳動(dòng)度、軸向圓跳動(dòng)度、端面與孔軸線的垂直度等位置誤差的測(cè)量。（4）鉆孔與鉸孔加工誤差及其原因分析（5）鏜孔加工誤差及其原因分析1.加工準(zhǔn)備（1）選擇數(shù)控機(jī)床（2）選擇刀具及切削用量粗加工刀具為鉆頭和立銑刀（銑孔）；精加工刀具為鉸刀和精鏜刀。選用TH7650型FANUC0i系統(tǒng)加工中心。鉸刀精鏜刀刀具規(guī)格及其切削用量加工內(nèi)容刀具規(guī)格刀具材料切削速度（r/min）進(jìn)給速度(mm/min)銑削深度(mm)中心鉆定位A2.5中心鉆高速鋼200030～50D/2鉆四個(gè)孔φ11.8mm鉆頭高速鋼60050～100D/2鉸三個(gè)孔φ12mm鉸刀硬質(zhì)合金20050～1000.1擴(kuò)孔（銑孔）φ16mm立銑刀高速鋼600100～2005～10精鏜孔φ30mm精鏜刀硬質(zhì)合金120050～1000.25二、編制數(shù)控加工程序程序號(hào)加工程序程序說(shuō)明O0520；

N10G90G94G80G21G17G54；程序開始部分

N20G91G28Z0；

N30M06T01；

換中心鉆

N40G90G43G00Z30.0H01；

刀具定位至初始平面

N50M03S2000；

采用較高的轉(zhuǎn)速

N60G99G81X0Y0Z－7.5R5.0F50M08；

中心孔定位N70X35.0；

N80X－17.5Y30.31；

N90Y－30.31；

N100G80G49M09M05；

取消固定循環(huán)

（轉(zhuǎn)下頁(yè)）（轉(zhuǎn)下頁(yè)）程序號(hào)加工程序程序說(shuō)明N110G91G28Z0；換φ11.8mm鉆頭N120M06T02；N130G90G43G00Z30.0H02；刀具定位，換轉(zhuǎn)速N140M03S600；N150G99G81X0Y0Z－30.0R5.0F100M08；鉆四個(gè)孔N160X35.0；N170X－17.5Y30.31；N180Y－30.31；N190G80G49M09M05；取消固定循環(huán)N230G91G28Z0；換φ12mm鉸刀N240M06T03；N250G90G43G00Z30.0H03；刀具定位，換轉(zhuǎn)速N260M03S200；程序號(hào)加工程序程序說(shuō)明N270G85X35.0Y0Z－16.0R5.0F60M08；鉸孔N280X－17.5Y30.31；N290Y－30.31；N300G80G49M09M05；取消固定循環(huán)

N310G91G28Z0；換φ16mm立銑刀

N320M06T04；N330G90G00X0Y0；刀具定位，換轉(zhuǎn)速N340G43G00Z30.0H04；N350M03S600；N360G01Z1.0F150M08；銑孔N370M98P521L4；N380G91G28Z0；換精鏜刀

N390M06T05；（轉(zhuǎn)下頁(yè)）程序號(hào)加工程序程序說(shuō)明N400G90G43G00Z30.0H05；刀具定位并換轉(zhuǎn)速N410M03S1200；N420G76X0Y0Z－27.0R5.0Q1000F60M08；精鏜孔N430G80G49M09M05；取消固定循環(huán)N440G91G28Z0；程序結(jié)束N450M30；O0521；立銑刀銑孔程序N10G91G01Z－7.0；增量進(jìn)給

N20G90G41G01X14.9D01；建立刀補(bǔ)

N30G03I-14.9；加工整圓

N40G40G01X0Y0；取消刀補(bǔ)

N50M99；程序結(jié)束任務(wù)3罩殼零件加工1．掌握螺紋加工常用的加工指令。2．掌握螺旋線加工指令的編程方法。3．能選擇合適的刀具攻螺紋或銑削加工螺紋。4．掌握攻螺紋時(shí)底孔直徑的確定方法。5．了解攻螺紋過程中產(chǎn)生誤差的原因。通過完成任務(wù)，掌握以下知識(shí)和技能。罩殼零件的加工訂單，訂單數(shù)量為100件，零件圖如圖所示。毛坯材料為2A04，毛坯外輪廓已加工完成，本任務(wù)主要進(jìn)行攻螺紋加工，試編寫其加工程序并完成加工。加工內(nèi)螺紋剛性攻螺紋注意底孔直徑選擇專用的攻螺紋夾頭來(lái)裝夾絲錐本任務(wù)零件的加工主要涉及數(shù)控機(jī)床的攻螺紋加工，為完成本任務(wù)，應(yīng)掌握數(shù)控機(jī)床攻螺紋加工固定循環(huán)指令、攻螺紋的加工路線、螺紋的測(cè)量方法，了解攻螺紋加工誤差的產(chǎn)生原因。數(shù)控銑床除了能進(jìn)行攻螺紋加工之外，還能進(jìn)行內(nèi)、外螺紋的銑削加工，因此銑螺紋也是本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.左旋螺紋攻螺紋與右旋螺紋攻螺紋循環(huán)（1）指令格式:G84X

Y

Z

R

P

F

；（右旋螺紋攻螺紋）（2）指令動(dòng)作:見圖G74X

Y

Z

R

P

F

；（左旋螺紋攻螺紋）進(jìn)給量f模式指定G94模式：f=導(dǎo)程×轉(zhuǎn)速G95模式：f=導(dǎo)程左旋螺紋右旋螺紋攻螺紋動(dòng)作圖G74指令為左旋螺紋攻螺紋循環(huán)指令，用于加工左旋螺紋。執(zhí)行該指令時(shí)，在G17平面快速定位后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，主軸反轉(zhuǎn)，執(zhí)行攻螺紋指令到達(dá)孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)反轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動(dòng)作。G84指令動(dòng)作與G74指令類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí)行該指令時(shí)，在G17平面快速定位后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，執(zhí)行攻螺紋指令到達(dá)孔底后，主軸反轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動(dòng)作。攻螺紋時(shí)進(jìn)給量f根據(jù)不同的進(jìn)給模式指定。當(dāng)采用G94模式時(shí)，進(jìn)給量f=導(dǎo)程×轉(zhuǎn)速。當(dāng)采用G95模式時(shí)，進(jìn)給量f=導(dǎo)程。在指定G74前，應(yīng)先使主軸反轉(zhuǎn)。另外，在采用G74與G84指令攻螺紋期間，進(jìn)給速度倍率、進(jìn)給量保持均被忽略。（3）編程實(shí)例（粗牙螺紋，螺距為1.75mm）攻螺紋編程實(shí)例試用攻螺紋循環(huán)指令編寫如圖

所示兩螺紋孔的加工程序2.攻螺紋的加工路線（1）攻螺紋底孔直徑的確定攻螺紋時(shí)，螺紋的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，以防攻螺紋時(shí)因擠壓而損壞絲錐。底孔直徑通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，其公式如下：螺紋的螺距，對(duì)于細(xì)牙螺紋，已在螺紋代號(hào)中做了標(biāo)記，而對(duì)于粗牙螺紋，每一種尺寸規(guī)格螺紋的螺距也是固定的，如M8的螺距為1.25mm，M10的螺距為1.5mm，M12的螺距為1.75mm等，具體請(qǐng)查閱有關(guān)螺紋尺寸參數(shù)表。（2）不通孔螺紋底孔深度的確定攻不通孔螺紋時(shí)，由于絲錐切削部分有錐角，端部不能切出完整的牙型，所以，鉆孔深度要大于螺紋的有效深度，如圖所示。取值如下：（3）螺紋軸向起點(diǎn)和終點(diǎn)尺寸的確定在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋時(shí)，沿螺距方向應(yīng)選擇合理的導(dǎo)入距離δ1和導(dǎo)出距離δ2，如圖所示。通常情況下，根據(jù)數(shù)控機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及螺紋的螺距和精度來(lái)選擇δ1和δ2的數(shù)值。δ1一般取2P～3P，對(duì)大螺距和高精度的螺紋則取較大值；δ2一般取P～2P。此外，在加工通孔螺紋時(shí)，導(dǎo)出量還要考慮絲錐前端切削錐角的長(zhǎng)度。3.螺紋的測(cè)量與攻螺紋誤差分析螺紋的主要測(cè)量參數(shù)有螺距、大徑、小徑和中徑。（1）大、小徑的測(cè)量外螺紋大徑和內(nèi)螺紋小徑的公差一般較大，可用游標(biāo)卡尺或千分尺測(cè)量。（2）螺距的測(cè)量螺距一般可用鋼直尺或螺距規(guī)測(cè)量。由于普通螺紋的螺距一般較小，所以，采用鋼直尺測(cè)量時(shí)，最好測(cè)量10個(gè)螺距的長(zhǎng)度，然后除以10，就得出一個(gè)較正確的螺距尺寸。（3）中徑的測(cè)量對(duì)精度要求較高的普通螺紋，可用螺紋千分尺（見圖5-27）直接測(cè)量，所測(cè)得的讀數(shù)就是該螺紋中徑的實(shí)際尺寸；也可用三針測(cè)量法間接測(cè)量（三針測(cè)量法僅適用于外螺紋的測(cè)量），但需通過計(jì)算后才能得到中徑尺寸。（4）綜合測(cè)量綜合測(cè)量是指用螺紋塞規(guī)與螺紋環(huán)規(guī)（見圖