项目五加工孔任务一加工通孔课件

项目五加工孔

任务一加工通孔

在数控铣削中操作者应根据孔的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度等的要求，兼顾生产效率、经济性及实训生产设备等情况来制定和选择合适的加工方案，以达到所期望的加工效果。如下表所示：序号加工方案精度等级表面粗糙度适用范围1钻11～1350～12.5加工未淬火及铸铁的实心毛坯，也可以用于加工有色金属（但粗糙度差），孔径小于20mm2钻→铰8～93.2～1.63钻→粗铰→精铰7～81.6～0.84钻→扩9～106.3～3.2加工未淬火及铸铁的实心毛坯，也可以用于加工有色金属（但粗糙度差），孔径大于20mm5钻→孔→铰8～91.6～0.86钻→扩→粗铰→精铰70.8～0.47粗镗→扩孔11～126.3～3.2除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔8粗镗→半精镗9～103.2～1.69粗镗→半精镗→精镗7～81.6～0.810粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀块精镗6～70.8～0.4一、孔加工动作一、孔加工固定循环指令有G73G74G76G80-G89，通常由六个动作组成，如图5-1-3所示：

1.X和Y轴快速定位到孔中心的位置上。2.快速运行到靠近孔上方的安全高度平面(R平面)。3.钻、镗孔(工进)。4.在孔底做需要的动作(暂停、主轴准停、刀具移动等）。5.退回到安全平面高度或初始平面高度。6.快速退回到初始点的位置。固定循环动作二、固定循环指令格式

G90(G91)G99(G98)G73(~G89)X__Y__Z__R__Q__

P__F__S__L__

式中：G——孔加工固定循环（G73～G89）。X、Y——孔在xy平面的坐标位置（绝对值或增量值）。Z——孔底的Z坐标值（绝对值或增量值）。R——R点的Z坐标值（绝对值或增量值）。Q——每次进给深度（G73、G83）；刀具位移量（G76、G87）。

P——暂停时间，ms。F——切削进给的进给量,mm/min。L——固定循环的重复次数。只循环一次时L可不指定。G98、G99为孔加工完后的回退方式指令。G98指令是返回初始平面高度处，G99则是返回安全平面高度处。注意：1.G73～G89是模态指令。G01～G03取消。2.固定循环中的参数（Z、R、Q、P、F）是模态的。3.在使用固定循环指令前要使主轴启动。

4.固定循环指令不能和后指令M代码同时出现在同一程序段。

5.在固定循环中，刀具半径尺寸补偿无效，刀具长度补偿有效。

6.当用G80取消固定循环后，那些在固定循环之前的插补模态恢复。

7.当某孔加工完后还有其他同类孔需要接续加工时，一般使用G99指令；只有当全部同类孔都加工完成后，或孔间有比较高的障碍需跳跃的时候，才使用G98指令，这样可节省抬刀时间。G指令加工动作Z向在孔底的动作回动作Z向用途G73间歇进给

快速进给高速钻深孔G74切削进给（主轴反转）主轴正转切削进给反转攻螺纹G76切削进给主轴定向停止快速进给精镗循环G80

快速进给取消固定循环G81切削进给

快速进给定点钻循环G82切削进给暂停快速进给锪孔G83间歇进给

快速进给钻深孔G84切削进给（主轴正转）主轴反转切削进给攻螺纹G85切削进给

切削进给镗循环G86切削进给主轴停止切削进给镗循环G87切削进给主轴停止手动或快速反镗循环G88切削进给暂停、主轴停止手动或快速镗循环G89切削进给暂停切削进给镗循环G73～G89为孔加工方式指令，对应的固定循环功能见下表三、各循环方式说明

1.G73--用于高速深孔钻削。

程序段格式G73X__Y__Z__R__Q__F__如下图所示，每次背吃刀量为q(用增量表示，在指令中给定)；退刀量为d，由NC系统内部通过参数设定。G73指令在钻孔时是间歇进给，有利于断屑、排屑，适用于深孔加工。G73指令动作图

2.G76——精镗。

G76X__Y__Z__R__Q__P__F__；式中：Q——刀具移动量（正值、非小数、1.0㎜）。P——孔底暂停（ms)。如图5-4所示，加工到孔底时，主轴停止在定向位置上；然后，使刀头沿孔径向离开已加工内孔表面后抬刀退出，这样可以高精度、高效率地完成孔加工，退刀时不损伤已加工表面。刀具的横向偏移量由地址Q来给定，Q总是正值，移动方向由系统参数设定。G76指令动作图

3.G81--一般钻孔循环，用于定点钻，如图5-5所示。

格式：G81X__Y__Z__R__F__

G81指令动作图

4.G82——可用于钻孔、镗孔。

格式：G82X__Y__Z__R__P__F__；式中：P——孔底暂停时间（ms）。动作过程和G81类似，但该指令将使刀具在孔底暂停，暂停时间由P指定。孔底暂停可确保孔底平整。常用于做锪孔、做沉头台阶孔。G82指令动作图5.G83——深孔钻削。

格式：G83X__Y__Z__R__Q__F__；式中：Q——每次进给深度。如图5-7所示，q、d与G73相同，G83和G73的区别是：G83指令在每次进刀q深度后都返回安全平面高度处，再下去作第二次进给，这样更有利于钻深孔时的排屑。G83指令动作图

6.G85——镗孔。

如图5-8动作过程和G81一样，G85进刀和退刀时都为工进速度，且回退时主轴照样旋转。G85指令动作图

7.G86——镗孔。

动作过程和G81类似，但G86进刀到孔底后将使主轴停转，然后快速退回安全平面或初始平面。由于退刀前没有让刀动作，快速回退时可能划伤已加工表面，因此只用于粗镗。

8.G87——反向镗孔。

格式:G87X___Y___Z___R___Q___F___；X,Y孔的位置Z——加工深度R——从初始水平位置到R点（孔底）的距离Q——刀具偏移量

F——进给率

K——加工次数（仅限于需要重复时使用

如下图所示，执行时，X、Y轴定位后，主轴准停，刀具以反刀尖的方向偏移，并快速下行到孔底(此即其R平面高度)。在孔底处，顺时针启动主轴，刀具按原偏移量摆回加工位置，在Z轴方向上一直向上加工到孔终点(此即其孔底平面高度)。在这个位置上，主轴再次准停后刀具又进行反刀尖偏移，然后向孔的上方移出，返回原点后刀具按原偏移量摆正，主轴正转，继续执行下一程序段。G87指令动作图9.G88——镗孔如下图所示，加工到孔底后暂停，主轴停止转动，自动转换为手动状态，用手动将刀具从孔中退出到返回点平面后，主轴正转，再转入下一个程序段自动加工G87指令动作图

10.G89——镗孔。

此指令与G86相同。但在孔底有暂停。

注意：在使用固定循环指令前，必须使用M03或M04指令启动主轴；在程序格式段中，X、Y、Z或R指令数据应至少有一个才能进行孔的加工；在使用带控制主轴回转的固定循环(如G74、G84、G86等)中，如果连续加工的孔间距较小，或初始平面到R平面的距离比较短时，会出现进入孔正式加工前，主轴转速还没有达到正常的转速的情况，影响加工效果。因此，遇到这种情况，应在各孔加工动作间插入G04指令，以获得时间，让主轴能恢复到正常的转速。四、钻头总共有7项：

1.NC定心钻

2.阶梯钻头3.麻花钻

4.内冷麻花钻头

5.三刃钻6.直槽钻7.中心钻五、硬质合金铰刀

特点：1.铰孔精度可达IT6-7。2.表面粗糙度可达Ra0.4-1.6。3.直槽、螺旋槽结构俱全。4.高耐磨K20UF材质与涂层的完美结合，以适应各种材料的加工。5.可提供不等齿距系列及大螺旋系列。六、孔加工的方法

孔加工在金属切削中占有很大的比重，应用广泛。在数控铣床上加工孔的方法很多，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、镗孔及铣孔等方法。七、孔加工的刀具1.钻孔刀具及其选择钻孔刀具较多，有普通麻花钻、可位浅孔钻、喷吸钻及扁钻等。应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用。在数控镗铣床上钻孔，普通麻花钻应用最广泛，尤其是加工￠30mm以下的孔时，以麻花钻为主，如图所示。

在数控镗铣床上钻孔，因无钻模导向，受两种切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜。为保证孔的位置精度，在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔，或用一刚性较好的短钻头钻一窝。

在数控镗铣床上钻孔，因无钻模导向，受两种切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜。为保证孔的位置精度，在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔，或用一刚性较好的短钻头钻一窝。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。对深径比大于5而小于100的深孔由于加工中散热差，排屑困难，钻杆刚性差，易使刀具损坏和引起孔的轴线偏斜，影响加工精度和生产率，故应选用深孔刀具加工。2.扩孔刀具及其选择扩孔多采用扩孔钻，也有用立铣刀或镗刀扩孔。扩孔钻可用来扩大孔径，提高孔加工精度。用扩孔钻扩孔精度可达IT11～IT10，表面粗糙度值可达Ra6.3～3.2um。

扩孔钻与麻花钻相似，但齿数较多，一般为3～4个齿。扩孔钻加工余量小，主切削刃较短，无需延伸到中心，无横刃，加之齿数较多，可选择较大的切削用量。下图所示为整体式扩孔钻和套式扩孔钻。(a)整体式扩孔钻(b)套式扩孔钻

扩孔钻

3.铰孔刀具及其选择铰孔加工精度一般可达IT9～IT8级，孔的表面粗糙度值可达Ra1.6～0.8um，可用于孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔只能提高孔的尺寸精度、形状精度和减小表面粗糙度值，而不能提高孔的位置精度。因此，对于精度要求高的孔，在铰削前应先进行减少和消除位置误差的预加工，才能保证铰孔质量。

a)直柄机用铰刀(b)套式机用铰铰刀4.镗孔加工刀具及其选择镗孔是数控镗铣床上的主要加工内容之一，它能精确的保证孔系的尺寸精度和形位精度，并纠正上道工序的误差。在数控镗铣床上进行镗孔加工通常是采用悬臂方式，因此要求镗刀有足够的刚性和较好的精度。镗孔加工精度一般可达IT7～IT6，表面粗糙度值可达Ra6.3～0.8um。为适应不同的切削条件，镗刀有多种类型。按镗刀的切削刃数量可分为单刃镗刀(图a))和双刃镗刀(图b))。(a)单刃镗刀（b)双刃镗刀镗刀

在精镗孔中，目前较多地选用精镗微调镗刀，如下图所示。这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，且调节方便，精度高。微调镗刀八、攻螺纹加工工艺

1.底孔直径的确定攻螺纹之前要先打底孔，底孔直径的确定方法如下：对钢和塑性大的材料D孔＝D-P对铸铁和塑性小的材料D孔＝D-（1.05～1.1）P式中：D孔—螺纹底孔直径，mm；D─螺纹大径，mm；P─螺距，mm。2.盲孔螺纹底孔深度盲孔螺纹底孔深度的计算方法如下：盲孔螺纹底孔深度=螺纹孔深度+0.7d式中：d─钻头的直径，mm。误差项目产生原因修正措施钻孔偏差1.工件端面不平或与主轴线不垂直，未打中心孔2.初钻时钻头太长，刚性差，进给量过大3.钻头顶角不对称4.工件内部有偏空、穿孔、砂眼等1.钻孔前，校平钻孔面，在端面上打中心孔2.用钻头初钻，以中心孔作为引导，高速旋转，慢慢进给；钻深孔时，换长钻头，进给一段后，将钻头退出，清理铁削，在继续切削3.修磨钻头，用万能角度尺检验4.降低转速，减小进给量孔径超差、孔径扩大1.铰刀直径偏大2.转速太高，铰刀径向圆跳动超差3.铰刀中心与工件轴线不重合4.积削瘤的影响5.铰刀余量过大或进给量选用不当1.精心测量和挑选铰刀直径或修研至合适尺寸2.降低转速，修磨铰刀刃口3.使用灵活的浮动刀杆4.及时修磨刀刃的积削瘤5.选择合适的铰削余量和进给量孔径缩小1.铰刀磨削2.对于钢材工件，当铰削余量小，刀口不锋利时，产生较大的弹性恢复3.铰刀偏角过小，耐用度低1.认真测量、挑选铰刀刃直径，使用合适的铰刀2.合理控制铰刀余量，保持铰刀口锋利3.选用偏角铰刀的铰刀产生喇叭口1.铰刀的夹头位置偏斜2.铰刀偏角大，导向不好3.工件端面不平整，开始铰削歪斜4.铰削时导套松动1.调整夹头的位置对准工件的中心孔线2.选用夹角较小的铰刀3.修正工件端面4.加固导套与夹角的连接孔不圆1.铰削时工件松动2.铰削时产生振动3.薄壁工件装夹过紧，卸下后变形4.润滑不充分，不均匀1．选好工件定位面，重装夹角2.调整各部间间隙，防止窜动和振动3.改变装夹方式，夹紧力要均匀分布大小适中4.供应足够的切削液轴心线不直1.铰削前工件孔不直2.切削刃导向不稳定3.铰削断续孔产生偏移1.增加扩孔工序，最好在镗孔后铰孔2.修磨导向刃，铰刀偏角不要太大3.调整切削用量，选用有导向的铰刀表面质量不好1.铰刀切削刃不锋利或有崩口、毛刺2.余量过大或过小3.积削瘤的影响4.铰刀出屑槽内铰积切屑过多5.切削液选用不当1.刃磨或更换铰刀2.铰削余量要适中3.去除积削瘤，刃磨铰刀4.及时清除切屑5.合理选用切削液九、钻孔产生误差原因及修正措施任务二加工螺纹孔一、G74--用于左旋攻螺纹。

程序段格式G74X__Y__Z__R__F__

如图所示，执行过程中，主轴在R平面处开始反转直至孔底，到达后主轴自动转为正转，返回。攻螺纹动作二、G84——右旋攻螺纹。

G84指令和G74指令中的主轴转向相反，其他和G74相同。三、刚性攻螺纹功能指令M29

内孔螺纹的加工方式有两种方式：弹性攻螺纹和刚性攻螺纹。弹性攻螺纹时使用浮动攻螺纹夹头利用丝锥自身的导向作用完成内螺纹的加工。刚性攻螺纹时使用刚性攻螺纹夹套，利用数控系统插补能实现螺纹的加工。G74和G84攻螺纹循环可以在弹性或刚性攻螺纹的方式下进行。在弹性攻螺纹的方式中，使用辅助功能M03、M04和M05使主轴旋转和停止，沿着攻螺纹轴移动时的F值无需要特别计算。在刚性攻螺纹的方式中，用主轴电机控制攻螺纹过程，且加减速期间该操作也不变。因此，刚性方式下攻螺纹同弹性攻螺纹相比不仅不需要浮动丝锥卡头，而且攻螺纹速度快、精度高。

刚性攻丝M29的格式

M29S（S为刚性攻螺纹时的主轴转速）。四、螺纹刀具

1.4201,4202,4605,4606，4551系列---孔的螺纹加工刀具如左图所示：丝锥的特点（1）丝锥可加工M3-M12的螺纹孔。（2）更大的螺纹孔，螺纹铣刀是理想的选择，可加工M5-M20的螺纹孔。（3）直槽结构及右螺旋槽结构。（4）高韧性材质K40UF和涂层的完美结合，确保更高的刀具寿命。2.加工内螺纹外螺纹铣刀如下图5-26所示：

螺纹铣刀的特点：（1）螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍。（2）一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。（3）丝攻磨损后不可再使用,螺纹铣刀磨损后可通过刀补继续使用。（4）相同螺距不同螺纹尺寸的螺纹孔,丝攻需要更换几支,螺纹铣刀可通用。（5）螺纹铣刀加工光洁度远高于丝攻。（6）螺纹孔径第一次通规不过时,螺纹铣刀可通过刀补修正,丝攻则不行,工件只有报废。（7）在较大螺纹孔加工时丝攻无法企及,螺纹铣刀可瞬时实现。（8）丝攻攻牙时会有折断的情况,造成时间的浪费,甚至还会造成工件的报废,螺纹铣刀非人为原因不会断,即使断了也可及时手工取出。五、螺纹铣削与攻丝的区别

1.加工高效率我们知道在大批量的螺纹加工中，由于丝锥比较低的切削速度限制以及在加工好螺纹后的反转退刀，要想提高加工效率十分困难。然而如果我们使用螺纹铣刀(例如VARGUS公司的MiTM)，它不但本身的铣削速度就很高，而且它的多刀槽设计增加了切削刃数从而可以轻松提高进给速度，这样就可以大幅提高加工效率。在长螺纹的加工中，我们还可以选用有更长刀刃的刀片减少轴向进给距离(相当于让螺纹变短)来进一步提高加工效率。

2.优异的表面质量及尺寸精度用丝锥加工时，由于较低的切削速度及困难的切屑折断的影响，要想获得很好的表面光洁度和螺纹精度相当困难。然而对于螺纹铣削来说一切都不是问题！很高的切削速度，较小的切削力使切削面很

光滑；细碎的切屑能被冷却液轻松冲出工件不会划伤已加工面。对于螺纹精度有较高要求的工件，由于螺纹铣刀是靠螺旋插补来保证精度的，所以只需要调整一下程序就能轻松获得所需高精度螺纹。这个特点在精密螺纹加工中拥有绝对优势。3.稳定性好，安全可靠在加工难加工材料如钛合金，高温合金和高硬度材料时，由于切削力太大使丝锥经常会扭曲甚至折断在零件中。在加工长切屑材料中，一旦排屑不畅，切屑会缠绕丝锥或堵塞孔口，经常会导致丝锥崩口或断在零件中。取出断的丝锥不但费时费力而且有可能破坏零件。要解决这个问题我们可以采用螺纹铣刀。由于螺纹铣刀是逐渐切入材料，它产生的切削力较小很少会出现断刀。即使万一出现断刀，由于铣刀直径比螺纹孔小很多，可以轻松从零件中取出断裂部分而不会伤及零件。

4.使用范围广，加工成本低螺纹铣刀使用灵活，可以适用多种工况。例如：我们可以用同一把螺纹铣刀加工左旋螺纹，也可以加工右旋螺纹；既可以加工外螺纹，也可以加工内螺纹。所有这一切只需要调整一