深加工的編程及技巧
在數控加工中常遇到孔的加工，如定位銷孔、螺紋底孔、挖槽加工預鑽孔等。採 用立式加工中心和數控銑床進行孔加工是最普:通的加工方法。但深孔加工，則 較為困難，在深孔加工中除合理選擇切削用量外，還需解決三個主要問題：排屑、 冷卻鑽頭和使加工週期最小化。下面將從編程方面討論解決有關深孔加工的主要 問題。
一、深孔加工的編程指令及自動編程
1. 深孔加工指令格式 大多數的數控系統都提供了深孔加工指令，這裡以 FANUC 系統為例來進行敘述。 FANUC 系統提供了 G73 和 G83 兩個指令：
G73 為高速深孔往復排屑鑽指令，G83 為深孔往復排屑鑽指令。其指令格式為：
式中 X、Y——待加工孔的位置； Z——孔底座標值（若是通孔，則 鑽尖應超出工件底面）； R——參考點的座標值（R 點高出 工件頂面 2～5mm）； Q——每一次的加工深度； F——進給速度（mm / min）； G98——鑽孔完畢返回初始平面； G99——鑽孔完時返回參考平面（即 R 點所在平面）。 2.深孔加工的動作 深孔加工動作是通過 Z 軸方向的間斷進給，即採用啄鑽的方式，實現斷屑與排屑 的。雖然 G73 和 G83 指令均能實現深孔加工，而且指令格式也相同，但二者在 Z 向的進給動作是有區別的，圖 1 和圖 2 分別是 G73 和 G83 指令的動作過程。
執行 G73 指令時，每次進給後令刀具退回一個 d 值（用參數設定）；而 G83 指 令則每次進給後均退回至 R 點，即從孔內完全退出，然後再鑽入孔中。深孔加 工與退刀相結合可以破碎鑽屑，令其小得足以從鑽槽順利排出，並且不會造成表 面的損傷，可避免鑽頭的過早磨損。 G73 指令雖然能保證斷屑，但排屑主要是依*鑽屑在鑽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，為保證順利打斷並排出切屑，應 優先採用 G83 指令。 3. 常規自動編程方法 這裡以 MasterCAM V9 為例，其鑽孔參數設置對話框如圖 3 所示。
（1）高度參數 高度參數包括 Clearance（安全高度）、Retract（參考高度）、Feedplane（下 刀位置）、Top of stock（工件頂面）和 Depth（切削深度）等。 安全高度是指在此高度上刀具可以在任何位置平移而不會與工件或夾具發生碰 撞；參考高度為開始一個刀具路徑前刀具回縮的位置，參考高度應高於下刀位置； 下刀位置是指當刀具在下刀位置之上先快速下降，當下降到該位置後再以慢速接 近工件；工件頂面是指工件上表面的高度值；切削深度是指最後的加工深度。 （2）鑽孔參數 根據孔加工方式的不同，可設置的參數個數也不同，各參數的含義如下： Lst Peck——第一次啄鑽深度； Subsequent Peck——以後每次的啄鑽深度； Peck Clearance——啄孔間隙； Chip Break——退刀量； Dwell——刀具暫停在孔底部的時間； Shift——設置退刀時離開孔表面的距離。 （3）自動編程產生的程序段 由圖 3 對話框中設定參數值所產生的程序段為： N110G98G83Z-150.R2.Q5.F90 比較對話框設定參數與所產生的程序段，可以看出： 1）程序段中產生了第一次啄鑽深度值 Q5，“以後每次啄鑽深度值”和“啄鑽間隙 值”兩參數不起任何作用； 2)G73 和 G83 指令在鑽孔時孔底動作均為快速返回，不會產生暫停的動作，即 Dwell 設定值在此程序段中沒有得到體現。而在實際加工中，當鑽頭退出時，鑽 屑在冷卻液沖刷下會落入孔中。這種情況尤其會發生在對鋼料的加工中。當鑽頭 再次進入後，它將撞擊位於孔底部鑽屑。鑽屑在刀具的作用下開始旋轉，將鑽屑 切斷或熔化。因此，在必要時應暫停加工來清理吹淨鑽屑。 3）若加工臺階深孔，如圖 4 所示，其加工工藝一般是先加工直徑為 20 的孔， 然後再鑽底部直徑為 10 的孔。然而用 G83 指令加工底部直徑為 10mm 的深孔 時，將在直徑 20mm 的長度上造成較大的時間浪費。
二、編程技巧 鑑於存在上述幾個缺陷，我們將鑽孔參數設置對話框中的 Lst Peck 參數設置成 65，而 Subsequent Peck 的參數設置成 5，Dwell 設置成 0（即不延時）。同時 打開後置處理文件，將 Usecanpeck 項的 Yes，改成 NO，則產生如下程序： % O0000（文件名） (PROGRAM NAME - T1)（程序名） (DATE, Day-Month-Year - 26-04-04TIME, Hr:Min - 14:00)（編程時間） N100G21（公制單位） N102G0G17G40G49G80G90 （XY 平面，半徑補償取消，長度補償取消，固定循環取消，絕對編程） ( 10. CENTER DRILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.)（刀具說明） N104T1M6（換刀） N106G0G90G54X0.Y0.S1145M03M08
（調用工件座標系，刀具移至 X0Y0，啟動主軸，開冷卻泵） N108G43H1Z50.（長度正補償，刀具運動至安全高度） N110Z2.（刀具運動至下刀位置） N112G1Z-63.F90（第一次啄鑽，深度至為 Z-63。這段可以刪除） N114G0Z2.（快速退回至 R 點。此程序段可刪除） N116Z-61.（快速運動至 Z-61 的位置，留有 2mm 的啄孔間隙） N118G1Z-68F90（鑽至 Z-68 的深度，從 Z-63 鑽至 Z-68，每次啄鑽 5mm） N120G0Z2.（快速退回至下刀位置） N122Z-66.（快速運動至 Z-66 的位置，留有 2mm 的啄孔間隙） N124G1Z-73.（鑽至 Z-73 的深度，從 Z-68 鑽至 Z-73，每次啄鑽 5mm） N126G0Z2. N121G04P2000（延時 2 秒。此程序段為手工插入） N128Z-71. N130G1Z-78. 從上面程序中可以看出，第一次啄鑽深度即達 Z-68 的位置，使整個加工過程的 時間縮短。但因沒有延時，故需用手工對程序進行修改。一般只需要在鑽至較深 的位置時插入 G04P2000 程序段（延時 2 秒），使鑽頭在 R 點延時足夠的時間， 以充分冷卻鑽頭，保證鑽頭有足夠的耐用度。 三、結論 通過合理地設置鑽孔加工參數和適當地修改後置處理文件，使自動編程產生的程 序能滿足深孔加工的斷屑、保證刀具充分冷卻等實際情況
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