数控加工程序编制-加工中心-孔类零件程序编制全解

数控加工程序编制—加工中心编程(FANUC0i)任务二：孔类零件程序编制工作任务编制如图所示零件孔的数控加工程序一、学习目标最终目标：能够熟练的编写孔类零件数控加工程序，仿真加工出合格的零件。促成目标：1．能正确运用FANUC0I加工中心孔、螺纹加工等循环指令2．通过仿真加工，能够修改、优化工艺及程序。二、相关知识（一）孔加工工艺知识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加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但粗糙度较差），孔径＜15mm～20mm2钻—铰93.2～1.63钻—粗铰（扩）—精铰7～81.6～0.84钻—扩116.3～3.2同上，但孔径＞15mm～20mm5钻—扩—铰8～91.6～0.86钻—扩—粗铰—精铰70.8～0.47粗镗(扩孔)11～136.3～3.2除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔8粗镗(扩孔)—半精镗(精扩)8～93.2～1.69粗镗(扩)—半精镗(精扩)—精镗6～71.6～0.8孔的加工方法与步骤的选择刀具名称刀具材料切削速度（m/min）进给量（mm/r）背吃刀量（mm）中心钻高速钢20~400.05~0.100.5D标准麻花钻高速钢20~400.15~0.250.5D硬质合金40~600.05~0.200.5D扩孔钻硬质合金45~900.05~0.40≤2.5机用铰刀硬质合金6~120.3~10.10~0.30机用丝锥硬质合金6~12P0.5P粗镗刀硬质合金80~2500.10~0.500.5~2.0精镗刀硬质合金80~2500.05~0.300.3~1孔加工切削用量二、相关知识（一）孔加工工艺知识孔加工消除间隙方法进给路线孔加工导入量与超越量超越量ΔZ‘：当钻通孔时，通常取ZP＋（1～3）mm，ZP为钻尖高度（通常取0.3倍钻头直径）；铰通孔时，通常取3～5mm；镗通孔时，通常取1～3mm。导入量ΔZ通常取2～5mm。二、相关知识（一）孔加工工艺知识1．固定循环六个动作常用的固定循环指令能完成的工作有：钻孔、攻螺纹和镗孔等。1）在XY平面定位2）快速移动到R点平面3）孔的切削加工4）孔底动作5）返回到R点平面6）返回到起始点。二、相关知识（二）固定循环功能固定循环的动作2．固定循环的几个平面固定循环的几个平面孔加工的返回方式二、相关知识（二）固定循环功能3．固定循环指令G代码钻削（-Z方向）在孔底的动作回退（+Z方向）应用G73间歇进给───快速移动高速深孔钻循环G74切削进给停刀→主轴正转切削进给左旋攻丝循环G76切削进给主轴定向停止快速移动精镗循环G80─────────取消固定循环G81切削进给───快速移动钻孔、点钻循环G82切削进给暂停快速移动钻孔、锪镗循环G83间歇进给───快速移动深孔钻循环G84切削进给暂停—主轴反转切削进给攻丝循环G85切削进给───切削进给镗孔循环G86切削进给主轴停止快速移动镗孔循环G87切削进给主轴正转快速移动背镗循环G88切削进给暂停→主轴停止手动移动镗孔循环G89切削进给暂停切削进给镗孔循环二、相关知识（二）固定循环功能1）孔循环取消（G80）指令格式：G80取消所有孔加工固定循环模态。2）钻孔加工循环（G81、G82、G73、G83）（1）钻孔、点钻循环（G81）指令格式：G81X_Y_Z_R_F_G81循环二、相关知识（二）固定循环功能例1.编写如图所示孔的加工程序（设Z轴开始点距工作表面5mm处，切削深度为20mm）。O2001；G54G40G49G80G90；M03S800；G00Z50.M08；G98G81X10.Y-10.Z-22.R5.F100；Y20.；X20.Y10.；X30.；G99X40.Y30.；G80M09；M30；G81编程举例二、相关知识（二）固定循环功能（2）带停顿的钻孔循环（G82）指令格式：G82X_Y_Z_P_R_F_该指令除了要在孔底暂停外，其它动作与G81相同。暂停时间由地址P给出。此指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。G82循环二、相关知识（二）固定循环功能（3）断屑式深孔加工循环（G73）指令格式：G73X_Y_Z_Q_R_F_G73循环每次切深为Q值，快速后退d值，变为切削进给继续切入，直至孔底。Z轴方向间断进给，有利于断屑和排屑。退刀量d由参数设置，可以设定为微小量，以提高工效。二、相关知识（二）固定循环功能（4）排屑式深孔加工循环（G83）指令格式：G83X_Y_Z_R_Q_F_G83每次钻头间歇进给后回退到点R平面，排屑更彻底。d为每次退刀后，再次进给时，由快速进给转换为切削进给时距上次加工面的距离。G83循环二、相关知识（二）固定循环功能4）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）（1）粗镗循环（G85）指令格式：G85X_Y_Z_R_F_刀具以切削进给方式加工到孔底，然后以切削进给方式返回到R点平面。可以用于镗孔、铰孔、扩孔等。孔底不停留。G85循环二、相关知识（二）固定循环功能（2）镗锪孔、阶梯孔循环（G89）指令格式：G89X_Y_Z_R_P_F_G89动作与G85动作基本相似，不同的是，G89动作在孔底增加暂停，因此，该指令常用于阶梯孔的加工。（3）快速退刀的粗镗循环（G86）指令格式：G86X_Y_Z_R_F_二、相关知识（二）固定循环功能G86循环G86指令与G81相同，但在孔底时主轴停止，然后快速退回。二、相关知识（二）固定循环功能（4）镗循环，手动退回（G88）指令格式：G88X_Y_Z_R_F_G88循环G88指令在镗孔到底后主轴停止，通过手动方式返回，所以可使刀具作微量的水平移动（刀尖离开孔壁）后沿轴向上升。适用于对孔壁质量要求较高的场合。二、相关知识（二）固定循环功能（5）精镗循环（G76）指令格式：G76X_Y_Z_R_Q_F_精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀。这种带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证了镗孔精度。程序格式中，Q表示刀尖的偏移量，一般为正数，移动方向由机床参数设定。二、相关知识（二）固定循环功能G76循环二、相关知识（二）固定循环功能（6）背镗孔（G87）指令格式：G87X_Y_Z_R_Q_F_刀具运动到孔中心位置后，主轴定向停止然后向刀尖相反方向偏移Q值，然后快速运动到孔底位置，接着返回前面的位移量，回到孔中心，主轴正转，刀具向上进给运动到Z点，主轴又定向停止，然后向刀尖相反方向偏移Q值，快退。刀具返回到初始平面，再返回一个位移量，回到孔中心，主轴正转，继续执行下一段程序。G87循环二、相关知识（二）固定循环功能1．选定毛坯使用的练习毛坯尺寸为160mm×120mm×30mm，已完成上、下表面及周边侧面的加工，并符合尺寸与表面粗糙度要求。2.夹具选择该零件可选用加工中心通用夹具――平口虎钳进行装夹。3.加工工艺与路线设计（1）Φ12mm孔的孔位有一定要求、孔径公差、粗糙度要求比较高。故工艺可选为：钻中心孔→钻孔→铰孔。（2）Φ20mm孔孔径为自由公差，故直接钻孔加工。（3）Φ38mm孔的孔径公差、粗糙度要求比较高。故工艺可选为：钻孔→扩孔→粗镗孔→精镗孔。三、工作任务的完成（一）数控加工工艺的制订4.刀具准备，填写刀具卡序号刀具号刀具规格刀具补偿名称直径材料长度半径1T05麻花钻Φ11.8mm高速钢H052T06麻花钻Φ35mmH063T07镗刀Φ37.5mmH074T08镗刀Φ38mm硬质合金H085T09中心钻Φ3mm高速钢H096T10机用铰刀Φ12mmH107T11麻花钻Φ20mmH11三、工作任务的完成（一）数控加工工艺的制订a）直柄麻花钻b）锥柄麻花钻c）粗镗刀d）粗镗刀e）中心钻f）铰刀g）麻花钻三、工作任务的完成（一）数控加工工艺的制订5.编排加工工艺，填写工序卡工步号工步内容刀具号刀具名称主轴转速（r/min）进给量（mm/r）背吃刀量（mm）1钻Φ38mm孔T05麻花钻550802扩Φ38mm孔T06麻花钻150203粗镗Φ38mm孔T07镗刀850804精镗Φ38mm孔T08镗刀1000405点钻加工Φ12mm孔T09中心钻12001206钻孔加工Φ12mm孔T05麻花钻550807铰孔加工Φ12mm孔T10机用铰刀300508钻孔加工Φ20mm孔T11麻花钻15030三、工作任务的完成（一）数控加工工艺的制订1．确定工件坐标系在Φ38mm孔中心建立工件坐标系，Z轴原点设在顶面上。2．根据加工工艺编写程序三、工作任务的完成（二）编写数控加工程序1.任务说明该工件材料为45#钢，切削性较好，毛坏已完成上、下表面及周边侧面的加工，在本次任务中完成10-M5螺纹通孔的加工，该螺纹为右螺纹，如图所示。三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工2．攻螺纹循环（G74、G84）（1）右旋螺纹加工循环（G84）指令格式：G84X_Y_Z_R_F_从R点到Z点攻丝时，刀具正向进给，主轴正转。到孔底部时，主轴反转，刀具以反向进给速度退出。G84指令中进给倍率不起作用；进给保持只能在返回动作结束后执行。注意：进给速度F＝转速（r/min）×螺矩（mm）三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工G84右螺纹攻丝循环三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工例：编写如图所示螺纹孔（右旋螺纹）的加工程序（设Z轴开始点距工作表面10mm处，切削深度为20mm）。G84编程举例攻丝加工程序如下：O2002N10G54M03S100N20G00Z50.M08N30G99G84X30.0Y40.0Z-22.0R10.0F150N40X90.0N50X60.0Y90.N70G80Z50.N80M30三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工（2）左旋螺纹加工循环（G74）指令格式：G74X_Y_Z_R_F_G74指令用于切削左旋螺纹孔。主轴反转进刀，正转退刀。G74循环三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工3.工作任务2的完成（1）刀具的选择：由于孔系的位置也有一定要求，故选用T1：A4中心钻T2：φ4.2mmT3：M5mm细牙丝锥（2）夹具及装夹方式的选择：由于工件毛坯为圆柱形，决定采用1台三爪卡盘。三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工（3）加工工艺与路线设计：根据该加工内容和图纸要求，螺纹位有一定要求、孔进行攻丝。故工艺可选为：钻中心孔→钻孔→攻丝。（4）工件原点设定：由于工件为对称圆柱形结构，为简化编程，工件原点设定在工件中心上表面处。三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工序号加工内容刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）类型材料1钻中心孔A4中心钻高速钢1200202钻φ5mm通孔Φ4.2mm麻花钻高速钢600303攻丝M5mm细牙丝锥高速钢8064螺纹孔加工工序卡（6）编制零件螺纹孔钻中心孔加工程序（5）零件螺纹孔工序清单三、工作任务的完成（三）工作任务2：螺纹孔加工四、拓展知识用西门子802D孔及螺纹加工循环指令加工图零件。四、拓展知识采用钻孔方式加工3个底孔，然后分别对这些孔进行镗孔、铰孔和攻丝加工。其程序如下：AA310.MPF；主程序G54G90G17G94G40；程序初始化M03S550F80；G00Z100.T1；Φ11.8mm麻花钻M07；MCALLCYCLE83(10,0,2,-35,35,-5,5,0,0,1,1,1)；模态调用钻孔固定循环X-14.Y0；X0；X14.；MCALL；取消模态调用四、拓展知识G74Z0；M09；M05；T2D2；换Φ30mm镗刀M6；M03S800F50；G00Z100.M07；X0Y0；CYCLE89(10,0,5,-32,32,3)；精镗孔加工G00Z100.D0M09；G74Z0；M09；M05；四、拓展知识T3D3；换Φ20mm铰刀M6；M03S300F50；G00Z100.M07；X0Y0；CYCLE85(10,0,2,-32,32,0,50,50)；铰孔加工G00Z100.D0M09；G74Z0；M09；M05；T4D4；换M