钻孔加工固定循环指令

钻孔循环指令的使用标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]邯郸职业技术学院教案教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军邯郸职业技术学院讲稿教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军第17次课第4章加工中心加工技术加工中心编程2. 钻孔循环指令G81、G82、G73、G84、G74、G85、G86、G89、G76、G87、G80采用孔加工固定循环功能，只用一个指令，便可完成某种孔加工(如钻、攻、镗)的整个过程。

（一）孔加工循环的动作孔加工循环指令为模态指令，一旦某个孔加工循环指令有效，在接着所有的位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工，直到用G80取消孔加工循环为止。

在孔加工循环指令有效时， XY平面内的运动方式为快速运动(G00)。

孔加工循环一般由以下6个动作组成，如图5-33所示。

1)A→B刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；2)B→R刀具沿Z方向快速运动到参考平面R；3)R→E孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)；4)E点，孔底动作(如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移等)；5)E→R刀具快速退回到参考平面R；6)R→B刀具快速退回到初始平面B。

（二）孔加工固定循环指令FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1)钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81 G△△ X__ Y__ Z__ R__ F__X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。

G △△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面；G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下（1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；（2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；（3）钻孔加工；（4）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

FANUC系统（加工中心）的11种孔加工固定循环指令”FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1)钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81G△△X__Y__Z__R__F__X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。

G△△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面；G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下（1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；（2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；（3）钻孔加工；（4）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。

编程实例：如图a所示零件，要求用G81加工所有的孔，其数控加工程序如下：图a图bN02T01M06;选用T01号刀具(Φ10钻头)N04G90S1000M03;启动主轴正转1000r／minN06G00X0.Y0.Z30.M08;N08G81G99X10.Y10.Z-15.R5F20;在(10，10)位置钻孔，孔的深度为15mm，参考平面高度为5mm，钻孔加工循环结束返回参考平面N10X50;在(50，10)位置钻孔(G81为模态指令，直到G80取消为止) N12Y30;在(50,30)位置钻孔N14X10;在(10,30)位置钻孔N16G80；取消钻孔循环N18G00Z30N20M302)钻孔循环指令G82G82钻孔加工循环指令格式为：G82G△△X__Y__Z__R__P__F__在指令中P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。

该指令在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不作进给运动，并保持旋转状态，使孔底更光滑。

FANUC系统的11种孔加工固定循环指令FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1)钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81 G△△ X__ Y__ Z__ R__ F__X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。

G△△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面；G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下（1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；（2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；（3）钻孔加工；（4）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。

编程实例：如图a所示零件，要求用G81加工所有的孔，其数控加工程序如下：图a 图bN02 T01 M06; 选用T01号刀具(Φ10钻头)N04 G90 S1000 M03; 启动主轴正转1000r／minN06 G00 X0. Y0. Z30. M08;N08 G81 G99 X10. Y10. Z-15. R5 F20; 在(10，10)位置钻孔，孔的深度为15mm，参考平面高度为5mm，钻孔加工循环结束返回参考平面N10 X50; 在(50，10)位置钻孔(G81为模态指令，直到G80取消为止)N12 Y30; 在(50,30)位置钻孔N14 X10; 在(10,30)位置钻孔N16 G80；取消钻孔循环N18 G00 Z30N20 M302)钻孔循环指令G82G82钻孔加工循环指令格式为：G82 G△△ X__ Y__ Z__ R__ P__ F__在指令中P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。

该指令在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不作进给运动，并保持旋转状态，使孔底更光滑。

孔加工固定循环指令5.2.1 固定循环的动作孔加工固定循环通常由以下6个动作组成，如图5.2所示：动作1一X轴和Y轴定位，刀具快速定位到要加工孔的中心位置上方。

动作2一快进到R点，刀具自初始点快速进给到R点(准备切削的位置)。

动作3一孔加工，以切削进给方式执行孔加工的动作。

动作4一在孔底的动作，包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。

动作5一返回到R点，继续下一步的孔加工。

动作6一R点快速返回到初始点。

孔加工完成后应选择初始点。

动作说明：(1)初始平面。

初始平面是为安全进刀切削而规定的一个平面。

初始平面是开始执行固定循环时．刀位点的轴向位置。

初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成时，才使用G98，使刀具返回初始平面上的初始点。

(2)参考平面。

参考平团又叫R点平面，这个平面是刀具进刀切削时由快进转为工进的高度平面，距工件表面的距离（这个距离叫引入距离）主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm：使用G99时，刀具将返回到该平面的R点。

在已加工表面上钻孔、镗孔、铰孔时，引入距离为1～3 MM（或2～5MM）在毛坯而上钻孔、镗孔、铰孔，引入距离为5～8MM攻螺纹、铣削时，引入距离为5～10MM编程时，根据零件、机床的具体情况选取（3）孔加工时，根据孔的深度，可以一次加工到孔底，或分段加工到孔底，又叫间歇进给。

加工到孔底后，根据情况还要考虑超越距离。

例如，钻头，刃角118°，轴向超越距离约为0．3d+ (1～2)MM，如图所示；丝锥、镗刀等，根据刀具情况决定超越距离(4) 孔底动作，根据孔的不同，孔底动作也不同。

有的不需孔底动作；有的需暂停动作，以保证平底；有的需主轴反转(变向)；有的需主轴停；或主轴定向停止，并移动一个距离。

（5）孔底平面。

加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度，加工通孔时一般刀具还要伸长超过工件底平面一段距离．主要是保正全部孔深都加工到尺寸，钻削时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。

孔加工固定循环指令1．孔加工固定循环指令的概述〔1〕孔加工固定循环动作数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。

例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。

这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。

孔加工固定循环指令有G73，G74，G76，G80～G89，通常由下述6个动作构成见图7-26所示：动作1——X、Y轴定位X轴和y轴的快速定位。

动作2——快速运动到R点参考点快速运动到R点；动作3——孔加工；动作4——在孔底的相应动作，见表7-3；动作5——返回到R点〔快退或工作进给退回〕；动作6——快速移动到初始点。

图7-26 固定循环动作〔实线—切削进给虚线—快速进给〕〔2〕孔加工固定循环指令表FANUC Oi-MB数控系统的孔加工固定循环功能，包括12种固定循环功能指令和一种取消固定循环功能指令〔G80〕，见表7-3所示。

表7-3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环功能〔3〕孔加工固定循环平面及指令格式①初始平面初始平面是为平安进刀而规定的一个平面。

初始平面可以设定在任意一个平安高度上。

当使用同一把刀具加工多个孔时，刀具在初始平面内的移动应不会与夹具、工件凸台等发生干预。

② R点平面R点平面又叫R参考平面。

这个平面是刀具下刀时，自快进转为切削进给的高度平面，距工件外表的距离主要考虑工件外表的尺寸变化，一般情况下取2～5mm〔图7-27所示〕。

③孔底平面加工不通孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度。

而加工通孔时，除要考虑孔底平面的位置外，还要考虑刀具的超越量〔图7-27中Z点〕，以保证所有孔深都加工到尺寸。

④刀具从孔底的返回方式当刀具加工到孔底平面后，刀具从孔底平面以两种方式返回，即返回到R点平面和返回到初始平面，分别用指令G98与G99来决定。

⑤孔加工固定循环的根本格式孔加工循环的通用编程格式如下：G90/G91 G73～G89 G98/G99 X Y Z R Q10 mmm〔可通过人工设定加以改变〕。

从事数控铣床编程加工中，常会遇到钻孔加工。

因此，编程人员首先需要了解孔加工类刀具的选择与使用；其次，要根据孔的形状和加工特点选择合适的固定循环指令，本文主要讲解fanuc发那科钻孔切削循环指令。

FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1)钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81 G△△X__ Y__ Z__ R__ F__X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度(mm/min)，R为参考平面的高度。

G△△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面;G98返回初始平面，为缺省方式;G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下(1)钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y);(2)钻头沿Z方向快速运动到参考平面R;(3)钻孔加工;(4)钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。

2)钻孔循环指令G82G82钻孔加工循环指令格式为：G82 G△△X__ Y__ Z__ R__ P__ F__在指令中P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。

该指令在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不作进给运动，并保持旋转状态，使孔底更光滑。

G82一般用于扩孔和沉头孔加工。

其动作过程如下(1)钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y);(2)钻头沿Z方向快速运动到参考平面R;(3)钻孔加工;(4)钻头在孔底暂停进给;(5)钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

3)高速深孔钻循环指令G73对于孔深大于5倍直径孔的加工由于是深孔加工，不利于排屑，故采用间段进给(分多次进给)，每次进给深度为Q，最后一次进给深度≤Q，退刀量为d(由系统内部设定)，直到孔底为止。

加工中心编程中，经常用到的孔加工固定循环功能指令主要有G81~G89九个，如表1所示。

可以实现钻孔、镗孔、攻螺纹等加工。

孔加工固定循环指令由以下6个动作组成。

1）X和Y轴定位；2）快速运行到R点；3）孔加工；4）在孔底的动作，包括暂停、主轴反转等；5）返回到R点；6）快速退回到初始点。

孔加工固定循环程序段的一般格式为G90/G91 G98/G99 G81~G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_；式中 G90/G91——绝对坐标编程和增量坐标编程指令；G98/G99——返回点平面指令，G98为返回到初始平面，G99为返回到R平面；G80~G89——孔加工指令，；X、Y——孔位置坐标；Z——孔底坐标，按G90编程时，编入绝对坐标值，按G91编程时，编入增量坐标值；R——按G90编程时，编入绝对坐标值，按G91编程时，编入相对于初始点的增量坐标值；Q——深孔钻时每一次的加工深度；P——孔底暂停的时间；F——进给速度；L——循环次数。

固定循环的撤消由指令G80完成。

表1 固定循环指令反镗孔指令G87在执行过程中，X轴和Y轴定位后，主轴定向停止，刀具按刀尖相反方向偏移q，并快速定位到孔底R点，接着刀具按q值返回，主轴正转，沿Z轴向上加工到Z 点，在这个位置主轴再次定向停止后，刀具再次按原偏移量反向移动，然后主轴快速移动到初始平面，并按原偏移量返回正转，继续执行下一个程序段。

采用这种循环方式时，只能让刀具返回到初始平面而不能返回到R点平面，因为R点平面低于Z点平面。

深孔钻指令G83的执行过程。

X轴和Y轴定位后，刀具进给至一定深度（q值）后返回至R点，再快进至离前一次加工面d处，进行第二次进给，以此循环直至钻完待加工孔后快速返回。

G△△FANUC 系统（加工中心）的 11种孔加工固定循环指令FANUC 系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1）钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81 G △△__ Y__ Z__ R__ F__X ，Y 为孔的位置、Z 为孔的深度，F 为进给速度（mm/min ），R 为参考平面的高度。

可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平 面还是参考平面； G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标 G90和相对坐标 G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下（1） 钻头快速定位到孔加工循环起始点 B （X ，Y ）； （2） 钻头沿Z 方向快速运动到参考平面 R ； （3） 钻孔加工；（4） 钻头快速退回到参考平面 R 或快速退回到初始平面 B 。

该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。

编程实例：如图a 所示零件，要求用 G81加工所有的孔，其 数控加工程序如下：图a 图bN02 T01 M06;选用T01号刀具（①10钻头）N04 G90 S1000 M03; 启动主轴正转 1000r / minN06 G00 X0. Y0. Z30. M08;N10 X50; 在(50，10)位置钻孔(G81为模态指令，直到G80取消为止)N12 Y30; 在(50,30)位置钻孔N14 X10;在(10,30)位置钻孔 N16 G80 ； N08 G81 G99 X10. Y10. Z-15. R5 F20; 在(10, 10)位置钻孔，孔的深度为 15mm ，参考平面高度为5mm ，钻孔加工循环结束返回参考平面取消钻孔循环N18 G00 Z30 N20 M302) 钻孔循环指令G82G82钻孔加工循环指令格式为： G82 G △△__ Y__ Z__ R__ P__ F__在指令中P 为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同 G81 o该指令在孔底加进给暂停动作， 即当钻头加工到孔底位置时， 刀具不作进给运动， 并保持旋转状态，使孔底更光滑。

邯郸职业技术学院教案教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军邯郸职业技术学院讲稿教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军第17次课第4章加工中心加工技术加工中心编程2. 钻孔循环指令G81、G82、G73、G84、G74、G85、G86、G89、G76、G87、G80采用孔加工固定循环功能，只用一个指令，便可完成某种孔加工(如钻、攻、镗)的整个过程。

（一）孔加工循环的动作孔加工循环指令为模态指令，一旦某个孔加工循环指令有效，在接着所有的位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工，直到用G80取消孔加工循环为止。

在孔加工循环指令有效时， XY平面内的运动方式为快速运动(G00)。

孔加工循环一般由以下6个动作组成，如图5-33所示。

1)A→B刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；2)B→R刀具沿Z方向快速运动到参考平面R；3)R→E孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)；4)E点，孔底动作(如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移等)；5)E→R刀具快速退回到参考平面R；6)R→B刀具快速退回到初始平面B。

（二）孔加工固定循环指令FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。

1)钻孔循环指令G81G81钻孔加工循环指令格式为：G81 G△△ X__ Y__ Z__ R__ F__X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。

G △△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面；G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。

编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。

其动作过程如下（1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；（2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；（3）钻孔加工；（4）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。

该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。

钻孔固定循环指令的使用方法G81指令格式：G81 X_Y_Z_R_F该循环用于通常的孔加工，如钻中心孔，钻较浅的孔孔加工动作如下：刀具沿着X 、Y轴快速定位后，快速到达R点平面，从R点平面到孔底Z 点进行钻孔加工，最后，刀具快速回到初始平面或R点平面。

G82指令格式：G82 X_Y_Z_R_P_F1秒(s)=1000毫秒(ms)该指令一般使用锪（huo）刀，扩孔和沉头孔加工P为刀具在孔底的暂停时间，单位为ms（毫秒），不加小数点。

孔加工动作如下：与G81格式相似，唯一的区别是G82在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不做进给运动，并保持旋转状态（暂停时间由P代码指定），使孔的表面更光滑，在加工不通孔时提高了孔深尺寸的精度。

G83指令格式：G83 X_Y_Z_R_Q_F_该循环用于深孔的啄进加工操作，以间歇方式分多次切削进给直至孔底，一边将金属碎屑从孔中清除出去，一边进行加工。

该循环可使深孔加工时更利于排屑，冷却。

孔加工动作：定心，快速到达R点平面后，沿Z轴方向进给q,快速回退至R点平面排屑，再沿Z轴方向快速移动至之前加工终点向上d的位置上，切削进给（q+d）,再快速回退至R 点平面排屑，如此反复。

到达孔底后，刀具快速退回。

这样断续切削进给有利于断屑，金属屑很容易从孔中清除，可以在参数NO.5115中设定较小的退刀量d，这样钻孔效率较高。

Q 为每次切削进给的深度，始终使用正值且用增量值指定，最后一次进给深度<=q+dG73指令格式:G73X_Y_Z_R_Q_F_K_该循环用于深孔的高速啄进加工操作，以间歇方式分多次切削进给直至孔底，一边将金属碎屑从孔中清除出去，一边进行加工。

孔加工动作：定心，快速到达R点平面，沿Z轴方向进给q,快速退回d,在沿Z轴方向进给（q+d）,快速退回d,如此反复。

到达孔底后，刀具快速退回。

这样断续切削进给有利于断屑，金属屑很容易从孔中清除。

可以在参数NO.5114中设定较小的退刀量，这样钻孔效率更高，q为每次切削进给深度，始终用正值且用增量值指定，最后一次进给深度<=q+dG76（精镗）指令格式：G76 X_Y_Z_R_P_Q_F_该循环适合孔的精镗加工，用单刃镗刀。