今天小编为大家推荐《深孔数控加工论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。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。
深孔数控加工论文 篇1：
专用机床的通用数控编程设计方案实例分析
摘要：介绍了一个加工链轮、曲轴端面孔数控机床的通用程序。加工各种不同品种链轮、曲轴端面孔的专用数控机床的数控编程比较复杂，本文介绍了一个合理的采用参数化设计的通用加工程序从而解决了机床操作者数控编程困难的问题，为加工各种不同大小、不同加工孔数及其他特殊加工要求的零件提供了一个避免重复编写数控程序的解决方案。
关键词：数控编程;通用程序;设计方案
1概述
在专用数控机床的数控编程中，经常会碰到相似零件加工的情形，由于它们的加工方式及使用的刀具不尽相同，而不得不对每种不同类型的零件进行不同的NC数控程序编写，既需要操作人员掌握NC数控编程知识，也容易编写失误，对加工的效率及加工成品率有极大的影響，因此有必要对此类专用机床编写一个零件加工的通用程序。对专用数控机床操作者来说，仅需要根据零件加工图样进行正确的参数设置即可达到同编写一个正确且完整的NC数控程序一样的目的，避免了切换加工零件时的编程及调试步骤，即节省了编程时间，也减少了调试出错的可能。这里以本人独立完成数控编程设计并已投入实际生产的一台“ZK1数控加工机床”的通用NC数控程序为实例，来分析此类数控编程的编写思路，并通过实例说明机床采用此数控编程设计方法后对机床操作者切换加工零件品种时的操作便利性。
2 ZK1数控加工机床通用程序的设计方案
2.1ZK1数控加工专用机床的运动控制及零件加工工艺
此数控机床采用西门子802Dsl数控系统进行数控编程设计，其采用一个园盘式24刀位刀库用于存放加工刀具，三轴联动控制机床的上下左右及加工方向的运动，其中X轴及Y轴控制机床刀具的横向和纵向运行，Z轴控制刀具加工进刀方向，同时配备了一个主轴控制刀具的旋转、刀具换刀角度定位及探测头探测过程中的角度定位。
如图1所示为一种需加工链轮的加工平面示意图。加工前首先进行工艺分析， 明确被加工零件的材料、结构特点、孔位尺寸参数及加工精度要求，确定加工刀具和加工方式，然后拟定零件加工的工艺步骤即工艺路线，最后确定走刀路线及对刀点、起刀点的位置并设计切入、切出方式。
2.2加工坐标的定义
在此产品中以零件的中心为加工圆心，沿圆心一定距离加工一系列圆孔（各孔可能有不同的加工要求），其中包括加工一个特殊的定位孔，因此加工过程中必须先确定零件圆心O点的坐标。首先机床采用探测刀具探测出加工零件的横向（X轴）及纵向（Y轴）外圆点坐标，分别得到横向外圆的X轴坐标值X1、X2及纵向外圆的Y轴坐标值 Y1、Y2，再利用（X1+X2）/2及（Y1+Y2）/2算出圆心O点的X轴及Y轴坐标。找到圆心O的X/Y轴坐标以后，还需要利用探测刀具确定刀具接触加工零件时的刀触点位置（Z轴坐标值），这样就确定了加工零件的加工原点。
由于加工孔位全部以圆心O为中心，所以对操作者来说以极坐标的形式输入参数较为直观。这里以圆心O点为极点，以横向水平向右为极轴Ox，沿途根据孔位的角度及离圆心O点距离两个参数设定孔位位置（半径及角度）。操作者只需要参考加工零件图输入（一系列）孔位离极点O的距离及与极轴Ox的夹角，以及加工孔位的深度、刀具加工顺序即可。设定完后后即可进行加工，即不需要另行编写加工程序，也不容易出错。
2.3人机界面的处理
规划好加工刀具及加工路径后，需要将加工过程中需要的切削参数输入到机床中。本机床采用人机界面的方式清楚、直观地显现给用户需要输入的参数。在以上规划中用户需要输入的参数包括对刀点、刀触点、（各孔位）刀具的选择、孔位位置（相对极点O的距离及与极轴Ox的夹角）、加工刀具顺序及各刀具的加工孔位深度等，这些切削参数全部通过人机界面来实现。如图2所示为一种链轮加工要求需要输入的切削参数图形设计画面（以表格的形式显现给用户）。
在802DSL系统中，为了进行用户对话框的配置， 需要使用控制系统中“制造商驱动器”目录中的以下文件： （1）脚本文件*.xml存放路径为/Machine manufacture/appl。（2）文本文件aluc.txt存放路径/Machine manufacture/ing。（3）图片文件*.bmp或*.png存放路径/Machine manufacture/ico。
本机床根据实际需要编写出用户人机界面的脚本文件xmldial.xml并存放在/Machine manufacture/appl目录中，在文本文件中对应好相应的R参数与切削参数即可，如图2中的半径、角度、使用的刀具及各刀具加工深度等值。同时将图2中人性化的（图形式）表格制作成bmp文件存放在/Machine manufacture/ico目录中。制作好的报警文本文件aluc.txt则存放在/Machine manufacture/lng目录中。对于本机床来说，除了以上孔位设计图形输入画面外，完备的程序还需要具有刀库刀位与刀具的对应表（换刀时刀库刀位对应需相应调整）、刀具类型定义（包括对刀具进行编号、刀具加工时主轴的旋转速度、刀具进刀速度等）、对刀换刀点等人机界面参数输入画面。
人机界面的处理其实相当重要，对操作者来说，一个直观、清楚的人机界面参数输入画面能够在更换加工零件类型时尽可能地减少了产生错误的机会。
2.4实际加工程序流程及使用举例
（1）机床初始化：动力头回机床原点;水泵、探测装置、排屑机等初始化;被加工零件夹紧等。
（2）根据孔位参数优化刀具加工列表：从图2可以看出，加工一个单独的孔可能需要用到多把刀具，如图2中举例的定位孔（孔序1），需要先用中心钻1定位一个5mm的中心，再利用钻头2加工一个50mm深的孔，最后利用丝攻1进行攻丝。其他孔位也一样具有各自不同的加工刀具及加工方法。在实际加工过程中，可能还会碰到一些复杂的加工方式，例如先定位加工圆心、然后使用大直径钻头加工一个沉孔、再利用小直径钻头加工底孔，最后对底孔进行攻丝等，这种孔的加工工序有4刀，当然还会有5刀或更多加工工序的特殊情形，所以在人机界面参数输入画面设计时最好设置5刀参数（本文以3刀参数为例）。对于极少数的超过设计加工工序的情形，可以采用一种特殊形式的参数输入方法来解决这个问题，例如将一个孔的加工假设为两个孔，分别将参数输入到两个孔序的参数中，这样就可对一个复杂加工工序的孔位进行加工，而不需修改程序。事实上这种复杂的孔加工极少，不需要专门为这种复杂孔位的加工另行编写程序，使得程序的通用性更强。
这里牵涉到一个问题，就是同一刀具可能需在多个孔位用到，要尽量在切换一把刀具后将所有用到该刀具的孔位加工完成后再换刀，以避免频繁换刀浪费加工时间，同时还要保持各孔位刀具加工次序。所以在进行NC程序设计时需要根据各孔位使用刀具的次序进行总的刀具切换安排，建立一个合理高效的优化刀具加工列表。首先按照孔位依次读取刀具使用次序，然后依次检测该刀具是否在其他孔位加工中用到，在其他孔位用到该刀具时就要依照该孔位的刀具使用顺序进行重新排序刀具加工列表，确保每个孔位刀具加工次序不变，防止加工事故，例如在输入参数时一般是先钻孔再攻丝，那么刀具加工列表不能乱改加工顺序为先攻丝再钻孔，这样明显会引起没钻孔就开始攻丝，引起攻丝刀具断裂的事故发生。一个优化的刀具加工列表即要保持原加工工序不变，也要尽量减少了换刀次数，节省加工时间。
这里以图2中数据为例来说明刀具加工列表的产生思路。在图2所示数据中，首先根据定位孔（孔序1）产生一个刀具加工列表为：中心钻1、钻头2、丝攻1，再检测第一把刀具中心钻1在其他孔位中的使用及次序修改刀具加工列表，因为所有孔位都用到了中心钻1，所以重点考虑中心钻1在各孔位中的加工次序。检查发现在加工孔序8时，中心钻1为该孔的第二刀，所以必须先加工孔序8中的第一刀，即刀具加工列表要改为：中心钻2、中心钻1、钻头2、丝攻1。下一步检测刀具加工列表中的第3把刀具钻头2，同理依次检测各孔并调整刀具加工列表。依照此思路，可将整个加工孔位的刀具加工列表最后确定出来：中心钻2、中心钻1、钻头2、钻头3、丝攻1、丝攻2、铰刀1。这就是一个最终优化的刀具加工列表，在编写程序时要在程序的前面进行设计得到这个列表再进行加工。
上述产生刀具加工序列过程中，需要注意一种特殊情形，例如孔序1使用刀具1、刀具2，孔序2使用刀具2、刀具1。理论上讲不存在这种情况，如实际过程中存在这种情形，则尽量在输入参数时避免此情形，可以设定将其中一种刀具设定为两个刀具，以避免刀具加工序列中一个刀具号出现两次。如将刀具2同时设定为刀具3，这样孔序1使用刀具为刀具1、刀具2，孔序2使用刀具为刀具1、刀具3。
（3）探测出零件圆心O的坐标：切换到探测刀具，并按照前面介绍的方法检测出加工零件的外圆点X1、X2、Y1、Y2的值并算出圆心O的坐标值，同时探测出加工零件刀触点Z坐标。
（4）根据刀具加工列表顺序依次加工：切换到相应的刀具，启动水泵、排屑机，根据刀具（旋转速度）参数启动主轴，使用该刀具依次加工（用到该刀具的）孔位，一把刀具加工完所有孔位后，停止主轴并定位到切换刀具角度，检测刀具加工列表中的下一刀具，并进行换刀，再用相同的方法依次加工各孔位，直到刀具加工列表中的所有刀具全部使用完成。
（5）结束当前零件加工过程：机床动力头回到原点，停水泵、排屑机、主轴，松开加工工件，完成零件加工的整个动作。
3结语
对于加工专用零件的专用加工机床，一般一个NC程序只能加工一种零件，但由于采用了上述通用数控编程设计，在操作者使用时，更换加工零件种类时显得比较方便。对操作者来说，只需根据加工零件图，在人机界面中输入相应参数，即可完成一个完整NC程序的编写，即防止了出错，节省了编程时间，也提高了加工效率，在生产厂家中很受欢迎。事实上，正是由于采用此种编程方式，厂家实际使用时，除了用在链轮的加工中，后来还用在了曲轴端面孔的加工中，提高了产品的适应范围。本程序的适应性广、工艺编制合理、加工质量高，解决了各种类型链轮等产品数控编程加工的諸多难题，可以在编写其他类似专用机床数控程序时作为参考设计方案。
参考文献：
[1] 王乐强，胡天明.基于西门子802Dsl数控系统的插齿机人机界面开发[J].金属加工（冷加工），2014（22）：63-66.
[2] 张志恒.巧用宏程序编制特殊零件通用程序[J].科技资讯，2011（4）：9.
[3] 陈颖，韩加好.基于宏指令的梯形螺纹通用数控加工程序编制[J].工具技术，2008（9）：69-71.
【通联编辑：梁书】
作者：陈奎清
深孔数控加工论文 篇2：
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