孔加工及固定循環(huán)

6．3孔加工及固定循環(huán)6．3．1孔加工概述孔加工是最常見(jiàn)的零件結(jié)構(gòu)加工之一，孔加工工藝內(nèi)容廣泛，包括鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻絲、鏜孔等孔加工工藝方法。在CNC銑床和加工中心上加工孔時(shí)，孔的形狀和直徑由刀具選擇來(lái)控制，孔的位置和加工深度則由程序來(lái)控制。圓柱孔在整個(gè)機(jī)器零件中起著支承、定位和保持裝配精度的重要作用。因此，對(duì)圓柱孔有一定的技術(shù)要求?？准庸さ闹饕夹g(shù)要求有：⑴尺寸精度：配合孔的尺寸精度要求控制在IT6?IT8,精度要求較低的孔一般控制在IT11。⑵形狀精度：孔的形狀精度，主要是指圓度、圓柱度及孔軸心線(xiàn)的直線(xiàn)度，一般應(yīng)控制在孔徑公差以?xún)?nèi)。對(duì)于精度要求較高的孔，其形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差的1/2?1/3。⑶位置精度：一般有各孔距間誤差，各孔的軸心線(xiàn)對(duì)端面的垂直度允差和平行度允差等。⑷表面粗糙度：孔的表面粗糙度要求一般在Ra12.5?0.4gm之間。加工一個(gè)精度要求不高的孔很簡(jiǎn)單，往往只需一把刀具一次切削即可完成；對(duì)精度要求高的孔則需要幾把刀具多次加工才能完成；加工一系列不同位置的孔需要計(jì)劃周密、組織良好的定位加工方法。對(duì)給定的孔或孔系加工，選擇適當(dāng)?shù)墓に嚪椒@得非常重要。6．3．2孔加工固定循環(huán)格式1．孔加工固定循環(huán)的概念鉆孔、鉸孔、攻絲以及鏜削加工時(shí)，孔加工路線(xiàn)包括X、Y方向的點(diǎn)到點(diǎn)的點(diǎn)定位路線(xiàn)，Z軸向的切削運(yùn)動(dòng)。所有孔加工運(yùn)動(dòng)過(guò)程類(lèi)似，其過(guò)程至少包括：①在安全高度刀具X、Y向快速點(diǎn)定位于孔加工位置；②Z軸方向快速接近工件運(yùn)動(dòng)到切削的起點(diǎn)；③以切削進(jìn)給率進(jìn)給運(yùn)動(dòng)到指定深度；④刀具完成所有Z方向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)工件返回到安全的高度位置。一些孔的加工或有更多的動(dòng)作細(xì)節(jié)?？准庸み\(yùn)動(dòng)可用G00、G01編程指令表達(dá)，但為避免每次孔加工編程時(shí)，編寫(xiě)G00、G01運(yùn)動(dòng)信息的重復(fù)，數(shù)控系統(tǒng)軟件工程師把類(lèi)似的孔加工步驟、順序動(dòng)作編寫(xiě)成預(yù)存儲(chǔ)的微型程序，固化存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存里，該存儲(chǔ)的微型程序就稱(chēng)為固定循環(huán)。機(jī)床應(yīng)用人員在編程時(shí)，可用系統(tǒng)規(guī)定的固定循環(huán)指令調(diào)用孔加工的全部動(dòng)作。固定循環(huán)指令的使用方便孔加工編程，并減少程序段數(shù)。2．孔加工固定循環(huán)通用格式圖6-3-1孔加工的六個(gè)運(yùn)動(dòng)及G90或G91時(shí)的坐標(biāo)計(jì)算方法孔加工固定循環(huán)通用格式：【G90/G91】【G98/G99】【G73?G89】X?Y?Z?R?Q?P?F?K?；其中：x一孔加工定位位置：一點(diǎn)平面所在位置；一孔底平面的位置；一當(dāng)有間隙進(jìn)給時(shí)，刀具每次加工深度；在精鏜或反鏜孔循環(huán)中為退刀量；一指定刀具在孔底的暫停時(shí)間，數(shù)字不加小數(shù)點(diǎn)，以作為時(shí)間單位；一孔加工切削進(jìn)給時(shí)的進(jìn)給速度；一指定孔加工循環(huán)的次數(shù)。孔加工循環(huán)的通用格式表達(dá)了孔加工所有可能的運(yùn)動(dòng)，如圖6-3-1(a),這些動(dòng)作應(yīng)由孔加工循環(huán)格式中相應(yīng)的指令字描述?？准庸?dòng)作與孔加工固定循環(huán)通用格式中的指令字一一對(duì)應(yīng)，見(jiàn)表6-3-1：表6-3孔-加1工動(dòng)作及固定循環(huán)格式中的指令字平面快速定位；給定孔中心定位位置一一X值向快速進(jìn)給到點(diǎn)；給定開(kāi)始工進(jìn)的起始位置一一值軸切削進(jìn)給，進(jìn)行孔加工；給定工進(jìn)的終止位置，孔底一一值給定孔進(jìn)給加工時(shí)信息一一F值

孔底部的動(dòng)作；給定刀具在孔底的暫停時(shí)間---值軸退刀到點(diǎn)；給定返回平面模式一一軸快速回到起始位置。給定返回初始平面模式一一并不是每一種孔加工循環(huán)的編程都要用到孔加工循環(huán)的通用格式的所有代碼。以上格式中，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。取消孔加工循環(huán)采用代碼G80。另外，如在孔加工循環(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。3孔加工固定循環(huán)編程格式中的指令：⑴孔加工固定循環(huán)【?IFANUC-0系統(tǒng)加工中心配備的固定循環(huán)功能，主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等，調(diào)用固定循環(huán)的G指令有：G73、G74、G76、G81?G89,G80用于取消固定循環(huán)狀態(tài)。指令各種不同類(lèi)型的孔加工動(dòng)作，見(jiàn)表6-3-2。表6-3-2孔加工固定循環(huán)及動(dòng)作一覽表代碼加工動(dòng)作方向孔底動(dòng)作退刀動(dòng)作（方向）用途間歇進(jìn)給快速進(jìn)給高速深孔加工切削進(jìn)給暫停、主軸正轉(zhuǎn)切削進(jìn)給攻左旋螺紋切削進(jìn)給主軸準(zhǔn)停快速進(jìn)給精鏜取消固定循環(huán)切削進(jìn)給快速進(jìn)給鉆孔切削進(jìn)給暫?？焖龠M(jìn)給鉆、鏜階梯孔間歇進(jìn)給快速進(jìn)給深孔加工切削進(jìn)給暫停、主軸反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給攻右旋螺紋切削進(jìn)給切削進(jìn)給鏜孔切削進(jìn)給主軸?？焖龠M(jìn)給鏜孔切削進(jìn)給主軸正轉(zhuǎn)快速進(jìn)給反鏜孔切削進(jìn)給暫停、主軸停手動(dòng)鏜孔切削進(jìn)給暫停切削進(jìn)給鏜孔⑵數(shù)據(jù)形式【G90/】G91固定循環(huán)指令中地址與地址的數(shù)據(jù)指定與或的方式選擇有關(guān)。圖、所示為或時(shí)的坐標(biāo)計(jì)算方法。如圖、選擇方式時(shí)，與一律取相對(duì)向零點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值；如圖、選擇方式時(shí)，則是指自初始面到面的距離，是指自點(diǎn)所在面到孔底平面的向距離。的方式選擇也有關(guān)。模式下的X數(shù)據(jù)值是相X的方式選擇也有關(guān)。模式下的X數(shù)據(jù)值是相⑶返回點(diǎn)平面指令【】由或決定刀具在返回時(shí)到達(dá)的平面，如圖1如用時(shí)，則返回到初始平面，返回面高度由初始點(diǎn)的值指定。如用時(shí)，則返回時(shí)到達(dá)點(diǎn)平面，返回面高度由值指定。和代碼只用于固定循環(huán)，它們的主要作用就是在孔之間運(yùn)動(dòng)時(shí)繞開(kāi)障礙物。障礙物包括夾具、零件的突出部分、未加工區(qū)域以及附件等。采用固定循環(huán)進(jìn)行孔系加工時(shí)，一般不用返回到初始平面，只有在全部孔加工完成后，或孔之間存在凸臺(tái)或夾具等干涉件時(shí)，才回到初始平面。4固定循環(huán)中的向高度位置及選用在孔加工運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，刀具運(yùn)動(dòng)涉及Z向坐標(biāo)的三個(gè)高度位置：初始平面高度，R平面高度，鉆削深度?？准庸すに囋O(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)這三個(gè)高度位置進(jìn)行適當(dāng)選擇。⑴初始平面高度初始平面是為安全點(diǎn)定位及安全下刀而規(guī)定的一個(gè)平面。安全平面的高度應(yīng)能確保它高于所有的障礙物。當(dāng)使用同一把刀具加工多個(gè)孔時(shí)，刀具在初始平面內(nèi)的任意點(diǎn)定位移動(dòng)應(yīng)能保證刀具不會(huì)與夾具、工件凸臺(tái)等發(fā)生干涉，特別防止快速運(yùn)動(dòng)中切削刀具與工件、夾具和機(jī)床的碰撞。⑵平面高度R平面為刀具切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)高度，即從R平面高度開(kāi)始刀具處于切削狀態(tài)。由R?指定Z軸的孔切削起點(diǎn)的坐標(biāo)。對(duì)于所有的循環(huán)都應(yīng)該仔細(xì)地選擇R平面的高度，通常選擇在Z0平面上方（1?5mm）處?？紤]到批量生產(chǎn)時(shí)，同批工件的安裝變換等原因可能引起Z0面高度變化的因素，如果有必要，對(duì)R點(diǎn)高度設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。⑶孔切削深度固定循環(huán)中必須包括切削深度，到達(dá)這一深度時(shí)刀具將停止進(jìn)給。在循環(huán)程序段中以Z地址來(lái)表示深度，Z值表示切削深度的終點(diǎn)。編程中，固定循環(huán)中的Z值一定要使用通過(guò)精確計(jì)算得出的Z向深度，Z向深度計(jì)算必須考慮的因素有：圖樣標(biāo)注的孔的直徑和深度；絕對(duì)或增量編程方法；切削刀具類(lèi)型和刀尖長(zhǎng)度；加工通孔時(shí)的工件材料厚度和加工盲孔時(shí)的全直徑孔深要求；工件上方間隙量和加工通孔時(shí)在工件下方的間隙量等。

6．3．3鉆孔加工循環(huán)及應(yīng)用圖6-3-2G81與G82動(dòng)作圖i鉆孔循環(huán)與锪孔循環(huán)⑴指令格式：鉆孔循環(huán)：G81X?Y?Z?R?F?；锪孔循環(huán)：G82X?Y?Z?R?P?F?；⑵孔加工動(dòng)作圖解及說(shuō)明：如圖所示為、加工動(dòng)作圖解，指令應(yīng)用說(shuō)明如下：指令用于正常的鉆孔，切削進(jìn)給執(zhí)行到孔底，然后刀具從孔底快速移動(dòng)退回。動(dòng)作類(lèi)似于、只是在孔底增加了進(jìn)給后的暫停動(dòng)作。因此，在盲孔加工中，可減小孔底表面粗糙度值。該指令常用于引正孔加工、锪孔加工。()示例工件圖固定循環(huán)()中心孔定距重復(fù)加工圖()示例工件圖固定循環(huán)()中心孔定距重復(fù)加工圖7指令應(yīng)用示例圖⑶指令應(yīng)用示例：加工如圖所示工件四個(gè)孔，工件坐標(biāo)系如圖設(shè)定。試用固定循環(huán)⑶指令應(yīng)用示例：加工如圖所示工件四個(gè)孔，工件坐標(biāo)系如圖設(shè)定。試用固定循環(huán)或指令編寫(xiě)孔加工程序。孔加工設(shè)計(jì)如下：①引正孔：①4中心孔鉆打引正孔，用G82孔加工循環(huán)一一T01②鉆孔：用①10麻花鉆頭鉆通孔，用G81孔加工循環(huán)一一T02③鉆孔：用①16麻花鉆頭鉆盲孔，用G82孔加工循環(huán)一一T03孔加工程序編制如下：—(P中心孔鉆打引正孔0(p麻花鉆頭鉆通孔—3p麻花鉆頭鉆盲孔．深孔鉆削循環(huán)圖6-3-4G73與G83動(dòng)作圖⑴指令格式：高速深孔鉆循環(huán)：G73X?Y?Z?R?Q?F?；深孔鉆循環(huán)：G83X?Y?Z?R?Q?F?；⑵孔加工動(dòng)作圖解及說(shuō)明：如圖所示為、加工動(dòng)作圖解，指令應(yīng)用說(shuō)明如下：指令通過(guò)軸方向的間歇進(jìn)給可以較容易地實(shí)現(xiàn)斷屑與排屑。指令中的值是指每一次的加工深度，為正值。中鉆頭退刀距離很小，在?mm之間。指令同樣通過(guò)軸方向的間歇進(jìn)給來(lái)實(shí)現(xiàn)斷屑與排屑的目的，但與指令不同的是，刀具間歇進(jìn)給后快速回退到點(diǎn)，再向快速進(jìn)給到上次切削孔底平面上方距離為的高度處，從該點(diǎn)處，快進(jìn)變成工進(jìn)，工進(jìn)距離為+值由機(jī)床系統(tǒng)指定，無(wú)須用戶(hù)指定。值指定每次進(jìn)給的實(shí)際切削深度，值越小所需的進(jìn)給次數(shù)就越多，值越大則所需的進(jìn)給次數(shù)就越少。⑶指令應(yīng)用示例：例加工如圖所示的中兩個(gè)孔，試用或指令編制啄式深孔加工程序。加工分析：用①10麻花鉆頭鉆削①10深50的孔，深徑比達(dá)到5：1,用普通孔鉆削循環(huán)G81加工難度較大，改用深孔啄式加工模式，通過(guò)間歇進(jìn)給來(lái)實(shí)現(xiàn)斷屑與排屑，并冷卻，可改善加工條件，G73和G83編制通孔加工程序如下：麻花鉆頭鉆中通孔編程麻花鉆頭鉆中通孔編程⑷斷續(xù)切削特點(diǎn)及應(yīng)用：對(duì)于太深而不能使用一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工的孔，通常使用深孔鉆，深孔鉆削的加工方法也可以用于改善標(biāo)準(zhǔn)鉆的工藝技術(shù)。以下是深孔鉆方法在孔加工中的一些可能的應(yīng)用：深孔的鉆削；用于較硬材料的短孔加工時(shí)斷屑；清除堆積在鉆頭螺旋槽內(nèi)的切屑；鉆頭切削刃的冷卻和潤(rùn)滑；3．固定循環(huán)的重復(fù)和地址：在一些控制器中用或地址來(lái)表示循環(huán)的重復(fù)次數(shù)。用時(shí)一般以增量方式()，以、指令第一個(gè)孔位，然后可對(duì)等間距的相同孔進(jìn)行重復(fù)鉆削；若用時(shí)，則在相同的位置重復(fù)鉆孔，顯然這并沒(méi)有什么意義。例：如圖6-3-3(b),要用T01——①4中心孔鉆在一條直線(xiàn)上打引四個(gè)引正孔，四個(gè)引正孔坐標(biāo)分別為(X-30.0,Y0.0)、(X-10,Y0.0)、(X10,Y0.0)、(X30,Y0.0),孔深都為-9。用G82孔加工循環(huán)加工孔，程序可改進(jìn)為：(T014)由于相鄰孔X值之間的增量為20,在程序段N30中采用增量模式，并利用重復(fù)次數(shù)L或K的功能，便可顯著縮短CNC程序。在多孔加工