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1、1/5孔数控车削加工教案孔数控车削加工教案数控车床上孔加工工艺数控车床上孔加工工艺很多零件如齿轮、轴套、带轮等，不仅有外圆柱面，而且有圆柱面，在车床上加工结构加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔等加工方法，其工艺适应性都不尽一样。应根据零件结构尺寸以与技术要求的不同，选择相应的工艺方法。1 1麻花钻钻孔麻花钻钻孔如图 8-7-1，钻孔常用的刀具是麻花钻头(用高速钢制造)，孔的主要工艺特点如下：钻头的两个主刀刃不易磨得完全对称，切削时受力不均衡；钻头刚性较差，钻孔时钻头容易发生偏斜。通常麻花钻头钻孔前，用刚性好的钻头，如用中心孔钻钻一个小孔，用于引正麻花钻开始钻孔时的定位和钻削方向。麻花钻头钻孔时切
2、下的切屑体积大，钻孔时排屑困难，产生的切削热大而冷却效果差，使得刀刃容易磨损。因而限制了钻孔的进给量和切削速度，降低了钻孔的生产率。可见，钻孔加工精度低(IT213)、表面粗糙度值大(Ra12.5)，一般只能作粗加工。钻孔后，可以通过扩孔、铰孔或镗孔等方法来提高孔的加工精度和减小表面粗糙度值。2 2硬质合金可转位刀片钻头钻孔硬质合金可转位刀片钻头钻孔如图 8-7-2，CNC 车床通常也使用硬质合金可转位刀片钻头。可转位刀片的钻孔速度通常要比高速钢麻花钻的钻孔速度高很多。刀片钻头适用于钻孔直径围为 1680mm 的孔。刀片钻头需要较高的功率和高压冷却系统。如果孔的公差要求小于0.05，则需要增加
3、镗孔或铰孔等第二道孔加工工序，使孔加工到要求的尺寸。用硬质合金可转位刀片钻头钻孔时不需要钻图 8-7-1 麻花钻钻孔图 8-7-2 硬质合金可转位刀片钻头钻孔2/5中心孔。3 3扩孔扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻或铸、锻出的孔进行加工，扩孔时的背吃刀量为 0.854.5mm 围，切屑体积小，排屑较为方便。因而扩孔钻的容屑槽较浅而钻心较粗，刀具刚性好；一般有 34 个主刀刃，每个刀刃的切削负荷较小；棱刃多，使得导向性好，切削过程平稳。扩孔能修正孔轴线的歪斜，扩孔钻无端部横刃，切削时轴向力小，因而可以采用较大的进给量和切削速度。扩孔的加工质量和生产率比钻孔高，加工精度可达 ITl0，表面粗糙度值为 Ra
4、6.33.2m。采用镶有硬质合金刀片的扩孔钻，切削速度可以提高 23 倍，大提高了生产率。扩孔常常用作铰孔等精加工的准备丁序：也可作为要求不高孔的最终加工。4 4铰孔铰孔铰孔是孔的精加工方法之一，铰孔的刀具是铰刀。铰孔的加工余量小(粗铰为 O.150.35mm，精铰为 0.050.15mm)，铰刀的容屑槽浅，刚性好，刀刃数目多(612 个)，导向可靠性好，刀刃的切削负荷均匀。铰刀制造精度高，其圆柱校准部分具有校准孔径和修光孔壁的作用。铰孔时排屑和冷却润滑条件好，切削速度低(精铰 25mmin)，切削力、切削热都小，并可避免产生积屑瘤。因此，铰孔的精度可达 IT6IT8；表面粗糙度值为 Ra1.
5、60.4m。铰孔的进给量一般为 0.21.2mmr，约为钻孔进给的 34 倍，可保证有较高的生产率。铰孔直径一般不大于 80 mm。铰孔不能纠正孔的位置误差，孔与其他表面之间的位置精度，必须由铰孔前的加工工序来保证。5 5镗孔镗孔镗孔一般用于将已有孔扩大到指定的直径，可用于加工精度、直线度与表面精度均要求较高的孔。镗孔主要优点是工艺灵活、适应性较广。一把结构简单的单刃镗刀，既可进行孔的粗加工，又可进行半精加工和精加工。加工精度围为 ITl0 以下至 IT7IT6；表面粗糙度值Ra 为 12.5m 至 0.80.2m。镗孔还可以校正原有孔轴线歪斜或位置偏差。镗孔可以加工中、小尺寸的孔，更适于加工
6、大直径的孔。镗孔时，单刃镗刀的刀头截面尺寸要小于被加工的孔径，而刀杆的长度要大于孔深，因而刀具刚性差。切削时在径向力的作用下，容易产生变形和振动，影响镗孔的质量。特别是加工孔径小、长度大的孔时，更不如铰孔容易保证质量。因此，镗孔时多采用较小的切削用量，以减小切削力的影响。8 87 72 2数控车床上孔加工编程数控车床上孔加工编程1 1中心线上钻、扩、铰孔加工编程中心线上钻、扩、铰孔加工编程3/5图 8-7-3 工件端面啄式钻孔例图车床上的钻、扩、铰加工时，刀具在车床主轴中心线上加工。即 X 值为 0。主运动模式主运动模式CNC 车床上所有中心线上孔加工的主轴转速都以 G97 模式，即每分钟的实
7、际转数(rmin)来编写，而不使用恒定表面速度模式(CSS)。刀具趋近运动工件的程序段刀具趋近运动工件的程序段首先将 Z 轴移动到安全位置，然后移动 X 轴到主轴中心线，最后将 Z 轴移动到钻孔的起始位置。这种方式可以减小钻头趋近工件时发生碰撞的可能性。N36 T0200 M42；N37 G97 S700 M03；N38 G00 Z5 M08；N39 X0；N40 刀具切削和返回运动刀具切削和返回运动N40 G01 Z-30 F30；N41 G00 Z2；程序段 N40 为钻头的实际切削运动，切削完成后执行程序段 N41，钻头将 Z 向退出工件。刀具的返回运动时，从孔中返回的第一个运动总是沿
8、Z 轴方向的运动。啄式钻孔循环啄式钻孔循环(深孔钻循环深孔钻循环)：啄式钻孔循环格式G74 RG74 Z Q F；式中：R：每次啄式退刀量；Z：向终点坐标值(孔深)；Q：Z 向每次的切入量。啄式钻孔(如图 8-7-3 所示)：在工件上加工直径为 10 mm 的孔，孔的有效深度为 60 mm。工件端面与中心孔已加工，程序如下：O8701；N10 T0505；(10 麻花钻)N20 G0X0 Z3.S700 M3；N30 G74.R1.；N40 G74.Z-60.Q8000F0.1；N50 G0 Z50；N60 X100；N70 M05；N80M30；4/52 2数控镗削孔数控镗削孔数控车削孔的指
9、令与外圆车削指令基本一样，但也有区别，编程时应注意以下方面：粗车循环指令 G71、G73，在加工外径时余量 U 为正，但在加工轮廓时余量 U 应为负。若精车循环指令 G70 采用半径补偿加工，以刀具从右向左进给为例。在加工外径时，半径补偿指令用 G42，刀具方位编号是“3”。在加工轮廓时，半径补偿指令用 G41，刀具方位编号是“2”。加工孔轮廓时，切削循环的起点 S、切出点 Q 的位置选择要慎重，要保证刀具在狭小的结构中移动而不干涉工件。起点 S、切出点 Q 的 X 值一般取与预加工孔直径稍小一点的值。如图 8-7-4，轮廓加工编程示例：径粗车循环：半径补偿精加工形G0 X19X19 Z Z5
10、 5；（快进到径粗车循环起刀点）G71 U1 R0.5；G0G G4141 X19 Z5；（引入半径补偿）G7l P10Q20 U U-0 0.5 5 W0.1 F150；G70 P10 Q20 F80；N10 Gl X36；G40 G0 Z50X100；N20 X19；数控车床上孔加工工艺编程实例数控车床上孔加工工艺编程实例加工图 8-7-4 所示阶梯孔类零件，材料为 45 钢，材料规格为5050mm，设外圆端面已加工完毕，要求按图纸要求加工该零件结构。图 8-7-4孔类零件5/51.1.加工方法：加工方法：选用3 的中心钻钻削中心孔；钻20 的孔；粗镗削孔；精镗削孔。2.2.程序编写：程序
11、编写：O8702O87023 3 的中心钻（的中心钻（T01T01）G01G01 钻削中心孔钻削中心孔2020 钻头（钻头（T02T02）钻削孔）钻削孔O8702G98；G98；M3 S2000 T0101；M3 S300 T0202；（换 1 号3 的中心钻）（换 2 号20 的钻头）G0 X0Z5；G0 X0Z5；G01 Z6 F30；G74R3.；G04 P1000；G74Z-58.Q8000F60G00 Z5；G0 Z50X100；G0 Z50X100；M5；主轴停转M5；主轴停转M0；程序暂停M0；程序暂停孔镗刀（孔镗刀（T03T03）G71G71 镗削孔镗削孔孔镗刀（孔镗刀（T04T04）G70G70 精镗孔精镗孔G98；M3 S800 T0303；G98；G0 X19.Z5；M3 S1200 T0303；G71 U1 R0.5；G0G41 X19.5 Z5；G7l P10Q20 U-0.5 W0.1 F150；（快速进刀，引入半径补偿）N10 G00 X36；G70 P10 Q20 F80；G01 Z0；G40 G0 Z50X100；X30 Z-10；（快速进刀，引入半径补偿）Z-32；M5；G03 X24 Z35 R3；M30；N20 X19G0 Z50 X100；M5；M0；