深孔数控加工论文

摘要：空间斜孔在数控加工中广泛存在，由于其矢量方向与X、Y、Z轴均存在角度关系，给加工带来较大困难，本文以某零件斜孔为例，利用数学方法实现斜孔的矢量方向与机床加工坐标系的角度转换，通过五轴机床完成空间斜孔的加工。今天小编为大家推荐《深孔数控加工论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

深孔数控加工论文 篇1：

浅谈深孔循环加工指令在加工中心中的应用

摘要：孔循环加工指令在加工中心中应用非常广泛。合理选择孔循环加工指令是保证零件加工合格的重要前提，其次正确选择刀具、钻削尺寸和进给速度是正确加工的根本保障。本文主要以FANUC系统加工中心为例，研究了深孔循环加工指令的应用。

关键词：加工中心;深孔;循环指令;应用

1深孔加工及循环指令的简介

1.1深孔加工

所謂深孔，一般是指孔的长度与直径的比大于10的孔。深孔加工有一定的要求，例如：孔的精度、表面质量、垂直度等等。并且被加工的材料也是影响深孔加工的重要因素，有的材料可加工性差，这常常成为生产中一大难题。加工中心由于其优越的性能从深孔加工中凸显出来，所以加工中心对深孔的加工受到很多人的重视，越来越多人进入深孔加工行业。

1.2深孔加工循环指令

在深孔加工时，不能一次性钻到工件底端。因为钻头在加工的过程中，会产生源源不断的切屑，排屑效果不是很好，导致一些碎屑留在孔里，这样会导致孔的加工精度达不到要求，甚至会把钻头被闷断在里面。用深孔循环指令加工孔，进给方式为间歇进给，这样不仅利用排屑也能让冷却液更好地起到应有的作用，从而保证零件加工合适。下面就介绍两个深孔加工的循环指令G83和G73。

指令格式：

G83/G73X_Y_Z_R_Q_F_K_;

X_Y_：孔底的位置

Z_：孔底的位置（G90）

K_：重复次数（如果需要的话）

Q_：每次钻削进给的钻削深度

F_：进给速度

R_：从初始点到R点的距离（G91）

2深孔加工指令的应用

G83深孔钻循环沿着Z轴执行间歇进给，边加工边退刀排屑，每次退刀到R点，然后执行快速移动到上次钻孔结束位置，适合加工粘刀的材料，例如铜和铝。加工过程如图1所示：

G73高速深孔钻循环沿着Z轴执行间歇进给，边加工边退刀排屑，通过设定退刀量，退刀量可以设置的很小，之间的d点，再执行切削进给，d值通过参数设定。实现高效钻孔。加工过程如图2所示：

通过G83和G73指令的加工过程中我们可以看出，两个指令的加工过程基本一致，唯一不同的是在每次退刀所到的位置，G83每次的退刀都到R点，每次都退到脱离工件的位置，这样有利于切屑的排出，但是加工中浪费的时间也多，影响加工效率。G73每次都是退一个很小的量，这样加工效率明显提高，但是由于切屑不容易充分排出，孔的的表面质量和加工精度相对来说，会差点。所以，G83常用于加工精度要求比较高的深孔，G73用于高速深孔的加工。

3编程举例

如图3所示：

材料：100×100×50mm铝块

刀具：高速钢钻头

规格：Φ6、Φ10

装夹工件：压板螺栓，百分表，平行垫铁等。

孔加工工艺分析：把铝块悬空垫高10-20mm，用百分表找平后，避开加工位置用压板固定好。根据图纸要求编写程序，模拟加工。安装好刀具后，对刀并检验。最后开始加工。先加工Φ10的盲孔，加工顺序为A-B-C-D。然后换Φ6铣刀加工通孔，加工顺序为a-b-c-d。

程序编程：

Q0001

T01;

M06;换Φ10铣刀

M03S1000;

G92X0Y0Z50;

G90G98G83X20Y0Z-20R5Q5F100;加工A孔

X0Y20;B孔

X-20Y0;C孔

X0Y-20;D孔

G00G80;

T02;

M06;换Φ6铣刀

M03S2000

G90G98G73X35Y35Z-55R5Q5F100;加工a孔

X-35Y35;b孔

X-35Y-35;c孔

X35Y-35;d孔

G00G80;取消循环

X0Y0Z50;

M05;

M30。

4结语

本文主要介绍了深孔加工的指令以及在实际加工中的应用，加工孔时的编程方法以及相应的注意事项。文中所总结的孔的加工方法都是在实践中常用的，目的是将这些实际的经验提供给从事数控加工的其他人员用作参考，使之少走弯路。

参考文献：

[1]王树逵，齐济源.数控加工技术[M].北京：清华大学出版社，2009：209-210.

[2]罗永新.数控编程[M].湖南：湖南科学技术出版社，2007：28-35.

[3]邓广敏.加工中心操作工[M].北京：化学工业出版社，2010.

作者：李红娟　曹志凯

深孔数控加工论文 篇2：

空间斜孔数控加工技术研究

摘 要：空间斜孔在数控加工中广泛存在，由于其矢量方向与X、Y、Z轴均存在角度关系，给加工带来较大困难，本文以某零件斜孔为例，利用数学方法实现斜孔的矢量方向与机床加工坐标系的角度转换，通过五轴机床完成空间斜孔的加工。

关键词：空间斜孔 ； 矢量方向；五轴机床；

1 引言：在数控加工中经常会遇到空间斜孔的加工问题，由于其角度与各坐标轴均存在角度关系，因此通常用五轴机床来加工。由于装夹及加工设备既定的加工状态等条件的限制，使得数控加工不能按照三维的角度进行，必须通过角度变换，转换成二维问题，以满足机床特定的加工状态。

2问题分析

大部分五轴联动的机床只能实现X轴、Y轴、Z轴的移动加上两个轴的旋转形式，斜孔角度中能转换成与轴向和径向的角度，而角度转换成为加工空间斜孔的主要技术难点。取得精确转换角度的方式有两种：一是通过三维建模，在三维模型中直接量取斜孔矢量方向与加工坐标系间的角度，二是将问题抽象成数学模型，利用数学的手段计算出所要转换的角度。第一种方式较为简单，可以快速解决当前问题，针对不同的斜孔需要建立相对应的模型，不具备通用性，第二种方法是通用的解决方式，可以解决所有空间斜孔的角度转换问题，不受建模和不同零件的限制，一劳永逸。

本文主要阐述第二种方法即如何通过数学模型解决空间斜孔加工的问题。

3技术方案

以某零件空间斜孔为例，其空间角度如图1所示，斜孔与零件轴向成δ°，径向成θ°（已知条件，均可换算为锐角），以采用X轴、Y轴、Z轴的移动，B轴摆动，C轴旋转的五轴联动机床为例，机床带有刀剑跟踪功能，系统为西门子840D，其余形式的五轴联动机床方法类似，只是机床固有的加工坐标系不同，通过坐标变化即可。首先保持主轴不动，将零件绕Z轴旋转至斜孔中心线与ZX平面平行，再将刀具在平面内旋转至与斜孔中心线平行，通过零点偏移旋转至孔中心进刀点，进而完成对斜孔的加工。

3.1 工作台及刀轴旋转

将零件装夹到旋转工作台上，零件回转中心与工作台回转中心重合，零件斜孔沿工作台X轴正向，旋转工作台将零件旋转到斜孔中心线至与ZX平面平行，旋转角度为α，在平面内刀轴旋转到与斜孔中心线平行，旋转角度为β，即为斜孔的矢量方向，其抽象的数学模型如图2所示

3.2 零点转换

加工坐标系需要转换到和斜孔的矢量方向一致，零点偏移是相对初始加工坐标系的偏移，加工坐标系旋转的角度即为与初始坐标系的夹角，由于本文采用的是B轴摆动机床，零点偏移需要ROTY，其旋转角度和刀轴摆动角度一致，也为β角，对于其他形式的机床，偏移的角度根据机床结构而采用相应变化。

3.3 钻孔

由于斜孔与零件表面形成的凹陷有一定深度，因此不能直接钻孔，如图3所示，钻孔前需要锪平面，采用比孔径小的端铣刀锪平面，以防止刀具打滑出现崩刀及划伤零件现象，锪平面深度为：2r*cos（90-β），r为孔的半径，锪平面采用螺旋递进式方式。钻孔适宜采用定点抬刀的断屑钻削，即根据零件材料设置每次钻固定深度，本零件材料为TC17钛合金，且孔直径为φ2，孔深为13mm，主轴转速为300r/min，钻孔进给为50mm/min，每次钻孔深度为0.1，安全平面为5mm，每钻0.1深后抬刀到安全平面，直至钻到13mm，如果孔为非圆孔，需采用比孔直径更小的刀具采用轮廓铣的方式实现孔的加工。

3.4 加工过程

零件装夹找正后到初始位置，工作台旋转α角，使孔中心线与机床主轴同平面，刀轴摆动β角使主轴与斜孔中心线平行，将刀尖移动到斜孔加工位置，通过零点转换旋转加工坐标系，按照旋转后的加工坐标系进行孔的加工，如图4所示。

4总结

通过角度转换，可以将空间斜孔问题轉换为数学模型，利用数学方法解决工程化问题，只需给定轴向角度和径向角度，即可实现任意空间角度的变换和加工，节约了编程时间，提高了生产效率。

参考文献：

[1]岩人.径向孔中心线的角向位置确定法 [J]. 汽车工艺. 1986 （05）

[2]阎可明. 空间斜孔的加工和检测 [J]. 机械工程师. 2003 （06）

作者：朱静宇　杨万辉　岳召启

深孔数控加工论文 篇3：

平底盲孔的数控加工

摘 要：平底盲孔作为孔类加工的难点，在数控加工中问题更加突出，因为数控机床是严格按照编辑的程序执行，生产过程中没有智能性，不能够灵活的进行改变，且平底孔加工有其特殊性，在生产实践的过程中，必须了解其特点，提高毛坯孔的钻孔精度，采用更加有效的钻孔方法，尽量保证工件尺寸的一致性和稳定性，选用合适的刀具结构和刀具角度参数，选用更加合适的数控编程程序，才能安全有效的进行生产，发挥数控机床的优势，提高生产效率，避免生产中问题的产生。

关键词：平底盲孔 数控加工 钻孔深度

1 平底盲孔在数控生产加工中存在的问题

数控车在大批量生产中，具有高速、高效、高精度、高可靠性、高稳定性、高一致性的显著特点，因此在生产加工领域应用越来越广泛。但是在深孔加工和平底盲孔加工方面，存在一定的困难。因为，数控车在运行中，是严格按照编程指令进行加工，如果加工过程中，工件毛坯外形出现特殊情况，例如，铸件、锻件外形不规则、浇口，尺寸变化大等现象，特别是内孔加工时，钻孔深度存在误差或者是加工平底盲孔时，加工易震动和产生噪音，或者是切削力不均匀、变化大等方面的影响。普通车床能够根据具体的加工情况，而进行灵活的改变，在特殊情况下可以不使用机械自动进给，而采用手动进给，能够根据手动进给的手感而随时进行调整。而数控车床不能够根据实际加工的情况进行变化，而是严格按照机床内事先编辑的程序，进行加工，如果出现问题的的话，可以调整的有车床转速，进给速度，而进给量和加工走刀路线是不能够变化的，如果强行进行加工，严重时会造成损坏车刀和机床的事故发生，因此孔类零件的加工一直是数控加工的一个难点。

2 造成以上问题的原因

内孔加工较外圆加工而言，由于受到孔径大小的影响，内孔刀的刀杆截面积不可能很大，内孔刀具较外圆刀具的刚性要差，切削用量不能大，容易在加工中出现震动和噪音的现象，且粗糙度不易保证。在加工平底盲孔时，这种情况更加突出，加工盲孔时，由于要车削孔底，因此内孔刀主偏角>90°，一般为92°～95°，副偏角为6°～8°，造成内孔刀刀尖角较小，强度较差；由于孔底需要车平，车刀需要车削至工件内孔中心，则车刀的退刀量更大，刀尖至刀杆外侧的距离要小于内孔孔径的1/2，更加消减了内孔刀的截面积，造成平底盲孔的刚性更差，容易产生崩刃、车刀损坏和加工中让刀的现象。孔类零件在加工时，由于刀具在孔内，且有的孔较深，加工情况不易观察，不能够及时的进行调整；孔类零件的测量较外圆零件测量困难，且测量误差要比外圆大；由于刀杆强度的不足，孔类零件，特别是深孔零件，在加工时容易出现让刀的情况，出现锥孔的现象。因此，平底孔的加工又是孔加工的一个难点。

内孔在车削前，需要钻削底孔，底孔的钻削精度不高，深度控制不够严格，很容易出现钻孔深度不一致的情况，一般使用尾座钻孔时，控制深度公差为-2～0mm。若使用普通标准麻花钻时，底孔为120°锥度，以FANUC系统为例，不论数控程序使用的是G01直线进给，还是用G90内外径切削循环，或者是G71复合循环，对于平底孔，都是采用纵向进给，即平行于主轴方向进给，且起刀点为工件中心，即车床主轴中心，锥形底孔的存在会导致主切削刃尾部或刀杆处擦碰锥面，造成内孔刀扛刀的情况，如果强行进给，则车刀会剧烈发震，伴随有车削噪音，导致加工表面粗糙度差，易崩刃，严重时直接折断车刀，造成设备损坏和人员事故的发生。当使用平底钻或群钻进行钻孔时，虽然没有孔底锥度的情况，加工条件较普通麻花钻要好，但是由于钻孔深度误差的存在，会导致纵向进给至孔底时，由于盲孔车刀主偏角的角度特殊，切削至孔底时，参加工作的切削刃过长，震动加剧且内孔车刀刚性较差，容易发生车刀崩刃情况的发生。

3 加工中改进办法

鉴于以上情况的存在，数控车在加工平底盲孔时，要注意以下几点。首先，在车刀选择上，尽量增加内孔车刀的刀杆直径，增加内孔车刀的刚性，选用较好的刀杆结构；刀柄伸出越长，内孔车刀的刚性越低，容易引起震动，应尽量减小刀柄的伸出长度，刀柄的伸出长度只要略大于孔深即可，一般比被加工孔长3～5mm即可。当加工孔径<20mm时，如果条件允许的话，可以选用可转位机夹内孔车刀。可转位内孔刀的刀体材料优于普通需刃磨的硬质合金车刀刀体，刀杆刚性较好，关键是采用了小刀头，当刃磨小刀头内孔车刀时，弥补了刀头部分焊接面积小、粘接性能差的缺陷，改变了刀头受力情况差，易脱焊的情况，大大增加了内孔刀的刚性。其次，内孔刀在刃磨时，在强度允许的情况下，刃磨卷屑槽时，尽量采用大的前角，力求锋利，减小切削力。再次，对于平底孔的加工，如果图纸没有专门要求的话，尽量保留底孔中心的锥度部分，锥度部分越大，加工越容易，可以有效的降低加工难度，如果有技术要求的话，尽量保留中心部分2～4mm的橫刃小坑。可以降低车刀车至中心处的崩刃几率。然后，严格控制钻孔深度，采用一些特殊加工工艺，例如（1）对工件采用轴向定位，然后尾座位置固定，尾座套筒采用挡铁限位，来控制钻孔深度，钻孔深度尺寸精度控制在-1.5～-0.2mm内。（2）刀架安装专用钻套，用数控编程进给控制，或者是普车纵向进给大刻度盘，来控制钻孔深度。提高钻孔的深度尺寸精度。尽量保证工件的一致性，在使用底孔工件时，要对钻孔毛坯工件进行每件必测，特别是孔深，绝对要避免特殊尺寸工件的存在。对于孔深有差别的工件，要进行分类，或者进行二次钻孔修正。分类后，修改数控车床的加工程序，用以加工特殊尺寸的工件，确保加工中的万无一失。由于盲孔内孔加工中的特殊性，在平底内孔的加工中，应减少切削用量，首先要降低转速，车内孔时的转速比车外圆时低10%～20%，其次是减小切削深度，最后根据实际加工情况，选用合适的进给量。平底盲孔的车削中，内孔刀的安装高度必须与工件的回转中心等高或稍高一些，以保证能将孔底车平。最后，解决内孔刀的排屑问题。车盲孔时，为防止切屑堵塞内孔，则要求切屑从孔口排出（后排屑），主要采用负值刃倾角内孔车刀。要求切屑呈螺卷状断屑，而不能形成带状切屑，否则会缠绕到刀头、刀柄上，易造成车刀崩刃。所以要求车刀磨有0°～2°的刃倾角，并磨有断屑槽，以适用于平底孔和台阶孔的车削。

4 结语

综上所述，以上方法目的都是尽量避免数控车在加工平底盲孔的过程中，产生的各种问题，只要严格按照上述方法进行加工，就可避免加工中出现的很多问题，使得生产可以顺利进行，从而达到提高生产效率和避免设备和人员伤害的目的。

参考文献

[1] 袁桂萍.车工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[2] 杜俊伟.车工工艺学[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3] 刘英超.数控机床编程与操作[M].北京：机械工业出版社，2010.

作者：杜羽