第7章 公、英制螺紋編程及加工

1、第第7 7章章 公、英制螺紋的編程及加工公、英制螺紋的編程及加工 知識、技能目標(biāo) 數(shù)控車螺紋的基本知識 螺紋固定循環(huán)指令G92 復(fù)合型螺紋切削循環(huán)指令G76 操作實訓(xùn) 小 結(jié)知識、技能目標(biāo)知識、技能目標(biāo)知識目標(biāo)知識目標(biāo) 掌握螺紋加工指令G92、G76的編程格式及特點 。技能目標(biāo)技能目標(biāo) 掌握螺紋加工指令G92、G76 的適用范圍及編程技能技巧。 掌握內(nèi)/外圓柱、圓錐及溝槽的粗、精加工程序設(shè)計思想。 能合理選用數(shù)控車削加工螺紋的切削用量。 數(shù)控車削螺紋的基本知識數(shù)控車削螺紋的基本知識1）螺紋的切削方法 在數(shù)控車床上加工螺紋的方法有直進法、斜進法兩種，見圖7-2。直進法適合加工導(dǎo)程較小的螺紋，斜進

2、法適合加工導(dǎo)程較大的螺紋。常用螺紋的切削的進給次數(shù)與吃刀量可參考表7-1。2）車螺紋前直徑尺寸的確定普通螺紋各基本尺寸： 螺紋大徑d=D（螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同）中徑d2=D2=d 0.6495P （P螺紋的螺距）牙型高度h1=0.5413P螺紋小徑d1=D1=d-1.0825P3）螺紋行程的確定在數(shù)控車床上加工螺紋時，由于機床伺服系統(tǒng)本身具有滯后特性，會在螺紋起始段和停止段發(fā)生螺距不規(guī)則現(xiàn)象，所以實際加工螺紋的長度W應(yīng)包括切入和切出的空行程量，如圖7-3所示。即：式中： ：切入空刀行程量，一般取25mm； ：切出空刀行程量，一般取0.5。 21 LW12 圖7-2螺紋進刀切削方法

3、圖7-3 螺紋加工 （a）斜進法 （b）直進法 表 7-1 常用螺紋切削的進給次數(shù)與吃刀量 公制螺紋 螺距 mm 1.0 1.5 2 2.5 3 3.5 4 牙深（半徑值） 0.649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 1 次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2 次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3 次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4 次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5 次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6 次 0.15 0.4 0.4 0.4 7

4、 次 0.2 0.2 0.4 8 次 0.15 0.3 切削 次數(shù) 及吃 刀量 （直徑值） 9 次 0.2 英制螺紋 牙/in 24 18 16 14 12 10 8 牙深（半徑值） 0.698 0.904 1.016 1.162 1.355 1.626 2.033 1 次 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 1.0 1.2 2 次 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 3 次 0.16 0.3 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 4 次 0.11 0.14 0.3 0.4 0.4 0.5 5 次 0.13 0.21 0.4 0.5 6 次 0.16 0.4 切削 次

5、數(shù) 及吃 刀量 （直徑值） 7 次 0.17 螺紋固定循環(huán)指令螺紋固定循環(huán)指令G92G92 加工直螺紋加工直螺紋 指令格式： G92 X（U_Z(W)_ F _ 式中： X、Z：取值為螺紋終點坐標(biāo)值； U、W：取值為螺紋終點相對循環(huán)起點的坐標(biāo)分量； F：螺紋的導(dǎo)程。加工錐螺紋加工錐螺紋 指令格式： G92 X（U_Z(W)_ R_ F _ 式中： X、Z：取值為螺紋終點坐標(biāo)值； U、W：取值為螺紋終點相對循環(huán)起點的坐標(biāo)分量； R：為圓錐螺紋切削起點和切削終點的半徑差。 圓錐螺紋循環(huán)如圖7-4 圓柱螺紋循環(huán)如圖7-5 圖7-4圓錐螺紋加工循環(huán) 7-5圓柱螺紋加工循環(huán) 圖中刀具從循環(huán)起A點開始，按

6、ABCD進行自動循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點A，虛線表示快速移動，實線表示按F指令指定的進給速度移動。 復(fù)合型螺紋切削循環(huán)指令復(fù)合型螺紋切削循環(huán)指令G76G76 G76螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令較G92指令簡捷，可節(jié)省程序設(shè)計與計算時間，只需指定一次有關(guān)參數(shù)，則螺紋加工過程自動進行。如圖7-8所示為復(fù)合螺紋切削循環(huán)的刀具加工路線。 G76螺紋切削指令的格式需要同時用兩條指令來定義。 編程格式：G76 P（m）( r ) () Q(dmin) R(d)； G76 X(U)_Z(W)_R ( i ) P ( k ) Q ( d ) F ( L )式中有關(guān)幾何參數(shù)的意義如圖7-8所示；點擊箭頭獲取參數(shù)意義的注

7、釋式中：m：精車重復(fù)次數(shù)，從0199，用兩位數(shù)表示，該參數(shù)為模態(tài)量；r：螺紋尾端倒角值，該值的大小可設(shè)置在0.09.9L之間，系數(shù)應(yīng)為0.1的整倍數(shù)，用0099之間的兩位整數(shù)來表示，其中L為導(dǎo)程，該參數(shù)為模態(tài)量；：刀尖角度，可從80、60、55、30、29、0六個角度中選擇，用兩位整數(shù)來表示，該參數(shù)為模態(tài)量；m、r、 用地址P同時指定，例如，m=2, r=1.2L, =60，表示為P021260；dmin：最小車削深度，用半徑編程指定，單位：微米。車削過程中每次的車削深度為 （ ），當(dāng)計算深度小于此極限值時，車削深度鎖定在這個值，該參數(shù)為模態(tài)量；d：精車余量，用半徑編程指定，單位：微米，該參數(shù)

8、為模態(tài)量；X(U)、Z(W)：螺紋終點絕對坐標(biāo)或增量坐標(biāo)；i：螺紋錐度值，用半徑編程指定。如果i = 0則為直螺紋，可省略；k：螺紋高度，用半徑編程指定，單位：微米；d：第一次車削深度，用半徑編程指定，單位：微米；L：螺紋的導(dǎo)程。 參數(shù)意義的注釋參數(shù)意義的注釋1ndnd圖7-8 螺紋切削多次循環(huán)示例 內(nèi)、外螺紋軸套的編程與加工內(nèi)、外螺紋軸套的編程與加工 圖7-11 組合螺紋軸、套 解答過程解答過程【案例7.2】 如圖7-11所示組合零件，該組合零件具有內(nèi)外螺紋相互配合的特點。毛坯尺寸 34mm棒料，加工前已有毛坯孔 16，材料為45#鋼，T01：93粗、精車外圓刀，T02鏜孔刀，T03：內(nèi)螺紋

9、刀，T04：切斷刀。 解答過程解答過程 零件圖工藝分析 數(shù)值計算 工件參考程序與加工操作過程 安全操作和注意事項零件圖工藝分析零件圖工藝分析 （1）技術(shù)要求分析。如圖7-11（b）所示，零件包括圓柱面、倒角、內(nèi)螺紋和切斷等加工。零件材料為45#鋼，無熱處理和硬度要求。 （2）確定裝夾方案、定位基準(zhǔn)、加工起點、換刀點。由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。由于工件較小，為了加工路徑清晰，加工起點和換刀點可以設(shè)為同一點，放在Z向距工件前端面200mm，X向距軸心線100mm的位置。 （3）制定加工方案，確定各刀具及切削用量。加工刀具的確定如表7-5所示，加工方案的制定如表7-6所示。 表7-5

10、 案例7.2刀具卡 實訓(xùn)課題 公、英制螺紋 編程及加工 零件名稱 螺母 零件圖號 圖 7-11 序號 刀具號 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑 數(shù)量 加工表面 備注 1 T0101 93粗、精右偏外圓刀 0.4 mm 1 外表面、端面 2 T0202 鏜孔刀 0.4mm 1 螺紋底孔 3 T00303 60內(nèi)螺紋車刀 0.4mm 1 內(nèi)螺紋 4 T0404 B=3mm 切斷刀 0.3mm 1 切斷 表 7-6 案例 7.2 工序和操作清單 材料 45# 零 件 圖 號 7-11 系統(tǒng) FANUC 工序號 072 切削用量 操作序號 工步內(nèi)容 （走刀路線） G 功能 T 刀具 轉(zhuǎn)速 S （rmin） 進

11、給速度 F （mmr） 切削深度（mm） 主程序 1 夾住棒料一頭，留出長度大約 50 mm（手動操作） ，調(diào)用主程序 1 加工 （注：已在普通車床上加工出 16 孔） （1） 車端面 G01 T0101 640 0.1 （2） 自右向左粗車外表面 G90 T0101 640 0.3 1 （3） 自右向左粗鏜內(nèi)表面 G90 T0202 640 0.2 1 （4） 自右向左精鏜內(nèi)表面 G01 T0202 900 0.1 0.2 （5） 車內(nèi)螺紋 G92 T0303 335 2 （6） 自右向左精加工外表面 G01 T0101 900 0.1 0.2 （7） 切斷 G01 T0404 335 0.

12、1 （8） 檢測、校核 主程序 2 調(diào)頭墊銅皮夾持30 外圓，找正夾牢，調(diào)用主程序 2 加工 （1） 車端面截至總長尺寸車倒角 G01 T0101 900 0.1 0.5 （2） 孔口倒角 G90 T0202 900 0.1 （3） 檢測、校核 數(shù)值計算數(shù)值計算 （1）設(shè)定程序原點，以工件右端面與軸線的交點為程序原點建立工件坐標(biāo)系。 （2）計算各節(jié)點位置坐標(biāo)值，略。 （3）車螺紋前的孔徑尺寸：D孔DP=202=18。工件參考程序與加工操作過程工件參考程序與加工操作過程（1）工件的參考程序如表7-7所示。（2）輸入程序。（3）數(shù)控編程模擬軟件對加工刀具軌跡仿真，或數(shù)控系統(tǒng)圖形仿真 加工，進行程序

13、校核及修整。（4）安裝刀具，對刀操作，建立工件坐標(biāo)系。（5）啟動程序，自動加工。（6）停車后，按圖紙要求檢測工件，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。安全操作和注意事項安全操作和注意事項（1） 16孔在普通車床上已加工到位。（2）對刀時，注意內(nèi)切槽刀的編程刀位點為左刀尖。（3）有孔加工刀具，注意換刀點的位置不能太靠近工件，否則會在換刀 和快速靠近工件時撞到工件。續(xù) 表表 7-7 案例 7.2 程序卡（供參考） 編程原點 工件右端面與軸線交點 編寫日期 零件名稱 螺紋套 零件圖號 圖 7-11（b） 材料 45# 數(shù)控車床 程序卡 車床型號 CAK6150DJ 夾具名稱 三爪卡盤 實訓(xùn)車間 數(shù)控中心 程序

14、號 O7002 編程系統(tǒng) FANUC 0-TD 序號 程序 簡要說明 N010 G50 X200 Z200 建立工件坐標(biāo)系 N020 M03 S640 T0101 主軸正轉(zhuǎn)，選擇 1 號外圓刀 N030 G99 進給速度為 mm/r N040 G00 X38 Z2 快速定位至 38 直徑，距端面正向 2 mm N050 G01 Z0 F0.1 刀具與端面對齊 N060 X1 加工端面 N070 G00 X38 Z2 定位至 38 直徑外，距端面正向 2 mm N080 G90 X30.4 Z28 F0.3 粗車 30 外圓，留精加工余量 0.2mm N090 X31 Z1 R3 粗車倒角 N1

15、00 G00 X200 Z200 T0100 M05 返回刀具起始點，取消刀補，停主軸 N110 M00 程序暫停，檢測工件 N120 M03 S640 T0202 換轉(zhuǎn)速，主軸正轉(zhuǎn)，選鏜孔刀 N130 G00 X14 Z2 快速定位至（X14，Z2）位置 N140 G90 X18.4 Z28 F0.3 粗鏜 M 20 孔，留精加工余量 0.2mm N150 G00 X200 Z200 T0200 M05 返回刀具起始點，取消刀補，停主軸 續(xù) 表續(xù)表 1 編程原點 工件右端面與軸線交點 編寫日期 零件名稱 螺紋套 零件圖號 圖 7-11（b） 材料 45# 數(shù)控車床 程序卡 車床型號 CAK6

16、150DJ 夾具名稱 三爪卡盤 實訓(xùn)車間 數(shù)控中心 程序號 O7002 編程系統(tǒng) FANUC 0-TD 序號 程序 簡要說明 N160 M00 程序暫停，檢測工件 N170 M03 S900 T0101 換轉(zhuǎn)速，正轉(zhuǎn)，選外圓車刀 N180 G00 X24 Z2 快速定位至（X24，Z2） N190 G01 X30 Z1 F0.1 精加工倒角 C1 N200 Z28 精加工 30 外圓 N210 X38 平端面 N220 G00 X200 Z200 T0100 M05 返回刀具起始點，取消刀補，停主軸 N230 M00 程序暫停，檢測工件 N240 M03 S900 T0202 主軸正轉(zhuǎn)，選鏜孔

17、刀 N250 G00 X26 Z2 快速定位至（X26，Z2） N260 G01 X18 Z2 精加工倒角 C2 N270 Z28 精加工內(nèi)螺紋孔 N280 X16 徑向退刀 N290 G00 Z2 軸向退出工件孔 N300 G00 X200 Z200 T0200 M05 返回換刀點，取消刀補，停主軸 續(xù)表 2 編程原點 工件右端面與軸線交點 編寫日期 零件名稱 螺紋套 零件圖號 圖 7-11（b） 材料 45# 數(shù)控車床 程序卡 車床型號 CAK6150DJ 夾具名稱 三爪卡盤 實訓(xùn)車間 數(shù)控中心 程序號 O7002 編程系統(tǒng) FANUC 0-TD 序號 程序 簡要說明 N310 M00 程

18、序暫停，檢測工件 N320 M03 S335 T00303 換轉(zhuǎn)速，主軸正轉(zhuǎn)，換內(nèi)螺紋車刀 N330 G00 X16 Z5 快速定位至循環(huán)起點（X16，Z5） N340 G92 X18.3 Z27 F2 N350 X18.9 N360 X19.5 N370 X19.9 N380 X20 加工內(nèi)螺紋 N390 G00 X200 Z200 T0300 M05 返回刀具起始點，取消刀補，停主軸 N400 M00 程序暫停，檢測工件 N410 M03 S335 T0404 換轉(zhuǎn)速，主軸正轉(zhuǎn)，換切斷刀 N420 G00 X38 Z28.2 快速定位至 （X38，Z28.2） (留 0.2mm 端面加工余量) N430 G01 X14 切斷 N440 G00 X200 Z200 T0400 M05 返回刀具起始點，取消刀補，停主軸 N450 T0100 1 號基準(zhǔn)刀返回，取消刀補 N460 M30 程序結(jié)束 續(xù) 表續(xù)表3 工件調(diào)頭裝夾，車端面，車倒角 程序號 O7003 序號 程序 簡要說明 N010 G50 X200 Z200 建立工件坐標(biāo)系 N020 M03 S900 T