任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

(一)孔系的加工工藝孔系的加工工藝，要根據(jù)實際圖樣的技術(shù)要求來進行確定，要考慮到麻花鉆、立式銑刀的加工特點?？椎姆N類主要分為深孔和淺孔兩大類。１.零件的裝夾１)定位基準(zhǔn)的選擇在加工中心加工時，零件的定位仍應(yīng)遵循六點定位原則。同時，還應(yīng)特別注意以下幾點:(１)進行多工位加工時，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便于各個表面都能被加工的定位方式。例如，對于箱體零件，盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

(２)當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)難以重合時，應(yīng)認真分析裝配圖樣，明確該零件設(shè)計基準(zhǔn)的設(shè)計功能，通過尺寸鏈的計算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間的尺寸位置精度要求，確保加工精度。(３)編程原點與零件定位基準(zhǔn)可以不重合，但兩者之間必須要有確定的幾何關(guān)系。編程原點的選擇主要考慮便于編程和測量。２)夾具的選用在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是裝夾零件，而且要以定位基準(zhǔn)為參考基準(zhǔn)確定零件的加工原點。因此，定位基準(zhǔn)要準(zhǔn)確可靠。如圖９－２所示的孔的位置是以外輪廓的上表面和右表面為定位基準(zhǔn)的，所以可以采用臺虎鉗裝夾，以定位基準(zhǔn)靠緊固定鉗口，以保證孔的位置精度。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

３)零件的夾緊在考慮夾緊方案時，應(yīng)保證夾緊可靠，并盡量減少夾緊變形。在臺虎鉗上裝夾工件，如果工件過薄，則不可避免地產(chǎn)生夾緊變形，加工上表面后可造成靠近鉗口兩邊的厚度大而中間的厚度小的問題，具體夾緊力度要根據(jù)實際情況和經(jīng)驗而定。２.刀具的選擇選用刀具的基本要求如下:(１)良好的切削性能。能承受高速切削和強力切削，并且性能穩(wěn)定。(２)較高的精度。刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

(３)配備完善的工具系統(tǒng)。滿足多刀連續(xù)加工的要求。本任務(wù)中所選用的刀具有麻花鉆與立式銑刀，根據(jù)孔的尺寸精度及粗糙度要求不同選用不同的刀具。麻花鉆的尺寸加工精度一般為ＩＴ１０級左右，也就是說，圖９－１和圖９－２所示的?１０ｍｍ的孔直接鉆削會有０.１ｍｍ左右的誤差。圖９－１對于孔徑尺寸沒有標(biāo)注公差，則為自由公差，可以直接使用?１０的鉆頭加工；圖９－２的孔直徑有±０.０２ｍｍ的尺寸公差要求，并且粗糙度要求為Ｒａ３.２μｍ，則需要先使用小鉆頭鉆沉刀孔，然后使用?１０ｍｍ立銑刀進行精加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

３.孔的加工方法１)孔系的加工順序選擇對位置精度要求較高的孔系加工，要特別注意安排孔的加工順序，安排不當(dāng)，就有可能將傳動副的反向間隙帶入，直接影響位置精度。例如，安排圖９－３(ａ)所示零件的孔系加工順序時，若按圖９－３(ｂ)的路線加工，由于孔５、６與孔１、２、３、４在Ｙ向的定位方向相反，Ｙ向反向間隙會使誤差增加，從而影響孔５、６與其他孔的位置精度。按圖９－３(ｃ)所示路線，可避免反向間隙的引入。２)根據(jù)孔的深淺來確定加工路線鉆頭的加工方式與以前我們學(xué)過的立式銑刀不同。鉆頭的鉆心處切削刃前角為負，尤其是橫刃，在切削時產(chǎn)生刮削擠壓，切屑呈粒狀被壓碎。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

鉆心處直徑幾乎為０，切削速度也為０，但仍有進給運動，導(dǎo)致鉆削軸向力增大。主切削刃各點前角、刃傾角不同，使切屑變形、卷曲，流向也不同，造成排屑比較困難。而且在鉆削深孔的時候，切屑以卷屑的形式沿著螺旋槽流出，由于孔比較深，切屑排除困難，易造成切屑堆積而增大切削力造成斷刀?？妆容^深的時候切削液也不容易流入切削表面，使切削表面溫度升高，切削環(huán)境比較惡劣。所以淺孔和深孔要采用不同的切削方法，淺孔的時候可用如圖９－４所示方式直接鉆削到底；深孔的時候則要用如圖９－５所示的一進一退方式以強化排屑。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

３)根據(jù)尺寸精度與粗糙度選擇工序一般麻花鉆的徑向尺寸加工精度為ＩＴ１０級左右，如圖９－１和圖９－２所示?１０ｍｍ孔，則加工徑向尺寸會有０.１ｍｍ左右的偏差。圖９－１沒有對孔的徑向標(biāo)注公差要求，則視為自由公差，可以直接鉆削加工。圖９－２對孔標(biāo)注公差為±０.０２ｍｍ，則直接鉆削不能達到要求，需要先鉆削再銑削。麻花鉆直接鉆削的孔的粗糙度一般大于Ｒａ６.４μｍ，圖９－１沒有標(biāo)注孔的粗糙度要求，則直接用麻花鉆鉆削即可；圖９－２則要求孔壁的粗糙度為Ｒａ３.２μｍ，需要先鉆削再銑削。所以本任務(wù)的選刀，為圖９－１選用?１０ｍｍ麻花鉆，為圖９－２選擇?９ｍｍ麻花鉆加?１０ｍｍ立銑刀兩把刀具加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

４)孔的加工深度的計算由于麻花鉆在對刀時是以鉆尖對刀，如圖９－６所示，而圖樣標(biāo)注的孔深為滿直徑的孔的深度，所以孔加工的編程深度要以圖樣標(biāo)注孔深加上鉆尖的高度之和來表達。如圖９－７所示，麻花鉆的刀尖角度一般為１１８°，約等于１２０°，我們就以１２０°為例。如圖９－２所示，要求孔加工深度為４６ｍｍ，使用的鉆頭為?９ｍｍ麻花鉆，則編程的鉆削深度為Ｈ＝(４６＋４.５/３)ｍｍ＝４８.６ｍｍ。４.孔系編程中應(yīng)注意的問題(１)應(yīng)以與基準(zhǔn)有關(guān)聯(lián)的孔作為第一孔加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

(２)應(yīng)合理設(shè)置安全平面，防止刀具在快速移動時與工件發(fā)生干涉導(dǎo)致刀具折斷。(３)鉆削時應(yīng)根據(jù)鉆削深度合理選擇進給速度與主軸轉(zhuǎn)速。５.切削用量與切削液的選擇切削用量三要素為:背吃刀量、進給速度和切削速度。在切槽時要根據(jù)刀具的材料、工件的材料及加工的深度合理選擇切削用量。在鉆削加工中由于全部為滿刀加工，所以主要考慮的是進給速度和主軸轉(zhuǎn)速。對于如圖９－１和圖９－２所示的?１０ｍｍ孔來說，根據(jù)機械加工手冊，進給速度一般選擇２００~３００ｍｍ/ｍｉｎ。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

根據(jù)機械加工手冊，切削速度對于高速鋼刀具應(yīng)為２１ｍ/ｍｉｎ以下，根據(jù)圖９－１，刀具直徑應(yīng)為?１０ｍｍ，則主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)為Ｓ＝２１×１０００/(πＤ)≈２１×１０００/(３.１４×１０)≈６６９(ｒ/ｍｉｎ)，約等于７００ｒ/ｍｉｎ。根據(jù)圖９－２，刀具直徑應(yīng)為?９ｍｍ，則主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)為Ｓ＝２１×１０００/(πＤ)≈２１×１０００/(３.１４×９)＝７４３(ｒ/ｍｉｎ)，約等于７５０ｒ/ｍｉｎ。圖９－２中的立式銑刀精加工由于使用的為合金涂層銑刀，可以選擇３０００ｒ/ｍｉｎ左右?？准庸ぶ星邢饕旱闹饕饔檬墙禍睾团判?，所以采用流動性好的５％濃度乳化液即可。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

６.孔的檢查和測量對于精度要求比較低的孔的直徑可以采用游標(biāo)卡尺進行內(nèi)卡測量，但是這種測量方式由于沒有好的定位方式，測量精度比較低；精度要求高的孔徑可以采用標(biāo)準(zhǔn)塞規(guī)(圖９－８)或者內(nèi)徑千分尺(圖９－９)進行檢查。對孔位置測量，由于孔壁為圓弧面，標(biāo)準(zhǔn)的量具定位不精確，一般采用插入心軸進行間接測量的方式進行，如圖９－１０所示。(二)編程指令ＦＡＮＵＣ－０ｉ系統(tǒng)設(shè)有固定循環(huán)功能，它規(guī)定對于一些典型孔加工中的固定、連續(xù)的動作，用一個Ｇ指令表達，即用固定循環(huán)指令來選擇孔加工方式。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

常用的固定循環(huán)指令能完成的工作有鉆孔、攻螺紋和鏜孔等。這些循環(huán)通常包括下列六個基本操作動作:(１)在ＸＹ平面定位。(２)快速移動到Ｒ平面。(３)孔的切削加工。(４)孔底動作。(５)返回到Ｒ平面。(６)返回到起始點。圖９－１１中實線表示切削進給，虛線表示快速運動。Ｒ平面為在孔口時，快速運動與進給運動的轉(zhuǎn)換位置。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

常用的固定循環(huán)有高速深孔鉆循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、精鏜循環(huán)等。編程格式:Ｇ９０/Ｇ９１Ｇ９８/Ｇ９９Ｇ７３~Ｇ８９ＸＹＺＲＱＰＦＫ；其中:Ｇ９０/Ｇ９１———絕對坐標(biāo)編程或增量坐標(biāo)編程；Ｇ９８———返回起始點；Ｇ９９———返回Ｒ平面；Ｇ７３~Ｇ８９———孔加工方式，如鉆孔加工、高速深孔鉆加工、鏜孔加工等；Ｘ，Ｙ———孔的位置坐標(biāo)；Ｚ———孔底坐標(biāo)；上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

Ｒ———安全面(Ｒ面)的坐標(biāo)。增量方式時，為起始點到Ｒ面的增量距離；在絕對方式時，為Ｒ面的絕對坐標(biāo)；Ｑ———每次切削深度；Ｐ———孔底的暫停時間；Ｆ———切削進給速度；Ｋ———規(guī)定重復(fù)加工次數(shù)。固定循環(huán)由Ｇ８０或０１組Ｇ代碼撤銷。１.鉆孔循環(huán)指令(Ｇ８２)鉆孔循環(huán)走刀路線指令格式:Ｇ８２ＸＹＺＲＰＦＫ；上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

其中:Ｘ，Ｙ———孔位數(shù)據(jù)；Ｚ———孔底深度(絕對坐標(biāo))；Ｒ———每次下刀點或抬刀點(絕對坐標(biāo))；Ｐ———在孔底的暫停時間(單位:ｍｓ)；Ｆ———切削進給速度(單位:ｍｍ/ｍｉｎ)；Ｋ———重復(fù)次數(shù)(如果需要的話)。鉆孔循環(huán)路徑如圖９－１２所示。２.高速深孔鉆循環(huán)指令(Ｇ７３)Ｇ７３用于深孔鉆削，在鉆孔時采取間斷進給，有利于斷屑和排屑，適合深孔加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一淺孔、深孔的數(shù)控銑削編程與加工

指令格式:Ｇ７３ＸＹＺＲＱＦＫ；其中:Ｑ———每次鉆削的進刀量；其余指令如上。圖９－１３所示為高速深孔鉆加工的工作過程。其中Ｑ為增量值，指定每次切削深度。ｄ為排屑退刀量，由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。切削路線如圖９－１３所示。上一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工(一)螺紋的基礎(chǔ)知識及螺紋的加工工藝１.螺紋的加工方法數(shù)控銑床上螺紋的加工方法大體有兩種，分別為攻螺紋法和螺紋鏜刀銑削法。如圖９－１８所示為攻螺紋法，圖９－１９所示為銑削法。２.切削用量的選擇１)切削速度(１)攻螺紋法:攻螺紋法切削速度要配合主軸轉(zhuǎn)速而定，主軸每轉(zhuǎn)一圈絲錐前進一個導(dǎo)程。(２)銑削法:由于目前的高速銑削刀具應(yīng)用非常普遍，切削速度得到了很大的提高。下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工銑削法銑削螺紋的主軸轉(zhuǎn)速Ｎ>３０００ｒ/ｍｉｎ，進給速度ｆ>２０００ｍｍ/ｍｉｎ。沒有具體要求，可根據(jù)刀具材料及工件材料酌定。２)背吃刀量銑削時應(yīng)遵循后一刀的背吃刀量不能超過前一刀背吃刀量的原則，即遞減的背吃刀量分配方式，否則會因切削面積的增加、切削力過大而損壞刀具。但為了改善螺紋的表面粗糙度，用硬質(zhì)合金螺紋鏜刀時，最后一刀的背吃刀量不能小于０.１ｍｍ。３)進給速度(１)攻螺紋法的進給速度要配合主軸轉(zhuǎn)速而定，主軸每轉(zhuǎn)一圈則刀具要進給一個螺距(導(dǎo)程)，所以攻螺紋時ｆ＝Ｐ×ｎ。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工(２)銑削螺紋由于是斷續(xù)切削，刀具的轉(zhuǎn)矩很小，而且目前的合金涂層刀具適用于高速切削，一般選擇ｆ>１８００ｒ/ｍｉｎ為宜。(二)螺紋加工的編程方法１.攻螺紋法１)絲錐的選用攻螺紋加工的螺紋多為三角螺紋，為零件間連接結(jié)構(gòu)，常用攻螺紋加工的螺紋有:牙型角為６０°的普通螺紋；牙型角為５５°的英制螺紋；用于管道連接的英制管螺紋和圓錐管螺紋。本節(jié)主要涉及的攻螺紋加工的是普通內(nèi)螺紋。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工絲錐是加工內(nèi)螺紋的一種常用刀具，其基本結(jié)構(gòu)是一個軸向開槽的外螺紋，如圖９－２０和圖９－２１所示。螺紋部分可分為切削錐部分和校準(zhǔn)部分。切削錐磨出錐角，以便逐漸切去全部余量；校準(zhǔn)部分有完整齒形，起修光、校準(zhǔn)和導(dǎo)向作用。工具尾部通過夾頭和標(biāo)準(zhǔn)錐柄與機床主軸錐孔連接。攻螺紋加工的實質(zhì)是用絲錐進行成形加工，絲錐的牙型、螺距、螺旋槽形狀、倒角類型、絲錐的材料、切削的材料和刀套等因素，影響內(nèi)螺紋孔加工的質(zhì)量。根據(jù)絲錐倒角長度的不同，絲錐可分為平底絲錐、插絲絲錐、錐形絲錐。絲錐倒角長度影響數(shù)控機床加工中的編程深度數(shù)據(jù)。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工絲錐的倒角長度可以用螺紋線數(shù)表示，錐形絲錐的常見線數(shù)為８~１０，插絲絲錐為３~５，平底絲錐為１~１.５。各種絲錐的倒角角度也不一樣，通常錐形絲錐為４°~５°，插絲絲錐為８°~１３°，平底絲錐為２５°~３５°。盲孔加工通常需要使用平底絲錐，通孔加工大多數(shù)情況下選用插絲絲錐，極少數(shù)情況下也使用錐形絲錐?？偟膩碚f，倒角越長，鉆孔留下的深度間隙就越大。與不同的絲錐刀套連接，絲錐分兩種類型:剛性絲錐和浮動絲錐(張力補償型絲錐)，如圖９－２２和圖９－２３所示。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工浮動絲錐刀套的設(shè)計給絲錐一個和手動攻螺紋所需的類似的“感覺”，這種類型的刀套允許絲錐在一定的范圍縮進或伸出，而且，浮動刀套的可調(diào)轉(zhuǎn)矩可以改變絲錐張緊力。使用剛性絲錐則要求數(shù)控機床控制器具有同步運行功能，攻絲時，必須保持絲錐導(dǎo)程和主軸轉(zhuǎn)速之間的同步關(guān)系:進給速度＝導(dǎo)程×轉(zhuǎn)速。除非數(shù)控機床具有同步運行功能，支持剛性攻螺紋，否則應(yīng)選用浮動絲錐，但浮動絲錐較為昂貴。浮動絲錐攻螺紋時，將進給率適當(dāng)下調(diào)５％，將有更好的攻螺紋效果，當(dāng)給定的Ｚ向進給速度略小于螺旋運動的軸向速度時，絲錐切入孔中幾牙后，絲錐將被螺旋運動向下引拉到攻螺紋深度，有利于保護浮動絲錐，一般地，攻螺紋刀套的拉伸要比刀套的壓縮更為靈活。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工數(shù)控機床有時還使用一種叫成組絲錐的刀具，其工作部分相當(dāng)于２~３把絲錐串聯(lián)起來，依次承擔(dān)著粗、精加工。這種結(jié)構(gòu)適用于高強度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺紋加工。２)數(shù)控機床攻絲工藝與編程要點(１)攻螺紋動作過程，如圖９－２４所示。攻螺紋是ＣＮＣ銑床和ＣＮＣ加工中心上常見的孔加工內(nèi)容，首先把選定的絲錐安裝在專用攻螺紋刀套上，最好是具有拉伸和壓縮特征的浮動刀套。攻螺紋步驟如下:第１步:Ｘ、Ｙ定位。第２步:選擇主軸轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工第３步:快速移動至Ｒ點。第４步:進給運動至指定深度。第５步:主軸停止。第６步:主軸反向旋轉(zhuǎn)。第７步:進給運動返回。第８步:主軸停止。第９步:快速返回初始位置。第１０步:重新開始主軸正常旋轉(zhuǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)二螺紋的數(shù)控銑削編程與加工如圖９－２４所示，Ｇ７４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ＸＹ