項目15孔系的編程與加工技能要求1.掌握FANUC0iMate數(shù)控系統(tǒng)的各種孔加工循環(huán)指令的應(yīng)用。2.熟悉數(shù)控銑床加工孔類零件的特點，并能夠正確地對復(fù)雜孔類零件進(jìn)行工藝分析。3.通過對復(fù)雜孔類零件的加工，掌握數(shù)控銑床的編程技巧。典型案例

在FANUC0iMate-MC數(shù)控銑床上加工如圖10.1所示零件，設(shè)毛坯是90mm×90mm×30mm的板料，材料為45鋼。圖15-1典型孔加工零件圖知識學(xué)習(xí)

一、孔加工循環(huán)的動作孔加工循環(huán)一般由以下6個動作組成，如圖10.2所示。

圖10.2

孔加工循環(huán)的6個動作

動作（1）X軸和Y軸的定位動作（2）快速移動到R點動作（3）孔加工動作（4）在孔底的動作動作（5）返回到R點動作（6）快速移動到初始點

G98和G99兩個模態(tài)指令控制孔加工循環(huán)結(jié)束后,刀具分別返回起始點和參考平面(R)。

二、孔加工循環(huán)控制指令1.鉆孔循環(huán)指令G8l

該循環(huán)用作正常鉆孔，切削進(jìn)給至孔底，然后刀具從孔底快速移動退回。如圖10.3所示，主軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運動鉆孔，到達(dá)孔底位置后，快速退回(無孔底動作)。格式:G81X＿Y＿Z＿R＿F＿L＿

說明：(1)X，Y為孔的位置；(2)Z為孔底位置；(3)F為進(jìn)給速度(mm／min)；(4)R為參考平面位置；(5)L為重復(fù)次數(shù)（如果需要的話）。（a）用G98指令（b）用G99指令圖10.3G81鉆孔加工循環(huán)例1：如圖15-4所示零件，要求用G81加工所有的孔，進(jìn)給速度F=20mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=600r/min，試編寫其數(shù)控加工程序：圖15-4鉆孔實例2.鉆孔循環(huán)指令G82

與G8l格式類似，唯一的區(qū)別是G82在孔底加進(jìn)給暫停動作，即當(dāng)鉆頭加工到孔底位置時，刀具不作進(jìn)給運動，并保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使孔的表面更光滑。該指令一般用于擴孔和沉頭孔加工。格式：G82X

Y

Z

R

P

F

L

說明：P為在孔底位置的暫停時間，單位為ms(毫秒)。例如P1000代表暫停1s，P500代表暫停0.5s。3.深孔鉆孔循環(huán)指令G83

G83指令與G81的主要區(qū)別是：由于是深孔加工，采用間歇進(jìn)給(分多次進(jìn)給)，有利于排屑。每次進(jìn)給深度為Q，直到孔底位置為止，設(shè)置兩個系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)d控制退刀過程，如圖10.5所示。格式：G83X

Y

Z

R

Q

P

K

F

L

;

說明：Q為每次進(jìn)給的深度，它必須用增量值設(shè)置。

圖10.5G83深孔鉆孔加工循環(huán)4.攻螺紋循環(huán)指令G84

攻螺紋進(jìn)給時主軸正轉(zhuǎn)，退出時主軸反轉(zhuǎn)。格式：G84X

Y

Z

R

P

F

L

;

與鉆孔加工不同的是攻螺紋結(jié)束后的返回過程不是快速運動，而是以進(jìn)給速度反轉(zhuǎn)退出。攻螺紋過程要求主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度成嚴(yán)格的比例關(guān)系，因此，編程時要求根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算進(jìn)給速度。該指令執(zhí)行前，用輔助功能使主軸旋轉(zhuǎn)。例2：對圖15-4中的4個孔進(jìn)行攻螺紋，深度為10mm，主軸轉(zhuǎn)速S=150r/min，其數(shù)控加工程序為：5.攻螺紋（左旋）循環(huán)指令G74

G74循環(huán)為左旋螺紋攻絲循環(huán)，用于加工左旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時，主軸反轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動到R點，執(zhí)行攻絲到達(dá)孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點，完成攻絲動作。與G84的區(qū)別是：進(jìn)給時為反轉(zhuǎn)，退出時為正轉(zhuǎn)。格式：G74X

Y

Z

R

P

F

L

;

攻絲時進(jìn)給量F的指定根據(jù)不同的進(jìn)給模式指定。當(dāng)采用G94模式時，進(jìn)給量F=導(dǎo)程×轉(zhuǎn)速。當(dāng)采用G95模式時，進(jìn)給量F=導(dǎo)程。在指定G74前，應(yīng)先使主軸反轉(zhuǎn)。另外，在G74與G84攻絲期間，進(jìn)給倍率、進(jìn)給保持均被忽略。6．粗鏜孔循環(huán)

常用的粗鏜孔循環(huán)有G85、G86、G88、G89四種，其指令格式與孔加工動作基本相同。指令格式:G85X

Y

Z

R

F

；G86X

Y

Z

R

P

F

；G88X

Y

Z

R

P

F

；G89X

Y

Z

R

P

F

；

執(zhí)行G85循環(huán)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后以切削進(jìn)給方式返回到R平面。因此該指令除可用于較精密的鏜孔外，還可用鉸孔、擴孔的加工。

執(zhí)行G86循環(huán)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后主軸停轉(zhuǎn)，刀具快速退到R點平面后，主軸正轉(zhuǎn)。由于刀具在退回過程中容易在工件表面劃出條痕，所以該指令常用于精度或粗糙度要求不高的鏜孔加工。

執(zhí)行G88循環(huán)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，刀具在孔底暫停后主軸停轉(zhuǎn)，這時可通過手動方式從孔中安全退出刀具，再開始自動加工，Z軸快速返回R點或初始平面，主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。此種方式雖能相應(yīng)提高孔的加工精度，但加工效率較底。

G89動作與G85動作基本類似，不同的是G89動作在孔底增加了暫停，因此該指令常用于階梯孔的加工。7.背鏜循環(huán)指令G87

如圖10.6所示，刀具運動到起始點B(X，Y)后，主軸準(zhǔn)停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速運動到孔底位置，接著沿刀尖正方向偏移回E點，主軸正轉(zhuǎn)，刀具向上進(jìn)給運動，到R點，再主軸準(zhǔn)停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，快退，接著沿刀尖正方向偏移到B點，主軸正轉(zhuǎn)，本加工循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。

格式：G87X

Y

Z

R

Q

F

P

圖15-6G87背鏜循環(huán)示意圖8.精鏜循環(huán)指令G76

如圖15-7所示，與G85的區(qū)別是：G76在孔底有三個動作：進(jìn)給暫停、主軸準(zhǔn)停（定向停止）、刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速退出。這樣保證刀具不劃傷孔的表面。格式：G76X

Y

Z

R

Q

F

P

說明：P為暫停時間（ms），Q為偏移值。

圖15-7G76精鏜循環(huán)示意圖9.高速深孔鉆孔循環(huán)指令G73

如圖15-8所示，由于是深孔加工，采用間段進(jìn)給(分多次進(jìn)給)，每次進(jìn)給深度為Q，最后一次進(jìn)給深度≤Q，退刀量為d（由系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定），直到孔底位置為止。該鉆孔加工方法因為退刀距離短，比G83鉆孔速度快。格式：G73X

Y

Z

R

Q

F

K

說明：Q為每次進(jìn)給的深度，為正值。圖15-8G73高速深孔鉆孔加工循環(huán)典型案例實施2．刀具與切削用量選擇

1．零件工藝分析

3．參考程序1．零件工藝分析

如圖15-1所示，零件的形狀規(guī)則，可使用平口鉗裝夾，選擇上表面中心孔的圓心為工件坐標(biāo)系原點。零件的工藝路線安排如圖15-9所示，采用鉆階梯小孔→鉆階梯大孔→精鏜中心孔的工序路線加工。圖15-9工藝路線圖2．刀具與切削用量選擇

鉆階梯小孔選用Φ10mm的高速鋼麻花鉆；鉆階梯大孔選用Φ14mm的高速鋼麻花鉆；精鏜中心孔選用Φ35mm的硬質(zhì)合金精鏜刀。零件材料為45號鋼，硬度較大，切削速度不可太高，切削用量的選擇見表15-1。產(chǎn)品名稱或代號課內(nèi)實訓(xùn)樣件零件名稱孔加工零件零件圖號15-1序號刀具號刀具名稱數(shù)量加工表面刀具半徑R／mm刀具補償號備注1T01麻花鉆1鉆階梯小孔及中心底孔5

2T02鍵槽銑刀1鉆階梯大孔7

3T03麻花鉆1擴中心大孔17

4T04精鏜刀1精鏜中心孔17.5

編制

審核

批準(zhǔn)

共1頁第1頁表15-1刀具選擇表表15-4工藝卡片單位名稱××××××產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號課內(nèi)實訓(xùn)樣件孔加工零件15-1工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)場地001O1500精密虎鉗數(shù)控銑床XD－40AFANUC

0iMate數(shù)控實訓(xùn)中心機房、車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）進(jìn)給量f

(mm/min)背吃刀量mm備注01鉆階梯小孔及中心底孔T01Φ10800605

02鉆階梯大孔T02Φ14600502

03擴中心大孔T03Φ344003012

04精鏜中心孔T04Φ35400300.5

編制

審核

批準(zhǔn)

共1頁第1頁3．參考程序程序說明O1500；程序名N10G80G90G17G49G40；程序初始化N20M00;機床暫停，手動換刀，裝1號刀N30M03S800；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1200r/minN40G54G43G00Z100.0H01M08；建立工件坐標(biāo)系，建立刀具長度正補償N50G00X0Y0；

N60G99G83X30.0Y-30.0Z-35.0R3.0Q5.0F60；加工Φ10的#1孔N70Y30.0；加工Φ10的#2孔N80X-30.0；加工Φ10的#3孔N90G80G00X-30Y-100；快速移到工件外面N100G98G83X-30.0Y-30.0Z-35.0R3.0Q5.0F60；加工Φ10的#4孔N110X0Y0;加工中心孔底孔N120G49G80G00Z0；返回Z軸參考點N130M05M09；主軸停止旋轉(zhuǎn)N140M00；機床暫停，手動換刀，裝2號刀N150G54G43G00Z100.0H02M08；建立刀具長度正補償N160M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/minN170G99G81X30.0Y-30.0Z-5.0R3.0F50；加工Φ14的#1孔N180Y30.0；加工Φ14的#2孔N190X-30.0；加工Φ14的#3孔N200G80G00X-30.0Y-100.0；快速移到工件外面N210G98G81X-30.0Y-30.0Z-5.0R3.0F50；加工Φ14的#4孔N220G49G80G00Z0；返回Z軸參考點N230M05M09；主軸停止旋轉(zhuǎn)N240M00；機床暫停，手動換刀，裝3號刀N250G54G43G00Z100.0H03M08；建立刀具長度正補償N260M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為400r/minN270G98G83X0Y0Z-35.0R3.0Q5.0F30；中心孔擴孔Φ34N280M05M09；主軸停止N290M00；機床暫停，手動換刀，裝4號刀N300G54G43G00Z100.0H04；建立刀具長度正補償N310M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為400r/minN320G98G76X0Y0Z-30.0R3.0Q1.0P1.0F30；精鏜Φ35的孔N330M05；主軸停止N340M30；程序結(jié)束實施步驟1.完成本次加工任務(wù)按以下7個步驟完成：（1）檢查機床，確認(rèn)機床正常時，開機并回零；（2）裝刀及工件裝夾；（3）對刀，將工件坐標(biāo)系原點設(shè)置在右端面回轉(zhuǎn)中心；（4）輸入并檢查加工程序；（5）各項工作準(zhǔn)備好后開始切削。（6）在加工一定尺寸后測量其精度，示范精度