数控铣削技术-陈晓罗课件模块五

实训内容：

1.孔加工刀具认知与选用。

2.常用的固定循环孔加工指令的学习与应用。

3.中小孔的编程与加工。

4.中大孔的编程与加工。

5.螺纹孔的编程与加工实训内容：

5.1中小孔的加工任务一、在已加工完成的板料上加工4—Φ8的销钉孔。图5-1-15.1.1相关知识一、孔加工的工艺知识1.孔的类型与工艺性机械零件上所出现的孔的类型有：通孔、阶梯孔、不通孔、交叉孔等。这些孔的加工工艺性以通孔工艺性最好。通孔中又以孔深L与孔径D之比L／D≤1～1.5的短圆柱孔工艺性最好；L／D>5的孔称为深孔，当深孔精度要求较高、表面粗糙度值较小时，其加工难度会大大增加；阶梯孔的工艺性较差，孔径相差越大，其中最小孔径又很小时，则工艺性更差；

2.孔加工工艺孔径D<20mm的孔一般称为中小孔，其加工方法多采用钻孔——扩孔——铰孔工艺。孔径D>20mm的孔一般称为中大孔，中大孔的加工常采用的工艺方法有如下几种：（1）钻孔——扩孔（半精加工）——镗孔（精加工）；（2）钻孔——镗孔（半精加工）——镗孔（精加工）；（3）铣孔；（4）铣扩孔（半精加工）——镗孔（精加工）；3孔加工方法（1）所有孔都应全部粗加工后，再进行精加工。（2）毛坯上已有铸出或锻出的孔(其直径通常在Φ30mm以上)，按粗镗一半精镗一精镗的加工方案完成；有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前用圆弧插补方式铣削完成，也可用单刀镗刀镗削加工，但效率较低；孔径较大时可用键槽铣刀或立铣刀用圆弧插补方式通过粗铣、精铣加工完成。（3）对于直径小手Φ30mm的孔，毛坯上一般无孔，为提高孔的位置精度，在钻孔前必须锪(或铣)平孔口端面，并钻出中心孔作引导孔，即通常采用锪(或铣)平端面一钻中心孔一钻一扩一铰的加工方案完成。二、常用的固定循环钻孔指令1.钻孔、点钻循环指令G81该指令只用于钻中心引导孔，钻浅孔或钻薄板上钻孔。指令编程格式：（G98／G99）G81X

Y

Z

R

F

；G98指令的功能是使刀具退回时直接返回到初始平面。所谓初始平面是在执行G81指令前刀具所到达的定位点所在的平面。G81的循环动作如图5-1-2所示。G81钻孔循环指令的动作节拍为四步：①从某点快速移动到钻孔中心（X、Y）点；②快速下降到R点；③直线插补进给（F

）；④快速返回R点（G99）或初始平面（G98）。图5-1-22.断屑式深孔钻削循环指令G73G73指令适用于深孔钻削，具有良好的断屑、排屑功能。指令编程格式：（G98／G99）G73X

Y

Z

R

Q

K

F

；式中：Q—刀具每次的切削深度，Q值为负值，刀具向下进给一个Q值；K—刀具每次进刀后的退刀量，K值为正值，刀具向上快退一个K值。K值小于Q值。使用G73指令时，刀具在Z轴方向做间歇进给钻削，便于断屑排屑。G73的循环动作如图5-1-4所示。图5-1-43.带停顿的钻孔循环指令G82G82指令用于钻盲孔。钻盲孔时，可使钻头在孔底暂停，暂停时间由P指定。指令编程格式：（G98／G99）G82X

Y

Z

R

P

F

；式中：P—指定刀具在孔底的停留时间，单位：ms；G82的循环动作如图5-1-6所示。图5-1-65.1.2任务实施一、工艺分析1.技术要求分析四个Φ8的孔加工精度，表面粗糙度要求很高，应采用精加工工序完成。2.确定加工方案四个Φ8的孔加工深度30mm，属于小孔、深孔加工，又由于尺寸精度，表面粗糙度要求很高，因此，应采用如下加工工艺：钻中心孔——钻孔——扩孔——铰孔（钳工手铰）3.工艺装备选择机床：FANUC—Oi系统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。刀具：T01——Φ2.5中心钻；

T02——Φ6.5钻头；

T03——Φ7.8钻头（扩孔用）；

T04——Φ8手用铰刀；4.切削用量的确定主轴转数n=1500r/min；进给速度：钻中心孔f=20；钻孔f=100；扩孔f=100；二、加工程序的设计1.进给路线的确定采用在坐标原点处换刀、起刀，从工件右上方孔按顺时针方向依次加工。如图5-1-8所示。2.坐标系的确定使用工件坐标系G54，坐标系原点设在工件上表面对称中心点处。如图5-1-8所示。图5-1-83.加工程序钻中心孔使用G81指令，钻、扩孔使用G73指令。钻孔指令参数设定：R=5.0；Q=-5.0；K=2.0；以中心钻为基准刀。O5114;程序名；G54G90G40G49G80;选G54为工件坐标系，绝对值编程，系统初始化；M03S1500T01;G00X0.0Y0.0Z100.0;将钻头快速移到工件坐标系原点；X40.0Y30.0Z50.0;快速移到孔定位点，Z50.0即为初始平面；G99G81X40.0Y30.0Z-3.0R5.0F20;X40.0Y-30.0;X-40.0Y-30.0;G81循环钻四个中心孔，返回初始平面；X-40.0Y30.0;G00X0.0Y0.0Z100.0;将钻头快速移到工件坐标系原点；5.2中、大孔的加工任务二、图5-2-1所示工件为冷冲模具凸模固定板，材料：45#钢，该工件已完成坯料加工，并在中心钻出Φ45预成型孔。本任务要求完成板上各孔的加工。图5-2-15.2.1相关知识一、孔加工常用刀具在各种具有一定加工精度和表面粗糙度要求的孔加工工艺中，所使用的刀具类型主要有四种：钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀。1扩孔钻将工件上已有的孔(无论是铸造出或锻造出，还是钻出的孔)扩大的加工方法叫做扩孔。扩孔钻是扩孔加工最常用的基本刀具，主要在中、大孔加工中使用。图5-2-2(a)为锥柄式高速钢扩孔钻；(b)为套式高速钢扩孔钻；(c)为套式硬质合金扩孔钻。2.机用铰刀铰刀是对孔进行精加工刀具。普通标准铰刀如图5-2-3所示。(a)直柄机用铰刀；(b)锥柄机用铰刀；(c)套式机用铰刀；(d)切削校准部分角度图5-2-33.镗刀在机床上对大、中型孔进行半精加工和精加工称为镗孔。镗孔的尺寸精度一般可IT7～ITl0级。镗孔所用刀具称为镗刀。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。1)单刃镗刀图5-2-4所示为单刃镗刀，（a）可用于镗通孔，（b）用于镗阶梯孔，（c）用于镗盲孔。单刃镗刀只有一个刀片，使用时用螺钉装夹到镗杆上。2)微调镗刀在数控机床上目前较多地选用微调镗刀进行孔的精镗。如图5-2-5所示，这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便且精度高。图5-2-4图5-2-5二、常用的固定循环镗孔指令使用固定循环镗孔指令，无论是粗镗、半精镗、精镗机床均不能做径向进给，每一次镗削的切削层厚度只能靠手动调整刀尖相对旋转中心的外伸出量实现。1.粗镗循环指令G85用G85粗镗孔时，刀具从R点运动到Z点期间，主轴正转，刀具沿Z轴负向进给到孔底部，然后主轴以快速沿Z轴退出。G85的循环动作如图5-2-7所示。指令编程格式（G98／G99)G85X

Y

Z

R

F

；图5-2-72.半精镗循环指令G86用G86半精镗孔时，刀具从R点运动到Z点期间，主轴正转，刀具沿Z轴负向进给到孔底部，主轴停止，然后主轴以快速沿Z轴退出。G86的循环动作如图5-2-9所示。指令编程格式

G86X

Y

Z

R

F

；图5-2-95.2.2任务实施一、工艺分析1.技术要求分析工件加工内容简单，易完成。2.确定加工方案四个Φ6.8的孔加工深度30mm，属于小孔、深孔加工，由于尺寸精度低，采用钻削成形：钻中心孔——钻孔3.工艺装备选择机床：FANUC—Oi系统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。刀具：T01——Φ6.8钻头；

T02——普通单刃，90°主偏角半精镗刀；

T03——带微调的90°主偏角精镗刀；4.切削用量的确定主轴转数：钻孔时n=1500r/min；镗孔时n=500r/min；进给速度：钻孔时f=100；镗孔时f=20～50；二、加工程序的设计1.进给路线的确定采用在坐标原点处换刀、起刀，从工件右上方孔按顺时针方向依次加工四小孔。如图5-2-11所示。然后，半精镗削Φ50尺寸留余量，镗Φ60台阶孔到尺寸。最后精镗、精细镗Φ50尺寸达要求。2.坐标系的确定使用工件坐标系G54，坐标系原点设在工件上表面对称中心点处。如图5-2-11所示。图5-2-113.加工程序O5214;程序名；G54G90G80G49;选G54为工件坐标系，绝对值编程，系统初始化；T01;手工换刀；G00X0.0Y0.0Z100.0;G43Z20.0H01;快速移到孔定位点，Z20.0即为初始平面；G99G73X40.0Y40.0Z-35.0R5.0Q-5.0K2.0F100;X40.0Y-40.0;G73循环钻四孔，返回初始平面；X-40.0Y-40.0;X-40.0Y40.0;G00Z50.0;抬刀；X0.0Y0.0Z100.0G49;取消偏置号H01刀具长度补偿；M05;M00;程序暂停；T02;手工换刀；M03;5.3螺纹孔的加工任务三、在已加工完成的半成品板件上加工如图5-3-1所示的螺纹孔。M8螺纹底孔Φ6.8，M30螺纹底孔Φ25.8均已加工完成。图5-3-15.3.1相关知识一、螺纹孔的加工方法螺纹孔按螺旋线的旋向分为左旋和右旋两种，不管是左旋还是右旋，其螺纹孔的功能和加工方法原理相同。所不同的是左、右旋螺纹孔加工时主轴的旋转方向不同。螺纹孔的加工方法是根据其孔径的大小选择不同的加工方式：1.直径在M6～M20mm之间的螺纹孔，一般采用攻螺纹的方法加工。即，选用定尺寸的螺纹成形刀具——丝锥，在数控铣床上攻螺纹时采用的是主轴转一转，保持刀具直线进给一个螺距的直线插补原理加工。2.直径在M6mm以下的螺纹，则只在数控机床上加工出螺纹底孔，然后通过其它手段攻螺纹。

单件、小批量加工一般采用钳工（手动）攻螺纹；批量生产时一般可采用工丝机攻螺纹。3.直径在M20mm以上的螺纹，一般采用镗刀镗削而成。二、常用的固定循环螺纹加工指令1.攻右旋螺纹循环指令G84．用G84攻右旋螺纹时，要选用定尺寸的螺纹成形刀具——丝锥，刀具从R点运动到孔底Z点，刀具沿Z轴向下保持主轴以每转进给一个螺距的进给速度，主轴正转，加工到孔底部时，主轴暂停后反转，刀具以进给速度反向退出。主轴退到R点平面后，再次暂停，再次变换旋转方向。所有这些，都是由系统自动完成的。G84的循环动作如图5-3-2所示。指令编程格式：（G99／G98G84X

Y

Z

R

F

L

；式中：F——进给速度，必须是F=螺距；

L——固定循环动作的重复次数；图5-3-25.3.2任务实施一、工艺分析1.技术要求分析工件加工内容简单，易于完成。2.确定加工方案4—M8螺纹孔采用攻丝工艺完成；M30x3.5螺纹孔采用镗削工艺完成。3.工艺装备选择机床：FANUC—Oi系统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。刀具：T01——M8丝锥；

T02——带微调的螺纹镗刀；4.切削用量的确定攻丝时n=100r/min；F=1.25

镗螺纹时n=500r/min；F=3.5

二、加工程序的设计1.进给路线的确定采用在坐标原点处换刀、起刀，从工件右上方孔按顺时针方向依次加工四螺纹孔。然后，镗削螺纹孔。通过调整刀头位置加工出螺纹牙高。如图5-3-4所示。2.坐标系的确定使用工件坐标系G54，坐标系原点设在工件上表面对称中心点处。如图5-3-4所示。3.加工程序攻4—M8螺纹孔使用G84指令。攻丝指令参数设定：R=5.0；F=1.25；镗削螺纹孔使用G76指令，G76指令参数设定：I=5.0，R=5.0。设镗刀为基准刀

5-3-4加工程序O5311;

程序名；G54G90G80G49;选G54为工件坐标系，绝对值编程，系统初始化；T01;手工换刀；G00X0.0Y0.0Z100.0;G43Z20.0H01;快速移到孔定位点，Z20.