（中职）数控铣床加工中心编程及加工任务二铰孔加工电子教案.doc

任务二 铰孔加工教学目标 1.了解数控铣床/加工中心铰削加工的加工过程。2.掌握数控铣床/加工中心铰削编程基础知识。 教学重点铰孔的编程指令及方法 教学难点 铰孔的编程指令及方法 教学过程新课教学一、铰孔概述钻孔是在实体材料中钻出一个孔，而铰孔是扩大一个已经存在的孔。铰孔和钻孔、扩孔一样都是由刀具本身的尺寸来保证被加工孔的尺寸的，但铰孔的质量要高得多。铰孔时，铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度值。铰孔是孔的精加工方法之一，常用作直径不很大、硬度不太高的工件孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。机铰生产率高，劳动强度小，适宜于大批大量生产。直径在100 mm以内的孔可以采用铰孔，孔径大于100 mm时，多用精镗代替铰孔。铰孔加工精度可达IT9IT7级，表面粗糙度一般达Ra1.60.8m。这是由于铰孔所用的铰刀结构特殊，加工余量小，并用很低的切削速度工作的缘故。二、铰刀1. 铰刀的结构在加工中心上铰孔时，多采用通用的标准机用铰刀。通用标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。直柄铰刀直径为6mm20mm，小孔直柄铰刀直径为1 mm6mm，锥柄铰刀直径为10mm32mm，套式铰刀直径为25mm80mm。铰刀分H7、H8、H9三种精度等级。如图5-10所示，整体式铰刀工作部分包括切削部分与校准部分。铰刀刀头开始部分称为刀头倒角或“引导锥”，方便刀具进入一个没有倒角的孔。一些铰刀在刀头设计一段锥形切削刃，为刀具切削部分，承担主要的切削工作，其切削半锥角较小，一般为10150，因此，铰削时定心好，切屑薄。校准部分的作用是校正孔径、修光孔壁和导向。校准部分包括圆柱部分和倒锥部分。圆柱部分保证铰刀直径和便于测量。刀体后半部分呈倒锥形可以减小铰刀与孔壁的摩擦。图5-10 铰刀结构图2. 铰刀直径尺寸的确定铰孔的精度主要决定于铰刀的尺寸精度。由于新的标准圆柱铰刀直径上留在研磨余量，且其表面粗糙度也较差，所以在铰削IT8级精度以上孔时，应先将铰刀的直径研磨到所需的尺寸精度。由于铰孔后孔径会扩张或缩小，目前对孔的扩张或缩小量尚无统一规定，一般铰刀的直径多采用经验数值，如下所示：铰刀直径的基本尺寸=孔的基本尺寸上偏差=2/3被加工孔的直径公差下偏差=1/3被加工孔的直径公差例如，铰削20H7()的孔，则选用的铰刀直径如下：铰刀基本尺寸=20 mm上偏差=2/3×0.021 mm=0.014 1 mm下偏差=1/3×0.021 mm=0.007 mm因此，选用的铰刀直径尺寸为20mm。3. 铰刀齿数的确定铰刀是多刃刀具，铰刀齿数取决于孔径及加工精度，标准铰刀有412齿。齿数过多，刀具的制造刃磨较困难，在刀具直径一定时，刀齿的强度会降低，容屑空间小，由此造成切屑堵塞和划伤孔壁甚至蹦刃。齿数过少，则铰削时的稳定性差，刀齿的切削负荷增大，且容易产生几何形状误差。铰刀齿数可参照表5-8选择。表5-8 铰刀齿数选择铰刀直径mm1.533141440>40齿 数一般加工精度4468高加工精度681012铰刀的刀齿又分为直齿和螺旋齿两种。螺旋齿铰刀带有左旋的螺旋槽，这种设计适合于加工通孔，在切削过程中左旋螺旋槽“迫使”切屑往孔底移动并进入空区，但它不适合盲孔加工。三、铰削用量的选用1. 铰削余量铰削余量是留作铰削加工的切深的大小。通常要进行铰孔余量比扩孔或镗孔的余量要小，铰削余量太大会增大切削压力而损坏铰刀，导致加工表面粗糙度很差。余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。另一方面，如果毛坯余量太小会使铰刀过早磨损，不能正常切削，也会使表面粗糙度差。一般铰削余量为0.10.25mm，对于较大直径的孔，余量不能大于0.3mm。 有一种经验建议留出铰刀直径13大小的厚度作为铰削余量（直径值），如，20的铰刀加19.6左右的孔直径比较合适：20(20×2100)=19.6对于硬材料和一些航空材料，铰孔余量通常取得更小。2. 铰孔的进给率四、铰孔循环指令（G85）铰孔编程时也需要用到固定循环指令。实际上并没有直接定义的铰孔循环指令。Fanuc控制系统中比较合适的循环指令为G85，该指令可实现进给运动“进”和进给运动“出”，且两种运动的进给率相同。1、指令格式铰孔循环指令格式如下：G85 X Y Z R F K ;其中，X、Y为孔的位置，Z为孔底位置，R为安全平面位置，F为进给速度。2. 动作分析G85铰孔循环动作如图5-6所示，刀具在X、Y平面快速定位至孔的上方，然后快速下刀到安全平面，在此处速度由快进转为工进，切削加工到孔底，然后从孔底以工进的速度退回到指定位置（初始平面或安全平面）。 练习过程：一、布置练习任务独立完成下图零件的加工二、老师讲解加工中心自动加工孔系类的操作步骤及方法。三、学生实操练习1、以小组为单位，进行零件自动加工练习。2、教师全程观察学生的练习情况，对不会操作的学生进行个别辅导，对将要进行错误操作学生及时制止并告知其正确的操作方法，保证学生安全操作。