摘要：提出了數控鑽床提高群孔加工效率的新方法。實踐表（biǎo）明：使（shǐ）用電子圖版軟件計算（suàn）群孔孔（kǒng）心坐標（biāo）後進行手工宏程序變量編（biān）程，使用編程計算機（jī）用RS232C 將（jiāng）G 代碼傳給機床數控（kòng）係統（tǒng）來代替低（dī）效率的手工G 代碼輸入，鑽直徑大於19 mm、深度超過130 mm 的深孔時，使用整體硬質合金內冷鑽頭代替普通麻花鑽頭，合理運用（yòng）好鑽孔加工循環，選（xuǎn）擇合理的鑽孔加工路線。這些新方（fāng）法能在目前加工群孔基礎上提高1.5 倍（bèi）效（xiào）率。

   
 
      0 引言

      大（dà）慶石化分公司機械廠（chǎng）使用（yòng）沈陽中捷集團（tuán）生產（chǎn）的（de）ZKY7450×250 雙（shuāng）軸動橋（qiáo）式數（shù）控鑽床（chuáng）加工群孔（例如管板孔）已（yǐ）經有13 年的（de）曆史了。加工效率一般（bān）比（bǐ）普通鑽床提高1～2 倍。目前，我（wǒ）廠數控技術人（rén）員在現有基礎上又提出了一些新方法，這些（xiē）新方法（fǎ）使數控鑽（zuàn）床加工群孔的效率（lǜ）又提高了1.5 倍。通過（guò）使用電子圖版軟件計算群孔孔心坐標，通過手工編製含有（yǒu）變量的宏程序（xù），然後使用編程計算機用RS232C 將G 代碼傳給機床數控係統，鑽直徑（jìng）大於19 mm、深度超（chāo）過130 mm 的深孔時，使用硬質合金內冷鑽頭代替普通鑽頭，合理運用好鑽孔加（jiā）工循環，選擇合理的鑽孔加工路線。實踐表明，這（zhè）一係列新方法都可以快速提高數控鑽床加工群孔的效（xiào）率，同（tóng）時，孔的位置精度和尺寸精度也（yě）隨之提高。

       1、使（shǐ）用電子（zǐ）圖版軟件計算孔心坐標，使用變量進行宏程序編（biān）程

      我廠（chǎng）目（mù）前管板孔編程的方法主要還是通過數控工人利用計算器計算（suàn）孔心坐標，然後按照固定的鑽孔加工循環（huán）編製成一行一行鑽孔循環的程序，如果（guǒ）孔排數越多，則程序越繁瑣，最後通過手工輸入G 代碼的方式來執（zhí）行數控加工。正（zhèng）常（cháng）情況下，直徑在1200 mm 到1400 mm 範圍之內的管板編程的時間大約是1 h，輸入G 代碼的時間大約是1 h，總（zǒng）共需要2 h。而利用CAD 軟件（如電子圖版）畫出管板孔排列（liè）圖，則孔（kǒng）心坐標通過查詢功能，一目了然，再也不用通過計算器進行計算。利用變量編程（chéng），即（jí）宏程序（xù）編程，大大縮短了（le）鑽群孔程（chéng）序的總（zǒng）量，節（jiē）省了數控（kòng）係（xì）統的內存。通（tōng）常宏程（chéng）序要比非宏程序的內容縮減2/3，這縮（suō）短了輸入時間，對（duì）比如下：

       上麵%100.1 為宏程序變量編程, %200.1 為普通坐標編程，這兩（liǎng）個編程的內容說明，當孔的排數增大時,宏程變量編程隻需要將變量或條件參數改變一下, 程序內容（róng）基本上不變；而（ér）坐標編程的程序內容則隨孔排數的增多而（ér）增大。程序容量增大，不僅占用數控鑽床的內存，而且坐標計算繁瑣，容易出現操作失誤。因（yīn）此最好采用宏程序（xù）編程。但兩（liǎng）者在實際運用中，也要區別對待。對於完整排列（liè）的孔（如圖1），利（lì）用宏程（chéng）序編程更（gèng）方便；如果群孔的排列不是特別有規律（lǜ），或者部分孔中（zhōng）間有多個槽（cáo）等隔開（如管板上的隔板槽，為拉筋孔預留的空間等），使有規律排列的孔出現了很多斷檔。另外，鑽難加工的孔時，鑽頭更換是常有的事，利（lì）用宏程序編程（chéng），更換鑽頭（tóu），需要更改宏程序參（cān）數，目的隻是為了更換新鑽頭後使之在（zài）斷續處繼續鑽孔。此時（shí），使用坐標編程明顯更實用。在實際運用中，要根據群孔的（de）實際排列情況，綜（zōng）合考慮使用哪個程序更（gèng）好。

                             圖1 管板孔

      2 、使用編程計算機用RS232C 將G 代碼傳給機床數控係統中

      如果使（shǐ）用手工輸入程序G 代碼功能，則輸入時間較長，而且程序員輸入（rù）G 代碼後還需要逐次檢查是否正確。如果采用將編好的程序G 代碼通過使用（yòng）編程（chéng）計算機用RS232C 傳給機床（chuáng）數控係統，將零件加工程序全（quán）部讀入數（shù）控裝置內部的存（cún）儲器，加工時再從內部存儲器中逐漸調出進行加工。這個過（guò）程隻需（xū）要幾秒鍾的時間就可以完（wán）成操（cāo）作，非常方便。如果在機床鑽孔時需要輸入（rù）程序，則可以利用後台方式來輸入（rù）程（chéng）序，使加工和輸入在（zài）同（tóng）一（yī）時段同（tóng）時進行，以提高生產效率。

      3 、使用硬質合金內冷鑽（zuàn）頭代替（tì）普通鑽頭

      由於機床主軸設置有強力內冷、拉刀機構，可配（pèi）備特供內冷（lěng）刀具，如整體（tǐ）硬質（zhì）合（hé）金內冷鑽（zuàn）頭（tóu）。采用這種鑽頭，由於使高壓冷卻液直接冷卻鑽頭（tóu）切削刃和排除（chú）切屑，在鑽深孔時大（dà）大提高效率。加工鋼件（jiàn）切削速度能達1000 m/min，當孔直徑大於19 mm、深度小於（yú）160 mm 時，使用該類型鑽頭可直接使用G87 鑽孔循環而不必使用反（fǎn）複（fù）切削加工的G83 鑽（zuàn）孔循環。使用整體硬質（zhì）合（hé）金內（nèi）冷鑽頭，采用高（gāo）轉速、低進給量進行加工，孔的表麵粗糙度可（kě）以達到Ra1.6 μm，可以省去鉸孔（kǒng）工序。這裏需要考慮的（de）就是硬質合（hé）金內冷（lěng）鑽頭磨損（sǔn）後，需要在專用設備上重新磨切削刃，它的費用也是比較（jiào）高的。所以，對於鑽普通的群孔（如（rú）孔的深度小於80 mm，表麵粗糙度在Ra6.3 μm 以上）時，都可以使用普通鑽頭代替內冷鑽頭來加工（gōng）孔。使用硬質合（hé）金內冷鑽頭的前提條件是：孔的精度高，深度深（一般情況下（xià），深（shēn）度都要超過（guò）100 mm），孔的位（wèi）置（zhì）精度高（gāo）（一般在0.03 mm 內），孔的排列規則,並且批量加（jiā）工。此時，就（jiù）需要考慮用硬質合金內冷鑽頭來代替普（pǔ）通鑽頭來加工群孔。

      4 、合理運用好鑽孔加工循（xún）環（huán）

      G83———啄（zhuó）式鑽孔加工循環。特點是鑽頭逐次鑽削，逐次退出，以使（shǐ）冷卻液能及時（shí）進入孔裏（lǐ），並（bìng）且能（néng）及時把（bǎ）切（qiē）屑排出（chū）。使用普通麻花鑽鑽頭，當孔的深度（dù）在130 mm 以上（shàng）時，經常使（shǐ）用此加工循環，如果鑽頭采用內冷整體硬質合金鑽頭時，孔的深度在160 mm 以（yǐ）上（shàng）時（shí），才采用G83 循環。G87———帶斷削槽的鑽孔加（jiā）工循環。其特點（diǎn）是鑽頭鑽進孔一定深度值P 後，例（lì）如（rú）P=50 mm 後，鑽頭（tóu）速度不變，但進給暫停，暫停時間可設定的鑽孔加工循環。以前（qián），我們加工深度大於140 mm 的群孔時，經（jīng）常使用的是G83功能，經過實踐檢驗（yàn），前120 mm 深可采用（yòng）G87 功能，後麵深度可才用G83 功能，即兩（liǎng）個功能套用，如同主程序中的子程序一樣，這樣一來，每鑽一個孔，至（zhì）少節省15 s，按照零件（比如管板）上有1000 個孔計算，則每塊管板節省時間250 min。

      5 、選（xuǎn）擇合理的鑽孔加工路線

      對（duì）位置精度要求高的孔係（xì）加工（如模具定位孔），要注意安排孔（kǒng）的加工順序。以避免鑽頭在孔的定位中將機床傳動副（fù）的反（fǎn）向間隙帶入到進給（gěi）運動中（zhōng），影響孔的位置精度，如圖（tú）2。按圖2（a）的路線，由於使鑽頭在5、6 孔定位的運（yùn）動方向（xiàng）與1、2、3、4 孔相反，Y 向進給傳動副（fù）的反向間（jiān）隙，會使5、6 孔位置誤差增大；按圖2（b）所示路線，可避免反向間隙（xì）的引入。

                                圖2 孔加（jiā）工路（lù）線示意圖

      在保證加工精度和表麵粗（cū）糙度的條件（jiàn）下，盡量（liàng）縮短鑽頭走刀路線（xiàn），減少（shǎo）空行程，提高生產率。例如將G87 或G83 鑽孔循環中的ER 值盡量設置成不超過0.5 mm，EF值控製在0.5 s 範圍之內。

      6 、現場應用

     目前，使用以上新舉措已加工群孔類零件（如管板）超（chāo）過10 t，通過控製內冷鑽（zuàn）頭的轉速和進給量，孔表（biǎo）麵粗糙度可以達到Ra1.6 μm,可以省去鉸（jiǎo）孔工序。這不但提高了群孔的加工效率，而且也降（jiàng）低了加工成本。另外，編程和輸入程序的時間大（dà）大縮（suō）短也使加工效率得到（dào）了進一步的提（tí）高。在加工苯乙烯篩板零件的加工過（guò）程中，該零件共有1659 個直徑（jìng）為7.1 mm 孔，使用電子圖版軟件計算群孔孔心坐標（biāo）,然後（hòu）通過（guò）使用變量編製G 代碼程序,通過使用編程計算機用RS232C 傳給機床數控係統, 這樣一（yī）來，僅僅加工前準備工作就比手工計算孔心坐標和手工輸入G 代碼節省1 d 時間。

      7 、結語

      通過使用電子圖版軟件計算孔心坐標，並使用變量進行編程, 使用編程計算機用RS232C 將G 代碼傳給機床數控係統中,鑽深孔（深度超（chāo）過140 mm）時（shí）,使（shǐ）用（yòng）內冷鑽頭代替普（pǔ）通鑽頭加工群孔（例如管板孔），並且運用（yòng）好G81、G83、G87 加工（gōng）循環，選擇合理的鑽孔加工路線，這些新舉措能在目前加工群孔基礎上提高1.5 倍效率。孔（kǒng）的尺（chǐ）寸精度和位置精度也有（yǒu）明顯的提高，這對於大批量的（de）管板（bǎn）群孔加工（gōng），效果尤其明顯。