内孔数控车削加工教案

内孔数控车削加工教案内孔数控车削加工教案内孔数控车削加工教案内孔数控车削加工教案数控车床上孔加工工艺很多零件如齿轮、轴套、带轮等,不仅有外圆柱面,而且有内圆柱面,在车床上加工内结构加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔等加工方法,其工艺适应性都不尽相同。应根据零件内结构尺寸以及技术要求的不同,选择相应的工艺方法。1.麻花钻钻孔如图8-7-1,钻孔常用的刀具就是麻花钻头(用高速钢制造),孔的主要工艺特点如下:钻头的两个主刀刃不易磨得完全对称,切削时受力不均衡;钻头刚性较差,钻孔时钻头容易发生偏斜。通常麻花钻头钻孔前,用刚性好的钻头,如用中心孔钻钻一个小孔,用于引正麻花钻开始钻孔时的定位与钻削方向。麻花钻头钻孔时切下的切屑体积大,钻孔时排屑困难,产生的切削热大而冷却效果差,使得刀刃容易磨损。因而限制了钻孔的进给量与切削速度,降低了钻孔的生产率。可见,钻孔加工精度低(IT2～13)、面粗糙度值大(Ra12、5),一般只能作粗加工。钻孔后,可以通过扩孔、铰孔或镗孔等方法来提高孔的加工精度与减小表面粗糙度值。2.硬质合金可转位刀片钻头钻孔如图8-7-2,CNC车床通常也使用硬质合金可转位刀片钻头。可转位刀片的钻孔速度通常要比高速钢麻花钻的钻孔速度高很多。刀片钻头适用于钻孔直径范围为16～80mm的孔。刀片钻头需要较高的功率与高压冷却系统。如果孔的公差要求小于±0、05,则需要增加镗孔或铰孔等第二道孔加工工序,使孔加工到要求的尺寸。用硬质合金可转位刀片钻头钻孔时不需要钻中心孔。3.扩孔扩孔就是用扩孔钻对已钻或铸、锻出的孔进行加工,扩孔时的背吃刀量为0、85～4、5mm范围内,切屑体积小,排屑较为方便。因而扩孔钻的容屑槽较浅而钻心较粗,刀具刚性好;一般有3～4个主刀刃,每个刀刃的切削负荷较小;棱刃多,使得导向性好,切削过程平稳。扩孔能修正孔轴线的歪斜,扩孔钻无端部横刃,切削时轴向力小,因而可以采用较大的进给量与切削速度。扩孔的加工质量与生产率比钻孔高,加工精度可达ITl0,表面粗糙度值为Ra6、3～3、2μm。采用镶有硬质合金刀片的扩孔钻,切削速度可以提高2～3倍,大大地提高了生产率。扩孔常常用作铰孔等精加工的准备丁序:也可作为要求不高孔的最终加工。4.铰孔铰孔就是孔的精加工方法之一,铰孔的刀具就是铰刀。铰孔的加工余量小(粗铰为O、15～0、35mm,精铰为0、05～0、15mm),铰刀的容屑槽浅,刚性好,刀刃数目多(6～12个),导向可靠性好,刀刃的切削负荷均匀。铰刀制造精度高,其圆柱校准部分具有校准孔径与修光孔壁的作用。铰孔时排屑与冷却润滑条件好,切削速度低(精铰2～5m／min),切削力、切削热都小,并可避免产生积屑瘤。因此,铰孔的精度可达IT6～IT8;表面粗糙度值为Ra1、6～0、4μm。铰孔的进给量一般为0、2～1、2mm／r,约为钻孔进给的3～4倍,可保证有较高的生产率。铰孔直径一般不大于80mm。铰孔不能纠正孔的位置误差,孔与其她表面之间的位置精度,必须由铰孔前的加工工序来保证。5.镗孔镗孔一般用于将已有孔扩大到指定的直径,可用于加工精度、直线度及表面精度均要求较高的孔。镗孔主要优点就是工艺灵活、适应性较广。一把结构简单的单刃镗刀,既可进行孔的粗加工,又可进行半精加工与精加工。加工精度范围为ITl0以下至IT7～IT6;表面粗糙度值Ra为12、5μm至0、8～0、2μm。镗孔还可以校正原有孔轴线歪斜或位置偏差。镗孔可以加工中、小尺寸的孔,更适于加工大直径的孔。镗孔时,单刃镗刀的刀头截面尺寸要小于被加工的孔径,而刀杆的长度要大于孔深,因而刀具刚性差。切削时在径向力的作用下,容易产生变形与振动,影响镗孔的质量。特别就是加工孔径小、长度大的孔时,更不如铰孔容易保证质量。因此,镗孔时多采用较小的切削用量,以减小切削力的影响。8.7.2数控车床上孔加工编程1.中心线上钻、扩、铰孔加工编程车床上的钻、扩、铰加工时,刀具在车床主轴中心线上加工。即X值为0。⑴主运动模式CNC车床上所有中心线上孔加工的主轴转速都以G97模式,即每分钟的实际转数(r／min)来编写,而不使用恒定表面速度模式(CSS)。⑵刀具趋近运动工件的程序段首先将Z轴移动到安全位置,然后移动X轴到主轴中心线,最后将Z轴移动到钻孔的起始位置。这种方式可以减小钻头趋近工件时发生碰撞的可能性。N36T0200M42;N37G97S700M03;N38G00Z5M08;N39X0;N40···⑶刀具切削与返回运动N40G01Z-30F30;N41G00Z2;程序段N40为钻头的实际切削运动,切削完成后执行程序段N41,钻头将Z向退出工件。刀具的返回运动时,从孔中返回的第一个运动总就是沿Z轴方向的运动。⑷啄式钻孔循环(深孔钻循环):①啄式钻孔循环格式G74R～G74Z～Q～F～;式中:R～:每次啄式退刀量;Z～:向终点坐标值(孔深);Q～:Z向每次的切入量。②啄式钻孔(如图8-7-3所示):在工件上加工直径为10mm的孔,孔的有效深度为60mm。工件端面及中心孔已加工,程序如下:O8701;N10T0505;(φ10麻花钻)N20G0X0Z3、S700M3;N30G74、R1、;N40G74、Z-60、Q8000F0、1;N50G0Z50;N60X100;N70M05;N80M30;2.数控镗削内孔数控车削内孔的指令与外圆车削指令基本相同,但也有区别,编程时应注意以下方面:①粗车循环指令G71、G73,在加工外径时余量U为正,但在加工内轮廓时余量U应为负。②若精车循环指令G70采用半径补偿加工,以刀具从右向左进给为例。在加工外径时,半径补偿指令用G42,刀具方位编号就是“3”。在加工内轮廓时,半径补偿指令用G41,刀具方位编号就是“2”。③加工内孔轮廓时,切削循环的起点S、切出点Q的位置选择要慎重,要保证刀具在狭小的内结构中移动而不干涉工件。起点S、切出点Q的X值一般取与预加工孔直径稍小一点的值。如图8-7-4,内轮廓加工编程示例:内径粗车循环:半径补偿精加工内形G0X19Z5;(快进到内径粗车循环起刀点)……G71U1R0、5;G0G41X19Z5;(引入半径补偿)G7lP10Q20U-0、5W0、1F150;G70P10Q20F80;N10GlX36;G40G0Z50X100;…………N20X19;……数控车床上孔加工工艺编程实例加工图8-7-4所示阶梯孔类零件,材料为45钢,材料规格为Ф50×50mm,设外圆端面已加工完毕,要求按图纸要求加工该零件内结构。1、加工方法:①选用3的中心钻钻削中心孔;②钻20的孔;③粗镗削内孔;④精镗削内孔。2、程序编写:O8702①3的中心钻(T01)G01钻削中心孔②20钻头(T02)钻削孔O8702G98;G98;M3S2000T0101;M3S300T0202;(换1号3的中心钻)(换2号20的钻头)G0X0Z5;G0X0Z5;G01Z－6F30;G74R3、;G04P1000;G74Z-58、Q8000F60G00Z5;G0Z50X100;G0Z50X100;M5;主轴停转M5;主轴停转M0;程序暂停M0;程序暂停③内孔镗刀(T03)G71镗削内孔④内孔镗刀(T04)G70精镗内孔G98;M3S800T0303;G98;G0X19、Z5;M3S1200T0303;G71U1R0、5;G0G41X19、5Z5;G7lP10Q20U-0、5W0、1F150;(快速进刀,引入半径补偿)N10G00X36;G70P10Q20F80;G01Z0;G40G0Z50X100;X30Z-10;(快速进刀,引入半径补偿)Z-32;M5;G03X24Z－35R3;M30;N20X19G0Z50X100;M5;M0;图8-7-1麻花钻钻孔图8-7-2硬质合金可转位刀片钻头钻孔图8-7-3工件端面啄式钻孔例图图8-7-4孔类零件