数控加工编程与操作PPT课件(共16单元)—以孔为主的盖类零件编程与加工

1勤学苦练技能报国数控加工编程与操作数控加工编程与操作任务三 以孔为主的盖类零件编程与加工2勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材一、任务导入（一）任务描述使用数控铣完成如下图所示零件的加工，零件材质为45钢，毛坯为806015。四周和上下表面已加工并达到图纸要求。要求编制数控加工程序并加工出符合图纸的零件来。图2-19盖板3勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材一、任务导入（二）知识目标掌握孔加工固定循环指令的格式与使用掌握孔加工方案的制定与刀具选择掌握孔系零件加工方法4勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材一、任务导入（三）能力目标1.会编制零件上孔加工程序，正确选择刀具与切削液并进行加工。2.能处理加工过程中出现的故障，并对加工件的质量进行检测与控制。（四）思政目标1.通过优化孔加工方法，合理选择机床与刀具，培养学生成本、质量、效率意识，树立正确世界观和价值观。5勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（一）孔加工方法选择由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有多种，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸、批量、毛坯材料及毛坯热处理等情况合理选用加工方法。此外，还应考虑生产率和经济性的要求以及工厂的设备等实际情况。在数控铣上，常用于加工孔的方法有钻孔、扩孔、铰孔、粗/精镗孔及攻螺纹等。通常情况下，在数控铣床上能较经济地加工出IT7IT9级精度的孔，对于这些孔的推荐加工方法见表2-11。6勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（一）孔加工方法选择表2-11数控铣床上孔的加工方法7勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（一）孔加工方法选择说明：1.加工直径小于30mm且没有预孔的毛坯孔时，可选择在钻孔前先将孔口端面铣平或采用打中心孔的加工方法；2.对于表中的扩孔及粗镗加工，也可采用立铣刀铣孔的加工方法；3.加工螺纹孔时，先加工出螺纹底孔，对于直径在M6mm以下的螺纹，通常不在数控铣床上加工；4.直径在M6mmM20mm的螺纹孔，通常采用攻螺纹的加工方法；而对于直径在M20mm以上的螺纹，可采用螺纹镗刀镗削加工。8勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（二）孔加工进给路线的确定1加工路线的确定原则（1）在数控加工中，刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为加工路线。其确定原则如下：（2）加工路线应保证加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。（3）使数值计算简便，以减少编程工作量。（4）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。（5）加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。9勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（二）孔加工进给路线的确定2加工路线的确定（1）孔加工导入量（图2-20中Z），是指在孔加工过程中，刀具由快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面之间距离。孔加工导入量由工件表面的尺寸变化量确定，一般情况下取2mm10mm。当孔上表面为已加工表面时，导入量取较小值（2mm5mm）；当加工螺纹孔或孔上表面为未加工表面时，导入量取较大值（约5mm10mm）。图2-20 孔加工导入量10勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（二）孔加工进给路线的确定2加工路线的确定（2）孔加工超越量钻通孔时，超越量（图2-21中Z）要求Z0.3D+（13）mm(D为钻头直径)；镗通孔时，刀具超越量取1mm3mm；铰通孔时，刀具超越量取3mm5mm。图2-21 孔加工超越量11勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备（二）孔加工进给路线的确定2加工路线的确定（3）相互位置精度高的孔系加工路线图2-22 孔系加工路线对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，避免将坐标轴的反向间隙带入，影响位置精度。12勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择1孔加工用刀具（1）麻花钻图2-23麻花钻用于在实心材料上加工孔。钻孔刀常用的有扁钻、麻花钻、中心钻及深孔钻等13勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择1孔加工用刀具（1）麻花钻图2-23 麻花钻标准麻花钻主要由夹持部分和工作部分组成，如图2-23所示。夹持部分用于装夹钻头和传递动力，包括柄部和颈部。柄部有圆柱柄和莫氏锥柄两种。小直径多做成圆柱柄，大直径多做成莫氏锥柄。14勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择1孔加工用刀具图2-24 扩孔钻（2）扩孔钻扩孔钻是在原有孔基础上进行孔扩大的一种加工方法，扩孔钻如下图2-24所示，与麻花钻相比，没有横刃、钻心较粗、刚度好，且刀齿较多（34齿），导向性好，切削平稳。15勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择1孔加工用刀具图2-25 铰刀（3）铰刀铰刀是用于孔的精加工和半精加工的刀具。铰刀的齿数较多，修光刃长，如图2-25所示。铰刀有手动和机用铰刀两种。铰刀组成由工作部分、颈部及柄部三部分组成。工作部分主要有切削部分和校准部分。16勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择1孔加工用刀具图2-26 镗刀(4)镗刀镗刀从结构上可分为整体式镗刀柄、模块式镗刀柄和镗头类。从加工工艺要求上可分为粗镗刀和精镗刀。如图2-26所示17勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择2.切削用量选择（1）切削用量选择原则粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命。因此首先选尽可能大的背吃刀量ap；其次，根据机床动力和刚性的限制条件，选取较大的进给量f；最后根据刀具寿命要求，确定合适的切削速度c。精加工时，首先根据粗加工余量确定背吃刀量ap；其次。根据已加工表面的粗糙度要求，选取合适的进给量f；最后在保证刀具奉命前提下，尽可能选取较高的切削速度c。18勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择2.切削用量选择（2）选取方法1)背吃刀量ap选择粗加工时，除留精加工余量外，在机床刚性许可前提下，一次走刀尽可能切除全部余量。当切削表面为有硬皮的铸件时，应尽量使ap大于硬皮层厚度，以保护刀尖。精加工的加工余量较小，可一次切除。19勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择2.切削用量选择（2）选取方法2）进给速度的确定进给速度主要根据零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。粗加工时主要根据机床进给机构强度、刀杆强度和刚性、刀具材料、刀杆、工件尺寸以及已选定的背吃刀量来选取；精加工时主要依据表面粗糙度要求、刀具与工件材料等因素来选取。20勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择2.切削用量选择（2）选取方法3)切削速度确定切削速度主要根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具寿命来选取。实际加工时，也可根据生产实践经验和查表法来选取。刀具名称型号被加工材料及硬度切削速度c(m/min)每转进给量f(mm/r)背吃刀量ap(mm)整体硬质和精力中心钻YZX钢、铸铁8120.010.08-整体硬质合金定心钻YDZ钢、铸铁10150.020.10-硬质合金椎柄扩孔钻YHKZ碳素钢HB17020025350.050.302.5铸铁HB20025350.080.40硬质合金强力钻QZ软钢、铸铁60900.200.403D（D钻头直径）合金钢、工具钢20400.150.25硬质合金椎柄机用铰刀JDM碳素钢HB2006100.100.25铰削余量0.150.30铸铁HB2008120.200.40硬质合金直柄机用铰刀JDZ碳素钢HB2006100.100.25铸铁HB2008120.200.40可转位螺旋沟浅孔钻QKX、QKW碳素钢HB200801000.070.10-21勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(三)孔加工用刀具及切削用量选择2.切削用量选择（2）选取方法3)切削速度确定切削速度主要根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具寿命来选取。实际加工时，也可根据生产实践经验和查表法来选取。精密微调镗刀软钢HB180以下 140160 0.050.15每次吃刀量0.050.8（直径方向）碳素钢、合金钢HB180280130150 不锈钢HB200以下120130 铸铁抗拉强度450N/mm2以下100110 铝合金150170 整体硬质合金直柄铰刀YJD合金钢HB300 6120.150.25铰削余量0.080.12合金钢HB300 4100.100.20灰铸铁HB200 8150.150.25灰铸铁HB200 5100.150.25整体硬质合金螺旋槽铰刀YLJD在相同条件下，切削速度可比YJD铰刀提高101522勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 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代码称为循环指令。固定循环多用于孔加工，包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。华中数控系统固定循环功能如表2-13所示。23勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 指令刀具切入动作（动作3）刀具孔底动作（动作4）刀具返回动作（动作5）用途G73间歇进给快速移动深孔断屑循环G74切削进给主轴暂停主轴正转切削进给攻左旋螺纹循环G76切削进给主轴定向停止快速移动精镗孔循环G80自动切削循环取消G81切削进给快速移动钻孔循环G82切削进给主轴暂停快速移动锪孔、镗台阶孔循环G83间歇进给快速移动深孔排屑循环表2-13 华中数控系统固定循环功能24勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 G84切削进给主轴暂停主轴反转切削进给攻右旋螺纹循环G85切削进给切削进给铰孔循环G86切削进给主轴停止快速移动镗孔循环G87切削进给主轴停止快速移动反镗孔循环G88切削进给主轴暂停主轴停止手动操作镗孔循环G89切削进给主轴暂停切削进给精镗阶梯孔循环表2-13 华中数控系统固定循环功能25勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 1.孔加工固定循环的动作由以下6个动作构成，如图2-27所示，实线表示切削进给，虚线表示快速进给。动作1：X、Y轴定位；动作2：快速运动到R点（参考平面）；动作3：孔加工；动作4：在孔底的动作（主轴停止、暂停、让刀、主轴换向）；动作5：退回到R点（参考平面）；动作6：快速返回到初始点。图2-27固定循环动作26勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 孔加工时需正确设置3个高度平面。（1）初始平面初始平面是为安全下刀而规定的一个平面。（2）R点平面又叫做R参考平面或进给平面，一般取距上表面25mm。图2-27固定循环动作（3）孔底平面加工不通孔时孔底平面就是孔底的位置高度，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，其超越距离可按0.3d+（12）mm确定。27勤学苦练技能报国首届全国机械职业教育优秀教材二、实训知识准备(四)孔加工固定循环指令 2.孔加工固定循环一般格式G17/(G18/G19)G98/G99G73-G89X_Y_Z_R_Q_P_I_J_K_F_L_指令格式由以下五部分组成:（1）孔定位平面和加工轴指定，孔定位平面由G17、G18、G19指定，孔加工轴为坐标平面的垂直轴。