课题4：孔加工			理论：1.掌握孔加工的工艺知识；
2.掌握孔加工的编程指令。
技能：1.能编制孔加工的加工程序；
2.能熟练使用数控铣床仿真软件；
3.能完成孔加工仿真加工。			1.孔加工工艺知识；
2.孔加工的编程指令用。			孔加工编程			专业课（理实一体）		讲授法、引导文教学法、案例教学法、示范法、练习法			多媒体、网络或投影仪					4/24		杨丰						回顾：平面选择指令、圆弧编程指令		1.讲解：半径补偿指令格式		2.讲解：半径补偿编程举例		3.练习：完成课题的仿真加工		4.小结						课题4：孔加工
4.1任务：端盖零件上沉头螺钉孔和销孔的加工
端盖零件如图4-1所示，底平面、两侧面和φ40H8型腔已在前面工序加工完成。本工序加工端盖的4个沉头螺钉孔和2个销孔，试编写其加工程序。零件材料为HT150，加工数量为5000个/年。
4.2 孔加工的工艺知识
1.孔加工的方法
孔加工在金属切削中占有很大的比重，应用广泛。在数控铣床上加工孔的方法很多，根据孔的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度等要求，一般有点孔、钻孔、扩孔，锪孔、铰孔、镗孔及铣孔等方法。
2.孔加工的刀具
1）钻孔刀具及其选择
钻孔刀具较多，有普通麻花钻、可转位浅孔钻、喷吸钻及扁钻等。应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用。
在数控镗铣床上钻孔，普通麻花钻应用最广泛，尤其是加工￠30mm以下的孔时，以麻花钻为主，如图6-2所示。
图6-2 普通麻花钻
在数控镗铣床上钻孔，因无钻模导向，受两种切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜。为保证孔的位置精度，在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔，或用一刚性较好的短钻头钻一窝。
中心钻主要用于孔的定位，由于切削部分的直径较小，所以中心钻钻孔时，应选取较高的转速。
对深径比大于5而小于100的深孔由于加工中散热差，排屑困难，钻杆刚性差，易使刀具损坏和引起孔的轴线偏斜，影响加工精度和生产率，故应选用深孔刀具加工。
2）扩孔刀具及其选择
扩孔多采用扩孔钻，也有用立铣刀或镗刀扩孔。扩孔钻可用来扩大孔径，提高孔加工精度。用扩孔钻扩孔精度可达IT11～IT10，表面粗糙度值可达Ra6.3～3.2um。扩孔钻与麻花钻相似，但齿数较多，一般为3～4个齿。扩孔钻加工余量小，主切削刃较短，无需延伸到中心，无横刃，加之齿数较多，可选择较大的切削用量。图6-3所示为整体式扩孔钻和套式扩孔钻。
3）铰孔刀具及其选择
铰孔加工精度一般可达IT9～IT8级，孔的表面粗糙度值可达Ra1.6～0.8um，可用于孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔只能提高孔的尺寸精度、形状精度和减小表面粗糙度值，而不能提高孔的位置精度。因此，对于精度要求高的孔，在铰削前应先进行减少和消除位置误差的预加工，才能保证铰孔质量。
图6-3所示为直柄机用铰刀和套式机用铰刀。
4）镗孔加工刀具及其选择
镗孔是数控镗铣床上的主要加工内容之一，它能精确的保证孔系的尺寸精度和形位精度，并纠正上道工序的误差。在数控镗铣床上进行镗孔加工通常是采用悬臂方式，因此要求镗刀有足够的刚性和较好的精度。
镗孔加工精度一般可达IT7～IT6，表面粗糙度值可达Ra6.3～0.8um。为适应不同的切削条件，镗刀有多种类型。按镗刀的切削刃数量可分为单刃镗刀(图6-5a))和双刃镗刀(图6-5b))。
在精镗孔中，目前较多地选用精镗微调镗刀，如图6-6所示。这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，且调节方便，精度高。
3.孔加工的切削参数及加工余量
1）孔加工的切削参数
4.攻螺纹的加工工艺
1）底孔直径的确定
攻螺纹之前要先打底孔，底孔直径的确定方法如下：
对钢和塑性大的材料
D孔＝D-P
对铸铁和塑性小的材料
D孔＝D-（1.05～1.1）P
式中：D孔—螺纹底孔直径，mm；
        D─螺纹大径，mm；
        P─螺距，mm。
2）盲孔螺纹底孔深度
盲孔螺纹底孔深度的计算方法如下：
盲孔螺纹底孔深度=螺纹孔深度+0.7─钻头的直径
5.孔加工路线安排
1）孔加工导入量与超越量
孔加工导入量（图6-8中ΔZ）是指在孔加工过程中，刀具自快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面间的距离。孔加工导入量可参照表6-7选取。
孔加工超越量（图6-8中的ΔZ＇），当钻通孔时，超越量通常取ZP＋（1～3）mm，ZP为钻尖高度（通常取0.3倍钻头直径）；铰通孔时，超越量通常取3～5mm；镗通孔时，超越量通常取1～3mm；攻螺纹时，超越量通常取5～8mm。
表6-7 孔加工导入量
	已加工表面	毛坯表面		钻孔	2～3	5～8		扩孔	3～5	5～8		镗孔	3～5	5～8		铰孔	3～5	5～8		铣削	3～5	5～8		攻螺纹	5～10	5～10		2）相互位置精度高的孔系的加工路线
对于位置精度要求较高的孔系加工，特别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，影响位置精度。
【例6-1】镗削图6-9a）所示零件上的4个孔。
若按图6-9b）所示进给路线加工，由于孔4与孔1、孔2、孔3的定位方向相反，Y向反向间隙会使定位误差增加，从而影响孔4与其它孔的位置精度。按图6-9c）所示进给路线，加工完孔3后往上移动一段距离至P点，然后再折回来在孔4处进行定位加工，这样方向一致，就可避免反向间隙的引入，提高了孔4的定位精度。
【例8-1】使用G02对图8-3所示的的螺旋线编程，起点在（0，30，10），螺旋线终点（30，0，0），假设刀具最初在螺旋线起点。
图8-3 螺旋线插补
用G90方式编程如下：G90 G17 G02 X30 Y0 Z0 R30 F200；
用G91方式编程如下：G91 G17 G02 X30 Y-30 Z-10 R30 F200；
4.3钻孔、锪孔及铰孔固定循环指令
1.孔加工固定循环
① 孔加工固定循环动作
如图6-6所示，固定循环通常由6个动作顺序组成：
动作1（AB段）：XY平面快速定位；
动作2（BR段）：Z向快速进给到R点； 
动作3（RZ段）：Z轴切削进给，进行孔加工；
动作4（Z点）：孔底部的动作；
动作5（ZR段）：Z轴退刀；
动作6（RB段）：Z轴快速回到起始位置。 
② 固定循环的平面
a．初始平面  初始平面是为安全下刀而规定的一个平面，如图6-7所示。初始平面可以设定在任意一个安全高度上。当使用同一把刀具加工多个孔时，刀具在初始平面内的任意移动将不会与夹具、工件凸台等发生干涉。
b．R点平面  R点平面又叫R参考平面。这个平面是刀具下刀时，自快进转为工进的高度平面，距工件表面的距离主要考虑工件表面的尺寸变化，一般情况下取2～5mm（图6-7）。
c．孔底平面  加工不通孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度。而加工通孔时，除要考虑孔底平面的位置外，还要考虑刀具的超越量（图6-7），以保证所有孔深都加工到尺寸。
③ 固定循环编程格式  
孔加工循环的通用编程格式如下：
G73～G89 X  Y  Z  R  Q  P  F  K  ；
X  Y  ：孔在XY平面内的位
课题4：孔加工1.doc