数控孔加工学习.pptx
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1、项目项目5 孔加工孔加工 任务描述:端盖零件如图5-15-1所示,底平面、两侧面和40H840H8型腔已在前面工序加工完成。本工序加工端盖的4 4个沉头螺钉孔和2 2个销孔,试编写其加工程序。零件材料为HT150HT150,加工数量为50005000个/年。图5-1 5-1 端盖零件图5.1 5.1 任务1 1 端盖零件上沉头螺钉孔和销孔的加工 模块一 数控铣床编程与加工技术第1页/共59页 5.2 知识链接知识链接 孔加工工艺知识 1.1.孔的加工方法在数控铣床上加工孔的方法很多,根据孔的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度等要求,一般有点孔,钻孔、扩孔,锪孔、铰孔、镗孔及铣孔等。常用孔的加工方法
2、如表5-15-1所示。模块一 数控铣床编程与加工技术第2页/共59页 表5-1 5-1 孔的加工方法与步骤的选择序号序号加工方案加工方案精度等级精度等级表面粗糙度表面粗糙度RaRa适用范围适用范围1 1钻钻11111313505012.512.5加工未淬火钢及铸铁加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯,也可用的实心毛坯,也可用于加工有色金属(但于加工有色金属(但粗糙度较差),孔径粗糙度较差),孔径15mm15mm20mm20mm2 2钻钻铰铰9 93.23.21.61.63 3钻钻粗铰(扩)粗铰(扩)精铰精铰7 78 81.61.60.80.84 4钻钻扩扩11116.36.33.23.2同上,但孔径同
3、上,但孔径15mm15mm20mm20mm5 5钻钻扩扩铰铰8 89 91.61.60.80.86 6钻钻扩扩粗铰粗铰精铰精铰7 70.80.80.40.47 7粗镗粗镗(扩孔扩孔)111113136.36.33.23.2除淬火钢外各种材料,除淬火钢外各种材料,毛坯有铸出孔或锻出毛坯有铸出孔或锻出孔孔8 8粗镗粗镗(扩孔扩孔)半精镗半精镗(精扩精扩)8 89 93.23.21.61.6粗镗粗镗(扩扩)半精镗半精镗(精扩精扩)精镗精镗6 67 71.61.60.80.8模块一 数控铣床编程与加工技术第3页/共59页 2.2.孔加工刀具 图5-2 5-2 常用钻头模块一 数控铣床编程与加工技术第4
4、页/共59页 图5-3 5-3 扩孔钻模块一 数控铣床编程与加工技术第5页/共59页图5-4 5-4 机用铰刀模块一 数控铣床编程与加工技术第6页/共59页 3.3.孔加工切削用量 孔加工切削用量见表5-25-2。表5-2 5-2 孔加工切削用量模块一 数控铣床编程与加工技术第7页/共59页 4.4.加工余量孔加工余量见表5-35-3。表5-3 5-3 孔加工余量模块一 数控铣床编程与加工技术第8页/共59页 5.5.孔加工路线安排(1 1)孔加工进给路线定位要迅速(a a图)定位要准确(b b图)图5-5 5-5 孔加工进给路线模块一 数控铣床编程与加工技术第9页/共59页 (2 2)孔加工
5、导入量与超越量 孔加工导入量(图5-65-6中ZZ)是指在孔加工过程中,刀具自快进转为工进时,刀尖点位置与孔上表面间的距离。导入量通常取2 25mm5mm。超越量如图1-1-中的ZZ所示,当钻通孔时,超越量通常取Z ZP P(1 13 3)mmmm,Z ZP P为钻尖高度(通常取0.30.3倍钻头直径);铰通孔时,超越量通常取3 35 mm5 mm;镗通孔时,超越量通常取1 13 mm3 mm。图5-65-6孔加工导入量与超越量 模块一 数控铣床编程与加工技术第10页/共59页 钻孔、锪孔及铰孔固定循环指令 含义:数控加工中,某些加工动作循环已经典型化。例如,钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快
6、速引进、工作进给、快速退回等,这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序,存储在内存中,可用包含G G代码的一个程序段调用,从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G G代码称为循环指令 。模块一 数控铣床编程与加工技术第11页/共59页 1.1.1.1.孔加工固定循环孔加工固定循环(1 1 1 1)固定循环动作组成)固定循环动作组成XX、Y Y轴快速定位到孔中心位置Z Z轴快速运行到靠近孔上方的安全高度平面R R点(参考点)孔加工(工作进给)在孔底做需要的动作退回到安全平面高度或初始平面高度快速返回到初始点位置。模块一 数控铣床编程与加工技术第12页/共59页 图5-7 5-7 固定循环动作
7、 图5-85-8固定循环平面模块一 数控铣床编程与加工技术第13页/共59页 (2 2)固定循环的平面a a初始平面 初始平面是为安全下刀而规定的一个平面,如图5-75-7所示。b bR R点平面 R R点平面又叫R R参考平面。这个平面是刀具下刀时,自快进转为工进的高度平面。c c孔底平面 加工不通孔时,孔底平面就是孔底的Z Z轴高度。而加工通孔时,除要考虑孔底平面的位置外,还要考虑刀具的超越量(图5-85-8),以保证所有孔深都加工到尺寸。模块一 数控铣床编程与加工技术第14页/共59页 固定循环编程格式 孔加工循环的通用编程格式如下:G73G73G89 XG89 X Y Y Z Z R
8、R Q Q P P F F K K ;X X Y Y :孔在XYXY平面内的位置;Z Z :孔底平面的位置;R R :R R点平面所在位置;Q Q :G73G73和G83G83深孔加工指令中刀具每次加工深度或G76G76和G87G87精镗孔指令中主轴准停后刀具沿准停反方向的让刀量;P P :指定刀具在孔底的暂停时间,数字不加小数点,msms。模块一 数控铣床编程与加工技术第15页/共59页 F F :孔加工切削进给时的进给速度;K K :指定孔加工循环的次数,该参数仅在增量编程中使用。在实际编程时,并不是每一种孔加工循环的编程都要用到以上格式的所有代码。如下例的钻孔固定循环指令格式:G98G9
9、8与G99G99方式(图5-95-9)a aG98G98方式 G98G98为系统默认返回方式,表示返回初始平面。b bG99G99方式 G99G99表示返回R R点平面。模块一 数控铣床编程与加工技术第16页/共59页 图5-9 G985-9 G98与G99G99方式 图5-10 G905-10 G90与G91G91方式模块一 数控铣床编程与加工技术第17页/共59页 G90 G90与G91G91方式 如图5-105-10所示,固定循环中R R值与Z Z值数据的指定与G90G90与G91G91的方式选择有关(Q Q值与G90G90与G91G91方式无关)。a aG90G90方式 G90G90方
10、式中,X X、Y Y、Z Z和R R的取值均指工件坐标系中绝对坐标值。b bG91G91方式 G91G91方式中,R R值是指R R点平面相对初始平面的Z Z坐标值,而Z Z值是指孔底平面相对R R点平面的Z Z坐标值。X X、Y Y数据值也是相对前一个孔的X X、Y Y方向的增量距离。模块一 数控铣床编程与加工技术第18页/共59页 2.2.2.2.钻(扩)孔循环钻(扩)孔循环G81G81G81G81与锪孔循环与锪孔循环G82G82G82G82 一般钻孔循环指令G81G81 格式:G98G98(G99G99)G81X_Y_Z_R_F_G81X_Y_Z_R_F_ 刀具以进给速度向下运动钻孔,到
11、达孔底位置后,快速退回(无孔底动作),用于一般定点钻。带停顿的钻孔循环指令G82G82 格式:G98G98(G99G99)G82X_Y_Z_R_P_ F_G82X_Y_Z_R_P_ F_ 与G81G81指令唯一的区别是有孔底暂停动作,暂停时间由P P指定。执行该指令使孔的表面更光滑,孔底平整。常用于做沉头台阶孔。模块一 数控铣床编程与加工技术第19页/共59页 3.3.高速深孔钻循环G73G73与深孔钻循环G83 G83 高速深孔钻循环G73G73格式 G73 XG73 X Y Y Z Z R R Q Q F F ;_ _该固定循环用于Z Z轴的间歇进给,有利于断屑,适用于深孔加工,减少退刀量
12、,可以进行高效率的加工。Q Q值为每次的进给深度(Q)(Q),指令中用Q Q为增量值。退刀用快速,每次的退刀量d d,d d由系统参数设置。例:G98 G73 X10 Y20 Z-60 R5 Q10 F50 G98 G73 X10 Y20 Z-60 R5 Q10 F50 深孔加工循环指令G83G83 与G73G73不同之处在每次进刀后都返回安全平面高度处,这样更有利于钻深孔时的排屑。模块一 数控铣床编程与加工技术第20页/共59页 图5-11 G735-11 G73与G83G83指令动作图模块一 数控铣床编程与加工技术第21页/共59页任务描述:端盖零件如图5-15-1所示,底平面、两侧面和4
13、0H840H8型腔已在前面工序加工完成。本工序加工端盖的4 4个沉头螺钉孔和2 2个销孔,试编写其加工程序。零件材料为HT150HT150,加工数量为50005000个/年。图5-1 5-1 端盖零件图任务1 1 端盖零件上沉头螺钉孔和销孔的加工编程 模块一 数控铣床编程与加工技术第22页/共59页 5.3 5.3 任务决策和执行任务决策和执行 1.1.工艺过程 点孔 所有孔首先都要点孔,以保证钻孔时,不会产生斜歪现象。钻孔 用99钻头钻出4949孔和210H7210H7孔的底孔。扩孔 用9.89.8钻头扩210H7210H7孔。锪孔 用1515锪钻锪出415415沉孔。铰孔 用10H710H
14、7加工出210H7210H7孔。模块一 数控铣床编程与加工技术第23页/共59页 2.2.刀具与工艺参数见表5-45-4、表5-55-5。表5-4 5-4 数控加工刀具卡 单单 位位数控加工刀具卡数控加工刀具卡片片产品名称产品名称零件图号零件图号零件名称零件名称程序编号程序编号序号序号刀具刀具号号刀具名称刀具名称刀刀 具具补偿值补偿值刀补号刀补号直径直径长度长度半径半径长度长度半径半径长度长度1 1T01T01中心钻中心钻3mm3mm2 2T02T02麻花钻麻花钻9mm9mm3 3T03T03麻花钻麻花钻9.8mm9.8mm4 4T04T04锪钻锪钻15mm15mm5 5T05T05铰刀铰刀1
15、0mm10mm模块一 数控铣床编程与加工技术第24页/共59页 表5-5 5-5 数控加工工序卡 单单 位位数控加工工序卡片数控加工工序卡片产品名称产品名称零件名称零件名称材材 料料零件图号零件图号工序号工序号程序编号程序编号夹具名称夹具名称夹具编号夹具编号设备名称设备名称编制编制审核审核工步号工步号工步内容工步内容刀具号刀具号刀具规格刀具规格主轴转速主轴转速r/minr/min进给速度进给速度mm/minmm/min背吃刀量背吃刀量mmmm1 1钻所有孔的中心孔钻所有孔的中心孔T01T013mm3mm中心钻中心钻2000200080802 24949孔和孔和210H7210H7孔的底孔的底孔
16、孔T02T029mm9mm麻花钻麻花钻6006001001003 3扩扩210H7210H7孔孔T03T039.8mm9.8mm麻花钻麻花钻8008001001004 4锪锪415415沉孔沉孔T04T0415mm15mm锪钻锪钻5005001001005 5铰铰210H7210H7孔孔T05T0510mm10mm铰刀铰刀2002005050模块一 数控铣床编程与加工技术第25页/共59页 3.3.装夹方案 由于该零件为中大批量生产,可利用专用夹具进行装夹。由于底面和40H840H8内腔已在前面工序加工完毕,本工序可以40H840H8内腔和底面为定位面,侧面加防转销限制六个自由度,用压板夹紧。
17、4.4.程序编制 在40H740H7内孔中心建立工件坐标系,Z Z轴原点设在端盖底面上。设初始平面高度,距端盖顶面50mm50mm处,即Z Z为80mm;80mm;参考平面(R R平面)设在沉孔上表面5mm5mm处,即Z Z为20mm.20mm.模块一 数控铣床编程与加工技术第26页/共59页 参考程序:O0001O0001;N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94;程序初始化N20 G00 Z80.0 M07N20 G00 Z80.0 M07;刀具定位到安全平面,启动主轴N30 M03 S2000N30 M
18、03 S2000;N40 G98 N40 G98 G81G81 X28.28 Y28.28 R20.0 Z12.0 F100 X28.28 Y28.28 R20.0 Z12.0 F100;钻出六个孔的中心孔N50 X0 Y40.0N50 X0 Y40.0;N60 X-28.28 Y28.28N60 X-28.28 Y28.28;N70 Y-28.28N70 Y-28.28;N80 X0 Y-40.0N80 X0 Y-40.0;N90 X28.28 Y-28.28N90 X28.28 Y-28.28;N100 G00 Z180.0 M09N100 G00 Z180.0 M09;刀具抬到手工换刀高
19、度N110 M05N110 M05;N120 M00N120 M00;程序暂停,手工换T2T2刀,换转速N130 M03 S600N130 M03 S600;N140 G00 Z80.0 M07N140 G00 Z80.0 M07;刀具定位到安全平面N150 G98 G81 X28.28 Y28.28 R20.0 Z-5.0 F100N150 G98 G81 X28.28 Y28.28 R20.0 Z-5.0 F100;钻出六个9mm9mm孔模块一 数控铣床编程与加工技术第27页/共59页 N160 X0 Y40.0N160 X0 Y40.0;N170 X-28.28 Y28.28N170 X
20、-28.28 Y28.28;N180 Y-28.28N180 Y-28.28;N190 X0 Y-40.0N190 X0 Y-40.0;N200 X28.28 Y-28.28N200 X28.28 Y-28.28;N210 G00 Z180.0 M09N210 G00 Z180.0 M09;刀具抬到手工换刀高度N220 M05N220 M05;N230 M00N230 M00;程序暂停,手工换T3T3刀,换转速N240 M03 S800N240 M03 S800;N250 G00 Z80.0 M07N250 G00 Z80.0 M07;刀具定位到安全平面N260 G98 N260 G98 G8
21、1G81 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F100 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F100;扩210H7mm210H7mm孔至9.8mm9.8mmN270 Y-40.0N270 Y-40.0;N280 G00 Z180 M09N280 G00 Z180 M09;刀具抬到手工换刀高度N290 M05N290 M05;N300 M00N300 M00;程序暂停,手工换T4T4刀,换转速N310 M03 S500N310 M03 S500;模块一 数控铣床编程与加工技术第28页/共59页 N320 G00 Z80.0 M07N320 G00 Z80.0 M07;刀具定位到安全平
22、面N330 G98 N330 G98 G82G82 X28.28 Y28.28 R20.0 Z10.0 P2000 F100 X28.28 Y28.28 R20.0 Z10.0 P2000 F100;锪出四个15mm15mm沉头孔N340 X-28.28N340 X-28.28;N350 Y-28.28N350 Y-28.28;N360 X28.28N360 X28.28;N370 G00 Z180 M09N370 G00 Z180 M09;刀具抬到手工换刀高度N380 M05N380 M05;N390 M00N390 M00;程序暂停,手工换T5T5刀,换转速N400 M03 S200N40
23、0 M03 S200;N410 G00 Z80.0 M07N410 G00 Z80.0 M07;刀具定位到安全平面N420 G98 N420 G98 G85G85 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F50 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F50;铰210H7mm210H7mm孔N430 Y-40.0N430 Y-40.0;N440 M05N440 M05;程序结束N450 M09 G00 Z200N450 M09 G00 Z200;N460 M30N460 M30;模块一 数控铣床编程与加工技术第29页/共59页 5.4 5.4 巩固练习 利用数控加工仿真软件,完成如图所示零
24、件上定位销孔、螺栓孔的加工,并完成工序卡片的填写。零件材料为4545钢。模块一 数控铣床编程与加工技术第30页/共59页任务描述:支撑座零件如图5-125-12所示,上下表面、外轮廓已在前面工序加工完成。本工序完成零件上所有孔的加工,试编写其加工程序。零件材料为HT150HT150。图5-12 5-12 支撑座零件图5.1 5.1 任务2 2 支撑座零件上的孔加工 模块一 数控铣床编程与加工技术第31页/共59页 5.2 5.2 知识链接 攻螺纹和镗孔的加工工艺 1.1.攻螺纹的加工工艺(1 1)普通螺纹简介 普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹,牙型角为6060。粗牙普通螺纹螺距是标准螺距,
25、其代号用字母“M”M”及公称直径表示,如M16M16、M12M12等。细牙普通螺纹代号用字母“M”M”及公称直径螺距表示,如M241.5M241.5、M272M272等。模块一 数控铣床编程与加工技术第32页/共59页 (2 2)攻螺纹底孔(预孔)直径的确定 攻螺纹前所钻的预孔直径应稍大于丝锥的小径,否则,攻螺纹时孔中的金属材料会挤压丝锥,轻则箍死,重则折断。底孔直径大小,可根据螺纹的螺距查阅手册或按下面经验公式确定。加工钢件等塑性材料时,D D底d dP P;铸铁等脆性材料时,D D底d d1.05P1.05P式中:D D底底孔直径,mmmm;dd丝锥螺纹公称直径,mmmm;PP螺距,mmm
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限制150内