1、课题课题1 通孔类零件加工通孔类零件加工n 1.知识目标n 了解钻中心孔、钻孔循环指令及应用。n 了解钻深孔循环指令及应用。n 掌握G17、G18平面选择指令含义。n 掌握通孔加工刀具选择。n 会制定通孔加工工艺。n 2.技能目标n 掌握钻中心孔、钻孔（深孔）方法。n 掌握通孔加工方法及尺寸控制方法。知识学习知识学习 一、编程指令1.平面选择指令（G17、G18）（1）指令功能 在圆弧插补、刀尖半径补偿、长度补偿（钻头类刀具）时必须首先确定一个平面，即确定一个由两个坐标轴构成的坐标平面；在此平面内可以进行圆弧插补、刀尖半径补偿、在所选平面的垂直坐标轴上进行刀具长度补偿。数控车床只有Z、X两个坐
2、标轴，只能构成ZX平面，此外钻孔中还会用到XY平面，具体指令代码见表3-1和图3-3。表表3-1坐标平面及代码坐标平面及代码指令代码坐标平面垂直坐标轴（钻削时长度补偿轴）G17XY平面ZG18ZX平面Y*G19YZ平面X图3-3坐标平面（2）指令使用 数控车床零件加工在ZX平面内进行，即G18平面内；自动方式下钻中心孔、钻孔加工时，刀具是在XY平面垂直方向移动，即G17平面，西门子数控系统应指定G17平面。法那克系统用循环指令指定垂直坐标轴；此外，数控车床一般不用YOZ平面即G19指令。2.钻中心孔、钻孔循环指令（1）指令功能 刀具以编程指定的主轴转速和进给速度进行钻孔，直至达到给定的钻削深度
3、，在到达最终钻削深度时可编程一个停留时间，退刀时以快速移动速度退回。（2）指令格式 法那克系统与西门子系统钻孔循环指令见表3-2。（3）指令使用说明n1）调用钻孔循环G83（LCYC82）前应先指定主轴转速和方向。n 2）调用西门子钻孔循环（LCYC82）前应指定进给速度大小，法那克系统在循环指令（G83）中指定进给速度大小。n 3）调用西门子钻孔循环（LCYC82）前，刀具应处于钻孔位置,法那克系统钻孔位置由循环指令（G83）中X、C坐标值确定，刀具先运行到孔位置再进行钻孔。n 4）法那克系统钻孔循环（G83）中，当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码；对第二或以后的孔，不执行M代码。n
4、 5）西门子系统轴向钻孔时G17指令必须有效。法那克系统用G83表示端面（轴向）钻孔，用G87表示侧面（径向）钻孔。n 6）法那克系统G83为模态有效代码，西门子系统LCYC82为非模态代码 3.钻深孔循环指令（1）指令功能 通过分步钻入直至达到给定的钻削深度，在每步钻削时通过刀具退回且停顿一定时间达到断屑或排屑目的，最后刀具以快速移动速度退回。（2）指令格式 法那克系统与西门子系统深孔钻削循环指令见表3-3。（3）指令使用说明 n1）调用钻孔循环G83（LCYC83）前应先指定主轴转速和方向。n 2）调用西门子钻孔循环（LCYC83）前，刀具应处于钻孔位置；而法那克系统钻孔位置由循环指令（G
5、83）中X、C坐标值确定，刀具先运行到孔位置再进行钻孔。n 3）法那克系统钻孔循环（G83）中，当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码；对第二或以后的孔，不执行M代码。n 4）西门子系统轴向钻深孔时G17指令必须有效。法那克系统用G83表示端面（轴向）钻深孔，用G87表示侧面（径向）钻深孔。n 5）法那克系统G83指令指定每次钻削深度“Q”则为深孔钻削，无“Q”则为普通钻孔循环。二、加工工艺分析1.选择工、量、刃具（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，调头装夹时用百分表校正，其余工具见表3-4。（2）量具选择：外径、长度用游标卡尺测量，内孔用内径百分表测量，表面粗糙度用粗糙度
6、样板比对，其规格、参数见表3-4。（3）刀具选择：选择外圆车刀车外圆、端面；内孔车刀车内孔，本课题为通孔可选择主偏角小于90的通孔车刀，其结构形状如图3-4所示。a)通孔车刀形状 b)通孔车刀结构参数图3-4内孔（通孔）车刀形状、结构此外，车内孔前还需用中心钻钻中心孔及用麻花钻钻孔；内孔孔径为18，宜选取16麻花钻。具体见表3-4。2.加工工艺方案 方案一：全功能数控车床（有C轴），先车外圆、端面，采用钻孔和钻深孔循环钻中心孔及钻孔；切断后，再调头装夹，车另一端面，粗、精车内孔。方案二：普通数控车床（不带C轴），先车外圆、端面，采用手动方式钻中心孔及钻孔；切断后，再调头装夹，车另一端面，粗、精
7、车内孔。两种方案加工路线差不多。具体步骤见加工工艺（表3-5）。表表3-5通孔零件加工工艺通孔零件加工工艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃量ap/(mm)进给速度f/(mm/r)主轴转速n/(r/min)1车右端面T01120.26002粗、精车34、30外圆至尺寸T01120.26003自动（手动）钻中心孔T021.50.18004自动（手动）钻16孔T0380.084005切断T0440.084006调头夹住30外圆，手动车左端面，控制长度尺寸400.1T0110.156007粗车18+0.084 0内孔，留0.4mm精车余量T05120.156008精车18+0.084 0内孔至尺寸T0
8、60.20.088003.选择合理切削用量 三、编写参考程序 1.建立工件坐标系 加工右侧表面时取右端面与工件轴线交点为工件坐标系原点，如图3-1所示。调头装夹后则取左侧端面与工件轴线交点为工件原点。2.计算基点坐标（略）3.参考程序 （1）车外圆、钻中心孔、钻孔程序 法那克系统程序名“O0030”；西门子系统程序名“SKC0030MPF”。若手动钻中心孔、钻孔则只编写车外圆程序，钻中心孔、钻孔不需编程，程序内容见表3-6。表表3-6法那克系统与西门子系统参考程序法那克系统与西门子系统参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10G40 G99 G80 G18G40
9、 G90 G95 G18设置初始状态N20T0101T01 D1选择外圆车刀N30M3 S600 M3 S600 设置工件转速N40G00 X0 Z5G00 X0 Z5刀具移至进刀点N50G01 Z0 F0.2G01 Z0 F0.2刀具车削至工件原点N60X34.4 X34.4 车右端面N70Z-45 Z-45 粗车34外圆N80X36X36刀具沿+X方向退出N90G00 Z3G00 Z3刀具沿+Z方向退回N100X30.4X30.4刀具沿-X方向进刀N110G01 Z-25G01 Z-25粗车30外圆N120X32X32刀具沿+X方向退出N130G00 Z3G00 Z3刀具沿+Z方向退回N1
10、40X30 S800X30 S800刀具沿-X方向进刀，转速为800r/minN150G01 Z-25 F 0.1G01 Z-25 F0.1精车30外圆N160X34X34精车台阶面N170Z-45Z-45精车34外圆N180X36X36刀具沿+X方向退出N190X100 Z200X100 Z200刀具退回至换刀点N200M0 M5M0 M5程序停、主轴停、测量N210T0202T02 D1换中心钻N220M3 S800M3 S800 F0.1设置钻中心孔转速N230G00 X0 Z10G00 X0 Z10 G17刀具移动至循环起点N240G98 G83 X0 C0 Z-4 R5 P2 F0.
11、1 M31R101=10 R102=2 R103=0 R104=-4 R105=2设置循环参数，调用钻孔循环钻中心孔N245LCYC82N250G00 X100 Z200G00 X100 Z200刀具退回至换刀点N260T0303T03 D1换麻花钻N270M3 S400M3 S400设置钻孔速度N280G00 X0 Z10G00 X0 Z10钻头移动至循环起点N290G98 G83 X0 C0 Z-47 R5 Q6 P2 F0.08 M31R101=10 R102=2 R103=0 R104=-47 R105=2 R107=0.08 R108=0.06 R109=2 R110=-8 R111
12、=4 R127=1设置循环参数，调用深孔钻削循环钻16孔N295LCYC83N300X100 Z200X100 Z200 G18刀具退至换刀点，N310T0404T04 D1换切槽刀N320M3 S400M3 S400设置切槽转速N330G00 X38 Z-45G00 X38 Z-45刀具移近切断点N340G01 X14 F0.08G01 X14 F0.08切断工件N350X35 F0.5X35 F0.5刀具退出N360G00 X100 Z200G00 X100 Z200刀具退回N370M30M30程序结束（2）调头装夹,车内孔程序法那克系统程序名“O0031”；西门子系统程序名“SKC003
13、1MPF”。手动车端面控制总长，车内孔程序内容见表3-7。表表3-7法那克系统与西门子系统车孔参考程序法那克系统与西门子系统车孔参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10G40 G99 G80 G18G40 G90 G95 G18设置初始状态N20T0505T05 D1选择刀具N30M3 S600 M3 S600 主轴正转，转速600r/minN40G00 X17.6 Z3G00 X17.6 Z3刀具快速接近内孔表面N50G01 Z-43 F0.15G01 Z-43 F0.15粗车内孔N60X17X17刀具沿-X方向退回N70G00 Z3G00 Z3刀具沿+Z方
14、向退回N80X100 Z200X100 Z200刀具退回至换刀点N90M0 M5M0 M5程序停、主轴停、测量N100T0606T06 D1换内孔精车刀N110M3 S800M3 S800设置精车内孔转速N120G00 X18.042 Z3G00 X18.042 Z3刀具快速接近内孔表面N130G01 Z-43 F0.08G01 Z-43 F0.08精车内孔N140X17X17刀具沿-X方向退出N150G00 Z3G00 Z3刀具沿+Z方向退出N160X100 Z200X100 Z200刀具退回至换刀点N170M30M30程序结束 技能训练技能训练 n一、加工准备n 1）按坯料图检查毛坯尺寸。
15、n 2）开机、回参考点。n 3）输入程序：把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。n 4）装夹工件：把铝棒装入三爪卡盘，伸出约55mm左右，用划线盘校正并夹紧，调头加工用百分表校正。n 5）装夹刀具：把外圆车刀、中心钻、麻花钻、切断刀、内孔粗车刀、内孔精车刀按要求依次装入T01、T02、T03、T04、T05、T06号刀位（普通数控车床中心钻、麻花钻分别装夹在尾架套筒中）。其中中心钻、麻花钻应与工件轴线重合，内孔车刀刀尖也应与工件轴线等高。二、对刀内孔车刀对刀方法：（1）X方向对刀 用内孔车刀试车一内孔，长度为35mm，然后沿+Z方向退出刀具，停车测出内孔直径，将其值输入到相应刀具长度补偿中，
16、如图3-5所示。图3-5内孔车刀X方向对刀示意图 （2）Z方向对刀 移动内孔车刀使刀尖与工件右端面平齐，可借助直尺确定，然后将刀具位置数据输入到相应刀具长度补偿中，如图3-6所示。图3-6内孔车刀Z方向对刀示意图 外圆车刀对刀方法同前面课题；中心钻、麻花钻只需对Z坐标，分别将中心钻、麻花钻钻尖与工件右端面对齐，再将其值输入到相应长度补偿中；若手动钻中心孔、钻孔则中心钻、麻花钻不需对刀。三、空运行及仿真 n法那克系统：选择MEM（自动加工）模式，打开程序，按下空运行按钮及机床锁住开关，按循环启动按钮，观察程序运行情况；若按图形显示键再按循环启动键可进行加工轨迹仿真。空运行结束后使空运行按钮及机床
17、锁住开关复位，重新回机床参考点。n 西门子系统：打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，通过数控面板设置空运行和程序测试有效，按数控启动键，观察程序运行情况，若按“仿真”软键再按数控启动键可进行加工轨迹仿真，空运行及仿真结束后，取消空运行及程序测试有效等设置。四、零件自动加工及孔径尺寸控制 打开程序，选择MEM（或AUTO）自动加工模式，调好进给倍率，按数控启动按钮进行自动加工。孔径尺寸控制：内孔尺寸通过设置刀具磨损量及加工过程中试切、试测来保证。执行调头车孔程序时，程序运行到N90段时停车测量，根据测量结果，设置刀具磨损量，运行精车内孔程序，内孔精加工结束后，测量孔径尺寸，根据测量结果，修调
18、刀具磨损量，继续运行精车内孔程序段，直至符合尺寸要求为止。具体示例如下：内孔精车刀（T06）刀具磨损量设为-0.2mm，执行精车18 内孔程序后测得内孔实际孔径为17.92，比孔径平均尺寸还小0.122，单边余量小0.061，则把刀具磨损量修调为-0.2+0.061=-0.139mm。084.00操作注意事项操作注意事项n1）中心钻、麻花钻安装时应严格与工件旋转轴线重合，预防因偏心而折断钻头。n 2）车内孔前应先检测内孔车刀是否会与工件发生干涉。n 3）车内孔时X轴退刀方向与车外圆刚好相反，且退刀距离不能太大，防止刀背面碰撞到工件。n 4）内孔车刀Z方向对刀时，工件应停转，避免对刀时发生安全事故。n 5）孔径尺寸控制时，刀具磨损量的设置、修改与外圆加工相反。n 6）调头加工，所用刀具都应重新对刀。练习题
