孔加工固定循環(huán)

發(fā)布日期:2012-10-29    蘭生客服中心    瀏覽:9248

  在銑削加工中,工件的孔加工、型腔和凸臺(tái)加工是數(shù)控銑床加工的主要內(nèi)容。在編程過程中,對(duì)于孔加工(鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削等),常常使用孔加工固定循環(huán)指令,對(duì)于型腔和凸臺(tái)加工,常常使用子程序,應(yīng)用循環(huán)指令和子程序可以簡化加工程序和提高編程的效率。

  孔加工固定循環(huán)

  1.孔加工固定循環(huán)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作

  對(duì)工件孔加工時(shí),根據(jù)刀具的運(yùn)動(dòng)位置可以分為四個(gè)平面(如圖1所示):初始平面、R平面、工件平面和孔底平面。在孔加工過程中,刀具的運(yùn)動(dòng)由6個(gè)動(dòng)作組成:

圖1孔加工循環(huán)的平面

  1. 動(dòng)作1—快速定位至初始點(diǎn)X、Y表示了初始點(diǎn)在初始平面中的位置;

  2. 動(dòng)作2—快速定位至R點(diǎn)刀具自初始點(diǎn)快速進(jìn)給到R點(diǎn);

  3. 動(dòng)作3—孔加工以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工的動(dòng)作;

  4. 動(dòng)作4—在孔底的相應(yīng)動(dòng)作包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具移位等動(dòng)作;

  5. 動(dòng)作5—返回到R點(diǎn)繼續(xù)孔加工時(shí)刀具返回到R點(diǎn)平面;

  6. 動(dòng)作6—快速返回到初始點(diǎn)孔加工完成后返回初始點(diǎn)平面。

  為了保證孔加工的加工質(zhì)量,有的孔加工固定循環(huán)指令需要主軸準(zhǔn)停、刀具移位。圖2表示了在孔加工固定循環(huán)中刀具的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作,圖中的虛線表示快速進(jìn)給,實(shí)線表示切削進(jìn)給。

圖2固定循環(huán)的動(dòng)作

  (1)初始平面

  初始平面是為安全操作而設(shè)定的定位刀具的平面。初始平面到零件表面的距離可以任意設(shè)定。若使用同一把刀具加工若干個(gè)孔,當(dāng)孔間存在障礙需要跳躍或全部孔加工完成時(shí),用G98指令使刀具返回到初始平面;否則,在中間加工過程中可用G99指令使刀具返回到R點(diǎn)平面,這樣可縮短加工輔助時(shí)間。

  (2)R點(diǎn)平面

  R點(diǎn)平面又叫R參考平面。這個(gè)平面表示刀具從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的轉(zhuǎn)折位置,R點(diǎn)平面距工件表面的距離主要考慮工件表面形狀的變化,一般可取2-5mm。

  (3)孔底平面

  Z表示孔底平面的位置,加工通孔時(shí)刀具伸出工件孔底平面一段距離,保證通孔全部加工到位,鉆削盲孔時(shí)應(yīng)考慮鉆頭鉆尖對(duì)孔深的影響。

  2.選擇加工平面及孔加工軸線

  選擇加工平面有G17、G18和G19三條指令,對(duì)應(yīng)XOY、XOZ和YOZ三個(gè)加工平面,以及對(duì)應(yīng)孔加工軸線分別為Z軸、Y軸和X軸。立式數(shù)控銑床孔加工時(shí),只能在XOY平面內(nèi)使用Z軸作為孔加工軸線,與平面選擇指令無關(guān)。下面主要討論立式數(shù)控銑床孔加工固定循環(huán)指令。

  3.孔加工固定循環(huán)指令格式

  指令格式:

  G90G99G73~G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__

  G90G98G73~G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__

  G91G99G73~G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__

  G91G98G73~G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__

  指令功能:孔加工固定循環(huán)

  指令說明:

  (1)在G90或G91指令中,Z坐標(biāo)值有不同的定義。

  (2)G98、G99為返回點(diǎn)平面選擇指令,G98指令表示刀具返回到初始點(diǎn)平面,G99指令表示刀具返回到R點(diǎn)平面,如圖2所示;

  (3)孔加工方式G73~G89指令,孔加工方式對(duì)應(yīng)指令見下表;

  (4)X__Y__指定加工孔的位置,(與G90或G91指令的選擇有關(guān));

  Z__指定孔底平面的位置(與G90或G91指令的選擇有關(guān));

  R__指定R點(diǎn)平面的位置(與G90或G91指令的選擇有關(guān));

  Q__在G73或G83指令中定義每次進(jìn)刀加工深度,在G76或G87指令中定義位移量,Q值為增量值,與G90或G91指令的選擇無關(guān);

  P__指定刀具在孔底的暫停時(shí)間,用整數(shù)表示,單位為ms;

  F__指定孔加工切削進(jìn)給速度。該指令為模態(tài)指令,即使取消了固定循環(huán),在其后的加工程序中仍然有效;

  L__指定孔加工的重復(fù)加工次數(shù),執(zhí)行一次L1可以省略。如果程序中選G90指令,刀具在原來孔的位置上重復(fù)加工,如果選擇G91指令,則用一個(gè)程序段對(duì)分布在一條直線上的若干個(gè)等距孔進(jìn)行加工。L指令僅在被指定的程段中有效。

  固定循環(huán)功能表

圖3G90與G91的坐標(biāo)計(jì)算

  如圖3左圖所示,選用絕對(duì)坐標(biāo)方式G90指令,Z表示孔底平面相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的距離,R表示R點(diǎn)平面相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的距離;如圖3右圖所示,選用相對(duì)坐標(biāo)方式G91指令,R表示初始點(diǎn)平面至R點(diǎn)平面的距離,Z表示R點(diǎn)平面至孔底平面的距離?准庸し绞街噶钜约爸噶钪衂、R、Q、P等指令都是模態(tài)指令。

  4.各種孔加工方式說明

  (1)高速深孔往復(fù)排屑鉆G73指令

  指令格式:G73X_Y_Z_R_Q_F_

  孔加工動(dòng)作如圖4左圖所示。G73指令用于深孔鉆削,Z軸方向的間斷進(jìn)給有利于深孔加工過程中斷屑與排屑。指令Q為每一次進(jìn)給的加工深度(增量值且為正值),圖示中退刀距離d由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定。

  (2)深孔往復(fù)排屑鉆G83指令

  指令格式:G83X_Y_Z_R_Q_F_

  孔加工動(dòng)作如圖4右圖所示。與G73指令略有不同的是每次刀具間歇進(jìn)給后回退至R點(diǎn)平面,這種退刀方式排屑暢通,此處的d表示刀具間斷進(jìn)給每次下降時(shí)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的那一點(diǎn)至前一次切削進(jìn)給下降的點(diǎn)之間的距離,d值由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定。由此可見這種鉆削方式適宜加工深孔。

圖4G73循環(huán)與G83循環(huán)

  (3)精鏜孔G76指令

  指令格式:G76X_Y_Z_R_Q_F_;

  孔加工動(dòng)作如圖5所示。圖中OSS表示主軸準(zhǔn)停,Q表示刀具移動(dòng)量(規(guī)定為正值,若使用了負(fù)值則負(fù)號(hào)被忽略)。在孔底主軸定向停止后,刀頭按地址Q所指定的偏移量移動(dòng),然后提刀,刀頭的偏移量在G76指令中設(shè)定。采用這種鏜孔方式可以高精度、高效率地完成孔加工而不損傷工件表面。

圖5精鏜孔圖

  (4)鉆孔G81指令與锪孔G82指令

  G81的指令格式為:G81X_Y_Z_R_F_;

  G82的指令格式為:G82X_Y_Z_R_F_;

圖6鉆孔與锪孔

  如圖6所示,G82與G81指令相比,唯一不同之處是G82指令在孔底增加了暫停,因而適用于锪孔或鏜階梯孔,提高了孔臺(tái)階表面的加工質(zhì)量,而G81指令只用于一般要求的鉆孔。

  (5)精鏜孔G85指令與精鏜階梯孔G89指令

  G85的指令格式為:G85X_Y_Z_R_F_;

  G89的指令格式為:G89X_Y_Z_R_P_F_;

  如圖7所示,這兩種孔加工方式,刀具以切削進(jìn)給的方式加工到孔底,然后又以切削進(jìn)給的方式返回R點(diǎn)平面,因此適用于精鏜孔等情況,G89指令在孔底增加了暫停,提高了階梯孔臺(tái)階表面的加工質(zhì)量。

圖7精鏜孔與精鏜階梯孔

  (6)鏜孔G86指令

  指令格式:G86X_Y_Z_R_F_

  如圖8所示,加工到孔底后主軸停止,返回初始平面或R點(diǎn)平面后,主軸再重新啟動(dòng)。采用這種方式,如果連續(xù)加工的孔間距較小,可能出現(xiàn)刀具已經(jīng)定位到下一個(gè)孔加工的位置而主軸尚未到達(dá)指定的轉(zhuǎn)速,為此可以在各孔動(dòng)作之間加入暫停G04指令,使主軸獲得指定的轉(zhuǎn)速。

圖8鏜孔G86指令

  (7)反鏜孔G87指令

  指令格式:G87X_Y_Z_R_Q_F_;

  如圖9所示,X軸和Y軸定位后,主軸停止,刀具以與刀尖相反方向按指令Q設(shè)定的偏移量偏移,并快速定位到孔底,在該位置刀具按原偏移量返回,然后主軸正轉(zhuǎn),沿Z軸正向加工到Z點(diǎn),在此位置主軸再次停止后,刀具再次按原偏移量反向位移,然后主軸向上快速移動(dòng)到達(dá)初始平面,并按原偏移量返回后主軸正轉(zhuǎn),繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)程序段。采用這種循環(huán)方式,刀具只能返回到初始平面而不能返回到R點(diǎn)平面。

圖9反鏜孔

  (8)鏜孔G88指令

  指令格式:G88X_Y_Z_R_P_F_;

  如圖10所示,刀具到達(dá)孔底后暫停,暫停結(jié)束后主軸停止且系統(tǒng)進(jìn)入進(jìn)給保持狀態(tài),在此情況下可以執(zhí)行手動(dòng)操作,但為了安全,應(yīng)先把刀具從孔中退出,再啟動(dòng)加工按循環(huán)啟動(dòng)按紐,刀具快速返回到R點(diǎn)平面或初始點(diǎn)平面,然后主軸正轉(zhuǎn)。

圖10鏜孔G88指令

  (9)重復(fù)固定循環(huán)簡單應(yīng)用

  例題:鉆削如圖11中的后4個(gè)孔,編制加工程序。

  G90G00X20Y10

  G91G98G81X10Y5Z-20R-5L4F80

  當(dāng)加工很多相同的孔時(shí),應(yīng)仔細(xì)分析孔的分布規(guī)律,合理使用重復(fù)固定循環(huán),盡量簡化編程。本例中各孔按等間距線性分布,可以使用重復(fù)固定循環(huán)加工,即用地址L規(guī)定重復(fù)次數(shù)。采用這種方式編程,在進(jìn)入固定循環(huán)之前,刀具不能直接定位在第一個(gè)孔的位置,而應(yīng)向前移動(dòng)一個(gè)孔的位置。因?yàn)樵趫?zhí)行固定循環(huán)時(shí),刀具要先定位后再執(zhí)行鉆孔動(dòng)作。

圖11重復(fù)固定循環(huán)簡單應(yīng)用

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