深孔加工的编程及切削用量选择

周成东

摘 要:深孔加工技术是机械加工发展的一种产物，它是集麻花钻、绞刀等多种加工刀具于一身的新型切削工具，适用范围很广，真正运用到大型管板类群孔加工，是随着发电设备制造规模和能力不断提升，才逐渐进入人们的视线，特别是核能发电的出现，已经成为现阶段电能产出的主导形式，作为加工核电设备关键部件蒸发器管板的深孔加工，就更加受到我们的关注。成为核电设备制造过程中必不可少的关键加工工序。

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关键词 ：切削用量 深孔加工 编程

引言

在数控加工中会经常遇到深孔的加工，例如:螺纹底孔、定位销孔等。在加工孔时我们一般都是用立式加工中心和数控铣床进行加工。但在这些孔中深孔加工是较困难的，在孔加工中除了切削用量外，排削、冷却钻头也是需要解决的。

图为5 个直径为8，深度为200 的深孔，该深孔加工存在孔深，容易断刀，难以保证同轴度，精度难以保证等问题。下面我将从编程和切削用量两方面来来讨论和解决该深孔加工中遇到的问题。

一、深孔加工的编程指令

1、深孔加工的指令格式

很多的数控系统中都提供了深孔加工指令，这里以SIEMENS和FANUC 为来进行叙述深孔加工。

(1)首先我们来谈一下SIEMENS 系统，SIEMENS 系统提供了CYCLE83 指令：CYCLE83 为深孔往复排屑钻孔指令。

CYXLE83 指令格式为：CYCLE83(RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VA-RL)。

(2)我们下面来谈一下FANUC 系统，FANUC 系统提供了两种指令，分别为：G73 和G83。G73 为高速深孔往复排屑钻指令；G83为深孔往复排屑钻指令。指令格式为：

G73 X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿；

G83 X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿；

指令中：

X、Y—指定孔在XY 平面能的定位

Z—孔底平面的位置(若是通孔，则钻尖应超出工件底面)

R—R 点平面所在的位置（R 点高出工件顶面2 至5 毫米）

Q—当有间隙进给时，刀具每次加工深度

F—孔加工切削进给时的进给速度

2、深孔加工的动作

(1)CYCLE83 孔加工

该指令通过Z 轴方向的间歇进给实现断屑和排屑的目的。刀具从加工开始平面Z 向进给FDPR 后暂停断屑，然后快速回退到加工开始平面；暂停排屑后再次快速进给到Z 向距上次切削空地平面DAM 处，从该点后，快进变成共进，共进距离为FDPR+DAM。如此循环直至加工至要求的孔深，刀具回退到返回平面完成深孔加工。

(2)FANUC 的深孔加工动作

深孔加工动作是通过Z 轴方向上的间断进给，即采用点钻的方式，实现排屑和断屑的。虽然G83 和G73 都能实现深孔加工，并且指令的格式都完全相同，但是这两个指令在Z 方向的进给动作是有区别的。如图所示：

(3)对图2 所示的5-ф8 mm 深为200mm 的孔进行加工。显然，这是深孔加工。利用G73 进行深孔钻加工的程序为：

G1 Z60 F2000

M03 S600

G98 G73 X0 Y0 Z-200 R30 Q5 F50

G73 X40 Y0 Z-200 R30 Q5 F50

G73 X0 Y40 Z-200 R30 Q5 F50

G73 X-40 Y0 Z-200 R30 Q5 F50

G73 X0 Y-40 Z-200 R30 Q5 F50

G01 Z100

M05

M30

二、切削用量的确定

切削用量包括切削速度、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度并充分发挥机床的性能，最大限度地提高生产率，降低成本。

1、切削速度的选择

铣削的切削速度与刀具的耐用度T、进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae 以及铣刀齿数Z 成反比，与铣刀直径d 成正比。其中原因是fz、ap、ae、Z 增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具的磨损，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大铣刀直径则可以改善散热条件，相应的提高切削速度。

2、进给速度的选择

进给速度F 是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处容易造成“超程”或“欠程”现象。

3、背吃刀量的选择

在保证加工表面质量加工质量的前提下，被吃刀量可根据机床、刀具、夹具和工件的组成的工艺系统刚度来决定。在刚度允许的前提下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一次性切净余量，以提高生产效率。

结束语

在加工深孔时我们要合理的设置加工参数，认真的编写程序，这样才能保证孔尺寸和精度。在选择切削用量时，我们要根据工艺的要求来认真的选择，保证又快又好的加工好工件。

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参考文献:

[1]《数控技术》.哈尔滨工业大学出版社.宋本基.主编.1999.

[2]《数控技术》.西南交通大学出版社.关美华.主编.2003.

（作者单位：盐城机电高等职业技术学校 江苏盐城市 224000）