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摘要：在数控铣床、加工中心上，利用宏程序编制深孔钻削程序，利用不断变化的切削深度，提高加工的效率，并能轻松排屑、保护刀具。
关键词：宏程序;数控铣削;深孔加工;
1.深孔加工的概况
孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，一般规定孔深L和孔径d之比：L/d ﹤5的孔称为浅孔;L/d ﹥5的孔称为深孔; L/d ﹥100的称为超深孔。其中深孔钻削加工（孔深和孔径的比值﹥10）在机械加工领域中占有非常重要的地位，约占孔加工量的40%以上。如：液压机械行业的阀类、泵体等部件的加工; 汽车行业的发动机缸体、供油系统零件和转向轴等零件的加工等。深孔加工的最大的缺点就是散热和排屑困难。解决深孔钻削时，散热和排屑困难，保护刀具，提高生产效率，成为深孔钻削的研究方向。
2.数控铣削深孔加工固定循环指令的局限
数控铣床、加工中心上加工的深孔零件，在机加工领域极具代表性。就工件加工工艺而言，应尽量减少装夹带来的误差，减少额外的准备时间，提高效率。在钻深孔φ8mm的时候由于钻头难以冷却，铁屑难以排出，会造成钻头寿命减短，卡屑，严重会断钻头。若单独买一台深孔钻机床，或配一套完整的深孔钻系统和一支高品质的硬质合金枪钻，会增加额外的费用。就工件的编程而言，先进的数控铣床、加工中心系统会有深孔钻削的模块指令，但在一般的数控铣床、加工中心上钻削深孔常用的是固定循环指令G73和G83。G73指令通过Z轴方向的啄式进给，较容易地实现断屑，但排屑差，如图1a所示;G83指令同样通过Z轴方向的啄式进给来实现断屑，排屑效果较G73好，如图1b所示。其中指令中的Q值是指每一次的加工深度，一旦设定为定值，指令执行过程中不可改变。这样设定的Q值，设定大了，影响深孔后期钻削的断屑与排屑及钻头散热;设定小了，又影响深孔前期钻削的效率。
3.宏程序在数控铣削深孔加工中的应用
3.1 变量Q值
为了解决深孔钻削的断屑与排屑，钻头的冷却，保护刀具使用寿命，提高生产效率，可以利用宏程序编制深孔钻削的程序来实现。在宏程序里将Q值设为变量，如图1c所示。刚开始加工时，刀具散热和排屑较容易，一次性切深Q值可以给大些;随着钻孔深度的增加，刀具散热和排屑困难，一次性切深Q值应给小些。Q值的设定随着孔径深度的增加而递减。
3.2 举例描述钻深孔循环动作
现举例说明用宏程序编制深孔钻削的程序，如图2所示，在硬度为HB≥100的ZL111上，钻φ8mm的孔，孔长为147mm，其表面粗糙度为Ra6.3um。此孔的孔深和孔径的比值>10，且加工的表面质量要求较高，一般的钻头和G73、G83指令，难以达到理想效果。现可选用φ8mm的加长的硬质合金钻头及编制宏程序实现。为防止钻孔引偏，先用中心钻打定位孔，再调φ8mm的加长硬质合金钻头钻孔。刚开始使用大进给15mm以上，提高加工的效率;之后快速退刀到R点平面Z2mm的地方，带出铝屑，冷却钻头，再快速进刀到离上次钻削深度d=1mm的位置继续钻孔;每次钻孔进给深度Q都递减，直至5mm，使剩余部分顺利断屑排屑，不影响零件表面质量;重复同一动作，直到完成深孔钻削。钻深孔宏程序流程图如图3所示。
3.3 数控程序与注释
程序 注释
…… 钻中心孔程序省
M06T02 ; 调φ8mm的钻头
G54G0X0Y0;
G43H02G00Z100.M07;
M03S2000;
#1=0; Z向赋值
#4=15; Q赋值
N5WHILE[#1GT[-150]]DO1; 如果#1大于-150mm，循环1继续，考虑钻头前面有锥度，多钻深3mm
#2=#1+1; d值的设定，距上次切 削孔底平面1mm的地方
#3=#1-#4; 每一次鉆孔的深度Q值的设定
G00Z#2; 快速进给到Z向距上次切削孔底平面d处
G01Z#3F80; 从d点处快进变成工进，工进距离为#3
G00Z2; 当钻完一个深度退刀到R点平面，Z2的地方
G04X1.; 暂停1秒，让钻头冷却
#1=#1-#4; Z向下一进给深度
IF[#4LE5]GOTO5; 如果#4小于等于5mm，则程序跳转至N5程序段
#4=#4-1; Q值的计算
END1;
……
4.结束语
实践证明，利用宏程序编制钻削深孔的程序， 将Q值设为变量，刚开始取大值，随着钻孔深度的增加而减小的编程方式，对于孔深和孔径的比值﹥10的深孔加工，能有效地断屑与排屑，冷却钻头，保护刀具寿命，提高生产效率。
参考文献：
[1]沈建峰.数控机床编程与操作M.北京：中国劳动社会出版社，2005
[2]李宏胜.机床数控技术及应用M.北京：高等教育出版社，2001
[3]马幼祥.机械加工基础M.北京：机械工业出版社，1995
关键词：宏程序;数控铣削;深孔加工;
1.深孔加工的概况
孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，一般规定孔深L和孔径d之比：L/d ﹤5的孔称为浅孔;L/d ﹥5的孔称为深孔; L/d ﹥100的称为超深孔。其中深孔钻削加工（孔深和孔径的比值﹥10）在机械加工领域中占有非常重要的地位，约占孔加工量的40%以上。如：液压机械行业的阀类、泵体等部件的加工; 汽车行业的发动机缸体、供油系统零件和转向轴等零件的加工等。深孔加工的最大的缺点就是散热和排屑困难。解决深孔钻削时，散热和排屑困难，保护刀具，提高生产效率，成为深孔钻削的研究方向。
2.数控铣削深孔加工固定循环指令的局限
数控铣床、加工中心上加工的深孔零件，在机加工领域极具代表性。就工件加工工艺而言，应尽量减少装夹带来的误差，减少额外的准备时间，提高效率。在钻深孔φ8mm的时候由于钻头难以冷却，铁屑难以排出，会造成钻头寿命减短，卡屑，严重会断钻头。若单独买一台深孔钻机床，或配一套完整的深孔钻系统和一支高品质的硬质合金枪钻，会增加额外的费用。就工件的编程而言，先进的数控铣床、加工中心系统会有深孔钻削的模块指令，但在一般的数控铣床、加工中心上钻削深孔常用的是固定循环指令G73和G83。G73指令通过Z轴方向的啄式进给，较容易地实现断屑，但排屑差，如图1a所示;G83指令同样通过Z轴方向的啄式进给来实现断屑，排屑效果较G73好，如图1b所示。其中指令中的Q值是指每一次的加工深度，一旦设定为定值，指令执行过程中不可改变。这样设定的Q值，设定大了，影响深孔后期钻削的断屑与排屑及钻头散热;设定小了，又影响深孔前期钻削的效率。
3.宏程序在数控铣削深孔加工中的应用
3.1 变量Q值
为了解决深孔钻削的断屑与排屑，钻头的冷却，保护刀具使用寿命，提高生产效率，可以利用宏程序编制深孔钻削的程序来实现。在宏程序里将Q值设为变量，如图1c所示。刚开始加工时，刀具散热和排屑较容易，一次性切深Q值可以给大些;随着钻孔深度的增加，刀具散热和排屑困难，一次性切深Q值应给小些。Q值的设定随着孔径深度的增加而递减。
3.2 举例描述钻深孔循环动作
现举例说明用宏程序编制深孔钻削的程序，如图2所示，在硬度为HB≥100的ZL111上，钻φ8mm的孔，孔长为147mm，其表面粗糙度为Ra6.3um。此孔的孔深和孔径的比值>10，且加工的表面质量要求较高，一般的钻头和G73、G83指令，难以达到理想效果。现可选用φ8mm的加长的硬质合金钻头及编制宏程序实现。为防止钻孔引偏，先用中心钻打定位孔，再调φ8mm的加长硬质合金钻头钻孔。刚开始使用大进给15mm以上，提高加工的效率;之后快速退刀到R点平面Z2mm的地方，带出铝屑，冷却钻头，再快速进刀到离上次钻削深度d=1mm的位置继续钻孔;每次钻孔进给深度Q都递减，直至5mm，使剩余部分顺利断屑排屑，不影响零件表面质量;重复同一动作，直到完成深孔钻削。钻深孔宏程序流程图如图3所示。
3.3 数控程序与注释
程序 注释
…… 钻中心孔程序省
M06T02 ; 调φ8mm的钻头
G54G0X0Y0;
G43H02G00Z100.M07;
M03S2000;
#1=0; Z向赋值
#4=15; Q赋值
N5WHILE[#1GT[-150]]DO1; 如果#1大于-150mm，循环1继续，考虑钻头前面有锥度，多钻深3mm
#2=#1+1; d值的设定，距上次切 削孔底平面1mm的地方
#3=#1-#4; 每一次鉆孔的深度Q值的设定
G00Z#2; 快速进给到Z向距上次切削孔底平面d处
G01Z#3F80; 从d点处快进变成工进，工进距离为#3
G00Z2; 当钻完一个深度退刀到R点平面，Z2的地方
G04X1.; 暂停1秒，让钻头冷却
#1=#1-#4; Z向下一进给深度
IF[#4LE5]GOTO5; 如果#4小于等于5mm，则程序跳转至N5程序段
#4=#4-1; Q值的计算
END1;
……
4.结束语
实践证明，利用宏程序编制钻削深孔的程序， 将Q值设为变量，刚开始取大值，随着钻孔深度的增加而减小的编程方式，对于孔深和孔径的比值﹥10的深孔加工，能有效地断屑与排屑，冷却钻头，保护刀具寿命，提高生产效率。
参考文献：
[1]沈建峰.数控机床编程与操作M.北京：中国劳动社会出版社，2005
[2]李宏胜.机床数控技术及应用M.北京：高等教育出版社，2001
[3]马幼祥.机械加工基础M.北京：机械工业出版社，1995