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1、1,第五章 数控钻镗编程,5.1 孔加工固定循环指令 5.2 数控钻镗编程实例 思考与练习,2,5.1 孔加工固定循环指令,数控钻镗编程时，数值计算比较简单，程序中只需要给出被加工孔的中心位置、孔的深度、及孔在加工过程中刀具的几个关键位置就可以了。一般，一条加工指令仅完成一个加工动作。但孔的加工需要一套连续的几个固定动作才能完成。,3,如图5-1钻浅孔：刀具在初始平面快速定位至孔中心，再快速下至安全平面位置，然后以钻孔进给速度加工至孔底，最后再快速抬刀，完成一浅孔的加工。对孔加工中的这些典型的固定的几个连续动作，数控系统均以子程序的形式事先存贮在子程序存贮器中，在需要时可用一组“固定循环”指令
2、代码去调用相应的子程序，执行不同的孔加工操作，使钻镗加工程序大大简化。 一、固定循环指令调用格式 二、固定循环指令简介 三、使用固定循环注意事项,4,一、固定循环指令调用格式,常用的孔加工固定循环指令有13个：G73、G74、G76、G80、G81G89等，除G80为取消固定循环指令外，其余均为执行孔加工的不同操作指令，其调用格式为：,5,G90/G91 G98/G99 G_ X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ L _ F _ G90/G91为X_ Y_ Z_ R_ Q_的输入方式，G90为绝对坐标方式输入，G91为增量坐标方式输入。,6,G98/G99为孔加工完后，自动退刀时的抬刀高度，G9
3、8表示自动抬高至初始平面高度，见图5-1（a）；G99表示自动抬高至安全平面高度，见图5-1（b）。 G_ 为G73、G74、G76、G81G89中的任一个代码。,7,X_Y_ 是孔中心位置坐标。 Z_ 是孔底位置或孔的深度。 R_ 是安全平面高度。 P_ 刀具在孔底停留时间。用于G76、G82、G88、G89等固定循环指令中，其余指令可略去此参数。P1000为1秒。,8,Q_ 深孔加工（G73、G83）时，每次下钻的进给深度；或镗孔（G76、G87）时，刀具的横向偏移量。Q的值永远为正值。 L_ 为子程序调用次数，L0时，只记忆加工参数，不执行加工。只调用一次时L1可以省略。 F_ 为钻孔的
4、进给速度。因F具有长效性，若前面定义过的进给速度仍适合孔加工，F不必重复给出。,9,二、固定循环指令简介,1浅孔加工指令 2深孔加工指令 3螺纹加工指令 4镗孔加工指令,10,1浅孔加工指令,浅孔加工一般包括用中心钻打定位孔、用钻头打浅孔、用锪刀锪沉头孔等，指令有G81、G82两个。 1）G81主要用于定位孔和一般浅孔加工。 指令格式为： G81 X_ Y_ Z_ R_ F_,11,加工过程如图5-2所示，刀具在当前初始平面高度快速定位至孔中心X_Y_；然后沿Z的负向快速降至安全平面R_的高度；再以进给速度F_下钻，钻至孔深Z_后，快速沿Z的正向退刀。其中不带阴影的箭头，表示刀具快速移动，带阴
5、影的箭头表示刀具以进给速度F_移动。,12,例 欲加工图5-3所示的4个10mm浅孔，试编程。 工件坐标系原点定于工件上表面对称中心，选用10的钻头，起始位置位于工件坐标系（0，0，200）处，指令程序如下：,13,G82 主要用于锪孔。所用刀具为锪刀或锪钻，是一种专用刀具，用于对已加工的孔刮平端面或切出圆柱形或锥形沉头孔。指令参数为： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ 其加工过程与G81相类似，唯一不同的是，刀具在进给加工至深度Z_后，暂停P_秒，然后再快速退刀。,14,例 工件如图5-4所示，其中5的通孔已加工完毕，需用锪刀加工4个直径为7，深度为3mm的沉头孔，试编写加工程序。
6、 设工件坐标系原点在工件上表面的对称中心，锪刀的初始位置在（0，0，200）处，加工程序如下：,15,2深孔加工指令,深孔加工固定指令有两个G73和G83，分高速深孔加工和一般深孔加工。 1）G73 为高速深孔加工指令，其指令格式： G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 其固定循环指令动作如图5-5（a）所示，高速深加工采用间断进给，有利于断屑、排屑。每次进给钻孔深度为Q，一般取310 mm，末次进刀深度Q，d为间断进给时的抬刀量，由机床内部设定，一般为0.21 mm（可通过人工设定加以改变）。,16,2）G83 为一般深孔加工指令，其指令参数为： G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_
7、F_ 其中固定循环动作如图5-5（b）所示。与G73的区别在于：G73每次以进给速度钻Q深度后，快速抬高d，再由此处以进给速度钻孔至第二个Q深度，依次重复，直至完成整个深孔的加工；而G83则是在每次进给钻进一个Q深度后，均快速退刀至安全平面高度，然后快速下降至前一个Q深度之上d处，再以进给速度钻孔至下一个Q深度。,17,3螺纹加工指令,螺纹加工指令有两个，G74和G84，分别用于左螺纹加工和右螺纹加工。 1） G74 为左螺纹加工指令。指令参数为： G74 X_ Y_ Z_ R_ F_,18,其固定循环动作如图5-6所示，丝锥在初始平面高度快速平移至孔中心X_ Y_处，然后再快速下降至安全平面
8、R_高度，反转启动主轴，以进给速度（导程/转）F_切入至Z_处，主轴停转，再正转启动主轴，并以进给速度退刀至R平面，主轴停转，然后快速抬刀至初始平面。,19,2）G84为右螺纹加工指令。指令参数为： G84 X_ Y_ Z_ R_ F_ 与G74不同的是，在快速降至安全平面R后，正转启动主轴，丝锥攻入孔底后停转，再反转退刀。,20,例 零件如图5-7所示，其中五个M201.5的螺纹底孔已打好，试编写右螺纹加工程序。 设工件坐标系原点位于零件上表面对称中心，丝锥起始位置在工件坐标系原点上方200mm处。加工程序如下：,21,4镗孔加工指令,镗孔是用镗刀将工件上的孔（毛坯上铸成、锻成或事先钻出的底
9、孔）扩大，用来提高孔的精度和表面光洁度。镗孔加工分粗镗(G85、G86、G88、G89 )、精镗(G76）和背镗（G87）几种情况。,22,1）G85、G86、G88、G89为粗镗循环指令,其格式为: G85 X_Y_Z_R_ F_ 其固定循环动作如图5-8所示。在初始高度，刀具快速定位至孔中心X_Y_，接着快速下降至安全平面R_处，再以进给速度F_镗至孔底Z_，然后以进给速度退刀至安全平面，再快速抬至初始平面高度。,23,G86参数格式与G85相同，与G85固定循环动作不同的是，当镗至孔底后，主轴停转，快速返回安全平面（G99时）或初始平面（G98时）后，主轴重新启动。 G88 X_ Y_
10、Z_ R_ P_ F_ 其固定循环动作与G86类似，不同的是，刀具在镗至孔底后，暂停P_秒，然后主轴停止转动，退刀是在手动方式下进行 。 G89 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ 其固定循环动作与G85的唯一差别是在镗至孔底时暂停P_秒。,24,2）G76 精镗循环指令,精镗循环与粗镗循环的区别是：刀具镗至孔底后，主轴定向停止，并反刀尖偏移，使刀具在退出时刀具不划伤精加工孔的表面。其指令参数格式为： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_,25,其固定循环动作如图5-9所示，镗刀在初始平面高度快速移至孔中心X_Y_，再快速降至安全平面R_，然后以进给速度F_镗孔至孔底Z_，暂停P_
11、秒，然后刀具抬高一个回退量d，主轴定向停止转动，然后反刀尖方向快速偏移Q_，再快速抬刀至安全平面（G99时）或初始平面（G98时），再沿刀尖方向平移Q_。,26,3）G87 为背镗（又称反镗）循环指令,背镗中的镗孔进给方向与一般孔加工方向相反，一般加工时，刀具主轴沿Z轴负向向下加工进给，安全平面R在孔底Z的上方，见图5-10（a）；背镗时，刀具主轴沿Z轴正向向上加工进给，安全平面R在孔底Z的下方，如图5-10（b）。其指令参数格式为： G87 X_ Y_ Z_R_ Q_P_ F_,27,其固定循环动作如图5-10（c）所示，刀具在初始平面高度快速移至孔中心X_Y_，主轴定向停转，然后快速沿反刀
12、尖方向偏移Q_，再沿Z轴负向快速降至安全平面R_，然后沿刀尖正向偏移Q_值，主轴正转启动，再沿Z轴正向以进给速度向上反镗至孔底Z_，暂停P_秒，然后沿Z轴负向回退d，主轴定向停转，反刀尖方向偏移Q_，并快速沿Z轴正向退刀至初始平面高度，再沿刀尖正向横移Q_回到初始孔中心位置后，主轴再次启动。,28,三、使用固定循环注意事项,1. 固定循环指令的长效性 2. 孔中心位置的确定 3. 固定循环指令的重复调用,29,1固定循环指令的长效性,G73、G74、G76、G81G89等固定循环指令均具有长效延续性能，在未出现G80（取消固定循环指令）及01组的准备功能代码G00、 G01、 G02、 G03
13、代码时，其固定循环指令一直有效；,30,固定循环指令中的参数除L外也均具有长效延续性能，如果加工的是一组相同孔径，相同孔深的孔时，仅需给出新孔位置X_、Y_的变化值，而Z_、R_、Q_、P_、F_ 均无需重复给出，一旦取消固定循环指令，其参数的有效性也随之结束。X_、Y_、Z_ 恢复至三轴联动的轮廓位置控制状态。,31,2孔中心位置的确定,在调用固定循环指令时，其参数没有X_、Y_时，孔中心位置为调用固定循环指令时刀心所处的位置。如果在此位置不进行孔加工操作，可在指令中插入L0,其功能是仅设置加工参数，不进行实际加工，若后续程序段一旦给出孔中心位置，即用L0中设置的参数进行孔加工。,32,3固
14、定循环指令的重复调用,在固定循环指令的格式中，L_是表示重复调用次数的参数，如果有孔间距相同的若干相同的孔需要加工时，在增量输入方式（G91）下，使用重复调用次数L来编程，可使程序大大简化，如指令为： G91 G99 G81 X50Z-20R-10L6 F50,33,其刀具运行轨迹如图5-11所示。如果是在绝对值输入方式下使用该指令，则不能钻出6个孔，仅在第一个孔处钻6次，结果还是一个孔。,34,但是重复调用参数L_不宜在加工螺纹的G74或G84指令中出现，因为在刀具回到安全平面R或初始平面时要反转，需要一定的时间，如果用L来进行多孔操作，要估计主轴的启动时间。如果时间估计不足，可能会造成错误
15、操作。,35,例 用10的钻头钻图5-12所示四孔，若孔深为10mm用G81指令，若孔深为40mm，用G83指令，试用循环方式编程。 设工件坐标系原点在工件上表面图，刀具的初始位置位于工件坐标系的（0，0，200）处，程序清单如下：,36,5.2 数控钻镗编程实例,同数控铣编程一样，数控钻镗编程的程序编制格式，及固定循环指令的参数使用格式，也因数控机床所配置的数控系统不同而不完全相同。所以，在实际编制加工程序时，应严格按照机床控制系统配备的编程说明书上的固定的格式进行编程。尽管不同的数控系统，加工指令的意义或格式会有所差异，但编程方法和步骤是相同的，本节将以两个实例进行说明。,37,例 如图5
16、-13所示，要求在 3002005的45钢板上钻15个25的通孔。因为钢板厚仅5mm，用浅孔循环指令G81即可。孔径由25的钻头保证。因15个孔的孔径相同，加工过程中不需要换刀，所以25的钻头可在加工前安装好（对刀、测长），程序中可不考虑刀具代码及刀具长度补偿问题。,38,另外，钢板上15个孔的孔间距相同，可考虑使用重复调用参数L。假设程序开始时，钻头的刀尖位于图5-14所示的工件坐标系（0，0，300）处，则可编制加工程序如下：,39,例 编写图5-14所示零件的数控钻镗加工程序单,编程步骤如下 1.建立工件坐标系 图5-14（a）（b）所示工件坐标系原点在工件上表面的左下角。程序起点（对刀
17、、换刀点）在工件坐标系的（-30，0，10）处，工件裝夹方案见图5-14 （c）。,40,2.根据加工要求，分三道工序：首先用中心钻点窝，定出各孔的中心位置，以免钻头钻歪；再用5的钻头钻5个通孔，最后用M6的丝锥攻两个螺纹孔。三把刀具在加工前均测好装卡长度，实际加工中换刀时，由机床操作人员输入相应的刀具长度补偿值。程序单中不考虑每把刀具的长度补偿代码。,41,3加工路线：中心钻（T01）由程序起点至12345各钻深为1mm的定位孔后回到换刀点；换5的钻头（T02），由对刀位置至12345钻5个通孔，返回换刀位置；换M6的丝锥（T03），由对刀位置至54攻两个螺纹孔，再回到程序起点。,42,4切削用量： T01 主轴转速S800（r/min） 钻孔进给速度650（mm/min）； T02 主轴转速S500（r/min） 钻孔进给速度 F50（mm/min）； T03 主轴转速S400（r/min）钻孔进给速度 F300（mm/min），螺距为0 .75mm。,43,思考与练习：,1.补充填写下列表格 2.试述钻孔、锪孔、攻丝等固定循环的连续动作。 3.试编写图5-15所示零件中的孔加工程序单。 4.试编写图5-16、5-17所示零件中的孔加工程序单。,