数控铣加工与编程04数控铣削编程与加工资源

项目四孔系的加工数控铣削编程与加工项目四孔系的加工项目四孔系的加工项目任务如图4.1所示，已知毛坯规格为80mm×80mm×30mm的45钢，毛坯六面已加工，要求编制固定板的零件孔加工程序并完成零件的加工。图4.1固定板零件图项目四孔系的加工相关知识一、孔加工的工艺1.点孔点孔用于钻孔加工之前，由中心钻来完成。由于麻花钻的横刃具有一定的长度，引钻时不易定心，加工时钻头旋转轴线不稳定，因此利用中心钻在平面上先预钻一个凹坑，便于钻头钻入时定心。由于中心钻的直径较小，加工时主轴转速应不得低于1000r/min。2.钻孔钻孔是用钻头在工件实体材料上加工孔的方法。麻花钻是钻孔最常用的刀具，一般用高速钢制造。钻孔精度一般可达到IT10~11级，表面粗糙度Ra为50~12.5，钻孔直径范围为0.1~100mm，钻孔深度变化范围也很大，广泛应用于孔的粗加工，也可作为不重要孔的最终加工。项目四孔系的加工3.扩孔它的刚性及导向性好。扩孔加工精度一般可达到IT9~10级，表面粗糙度Ra为6.3~3.2。扩孔常用于已铸出、锻出或钻出孔的扩大，可作为要求不高孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。常用于直径在10~100mm范围内的孔加工。一般工件的扩孔是用麻花钻，对于精度要求较高或产生批量较大时应用扩孔钻，扩孔加工余量为0.4~0.5mm。、4.铰孔铰孔是利用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度、降低表面粗糙度值的方法。铰孔精度等级可达到IT7~8级，表面粗糙度Ra为1.6~0.8，适用于孔的半精加工及精加工。铰刀是定尺寸刀具，有6~12个切削刃，刚性和导向性比扩孔钻更好，适合加工中小直径孔。相关知识项目四孔系的加工5.镗孔镗孔是利用镗刀对工件上已有尺寸较大孔的加工，特别适合加工分布在同一或不同表面上的孔距和位置精度要求较高的孔系。镗孔加工精度等级可达到IT7级，表面粗糙度为Ra1.6~0.8，应用于高精度加工场合。镗孔时，要求镗刀和镗杆必须具有足够的刚性；镗刀加紧牢固，装卸和调整方便；具有可靠的断屑和排屑措施，确保切削顺利折断和排除，精镗孔的余量一般单边小于0.4mm。6.铣孔在加工单件产品或模具上某些不常用的孔径的孔时，为节约定型刀具成本，利用铣刀进行铣削加工。铣孔也适合于加工尺寸较大孔，对于高进度机床，铣孔可以代替铣削或镗削。注意：对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔加工顺序的安排，安排不当时，就可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。相关知识项目四孔系的加工FANUC系统的换刀指令为M06，选刀指令为T。方法一：选刀和换刀同时进行N10G28Z0返回参考点N11M06T02选择T02号刀并换刀方法二：选刀和换刀分开进行N10G01X-Y-Z-T02切削过程中选择T02号刀…N15G28Z0M06返回参考点并换T02号刀…N18G01X-Y-Z-T03切削过程中选择T03号刀二、换刀程序项目四孔系的加工三、加工中心刀具长度补偿的设定对于加工中心等多刀加工时，每一把刀对应一个刀具长度补正地址。通常将某一把刀作为基准刀具，如图4.2所示，如以A为基准设定工件坐标系时，则H01=0，分别测得各刀具到工件基准面的距离，则H02=A-B、H03=A-C，求得的补正值分别输入到图3.8所示的界面即可。图4.2基准刀对刀时刀具长度补偿的设定相关知识项目四孔系的加工数控系统为简化编程，通常采用带有参数的指令代码完成一系列典型的加工动作，这些指令称为固定循环指令。1．固定循环指令简介常用固定循环指令完成的功能有：钻孔、攻螺纹和镗孔等，如图4.3所示。这些循环常包括以下几个基本操作动作：（1）在XY平面定位（2）快速移动到R平面（3）孔的切削加工（4）孔底的动作（5）返回到R平面（6）返回到起始点相关知识四、固定循环指令项目四孔系的加工图4.3固定循环的基本动作相关知识项目四孔系的加工固定循环指令格式：G90/G91G98/G99G73-G89X-Y-Z-R-Q-P-F-K–说明：（1）G90/G91——绝对坐标编程或增量坐标编程。（2）G98——返回起始点，G99——返回R平面。（3）G73～G89——孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等。（4）X、Y——孔的位置坐标，Z——孔底坐标。（5）R——安全面（R面）的坐标。增量方式时，为起始点到R面的增量距离；在绝对方式时，为R面的绝对坐标；（6）Q——每次切削深度。在G73、G83方式中，Q为每次加工深度；在G76、G87方式中，Q为刀具偏移量，Q始终是增量值，且用正值表示，与G91无关。（7）P——孔底的暂停时间，用整数表示，单位为ms。（8）F——切削进给速度；（9）K——规定重复加工次数。没有指定K时，系统默认1，如果指定为K0，则只存储孔加工数据，不进行孔加工。固定循环指令撤消格式：G80注意：撤消固定循环指令除G80外，还有G00、G01、G02、G03等01组G代码。相关知识项目四孔系的加工2．高速深孔往复排屑钻孔循环指令G73编程指令：G73X-Y-Z–R-Q-F-（G90、G91及G98、G99省略，后同）说明：（1）G73孔加工动作如图2.4.4所示。钻头通过Z轴方向的间断进给，有利于断屑与排屑，适用于深孔加工。（2）Q为每次的钻孔深度，到达点Z的最后一次钻孔深度是若干个Q之后的剩余量，它小于或等于Q。（3）d是退刀距离，由系统内部参数设定。图4.4高速深孔往复排屑钻孔循环指令G73相关知识项目四孔系的加工图4.5钻孔循环指令G81与锪孔循环指令G823．深孔往复排屑钻孔循环指令G83编程指令：G83X-Y-Z–R-Q-F-说明：与G73指令略有不同的是每次钻头间歇进给后退回到点R平面，排屑更彻底。4．钻孔循环指令G81与锪孔循环指令G82编程指令：G81X-Y-Z–R-F-G82X-Y-Z–R-P-F-说明：孔加工的动作如图4.5所示。G82指令与G81指令比较，不同之处是G82指令在孔底有暂停，故适用于锪孔或镗阶梯孔；而G81指令用于一般的钻孔、中心钻点钻中心孔。相关知识项目四孔系的加工5．正转攻右旋螺纹指令G84与反转攻左旋螺纹指令G74编程指令：G84（G74）X-Y-Z–R-F-说明：（1）孔加工动作如图4.6所示。G84指令主轴在孔底反转，返回到R点平面后主轴恢复正转。（2）G74指令主轴在孔底正转，返回到R点平面后主轴恢复反转。（3）进给速度F值根据主轴转速S与螺纹导程P（单线螺纹时为螺距）来计算（F=S×P），在攻螺纹期间进给倍率无效且不能使进给停止，即使按下进给保持按钮，加工也不停止，直至完成该固定循环后才停止进给。相关知识项目四孔系的加工4.6正转攻右旋螺纹指令G84相关知识项目四孔系的加工6．精镗孔循环指令G85与精镗阶梯孔循环指令G89编程指令：G85X-Y-Z–R-F-G89X-Y-Z–R-P-F-说明：孔加工的动作如图4.7所示。这两种孔加工方式，刀具是以切削进给的方式加工到孔底，然后又以切削进给方式返回到R点平面，因此适用于精镗孔等情况。G89在孔底有暂停，所以适宜精镗阶梯孔。4.7精镗孔循环指令G85与精镗阶梯孔循环指令G89相关知识项目四孔系的加工7．精镗孔循环指令G76与反精镗孔循环指令G87编程指令：G76X-Y-Z–R-Q-P-F-G87X-Y-Z–R-Q-P-F-说明：（1）孔加工动作如图4.8所示。这两种指令只能用于有主轴定向停止（主轴准停）的加工中心上。（2）在G76指令中，刀具从上往下镗孔切削，切削完毕后定向停止，并在定向的反方向偏移一个q（一般取0.5～1mm）后返回(2.4.9)。（3）在G87指令中，刀具首先定向停止，并在定向的反方向偏移一个q（一般取精加工单边余量0.5～1mm），到孔底后由下往上进行镗孔切削。在G87指令中，点Z平面在点R平面的上方，所以没有G99状态。相关知识项目四孔系的加工图4.8精镗孔循环指令G76相关知识项目四孔系的加工图4.9主轴定向停止8．镗孔循环指令G86与G88编程指令：G86X-Y-Z–R-F-G88X-Y-Z–R-P-F-说明：（1）孔加工动作如图4.10所示。G86指令在镗孔结束返回时是快速移动，所以镗刀刀尖在孔壁会划出一条螺旋线，对孔壁质量要求较高的场合不适用此指令。（2）G88指令在镗孔到底后主轴停止，返回必须通过手动方式，此时可使刀具作微量的水平移动（刀尖离开孔壁）后沿轴向上升，手动结束后按循环启动继续执行。相关知识项目四孔系的加工图4.10镗孔循环指令G86与G88相关知识项目四孔系的加工1.零件结构及技术要求分析（1）零件毛坯六面已加工，需加工四个M8螺孔和一个φ16mm的光孔。（2）孔较深且加工精度要求较高。项目实施一、制定零件加工工艺项目四孔系的加工2.零件加工工艺及工装分析（1）工件用平口虎钳装夹，工件应放在虎口钳中间，底面垫铁垫实，上面至少露出10mm，以免钳口干涉。工件中间有一通孔，垫铁放置要合适，以免钻削到垫铁。（2）加工方法：φ16mm光孔加工采用钻中心孔——钻底孔——铰孔；M8螺孔加工采用钻中心孔——钻底孔——钻螺孔。（3）刀具选择：φ3mm中心钻、φ6.5mm麻花钻、φ8mm丝锥、φ15.8mm麻花钻、φ16mm铰刀。项目实施项目四孔系的加工表4.4固定板数控加工工序卡数控加工工序卡片工序号工序内容单位零件名称零件图号材料夹具名称使用设备固定板2-4-145#钢平口虎钳加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速(r.min-1)进给速度(mm.min-1)刀具长度补偿备注1打中心孔1-5T01Φ3中心钻2000100H012钻孔1-5T02Φ6.5麻花钻80080H023攻螺纹2-4T03Φ8丝锥200150H034扩孔1T04Φ15.8麻花钻30050H045铰孔1T05Φ16铰刀8015H05编制审核批准第页共页项目实施3.数控加工工序卡项目四孔系的加工二、编制数控加工程序选取图4.1所示的工件上表面中心为编程原点。表4.5FANUC0iM数控加工程序顺序号程序注释N10O0008N20G17G40G49G80安全指令N30M06T01换1号中心钻N40G54G90G00X0Y0建立加工坐标系，设定加工原点N50G43H01Z100建立1号刀具长度补偿N60M03S2000N70G99G81X0Y0Z-3R5F100打中心孔1N80X-30Y30打中心孔2N90X30Y30打中心孔3N100X-30Y-30打中心孔4项目实施项目四孔系的加工N110X30Y-30打中心孔5N120G80取消钻孔循环N130G00Z100N140G28G91Z0自动回参考点N150M06T02换2号φ6.5麻花钻N160G43H02Z100建立2号刀具长度补偿N170M03S800N180G99G83X0Y0Z-35R2Q2F80钻孔1N190X-30Y30钻孔2N200X30Y30钻孔3N210X-30Y-30钻孔4N220X30Y-30钻孔5N230G80N240G00G49Z100N250G28G91Z0N260M06T03换3号φ8丝锥项目实施项目四孔系的加工N270G43H03Z100N280M08S200N290G99G84X-30Y30Z-35R10F150攻孔2N300X30Y30攻孔3N310X-30Y-30攻孔4N320X30Y-30攻孔5N330G80N340G00G49Z100N350G28G91Z0N360M06T04换4号φ15.8扩孔钻N370G43H04Z100N380M03S300N390G99G81Z-35R5F50扩孔1N400G80N410G00G49Z100N420G28G91Z0N430M06T05换5号φ16铰刀项目实施项目四孔系的加工N440G43H05Z100N450M03S80N460G99G81Z-35R5F15铰孔1N470G80N480G00G49Z100N490M05N500M30FANNUC0iM系统孔加工固定循环的注意事项：1.使用固定循环前必须用M03、M04指令