第五章 数控钻镗编程 5.1 孔加工固定循环指令 5.2 数控钻镗编程实例思考与练习15.1 孔加工固定循环指令 v数控钻镗编程时，数值计算比较简单，程序 中只需要给出被加工孔的中心位置、孔的深 度、及孔在加工过程中刀具的几个关键位置 就可以了。一般，一条加工指令仅完成一个 加工动作。但孔的加工需要一套连续的几个 固定动作才能完成。 2v如图5-1钻浅孔：刀具在初始平面快速定位至孔中 心，再快速下至安全平面位置，然后以钻孔进给 速度加工至孔底，最后再快速抬刀，完成一浅孔 的加工。对孔加工中的这些典型的固定的几个连 续动作，数控系统均以子程序的形式事先存贮在 子程序存贮器中，在需要时可用一组“固定循环”指 令代码去调用相应的子程序，执行不同的孔加工 操作，使钻镗加工程序大大简化。一、固定循环指令调用格式二、固定循环指令简介三、使用固定循环注意事项3一、固定循环指令调用格式 v常用的孔加工固定循环指令有13个：G73、 G74、G76、G80、G81G89等，除G80 为取消固定循环指令外，其余均为执行孔加 工的不同操作指令，其调用格式为： 4vG90/G91 G98/G99 G_ X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ L _ F _ vG90/G91为X_ Y_ Z_ R_ Q_的输入 方式，G90为绝对坐标方式输入，G91为增 量坐标方式输入。5v G98/G99为孔加工完后，自动退刀时的抬 刀高度，G98表示自动抬高至初始平面高度 ，见图5-1（a）；G99表示自动抬高至安全 平面高度，见图5-1（b）。vG_ 为G73、G74、G76、G81G89中的 任一个代码。 6v X_Y_ 是孔中心位置坐标。v Z_ 是孔底位置或孔的深度。v R_ 是安全平面高度。v P_ 刀具在孔底停留时间。用于G76、 G82、G88、G89等固定循环指令中，其余 指令可略去此参数。P1000为1秒。 7vQ_ 深孔加工（G73、G83）时，每次下钻 的进给深度；或镗孔（G76、G87）时，刀 具的横向偏移量。Q的值永远为正值。vL_ 为子程序调用次数，L0时，只记忆加工 参数，不执行加工。只调用一次时L1可以省 略。v F_ 为钻孔的进给速度。因F具有长效性， 若前面定义过的进给速度仍适合孔加工，F不 必重复给出。8二、固定循环指令简介 1浅孔加工指令 2深孔加工指令 3螺纹加工指令 4镗孔加工指令91浅孔加工指令浅孔加工一般包括用中心钻打定位孔、用钻 头打浅孔、用锪刀锪沉头孔等，指令有G81 、G82两个。 1）G81主要用于定位孔和一般浅孔加工。指令格式为：G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ 10v加工过程如图5-2所示，刀具在当前初始平 面高度快速定位至孔中心X_Y_；然后沿 Z的负向快速降至安全平面R_的高度；再 以进给速度F_下钻，钻至孔深Z_后，快 速沿Z的正向退刀。其中不带阴影的箭头， 表示刀具快速移动，带阴影的箭头表示刀具 以进给速度F_移动。11例 欲加工图5-3所示的4个10mm浅孔，试编程。v工件坐标系原点定于工件上表面对称中心，选用 10的钻头，起始位置位于工件坐标系（0，0， 200）处，指令程序如下： 12vG82 主要用于锪孔。所用刀具为锪刀或锪 钻，是一种专用刀具，用于对已加工的孔刮 平端面或切出圆柱形或锥形沉头孔。指令参 数为： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ v其加工过程与G81相类似，唯一不同的是， 刀具在进给加工至深度Z_后，暂停P_秒 ，然后再快速退刀。 13例 工件如图5-4所示，其中5的通孔已加工 完毕，需用锪刀加工4个直径为7，深度 为3mm的沉头孔，试编写加工程序。 v设工件坐标系原点在工件上表面的对称中心 ，锪刀的初始位置在（0，0，200）处，加 工程序如下： 142深孔加工指令深孔加工固定指令有两个G73和G83，分高速深孔 加工和一般深孔加工。1）G73 为高速深孔加工指令，其指令格式： G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 其固定循环指令动作如图5-5（a）所示，高速深 加工采用间断进给，有利于断屑、排屑。每次进 给钻孔深度为Q，一般取310 mm，末次进刀深 度Q，d为间断进给时的抬刀量，由机床内部设 定，一般为0.21 mm（可通过人工设定加以改 变）。152）G83 为一般深孔加工指令，其指令参数为： G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ v其中固定循环动作如图5-5（b）所示。与G73 的区别在于：G73每次以进给速度钻Q深度后， 快速抬高d，再由此处以进给速度钻孔至第二个 Q深度，依次重复，直至完成整个深孔的加工 ；而G83则是在每次进给钻进一个Q深度后，均 快速退刀至安全平面高度，然后快速下降至前 一个Q深度之上d处，再以进给速度钻孔至下一 个Q深度。163螺纹加工指令螺纹加工指令有两个，G74和G84，分别用 于左螺纹加工和右螺纹加工。 1） G74 为左螺纹加工指令。指令参数为：G74 X_ Y_ Z_ R_ F_ 17v其固定循环动作如图5-6所示，丝锥在初始 平面高度快速平移至孔中心X_ Y_处，然 后再快速下降至安全平面R_高度，反转启 动主轴，以进给速度（导程/转）F_切入至 Z_处，主轴停转，再正转启动主轴，并以 进给速度退刀至R平面，主轴停转，然后快 速抬刀至初始平面。 182）G84为右螺纹加工指令。指令参数为：G84 X_ Y_ Z_ R_ F_ v与G74不同的是，在快速降至安全平面R后 ，正转启动主轴，丝锥攻入孔底后停转，再 反转退刀。 19例 零件如图5-7所示，其中五个M201.5的螺 纹底孔已打好，试编写右螺纹加工程序。v设工件坐标系原点位于零件上表面对称中心 ，丝锥起始位置在工件坐标系原点上方 200mm处。加工程序如下： 204镗孔加工指令镗孔是用镗刀将工件上的孔（毛坯上铸成 、锻成或事先钻出的底孔）扩大，用来提高 孔的精度和表面光洁度。镗孔加工分粗镗 (G85、G86、G88、G89 )、精镗(G76） 和背镗（G87）几种情况。 211）G85、G86、G88、G89为粗镗循环指令其格式为: G85 X_Y_Z_R_ F_v其固定循环动作如图5-8所示。在初始高度 ，刀具快速定位至孔中心X_Y_，接着快速 下降至安全平面R_处，再以进给速度F_镗 至孔底Z_，然后以进给速度退刀至安全平 面，再快速抬至初始平面高度。 22G86参数格式与G85相同，与G85固定循环 动作不同的是，当镗至孔底后，主轴停转， 快速返回安全平面（G99时）或初始平面（ G98时）后，主轴重新启动。 G88 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ 其固定循环动作与G86类似，不同的是，刀 具在镗至孔底后，暂停P_秒，然后主轴停 止转动，退刀是在手动方式下进行 。G89 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ 其固定循环动作与G85的唯一差别是在镗至 孔底时暂停P_秒。232）G76 精镗循环指令精镗循环与粗镗循环的区别是：刀具镗至 孔底后，主轴定向停止，并反刀尖偏移，使 刀具在退出时刀具不划伤精加工孔的表面。 其指令参数格式为： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ 24v其固定循环动作如图5-9所示，镗刀在初始 平面高度快速移至孔中心X_Y_，再快速 降至安全平面R_，然后以进给速度F_镗 孔至孔底Z_，暂停P_秒，然后刀具抬高 一个回退量d，主轴定向停止转动，然后反 刀尖方向快速偏移Q_，再快速抬刀至安全 平面（G99时）或初始平面（G98时），再 沿刀尖方向平移Q_。 253）G87 为背镗（又称反镗）循环指令背镗中的镗孔进给方向与一般孔加工方向 相反，一般加工时，刀具主轴沿Z轴负向向 下加工进给，安全平面R在孔底Z的上方， 见图5-10（a）；背镗时，刀具主轴沿Z轴 正向向上加工进给，安全平面R在孔底Z的 下方，如图5-10（b）。其指令参数格式为 ：G87 X_ Y_ Z_R_ Q_P_ F_ 26v其固定循环动作如图5-10（c）所示，刀具 在初始平面高度快速移至孔中心X_Y_， 主轴定向停转，然后快速沿反刀尖方向偏移 Q_，再沿Z轴负向快速降至安全平面R_ ，然后沿刀尖正向偏移Q_值，主轴正转启 动，再沿Z轴正向以进给速度向上反镗至孔 底Z_，暂停P_秒，然后沿Z轴负向回退d ，主轴定向停转，反刀尖方向偏移Q_，并 快速沿Z轴正向退刀至初始平面高度，再沿 刀尖正向横移Q_回到初始孔中心位置后， 主轴再次启动。 27三、使用固定循环注意事项1. 固定循环指令的长效性2. 孔中心位置的确定3. 固定循环指令的重复调用281固定循环指令的长效性vG73、G74、G76、G81G89等固定循环指 令均具有长效延续性能，在未出现G80（取 消固定循环指令）及01组的准备功能代码 G00、 G01、 G02、 G03代码时，其固定 循环指令一直有效； 29v固定循环指令中的参数除L外也均具有长效 延续性能，如果加工的是一组相同孔径，相 同孔深的孔时，仅需给出新孔位置X_、 Y_的变化值，而Z_、R_、Q_、P_、 F_ 均无需重复给出，一旦取消固定循环 指令，其参数的有效性也随之结束。X_、 Y_、Z_ 恢复至三轴联动的轮廓位置控制 状态。 302孔中心位置的确定v在调用固定循环指令时，其参数没有X_、 Y_时，孔中心位置为调用固定循环指令时 刀心所处的位置。如果在此位置不进行孔加 工操作，可在指令中插入L0,其功能是仅设 置加工参数，不进行实际加工，若后续程序 段一旦给出孔中心位置，即用L0中设置的 参数进行孔加工。313固定循环指令的重复调用v在固定循环指令的格式中，L_是表示重复 调用次数的参数，如果有孔间距相同的若干 相同的孔需要加工时，在增量输入方式（ G91）下，使用重复调用次数L来编程，可 使程序大大简化，如指令为：G91 G99 G81 X50Z-20R-10L6 F5032v其刀具运行轨迹如图5-11所示。如果是在 绝对值输入方式下使用该指令，则不能钻 出6个孔，仅在第一个孔处钻6次，结果还 是一个孔。33v但是重复调用参数L_不宜在加工螺纹的 G74或G84指令中出现，因为在刀具回到安 全平面R或初始平面时要反转，需要一定的 时间，如果用L来进行多孔操作，要估计主 轴的启动时间。如果时间估计不足，可能会 造成错误操作。34例 用10的钻头钻图5-12所示四孔，若孔深为 10mm用G81指令，若孔深为40mm，用G83指 令，试用循环方式编程。 v设工件坐标系原点在工件上表面图，刀具的初始 位置位于工件坐标系的（0，0，200）处，程序 清单如下：355.2 数控钻镗编程实例 v同数控铣编程一样，数控钻镗编程的程序编制格 式，及固定循环指令的参数使用格式，也因数控 机床所配置的数控系统不同而不完全相同。所以 ，在实际编制加工程序时，应严格按照机床控制 系统配备的编程说明书上的固定的格式进行编程 。尽管不同的数控系统，加工指令的意义或格式 会有所差异，但编程方法和步骤是相同的，本节 将以两个实例进行说明。 36例 如图5-13所示，要求在 3002005的 45钢板上钻15个25的通孔。因为钢板 厚仅5mm，用浅孔循环指令G81即可。孔径由 25的钻头保证。因15个孔的孔径相同，加 工过程中不需要换刀，所以25的钻头可在 加工前安装好（对刀、测长），程序中可不 考虑刀具代码及刀具长度补偿问题。 37v另外，钢板上15个孔的孔间距相同，可考虑使 用重复调用参数L。假设程序开