内孔数控车削加工(编程)教案.docx

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1、内孔数控车削加工教案数控车床上孔加工工艺图 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很多零件如齿轮、轴套、带轮等，不仅有外圆柱面，而且有内圆柱面，在车床上加工内构造加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔等加工方法，其工艺适应性都不尽一样。应依据零件内构造尺寸以及技术要求的不同，选择相应的工艺方法。1. 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，钻孔时钻头简洁发生偏斜。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，用于引正麻花钻开头钻孔时的定位和

2、钻削方向。麻花钻头钻孔时切下的切屑体积大，钻孔时排屑困难，产生的切削热大而冷却效果差， 使得刀刃简洁磨损。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)、外表粗糙度值大(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外表粗糙度值。2. 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范围为1680mm 的孔。刀片钻头需要较高的功率和高压冷却系统。假设孔的公差要求小于 0.05，则需要

3、增加镗孔或铰孔等其次道孔加工工序，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中心孔。3. 扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻或铸、锻出的孔进展加工，扩孔时的背吃刀量为 0.854.5mm 范围内，切屑体积小，排屑较为便利。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，因而可以承受较大的进给量 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，外表粗糙度值为 Ra6.3 3.2m。承受镶有硬质合金刀片的扩孔钻，切削速度可以提高

4、23 倍，大大地提高了生产率。扩孔常常用作铰孔等精加工的预备丁序：也可作为要求不高孔的最终加工。4. 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.15 0.35mm，精铰为 0.050.15mm)，铰刀的容屑槽浅，刚性好，刀刃数目多(612 个)，导向牢靠性好，刀刃的切削负荷均匀。铰刀制造精度高，其圆柱校准局部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，并可避开产生积屑瘤。因此，铰孔的精度可达IT6IT8；外表粗糙度值为Ra1.60.4 m。铰孔的进给量一般为 0.21.2mmr，约为钻孔

5、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。铰孔不能订正孔的位置误差，孔与其他外表之间的位置精度，必需由铰孔前的加工工序来保证。5. 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、直线度及外表精度均要求 较高的孔。镗孔主要优点是工艺灵敏、适应性较广。一把构造简洁的单刃镗刀，既可进展孔 的粗加工，又可进展半精加工和精加工。加工精度范围为ITl0 以下至IT7IT6；外表粗糙度值 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

6、，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，简洁产生变形和振动，影响镗孔的质量。特别是加工孔径小、长度大的孔时，更不如铰孔简洁保证质量。因此，镗孔时多承受较小的切削用量，以减小切削力的影响。8.7.2 数控车床上孔加工编程1. 中心线上钻、扩、铰孔加工编程车床上的钻、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CNC 车床上全部中心线上孔加工的主轴转速都以G97 模式，即每分钟的实际转数(rmin) 来编写，而不使用恒定外表速度模式(CSS)。刀具趋近运开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，最终将 Z 轴移动到钻

7、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Z 轴方向的运动。啄式钻孔循环(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

8、上加工直径为 10 mm 的孔，孔的有效深度为 60 mm。工件端面及中心孔已加工， 程序如下：O8701；N10 T0505；(10 麻花钻) N20 G0 X0 Z3.S700 M3； N30 G74.R1.；N40 G74.Z-60.Q8000 F0.1； N50 G0 Z50；N60 X100；图 8-7-3 工件端面啄式钻孔例图N70 M05；N80 M30；2. 数控镗削内孔数控车削内孔的指令与外圆车削指令根本一样，但也有区分，编程时应留意以下方面：粗车循环指令G71、G73，在加工外径时余量U 为正，但在加工内轮廓时余量U 应为负。假设精车循环指令 G70 承受半径补偿加工，以刀

9、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”。 在加工内轮廓时，半径补偿指令用 G41，刀具方位编号是“2”。加工内孔轮廓时，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内构造中移动而不干预工件。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，内轮廓加工编程例如：内径粗车循环：G0 X19 Z5；快进到内径粗车循环起刀点 G71 U1 R0.5；G7l P10 Q20 U-0.5 W0.1 F150； N10 Gl X36；N20 X19；半径补偿精加工内形G0 G41 X19 Z5；引入半径补偿 G70

10、 P10 Q20 F80；G40 G0 Z50 X100；图 8-7-4 孔类零件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内构造。1. 加工方法：选用f3 的中心钻钻削中心孔；钻f20 的孔；粗镗削内孔；精镗削内孔。2. 程序编写：O8702f3 的中心钻T01G01 钻削中心孔O8702 G98；M3 S2023 T0101；换 1 号f3 的中心钻 G0 X0 Z5；G01 Z6 F30； G04 P1000； G00 Z5；G0 Z50 X100；M5；主轴停转M0；程序暂停

11、内孔镗刀T03G71 镗削内孔f20 钻头T02钻削孔G98；M3 S300 T0202；换 2 号f20 的钻头 G0 X0 Z5；G74 R3.；G74 Z-58.Q8000 F60 G0 Z50 X100；M5；主轴停转M0；程序暂停内孔镗刀T04G70 精镗内孔G98；M3 S800 T0303；G98；G0 X19. Z5；M3 S1200 T0303；G71 U1 R0.5；G0 G41 X19.5 Z5；G7l P10 Q20 U-0.5 W0.1F150；快速进刀，引入半径补偿N10 G00 X36；G70 P10 Q20 F80；G01 Z0；G40 G0 Z50 X100；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；