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1、项目七调整板的数控加工工艺设计与程序编制,一 项目导入,加工调整板，如图7-1所示，要求设计数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡、数控加工工序卡、数控铣刀具调整卡、数控加工程序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和程序。,二 相关知识,（一）孔的加工方法 1常用孔加工刀具 常用孔加工刀具如图7-3所示，其中麻花钻、中心钻、浅孔钻、丝锥的刀位点是刀具底部的中心，镗刀的刀位点是刀尖。,（1）麻花钻。 在数控机床上钻孔一般无钻模，钻孔刚度差，应使钻头直径D满/足L/D5（L为钻孔深度）。钻大孔时，可采用刚度较大的硬质合金扁钻；钻浅孔（L/D2）时，宜采用硬质合金的浅孔钻，以提高效率和加工质量。,（2）
2、中心钻。 中心钻用于加工中心孔。中心钻有A、B、C 3种形式，生产中常用A型和B型。A型中心钻不带护锥，B型中心钻带护锥。当加工直径d = 110 mm的中心孔时，通常采用A型中心钻；工序较长、精度要求较高的工件，为了避免60定心锥被损坏，一般采用B型中心钻。,（3）扩孔钻。 扩孔钻与麻花钻相似，但齿数较多，一般有34齿。主切削刃不通过中心，无横刃，钻心直径较大，扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻好，通常用来扩大孔径，或作为铰孔、磨孔前的预加工。,（4）铰刀。 铰刀是对预制孔进行半精加工或精加工的多刃刀具。铰刀的精度等级分为H7、H8、H9三级，其公差由铰刀专用公差确定，分别适于铰削H7、H8、H9
3、公差等级的孔。铰刀又可分为A、B两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削过程稳定，适于加工断续表面。,（5）镗刀。 镗孔一般是悬臂加工，应尽量采用对称的两刃或两刃以上的镗刀头进行切削，以平衡径向力，减轻镗削振动。对阶梯孔的镗削加工采用组合镗刀，以提高镗削效率。精镗宜采用微调镗刀。,2切削用量的选择,（1）钻削用量的选择。 钻头直径。 钻头直径由工艺尺寸确定。孔径不大时，可将孔一次钻出。工件孔径大于35 mm时，若仍一次钻出孔径，往往由于受机床刚度的限制，必须大大减小进给量。若两次钻出，可取大的进给量，既不降低生产效率，又提高了孔的加工精度。先钻后扩时，钻孔的钻头直径可取孔径的
4、5070%。, 进给量。 小直径钻头主要受钻头的刚性及强度限制，大直径钻头主要受机床进给机构强度及工艺系统刚性限制。在条件允许的情况下，应取较大的进给量，以降低加工成本，提高生产效率。, 钻削速度。 钻削的背吃刀量（即钻头半径）、进给量及切削速度对钻头耐用度都会产生影响，但背吃刀量对钻头耐用度的影响与车削不同。当钻头直径增大时，尽管增大了切削力，但钻头体积也显著增加，因而使散热条件明显改善。实践证明，钻头直径增大时，切削温度有所下降。因此，钻头直径较大时，可选取较高的切削速度。,（2）铰削用量的选择。 铰刀直径。 铰刀直径的基本尺寸等于孔的直径基本尺寸。铰刀直径的上下偏差应根据被加工孔的公差、
5、铰孔时产生的扩张量或收缩量、铰刀的制造公差和磨损公差来决定。, 铰削余量。 粗铰时，余量为0.20.6 mm；精铰时，余量为0.050.2 mm。一般情况下，孔的精度较高铰削余量越小。 进给量。 在保证加工质量的前提下，f值可取得大些。用硬质合金铰刀加工铸铁时，通常取f = 0.53 mm/r；加工钢时，可取f = 0.32 mm/r。用高速钢铰刀铰孔时，通常取f 1 mm/r。, 铰削速度。 铰削速度对孔的表面粗糙度Ra值影响最大，一般采用低速铰削来提高铰孔质量。用高速钢铰刀铰削钢或铸铁孔时，铰削速度10 m/min；用硬质合金铰刀铰削钢或铸铁孔时，铰削速度为820 m/min。,（二）加工
6、孔走刀路线设计,1确定XY平面的进给路线 孔加工时，刀具在XY平面的运动属于点位运动，确定进给路线时，主要考虑定位要迅速、准确。,2确定Z向（轴向）进给路线,如图7-7所示，加工不通孔时，工作进给距离为ZF = Za + H + Tt,加工通孔时，工作进给距离为,（三）固定循环指令,1固定循环简述 （1）固定循环的动作。 孔加工固定循环通常由6个动作组成，如图7-8所示。 动作：X、Y轴定位，使刀具快速定位到孔加工位置。 动作：刀具快速移到R平面，该平面是刀具下刀时从快进转为工进的高度平面，一般为25 mm。 动作：孔加工，刀具以切削进给的方式执行孔加工的动作。,动作：在孔底的动作，包括暂停、
7、主轴准停、刀具移位等动作。 动作：刀具返回到R平面。 动作：刀具快速返回到初始平面，孔加工完成后一般应选择返回初始平面。,（2）固定循环指令的编程格式。 G73G89 X Y R Z P Q F K （3）说明。 G90是绝对编程方式，G91是增量编程方式。 G98是返回平面为初始平面，G99是返回平面为安全平面（R平面）。 G73G89：孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等。, X、Y是孔的位置坐标。 R是R平面的Z坐标。以增量方式编程时，R值是起始点到R平面的增量距离；以绝对方式编程时，R值是R平面的绝对坐标。 Z是孔底坐标。 P是刀具在孔底的暂停时间（ms）。 Q是每次切削
8、深度。 F是切削进给速度。 K是规定重复加工次数。,（4）注意。 R平面是为安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔之间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成时，才使用G98功能使刀具返回到初始平面，否则使用G99返回R平面。 固定循环由G80或01组G代码撤销。,2常用固定循环指令,（1）钻孔循环指令G81、G73、G83。 G81主要用于中心钻加工定位孔和一般孔加工，其加工动作如图7-9所示，该指令的动作循环包括X、Y坐标定位、快进、工进、快速返回4个动作。 其编程格式为：G81 X Y Z R F,图7-9, G73
9、用于高速深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有利于断屑和排屑，适合深孔加工。图7-10所示为高速钻深孔的工作过程。其中Q为增量值，指定每次切削深度。d为排屑退刀量，由系统参数设定。 其编程格式为：G73 X Y Z R Q F,图7-10, G83用于深孔加工，与G73略有不同的是每次刀具间歇进给后退到R平面，如图7-11所示，此处的“”表示刀具间歇进给每次下降时由快进转为工进的那一点到前一次切削进给下降的点之间的距离，其值由系统参数设定。 其编程格式为：G83 X Y Z R Q F,（2）攻丝循环指令G84、G74。 G84指令用于切削右旋螺纹孔。刀具向下切削时主轴正转，孔底动作是由正转改为反
10、转，再退出。 其编程格式为：G84 X Y Z R P F 上式中：P是丝锥在螺纹孔底暂停时间（ms）；F是进给速度，F = 转数(r/min) 螺距(mm)。, G74指令用于切削左旋螺纹孔。主轴反转进刀，正转退刀，正好与G84指令中的主轴转向相反，其他运动均与G84指令相同。 其编程格式为：G74 X Y R Z P F,（3）镗孔循环指令G76、G82、G85、G86、G89。 G76指令用于精镗孔加工。镗削至孔底时，主轴停止在定向位置上，即准停，然后使刀尖偏移离开加工表面，最后再退刀。 其编程格式为：G76 X Y Z R Q P F, G82用于镗孔或钻孔，编程格式与G8l类似，唯一
11、的区别是G82在孔底有进给暂停动作，即当镗刀在孔底停止进给一段时间后退刀，暂停时间由P设定（ms）。该指令一般适用于盲孔、台阶孔的加工。 其编程格式为：G82 X Y R Z P F, G85是镗孔循环指令，如图7-15所示，主轴正转，刀具以进给速度向下运动镗孔，到达孔底位置后，立即以进给速度退出（没有孔底动作）。 其编程格式为：G85 X Y Z R F, G86与G85的区别是：G86在到达孔底位置后，主轴停止，并快速退出。 其编程格式为：G86 X Y Z R F G89与G85的区别是：G89在到达孔底位置后，加进给暂停。 其编程格式为：G89 X Y Z R P F,（4）背镗循环指令G87。 编程格式为：G87 X Y Z R Q P F 式中：Q为刀具偏移值。,三、项目实施,（一）零件工艺性分析 1结构分析 2尺寸分析 3表面粗糙度分析,1确定生产类型 2拟订工艺路线 3设计数控铣加工工序,（二）制订机械加工工艺方案,1编制机械加工工艺过程卡 2编制数控加工工序卡 3编制刀具调整卡 4编制数控加工程序卡,（三）编制数控技术文档, 进入数控铣仿真软件并开机。 回零。 输入程序。 调用程序。 安装工件并确定编程原点。 装刀并设置刀具参数。 自动加工。 测量工件。,（四）试加工与优化,
