加工中心的孔加工编程及技巧.docx
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加工中心的孔加工编程及技巧
《加工中心的孔加工编程及技巧》
2005年5月25日
加工中心的孔加工编程及技巧
摘要：
孔加工在数控加工中一直占有重要的地位，如何在加工过程中按照合理的工艺编制出正确的加工程序是非常关键的因素。
关键词：
孔加工固定循环子程序极坐标
一、引言
孔加工在数控加工中一直占有重要的地位。
在合理的加工工艺编制好以后如何编制出正确的程序将直接影响到工件是否加工合格。
复杂的孔加工将用到数控系统中的许多功能。
诸如：
孔加工固定循环、子程序、极坐标、坐标旋转等。
因此，如何将这些指令灵活应用在加工的程序中将直接关系到程序的合理性。
二、应用实例
下面就以一个定位连接板（图1）作为实例，介绍该类程序的编制及技巧。
1、技术要求：
1）零件材料：
灰铸铁HT200
2）加工部位：
加粗部分（φ110，2-φ70H7），8-M12深15，18-φ13深20。
3）加工说明：
φ70H7预孔为铸造，余量5mm。
基准面A、B、C、D前工序已完成。
夹具形式不用考虑，φ110孔用铣削方式。
4）数控机床：
立式加工中心VMC800；数控系统：
FANUC0iM
5）按数控工序卡片编制加工中心程序。
6）程序编制方法：
固定循环、子程序、坐标系旋转、极坐标指令等
图1定位连接板
2、加工工艺
工步号
工作内容
刀具代码
辅具代码
量具代码
主轴
转速r/min
进给速度mm/min
吃刀深度mm
1
装夹：
测定基准面A、B、D。
设定工件坐标系。
T01寻边器
2
粗镗2-φ70H7孔至φ
T02粗镗刀
BT40-TQC62-180
刀片CCMT09T304
镗刀头TQC16-76
游标卡尺
380
95
3
铣圆孔φ110，深度15±分三次完成（，，15）
T03精镗刀
BT40-C32-90
φ40合金立铣刀
深度千分尺
420
150
4
精镗孔2-φ70H7
T04精镗刀
BT40-TZW58-245
刀片U4-8004-L
镗刀头TZW20/56
φ70H7塞规
350
30
5
点钻8-M12，18-φ13定心孔
T05定心钻（90°）
BT40-ER20-68
φ16（90°）×200
520
150
6
钻8-M12螺纹底孔φ
T06φ钻头
BT40-ER20-68
直柄麻花钻
游标卡尺
700
80
7
钻点群孔18-φ13
T07φ13钻头
BT40-M1-45
莫氏锥柄麻花钻
游标卡尺
550
60
8
攻丝8-M12
T08M12丝锥
BT40-G12（L130）（柔性夹头）
机用丝攻
M12螺纹塞规
100
175
3、加工程序
主程序
O0001；第0001号程序，加工主程序
；建立工件坐标系，并运动到φ70H7孔的中心位置
N10T02M6；调用02号刀具（粗镗φ）
；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M03S380；主轴正转
M08；打开冷却液
；调用粗加工固定循环加工φ70H7孔至φ
；在位置继续加工
G80；取消固定循环
N20T03M6；调用03号刀具（φ40立铣刀铣φ110孔）
；快速定位到φ110孔的中心位置
；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M3S420；主轴正转
；下刀至第一次的深度位置（粗加工）
M98P0501；调用0501号子程序
S560；下刀至第二次的深度位置（半精加工）
M98P0501；调用0501号子程序
M01；检查尺寸。
如尺寸有误差，修改补偿值
；下刀至第三次的深度位置（精加工）
M98P0501；调用0501号子程序
M01；检查尺寸15±
N30T04M6；调用04号刀具（精镗φ70H7）
；快速定位到φ70孔的中心位置
；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M3S350；主轴正转
；调用精加工固定循环加工φ70H7孔，试镗深度至8mm位置
G80M5；取消固定循环，主轴停止
M01；检查孔径φ70H7是否合格
；下刀至安全高度，主轴恢复正转
；再次调用精加工固定循环加工φ70H7孔至尺寸
；在位置继续加工
G80M5；取消固定循环，主轴停止
N40T05M6；调用05号刀具（定心钻）
；快速定位到8-M12螺纹孔的中心位置
；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M3S520；主轴正转
；调用固定循环钻中心孔。
但当前位置不钻孔
M98P0502；钻0502号子程序中存储的中心孔
；在钻中心孔
M98P0503；钻0503号子程序中存储的中心孔
；刀具运动到的孔位，但当前位置不钻孔
M98P0506；钻0506号子程序中存储的中心孔
N50T06M6；调用05号刀具（φ钻头）
；快速定位到8-M12螺纹孔的中心位置
；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M3S700；主轴正转
；调用钻孔固定循环钻φ孔。
但当前位置不钻孔
M98P0502；钻0502号子程序中存储的孔位
G80；取消固定循环
；返回至安全高度
N60T07M6；调用06号刀具（φ13钻头）
G00；到孔群的基准点
G43H07；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M3S550；主轴正转
G98F60；调用钻孔固定循环钻φ13孔
M98P0503；钻0503号子程序中存储的孔位
K0；在钻中心孔。
但当前位置不钻孔
M98P0506；钻0506号子程序中存储的孔位
N0T08M6；调用08号刀具（攻丝M12）
G00；快速定位到8-M12螺纹孔的中心位置
G43H08；刀具长度正补偿，并运动到安全高度
M29S100；刚性攻丝准备
K0；调用攻右旋螺纹固定循环攻孔8-M12螺纹孔
M98P0502；攻0502号子程序中存储的孔位
G80M5；取消固定循环，主轴停止
M06T02；调用02号刀具
M5；主轴停止
M30；程序停止
子程序
O501；（φ110圆孔铣削）图2
；刀具半径右偏置到起始点
；用切弧方式运动到切入点
I；加工φ110圆
；用切弧方式切出
G01G40；取消刀具半径右偏置，并回到圆心点
返回至安全高度
M99；子程序结束并返回到主程序
图2
O502；（8-M12螺孔刀位）图3
（极坐标编程）
G90G16；绝对值方式，启用极坐标编程
；钻半径为φ55，角度为°孔位
G91；用增量方式钻以下的7个孔
；
；
；
；
；
；
G15G90；返回绝对方式，并取消极坐标编程
M99；子程序结束并返回到主程序
图3
O503；（18-φ13垂直孔位10个）图4
K4；用增量方式钻位置的4个垂直孔位
；钻位置的6个垂直孔位
；
G91Y30K3；
G90；
M99；子程序结束并返回到主程序
图4
O504；（18-φ13下水平孔位3个）图5
G90；在半径为40，角度为20°的位置钻孔
；在半径为75，角度为20°的位置钻孔
；在半径为115，角度为20°的位置钻孔
M99；子程序结束并返回到主程序
图5
O505；（18-φ13上水平孔位4个）图6
；在半径为40，角度为20°的位置钻孔
；在半径为70，角度为20°的位置钻孔
；在半径为120，角度为20°的位置钻孔
；在半径为140，角度为20°的位置钻孔
M99；子程序结束并返回到主程序
图6
O506；（φ13孔位坐标系旋转20°）
；启用坐标系旋转方式，以当前点（X200Y70）为坐标圆点旋转20°
M98P0504；钻0504号子程序中存储的孔位
G69；取消坐标系旋转方式
；运动到的基准点位，当前位置不钻孔。
固定循环格式忽略
；启用坐标系旋转方式，以当前点（X200）为坐标圆点旋转20°
M98P0505；钻0505号子程序中存储的孔位
G69；取消坐标系旋转方式
G80；取消固定循环
；返回至安全高度，主轴停止
M99；子程序结束并返回到主程序
三、应用技巧
1、加工孔位用子程序方式。
从该零件的孔位数量上来看，18-φ13、8-M12的孔数量都比较多，而且中心钻、钻头、丝锥等刀具都会重复这些点位。
因此，为了编程的方便、简化程序、使程序更具合理性，在这些重复点位处理上采用了子程序方式。
2、换刀指令前使用顺序号
在加工过程中有时为了检查尺寸的方便我们使用了M01指令。
如果此时的尺寸有问题必须将程序停下，在将问题解决以后又必须重新调用该刀具进行加工。
但有时在加工的刀具较多的情况下要查找此刀具将比较麻烦。
因此，编程的时候在换刀指令前加上顺序号，就在操作上检索该刀具提供了大大的方便。
3、采用试镗工艺
在加工2-φ70H7孔的时候，由于此孔的尺寸精度较高，且材料为灰铸铁HT200。
因此，为了保证此尺寸的合格，在每件零件加工的过程中都编入了加工深8mm的试加工程序。
只有尺寸合格后才开始加工，否则必须将问题解决以后再加工。
4、加工大圆用铣削的方式进行
在加工大圆（>100mm）的时候，如果用粗、精镗刀进行加工将非常的不经济。
因此，在一般情况下大圆的加工都用铣削的方式进行。
5、铣削圆的走刀路径
从图2我们可以看到，铣削φ110圆的时候并没有直接走到X335Y180的位置。
而是走一斜线，再用一切弧的方式走到X335Y180的位置进行加工，加工完以后，也是以相同的方式返回。
这样做主要是为了使零件的表面光滑。
如果在加工过程中刀具停留在工件表面上的切削时间过长或从零件的法线方向做切入、切出、下刀、提刀等动作时，都会在该处留下刀痕。
因此，为了避免上述的问题，在刀具的切入、切出轨迹上要与工件的轮廓平滑连接。
同时，由于型腔内部的空间有限，在型腔加工时切入/切出的轨迹要充分考虑安全，避免出现干涉现象。
四、结论
从以上的叙述可以看到，一个优秀的数控编程人员必须将加工工艺充分熟悉后再进行程序的编制。
在进行程序的编制过程中应充分利用本机床的各项功能来满足加工过程中所遇到的各种可能因素。
在能保证加工质量的前提下应尽量使程序更合理，更具操作性、可读性、更简化。
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