項目三孔加工[學習目標]1．知識目標①了解孔的類型及加工方法；②了解麻花鉆、鉆孔工藝及工藝參數選擇；③掌握刀具長度補償指令；④掌握孔加工循環指令。2．技能目標①會進行淺孔、深孔的加工；②會用循環指令加工淺孔、深孔方法。

任務一

鉆孔圖3－1圖3－2[知識學習]一、編程指令1．刀具長度補償指令（1）指令功能通常在數控銑床（加工中心）上加工一個工件要使用多把刀具，由于每把刀具長度不同，所以每次換刀后，刀具Z方向移動時，需要對刀具進行長度補償，讓不同長度的刀具在編程時Z方向坐標統一。

（2）指令代碼見表3-1。表3-1-1發那科系統與西門子系統長度補償指令系統發那科系統西門子系統指令格式G43Z

H

；正向長度補償G44Z

H

；負向長度補償G49；或H0；取消長度補償其中：Z－指定Z坐標值H－長度補償寄存器號，H0中長度補償值為0無刀具長度補償指令，調用某把刀具及刀具刀沿號時即調用該刀具及該刀沿號的長度補償值，如：T2D2即調用T2刀具D2刀沿號中的長度補償值，刀具號后不寫刀沿號則D1自動生效。使用說明（1）G43、G44是模態有效指令。（2）刀具長度補償寄存器地址從H00～H99共100個，補償量用MDI方式輸入（3）發那科系統中用H0可替代G49指令作為取消刀具長度補償。西門子系統中一把刀具最多可設置30個刀沿號。其中D0中值為0。刀具調用后，刀具長度補償立即生效；如果編程中沒有編寫刀沿號，則D1自動生效。

（4）長度補償的使用(三種用法)：

a)所用刀具都使用一個零點偏置代碼（如G54），確定基準刀具，測量出基準刀具的長度和其它每把刀具的長度差作為長度偏置值，如圖3-1-3所示，并把此偏置值設定在數控系統的刀具數據寄存器（H代碼）中。實際操作時通過對刀確定基準刀具在工件坐標系中的位置，并把Z方向對刀數值設置在零點偏置（即G54）中，然后換上其他刀具依次對刀，測出其在工件坐標系中相對于基準刀具的差值，記錄在對應的寄存器（H代碼）中。編程時通過G43正補償（或G44負補償）及偏置號H確定刀具長度補償。此種方法發那科系統常用。

b)所用刀具都使用一個零點偏置代碼（如G54），將程序中所用的零點偏置代碼（如G54）中的Z值設為0，每把刀具的長度值在對刀時都設定在對應長度補償號H（或刀沿號D）中。發那科系統編程時通過G43正補償（或G44負補償）及偏置號H確定刀具長度補償。西門子系統通過調用每把刀具號及刀沿號時調用長度補償。

c）當所使用的刀具數少于零點偏置代碼數時，每把刀具使用一個零點偏置代碼，Z方向對刀數值設置在每個零點偏置中，刀具參數寄存器中的刀具長度都為0，在程序中用所用的零點偏置代碼編程，把每把刀具長度補償值調出。如T1號刀具對刀數值放在G54中、T2號刀具對刀數值放在G55中、T3號刀具對刀數值放在G56中等等，編程時，不同刀具用各自對刀時的零點偏置代碼。（5）長度補償指令使用說明

1）發那科系統中G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。

2）發那科系統中H代碼為刀具長度補償值的存儲器地址，H00～H99共100個，補償量用MDI方式輸入，補償量與偏置號一一對應。

3）發那科系統中用H0可替代G49指令作為取消刀具長度補償。

4）西門子系統中一把刀具最多可設置30個刀沿號。其中D0中值為0。刀具調用后，刀具長度補償立即生效；如果編程中沒有編寫刀沿號，則D1自動生效。（5）指令應用表3-2示例程序發那科系統西門子系統N10G0G54G49T1M3S500；取消長度補償。N20G43Z5H1；調用長度正補償，刀具移動到工件坐標系Z5處。N30G1Z-2F100；直線插補至工件坐標系Z-2處N40G0Z50；快速移動至工件坐標系Z50處N50G49；取消長度補償。M2；程序結束N10G0G54T1D1M3S500；調用1號刀具長度補償。N20Z5；刀具移動到工件坐標系Z5處N30G1Z-2F100；直線插補至工件坐標系Z-2處N40G0Z50；快速移動至工件坐標系Z50處M2；程序結束2.鉆中心孔循環指令G81（CYCLE81）數控系統發那科系統（鉆中心孔循環）西門子系統（鉆中心孔循環）指令格式G81X

Y

Z

R

F

L

；G80；取消循環CYCLE81(RP，Z0，SC，Z1，，DT，，)加工圖例

數控系統發那科系統（鉆中心孔循環）西門子系統（鉆中心孔循環）參數含義X

Y

：孔位置數據，即X軸、Y軸坐標；Z

：孔底的位置坐標（絕對值時），從R點到孔底的距離（增量值時）；R

：從初始位置到R點位置的距離；F

：切削進給速度；L

：重復次數（僅限需要重復時）；PL：加工平面，通過選擇/轉換鍵

切換RP：返回平面（絕對值）Z0：參考點Z坐標（絕對值）SC：安全距離（相對于參考點的高度）刀尖/直徑：鉆深方式，通過選擇/轉換鍵

切換Z1：最后鉆孔深度（絕對值或相對于Z0的鉆深）φ:直徑值(僅限選擇直徑時提供)DT：最后鉆深時的停留時間，單位：r或s；數控系統發那科系統（鉆中心孔循環）西門子系統（鉆中心孔循環）使用說明（1）調用循環前，應指定主軸轉速及轉向；（2）G17(XY)平面必須有效（3）如用G98，則刀具退回至初始平面；如用G99，則刀具退回至R平面（4）G81指令為模態有效代碼，用G80或01組G(G01、G02、、、)代碼取消（1）輸入程序時，按屏幕下方

軟鍵，再按屏幕右側

軟鍵，出現加工圖例界面，移動光標，按提示輸入參數值，最后按

調用循環（2）調用循環前，應指定主軸轉速、轉向及進給速度，刀具應處于鉆孔位置（3）G17(XY)平面必須有效（4）鉆中心孔有

和

兩種，選“刀尖”時，刀具加工至編程指定的深度，選“直徑”時，刀具加工至該深度下達到編程指定的中心孔直徑3．鉆孔循環指令

數控系統發那科系統（鉆孔循環）西門子系統（鉆孔循環）指令格式G82X

Y

Z

R

P

F

L

；G80；取消循環CYCLE82(RP，Z0，SC，Z1，，DT，，)加工圖例

數控系統發那科系統（鉆孔循環）西門子系統（鉆孔循環）參數含義X

Y

：孔位置數據，即X軸、Y軸坐標；Z

：孔底的位置坐標（絕對值時），從R點到孔底的距離（增量值時）R

：從初始位置到R點位置的距離；P

：孔底的暫停時間F

：切削進給速度L

：重復次數（僅限需要重復時）PL：加工平面，通過選擇/轉換鍵

切換RP：返回平面（絕對值）Z0：參考點Z坐標（絕對值）SC：安全距離（相對于參考點的高度）刀桿/刀尖：鉆深方式，通過選擇/轉換鍵

切換Z1：最后鉆孔深度（絕對值或相對于Z0的鉆深）DT：最后鉆深時的停留時間，單位：轉或秒

（2）指令格式表3-1-3發那科系統與西門子系統鉆孔循環指令數控系統發那科系統西門子系統指令格式G82X

Y

Z

R

F

P

K

其中：X

Y

：孔位X、Y坐標Z

：孔底的位置坐標（絕對值時）從R點到孔底的距離（增量值時）R

：從初始位置到R點位置的距離

F

：切削進給速度

P

：孔底停留時間

K

：重復次數G80取消循環CYCLE82(RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB)循環參數：RTP：返回平面，絕對值RFP：參考平面，絕對值SDIS：安全距離，無符號DP：最終鉆深，絕對值DPR：相對于參考平面的最終鉆深，無符號DTB：鉆深斷屑暫停數控系統發那科系統（鉆孔循環）西門子系統（鉆孔循環）使用說明（1）調用循環前，應指定主軸轉速及轉向；（2）G17(XY)平面必須有效（3）如用G98，則刀具退回至初始平面；如用G99，則刀具退回至R平面（4）G82指令為模態有效代碼，用G80或01組G(G01、G02、、、)代碼取消（1）輸入程序時，按屏幕下方

軟鍵，再按屏幕右側

軟鍵，出現上述加工圖例界面，移動光標，按提示輸入參數值，最后按

調用循環（2）調用循環前，應指定主軸轉速、轉向及進給速度，刀具應處于鉆孔位置（3）G17(XY)平面必須有效

應用示例如圖3-4，在XY平面（24，15）位置加工深度為24mm的孔，孔底停留時間2s，鉆孔坐標軸方向安全距離為4mm。表3-5發那科系統與西門子系統參考程序段號發那科系統西門子系統說明N10G17G90G54T1；

G54G17G90T1D1；

設置初始參數，使用中心鉆N20M3S1000M8；

M3S1000M8F500；

設置轉速，切削液，進給速度N30G00G43Z120H01；

G00X24Y15Z110；

發那科系統設置長度補償，西門子系統刀具空間移動至孔上方N40G81G98X24Y15Z95R5F100CYCLE81（110，100，2，5，，1,0,1,12）；

調用鉆孔循環鉆中心孔，西門子系統鉆深值采用相對值N50G00G80Z200G00Z200抬刀，發那科系統取消鉆孔循環N60M0M5M9M0M5M9程序停，主軸停，切削液停，換麻花鉆段號發那科系統西門子系統說明N80G00G43Z120H02；G00X24Y15Z110；發那科系統設置長度補償，西門子系統刀具空間移動至孔上方N90G82G98X24Y15Z75R102P2F200；

CYCLE82（110，100，2，75,,2,0,1，12）；

調用鉆孔循環鉆中心孔，西門子系統鉆深值采用絕對值N100G80G00Z200；

G00Z200；抬刀，發那科系統取消鉆孔循環N110M30；

M30；

程序結束4．深孔鉆削循環數控系統發那科系統（鉆深孔循環）西門子系統（鉆深孔循環）指令格式G83X

Y

Z

R

P

Q

F

K

；G80；取消循環CYCLE83(RP，Z0，

SC，Z1，D，FD1，DF，V1，V2，V3，DTB，DT，DTS)加工圖例數控系統發那科系統（鉆深孔循環）西門子系統（鉆深孔循環）參數含義X

Y

：孔位置數據，即X軸、Y軸坐標Z

：孔底的位置坐標（絕對值時），從R點到孔底的距離（增量值時）R

：從初始位置到R點位置的距離P

：孔底的暫停時間Q

：每次切削進給的深度，必須用增量值指定F

：切削進給速度K

：重復次數（僅限需要重復時）PL：加工平面，通過選擇/轉換鍵

切換RP：返回平面（絕對值）Z0：參考點Z坐標（絕對值）SC：安全距離（相對于參考點的高度）；斷屑/排屑：鉆孔方式，通過選擇/轉換鍵

切換刀桿/刀尖：鉆深方式，，通過選擇/轉換鍵

切換Z1：最后鉆孔深度（絕對值或相對于Z0的鉆深）D：第1次鉆孔深度或相對于Z0的第1次鉆深FD1：首次鉆孔時的進給速度百分比DF：后續鉆削時鉆孔深度或鉆孔深度百分比，若DF＝100%，則保持相同的鉆孔深度；若DF＜100%，則鉆孔深度逐漸遞減V1：最小鉆孔深度，當DF＜100才存在V2：斷屑時每次加工后的退回量V3：排屑方式手動輸入的提前距離DTB：每次鉆深時的停留時間，單位：r或sDT：最后鉆深時的停留時間，單位：r或sDTS：排屑方式時的停留時間，單位：r或s數控系統發那科系統（鉆深孔循環）西門子系統（鉆深孔循環）使用說明（1）調用循環前，應指定主軸轉速及轉向；（2）G17(XY)平面必須有效（3）如用G98，則刀具退回至初始平面；如用G99，則刀具退回至R平面（4）G83指令為模態有效代碼，用G80或01組G(G01、G02、、、)代碼取消（1）輸入程序時，按屏幕下方

軟鍵，再按屏幕右側

軟鍵，出現上述加工圖例界面，移動光標，按提示輸入參數值，最后按

調用循環（2）調用循環前，應指定主軸轉速及轉向，刀具應處于鉆孔位置（3）G17(XY)平面必須有效（4）加工性質有排屑和斷屑兩種，排屑方式是指鉆頭鉆入一定深度后從工件中退出進行退刀排屑；斷屑方式是指鉆頭鉆入一定深度后回退V2的量進行斷屑應用示例例如：如圖3-5所示，孔位置坐標（40，60），鉆削深度為145mm的深孔，試用兩種系統編寫程序。參考程序見表3-7。段號發那科系統西門子系統N10G54G17G90T1；設置初始參數G54G17G90T1D1；設置初始參數N20M3S500；

設置轉速M3S500F100；

設置轉速，進給速度N30G43Z180H01；

設置長度補償G00X40Y60Z180；刀具空間移動至孔上方N40G83G98X40Y60Z5R155P2Q20F100；

調用鉆孔循環CYCLE83（165，150，1，，145，50，80，1，1，1，100，0，0，2，1，2，，0，1，12221111）；調用鉆孔循環，最終鉆深和首鉆深度均以相對于參考平面而言的相對值N50G80G0Z200；

取消鉆孔循環G00Z200；

抬刀N60M30；

程序結束M30；

程序結束二、加工工藝分析1．工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾，百分表校正鉗口，其工具見表3-1-9。（2）量具選擇：孔徑、孔深、孔間距等尺寸精度較低，用游標卡尺測量即可，其規格見表3-1-9。（3）刃具選擇：鉆孔前先用中心鉆鉆中心孔定心；然后用麻花鉆鉆孔。常用麻花鉆的種類及選擇如下：直柄麻花鉆傳遞扭矩較小，一般用在直徑小于12mm的鉆頭。錐柄麻花鉆可傳遞較大扭矩，用在直徑大于12mm的鉆頭。本任務所鉆孔徑較小，選用直柄麻花鉆，其具體規格、參數見表3-1-9。

表3-1-9工、量、刃具清單種類序號名稱規格數量工具1機用虎鉗QH1601個2平行墊鐵若干3塑膠榔頭1個4呆扳手若干量具1游標卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1個刃具1中心鉆A21個2麻花鉆Φ6、Φ8各1個2．加工工藝方案（1）孔的種類及常用加工方法①按孔的深淺分淺孔和深孔兩類；當長徑比（L/D孔深與孔徑之比）小于5時為淺孔，大于等于5時為深孔。淺孔加工可直接編程加工或調用鉆孔循環（G82或LCYC82）；深孔加工因排屑困難、冷卻困難，鉆削時應調用深孔鉆削循環加工。②按工藝用途分，孔有以下幾種，其特點及常用加工方法見表3-1-10。序號種類特點加工方法1中心孔定心作用鉆中心孔2螺栓孔孔徑大小不一，精度較低鉆孔、擴孔、銑孔3工藝孔孔徑大小不一，精度較低鉆孔、擴孔、銑孔4定位孔孔徑較小，精度較高，表面質量高鉆孔+鉸孔5支承孔孔徑大小不一，精度較高，表面質量高鉆孔+鏜孔（鉆孔+鉸孔）6沉頭孔精度較低锪孔表3-1-10孔種類及其常用加工方法

（2）加工工藝路線鉆孔前工件應校平，然后鉆中心孔定心，再用麻花鉆鉆各孔，具體工藝如下：①用中心鉆鉆2×Φ6及2×Φ8的中心孔。②用Φ6鉆頭鉆2×Φ6的盲孔。③用Φ8鉆頭鉆2×Φ8的盲孔

（3）合理切削用量選擇加工鋁件，鉆孔深度較淺，切削速度可以提高，但垂直下刀進給量應小，參考切削用量參數見表刀具號刀具規格工序內容F（mm/min）S（r/min）T1A2中心鉆鉆2×Φ6及2×Φ8的中心孔1001000T2Φ6麻花鉆鉆2×Φ6的盲孔1001200T3Φ8麻花鉆鉆2×Φ8的盲孔1001000三、參考程序編制

1．工件坐標系建立根據工件坐標系建立原則，本任務工件坐標系建立在工件上表面中心位置。四個孔的坐標（16，16）、（16，-16）、（-16，16）、（-16，-16）。

2．參考程序發那科系統（FANUC-0i-MB/MC）程序，程序名“O0311”。程序段號程序內容（發那科系統）程序內容（西門子系統）說

明N0010G90G54G17G40G80G49G90G54G17G40T1D1設置初始狀態N0020M3S1000M8M3S1000M8主軸正轉轉速1000r/min，切削液開N0030G00X-16Y-16G00X-16Y-16刀具移至左下角孔位置N0040G43Z5H01Z5F100發那科系統調用1號刀具長度補償N0050G99G82Z-3R5F100CYCLE82（10，0，3，-3，0，0）調用孔加工循環，鉆中心孔深3mm，N0060Y16G00Y16繼續在（-16，16）處鉆中心孔N0065

CYCLE82N0070X16G00X16繼續在（16，16）處鉆中心孔N0075

CYCLE82N0080Y-16G00Y-16繼續在（16，-16）處鉆中心孔N0085

CYCLE82N0090G80G0OZ200G00Z200刀具沿Z軸快速移動到Z200處，發那科系統取消鉆孔循環N0100M9M5M00M9M5M00切削液關，主軸停轉，程序停止，安裝T2（φ6）麻花鉆N0110M3S1200M8M3S1200M8F100主軸正轉轉速1200r/min，切削液開N0120G90G54G00X-16Y-16G43Z5H02G90G54G00X-16Y-16Z5T2D1刀具快速移動到（-16，-16，5）處，發那科系統調用2號刀具長度補償N0130G99G83Z-7.7R3Q3F100CYCLE83(5，0，3，-7.7，，-3，，2，，，0.5，0)調用孔加工循環，在（-16，-16）處鉆φ6孔N0140X16Y16G00X16Y16刀具移至（16，16）處鉆φ6孔N0145

CYCLE83N0150G80G00Z200G00Z200刀具沿Z軸快速移動到Z200處，發那科系統取消鉆孔循環N0160M9M5M00M9M5M00切削液關，主軸停轉，程序停止，安裝T3（φ8）麻花鉆N0170M3S1000M3S1000F100主軸正轉轉速1000r/min，切削液開N0180G90G54G0X-16Y16G43Z5H3M8G90G54G00X-16Y16Z5T3D1M8刀具快速移動到（-16，16）處，調用3號刀具長度補償N0190G99G83Z-8.3R5Q3F100CYCLE83（165，150，1，，145，50，80，1，1，1，100，0，0，2，1，2，，0，1，12221111）；調用孔加工循環，在（-16，16）處鉆φ8孔N0200X16Y-16G00X16Y-16刀具移至（16，-16）處鉆φ8孔N0205

CYCLE83N0210G80G00Z200G00Z200刀具沿Z軸快速移動到Z200處，發那科系統取消鉆孔循環N0220M9M5M02M9M5M02切削液關，主軸停轉，程序結束[任務實施]一、加工準備1．閱讀零件圖，并檢查坯料的尺寸。2．開機，機床回參考點。3．輸入程序并檢查該程序。4．安裝夾具，夾緊工件。5．刀具裝夾本練習題共使用了3把刀具，把不同類型的刀具分別安裝到對應的刀柄上，注意刀具伸出的長度應能滿足加工要求，不能干涉。二、對刀，設定工件坐標系1．X、Y向對刀通過試切法進行對刀操作得到X、Y零偏值，并輸入到G54中。2．Z向對刀測量3把刀的刀位點從參考點到工件上表面的Z數值（必須是機械坐標的Z值），分別輸入到對應的刀具長度補償中，供加工時調用(G54中Z值為0)。三、空運行及仿真注意空運行及仿真時，使機床機械鎖定或使G54中的Z坐標中輸入50mm，空運行結束后Z坐標改為0，機床不需要回參考點。四、零件自動加工首先使各個倍率開關達到最小狀態，按下循環啟動鍵。機床正常加工過程中適當調整各個倍率開關，保證加工正常進行。五、零件檢測與評價（見表3-12）。六、加工結束，清理機床序號檢測項目檢測內容及要求配分學生自檢學生互檢教師檢測得分1職業素養文明、禮儀5

2安全、紀律10

3行為習慣5

4工作態度5

5團隊合作5

6制定工藝1．選擇裝夾與定位方式2．選擇刀具3．選擇加工路徑