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深孔加工技术及其应用研究:以立式数控铣床为例

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用立式数控铣床及加工中心进行深孔加工,主要使用G73 或G83 固定循环指令。与G73 相比,G83 深孔钻固定循环指令 也是以间歇进给方式钻削工件。本任务要求完成如图9-2-4 所示工件孔的加工。表9-2-3任务评价细则五、相关资讯锪孔是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台断面等。图9-2-5锪孔加工及锪钻孔加工路线安排一般寻求最短加工路线,减少空刀时间以提高加工效率。

深孔加工技术及其应用研究:以立式数控铣床为例

一、任务目标

❖掌握深钻孔循环指令的格式和用法

❖掌握孔加工刀具的选用方法及合理切削用量的选择

❖掌握常见孔系加工路径的优化方法

❖能够安全文明操作,掌握机床的维护与保养方法

二、任务资讯

所谓深孔,一般是指孔的长度与孔的直径比大于5 ~10 的孔。深孔加工一般有以下特点:

(1) 刀杆受孔径的限制,直径小、长度大,造成刚性差、强度低,切削时易产生振动、波纹、锥度,从而影响深孔的直线度和表面粗糙度

(2) 在钻孔和扩孔时,冷却液在没有采用特殊装置的情况下,难以输入切削区,这会使刀具耐用度降低、排屑困难。

(3) 在深孔的加工过程中,我们不能直接观察刀具切削情况,只能凭工作经验,如听切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度、观仪表(油压表和电表),来判断切削过程是否正常。

(4) 切屑排除困难,我们必须采用可靠的手段进行断屑及控制切屑的长短与形状,以利于顺利排除,防止切屑堵塞。

(5) 刀具散热条件差,切削温度升高,从而使刀具的耐用度降低。

为了保证深孔在加工过程中顺利进行和达到要求的加工质量,我们应增加刀具内(或外) 排屑、引导、支承及高压冷却润滑装置。

图9-2-1 所示为加工深孔用钻头。

采用立式数控铣床及加工中心进行深孔加工,主要使用G73 或G83 固定循环指令。

G73 为深孔钻固定循环指令(断屑并不排屑)。该指令以间歇进给方式钻削工件。当加工至一定深度时,钻头上抬一定距离d,因而钻孔时具有断屑不排屑之特点。指令动作如图9-2-2 所示。

指令格式:

图9-2-1 加工深孔用钻头

图9-2-2 G73 指令运动示意

图9-2-2 中: Q 为每次钻深,d 表示刀具每次向上抬起的距离,由数控系统531#参数确定,一般取默认值。其余各参数含义与G81 指令完全相同。

与G73 相比,G83 深孔钻固定循环指令(断屑并排屑) 也是以间歇进给方式钻削工件。当加工至一定深度后,钻头上抬至参考平面,因而钻孔时具有断屑、排屑之特点。指令动作如图9-2-3 所示。

指令格式:

该指令各参数含义与G73 指令完全相同。本任务要求完成如图9-2-4 所示工件孔的加工。工件材料为45 钢。

图9-2-3 G83 指令运动示意

图9-2-4 待加工工件

三、任务实施

加工准备

(1) 详细阅读工件图,并按照图纸检查坯料的尺寸。

(2) 编制加工程序,输入程序并选择该程序。

(3) 用平口虎钳装夹工件,伸出钳口8 mm 左右,用百分表找正。(www.xing528.com)

(4) 安装寻边器,确定工件零点为坯料上表面的中心,设定可选择工件坐标系。

(5) 选择合适的钻头并对刀,设定加工相关参数,选择自动加工方式加工工件。

工艺分析及处理

1) 零件图样分析

该工件材料为45 钢,切削性能较好,孔直径尺寸精度不高,可以一次完成钻削加工。孔的位置没有特殊要求,可以按照图纸的基本尺寸进行编程。由于孔的深度较深,应使刀具在钻削过程中适当退刀以利于排出切屑。

2) 加工工艺分析

工件上要加工的孔共3 个,孔的直径为10 mm,故需要使用φ10 钻头进行加工,钻孔前用φ5 中心钻进行点钻。合理选择切削用量,相关刀具卡和工序卡见表9-2-1 和表9-2-2。

▼表9-2-1 刀具卡

▼表9-2-2 工序卡

3) 基点计算(略)

4) 编写程序单

5) 输入程序单

5) 模拟、加工、检验

参考程序

注意事项(略)

四、任务评价

任务评价细则见表9-2-3。

表9-2-3 任务评价细则

五、相关资讯

锪孔是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台断面等。锪孔时使用的刀具称为锪钻,一般用高速钢制造。加工大直径凸台断面的锪钻,可用硬质合金重磨式刀片或可转位式刀片,用镶齿或机夹的方法,固定在刀体上制成,如图9-2-5 所示。

图9-2-5 锪孔加工及锪钻

孔加工路线安排一般寻求最短加工路线,减少空刀时间以提高加工效率。如图9-2-6所示,图(a) 所示为工件上的孔系分布状况;图(b) 所示为先加工外圆孔、再加工内圆孔的走刀路线;图(c) 所示为最短的走刀路线,可节省定位时间。

图9-2-6 孔加工路线安排

(a) 工件上的孔系;(b) 走刀路线1;(c) 走刀路线2

对于位置精度要求较高的孔系加工,我们特别需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,从而影响位置精度。如图9-2-7 所示,采用A→1→2→3→4→B→5→6→7→8 的顺序进行加工,可避免坐标轴X 方向的反向间隙带入,提高孔之间的位置精度。

六、练习与提高

编写程序加工如图9-2-8 所示的工件孔。

图9-2-7 孔加工路线

图9-2-8 “练习与提高” 加工工件

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