深孔加工的編程及切削用量選擇

胡萍

摘 要：深孔加工技術是機械加工發展的一種產物，它是集麻花鉆、絞刀等多種加工刀具于一身的新型切削工具，適用范圍很廣，真正運用到大型管板類群孔加工，是隨著發電設備制造規模和能力不斷提升，才逐漸進入人們的視線，特別是核能發電的出現，已經成為現階段電能產出的主導形式，作為加工核電設備關鍵部件蒸發器管板的深孔加工，就更加受到我們的關注。成為核電設備制造過程中必不可少的關鍵加工工序。

關鍵詞：切削用量；深孔加工；編程

在數控加工中會經常遇到深孔的加工，例如：螺紋底孔、定位銷孔等。在加工孔時我們一般都是用立式加工中心和數控銑床進行加工。但在這些孔中深孔加工是較困難的，在孔加工中除了切削用量外，排削、冷卻鉆頭也是需要解決的。

圖為5個直徑為8，深度為200的深孔，該深孔加工存在孔深，容易斷刀，難以保證同軸度，精度難以保證等問題。下面我將從編程和切削用量兩方面來來討論和解決該深孔加工中遇到的問題。

1 深孔加工的編程指令

1.深孔加工的指令格式

很多的數控系統中都提供了深孔加工指令，這里以SIEMENS和FANUC為來進行敘述深孔加工。

（1）首先我們來談一下SIEMENS系統，SIEMENS系統提供了CYCLE83指令：CYCLE83為深孔往復排屑鉆孔指令。

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

指令中：

RTP---返回平面，用絕對值進行編程

RFP---參考平面，用絕對值進行編程

SDIS---安全距離，無符號編程，其值為參考平面到加工開始平面的距離

DP----最終的孔加工深度，用絕對值進行編程

DPR---孔的相對深度，無符號編程，其值為最終孔加工深度與參考平面的距離。程序中參數DP與DPR只用指定一個就可以了，如果兩個參數同時指定，則以參數DP為準

FDEP---起始鉆孔深度，用絕對值表示

FDPR---相對于加工開始平面的其實孔深度，無符號

DAM----相對于上次鉆孔深度的Z向退回量，無符號

DTB----刀具在孔底部暫停時間

DTS----起始點處用于排屑的停頓時間；（VARI=1是有效）

FRF----鉆孔深度上的緊急率系數；（系數不大于1，由于在固定循環中沒有指定進給速度，所以將前面程序中的進給速度用于固定循環，并通過該系數來調整進給速度的大小。）

VARI---排屑與斷屑類型的選擇。（VARI=為斷屑，表示鉆頭在每次到達鉆孔深度后返回DAM進行斷屑；VARI=1為排屑，表示鉆頭在每次到達鉆孔深度后返回加工開始平面進行排屑。）

（2）我們下面來談一下FANUC系統，FANUC系統提供了兩種指令，分別為：G73和G83。G73為高速深孔往復排屑鉆指令；G83為深孔往復排屑鉆指令。指令格式為：

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，則鉆尖應超出工件底面）

R-----R點平面所在的位置（R點高出工件頂面2至5毫米）

Q------當有間隙進給時，刀具每次加工深度

F------孔加工切削進給時的進給速度

G73指令雖然能保證斷屑，但排屑主要是靠鉆屑在鉆頭螺旋槽中的流動來保證的。因此深孔加工，特別是長徑比較大的深孔，為保證順利打斷并排出切屑，應優先采用G83指令。

通過G83和CYCLE83還有73的比較得知：無論是西門子還是FANCE都有各自的好處，我們在加工深空時最好用G83和CYCLE83的指令.

我們在做深孔加工時還要注意“排屑困難、熱量不易傳散、鉆頭容易偏斜”等特點。如果我們不注意這些問題，就會在加工過程中損壞鉆頭，鉆頭將失去切屑能力，影響孔的加工精度。所以我們在加工時要注意解決排屑、導向、冷卻的問題，保證深孔的加工精度和刀具的耐用度。

2 切削用量的確定

切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度并充分發揮機床的性能，最大限度地提高生產率，降低成本。

1.切削速度的選擇

銑削的切削速度與刀具的耐用度T、進給量fz、背吃刀量ap、側吃刀量ae以及銑刀齒數Z成反比，與銑刀直徑d成正比。其中原因是fz、ap、ae、Z增大時，使同時工作齒數增多，刀刃負荷和切削熱增加，加快刀具的磨損，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大銑刀直徑則可以改善散熱條件，相應的提高切削速度。

2.進給速度的選擇

進給速度F是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制。在輪廓加工中，在接近拐角處應適當降低進給量，以克服由于慣性或工藝系統變形在輪廓拐角處容易造成“超程”或“欠程”現象。確定進給速度的原則：1、質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內選取。2、切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。3、加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內選取。4、具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數控系統給定的最高進給速度。

3.背吃刀量的選擇

在選擇切削用量時，應保證刀具至少能加工1至2個工件，或半個到一個班次。工件表面粗糙度要求為Ra3.2至2.5μm，分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量0.5～1.0mm；工件表面粗糙度要求為Ra0.8～3.2μm，可分粗銑、半精銑、精銑三步銑削加工，半精銑時端銑背吃刀量或圓周銑側吃刀量取1.5～2mm，精銑時端銑背吃刀量取0.5～1mm，圓周銑側吃刀量取0.3～0.5mm。

3 結束語

在加工深孔時我們要合理的設置加工參數，認真的編寫程序，這樣才能保證孔尺寸和精度。在選擇切削用量時，我們要根據工藝的要求來認真的選擇，保證又快又好的加工好工件。

參考文獻

[1]《數控技術》.哈爾濱工業大學出版社.宋本基 主編，2012.

[2]《數控技術》.西南交通大學出版社.關美華 主編，2013.