如何进行有效的精密镗孔加工？

一、任务目标

❖掌握钻孔、扩孔加工的方法及刀具选择方法

❖掌握镗刀的安装调整方法及合理切削用量的选择

❖掌握镗孔固定循环指令的格式及用法

❖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

镗孔是利用镗刀对工件上已有的孔进行扩大加工，其所用刀具为镗刀。对于孔径＞30 mm的孔，常采用镗削方式完成孔的精加工。可调精镗刀如图9-5-1 所示。

图9-5-1　可调精镗刀

表9-5-1 列出了常用的镗孔加工固定循环指令。

表9-5-1　镗孔加工固定循环指令

使用G76 固定循环指令镗孔时，刀具到达孔底后主轴停转，与此同时，主轴回退一段距离使刀尖离开已加工表面，如图9-5-2 （a） 所示，并快速返回。动作过程如图9-5-2 （b）（c） 所示。该指令由于在XY 平面内具有偏移功能，有效地保护了已加工表面，因此常用于精镗孔加工。

图9-5-2　G76 指令运动示意图

（a） G76 指令孔底退刀；（b） 刀具返回初始平面；（c） 刀具返回R 点平面

G76 固定循环指令格式：

其中： Q_ 为刀具在孔底的偏移量。其余各参数含义与G81 指令完全相同。

使用G76 指令时必须注意以下两方面问题： Q_ 是固定循环内保存的模态值，必须小心指定，因为它也可指定G73/G83 指令的每次钻深；使用G76 指令前，必须确认机床是否具有主轴准停功能，否则可能会发生撞刀。

使用G85 固定循环指令镗孔时，刀具到达孔底后以切削速度回退R 点平面或初始平面。由于退刀时刀具转动容易刮伤已镗表面，因此该指令常用于粗镗孔。

在使用G86 指令加工时，加工到孔底后主轴停止，返回初始平面或R 点平面后，主轴再重新启动。如果连续加工的孔间距较小，可能出现刀具已经定位到下一个孔加工的位置而主轴尚未到达指定转速的情况，为此我们可以在各孔动作之间加入暂停G04 指令，使主轴获得指定的转速。

背镗指令G87 指令格式：

背镗指令的参数含义参照G76 指令。执行G87 指令循环时，刀具在G17 平面内快速定位后，主轴准停，刀具向刀尖相反方向偏移Q，然后快速移动到孔底（R 点）；在这个位置刀具按原偏移量反向移动相同的Q 值，主轴正转并以切削进给方式加工到Z 平面，主轴再次准停，并沿刀尖相反方向偏移Q，快速提刀至初始平面并按原偏移量返回到G17 平面的定位点，主轴开始正转，循环结束，如图9-5-3 所示。注意： G87 指令循环不能用G99 进行编程。

图9-5-3　G87 指令动作

在使用G89 指令加工时，刀具以切削进给的方式加工到孔底，然后又以切削进给的方式返回R 点平面，因此适用于精镗孔等情况。在孔底增加暂停，提高了阶梯孔台阶表面的加工质量，如图9-5-4 （a） 所示。

在使用G88 指令加工时，刀具到达孔底后暂停，暂停结束后主轴停止且系统进入进给保持状态，在此情况下可以执行手动操作，但为了安全起见，应先把刀具从孔中退出，再启动加工，按循环启动按钮，刀具快速返回到R 点平面或初始平面，然后主轴正转，如图9-5-4 （b） 所示。

图9-5-4　G88，G89 指令动作

（a） G89 G98 动作；（b） G88 动作

本任务要求完成如图9-5-5 所示工件内孔的编程与加工。毛坯尺寸为80 mm×80 mm×25 mm，材料为45 钢，外轮廓已完成加工，内孔分别已粗加工至φ35.6，φ49.6。

图9-5-5　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，用百分表找正。

（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） 选择合适的镗刀并对刀，设定加工相关参数，选择自动加工方式加工工件。(www.xing528.com)

工艺分析及处理

1） 工件图样分析

该工件材料为45 钢，切削性能较好，孔直径尺寸精度较高，内孔分别已粗加工至φ35.6、φ49.6。φ36 孔为通孔，φ50 孔为盲孔。

2） 加工工艺分析

工件上要加工的孔的直径有36 mm、50 mm 两种，故需要分别使用两把镗刀进行精加工。合理选择切削用量，相关刀具卡和工序卡见表9-5-2 和表9-5-3。

▼表9-5-2　刀具卡

▼表9-5-3　工序卡

3） 基点计算（略）

4） 编写程序单

5） 输入程序单

6） 模拟、加工、检验。

参考程序

注意事项

单件加工过程中，造成镗孔尺寸不正确的主要原因是操作者对镗刀的调整不正确。常见的镗孔精度及误差产生原因见表9-5-4。

▼表9-5-4　常见的镗孔精度及误差产生的原因

四、任务评价

任务评价细则见表9-5-5。

表9-5-5　任务评价细则

五、相关资讯

镗刀的种类有很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀、双刃镗刀等。

单刃镗刀头结构类似车刀，如图9-5-6 （a）、（b）、（c） 所示，用螺钉装夹在镗杆上，调节螺钉1 起锁紧作用，紧固螺钉2 用于调整尺寸。单刃镗刀刚度差，切削时容易引起振动，因此镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力。在镗铸铁孔或精镗时，一般取Kr =90°；粗镗钢件孔时，取Kr =60° ～75°，可以提高刀具寿命。

通孔镗刀、盲孔镗刀、阶梯孔镗刀[图9-5-6 （a）、（b）、（c）] 所镗孔径的大小要靠调整刀具的悬伸长度来保证，调整较为麻烦，生产效率低，但结构简单，因此被广泛应用于单件、小批量零件生产。

如图9-5-6 （d） 所示，微调镗刀的径向尺寸可以通过带刻度盘的调整螺母在一定范围内进行微调，因而加工精度高，被广泛应用于孔的精镗。

图9-5-6　单刃镗刀

（a） 通孔镗刀；（b） 盲孔镗刀；（c） 阶梯孔镗刀；（d） 微调镗刀

双刃镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参与切削，如图9-5-7 所示。与单刃镗刀相比，这类镗刀每转进给量可提高一倍左右，生产效率高，还可消除切削力引起的镗杆振动，因此被广泛应用于大批零件的生产。

图9-5-7　双刃镗刀

表9-5-6 列出了常用镗刀切削用量推荐值。

表9-5-6　常用镗刀切削用量推荐值　mm

六、练习与提高

编写程序加工如图9-5-8 所示工件孔。

图9-5-8　“提高与练习” 加工工件